Z artykułu dowiesz się
- Jak zwiększyć poziom próchnicy w glebie?
- Jaką rolę odgrywają grzyby w procesach zwiększenia urodzajności gleby ?
- Jakie mikroorganizmy glebowe są najważniejsze ?
r e k l a m a
Partnerzy portalu
Jak zwiększyć poziom próchnicy w glebie?
13.08.2020autor: Natalia Marciniak-Musiał
Żyzna gleba to gleba nie tylko zasobna w składniki pokarmowe i próchnicę, lecz także zasiedlona przez różne gatunki mikroorganizmów, m.in. bakterie właściwe, promieniowce, drożdże, bakterie amonifikacyjne, bakterie rozkładające fosforany, bakterie kwasu mlekowego oraz grzyby. Uczestniczą one w przemianach materii organicznej, procesach rozkładu i ponownej syntezy, zwiększając trwałość próchnicy, czyli humusu. Poza tym udostępniają roślinom składniki pokarmowe, ograniczają rozwój patogenów glebowych i poprawiają strukturę gleby.
Bez względu na gatunek gleby, w każdej znajdują się różne rodzaje mikroorganizmów, które są niezbędne do przeprowadzania szeregu procesów glebowych. W przeliczeniu na 1 g świeżej masy gleby, może w niej żyć nawet miliard bakterii. Dlatego też mikroorganizmy glebowe są jednym z najważniejszych czynników decydujących o żyzności i produktywności gleb. Pamiętajmy o tym!
Najważniejsze mikroorganizmy glebowe to bakterie i grzyby
Spośród mikroorganizmów glebowych najważniejsze są bakterie i grzyby, gdyż te grupy drobnoustrojów związane są z przepływem energii i obiegiem podstawowych pierwiastków w ekosystemach lądowych. Bakterie beztlenowe rozkładają celulozę i ligniny do cukrów prostych, które są z kolei utleniane przez bakterie tlenowe. Szczególnie duże znaczenie dla żyzności gleby mają bakterie wiążące wolny azot, są to bakterie Rhizobium żyjące w symbiozie z bobowatymi oraz wolno żyjące w glebie Azotobacter i Clostridium. Wzbogacają one glebę w azot pobierany z powietrza.
r e k l a m a
Grzyby odgrywają natomiast bardzo ważną rolę w procesach zwiększenia urodzajności gleby, głównie dzięki zdolności do akumulacji wody i wytwarzaniu różnych kwasów organicznych oraz intensywnemu udziałowi w mineralizacji materii organicznej. Biorą także udział w rozkładzie błonnika, pektyn, związków aromatycznych, ligniny, keratyny. Wytwarzają również duże ilości antybiotyków, substancji humusowych, witamin, mikotoksyn oraz substancje czynne (gibereliny). Ma to duże znaczenie w procesach glebotwórczych i w odżywianiu roślin. Promieniowce, obok grzybów, są również bardzo aktywnymi mineralizatorami próchnicy. Liczne promieniowce są zdolne do rozkładu celulozy i chityny, a większość promieniowców może żywić się związkami, które z trudnością są rozkładane przez inne bakterie.
Obecność mikroorganizmów w glebie jest związana przeważnie z fazą stałą gleby, a ich liczba zależy od gatunku gleby. Najważniejsze dla bytowania mikroorganizmów są koloidy glebowe, gdyż charakteryzują się dużą powierzchnią sorpcyjną i gromadzą na swej powierzchni związki mineralne i substancje organiczne, stanowiąc dla nich pokarm. Bakterie na przykład występują przeważnie na powierzchni granul elementarnych (cząstki mineralne zlepione przez substancje humusowe i śluz), w bezpostaciowej substancji humusowej oraz w kompleksach organiczno- -mineralnych gleby.
Głównym czynnikiem ograniczającym rozwój mikroorganizmów glebowych jest dostępność świeżej materii organicznej oraz wody.
Pamiętajmy jednak, że wpływ uprawianych roślin uprawnych na mikroorganizmy glebowe może być korzystny, stymulujący, albo wręcz szkodliwy – toksyczny w zależności od charakteru chemicznego substancji wydzielanych do ryzosfery przez system korzeniowy roślin. Wraz ze wzrostem na przykład udziału zbóż w zmianowaniu wzrasta w glebach ilość resztek pożniwnych zainfekowanych przez grzyby powodujące choroby korzeni i podstawy pędów zbóż i w związku z tym nasilają się choroby podsuszkowe.
- Przy braku bakterii symbiotycznych w glebach wiążących azot rośliny bobowate gorzej plonują, zwłaszcza przy braku nawożenia azotowego. Na przykład w naszych glebach nie występują na ogół bakterie symbiotyczne soi, dlatego zalecane jest, i bardzo efektywne, przedsiewne szczepienie nasion szczepionką zawierającą symbionty soi. Z kolei bakterie symbiotyczne koniczyny występują w Polsce powszechnie i stosowanie szczepionek tymi bakteriami nie powoduje przyrostów plonów
Ważne jest regularne stosowanie nawozów naturalnych
Funkcjonujące obecnie w praktyce uproszczone płodozmiany, przewaga monokultur zbożowych, nieregularne wapnowanie gleb, zmniejszenie stosowania nawozów naturalnych i organicznych, jak również znaczny wzrost efektywności produkcji rolniczej obserwowany w ostatniej dekadzie, głównie dzięki stosowaniu nawozów mineralnych, wpłynęły i prowadzą do wyczerpywania się zapasów materii organicznej w glebie. W rezultacie obniża się żyzność gleb, szczególnie tych lżejszych oraz znacznie zubaża ich życie biologiczne. Dlatego tak ważne jest regularne dostarczanie do gleby świeżej materii organicznej w postaci obornika, kompostów, słomy czy nawozów zielonych oraz regulowanie odczynu gleby przynajmniej raz na cztery lata.
Regularne stosowanie nawozów naturalnych i organicznych jest bardzo ważne, bo stymuluje namnażanie się mikroorganizmów. Od ich liczebności i wydzielanych przez mikroorganizmy enzymów zależą przecież procesy rozkładu i mineralizacji materii organicznej. Transformacja materii organicznej jest ściśle powiązana z aktywnością mikrobiologiczną gleb. Przyjmuje się, że sucha masa mikroorganizmów w glebach użytkowanych rolniczo wynosi od 110 do 1940 kg/ha. Znaczna część mikroorganizmów jest aktywna jedynie w określonych warunkach fizykochemicznych gleby. Warto nadmienić, że prawidłowe nawożenie to nie tylko zapobieganie spadkowi żyzności gleb, ale i możliwość uzyskiwania wysokich i dobrej jakości plonów roślin oraz możliwość zwiększenia zawartości próchnicy w glebie. Ilość dostającej się do gleb uprawnych materii organicznej zależy przecież nie tylko od ilości i częstotliwości stosowanych nawozów naturalnych czy organicznych, ale także od zmianowania roślin i wielkości dawek nawozów mineralnych, zwłaszcza azotu mineralnego. Również wilgotność gleby ma duże znaczenie dla rozwoju mikroorganizmów, bo z zawartością wody nierozerwalnie związana jest aktywność mikroorganizmów glebowych, uzależniona dodatkowo od takich właściwości gleby jak: odczyn, skład granulometryczny, zawartość próchnicy oraz od warunków klimatycznych, m.in. opadów, temperatury i pory roku.
Skutki oddziaływania wyżej wymienionych czynników na właściwości gleby i plonowanie roślin można ocenić precyzyjnie tylko w oparciu o wyniki wieloletnich doświadczeń polowych.
Wieloletnie statyczne doświadczenia nawozowe, płodozmianowe, monokulturowe są cenne dla praktyki rolniczej ze względu na możliwość śledzenia zmian różnych właściwości gleb. W Polsce najstarszym prowadzonym do dziś doświadczeniem, kontynuowanym nawet w czasie trwania II wojny światowej, jest nawozowo-płodozmianowe doświadczenie założone w 1923 roku w Stacji Doświadczalnej w Skierniewicach, należące do Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Podobne doświadczenie zostało założone w 1979 roku, w Grabowie, w celu zbadania wpływu stosowania obornika i azotu mineralnego na produktywność roślin. W tymże doświadczeniu polowym w Stacji Doświadczalnej IUNG-PIB w Grabowie badano m.in. wpływ doboru różnych gatunków roślin w zmianowaniu, nawożenia obornikiem w zróżnicowanych dawkach (0, 20, 40, 60 t/ha) i różnymi dawkami azotu na właściwości mikrobiologiczno-biochemiczne gleby lekkiej (tabela).
Wieloletnie statyczne doświadczenia nawozowe, płodozmianowe, monokulturowe są cenne dla praktyki rolniczej ze względu na możliwość śledzenia zmian różnych właściwości gleb. W Polsce najstarszym prowadzonym do dziś doświadczeniem, kontynuowanym nawet w czasie trwania II wojny światowej, jest nawozowo-płodozmianowe doświadczenie założone w 1923 roku w Stacji Doświadczalnej w Skierniewicach, należące do Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Podobne doświadczenie zostało założone w 1979 roku, w Grabowie, w celu zbadania wpływu stosowania obornika i azotu mineralnego na produktywność roślin. W tymże doświadczeniu polowym w Stacji Doświadczalnej IUNG-PIB w Grabowie badano m.in. wpływ doboru różnych gatunków roślin w zmianowaniu, nawożenia obornikiem w zróżnicowanych dawkach (0, 20, 40, 60 t/ha) i różnymi dawkami azotu na właściwości mikrobiologiczno-biochemiczne gleby lekkiej (tabela).
Wyniki przedstawione w tabeli wyraźnie pokazują, że wzrost zawartości węgla organicznego w glebie nastąpił nie tylko w wyniku nawożenia obornikiem, ale także w pod wpływem odpowiedniego doboru roślin w zmianowaniu i włączenia do płodozmianu koniczyny oraz nawożenia mineralnego. W płodozmianie A zawartość węgla organicznego wynosiła 0,67%, a w zmianowaniu B, z rośliną bobowatą 0,76%. Warto poświęcić trochę czasu na dokładną analizę danych w tabeli. Wyniki prezentowane w tabeli potwierdzają prawidłowość, że im więcej próchnicy w glebie, tym więcej mikroorganizmów.
Inne wnioski mogą być zaskakujące. Np. największe liczebności oraz biomasa bakterii i grzybów, a zwłaszcza enzymów z grupy dehydrogenaz i fosfataz, stwierdzano na ogół w glebie nawożonej obornikiem i azotem mineralnym w zmianowaniu B. Warto też zwrócić uwagę na fakt (to może być zaskoczeniem), że nawet największa dawka azotu mineralnego stosowana w tzw. gorszym pod względem doboru gatunku roślin zmianowaniu A, nie spowodowała spadku wartości badanych parametrów aktywności mikrobiologicznej gleby poniżej wartości tych wskaźników stwierdzanych w glebie nienawożonej. Wyniki te potwierdzają więc dodatkowo nieprawdziwość opinii o silnie degradującym oddziaływaniu intensywnego rolnictwa na mikroorganizmy glebowe i inne właściwości gleby, o którym często się słyszy lub czyta.
Należy też pamiętać, że w praktyce rolnicy stosują nawozy azotowe głównie w formie saletry amonowej, mocznika lub mieszanek wieloskładnikowych, czyli nawozów o słabszych właściwościach zakwaszających niż siarczan amonu. Siarczan amonu jest stosowany w praktyce rzadko. Ponadto, rolnicy coraz częściej wykonują wapnowanie gleb, które jest zabiegiem nie tylko niwelującym zakwaszający efekt nawozów mineralnych, ale także znanym od dawna z korzystnego oddziaływania na wiele innych właściwości gleby, w tym poprawiającym życie biologiczne gleby.
Wpływ płodozmianu, nawożenia obornikiem i różnymi dawkami N (azotu) na właściwości mikrobiologiczno-biochemiczne gleby lekkiej | ||||||||
Płodozmian* | Nawożenie | Zawartość Corg. %** po 16 latach |
Fosfataza kwaśna µg pNP/g |
Dehydrogenaza µg formazan/g |
Liczebność bakterii w mil/g |
Liczebność Grzybów w tys./g |
Biomasa mikroorg. µgC/g | |
Obornik t/ha | N min. kg/ha | |||||||
A (bez rośliny bobowatej) | 0 0 0 | 0 80 120 | 0,62 | 67 78 77 | 163 249 346 | 20 50 52 | 40 80 66 | 126 131 138 |
40 40 40 | 0 80 120 | 0,67 | 77 86 90 | 259 363 370 | 61 60 39 | 81 80 94 | 197 166 176 | |
B (z rośliną bobowatą- koniczyną)
| 0 0 0 | 0 80 120 | 0,68 | 96 106 115 | 391 543 521 | 66 68 81 | 96 99 100 | 201 174 190 |
40 40 40 | 0 80 120 | 0,76 | 112 120 133 | 853 563 622 | 62 80 76 | 125 117 132 | 218 192 249 | |
Źródło: (Martyniuk i in., 1996 i Maćkowiak i in., 2003) *A: Ziemniak, pszenica ozima, jęczmień jary, kukurydza na kiszonkę; B: Ziemniak, pszenica ozima+gorczyca (poplon), jęczmień jary, mieszanka koniczyny z trawami; **Corg. na początku doświadczenia– 0,59% | ||||||||
Dr hab. Dorota Pikuła IUNG-PIB Puławy
Zdjęcie: Marek Kalinowski
Natalia Marciniak-Musiał
dziennikarka strony internetowej Tygodnika Poradnika Rolniczego
dziennikarka strony internetowej Tygodnika Poradnika Rolniczego
Masz pytania?
Zadaj pytanie redakcjir e k l a m a
r e k l a m a
Najważniejsze tematy
r e k l a m a