PH TAL, APNJENJE IN DOSTOPNOST HRANIL NA NJIVAH

Doc. Dr. Rok Mihelič

Biotehniška fakulteta, Ljubljanarok.mihelic@bf.uni-lj.si

Lombergarjevi dnevi, 2. poljedelski posvet

Pivola, 5. december 2012

VSEBINA PREDSTAVITVE

• Pomen apnjenja njivskih tal;

• Pomen apnenca v primerjavi z drugimi sredstvi za apnjenje;

• Ekonomičnost apnjenja

Alkalnost (bazičnost) ali kislost tal glede na pH vrednost

alkalna (bazična) > 7,2

nevtralna 6,8 - 7,2

zmerno kisla 5,6 - 6,7

izrecno kisla 4,5 - 5,5

močno kisla < 4,5

VZROKI POSLABŠANJA RASTI NA POLJIH (REZULTATI VEČLETNIH POLJSKIH POSKUSOV IZ VZHODNE NEMČIJE; W. ZORN TLL JENA)

Vzrok Pogostost v %

Zakisanje tal 44

Pomanjkanje N 14

Pomanjkanje P 13

Pomanjkanje Mg 11

Pomanjkanje K 9

Pomanjkanje Mo 5

Pomanjkanje Cu, B, Mn in Zn 4

VIRI STALNEGA ZAKISOVANJA TAL: KISEL DEŽ, IZPIRANJE Ca IN Mg IZ TAL, GNOJENJE, ODVZEM S PRIDELKI

• Pri razkroju organskih ostankov v tleh se tvorijo organske in anorganske kisline;

• Z rastlinskimi pridelki iz tal odvzamemo poglavitna bazična kationa, Ca in Mg;

• Kisle padavine

Produkti izgorevanja fosilnih goriv iz toplarn, termoelektrarn, druge industrije in prometa se vračajo na površino tal v obliki kislih padavin kot dušikova in žveplena kislina.

• Izpiranje

Ca in Mg se iz tal izpirata pogosto v povezavi z izpiranjem nitrata (NO3-).

• Gnojila z amonijskim dušikomAmonij vsebujoča gnojila zakisujejo tla, ker se pri nitrifikaciji amonija sproščajo klisli vodikovi protoni (NH4). Potrebujemo do 7 kg CaCO3 za vsak kg nitrificiranega amonijskega dušika.

V dolgoletnih poljskih poskusih so ugotovili, da za sprotno nevtralizacijo v tleh nastajajočih kislin potrebujemo celo 1000 kg apnenca - CaCO3/ha

letno.

Tvorba dušikovih in žveplovih oksidov pri izgorevanju fosilnih goriv

V SREDNJI EVROPI SE IZ TAL IZPIRAJO BAZE, ZATO PRIDE PO NARAVNI POTI DO ZAKISANJA TAL, ČE NE

APNIMO.(C. WELP, ISTITUT FÜR BODENKUNDE, UNI BONN, 2002)

Območje Al-toksičnosti in pomanjkanja hranil

STANJE pH TAL V SLOVENIJI

Kislost tal (pH v KCl)

0

10

20

30

40

50

60

močn kisla tlapH < 4,5

izrecno kisla tlapH 4,5 - 5,5

zmerno kisla tlapH 5,6 -6,5

nevtralna tlapH 6,6 - 7,2

bazična (alkalna) tlapH > 7,2

Od

sto

tek

(%

)

Pomurje (njive-vse- podatki KGZ MS)

MS (njive-poljščine - podatki KIS)

Slovenija (njive-poljščine-podatki KIS)

Avtor: Zita Flisar-Novak, 2011

ČE SE PH OCEANA ZMANJŠA LE ZA 0,1 ENOTE, SE ŽE RAZTOPI OKLEP POLŽKOV IZ KALCIJEVEGA KARBONATA (1)

(VIR: NATIONAL GEOGRAFIC SLOVENIJA, ŠT. 5, 2011)

45. DAN POLŽKOV OKLEP IZGINE (VIR: NATIONAL GEOGRAFIC SLOVENIJA, ŠT. 5, 2011)

Tla imajo veliko sposobnost

izravnave (puferno sposobnost),

zato se ne zakisajo tako hitro

kot voda. Vendar, ko se enkrat

ravnotežje poruši, ga je težje

ponovno vzpostaviti.

Talni delci obdani z vodnim filmom

Koreninski lasek

Rastlini dostopna voda

Zrak v porah

Talna voda Izmenjava kationov

v tleh

Talni delec

Koreninski lasek

VPLIV pH TAL NA LASTNOSTI TAL, MIKROBNO AKTIVNOST IN DOSTOPNOST HRANIL

S KATERIMI SREDSTVI LAHKO NEVTRALIZIRAMO KISLOST TAL?

ODGOVOR: Z BAZAMI ALI S SOLMI, KI DELUJEJO BAZIČNO

• CaCO3 (apnenec)• CaMg(CO3)2 (dolomit)• CaO (apno oz. žgano apno)• Ca(OH)2 (gašeno oz. hidratizirano apno)

Apno in gašeno apno delujeta hitro, vendar sta zelo agresivna za žive organizme v tleh (deževnike, korenine rastlin), zato ju smemo odmerjati le malo naenkrat (od 1 t CaO/ha na lahkih do največ 3 t CaO/ha na težkih tleh) in še to najbolje pozno jeseni ali pozimi, ko organizmi v tleh niso aktivni.

Apnenec in dolomit nista agresivna; pH talne raztopine se po vnosu apnenca v tla poveča le nekoliko nad nevtralno vrednostjo, četudi damo zelo velike odmerke.

Dolomit ima tršo kristalično strukturo kot apnenec, zato se počasneje raztaplja mora biti fino mlet. Ni priporočljivo odmerjati več kot 2 - 4 t/ha dolomita v obdobju 2 - 4 let, ker se v tleh lahko nakopiči preveč dostopnega Mg anatagonizem s Ca in K ter disperzija talnih koloidov in poslabšanje strukture tal!

Sadra (CaSO4x2H2O) deluje nevtralno, ker je sol enakovredno močnih baze, Ca(OH)2 in kisline, H2SO4

POMEMBNE MERITVE APNENEGA MATERIALA

• Kemijska oblika: karbonat, hidroksid, oksid

• Nevtralizacijska vrednost: količina CaCO3, ki ima enako nevtralizacijsko vrednost kot 100 kg apnenega materiala:

CaCO3 = 100; CaO = 178; Ca(OH)2 = 132

• Reaktivnost: časovna odvisnost delovanja apna pri definiranih razmerah

• Specifična površina delčkov (povezano s trdoto: bolj ko je trd apnenec, manjša je specifična površina)

NEVTRALIZACIJA KISLOSTI TAL

Apnenec deluje postopno:

1. CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3-

2. HCO3- + H+ H2O + CO2

    H+

Talni koloid + CaCO3              Talni koloid-Ca++ + H2O + CO2

   H+

Apno deluje hitro:

CaO + 2H+ Ca2+ + H2O

MIKROSKOPSKI SLIKI ZRNCA APNENCA

TRD MEHEK (VIDNA VEČJA SPECIFIČNA

POVRŠINA)

Bolj ko so delci drobni, hitrejše je delovanje apnenca.

Predvsem mladi, mehki apnenci so bolj primerni za apnjenje, ker so bolj topni ter sorazmerno hitro preperevajo. Tak je npr. litavski apnenec iz Zagorja

(apnenec IGM), ki je zelo krhek, dobro vodotopen in visoko hidroskopičen.

Sredstvo za razkisanje tal Reaktivnost v primerjavi s čistim

apnencemKemijsko čisti, „laboratorijski“ apnenec (fini prah - mikronska frakcija)

1

Apnenec IGM Apnenec IGM („mladi - mehki“ apnenec; 0 – 8 mm)(„mladi - mehki“ apnenec; 0 – 8 mm) 0,790,79

Apnenec SIA Apnenec SIA („trdi“ apnenec; 0 – 8 mm)(„trdi“ apnenec; 0 – 8 mm) 0,410,41

Čisti apnenčasti prah (mikro delci) 0,98

Siva žlindra (1 – 4 mm) 0,33

Lesni pepel 0,57

Apnenčaste alge (granulirane; sferične granule; premer 2 mm)

0,13

MEHKI NARAVNI APNENEC JE IDEALNO SREDSTVO ZA MELIORACIJO KISLIH TAL

• Ni agresiven;• Deluje postopno;• Njegov učinek traja dalj časa; • Prijazen za kmeta: lahko se skladišči na robovih

njiv, se ne praši...;• Cenovno je zelo ugoden.

Pomembna razlika od apna: apnenec lahko brez škode za rastline in okolje damo v tla v zelo velikih odmerkih – tudi bistveno več kot 10 ton/ha (odvisno od tipa tal).

DOLOČITEV ODMERKOV ZA APNJENJEČIM LAŽJA SO TLA IN ČIM VEČ HUMUSA VSEBUJEJO, TEM NIŽJA JE

OPTIMALNA pH VREDNOST.

• Odmerki se določijo na podlagi pH tal, vsebnosti humusa ter glede na vrsto tal (teksturo).

• Apnjenje se razlikuje tudi glede kulture (travnik ali njiva).

• Na travinju je optimalna pH vrednost za 0,5 do 1 pH enote manjša kot na njivah.

• Lažja tla se apni vsake 3 - 4 leta, težka pa na 4 - 6 let.

• Apneno sredstvo je priporočljivo zadelati v tla.

njive do 4% humusa njive s 4,1% do 8% humusa travinjelahka tla

pH t/ha CaO t/ha apnenca pH t/ha CaO t/ha apnenca pH t/ha CaO t/ha apnenca

4,0 7,7 19,3 4,0 7,0 17,5 4,0 4,0 10,04,5 5,7 14,3 4,5 4,6 11,5 4,5 2,2 5,55,0 3,8 9,5 5,0 2,4 6,0 5,0 1,0 2,5

5,5 1,9 4,8 5,5 1,0 2,5 5,2 - 5,7 0,5 1,3

6,0 1,0 2,5 ≥6,0 0,0 0,0 ≥ 5,8 0,0 0,0≥6,5 0,0 0,0            

srednje težka tla

pH t/ha CaO t/ha apnenca pH t/ha CaO t/ha apnenca pH t/ha CaO t/ha apnenca

4,0 11,7 29,3 4,0 11,5 28,8 4,0 5,7 14,34,5 11,1 27,8 4,5 9,5 23,8 4,5 4,6 11,55,0 8,8 22,0 5,0 6,2 15,5 5,0 2,7 6,85,5 5,9 14,8 5,5 2,9 7,3 5,5 0,8 2,0

6,0 3,0 7,5 6,0 1,5 3,8 5,6 - 6,3 0,7 1,8

6,5 1,7 4,3 > 6,5 0,0 0,0 > 6,3 0,0 0,0≥6,5 0,0 0,0            

težka tla

pH t/ha CaO t/ha apnenca pH t/ha CaO t/ha apnenca pH t/ha CaO t/ha apnenca

4,0 16,0 40,0 4,0 13,7 34,3 4,0 6,8 17,04,5 15,0 37,5 4,5 11,5 28,8 4,5 5,5 13,85,0 12,1 30,3 5,0 7,8 19,5 5,0 3,4 8,55,5 8,2 20,5 5,5 4,1 10,3 5,5 1,3 3,3

6,0 4,4 11,0 5,9 - 6,7 1,8 4,5 5,7 - 6,5 0,8 2,0

6,4 - 7,2 2,0 5,0 ≥ 6,8 0,0 0,0 > 6,5 0,0 0,0

≥ 7,2 0,0 0,0            

ODMERKI ZA APNJENJE (MERITVE PH V KLORIDU)

APNJENJE

IZBOLJŠA

Strukturo tal, dostopnost vode v tleh, izmenjavo plinov;

je vir Ca in Mg; poveča dostopnost N, P, K, Mo…; kakovost humusa...

ODSTRANI

Presežek organskih kislin; kopičenje toksičnih Al in Fe spojin

ZMANJŠA

Dostopnost težkih kovin

SPODBUJAŽivljenje talnih organizmov in mineralizacijo organske snovi

Pomen apnjenja za tlaPomen apnjenja za tla

Medsebojno povezovanje koloidnih delcev tal s kationskim mostom

tvorba obstojnih strukturnih agregatov tal

Z APNJENJEM IZBOLJŠAMO STRUKTURO TAL IN OLAJŠAMO OBDELAVO

ODZIVNOST POMEMBNIH POLJŠČIN NA pH VREDNOST TAL

Pri velikem deležu krompirja, rži ali ovsa v kolobarju lahko gospodarimo pri nižjem pH tal;

ječmen, pšenica, hmelj in ogrščica potrebujejo več apnenca. Posebej veliko apnenca potrebujejo nekatere metuljnice (fižol, grah,

lucerna, večina detelj).

Potrebe po apnjenju

Velike potrebe Male potrebe

• Ječmen• Sladkorna in krmna pesa• Lucerna, črna detelja• Koruza• Oljna ogrščica• Gorčica (senf)• Fižol• Bela lupina• Oz. pšenica

• Krompir• Rž• Oves• Rumena lupina• lan

Število košenj

pH

Črna detelja Trpežna ljulka

Vpliv vrste na spremembo pH tal med rastjo (črna detelja : trpežna ljulka)

POVEČANI PRIDELKI LUCERNE ZARADI APNJENJA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5,9 5,7 5,5 5,3 5,1 4,9

pH tal

Sen

o lu

cer

ne

(t/h

a)

brez apnjenja apnjeno

V OPTIMALNEM PH OBMOČJU JE DOSTOPNOST HRANIL IZRAZITO VEČJA

100%

75%

34%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

5,0 6,0 6,5

pH

Rel

ativ

na

uči

nko

vito

st P

(%

)

Relativna učinkovitost fosforja glede na pH tal

KORUZA IN JEČMEN STA OBČUTLJIVA NA KISLA TLA

Nekroze na ječmenu zaradi zakisanja tal in posledičnega presežka mangana

POVEČANJE PRIDELKA JAREGA JEČMENA V ODVISNOSTI OD pH TAL

Pri

dele

k z

rnja

(d

t/h

a)

pH tal

POLJSKI POSKUS Z APNENCEM V MOŠKANJCIH (KMETIJA MAJERIČ); OLJNA OGRŠČICA 2008/09

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

kontrola 10 t/ha apnenca 60 t/ha apnenca

Obravnavanje

Pri

de

lek

zrn

ja o

grš

čic

e (

kg

/ha

)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

pH

ta

l

pridelek

pH

POLJSKI POSKUS Z APNENCEM V MOŠKANJCIH (KMETIJA MAJERIČ)

leto 2011

0

2040

60

80

100120

140

160

kontr sadra apnenecObravnavanje

Pri

de

lek

luc

ern

e

(% g

led

e n

a k

on

tro

lo)

OKVIRNE CENE NEKATERIH APNENIH MATERIALOV NA SLOVENSKEM TRGU

Apneni material Maloprodajna cena

Preračunana vsebnost

kalcijevega karbonata

Relativna cena (€/kg CaCO3)

Apnenčeva moka 54 €/t (97% CaCO3) 0,06

Hidratizirano apno 145 €/t (132% CaCO3) 0,11

Fino mleti apnenec (agroapno)

141 €/t (98% CaCO3) 0,14

Naravni apnenec IGM

36 €/t (vključena prevoz +

trošenje)(92% CaCO3) 0,04

Tipičen pripravek iz apnenčastih alg

840 €/t (91% CaCO3) 0,92

APNJENJE KOT DOLGOROČNA INVESTICIJA

Meliorativno apnjenje Vzdrževalno apnjenje

Modelni primer:

pridelek zrnja pšenice na kislih tleh: 4 t/ha;

na optimalnih tleh: 6 t/ha

Cena zrnja = 200 €/t

Investicija za apnjenje: 1. leto 10 t/ha apnenca = 360 €; 6. leto 5 t/ha apnenca za vzdrževanje = 180 €.

Dodaten prihodek v 10 letih na tleh z apnjenjem je 3200 € minus 540 € (stroški za apnjenje) = 2660 €/ha dobička.

ZAKLJUČEK

• Apnjenje, po možnosti s kakovostnim mehkim naravnim apnencem, ki ga

ima Slovenija v izobilju, bi izboljšalo rodovitnost tal ter obenem povečalo in

izboljšalo pridelke, ki bi bili bolj odporni na škodljivce in sušo.

• Apnjenje je učinkovit ukrep za izboljšanje ekonomičnosti kmetijske

pridelave:

Večje pridelke ter s tem bolj rentabilno proizvodnjo in boljšo kakovost tal oz. celotnega agroekosistema bi ohranjali z rednim vzdrževalnim apnjenjem na vsake 4 do 6 let z majhnimi stroški (strošek 20 do 70 €/ha letno).

ZA USPEŠNO TROŠENJE APNENCA POTREBUJEMO USTREZEN TROSILEC

Čvrsto podvozje

Široka kolesa

Pomično podajalno dno

Izmetni krožniki za enakomeren raztros

Količina trošenja enakomerna, ne glede na hitrost vožnje

Velika nasipnica