Wpływ wilgotności gleby na zawartość próchnicy
- Szczegóły
Gleba jest tworem bardziej zróżnicowanym niż nam się wydaje. Wyobraźmy sobie warstwę powierzchniową pola jako tort, którego niewielki kawałek stanowi próchnica glebowa. Ten wycinek, zwykle nie większy niż 2,5% masy glebowej, jest najważniejszy. Kontrolując wiele cech fizycznych, chemicznych i biologicznych gleby decyduje o jej produktywności, mierzonej wielkością biomasy.
Próchnica glebowa wpływa korzystnie na strukturę gleby, retencję wody i dostępność składników odżywczych. Ilość próchnicy można jednak regulować poprzez stosowanie odpowiednich zabiegów agrotechnicznych. Zacznijmy od rozróżnienia pojęć materia organiczna i próchnica. Pierwsze jest szersze i poza przetworzoną w procesie humifakcji materią organiczną (próchnicą) obejmuje także „świeże” resztki roślinne, bakterie i inne organizmy glebowe.
Polskie gleby, powstałe w większości z kwaśnych skał pochodzenia lodowcowego, są z natury ubogie w próchnicę. Spoglądając na mapę zamieszczoną na rycinie 1 zauważymy szczególnie dużo pomarańczowego i żółtego koloru w Wielkopolsce, a także na dużej powierzchni Kujaw i Mazowsza (ryc. 1). Teoretycznie zawartość materii organicznej na przeważającym obszarze Polski jest niedostateczna dla pełnej realizacji potencjału plonotwórczego roślin.
W kontekście żywienia roślin chodzi nie tylko o systematyczne uruchamianie składników mineralnych z zasobów glebowych. Równie ważna jest świadomość, że pieniądze zainwestowane w nawozy mineralne będą zdecydowanie lepiej spożytkowane, gdy aplikacja nastąpi w stanowisku o odpowiednim zasobie materii organicznej. Ten potencjał, choć warunkowany historią pola liczoną w dziesiątkach lat, należy systematycznie budować. To praca na lata, której jednym z efektów będzie wzrost skuteczności wszystkich stosowanych nawozów.
W cytowanym wcześniej raporcie IUNG-PIB czytamy: „przyrost zawartości materii organicznej stwierdzono w większości przypadków na glebach lekkich, często okresowo zbyt suchych, co należy zapewne tłumaczyć sposobem ich rolniczego użytkowania, stosowanymi płodozmianami, nawożeniem organicznym i innymi elementami agrotechniki sprzyjającymi akumulacji próchnicy”. Nie wnikając w to z jaką glebą mamy do czynienia, dbałość o systematyczny dopływ związków organicznych musi być priorytetem.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Przywoływałem już kiedyś zasadę stosowaną w medycynie „po pierwsze nie szkodzić” (Primum non nocere). Stwierdzenie to bardzo dobrze tłumaczy konieczność utrzymania bilansu próchnicy przynajmniej na stałym poziomie. Pamiętajmy, że uprawa roślin okopowych, ale także zbóż i rzepaku ozimego w wariantach, w których słoma jest wywożona z pola prowadzi do ubytku próchnicy glebowej. Podobnie jest na polach po kukurydzy uprawnianej z przeznaczeniem na kiszonkę.
Wpływ wilgotności i temperatury na rozkład materii organicznej
Szybkość rozkładu materiału organicznego zależy od wielu czynników, takich jak stosunek C:N, temperatura i wilgotność. Dane literaturowe (choć nie wszystkie) wskazują, że stworzenie warunków tlenowych w warstwie powierzchniowej sprzyja mineralizacji świeżej materii organicznej, a także próchnicy.
Próchnica jest podstawowym czynnikiem decydującym o żyzności gleby. Praktycznie każdy proces, każda cecha gleby, jest powiązana z obecnością kwasów humusowych. Kwasy te mają ogromną zdolność do wiązania/zatrzymywania wody. Są jak gąbka. Ponadto rozbudowane łańcuchy tych związków, ze względu na obecność reaktywnych grup funkcyjnych (karboksylowych, alkoholowych, karbonylowych czy metaksylowych) posiadają zdolność do wiązania głównie kationów, lecz w określonych warunkach także anionów.
Próchnica glebowa w powiązaniu z wydzielinami śluzowymi drobnoustrojów stanowi lepiszcze dla agregatów glebowych, co przekłada się na poprawę warunków powietrznych, stymulując wzrost korzeni. Uważny Czytelnik mógłby zadać pytanie: jaki to wszystko ma związek z efektywnością nawożenia mineralnego? Proszę zwrócić uwagę, że powyższy akapit jednoznacznie tłumaczy mniejszą podatność roślin na stres abiotyczny w warunkach odbudowy poziomu próchnicy.
Między innymi jest wynikiem niedostatecznego zaopatrzenia w wodę i składniki mineralne. Próchnica glebowa zatrzymuje wodę i systematycznie oddaje ją powodując wzrost rozpuszczalności nawozów mineralnych. Pamiętajmy, że większość składników przemieszcza się w kierunku korzenia rośliny z wodą (ściślej z prądem transpiracyjnym). Tak więc nie wystarczy, że granula nawozowa się rozpuści, potrzebny jest jeszcze transfer jonów.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Tu także ogromna rola próchnicy, która jest składową kompleksu sorpcyjnego, który można określić jako magazyn gleby. Związki organiczne wchodzące w skład próchnicy mają kilkukrotnie większą zdolność do wiązania jonów, w porównaniu z cząstkami mineralnymi. W literaturze opisano ścisły związek między wzrostem dostępności fosforu mineralnego (glebowego, ale także z nawozów) a obecnością związków organicznych w powierzchniowej warstwie gleby.
Rozkładowi materii organicznej towarzyszy powstanie kwasów mineralnych i organicznych jako pośrednich produktów mineralizacji. Są to często związki mało stabilne, lecz zdecydowana większość z nich przyczynia się do wzrostu rozpuszczalności fosforu glebowego, a także związków fosforu z nawozów mineralnych o mniejszej rozpuszczalności. Powstałe w wyniku mineralizacji kwasy wiążą kationy żelaza, glinu, manganu i wapnia, które są odpowiedzialne za uwstecznianie fosforu.
W ten sposób fosfor z zastosowanych nawozów mineralnych jest łatwiej dostępny w początkowym okresie wegetacji oraz działa dłużej w tym znaczeniu, że kontakt z wymienionymi kationami jest ograniczony, a uwstecznione aniony fosforanowe są rozpuszczane. Gleby próchniczne mają ciemną barwę, a to oznacza, że szybciej się nagrzewają. Pamiętajmy, że dostępność fosforu jest funkcją temperatury. Im cieplej, tym szybciej fosfor przemieszcza się w kierunku korzenia rośliny.
Pozostawiając w glebie słomę, liście buraczane lub wprowadzając obornik robimy to także dla mikroorganizmów glebowych. Te z jednej strony uzyskają energię niezbędną do funkcjonowania, z drugiej pomagają przetworzyć resztki roślinne, słomę lub nawozy naturalne w próchnicę. Ze względu na ogromną pracę, którą wykonują bakterie glebowe, związaną z syntezą próchnicy oraz przemianami składników pokarmowych bardzo ważna jest kontrola warunków ich funkcjonowania.
Wpływ odczynu gleby na zawartość próchnicy
Wynika to z faktu, że dla większości mikroorganizmów optymalne pH gleby zawiera się w przedziale wyznaczonym dla odczynu obojętnego. Zależność tą potwierdzono w badaniach monitoringowych opublikowanych przez IUNG-PIB. W warunkach gleb kwaśnych następował trend do ujemnego bilansu próchnicy (ryc. Rycina 3. Zamiany zawartości próchnicy w glebie zależnie od odczynu gleby; kolor czerwony oznacza ubytek, zielony wzrost (opracowano na podstawie Siebielec i in.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Producenci rolni doskonale wiedzą, że rośliny uprawne, aby mogły zrealizować swój potencjał plonotwórczy, muszą być uprawiane w żyznej glebie. Oznacza to, że poza efektywnym gospodarowaniem wodą, która stanowi podstawowy czynnik plonotwórczy, prowadząc produkcję roślinną, w pierwszej kolejności należy zadbać o właściwy odczyn gleby i racjonalnie gospodarować materią organiczną. Następnie zaś opracować taki system nawożenia, który zapewni odpowiedni poziom zasobności gleby w przyswajalne i dostępne składniki pokarmowe, co umożliwi pokrycie uprawianym roślinom ich potrzeb pokarmowych.
Przy czym znaczenie dwóch pierwszych czynników jest nadrzędne, gdyż nawet najlepsze nawożenie (zasobność gleby) nie przyniesie pożądanego efektu, gdy rośliny będziemy uprawiać na glebie kwaśnej lub o niskiej zawartości próchnicy. Odczyn gleby, którego miernikiem jest wartość pH, ma tak podstawowe znaczenie dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin, że gdy jest niekorzystny (zwykle zbyt niski), rośliny reagują znacznym spadkiem plonu. Jednakże reakcji tej nie da się porównać z niedoborem żadnego ze składników pokarmowych, przykładowo azotu, fosforu czy potasu, gdyż w przeciwieństwie do ich niedoborów, które bezpośrednio ograniczają wzrost roślin, wartość pH ma kolosalny wpływ na środowisko ich życia, tj. glebę.
Wpływa na toksyczność niektórych pierwiastków, przykładowo glinu, który może przy niskim pH (już poniżej 5,5) stanowić zagrożenie dla rozwoju roślin (glin ogranicza przede wszystkim rozwój systemu korzeniowego). Wartość pH ma także wpływ na jakość i tempo powstawania w glebie próchnicy (przyjmuje się, że największą wartość ma tzw. próchnica słodka, tj. wysycona jonami wapnia), jak również na procesy uwalniania z niej oraz z przyoranych nawozów organicznych i naturalnych składników pokarmowych.
Próchnica nie tylko bierze udział w kształtowaniu struktury gleby (o czym wspomniano powyżej), lecz także jest m.in. odpowiedzialna za wiązanie oraz uwalnianie wody i składników pokarmowych roślinom. Gdy gleby są zasobne w próchnicę, mogą magazynować więcej wody i składników pokarmowych przez dłuższy okres niż wówczas, gdy są ubogie - przy mniejszych ich stratach (próchnica w stosunku do swojej masy może wchłonąć nawet 3-5-krotnie więcej wody).
Możliwość magazynowania i uwalniania składników pokarmowych wynika z tego, że w budowie chemicznej związków próchnicy wyróżnić można szereg grup funkcyjnych. Najważniejsze z nich to grupy karboksylowe, hydroksylowe, fenolowe i aminowe. Obecność trzech pierwszych powoduje, że próchnica ma ładunek wypadkowy ujemny. Oznacza to, że może się łączyć z kationami (np. Warto wiedzieć, że zdolność próchnicy do zatrzymywania i uwalniania kationów w określonych warunkach nazywa się sorpcją wymienną kationów (PWK), a proces ten w głównym stopniu decyduje o zaopatrzeniu roślin w te składniki pokarmowe.
Poza tym należy mieć na uwadze, że materia organiczna wykazuje od 2 do 30 razy większą pojemność sorpcyjną niż koloidy mineralne. poprawia właściwości fizyczne gleby, np. nadaje glebie ciemne zabarwienie, przez co gleba szybciej się ogrzewa. stanowi również bezpośrednie źródło składników pokarmowych dla roślin, które się uwalniają do gleby w wyniku jej rozkładu. Przykładowo mineralizacja glebowego azotu organicznego w zależności od warunków kształtuje się w przybliżeniu na poziomie 1-2 proc.
Są to tylko niektóre najważniejsze procesy, na które wpływ ma odczyn oraz zawartość próchnicy w glebie. Niemniej jednak podane przykłady w zupełności wystarczają, by stwierdzić, że utrzymywanie odpowiedniej wartości pH i zawartości materii organicznej w glebie jest kwestią podstawową, która w głównym stopniu decyduje o jej żyzności. Jednocześnie w świetle przedstawionych informacji rodzi się pytanie, czy i jakie występują związki oraz zależności pomiędzy tymi czynnikami.
Przede wszystkim trzeba mieć na uwadze, że próchnica bierze udział w kształtowaniu właściwości buforowych gleby. Są one związane z jej zdolnością do przeciwstawiania się nagłym zmianom odczynu pod wpływem działania czynników zakwaszających (np. mineralizacja nawozów organicznych i naturalnych czy stosowanie nawozów fizjologicznie kwaśnych) lub alkalizujących (np. stosowanie nawozów wapniowych).
Polega on na wypieraniu/sorbowaniu jonów kwasowych (np. H+)/zasadowych (np. Stąd też można uogólnić, że buforowość gleby w stosunku do jonów zakwaszających zwiększa się wraz ze wzrostem pojemności wymiany kationów (PWK) i nasycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi. Dlatego największe zdolności buforowe względem jonów zakwaszających wykazują gleby z wysoką zawartością próchnicy (wynika to z tego, że koloidy organiczne posiadają większą pojemność sorpcyjną niż koloidy mineralne), które są bogate w wapń oraz gleby ilaste zasobne w węglany.
Dlatego przyjmuje się, że gdy właściwości buforowe nie zostaną przełamane (działanie ww. czynników jest stosunkowo nieduże), to odczyn gleby w dłuższym okresie utrzymuje się na względnie stałym poziomie. Stąd też w praktyce regulację odczynu zwykle wykonuje się co kilka lat (nie ma potrzeby corocznego stosowania nawozów wapniowych). Obowiązuje zasada, że im gleba jest lepiej zbuforowana (m.in. Prowadzi on do uwalniania składników pokarmowych, co oczywiście jest korzystne, ale również do uwalnia zakwaszających jonów H+.
Zatem wysoka zawartość próchnicy w glebie, która ze względu na jej funkcje jest jak najbardziej pożądana, stanowi również większy potencjał do uwalniania zakwaszających jonów wodoru, co może szczególnie przyczynić się do spadku odczynu gleb, które są ubogie w składniki odkwaszające (zwłaszcza w wapń).
Próchnica glebowa to bogata w liczne składniki organiczne i humus substancja, która powstaje w wyniku rozkładu materii organicznej. Proces ten jest złożony i obejmuje biologiczny rozkład materiału organicznego pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Skład próchnicy glebowej obejmuje różnorodne substancje, takie jak kwas humusowy, azot, wapń, fosfor, magnez, a także inne związki oraz pierwiastki.
Proces powstawania próchnicy jest dynamiczny i związany z cyklem życia roślin oraz działalnością organizmów glebowych, takich jak bakterie, grzyby i pierwotniaki.Przede wszystkim próchnica dostarcza roślinom niezbędnych składników, poprawiając ich zdolność do pobierania substancji niezbędnych do wzrostu i rozwoju. Gleba bogata w próchnicę charakteryzuje się zwiększoną produktywnością. Rośliny uprawne uzyskują lepszy dostęp do mikroelementów, co przekłada się na obfitość plonów. Próchnica przyczynia się również do redukcji konieczności stosowania nawozów sztucznych.
Zachowanie i zwiększanie zawartości próchnicy w podłożu wymaga zastosowania odpowiednich praktyk rolniczych oraz skutecznego zarządzania resztkami roślinnymi. Skuteczne zarządzanie resztkami roślinnymi obejmuje ich odpowiednie przetwarzanie i wprowadzenie do gleby. NIe wynoszenie z pola resztek po zbiorach roślin pozwala na ich naturalny rozkład, co w rezultacie zwiększa ilość materii organicznej w glebie. Stosowanie nawozów naturalnych, takich jak obornik dostarcza glebie niezbędnych składników odżywczych. Zrównoważone praktyki rolnicze ograniczają erozję gleby, poprawiają jej strukturę i wpływają na ogólną żyzność gleby.
Próchnica a materia organiczna - różnice i podobieństwa
Skrótowo rzecz ujmując, próchnica jest stabilną formą materii organicznej, odgrywającą kluczową rolę w poprawie jakości gleby, podczas gdy materia organiczna to bardziej ogólny termin, obejmujący różne stopnie rozkładu materiału organicznego. Obydwie są istotne dla zdrowia gleby i efektywności nawożenia. Pod względem funkcji próchnica znacząco zwiększa żyzność gleby, a także działa jak bufor pH, stabilizując warunki glebowe. Z kolei materia organiczna, będąc bardziej zmienną, wspiera rozwój mikroorganizmów, co jest istotne dla zdrowia ekosystemu glebowego.
Z drugiej strony próchnica to stabilna forma materii organicznej, powstająca w wyniku mineralizacji i humifikacji. Jest to końcowy produkt rozkładu materii organicznej, który charakteryzuje się wysoką stabilnością. Próchnica odgrywa kluczową rolę w poprawie jakości gleby, zwiększając jej zdolność do zatrzymywania wody i składników odżywczych. Zawiera humusy, które poprawiają strukturę gleby, czy- niąc ją bardziej porowatą i lepiej przystosowaną do wzrostu roślin.
| Składnik | Procentowy udział |
|---|---|
| Węgiel (C) | 58% |
| Tlen (O) | 28% |
| Wodór (H) | 4-5% |
| Azot (N) | 1.5-7% |
| Części mineralne | 2-8% |
W POLSKICH GLEBACH……średnia zawartość próchnicy waha się w przedziale 1,3-2%, podczas gdy powinna być na poziomie 3-5%. W przypadku materii organicznej: niską jej zawartością (poniżej 1,5%) charakteryzuje się 25-30% użytków rolnych - dotyczy to głównie gleb piaszczystych, które mają tendencję do szybkiego rozkładu materii organicznej, oraz gleb w regio- nach intensywnej eksploatacji rolniczej, na optymalnym poziomie (1,5-4%) ma ją 50-60% gleb - taka zawartość jest korzystna dla większości upraw rolnych i sprzyja dobremu rozwojowi roślin.
Rozkład resztek pożniwnych a ubytki próchnicy w glebie
Przypomnijmy, że praktyka ta, jest głównym powodem ubytku próchnicy i wyjaławiania gleb, nawet pomimo pozostawiania resztek roślinnych na polu. Przyśpiesza ona tempo mineralizacji, uniemożliwiając przebieg procesów humifikacji. Jest to tzw. „efekt spalania słomy” ze stratą związków węgla, które, jak wiemy, są podstawowym budulcem kwasów humusowych. Poza tym, po ustaniu takiej mineralizacji pozostający dalej luksusowy poziom azotu oraz powstały deficyt węgla, prowadzi do opisywanego przez Prof.
Podczas humifikacji, także występują analogiczne 3 fazy rozkładu, tyle że w końcowym etapie przy udziale mikroorganizmów glebowych, przebiega wiele dużo bardziej złożonych procesów, a ich czas jest wydłużony. Bez dostatecznego poziomu korzystnej mikroflory glebowej, opisywane procesy nie będą przebiegały sprawnie, a ich tempo będzie niezadowalające.
Warto także dodać, że nowy preparat z rodziny - Bakto ProFOS, poza uwalnianiem dla roślin zablokowanych form fosforu, także z powodzeniem przyczynia się do poprawy żyzności i obiegu składników w glebie. Zaspokojenie potrzeb żywnościowych coraz większej liczby ludności, przy kurczących się zasobach gleb użytkowanych rolniczo, wiąże się z koniecznością intensyfikacji produkcji rolniczej. Stąd też racjonalne gospodarowanie dostępnymi zasobami glebowymi w ostatnim okresie nabiera szczególnego znaczenia, zarówno w świetle prawidłowego funkcjonowania ekosystemów, jak i ochrony gleb.
Wapnowanie gleb a zawartość próchnicy
Stąd też bardzo ważnym zabiegiem agrotechnicznym, wpływającym na poprawę kondycji gleb, jest ich wapnowanie. Wapnowanie polepsza też właściwości chemiczne, biologiczne i fizyczne gleb. Mimo, że mikroorganizmy glebowe różnią się między sobą preferowanymi wartościami pH, jednak znaczna większość z nich najlepiej rozwija się przy odczynie gleby zbliżonym do obojętnego. W przypadku bakterii przyspieszających procesy rozkładu substancji organicznej rozwijają się one lepiej na glebie zwapnowanej.
Zasadniczym wskaźnikiem żyzności gleby jest próchnica stanowiąca od 70 do 80% całości substancji organicznej gleby. Wpływa ona na zdolności gleby do zatrzymywania oraz akumulowania składników pokarmowych oraz zwiększa ich dostępność dla roślin, przy jednoczesnym zmniejszaniu ich strat. Próchnica glebowa w znacznym stopniu minimalizuje skutki suszy rolniczej, między innymi dzięki zwiększaniu retencji wodnej, co jest niezwykle istotne w glebach piaszczystych.
Odbudowę zasobów glebowej materii organicznej można uzyskać między innymi poprzez stosowanie nawozów naturalnych i organicznych, środków poprawiających żyzność gleby, w tym kwasów humusowych, uprawę roślin z przeznaczeniem na nawozy zielone, właściwy dobór uprawianych po sobie gatunków roślin czy wcześniej zasygnalizowaną optymalizację odczynu gleb. Istotnym źródłem materii organicznej w glebie jest obornik, gnojówka, gnojowica, pomiot kurzy, jak również komposty czy nawozy zielone. Nawozy naturalne nie tylko wprowadzają do gleby duże ilości materii organicznej, ale są również cennym źródłem składników pokarmowych.
Przeorywanie plonów ubocznych także w istotny sposób wpływa na poprawę bilansu materii organicznej w glebie, a pozostawianie plonu ubocznego na polu wpływa zarówno na podniesienie potencjału produkcyjnego gleby, jak również na sekwestrację węgla. W ostatnim okresie zwraca się również uwagę na poprawę kondycji gleby dzięki stosowaniu kwasów humusowych. Odznaczają się one wysoką pojemnością wodną, wpływają na poprawę struktury glebowej oraz stosunków wodno-powietrznych i parametrów cieplnych gleby. Ograniczają występowanie suszy glebowej, co jest szczególnie ważne w przypadku gleb lekkich, również na glebach ciężkich poprawiają retencję wodną. Biorą także udział w utrzymaniu optymalnego odczynu gleby oraz działają stymulująco na rozwój pożytecznych mikroorganizmów glebowych.
tags: #wzrost #wilgotności #gleby #a #zawartość #próchnicy
