Zarządzanie glebą

Żyzność gleby

Żyzność gleby jest to zdolność gleby do zaspokajania potrzeb roślin, w postaci składników odżywczych niezbędnych do ich prawidłowego funkcjonowania i rozwoju. Żyzność gleby zależy od wielu czynników, na które składają się przede wszystkim: zasobność gleby w przydatne roślinom składniki mineralne, budowa profilu glebowego, a także chemiczne, fizyczne oraz biologiczne właściwości gleby. Żyzność gleby jest jej cechą, która tworzy się przez dziesięciolecia i decyduje o przydatności rolniczej.

Fauna glebowa zasiedla glebę a także wpływa na nią i ją tworzy. Najważniejszą funkcją fauny jest rozkład materii organicznej. Bez rozkładu resztek roślinnych zawarte w nich pierwiastki chemiczne oraz inne składniki odżywcze byłyby niedostępne dla roślin. W czasie rozkładu stabilne substancje organiczne są przekształcane do złożonych substancji humusowych, które z kolei są zdolne do sorbowania różnych składników odżywczych i jonów, a następnie do stopniowego ich uwalniania. Próchnica glebowa jest zdolna do utrzymywania tych składników i ochrony ich przed wypłukaniem, co przeciwdziała eutrofizacji wód powierzchniowych i podziemnych.

Aktualna efektywność produkcji rolniczej zawsze jest pewną konsekwencją zdarzeń z przeszłości, więc musimy brać pod uwagę wpływ poprzednich upraw i naszych działań na glebę.

Oddziaływanie rolnika na zawartość glebowej substancji organicz­nej uwzględniane w bilansie zależy od rodzaju uprawianych roślin oraz stosowanych nawozów organicznych.

Rola roślin uprawnych w bilansie próchnicy:

Rośliny zmniejszające ilość próchnicyRośliny zwiększające ilość próchnicy
– zboża
– kukurydza
– warzywa liściaste i – korzeniowe
– okopowe (bez obornika) oleiste
– bobowate (lucerna, koniczyna, grochy, wyki, bobik, soja)
– mieszanki traw z roślinami bobowatymi
– mieszanki zbóż z roślinami bobowatymi

Natomiast współczynniki zwiększenia lub zmniejszenia ilości glebowej substancji organicznej zależne od rośliny uprawnej kształtują się następująco:

Źródło: Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej, MRiRW i MŚ, Warszawa 2002.

Jednym z powtarzających się i narastających problemów jest utrata żyzności gleby. Konwencjonalne, intensywne rolnictwo oddzieliło znacząco produkcję zwierzęcą od roślinnej, co spowodowało rzadsze stosowanie nawozów organicznych zapewniających zwrot materii organicznej oraz makro- i mikroelementów do gleb. Intensyfikacja uprawy gleby i nawożenia mineralnego, uproszczenia zmianowania roślin uprawnych, ubytek biomasy (np. słomy jako surowca energetycznego) zubażają różnorodność organizmów glebowych i ograniczają procesy próchnicotwórcze. Co więcej, wywożenie biomasy sprawia, że drobnoustroje glebowe zamiast wykorzystywać świeżą materię organiczną, zaczynają rozkładać właśnie próchnicę. W tym momencie tworzy się błędne koło – ubytek próchnicy glebowej powoduje konieczność zwiększenia nawożenia mineralnego, co przyspiesza procesy mineralizacji próchnicy i dalszą utratę żyzności.

Źródło: opracowanie własne.

Wszelkie działania, nie oparte na rzeczywistej żyzności gleby, lecz jedynie na wykorzystaniu nawożenia mineralnego i ochrony roślin, mogą przynieść efekty krótkotrwałe, lecz prowadzące do dalszego pogorszenia sytuacji. Główne przyczyny spadku żyzności gleb uprawnych to:

  • uproszczenia zmianowania roślin uprawnych,
  • intensywne nawożenie mineralne przy ograniczeniu stosowania nawozów organicznych,
  • zaniedbanie regulacji pH (wapnowania),
  • uprawa płużna – nadmierne mieszanie i przemieszczanie gleby,
  • erozja wodna i wietrzna,
  • spływy powierzchniowe – także w wyniku błędów uprawy gleby i braku zabezpieczeń,
  • zasolenie – pochodna przenawożenia mineralnego,
  • zlewności i zaskorupianie gleb – pochodna utraty struktury i degradacji agregatów glebowych.

Żyzność gleby nie jest równoznaczna z jej urodzajnością. Urodzajność gleby to jej zdolność do zaspokajania potrzeb roślin prowadzących do wydania plonu. Jest to wypadkowa żyzności gleby i prowadzonych przez rolnika zabiegów agrotechnicznych. Urodzajność określa wartość produkcyjną gleby.

Wyróżnia się:

  • urodzajność potencjalną, zależną od siedliska, w jakim gleba występuje,
  • urodzajność aktualną, która może się zmieniać ze względu na dostępność wody, temperaturę itp.

Podstawową miarą urodzajności jest plon rośliny uprawnej.

Oprócz żyzności i urodzajności gleby istnieje także pojęcie jej produktywności, które oznacza zdolność gleby do wytwarzania biomasy wytworzonej w określonej jednostce czasu na odpowiednim areale, wyrażona w suchej masie. Produktywność gleby jest ściśle powiązana z określoną rośliną lub zespołem roślin, konkretnym zmianowaniem itp.

Potrzeby roślin mogą być zaspokojone jedynie, gdy niezbędne dla nich składniki będą w glebie dostępne. Dostępność składników pokarmowych dla roślin jest zmienna w czasie i uzależniona od wielu czynników. Wśród nich znajdują się:

  • dostępność wody i wielkość opadów atmosferycznych – woda jest niezbędna dla procesów pobierania składników z gleby, lecz także może prowadzić do ich wmywania w głąb profilu, całkowitego wymywania z gleby, a także zmywania np. do cieków wodnych;
  • temperatura gleby i powietrza – zbyt niskie lub zbyt wysokie temperatury upośledzają procesy pobierania składników z gleby, np. fosforu. Ekstremalne temperatury ograniczają wykorzystanie już pobranych składników do rozwoju roślin;
  • skład mineralny gleby – w zależności od zawartości i charakteru minerałów spławialnych gleby kształtuje się jej pojemność składników pokarmowych, jak i wody niezbędnej do ich pobrania;
  • rozmieszczenie składników pokarmowych w glebie – np. fosfor najlepiej jest pobierany z odległości 1 mm od strefy włośnikowej korzeni, jony wapnia i magnezu z odległości 5 mm, jony potasu z odległości 7,5 mm, a jony azotu z odległości 20 mm;
  • pH gleby – zależnie od rośliny uprawnej:
  • mechanizmy chemiczne pobierania składników pokarmowych przez korzenie są mocno uzależnione od pH otoczenia i specyficzne dla każdego składnika i rośliny;
  • przemiany glebowej materii mineralnej i organicznej – materia glebowa ulega nieustannym zmianom prowadzącym do wiązania i uwalniania składników pokarmowych z substancji mineralnych jak i z materii organicznej, zależnie od wilgotności i temperatury. Wyższe temperatury mogą jednak również przyspieszać rozkład i mineralizację materii organicznej w glebie, powodując zmniejszenie zawartości węgla organicznego (http://www.fao.org/3/a0100e/a0100e07.htm). Rosnące stężenie dwutlenku węgla w atmosferze może powodować, że mikroorganizmy w glebie będą szybciej rozkładać materię organiczną, potencjalnie powodując uwalnianie jeszcze większej ilości dwutlenku węgla (EEA Report No 12/2012, Climate change, impacts and vulnerability in Europe 2012);
  • aktywność drobnoustrojów glebowych – szereg mikroorganizmów ma zdolność np. wiązania azotu atmosferycznego bądź przekształcania związków fosforu do form dostępnych dla roślin;
  • roślin wcześniej porastających glebę – ze względu na specyficzne zapotrzebowanie (rośliny kapustowate – pobór siarki) lub symbiozę z drobnoustrojami (rośliny bobowate – pozostawianie azotu) dostępność składników może ulegać znaczącej zmianie;
  • elementów dostających się do gleby z atmosfery – wraz z opadami oraz cząstkami stałymi opadającymi na glebę dostają się do niej różnorodne składniki, zależne od składu zanieczyszczeń powietrza.

Duża część z tych czynników pozostaje poza wpływem człowieka (np. opady, temperatura, skała macierzysta), są też takie, które działalność człowieka może szybko zmieniać (np. pH) lub długoterminowo wspierać (przemiany substancji organicznej).