Gleba to warsztat pracy rolnika, i rolnicy ekologiczni świetnie zdają sobie z tego sprawę. Rosnące zagrożenie degradacją gleb w Europie uznaje się za jeden podstawowych problemów rolnictwa. Dlatego też w polityce Unii Europejskiej w ostatnich latach można dostrzec wyraźne dążenie do nadania ochronie gleb rangi równej ochronie powietrza i wody. 

Dawniej gospodarkę materią organiczną traktowano głównie jako element żyzności gleby decydujący o jej strukturze, aktywności biologicznej gleby i plonowaniu roślin. 

        Współcześnie zagadnienie to nabiera szczególnej rangi ponieważ spadek próchnicy w glebie oznacza wzrost jej podatności na erozję wodną i wietrzną, ogranicza zdolność retencyjną gleby, zwiększa niebezpieczeństwo rozproszenia biogenów w środowisku, a także emisję CO2 do atmosfery, potęgując efekt cieplarniany, ponadto obniża żyzność gleby i zmniejsza bioróżnorodność.

       Od wielu lat w krajach Unii Europejskiej, także i w Polsce następuje utrata gleb na cele pozarolnicze, związane z urbanizacją, rozwojem sieci drogowej i przemysłu. Jednocześnie następuje znaczące pogorszenie jakości gleb i zakłócenia funkcji,  które pełnią w krajobrazie i ekosystemach; związane ze spadkiem zawartości materii organicznej.  Praktyki rolnicze niedostosowane do warunków glebowych są przyczyną degradacji i zmęczenia gleby. 

       Obecnie, głównym celem, jaki stawia sobie Europa w kontekście ochrony gleby  i zachowania jej żyzności i urodzajności to m.in. ograniczenie erozji, zapobieganie i zwiększanie zawartości materii organicznej w glebie, zmniejszenie zanieczyszczeń ze źródeł lokalnych i rozproszonych, zwiększenie bioróżnorodności.

Deklaracja przyjęta na Szczycie Ziemi w Rio de Janerio w 1992 r., konwencja ONZ w sprawie przeciwdziałania pustynnieniu i suszy uchwalona w 1994 r., Tematyczna Strategia Ochrony Gleb UE z 2003 r. oraz Strategia Zrównoważonego Rozwoju obowiązująca w Polsce od 2001 r.

      UE wdraża więc regulacje prawne, których  priorytetowym założeniem jest zrównoważone gospodarowanie glebową materią organiczną w rolnictwie.

Ochrona materii organicznej w Polsce

Na szczeblu krajowym obowiązek utrzymania odpowiedniej dla naszych warunków glebowo-klimatycznych zawartości materii organicznej w glebie nakładają:

  • Kodeks Dobrej Praktyki Rolniczej,
  • działania Wspólnej Polityki Rolnej,
  • założenia Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich (PROW) (2014-2020).
  • Konieczność zrównoważonego gospodarowania  glebową materią organiczną została zaproponowana  do pkt.  8.1. ,,Innovative, systemic zero-pollution solutions to protect health, environment and natural resources from persistent and mobile chemicals”  Europejskiego Zielonego Ładu.       

Materia organiczna jest podstawowym wskaźnikiem żyzności gleby i determinuje potencjalne możliwości produkcji roślinnej. 

   Materia organiczna obejmuje świeży materiał organiczny wprowadzony do gleby, szczątki korzeni roślin, liście, odchody,  żywe organizmy żyjące w glebie, produkty ich działalności życiowej oraz trwałą próchnicę. 

   Próchnica – to serie wielocząsteczkowych brunatnych i czarnych substancji powstałych w wyniku wtórnej syntezy z pierwotnej materii organicznej.

Zawartość materii organicznej zależy od  czynników:

naturalnych (siedliskowych) – determinowanych przez skałę macierzystą gleby (skład granulometryczny i mineralogiczny), warunki klimatyczne, naturalna pokrywa roślinna i topografia terenu.

   Im więcej iłu w glebie, tym większa zawartość próchnicy. W rejonach o niższych temperaturach i większych opadach stwierdza się większą zawartość tej substancji, niż w glebach położonych w rejonach ciepłych i suchych (szybka mineralizacja). 

antropogenicznych –determinowanych przez regulację stosunków wodnych (melioracje ) oraz agrotechnikę (nawożenie, uprawa, dobór gatunków uprawianych roślin).

      Materia organiczna wpływa na właściwości:

  • fizyczne, 
  • chemiczne,
  • biologiczne gleb. 

       W gospodarowaniu materią organiczną gleb uprawnych można wyróżnić cztery fazy; inicjalną, intensywnej mineralizacji materii organicznej, powolnego wyczerpywania się zasobów materii organicznej oraz degradacji żyzności gleby. 

           Współczesne  polskie rolnictwo  znajduje się w trzeciej,  a w niektórych rejonach Polski często czwartej fazie cyklu zmian zawartości materii organicznej . 

Funkcje materii organicznej w środowisku

  • Zatrzymywanie i uwalnianie składników mineralnych do roztworu glebowego  (pojemność sorpcyjna) 4-12 razy większa niż frakcji mineralnej gleby
  • Sekwestracja węgla organicznego
  • Zatrzymywanie i gromadzenie wody (3-5 krotnie większe niż frakcja mineralna gleby)
  • Utrzymywanie gruzełkowatej struktury gleby, 
  • Zmniejszenie podatności na erozję
  • Regulacja cyklów krążenia pierwiastków w agroekosystemach
  • Zatrzymywanie metali ciężkich i toksycznych substancji na swojej powierzchni (adsoprcja)
  • Pobudzanie aktywności mikrobiologicznej gleby

Materia organiczna stanowi układ dynamiczny i podlega ciągłym przemianom : 

       MINERALIZACJA (degradacja)−rozkład połączony z wytworzeniem się prostych związków organicznych: CO2, H2O,NH3,  różnych jonów oraz składników mineralnych

       HUMIFIKACJA (reprodukcja) rozkład połączony z wytworzeniem substancji próchnicznych

Przyjmuje się, że 75-80% świeżego materiału organicznego ulega procesom mineralizacji, a pozostałe 20-25% przekształca się w substancje próchniczne.

Optymalna zawartość glebowej materii organicznej stabilizuje strukturę gleb, zmniejsza podatność na zagęszczanie oraz degradację  gleb w wyniku erozji wodnej i wietrznej. 

        Zachowanie zasobów glebowej materii organicznej jest istotne z punktu widzenia sekwestracji węgla (wiązanie węgla przez rośliny i ich rozkład, co zwiększa zawartość węgla organicznego w glebie, a obniża stężenie CO2 w atmosferze).

Proces celowego wyłączenia, co najmniej czasowego, CO2  z obiegu atmosferycznego, poprzez akumulację w glebie,  zmniejsza efekt cieplarniany.

   Szacuje się, że glebowa materia organiczna zawiera w sumie ponad 2-krotnie większą ilość od całkowitej jego ilości występującej w atmosferze w formie CO2

  Aspekt rolniczy

 W ostatnim stuleciu gleby były źródłem CO2 na skutek zmiany ich użytkowania z leśnego i łąkowego na rolnicze (orne). Intensywne użytkowanie gleb, uprawa roślin w monokulturach niszczy strukturę gleb, prowadzi do nadmiernej aeracji siedlisk oraz mineralizacji próchnicy. W wyniku mineralizacji, w naszych warunkach klimatycznych ubywa rocznie 2-4% glebowej materii organicznej. 

Obniżenie zawartości próchnicy w glebie  o 0,5% zmniejsza zdolność do zatrzymywania składników pokarmowych i wody (zdolność sorpcyjna gleby pylasto-ilastej obniża się o 4%, a piaszczysto-gliniastej  nawet o 15%!)

    Ponad 70% gleb wytworzyło się głównie z plejstoceńskich glin i piasków zwałowych.  To sprawia, że mamy przewagę gleb lekkich (35%) i bardzo lekkich (30%) w ogólnej powierzchni gruntów rolnych, w dodatku charakteryzujących się odczynem bardzo kwaśnym i kwaśnym, który wpływa niekorzystnie na akumulację materii organicznej.

W Polsce 56% gruntów ornych charakteryzuje się niską i średnią zawartością materii organicznej, w granicach 1-2%!

           Wyższa zawartość powyżej 3,5% występuje w czarnoziemach, czarnych ziemiach, rędzinach i ciężkich madach. Według klasyfikacji europejskich prawie 90% naszych gleb charakteryzuje się niską lub bardzo niską zawartością materii organicznej. 
    W skali europejskiej nie dysponujemy porównywalnymi  danymi odnośnie zawartości materii organicznej w glebach. Zgodnie z kryteriami Europejskiej Bazy Danych o Glebach (ESB) ok. 45% gleb  europejskich charakteryzuje się niską i bardzo niską zawartością węgla organicznego, a tylko 5% wysoką

Przyczyny spadku materii organicznej w Polsce:

  • postęp genetyczny i technologiczny – coraz wyższe plony roślin uprawnych = coraz większe pobranie składników pokarmowych
  • ograniczanie gatunków uprawianych roślin do 2-3 
  • dominacja zbóż w strukturze zasiewów
  • zmniejszenie udziału wieloletnich roślin pastewnych w strukturze zasiewów (pasze z zakupu) (z 11 do 4%)
  • duże zmniejszenie pogłowia i obsady zwierząt, związana z tym produkcja nawozów naturalnych nie pokrywa ubytku materii organicznej,
  • specjalizacja gospodarstw,
  • upowszechnianie się fermowego chowu dużych stad jednego gatunku zwierząt

Spadek zawartości materii organicznej w glebie oznacza dla rolnika w dłuższej perspektywie pozbawienie się wydajnego warsztatu pracy! 

Artykuł opracowany na podstawie wykładu eksperta Dr Doroty Pikuły z IUNG Puławy. 

Polecamy też wywiad z Beatą Studzińską  i Robertem Kurylukiem nt znaczenia gleby w rolnictwie ekologicznym https://www.youtube.com/watch?v=1OsHvsBUxQw

 

 

Dodaj komentarz