Zarządzanie glebą

Glebowa materia organiczna

Próchnicę tworzy bioróżnorodność. Decydującą rolę w żyzności gleb uprawnych odgrywa tzw. poziom organiczny z dobrze wykształconą próchnicą właściwą. W glebach naturalnych, nie zmienionych rolniczo, substancje próchniczne są wyjątkowo trwałe – półokres rozpadu kwasów huminowych szacowany jest na kilkadziesiąt do kilkuset lat, a bitumin nawet na kilka tysięcy lat. Próchnica glebowa odpowiedzialna jest za strukturę gruzełkowatą gleb, która zapewnia odpowiednie stosunki powietrzno-wodne. Odgrywa to istotną rolę w utrzymaniu składników pokarmowych w glebie, gdyż ogranicza ich wymywanie do wód gruntowych. Zapewnia też lepsze magazynowanie wilgoci i hamuje proces niszczenia powierzchni przez wiatr i wodę. Zmniejszenie zasobów próchnicy w glebach o 1% skutkuje drastycznym spadkiem retencji wody (nawet o 30%), także szybszym zakwaszaniem gleb oraz zwiększonym wymywaniem składników nawozowych sięgającym nawet 40% wprowadzonych nawozów mineralnych, zwłaszcza azotowych.

Według danych Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – PIB w Puławach, gleby o niskiej zawartości próchnicy (<1,0%) stanowią około 7% powierzchni użytków rolnych w Polsce, a o średniej (1,1–2,0%) − około 50% użytków rolnych. Gleby bogate w próchnicę (>2,0%) zajmują około 33% powierzchni użytków rolnych kraju i z przeważnie są to tereny, gdzie użytkuje się bydło i regularnie stosuje nawożenie gleb obornikiem. Niestety, z powodu znacznego ograniczenia pogłowia zwierząt, zawartość próchnicy w glebach uległa w ostatnich dziesiątkach lat znacznemu obniżeniu. Podwyższenie zawartości próchnicy jest możliwe i konieczne, ale wymaga to kilkunastu lat konsekwentnych działań. Jedynie 20-25% wprowadzonej do gleby substancji organicznej ma szansę przetworzyć się w próchnicę. W czasie do 15 lat od np. zaorania resztek pożniwnych tworzy się próchnica aktywna, mająca znaczenie dla żyzności gleby, ale próchnica ustabilizowana powstaje dopiero w okresie od 15 do 100 lat, a tzw. próchnica trwała powstaje po co najmniej 100 latach od wprowadzenia materii organicznej do gleby. Dlatego nad żyznością gleby należy pracować stale, wiedząc, że namacalne wyniki przyjdą po kilkunastu latach.

Glebowa materia organiczna jest mieszaniną wielu substancji – związków węgla – o skomplikowanej budowie i zróżnicowanych właściwościach, zależnych od stopnia humifikacji. Powstaje w wyniku biochemicznych przemian produktów biologicznego rozkładu związków organicznych, wchodzących w skład obumarłych roślin i organizmów glebowych. Materia organiczna gleb jest podstawowym wskaźnikiem jakości gleb decydującym o ich właściwościach fizykochemicznych, takich jak zdolności sorpcyjne i buforowe oraz o procesach biologicznych, warunkujących wiele przemian, określanych mianem aktywności biologicznej. Wysoka zawartość próchnicy w glebach jest czynnikiem stabilizującym ich strukturę, zmniejszającym podatność na zagęszczenie oraz degradację w wyniku erozji wodnej i wietrznej. Ponadto, glebowa materia organiczna może być źródłem lub magazynem atmosferycznego dwutlenku węgla, w zależności od sposobu użytkowania danej gleby, pokrywy roślinnej oraz stosunków wodnych.

Intensywne mieszanie gleby, zwłaszcza w połączeniu z monokulturą, niszczy jej strukturę, zwiększa natlenienie i powoduje przyspieszoną mineralizację próchnicy, co skutkuje uwalnianiem do atmosfery dużych ilości dwutlenku węgla. Spośród czynników zależnych od człowieka wpływających na zawartość materii organicznej (węgla) w glebie największe znaczenie mają: użytkowanie gruntów (grunt orny, trwały użytek zielony, las), intensywność przemieszczania gleby, stosowane zmianowania roślin i nawożenie organiczne. Spadek zawartości materii organicznej w glebie to wyraźny sygnał świadczący o degradacji i spadku żyzności gleb. Nieracjonalna gospodarka rolna może prowadzić do spadku zawartości substancji organicznych, jako rezultat np. stosowania melioracji odwadniających lub przyspieszonej mineralizacji próchnicy na skutek zbyt intensywnej uprawy gleby.

Główną rolę w tworzeniu próchnicy odgrywają zróżnicowane organizmy glebowe obecne w materii organicznej. Organizmy zasiedlające gleby to mikroorganizmy – archeony, bakterie, grzybopławki, grzyby, glony – i zwierzęta – pierścienice, roztocza, skoczogonki, nicienie i larwy owadów. Mikroorganizmy są w glebach dominującym składnikiem biomasy organizmów glebowych (może ona stanowić od 1% do 10% całej masy organicznej gleb). Są też głównym czynnikiem odpowiedzialnym za zachowanie żyzności gleb. Szacuje się, że ponad 90% przemian zachodzących w glebie wywoływanych jest przez drobnoustroje. Martwa materia organiczna jest rozkładana mechanicznie przez zwierzęta glebowe by następnie zostać przekształconą biochemicznie przez grzyby i bakterie. W miarę postępu rozdrabniania roślin, zwiększa się powierzchnia dostępu dla grzybów i bakterii. Części roślinne, znajdujące się obok odchodów organizmów rozdrabniających ściółkę, tworzą doskonałe warunki do rozwoju mikroorganizmów. Poprzez rozdrabnianie ściółki i wydalanie odchodów, bezkręgowce glebowe przyspieszają rozkład materii organicznej, ale hamują jej mineralizację i w rezultacie wspomagają zatrzymywanie węgla w glebie.

Ograniczanie dopływu materii organicznej do gleb powoduje spadek udziału grzybów współtworzących próchnicę, szczególnie w glebach zakwaszonych i jednostronnie nawożonych azotem. W takich warunkach dominującą rolę przejmują grupy grzybów degradujące związki próchniczne. Istotną rolę w glebach odgrywają resztki pożniwne, które mogą stanowić pokarm dla grzybów.

Fauna glebowa nie tylko pomaga rozkładać martwą materię organiczną, ale również miesza ją z mineralnymi częściami gleby. Dżdżownice tworzące podziemne korytarze i labirynty odgrywają główną rolę w tego typu działaniach. Podczas drążenia wynoszą niewielkie cząstki mineralne gleby na powierzchnię. Z drugiej strony ochraniają ściany swoich korytarzy wzmacniając je swoimi wydzielinami. Zjawisko to można zaobserwować w postaci ciemniejszych przebarwień na ich ścianach. Korytarze te, spełniają ważne funkcje w napowietrzaniu gleby oraz ochronie przed erozją wodną. Jamy dżdżownic i innych glebowych bezkręgowców zwiększają pojemność wodną gleby, co przy gęstości zasiedlania pomiędzy 50 – 200 sztuk na metr kwadratowy odgrywa ogromnie ważną rolę. Jamy dżdżownic oddziałują również korzystnie na poprawę ukorzenienia roślin. Korzenie znajdują przestrzenie i składniki odżywcze niezbędne do rozwoju, co zostało także potwierdzone naukowo.