Interpretări bibliografice după rezultatele experiențelor de lungă durată cu amendamente, 1961 – 2021
În țara noastră solurile acide amendabile ocupă o suprafață de 3,424 mil. ha (23% din agricol și 37% din arabil) cu o reprezentare suficient de stabilă, aproape nemodificată ca întindere și timp, întrucât acțiunea de amendare a regresat după 1990 (până în anul 1990 acțiunea de amendare - corectare a reacției solurilor acide era suportată financiar de la bugetul de stat) (în conformitate cu HCM din 1966).
Principalii factori limitativi ai producțiilor obținute pe aceste soluri sunt aciditatea solului și în general slabă aprovizionare cu humus și elemente minerale de nutriție. Practica agriculturii sustenabile aici presupune un echilibru între procesele de degradare și cele de regenerare din sol, de mare importanță pentru aceste condiții pedo-agrochimice, iar soluțiile de protecție și redresare a fertilității trebuie să conducă la eficiență, calitate și conservare a resurselor de sol.
Aciditatea și debazificarea acestor soluri sunt procese naturale dar în foarte multe cazuri menținute sau determinate antropic.
Inițial, prin solificare are loc transformarea rocilor și materialelor parentale în soluri acide, în condiții ecologice specifice cu debazificare și spălarea cationilor bazici, formarea mineralelor argiloase și sesquioxizilor (ca material coloidal). Astfel se individualizează solurile acide, ca medii fizico-chimice în care raportul H+ (H3O+) și OH-este favorabil ionilor de hidrogen, debazificarea este permanentă și însoțită de o substituire a cationilor bazici cu cei generatori ai acidității (H+, Al3+). Au fost nominalizate, în continuare, principalele surse de H+și Al3+din solurile acide (Chiriță, 1974): apa din sol (disociată), acizii humici și acizi organici din sol care prin grupările facționale preponderent carboxilice (COOH) și fenolice (OH) ionizează cu formare de ioni de H+, apoi acizii minerali (prin "ploi acide"), activitatea metabolică a rădăcinilor, aplicarea de îngrășăminte acidifiante, prezența unor poluanți, etc.
Acest mediu fizico-chimic, manifestat natural ca permanent și dezvoltat și antropic, determină o degradare a acestor soluri din punct de vedere al fertilității și capacității de producție ceea ce a condus la abordări și practici ameliorative. Aceste practici și sisteme de producție au la bază măsurile de corectare a reacției prin amendamente (pe bază de CaCO3, CaCO3·MgCO3 sau CaO) și concomitent prin măsuri fertilizare în scopul refacerii potențialului de producție.
1. Amendarea solurilor acide
Este măsura eficientă de neutralizare a reacției acide, prin materiale naturale și reziduale, numite "amendamente pentru soluri acide", cu efect ameliorativ (complex – asupra reacției și regimului nutriției și al biologiei solului) datorat conținutului de CaCO3, CaCO3·MgCO3 sau CaO.
Criteriile de încadrare a solurilor acide în categoria celor amendabile sunt:
Pedologice: care încadrează solurile amendabile în clasa pedologică a luvosolurilor (preluvosol, luvosol tipic și luvosol albic), pentru zona agricolă și în clasa cambisolurilor (districambosoluri), pentru zona montană.
Agrochimice se formulează ca urmare a relației pH – V% - Al-mobil prin care se poate stabili regula acestor criterii: - se încadrează ca soluri amendabile dacă dețin pH-ul (suspensiei apoase) sub 5,8-6 (sunt moderat și puternic acide), cu grad al saturației în baze V% < 75 (debazificate), condiții în care în aceste soluri se dezvoltă concentrații mai ridicate de 0,3 m.e./100g sol Al mobil. În cele mai multe cazuri, la nivelele reacției foarte acide și complex adsorbtiv debazificat, concentrațiile ridicate de Al-mobil generează efecte fitotoxice (Al - mobil este frecvent însoțit de concentrații ridicate de Mn și Fe).
Biologice – agronomice: Se exprimă prin reacția plantelor la aplicarea amendamentelor care are la bază criterii bine stabilite - de regulă, plantele preferă ca domeniu optim al reacției (pH-ului) ca fiind delimitat la pH 6,8-7,2, cu precizarea că în legătură cu pretabilitatea plantelor la acest indicator (al pH-ului, reacției) sunt culturi ce cresc normal (adaptate) la aciditate (cartof, lupin secară, ovăz, ș.a.), deci tolerează aciditatea și factorii săi de degradare (până la un nivel), așa cum sunt culturi adaptate la mediul neutru-alcalin (orz, rapiță, leguminoase, în general). Prima categorie a culturilor adaptate la aciditate nu necesită expres amendarea și corectarea reacției așa cum a doua categorie, adaptate la un mediu opus acidității, se încadrează ca plante interesate și cu răspuns semnificativ la corectarea reacției (tabelul 1).
Tabelul 1
Stabilirea oportunității amendării calcice după indicatorul Alsch/SBi
(Borlan, Hera și colab. 1981, 1982, 1994)
(Al/SB)·100 | Culturi agricole și horticole beneficiare |
>5 | culturi fără leguminoase perene în asolament |
>2,5 | culturi cu leguminoase perene în asolament și legume |
>6 | plantații pomicole și viticole |
>12 | pajiști naurale |
Amendamente pentru soluri acide: Sunt materiale naturale sau industriale (reziduale) utilizate pentru corectarea reacției acide a solurilor, au denumirea de "amendamente pentru solurile acide" sau "amendamente calcaroase" și dețin substanțe active sub formă de CaCO3, CaCO3·MgCO3 sau CaO care prin hidroliză alcalină și solubilizare în apa solului încărcată cu CO2, neutralizează ionii de H+ din soluția solului sau desorbiți din complexul argilo-humic, reface structura cationilor predominanți de la coloizii solului, prin aport efectiv de Ca2+, Ca2++Mg2+, inactivează desorbția și concentrația ionilor de Al3+ din complex și în rezultanta acțiunii amendamentelor, se creează un mediu fizico – chimic, fizic și biologic ameliorat pentru nutriție, pentru creșterea și dezvoltarea plantelor (Rusu, 2021).
Principalele amendamente calcaroase pentru solurile acide, aplicate în țara noastră, în prezent, în zonele cu soluri acide sunt:
Piatra de var măcinată (sau CaCO3nativ) ca amendament de referință, cu PNA cel mult 85-90%, ce provine din 75-100% CaCO3 și 1,8-2% MgCO3. Are solubilitate redusă (14 mgCaCO3/l, la 250C), ca urmare efectul ameliorativ este mai îndelungat (la 8-10 ani) maximul acțiunii în anii 2-4 de la aplicare (se poate conta pe un efect economic pentru 6-8 ani).
Dolomitul (CaCO3·MgCO3) – este un carbonat dublu de Ca+Mg, cu PNA – până la 95-98%, pretabil la ameliorarea solurilor acide pentru că pe lângă efectul de neutralizare a acidității intervine în compoziția capacității totale de schimb cationic (T, CSC, CEC), cu efecte de reglare a rapoartelor cationice și prevenirea carenței de Mg la plante, cauzată de rapoarte Ca/Mg și K/Mg aflate în dereglare evidentă.
Terracalco – amendament obținut prin prelucrarea termică a CaCO3 deține PNA de 185% datorat conținutului ridicat de CaO. Are acțiune rapidă de neutralizare, cu doze minime de 300kg – 2t/ha, granulat, cu aplicare facilă și uniformă în teren, dar cu durată mai redusă de efect (la 5-6 ani, în medie).
CaCO3 cu N-rezidual din industria complexelor – are PNA 70-85% și resurse de N.
Calculul dozelor de amendamente (pentru solurile acide): În practica agrochimică și măsurile de amendare a solurilor acide, se utilizează frecvent, următoarele metode de calcul, ce iau ca factori de diferențiere aciditatea hidrolitică (Ah) ce trebuie neutralizată sau nivelul (SB) și gradul de saturație V% în baze inițial și propus de realizat (1 și 2) după Borlan și Hera, 1982, Hera și Borlan, 1980):
Pentru solurile acide amendabile din România, utilizând aceste metode de calcul, se obțin doze de 4-6 t CaCO3/ha.
2. Fertilizarea solurilor acide
Cercetări anterioare dar și practica refacerii fertilității solurilor acide au dovedit că cele două măsuri specifice – amendarea și fertilizarea rațională – sunt acțiuni eficiente ale reconstrucției solurilor acide iar aceste două măsuri își potențează reciproc efectele. Evident că amendarea prin corectarea reacției realizează un mediu fizico-chimic prielnic creșterii plantelor dar fertilizarea utilizează mediul favorabil nou creat refacerii fertilității, creșterii productivității și protecția solurilor, deci fertilizarea determină o armonizare a cernitelor culturilor vegetale cu un mediu nou creat și ameliorat, din punct de vedere al condițiilor de nutriție.
În acest context sistemele de fertilizare care s-au dovedit semnificativ eficiente, în condițiile amendării calcice la nivel de 0,75-1,0 din Ah sunt următoarele: complexe în structura +NP sau +NPK sau organo-minerale în compoziție NP sau NPK în combinație cu un fertilizant organic (gunoi animalier, resturi vegetale ,îngrășăminte verzi). Se realizează astfel o serie de variante cu caracter sustenabil, dimensionate după rezultatele experimentale obținute în zonele respective, utilizând analizele de sol (monitorizarea condițiilor nou create) ca şi specificul nutriției culturilor din rotații. Evident că se previne utilizarea altor intervenții tehnologice şi mai ales sortimente de îngrăşăminte cu efect acidifiant ,înlocuite fiind cu cele ce protejează reacția (dintre cele cu N: nitrocalcar, ureea ,UAN şi cele complexe echilibrate nutritiv )
3. Rezultate de producție şi analitice obținute din experiențele de lungă durată cu amendamente şi îngrășăminte
(sinteză bibliografică după experienţele SCDA Livada, perioada 1961-2023)
Solurile din poligonul experimental:
Brun luvic: profil de sol: Ap-E1-EB-Bt1-Bt2-Bt3, slab humifer sărac, în P mobil, mediu –bine aprovizionat cu K, reacție mijlociu puternic acidă ( pH -5,2 ,argilă 21%, humus- 1,4%, CSC-11,9 m.e/100 g sol, P-AL 11 ppm, K-AL- 144 ppm).
Luvisol albic- profil de tip: Ap-Ea-BEW-Btw1-Bt2-Bt3, slab humifer, mediu aprovizionat cu P, sărac în K, cu pH puternic acid (pH -4,61)
Experienţele amplasate:
Factorul Amendare:
Solul brun luvic- 0; 2,5; 5 t calcar/ha;
Solul luvisol albic-0;5;10 t calcar/ha.
Factorul Fertilizare (pe cele două soluri): 0; N100; P70; N100P70; N100P70K60; Gunoi 20t; gunoi 20 t/ha + N100P70K60; N150P105K90.
Analizele efectuate: la sol şi plantă, în conformitate cu metodica ICPA şi OSPA.
Rezultate obținute:
3.1. Rezultate de producție
Interpretarea efectelor tratamentelor de amendare şi fertilizare s-a făcut grafic, reprezentându-se astfel cumularea efectelor tratamentelor anterioare. În acest mod efectul cumulat al tratamentelor este dat de distanțele pozitive sau negative (Y-YNPK) față de abscisă. Axa absciselor se suprapune cu dreapta generată de valorile variantei luată ca martor (administrarea anuala N100P70K60). Valorile acestei variante au avut susceptibilitatea cea mai scăzută la fluctuațiile anuale ale factorilor de mediu şi oglindesc fidel receptivitatea la tratamentele aplicate. Evoluția producțiilor sub influență fertilizărilor de lungă durată s-a făcut în două situații distincte – fond neamendat şi amendat. În acest mod de interpretare au rezultat următoarele date exprimate prin efectele cumulate:
A) Solul brun luvic
Neamendat: G + NPK>G<NPK intensiv>NPK >NP>P>N> nefertilizat
Amendat: G + NPK>NPK intensiv>NPK >G>NP>N>P> nefertilizat
B) Solul luvisol albic
Neamendat: G + NPK>G<NPK >NP>P>N> nefertilizat
Amendat: G + NPK>G<NPK >NP>N>P> nefertilizat
În cazul solului brun luvic diferențele de producție (atât la amendat cât și la neamendat) între variantele NPK și NP sunt aproape paralele dar cu mici diferențe anuale, altfel menționat se mențin multianual diferențe reduse de producție. Deci, în condiții de amendare sau neamendare formulele de fertilizare N100P70K60 precum și N100P60 pot constitui variante satisfăcătoare pentru asolamentele practicate în zona solurilor acide.
În cazul solului luvisol albic diferențele de producție s-au amplificat pe măsura trecerii anilor (aplicării de lungă durată ) și se poate aprecia că pe acest sol, în primii 2-3 ani de producție, se înregistrează o receptivitate scăzută la aplicarea potasiului (pe fond NP din sarea potasică).Fenomenul se poate pune în acord și explica în primul rând cu aprovizionarea slabă (inițială ) a luvosolului albic în K, dar şi prin capacitatea ridicată a mineralelor argiloase (predominant) de tip illitic de fixare interlamelară și neschimbabilă a ionilor de K. Deci pe luvisolul albic, pe fond NP, aplicarea sistematică a K asigură sporuri semnificative de producție.
Pentru cele două soluri reprezentative clasei luvosolurilor, formulele de fertilizare organică – 20t gunoi de grajd/ha – are aceeași eficacitate cu fertilizarea normală cu NPK. Evident că în această ordine a efectelor asupra producțiilor vegetale primul loc în mărimea randamentelor la unitatea de suprafață, multianual, revine fertilizării organo-minerale (gunoi 20t/ha + N100P70K60) cu certitudinea realizării unui management al nutriției plantelor și protecției solurilor la parametrii cei mai buni întrucât odată cu compensarea „pierderilor de humus” ca urmare a mineralizării și intensivizării sistemului de agricultură prin, aplicarea pe fond organic a dozei de N100P70K60 se optimizează sistemul sol – plantă.
Diferențele între dozele de amendamente aplicate 0-2,5 – 5t CaCO3 la solul brun luvic și 0-5-10t CaCO3/ha la luvosolul albic poate conduce la ideea că economic se pot obține producții similare cu efort financiar dublu. Economic tehnologia de ameliorare a solurilor brune luvice poate fi cu un avans financiar mai însemnat.
3.2. Modificări agrochimice esențiale:
Reacția solului (pH): Agrochimic, cele două soluri, brun luvic și luvosolul albic, marchează modificări esențiale ale indicatorilor agrochimici. În primul rând, amendarea și fertilizarea concomitentă determină realizarea unui diapazon foarte larg al valorilor pH care marchează neutralizarea acidității inițiale și ameliorarea condițiilor fizico-chimice ale solurilor (tabelul 2)
Tabelul 2.
Influența amendării și fertilizării de lungă durată (60 de ani) asupra pH – ului (luvosolurilor) de la Livada (2020) (după Kurtinecz și colab. 2023)
Concomitent cu creșterea valorii pH se modifică, se diminuează semnificativ conținutul de Al – mobil sub pragul valorii ce arată efecte fitotoxice. Într-un interval foarte larg de la 20% până la aproape 100% se modifică semnificativ gradul de saturație în baze (V%) în principal datorită amendării. Lucrări de cartare agrochimică realizată la solurile argiloiluviale din Nord-Vestul României arată că modificarea reacției (pH-ului) solului cu o unitate pH, în domeniul cuprins între 5-6, determină amplificarea gradului de saturație în baze cu aproximativ 50% (Szenteși Al. 2002, Teză de doctorat). Între cationii esențiali cel de Ca2+ suferă cea mai mare variabilitate, evident datorită amendării cu CaCO3, cu modificare a ponderii acestui cation față de saturația (CSC și T) în cationi față de Mg.
Evident că se pot preaviza calcule privind menținerea într-o perioadă lungă de timp a pH-ului la pragul valorii de 5,8, din datele de lungă durată (pH - CaCO3) se poate aprecia că acest obiectiv se poate realiza prin aplicarea de 500kg calcar la solul brun luvic, respectiv 800kg calcar la luvosolul albic, în doze anuale sau periodic la 4-6 ani. Trebuie luat în considerare fenomenul majorării pierderilor de Ca concomitent cu dozele progresive de calcar, pentru a controla regimul acestui cation, cu raportare la reprezentarea celorlalți cationi.
Modificarea conținutului de C-organic:
Cu aprecierea că materia organică din sol (C-organic, humus) constituie indicatorul printre cei cu stabilitatea cea mai mare din sol, se constată, confirmând și alte cercetări că amendarea determină reducerea conținutului de C-organic pe măsura creșterii dozelor de calcar aplicate, indiferent de fertilizările aplicate. Acest efect de diminuare a conținutului de carbon din sol este datorat stimulării mineralizării materiei organice prin sporirea activității biologice (microbiologice) din sol. Evident că în acest efect degresiv, concomitent cu al C-organic, se înscrie și reducerea conținutului de S-total, cu excepția variantelor fertilizate organic și organo-mineral (gunoi+NPK) unde s-a constatat o creștere a conținutului total de sulf.
Modificarea conținutului de macro și microelemente:
Macroelementele primare (NPK) își sporesc în primul rând disponibilizarea pentru soluția solului și plante, excepțiile pot interveni la apariția unor interferențe și dereglări ale chimismului lor dar și în relațiile macro-microelemente.
Modificările esențiale sunt determinate prioritar de „factorul pH” aflat în modificare într-un diapazon larg ce poate crea și disfuncționalități atât de insuficiență cât și ale excesului.
Chimismul microelementelor dețin evoluții esențiale în legătură cu pH –ul solurilor dar și cu acumulările de lungă durată de N, P, K și Ca, pe fondul și reducerii conținutului de C-organic și humus.
4. Situația actuală a experiențelor de lungă durată
În țara noastră experiențele de lungă durată inițiată în anii 1966/1967 au suferit în timp modificări de suprafață, de asolamente şi număr de plante din rotații şi mai accentuat, au fost lipsite de o asistență tehnică şi metodologică de analize de sistem sol-plantă-îngrășăminte. Necesitatea menținerii lor este încă actuală întrucât multe dintre obiectivele iniţiale nu s-au realizat sau sunt abia acum, după 55-56 de ani, în abordare. Rezultatelor acestor experiențe ,trebuie promovate, cunoscute şi susținut în continuare obiectivul esențial al acestora de a fundamenta măsurile de fertilizare-fertilitate, de protecție a solurilor şi a mediului.
Bibliografie
Borlan Z. , Cr.Hera , D. Dornescu, P.Kurtinecz, M Rusu, I.Buzdugan, Gh. Tănase 1994.Fertilitatea şi fertilizarea solurilor (Compendiu de Agrochimie) Editura Ceres Bucureşti;
Hera Cr. , 2008 Fertilizes and Sustinable Agriculture.In Proceed.25th Internat. CIEC, Pretonia,South Africa.
Kurtinecz P. , C. Bănăţeanu, P. Ursan, 2023, Evaluarea impactului fertilizări şi amendării îndelungate asupra mediului în contextul încălzirii globale pentru asigurarea gestionării durabile a fertilităţii solurilor acide ,Sinteză proiect MDAR Ader 1.5.3;
Rusu M. ,M. Mărghitaş, T. Mihăiescu, I. Oroian, A. Dumitraş, 2005. Tratat de Agrochimie, Editura Ceres Bucureşti;
Rusu M. , 2021 Compendiu Agrochimic, Editura Academic Press Cluj-Napoca.
コメント