W drugiej części artykułu o czynnikach wpływających na zawartość i pobieranie kadmu przez rośliny Oskar Maziarka z AgroSmartLab omówił dla nas znaczenie poziomu próchnicy, glebowego kompleksu sorpcyjnego, mikroorganizmów glebowych i czynników środowiskowych. Każdy z nich jest istotny w kontekście przekroczeń kadmu i o każdy należy odpowiednio zadbać. Nasz ekspert wskazuje, jak można to zrobić.
Próchnica
Próchnica odgrywa kluczową rolę w budowie struktury gleby, retencji wody, w dostarczaniu składników odżywczych. Więcej próchnicy to wyższa żyzność. Umożliwia trwałe wiązanie kadmu i immobilizuje go w ustabilizowanej, nierozpuszczalnej, wysokocząsteczkowej materii organicznej.
Jeśli chcemy zmniejszyć ilość dostępnych form kadmu, to musimy kłaść nacisk na humifikację, a nie mineralizację – podkreśla Oskar Maziarka. Z tego powodu w przypadku ryzyka wystąpienia przekroczeń kadmu należy przemyśleć stosowanie produktów z kwasami organicznymi – gdyż przy okazji zwiększania dostępności pierwiastków z gleby mogą też uruchomić kadm. W takiej sytuacji lepiej zastosować je z odpowiednim wyprzedzeniem przed uprawą niż w jej trakcie.
Jeśli ktoś ma wysokie pH gleby i jest z regionu zagrożonego przekroczeniami kadmu i chciałby zastosować sobie kompost przed uprawą, to sugerowałbym tego nie robić, żeby nie dorzucić sobie niskocząsteczkowych związków organicznych, które spenetrują glebę i wychwycą kadm oraz inne pierwiastki – dodaje ekspert AgroSmartLab.
Glebowy kompleks sorpcyjny
Najwyższą pojemność sorpcyjną mają gleby ciężkie, bogate we frakcję ilastą. Im wyższa pojemność sorpcyjna, tym wyższa zdolność do wiązania kadmu i ograniczania jego łatwodostępnych form, lecz – jak tłumaczy ekspert – z drugiej strony takie gleby mogą go dłużej utrzymywać.
Najlepiej kompleks sorpcyjny zwiększa próchnica. Bardzo dobrym rozwiązaniem w przypadku podwyższonej zawartości łatwo dostępnych form kadmu jest zastosowanie biowęgla, który unieruchamia te formy kadmu. Do zwiększenia pojemności kompleksu sorpcyjnego nadają się też źródła mineralne, generalnie gleby ciężkie posiadające bardzo pojemny kompleks sorpcyjny charakteryzują się bardzo dużą zawartością minerałów ilastych. Do minerałów, które mogą zwiększyć pojemność kompleksu zaliczyć możemy m.in. zeolit, montmorylonit czy różne glinki oraz nadkład z kopalń zawierający mieszankę minerałów ilastych. Można takie coś zastosować, po uprzednim przebadaniu – zaznacza Oskar Maziarka.
W kontekście kadmu istotne jest także wysycenie kompleksu kationami o charakterze zasadowym – wapniem i magnezem. Kadm jest „bardzo przebiegłym” pierwiastkiem i w porównaniu do Zn, Mn, Fe mniej chętnie wchodzi do kompleksu, ale za to chętniej z niego wychodzi. W związku z tym niezwykle istotne są takie pierwiastki jak magnez, a szczególnie wapń. Odpowiednie wysycenie kompleksu tymi pierwiastkami unieruchamia kadm przez co ogranicza się jego migrację do roślin. W laboratorium AgroSmartLab stworzono model, który po analizie ogrodniczej pozwala określić stopień wysycenia tymi kationami – optymalne wartości to od 50 do 200 mg/dm3 magnezu i od 1500 do 6000 mg/dm3 wapnia w zależności od rodzaju gleby. Dobre wysycenie kationami tych dwóch pierwiastków unieruchamia kadm w kompleksie sorpcyjnym.
Mikroorganizmy
Mikroorganizmy glebowe zapewniają większą dystrybucję wody i składników odżywczych, a mniejszą kadmu. Bardzo dobrym pomysłem jest wprowadzenie do gleby mikoryzy i utrzymywanie jej przez wiele lat. Dobrze wykształcona grzybnia, jeśli nie będziemy często orać, będzie immobilizowała na stałe kadm w glebie – wyjaśnia nasz rozmówca.
Zdarzają się jednak sytuacje, kiedy może dojść do uwalniania form łatwodostępnych z form trudniej dostępnych. W glebach o wysokiej zawartości potencjalnie dostępnych form kadmu i fosforu istnieje ryzyko, że po wprowadzeniu bakterii ułatwiających pobieranie fosforu, roślina pobierze przy okazji kadm, który może być związany z fosforem. W glebach rędzinowych trzeba natomiast uważać na podawanie bakterii produkujących stężone kwasy, bo zaczną rozpuszczać węglany, które także mogą być źródłem kadmu. Na dostępność kadmu wpływają także patogeny chorobotwórcze – gdyż osłabiona roślina poszukując cynku może przy okazji pobrać kadm oraz bakterie beztlenowe – tam, gdzie dłużej stoi woda mogą one powodować redukcję związków utlenionych, np. tlenku kadmu i udostępniać go w ten sposób roślinom.
Czynniki środowiskowe
Na wyższe pobieranie kadmu z gleby wpływają m.in. temperatury – zwykle im wyższe, tym wyższa rozpuszczalność związków chemicznych zawierających kadm. Wpływ mają także opady – jak potwierdziły badania AgroSmartLab, niska suma opadów zwiększa ryzyko pobrania kadmu z gleby. Jeśli występują okresy suszy, to zalecamy producentom nawadnianie plantacji – mówi Oskar Maziarka.
Z drugiej strony za wysoka wilgotność też wpływa negatywnie. Jeżeli gleby są słabo przepuszczalne lub praktycznie nieprzepuszczalne, stojąca woda powoduje powstawanie warunków beztlenowych. W takim przypadku związku kadmu występujące wraz z tlenem są redukowane co powoduje uwolnienie i udostępnienie kadmu. Stąd w uprawie lepiej unikać zagłębień, dolinek i innych miejsc, gdzie woda lubi spływać i długo się utrzymuje.
Rośliny mogą pobierać kadm także z powietrza – co ma znaczenie zwłaszcza w przypadku gatunków liściastych. Warto zwrócić na to uwagę zwłaszcza przy uprawach wiosennych, kiedy występuje smog i pyły zawieszone mogą zwiększać ilość kadmu w roślinach.
Roślina
W przypadku roślin znaczenie ma gatunek, odmiana, termin uprawy, faza wzrostu czy zawartość suchej masy. Najbardziej narażone na wystąpienie przekroczenia kadmu są uprawy korzeniowe. Bardzo duże znaczenie mają również odmiany, w badaniach przeprowadzonych na marchwi, gdzie kontroli poddano dwie odmiany uprawiane w odległości 30 cm uzyskano różnicę w zawartości kadmu sięgającą 300%. Obserwacje jak i dane wskazują, że bardziej wrażliwe na wystąpienie przekroczenia są uprawy o długim okresie wegetacji, ponieważ dłuższa ekspozycja roślin na warunki glebowe i atmosferyczne sprzyja większemu pobraniu metali ciężkich. Do zwiększonej akumulacji kadmu dochodzi najczęściej w trakcie intensywnego wzrostu roślin. Ma to związek z większym zapotrzebowaniem na składniki odżywcze pobierane z gleby w fazie intensywnego wzrostu, W przypadku roślin korzeniowych zwiększone pobieranie kadmu występuje w początkowej fazie wzrostu korzenia (ok 4-6 tyg. po siewie). W przypadku pozostałych roślin, zwiększone pobieranie kadmu ma miejsce w momencie intensywnego wzrostu pędów i liści. Istotnym elementem może być zawartość suchej masy w roślinach, im jej więcej (mniej wody) tym zazwyczaj wyższe zawartości kadmu – znajduje się on w związkach mineralnych i organicznych w roślinie, a nie w samej wodzie. Zatem gatunki i odmiany charakteryzujące się wyższą zawartością suchej masy są bardziej narażone na wystąpienie przekroczenia.
Zapraszamy do zapoznania się z materiałem video będącym przystępnym podsumowaniem tego tematu oraz poprzednimi artykułami z cyklu Kadm w warzywach.
