MATERIA ORGANICZNA GLEBY – POLISA NA PRZYSZŁOŚĆ

Postęp technologiczny i genetyczny jaki jest obserwowany na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat przyczynił się do wzrostu plonów większości roślin uprawnych, ich potencjał ograniczany jest zazwyczaj tylko przez warunki glebowo-klimatyczne.

Coraz wyższe plony to również większe pobranie składników pokarmowych, których źródłem może być próchnica. Z tego względu materia organiczna wymaga szczególnej uwagi.

Wyjałowienie gleby jest na szczęście dla rolnika procesem długotrwałym, ale niestety często zachodzącym w naszych gospodarstwach z uwagi na upraszczanie płodozmianów. Dodatkowo wadliwe stosowanie nawozów mineralnych może przyspieszać ten proces. W wielu badaniach naukowych udowodniono, że właściwy odczyn gleby (zbliżony do obojętnego) przyczynia się do poprawy struktury roli, dzięki czemu jest ona mniej podatna na degradację.

Dodatkowo uregulowane pH gleby sprzyja dostępności składników odżywczych dla roślin, co skutkuje wzrostem ich plonowania. gleb powoduje przyspieszone wymywanie makroelementów do głębszych warstw gleby, a także przyczynia się do zmniejszenia zawartości próchnicy w glebie. W naszym kraju zużycie nawozów wapniowych jest jednak niestety zbyt małe, pomimo tego, że ponad 90% gleb Polski wytworzonych jest na kwaśnych skałach, z czego 71% wymaga wapnowania.

Jednym w ważniejszych czynników ograniczających proces jałowienia gleby jest prawidłowy płodozmian −  tzn. taki, który pozwoli na stały wzrost zawartości próchnicy, a przynajmniej na utrzymanie jej na stałym poziomie. Takie założenie powinno być nadrzędnym celem rolnika. Obecność odpowiedniej ilości materii organicznej w glebie korzystnie wpływa na rośliny, powodując wzrost ich plonowania, zarówno w sensie ilościowym jak i jakościowym. Ogromne znaczenie próchnicy doceniane jest szczególnie w latach o niekorzystnym przebiegu pogody.

Próchnica ze względu na dużą zdolność do magazynowania wody, sprawia, że w latach suchych rośliny mają do niej dostęp o kilkanaście dni dłużej niż rosnące na polach ubogich w próchnicę. W latach wilgotnych natomiast gleba bogata w materię organiczną wchłania wodę, gromadząc znaczne jej ilości, przy okazji zapobiegając jej stagnacji, która może być przyczyną podtapiania roślin, a także pogorszenia struktury gleby oraz jej zaskorupienia.

Przykładem mogą być stanowiska torfowe, które zawierają nawet kilkadziesiąt procent masy organicznej i mogą pełnić rolę naturalnych zbiorników retencyjnych. Reasumując: jeśli susza trwa kilka miesięcy, to nawet na glebach z dużą zawartością próchnicy rośliny jej nie przetrwają. Jednak krótkotrwałe anomalie pogodowe w takich warunkach nie będą miały większego wpływu na wzrost i rozwój roślin.

W poprawnie ułożonym zmianowaniu powinny być uprawiane rośliny należące do różnych grup użytkowych. Niestety stosowana praktyka jest inna, dominującą grupą roślin w polskim płodozmianie są zboża. Przyczyną takiego stanu rzeczy są głównie aspekty ekonomiczne. Trudno jest zachęcić rolnika do uprawy roślin, które nie przynoszą wymiernych korzyści finansowych, a ich zaletą jest jedynie poprawa stanowiska. Sytuacja ta w najbliższym czasie ulegnie jednak zmianie.

Urzędnicy z Brukseli wprowadzając pewne regulacje prawne pomagają  odbudować zasoby substancji organicznej w glebie. Kluczem do takich działań jest konieczność stosowania zrównoważonego płodozmianu z udziałem roślin bobowatych i międzyplonów oraz ograniczenie powierzchni uprawy zbóż.

Próchnica w glebie

Zawartość próchnicy w polskich glebach jest zróżnicowana, waha się od 0,6 do 6% (średnio 2,2%). Największa jest w czarnoziemach i czarnych ziemiach, a najmniejsza na glebach bielicowych, które zajmują aż 25% powierzchni naszego kraju.

Na glebach o niskiej zawartości próchnicy, pomimo częstego przyorywania masy organicznej z obornika lub międzyplonów, nie dochodzi do znaczącego wzrostu zawartości próchnicy ze względu na przewagę procesów mineralizacji nad humifikacją. Z tego względu zasadne jest częste wprowadzanie nawozów naturalnych oraz organicznych, szczególnie słomy zostawionej po zbiorach przedplonów.

próchnica, humus (ang. humus) – specyficzna dla gleby postać substancji organicznej, powstała w wyniku humifikacji, stanowiąca 80–90% wszystkich związków organicznych w glebie. Próchnica bierze udział w biologicznym obiegu pierwiastków oraz utrwalaniu i dostarczaniu roślinom makro- i mikroelementów, przyczynia się do ożywienia żyzności gleby, działa ochronnie w stosunku do substancji biologicznie czynnych, posiada zdolność wiązania pozostałości pestycydów i metali ciężkich, obniżając ich toksyczność, hamuje rozwój patogenów roślinnych i poprawia odporność gleby na degradację.

Zimny L. Leksykon przyrodniczy polsko-angielski – Polish-English dictionary of environmental science. UP Wrocław 2014.

Materia organiczna – bilans

Badania na zasobność gleby w próchnicę są stosunkowo rzadko wykonywane. Wynika to ze struktury naszego rolnictwa. Ze względu na duże rozdrobnienie gospodarstw i małą ich rentowność rolnicy często rezygnują z jakichkolwiek analiz glebowych. W gospodarstwach większych najczęściej bada się tylko podstawowe parametry: odczyn i zasobność gleby w potas, fosfor i magnez. Analizy te wykonywane są na ogół w Okręgowych Stacjach Chemiczno-Rolniczych. Najczęstszą przeszkodą w określeniu zawartości próchnicy glebowej są względy ekonomiczne.

Cena wykonania jednego badania kształtuje się na poziomie około 35 zł. Pełny zestaw analiz, jak wynika z badań ankietowych, wykonywany jest najczęściej w dużych, nowoczesnych gospodarstwach w odstępach dwuletnich, a nawet rocznych. Dobrą alternatywą dla skomplikowanych i drogich analiz chemicznych, które beznakładowo może wykorzystać każdy rolnik, jest samodzielne sporządzenie bilansu glebowej materii organicznej. W tym celu można wykorzystać dwie metody: Eicha i Kundlera oraz Heylanda.

Metoda Eicha i Kundlera

Metoda ta, nazywana jest często również metodą reprodukcyjno-degradacyjną, polega na przyporządkowaniu poszczególnym grupom roślin oraz nawozom naturalnym i  organicznym – współczynników, które określają czy dany element oddziałuje korzystnie (+) czy negatywnie (-) na glebową materię organiczną (tab. 1). Przy ich wyznaczaniu wzięto pod uwagę również kategorię agronomiczną gleby, według zasady, że im gleba cięższa tym oddziaływanie degradacyjne lub reprodukcyjne jest większe. Współczynniki te wskazują na ogromną rolę deficytowych nawozów naturalnych (szczególnie obornika), a także tzw. „nawozów zielonych” w zwiększaniu zawartości materii organicznej w glebie. Spośród uprawianych roślin w plonie głównym najkorzystniej na współczynnik reprodukcji próchnicy oddziałują wieloletnie motylkowe, trawy oraz ich mieszanki.

Korzystnymi właściwościami charakteryzują się również rośliny jednoroczne należące do rodziny bobowatych (strączkowe). Natomiast okopowe, powszechnie uważane za dobry element zmianowania, przyczyniają się do degradacji gleby, co wynika głównie z intensywnej uprawy roli podczas przygotowania łoża siewnego i pielęgnacji roślin, a także dużej ingerencji w układ gleby podczas zbioru buraka lub ziemniaka. Do pogorszenia współczynnika degradacji dodatkowo przyczynia się także mała ilość resztek pozbiorowych pozostałych na polu po uprawie tych roślin.

Taki stan rzeczy można jednak stosunkowo łatwo zmienić poprzez wprowadzenie do gleby nawozów naturalnych lub organicznych, które są zazwyczaj stosowane w agrotechnice okopowych. Niestety niekorzystny współczynnik glebowej substancji organicznej mają również najczęściej uprawiane zboża. Jeśli ta grupa roślin jest głównym elementem naszego płodozmianu to szczególną rolę rekompensującą powinny pełnić międzyplony i plony uboczne, szczególnie słoma, której działanie próchnicotwórcze jest porównywalne z 15,5 t obornika.

Tabela 1. Współczynniki reprodukcji (+) i degradacji (-) glebowej substancji organicznej (t/ha/rok) – według Eicha i Kundlera

Metoda Heylanda

Heyland również zaproponował metodę wskaźnikową (tab. 2). Jednakże w tym przypadku wartość wskaźników jest uzależniona od głębokości uprawy roli. Jest to metoda bardzo prosta, opierająca się na założeniu, że każda uprawa mechaniczna degraduje glebę o taką wartość na jaką głębokość jest wykonywana uprawka, np. orka przedzimowa na głębokość 25 cm będzie degradować glebową materię organiczną o 25 punktów.

Dodatkowo opracowano wskaźniki reprodukcji uzależnione od rodzaju oraz ilości wprowadzanej masy organicznej do gleby. Znając liczbę uprawek wykonanych na każdym polu w sezonie wegetacyjnym, ich głębokość oraz ilość zastosowanych nawozów naturalnych i organicznych można sporządzić bilans materii organicznej w glebie.

Tabela 2. Wskaźniki reprodukcji (+) i degradacji (-) substancji organicznej – według Heylanda

* wyliczenia własne

Uprawa tradycyjna czy konserwująca?

W przykładowej analizie zaprezentowano bilans substancji organicznej – według Eicha i Kundlera (tab. 3) oraz  Heylanda (tab. 4) dla płodozmianu: burak cukrowy – pszenica jara – groch siewny – pszenica ozima – pszenżyto ozime. Wybrano dwa systemy uprawy (fot. 1). W uprawie tradycyjnej (system orkowy) wprowadzono do gleby (pod burak cukrowy) 30 t/ha obornika. Liście buraczane oraz słomę zbożową zebrano z pola w celu wykorzystania ich w produkcji zwierzęcej. Do gleby wprowadzono jedynie słomę rzepaczaną. W drugim systemie (uprawa konserwująca) większość zabiegów uprawowych została spłycona, a resztki pozbiorowe i międzyplony pozostały na powierzchni pola w postaci mulczu. Nie stosowano tu nawozów naturalnych.

Podsumowanie

Podstawowym czynnikiem wpływającym na proces akumulacji próchnicy w glebie jest płodozmian, sposób zagospodarowania resztek pozbiorowych, uprawa międzyplonów, stosowanie nawozów naturalnych i organicznych a także intensywność uprawy roli.

Aby materia organiczna pochodząca z obumarłych resztek roślinnych, produkcji zwierzęcej czy z odpadów z przemysłu spożywczego mogła być przekształcona w próchnicę glebową musi być odpowiednio zagospodarowana w glebie. Podstawową zasadą jest płytkie wprowadzanie masy organicznej do gleby (szczególnie na glebach ciężkich). Głębokie jej przykrycie, np. pługiem na 30 cm będzie przyczyniać się do niekorzystnych zmian biologicznych (butwienia i gnicia).

Akumulacji próchnicy w glebie, szczególnie w jej wierzchniej warstwie, sprzyja prowadzenie uprawy bezorkowej, zwłaszcza konserwującej. Przeprowadzenie analizy bilansu substancji organicznej w glebie, zarówno metodą Eicha i Kundlera oraz Heylanda, potwierdziło ogromną rolę wprowadzania substancji organicznej do gleby w tworzeniu próchnicy. Najwartościowszym nawozem naturalnym jest obornik, ale jak wynika z obu metod badań, można go z powodzeniem zastąpić inną materia organiczną (międzyplony oraz plony uboczne przedplonów). Duże znaczenie w ochronie potencjału próchnicy glebowej ma także ograniczenie intensywności uprawy roli, co wykazano w metodzie Heylanda.

Tabela 3. Bilans substancji organicznej w glebie w zmianowaniu (wg Eicha i Kundlera)

Tabela 4. Bilans substancji organicznej w glebie w zmianowaniu (wg Heylanda)

Fot. 1. Uprawa tradycyjna i konserwująca

autorzy: prof. dr hab. Lesław Zimny
dr hab. Roman Wacławowicz
mgr inż. Adam Zych