Materia organiczna i jej znaczenie

Jak obniżyć koszty nawożenia?
11 kwietnia 2022

Gleby to zasoby ograniczone, ponieważ ich tworzenie i rozwój wymaga setek, a nawet tysięcy lat. Można powiedzieć, że to, jaką glebę użytkujemy zawdzięczamy przodkom. To oni dbali o jej jakość, wprowadzali poplony, międzyplony, uprawiali ją w odpowiednim płodozmianie, tak aby nie zaburzyć w niej równowagi. Budowali żyzność na podstawie znanych praktyk i przestrzegali przyjętych reguł. Ich działanie, stosowane nawożenie nawozami naturalnymi, ograniczone ugniatanie i zabiegi agrotechniczne przyczyniały się do budowania żyzności. Częściowo takie działanie było świadome, częściowo podyktowane realiami i dostępnymi środkami produkcji.

W XX wieku w Polsce nawozy mineralne zaczęły się szybko rozpowszechniać, ponieważ upraszczały produkcję i dawały dostęp do czynnika plonotwórczego z ograniczeniem produkcji zwierzęcej. Potrzeba zwiększenia produkcji stała się elementem kreującym rozwój przemysłu nawozów mineralnych, które to szybko upowszechniły się z uwagi na cenę i dostępność surowców. Jako, że grunty orne to dobro niepomnażane, jedyną możliwością zwiększenia rentowności gospodarstw w określonych warunkach przyrodniczych stało się zwiększenie produkcji z 1 ha uzyskane dzięki zwiększeniu nakładów na uprawy poprzez wprowadzenie nowych odmian, ochrony środkami chemicznymi i nawozów zawierających formy mineralne składników pokarmowych - łatwo przyswajalnych dla roślin.

W toku rozwoju rolnictwa ochrona gleb stała się tematem pomijanym w produkcji, ponieważ aspekty ekonomiczne były i są ważniejsze niż działania proekologiczne we wspomnianym obszarze. Zapomniano o dobrej praktyce rolniczej, a tymczasem tradycje w uprawie połączone z nowoczesnymi rozwiązaniami, choćby rolnictwa precyzyjnego, powinny stać się podstawą w racjonalnym gospodarowaniu. Od kilku lat coraz częściej mówi się o tym, że nie tylko czynniki kształtujące glebę jak: klimat, flora i fauna, rzeźba terenu, skała macierzysta i czas, są ważnym aspektem w produkcji rolniczej. Podkreśla się również znaczenie materii organicznej jako podstawowego wskaźnika jakości, decydującego o właściwościach fizykochemicznych gleb.

Gleby to zasoby ograniczone, ponieważ ich tworzenie i rozwój wymaga setek, a nawet tysięcy lat. Można powiedzieć, że to, jaką glebę użytkujemy zawdzięczamy przodkom. To oni dbali o jej jakość, wprowadzali poplony, międzyplony, uprawiali ją w odpowiednim płodozmianie, tak aby nie zaburzyć w niej równowagi. Budowali żyzność na podstawie znanych praktyk i przestrzegali przyjętych reguł. Ich działanie, stosowane nawożenie nawozami naturalnymi, ograniczone ugniatanie i zabiegi agrotechniczne przyczyniały się do budowania żyzności. Częściowo takie działanie było świadome, częściowo podyktowane realiami i dostępnymi środkami produkcji.

W XX wieku w Polsce nawozy mineralne zaczęły się szybko rozpowszechniać, ponieważ upraszczały produkcję i dawały dostęp do czynnika plonotwórczego z ograniczeniem produkcji zwierzęcej. Potrzeba zwiększenia produkcji stała się elementem kreującym rozwój przemysłu nawozów mineralnych, które to szybko upowszechniły się z uwagi na cenę i dostępność surowców. Jako, że grunty orne to dobro niepomnażane, jedyną możliwością zwiększenia rentowności gospodarstw w określonych warunkach przyrodniczych stało się zwiększenie produkcji z 1 ha uzyskane dzięki zwiększeniu nakładów na uprawy poprzez wprowadzenie nowych odmian, ochrony środkami chemicznymi i nawozów zawierających formy mineralne składników pokarmowych - łatwo przyswajalnych dla roślin.

W toku rozwoju rolnictwa ochrona gleb stała się tematem pomijanym w produkcji, ponieważ aspekty ekonomiczne były i są ważniejsze niż działania proekologiczne we wspomnianym obszarze. Zapomniano o dobrej praktyce rolniczej, a tymczasem tradycje w uprawie połączone z nowoczesnymi rozwiązaniami, choćby rolnictwa precyzyjnego, powinny stać się podstawą w racjonalnym gospodarowaniu. Od kilku lat coraz częściej mówi się o tym, że nie tylko czynniki kształtujące glebę jak: klimat, flora i fauna, rzeźba terenu, skała macierzysta i czas, są ważnym aspektem w produkcji rolniczej. Podkreśla się również znaczenie materii organicznej jako podstawowego wskaźnika jakości, decydującego o właściwościach fizykochemicznych gleb.

Wiele osób twierdzi, iż zawartość próchnicy zależy właśnie od typu gleby jednak teza ta nie jest do końca prawdziwa. Rzeczywiście na glebach cięższych, bardziej żyznych wytworzona zostanie większa ilość zielonej masy, która potencjalnie trafi z powrotem do gleby, co wzbogaci ją w świeżą materię organiczną, jednak są też inne czynniki, które odgrywają tu kluczową rolę. Czynniki, te to m.in. temperatura, wilgotność, rodzaj gleby, topografia, zasolenie i kwasowość czy działalność człowieka. To, że gleby cięższe są bogatsze w materię organiczną nie oznacza, że nie powinniśmy jej wprowadzać na glebach lżejszych. Kompleksowe działanie ze strony rolnika przyczynia się do ogólnego polepszenia struktury i właściwości fizyko-chemicznych gleb, niezależnie od ich kategorii.

Poprzez kompleksowe działanie rozumiemy nie tylko wprowadzanie materii organicznej w odpowiedniej ilości i właściwe postępowanie z nią, ale wszelkie działania, które przyczynią się do jej humifikacji i stabilizacji. Im większa produkcja biomasy, tym większa jest populacja grzybów, mikroorganizmów, a także mezofauny, jak dżdżownic, chrząszczy itd. Dynamika rozkładu resztek roślinnych zależy między innymi od aktywności mikroorganizmów, dlatego tak ważne jest dbanie o ich bioróżnorodność. Utrzymywanie obojętnego odczynu gleby, właściwy dobór dawek nawozów (uzależniony od zasobności gleb w składniki pokarmowe, ale też od potrzeb pokarmowych roślin), ograniczenie ugniatania gleby, stosowanie zmianowania, uprawa roślin okrywowych itp. powoduje spowolnienie procesu mineralizacji i stabilizację procesu humifikacji.

Najczęściej po żniwach wprowadzana jest największa ilość substancji organicznej, co wiąże się z nagłym wzrostem aktywności biologicznej, czyli wzrostem przemian materii organicznej. Wprowadzenie świeżej materii organicznej, która stanowi pokarm dla mikroorganizmów skutkuje ich zwiększoną aktywnością oraz uwalnianiem składników pokarmowych. Jeżeli materia organiczna wprowadzana jest regularnie składniki te zostaną zatrzymane w glebie, ponieważ materia organiczna nie tylko stabilizuje strukturę gleby, ale też akumuluje składniki pokarmowe. W glebach bardziej ubogich w materię organiczną niekiedy ilości pierwiastków uwolnione w wyniku rozkładu wprowadzonych resztek pożniwnych nie mogą zostać wychwycone przez rośliny następcze, a co za tym idzie zostaną utracone z obiegu w wyniku np. wymywania.

Materia organiczna jest czynnikiem stabilizującym strukturę gleb, zmniejszającym podatność na zagęszczenie oraz degradację w wyniku erozji wodnej i wietrznej, co więcej ma ona zdolność do zatrzymywania znacznych ilości wody. Do gleby trafia ona w wyniku przyorywania całych roślin lub resztek roślin rosnących na danym stanowisku albo wprowadzenia jej ze źródeł zewnętrznych, jak nawozy naturalne czy organiczne. Rozkład materii organicznej zachodzi naturalnie na skutek oddziaływania między organizmami glebowymi a środowiskiem ich życia. Na proces ten wpływają również warunki fizykochemiczne i jakość wprowadzanej materii (chodzi tu głównie o stosunek węgla do azotu). Rośliny, takie jak trawy czy zboża z powodu wysokiego stosunku C:N ulegają powolnemu rozkładowi, im niższy stosunek wspomnianych pierwiastków tym szybszy ich rozkład. W procesie rozkładu uwalniane są różne produkty: dwutlenek węgla (CO2), energia, woda, składniki pokarmowe roślin i inne. Powolny i stopniowy rozkład martwego materiału i modyfikowanej materii organicznej powoduje powstanie bardziej złożonej materii organicznej zwanej humusem, który istotnie wpływa na wybrane właściwości gleby. Warto zadbać o aktywność mikroorganizmów, gdyż humus zwiększa agregację gleby i stabilność agregatów oraz zdolność do przyciągania i zatrzymywania składników odżywczych.

Aktywność biologiczna gleby zależy od działalności drobnoustrojów i wydzielanych przez nie enzymów. Enzymy glebowe uczestniczą w metabolizmie oraz katalizują procesy związane z obiegiem materii i energii w środowisku glebowym. Aktywność enzymów jest proporcjonalna do zawartości materii organicznej i jest dużo większa w ryzosferze, aniżeli w głębszej warstwie profilu glebowego. W okresie pożniwnym, gdy w glebie znajduje się dużo materii pochodzącej z obumarłych roślin, jak ich korzenie czy pozostałości pozbiorowe warto zapewnić jak najbardziej korzystne warunki do funkcjonowania mikrobiomu. Organizmy glebowe, w tym mikroorganizmy, w tych warunkach wykorzystają materię organiczną gleby jako pokarm. Prowadzony przez nie rozkład uwolni nadwyżki składników odżywczych (N, P i S) w formach fitoprzyswajalnych. Ten proces uwalniania nazywa się mineralizacją. Rozbijając struktury węgla i odbudowując nowe lub magazynując C we własnej biomasie, biota gleby odgrywa najważniejszą rolę w procesach obiegu składników odżywczych, a tym samym w zdolności gleby do dostarczania uprawom składników odżywczych.

Wiele osób twierdzi, iż zawartość próchnicy zależy właśnie od typu gleby jednak teza ta nie jest do końca prawdziwa. Rzeczywiście na glebach cięższych, bardziej żyznych wytworzona zostanie większa ilość zielonej masy, która potencjalnie trafi z powrotem do gleby, co wzbogaci ją w świeżą materię organiczną, jednak są też inne czynniki, które odgrywają tu kluczową rolę. Czynniki, te to m.in. temperatura, wilgotność, rodzaj gleby, topografia, zasolenie i kwasowość czy działalność człowieka. To, że gleby cięższe są bogatsze w materię organiczną nie oznacza, że nie powinniśmy jej wprowadzać na glebach lżejszych. Kompleksowe działanie ze strony rolnika przyczynia się do ogólnego polepszenia struktury i właściwości fizyko-chemicznych gleb, niezależnie od ich kategorii.

Poprzez kompleksowe działanie rozumiemy nie tylko wprowadzanie materii organicznej w odpowiedniej ilości i właściwe postępowanie z nią, ale wszelkie działania, które przyczynią się do jej humifikacji i stabilizacji. Im większa produkcja biomasy, tym większa jest populacja grzybów, mikroorganizmów, a także mezofauny, jak dżdżownic, chrząszczy itd. Dynamika rozkładu resztek roślinnych zależy między innymi od aktywności mikroorganizmów, dlatego tak ważne jest dbanie o ich bioróżnorodność. Utrzymywanie obojętnego odczynu gleby, właściwy dobór dawek nawozów (uzależniony od zasobności gleb w składniki pokarmowe, ale też od potrzeb pokarmowych roślin), ograniczenie ugniatania gleby, stosowanie zmianowania, uprawa roślin okrywowych itp. powoduje spowolnienie procesu mineralizacji i stabilizację procesu humifikacji.

Najczęściej po żniwach wprowadzana jest największa ilość substancji organicznej, co wiąże się z nagłym wzrostem aktywności biologicznej, czyli wzrostem przemian materii organicznej. Wprowadzenie świeżej materii organicznej, która stanowi pokarm dla mikroorganizmów skutkuje ich zwiększoną aktywnością oraz uwalnianiem składników pokarmowych. Jeżeli materia organiczna wprowadzana jest regularnie składniki te zostaną zatrzymane w glebie, ponieważ materia organiczna nie tylko stabilizuje strukturę gleby, ale też akumuluje składniki pokarmowe. W glebach bardziej ubogich w materię organiczną niekiedy ilości pierwiastków uwolnione w wyniku rozkładu wprowadzonych resztek pożniwnych nie mogą zostać wychwycone przez rośliny następcze, a co za tym idzie zostaną utracone z obiegu w wyniku np. wymywania.

Materia organiczna jest czynnikiem stabilizującym strukturę gleb, zmniejszającym podatność na zagęszczenie oraz degradację w wyniku erozji wodnej i wietrznej, co więcej ma ona zdolność do zatrzymywania znacznych ilości wody. Do gleby trafia ona w wyniku przyorywania całych roślin lub resztek roślin rosnących na danym stanowisku albo wprowadzenia jej ze źródeł zewnętrznych, jak nawozy naturalne czy organiczne. Rozkład materii organicznej zachodzi naturalnie na skutek oddziaływania między organizmami glebowymi a środowiskiem ich życia. Na proces ten wpływają również warunki fizykochemiczne i jakość wprowadzanej materii (chodzi tu głównie o stosunek węgla do azotu). Rośliny, takie jak trawy czy zboża z powodu wysokiego stosunku C:N ulegają powolnemu rozkładowi, im niższy stosunek wspomnianych pierwiastków tym szybszy ich rozkład. W procesie rozkładu uwalniane są różne produkty: dwutlenek węgla (CO2), energia, woda, składniki pokarmowe roślin i inne. Powolny i stopniowy rozkład martwego materiału i modyfikowanej materii organicznej powoduje powstanie bardziej złożonej materii organicznej zwanej humusem, który istotnie wpływa na wybrane właściwości gleby. Warto zadbać o aktywność mikroorganizmów, gdyż humus zwiększa agregację gleby i stabilność agregatów oraz zdolność do przyciągania i zatrzymywania składników odżywczych.

Aktywność biologiczna gleby zależy od działalności drobnoustrojów i wydzielanych przez nie enzymów. Enzymy glebowe uczestniczą w metabolizmie oraz katalizują procesy związane z obiegiem materii i energii w środowisku glebowym. Aktywność enzymów jest proporcjonalna do zawartości materii organicznej i jest dużo większa w ryzosferze, aniżeli w głębszej warstwie profilu glebowego. W okresie pożniwnym, gdy w glebie znajduje się dużo materii pochodzącej z obumarłych roślin, jak ich korzenie czy pozostałości pozbiorowe warto zapewnić jak najbardziej korzystne warunki do funkcjonowania mikrobiomu. Organizmy glebowe, w tym mikroorganizmy, w tych warunkach wykorzystają materię organiczną gleby jako pokarm. Prowadzony przez nie rozkład uwolni nadwyżki składników odżywczych (N, P i S) w formach fitoprzyswajalnych. Ten proces uwalniania nazywa się mineralizacją. Rozbijając struktury węgla i odbudowując nowe lub magazynując C we własnej biomasie, biota gleby odgrywa najważniejszą rolę w procesach obiegu składników odżywczych, a tym samym w zdolności gleby do dostarczania uprawom składników odżywczych.

Działania promujące rozwój i utrzymanie mikroorganizmów na wysokim poziomie, co w konsekwencji wpływało będzie na rewitalizację gleby powinny obejmo- wać wprowadzanie rozdrobnionych resztek pożniwnych, utrzymanie odczynu pH gleby na poziomie obojętnym, ale też wprowadzanie takich grup mikroorganizmów, które przyczynią się do rozkładu celulozy i włączenia do obiegu zablokowanych w złożonych strukturach atomów węgla. Ważne jest, aby na resztki pożniwne stosować pewne rozwiązania, które finalnie wpłyną na utrzymanie materii

organicznej w glebie na odpowiednim poziomie i przyczynią się do odpowiedniego tempa rozkładu słomy. W tym celu zaleca się stosowanie nawozów wapniowych oraz wyselekcjonowanych szczepów mikroorganizmów, wwnp. z rodzaju Bacillus, które nie tylko poprawią rozkład resztek, ale też ograniczą rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych np. Fuzarium czy Sclerotinia i przyczynią się do udostępnienia fosforu czy żelaza dla roślin następczych.

Badania prowadzone przez ośrodki naukowe na całym świecie potwierdzają, iż w zrównoważonym rolnictwie stosowanie modyfikatora bakteryjnego ma wpływ na zdrowie i produktywność gleby. Odpowiednio dobrany produkt zawierający wyselekcjonowane mikroorganizmy wzmocni rośliny i ich system korzeniowy, ograniczy rozwój chorób i uruchomi dodatkowe ilości składników pokarmowych. Bionawozy na bazie Azotobacter czy Bacillus sugerowane są jako dodatek do produkcji roślinnej w celu poprawy dostępności składników odżywczych w glebie i dostarczenia niektórych metabolitów podczas wzrostu roślin. Mikroorganizmy zasiedlające glebę, pełnią zatem istotną rolę w glebie, a poprzez ich inokulację przyczyniamy się do redukcji aplikowanych dawek nawozów chemicznych i środków ochrony roślin.

Facebook
YouTube
Instagram