Gleba to niezwykle złożony układ przyrodniczy, w którym nieustannie zachodzą reakcje chemiczne, fizyczne i biologiczne. Od ich równowagi zależy żyzność, urodzajność i trwałość środowiska glebowego.
Jednym z najważniejszych elementów, który decyduje o zdolności gleby do zatrzymywania i udostępniania składników pokarmowych, jest kompleks sorpcyjny – można go nazwać naturalnym magazynem gleby.
To właśnie on odpowiada za to, że gleba nie traci od razu składników odżywczych po nawożeniu, lecz potrafi je zatrzymać, przechować i udostępnić roślinom w miarę ich potrzeb.

Czym jest kompleks sorpcyjny?

Kompleks sorpcyjny tworzą drobne cząstki mineralne (głównie minerały ilaste) oraz organiczne (próchnica), które mają ładunki ujemne. Dzięki temu mogą one przyciągać dodatnio naładowane jony, tzw. kationy i zatrzymywać je w swojej strukturze.
Wśród kationów występujących w glebie wyróżniamy:
wapń (Ca²⁺), magnez (Mg²⁺), potas (K⁺) i sód (Na⁺) – tzw. kationy zasadowe, które poprawiają właściwości gleby oraz wodór (H⁺) i glin (Al³⁺) – tzw. kationy kwaśne, które powodują zakwaszenie.
W kompleksie sorpcyjnym zachodzi stała wymiana jonów między cząstkami gleby a roztworem glebowym. Oznacza to, że kationy związane z kompleksem sorpcyjnym mogą być uwalniane do roztworu glebowego, a w ich miejsce wiązane są inne jony. Dzięki temu gleba działa jak naturalny bufor chemiczny – utrzymuje odpowiedni odczyn (pH), zapobiega wymywaniu składników i chroni rośliny przed nagłymi zmianami chemicznymi.

Suma zasad (S) i kwasowość hydrolityczna (Hh)

W praktyce rolniczej i w badaniach wykonywanych w Okręgowej Stacji Chemiczno-Rolniczej w Poznaniu najważniejsze są dwa parametry charakteryzujące kompleks sorpcyjny: suma zasad  i kwasowość hydrolityczna.

Suma zasad (S) określa ilość kationów zasadowych – wapnia, magnezu, potasu i sodu – związanych w kompleksie sorpcyjnym.
Im wyższa wartość S, tym gleba ma większe rezerwy składników odżywczych, jest bardziej stabilna chemicznie i lepiej wykorzystuje nawozy.
Z kolei niska suma zasad wskazuje, że gleba jest chemicznie uboga, szybciej traci wapń i magnez oraz wymaga częstszego wapnowania i zwiększania zawartości próchnicy.
W naszym laboratorium suma zasad oznaczana jest jako odrębny parametr, natomiast istnieje również możliwość wykonania oznaczeń poszczególnych wymiennych kationów zasadowych – wapnia, magnezu, potasu i sodu – które podawane są jako wartości indywidualne, bez ich sumowania, przy czym ich łączna ilość odpowiada pojęciu sumy zasad.
Kwasowość hydrolityczna (Hh) z kolei pokazuje, ile w kompleksie znajduje się kationów kwaśnych – wodoru i glinu .
To tzw. kwasowość potencjalna, czyli rezerwa zakwaszenia, która może ujawniać się z biegiem lat. Gleby o wysokiej wartości Hh mają tendencję do obniżania pH i wymagają wapnowania, nawet jeśli ich obecny odczyn nie jest jeszcze bardzo niski.

Jak rozumieć te zależności?

W gleboznawstwie mówi się również o pojemności kompleksu sorpcyjnego (T) oraz stopniu wysycenia gleby zasadami (V).
Pojemność kompleksu sorpcyjnego oznacza całkowitą zdolność gleby do wiązania kationów, czyli to, jak duży jest jej „magazyn jonów”. Wysoka wartość T świadczy o dużej pojemności sorpcyjnej gleby, jednak sama w sobie nie przesądza o jej korzystnych właściwościach, ponieważ istotne jest również, jakie kationy wypełniają kompleks sorpcyjny.
Z kolei stopień wysycenia gleby zasadami pokazuje, jaka część tego magazynu jest wypełniona korzystnymi kationami zasadowymi – wapnia, magnezu, potasu i sodu – w porównaniu do kationów kwaśnych (wodoru i glinu).
Oznaczenia sumy zasad oraz kwasowości hydrolitycznej dostarczają wystarczających informacji do oceny stanu chemicznego gleby w praktyce rolniczej. Na podstawie tych parametrów można ocenić, czy gleba charakteryzuje się korzystnym składem kationowym oraz czy wymaga wapnowania w celu utrzymania równowagi chemicznej.
Wysoka suma zasad i niska kwasowość hydrolityczna świadczą o glebie bogatej w kationy zasadowe i o dobrej pojemności sorpcyjnej.
Z kolei niska suma zasad przy wysokiej kwasowości hydrolitycznej wskazuje na podatność gleby na zakwaszenie i konieczność zastosowania wapnowania.

Dlaczego warto badać glebę?

Regularne badania gleby pozwalają monitorować zmiany chemiczne zachodzące w kompleksie sorpcyjnym i reagować, zanim gleba ulegnie zakwaszeniu.
Analizy prowadzone w Okręgowej Stacji Chemiczno-Rolniczej w Poznaniu umożliwiają oznaczenie kationów wymiennych (Ca2+, K+, Na+, Mg2+) oraz kwasowość hydrolityczną (Hh).
Gleba z dużą ilością kationów zasadowych (wysoka suma zasad) i niską kwasowością hydrolityczną to gleba zdrowa, żyzna i stabilna.
Natomiast ta, w której przeważają jony kwaśne, wymaga większej troski, systematycznego wapnowania i wzbogacania w materię organiczną.

mgr inż. Wiktor Michnej-Zakrzewski, specjalista laboratoryjny OSCHR z siedzibą w Poznaniu