Zakwaszenie gleby w strefie klimatu umiarkowanego jest zjawiskiem naturalnym. Zachodzi z tej prostej przyczyny, że w tym klimacie w okresie tzw. półrocza zimowego (od 1-go października roku poprzedzającego do 31 marca roku następnego) opad deszczu dominuje nad parowaniem wody z gleby i roślin. Woda opadowa (zebrana w zbiorniku do deszczówki) ma pH ≤ 5,65. Taki odczyn wody opadowej powoduje, że w glebie dochodzi do trzech grup następujących po sobie zjawisk, które trzeba kontrolować:
1. Rozpuszczania węglanów (zapis uproszczony) (pH 6,5-8,5):
CaCO3 + 2H+ + CO2 à Ca(HCO3)2
Węglany wapnia są ekstremalnie słabo rozpuszczalne w wodzie o odczynie obojętnym. Natomiast w warunkach kwaśnych, a takie stwarza woda opadowa, powstaje kwaśny węglan wapnia, który jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, a tym samym migruje w głębsze warstwy gleby, zubażając tym samym wierzchnie warstwy gleby.
Skutkiem tego, w pełni naturalnego procesu, jest wymywanie z roztworu glebowego związków wapnia, a także magnezu.
2. Wymywanie wapnia z glebowego kompleksu sorpcyjnego (pH 5,5-6,5)
W sytuacji nadmiaru protonów (H+) w roztworze glebowym i jednoczesnym braku wolnych węglanów zachodzi zjawisko usuwania z glebowego kompleksu sorpcyjnego kationów zasadowych, w których miejsce wchodzą protony. Kationy zasadowe ulegają wymyciu, a roślina nie dysponuje tym składnikami, które są niezbędne do jej funkcjonowania, w tym do wydania plonu.
3. Uwalnianie toksycznego glinu (Al3+) (pH < 5,5):
W kolejnym etapie, w którym nastąpiło znaczne usunięcie z gleby kationów zasadowych składnikiem gleby, który neutralizuje protony są związki glinu (zapis uproszczony):
Al(OH)3 + 3H+ à Al3+ + 3H2O
Powstały glin jest toksyczny dla organizmów żywych, w tym dla człowieka. W glebie o pH < 5,5 dochodzi do redukcji sytemu korzeniowego rośliny, która tym samym nie może pobierać wody składników pokarmowych. Rośliny, jak pokazuje zdjęcie zamieszczone poniżej wypadają z łanu.
Fot. Pożółkłe rośliny pszenicy z powodu niedożywienia wypadają stopniowo z łanu
Działania naprawcze, czyli eliminujące toksyczny glin to:
- wapnowanie
- stosowanie siarczanu wapnia
Schemat działania przedstawia poniższy rysunek. Siarczan wapnia w glebie ulega rozpuszczeniu i uwalnia dwa składniki, to jest Ca2+, który z glebowego kompleksu sorpcyjnego usuwa Al3+. Rola reszty siarczanowej sprowadza się do związania toksycznego glinu, a tym samym do wyłączenia z aktywności w roztworze glebowym.
CaSO4 · 2H2O ó Ca2+ + SO42- + 2H2O
Ryc. Schemat procesów prowadzących do blokady toksycznego glinu przez siarczan wapnia.
