Zarządzanie substancjami odżywczymi

Badanie gleby na zawartość makro- i mikroelementów, zawartość substancji organicznej oraz pH

Opłacalność uprawy roślin jest pochodną wysokości i jakości plonów oraz poniesionych nakładów. Jednym z głównych nakładów jest nawożenie i nie warto go robić „na oko”.

Zawartość w glebie makro- i mikroelementów, substancji organicznej oraz poziom pH decydują o produktywności gleby. Dla wzrostu roślin wymagana jest dostępność 17 najważniejszych dla nich pierwiastków. W zależności od ilościowego zapotrzebowania są one dzielone na makroelementy: C, H, O, N, P, S, K, Ca i Mg i mikroelementy: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl, Ni. Niedobór makroskładników może powodować zahamowanie wzrostu roślin, a ich nadmiar na ogół nie jest szkodliwy dla roślin – za wyjątkiem azotu. Mikroelementy są niezbędne roślinom jako katalizatory procesów fizjologicznych i mogą warunkować wielkość i jakość osiąganego plonu. Zarówno niedobór, jak i nadmiar mikroelementów może być szkodliwy dla roślin.

Materia organiczna pełni w glebie funkcje sorpcyjne i strukturotwórcze, stanowi też po zmineralizowaniu źródło składników mineralnych. Za pojemność kompleksu sorpcyjnego gleby współodpowiadają substancje humusowe (próchnica) oraz mineralne.

Odczyn gleby (pH) to podstawowy parametr żyzności gleby, decydujący o przemianach stosowanych nawozów organicznych i nieorganicznych, czyli także o skuteczności nawożenia. Większość roślin uprawnych rozwija się najlepiej na glebach o odczynie kwaśnym / lekko kwaśnym, do lekko zasadowego. Zakwaszanie gleby, zwłaszcza na glebach polodowcowych, jest naturalnym, ciągłym procesem, dlatego systematycznie należy monitorować ich odczyn i korygować pH za pomocą wapnowania. Wapnowanie przeprowadza się na ogół co 4 lata, ale można także częściej.

Właściwa częstotliwość wykonywania analiz glebowych zależy od właściwości fizyko-chemicznych oznaczanych pierwiastków i ich przemieszczania się w glebie. Badania pH i zasobności w fosfor, potas, magnez oraz mikroelementy wykonuje się standardowo w cyklu 3-4 letnim. W integrowanej produkcji wyniki badań na podstawowe makroelementy ważne są 4 lata, a badania azotu mineralnego należy wykonywać corocznie. Stosowanie instrumentów oferowanych do zarządzania uprawami przez rolnictwo precyzyjne pozwala na bieżące monitorowanie zasobności gleb.

W metodzie klasycznej próbki glebowe pobieramy specjalną „laską Egnera” lub innym narzędziem. Sposób pobierania próbek glebowych jest opisany w normie PN-R-04031:1997. Na podstawie w/w normy opracowano zalecenia pobierania prób glebowych uwzględniające specyfikę różnych rodzajów upraw (rolnicze, sadownicze, chmielniki i szkółkarskie, pod osłonami) oraz specjalne wymagania dla azotu mineralnego i azotanowego. Instrukcje te znajdują się na stronie internetowej Krajowej Stacji Chemiczno-Rolniczej (SCHR). Opisano tam również wymagania w odniesieniu do pakowania i dokumentowania zebranych próbek glebowych.

Ogólne zasady pobierania próbek glebowych wymagają sporządzenia szkicu pól gospodarstwa i zakreślenia na nim zasięgu powierzchni uprawianych roślin. Dla każdej uprawy pobiera się do 20 – ale nawet 40 w sadach, szkółkach i chmielnikach – prób pierwotnych według ustalonego wcześniej schematu, najlepiej w kierunku prostopadłym do kierunku wykonywania zabiegów agrotechnicznych (uprawy, nawożenia). Z tych prób tworzy się próbkę uśrednioną o masie do 0,5 kg, która powinna reprezentować obszar do 4 ha użytku rolnego, o zbliżonych warunkach przyrodniczych (typ, rodzaj i gatunek gleby, ukształtowanie terenu) i agrotechnicznych (przedplon, uprawa, nawożenie). Najlepiej pobierać próbki glebowe wiosną lub jesienią przed wysiewem nawozów. Pobieranie próbek musi być udokumentowane protokołem pobrania oraz etykietą załączaną do próbki. Próbki muszą być trwale zapakowane, w sposób uniemożliwiający ponowne otwarcie bez naruszenia opakowania. Protokół, poza innymi wymaganymi informacjami, powinien zawierać określenie metody pobierania próbek (norma, rozporządzenie, instrukcja SCHR, procedura klienta) i dane próbkobiorcy.

Podczas analizy gleby nawet 75–80% powstałych błędów wynika z niewłaściwego pobrania prób, a jedynie 20–25% nieścisłości powstaje w laboratoriach. Próbek nie należy pobierać w odległości mniejszej niż 5 m od skraju pola, w miejscach po stogach, kopcach, pryzmach wapna czy obornika, w rowach, bruzdach, kretowiskach i żwirowiskach, w zagłębieniach i na stromych wzniesieniach terenu – w razie potrzeby z tych miejsc należy pobrać dodatkowe próbki. Należy unikać pobierania próbek bezpośrednio po zastosowaniu nawozów mineralnych, po nawożeniu organicznym oraz z miejsc nadmiernie przesuszonych lub nadmiernie wilgotnych. Na polach narażonych na spływ powierzchniowy i erozję gleby należy uwzględnić możliwe przemieszczanie się składników pokarmowych w wyniku tych procesów. W uprawach rolniczych próbki należy pobierać z warstwy ornej do głębokości 0-20 cm, z miejsc uprzednio oznaczonych na schemacie. W sadach próbki pobiera się z warstwy ornej (0-20 cm) i podornej (20-40 cm), oddzielnie dla ugoru herbicydowego i murawy. W szkółkach i chmielnikach z warstwy ornej 0-25 cm i podornej 25-40 cm. Miejsca pobrania prób w sadach, szkółkach i chmielnikach wyznacza się po przekątnej kwatery lub wzdłuż rzędów zygzakiem, na przemian z pasa herbicydowego i z międzyrzędzia.

Pobieranie prób może zostać zlecone i wykonane przez firmę świadczącą takie usługi, która wykorzystując swoją wiedzę dokona wyboru miejsc pobrania próbek. Warto jednak uczestniczyć w takiej czynności. W integrowanej produkcji próbki gleby do badań azotu mineralnego muszą być pobrane przez przedstawiciela jednostki zewnętrznej (np. SCHR).

Próbki do oceny zawartości azotu pobiera się nieco inaczej. Do celów doradztwa nawozowego próbki gleby pobiera się z poziomów: 0-30 i 30-60 cm, na przedwiośniu, z pól roślin ozimych przed zastosowaniem nawozów azotowych. Z pól przeznaczonych pod uprawę roślin jarych – na przedwiośniu / wiosną, przed siewem tych roślin. Dla oceny skutków nawożenia próbki pobiera się po zbiorze roślin, z poziomów: 0-30, 31-60, 61-90cm. Badanie azotu glebowego w tym terminie umożliwia także właściwe określenie wielkości potrzebnego nawożenia pod następną roślinę uprawną.

Próbkobranie robi się za pomocą lasek o rosnącej długości i o malejącej średnicy, w tych samych otworach wykonanych w glebie, z warstw: 0-30 cm, następnie 31-60 cm, a przy ocenie zawartości azotu po zbiorze – także z warstwy 61-90 cm.

Minimalna liczba próbek cząstkowych składających się na jedną próbę zbiorczą do badań wynosi 10 dla każdej warstwy, a przy stosowaniu nawożenia organicznego – nawet 15.

Próbki zbiorcze do badań tworzy się przez połączenie prób cząstkowych z każdej warstwy oddzielnie, po dokładnym wymieszaniu i usunięciu kamieni, resztek roślin itd. i zmniejszeniu do około 0,25 kg. Z dużych pól o małej zmienności jedna próbka zbiorcza do badań powinna pochodzić z powierzchni nie większej niż 4 ha, w wypadku mniejszych pól o większej zmienności gleby, próbka powinna pochodzić z powierzchni nie większej niż 1ha. Próbki można przechowywać przez 2 – 3 dni w temperaturze nie wyższej niż +5 st. C. Dłuższe przechowywanie wymaga zamrożenia próbek gleby w temperaturze nie wyższej niż –18 st. C.

Wadą tradycyjnej metody analizy chemicznej gleby jest jej dość długi czas oczekiwania na wyniki badań laboratoryjnych. Często występuje jednak konieczność bardzo szybkiego wykonania analiz, np. kiedy czas między zbiorem przedplonu a siewem kolejnej rośliny uprawnej jest krótki. Narzędzia rolnictwa precyzyjnego pozwalają zarówno małym, jak i dużym gospodarstwom, na bardzo szybką i dokładną optymalizację nawożenia przy użyciu nowoczesnych technologii.

W mniejszych gospodarstwach, także np. sadowniczych, można wykorzystać metodę skanowania próbek gleby bezpośrednio w miejscu poboru. Skanowanie opiera się na wykorzystaniu metod fluorescencji rentgenowskiej oraz spektroskopii w bliskiej podczerwieni, tzw. NIR. Wyniki pomiaru, wraz z zaleceniami dotyczącymi nawożenia, można uzyskać w bardzo krótkim czasie jako informację w aplikacji na telefon, z możliwością wydruku w formie tabeli.

W przypadku pól o dużej powierzchni i dużej zmienności do optymalizacji liczby pobieranych prób mogą posłużyć metody skanowania gleby w powiązaniu z lokalizacją GPS, pozwalające na wyznaczenie stref jednorodnych gleby.

Metoda skanowania elektromagnetycznego gleby, opartego o zasadę analizy elektroprzewodności podłoża (ciągły pomiary współczynnika EC) na jednej, lub dwóch głębokościach, wykorzystuje specjalne sensory. Mapa glebowa powstała na podstawie danych ze skanowania gleby pozwala nam poznać różnice w strukturze gleby na obszarze badanego pola. W trakcie pomiaru nie jest wymagany kontakt z glebą, dzięki czemu mamy możliwość przeprowadzenia badania bez względu na aktualny stan uprawy.

Inną metodą jest metoda elektromagnetyczna, gdzie skaner indukuje pierwotne pole elektromagnetyczne, które jest modyfikowane przez właściwości gleby (przewodnictwo, zmiany w jej strukturze, uwilgotnienie) tworząc wtórne pole elektromagnetyczne. Urządzenie rejestruje wielkość pola wtórnego, a oprogramowanie zapisuje i interpretuje uzyskane wyniki, wyświetlając je na terminalu operatora.

Pobierając do badań próby glebowe z określonych w ten sposób stref jednorodnych mamy pewność, że otrzymane wyniki zasobności gleby w składniki pokarmowe są najdokładniejsze, bo nie mieszamy w jednej próbce zbiorczej gleb o różnych parametrach. Oprócz tego dobra wiedza o strefach jednolitych może być wykorzystana przy wyliczeniu normy wysiewu i jego głębokości (tzw. variable seeding rate), odpowiednio do warunków glebowych, optymalizując plonowanie w obrębie jednego pola.

Dane na temat zmienności glebowej mogą być również wykorzystywane jako cenna informacja o wartości gruntów rolnych, ich urodzajności, szczególnie przydatna w przypadku zakupu/sprzedaży, czy też dzierżawy.