Bardziej tajemnicza niż Kosmos

Arkadiusz Bieniek stoi na stadionie
Piątego grudnia obchodzimy Światowy Dzień Gleby. W 2022 r. hasłem przewodnim jest „Gleba, gdzie zaczyna się żywność”. Światowy Dzień Gleby ma zwrócić uwagę na znaczenie zdrowej gleby i propagować zrównoważone zarządzanie zasobami glebowymi. Dr hab. inż. Arkadiusz Bieniek z Katedry Gleboznawstwa i Mikrobiologii na Wydziale Rolnictwa i Leśnictwa UWM zdradza nam tajemnice gleby.

Bardzo dużo wiemy o Kosmosie, nieco mniej o tym, co się dzieje w głębi oceanów, a najmniej o tym, co mamy bezpośrednio pod stopami i przed oczami, czyli o glebie.

Dla specjalistów od rolnictwa gleba to warstwa skorupy ziemskiej do 1,5 metra, a w przypadku lasów do 2 metrów głębokości. Składa się z trzech faz: stałej, ciekłej i gazowej. Faza stała to np. piasek, glina, próchnica. To właśnie o tej części gleby naukowcy wiedzą najmniej. Faza ciekła to woda zawarta w porach gleby. Faza gazowa – powietrze, którego jest w glebie najwięcej. W glebach organicznych, porowatych – nawet 90 proc. – Faza stała gleby, wbrew pozorom, nie jest wcale stała. To bardzo skomplikowana pod względem chemicznym struktura, która na dodatek w każdej chwili się zmienia. Zachodzą w niej nieustannie procesy chemiczne, biologiczne i fizyczne, a ich wzajemna zależność jest tak niesłychanie wielostronna, że naukowcom, chociaż bardzo się starają, trudno ją ogarnąć – przyznaje dr hab. inż. Arkadiusz Bieniek z Katedry Gleboznawstwa i Mikrobiologii.

 

Jak powstaje gleba?

W naszych warunkach klimatycznych trwa to co najmniej kilkaset lat. Gleba może powstać w wyniku procesów sedymentacji, czyli osadzania materiału naniesionego przez wiatr, rzeki czy lodowce, w wyniku procesów akumulacji materii organicznej, w wyniku przemywania gleby i na skutek jej wzbogacania, np. nawożenia. – Najważniejsze w glebie jest jej uziarnienie, czyli udział frakcji żwiru, piasku, pyłu i iłu. To ono decyduje o warunkach powietrzno-wodnych gleby. Gleby lekkie (piaszczyste) są przepuszczalne, nie zatrzymują wody i są bardzo podatne na susze. Gleby ciężkie (gliniaste i ilaste) zatrzymują wodę, a rośliny na nich rosnące korzystają ze zjawiska podsiąkania kapilarnego. Z rolniczego punktu widzenia najważniejsza w glebie jest próchnica. W glebach lekkich jest jej 1–2 proc., w żyznych 4–6 proc. – kontynuuje dr Bieniek.

Torf akumuluje się z prędkością ok. 1 mm/rocznie, czyli 1 metrowa warstwa torfu to ok. 1000 lat historii. Z punktu widzenia geologii jest to proces dość dynamiczny.

Bez chemicznego wzoru

Próchnica to najbardziej skomplikowana część gleby. To ona odpowiada m.in. za jej zasobność w składniki pokarmowe oraz za stosunki powietrzno-wodne. – Próchnica poprawia żyzność gleby, wpływa na jej strukturę. Zagęszcza gleby lekkie, rozluźnia ciężkie. Dodając do gleby próchnicę (jej źródłem w rolnictwie może być obornik), można znacząco poprawić jej właściwości. Gleba o jednakowym składzie chemicznym z powodu zróżnicowanych warunków środowiskowych będzie wykazywać inne zdolności plonotwórcze w zależności od swojego miejsca położenia. Ilość wody w glebie ma decydujący wpływ na organizmy roślinne i zwierzęce w niej żyjące. Im ich w glebie więcej, tym dla niej lepiej. Taka gleba jest żywa – zapewnia naukowiec.

Suma powierzchni właściwej cząsteczek zawartych w 1 g próchnicy wynosi kilkaset m2, a rekordzista bentonit ma nawet 1000 m2

Po co te kwasy?

Z rolniczego punktu widzenia bardzo ważną cechą gleby jest jej odczyn. To jeden z najważniejszych czynników wpływających na przyswajalność składników pokarmowych przez rośliny oraz na rozwój flory i fauny glebowej. Odczyn zależy od składników budujących fazę stałą gleby. Są to cząsteczki mineralne, organiczne i organiczno-mineralne tworzące kompleks sorpcyjny. Zależy też on od składników fazy ciekłej, czyli ilości cząstek mineralnych i organicznych rozpuszczonych w wodzie glebowej. Głównym związkiem odpowiadającym za zasadowy odczyn gleby (pH) jest węglan wapnia. Jest on łatwo rozpuszczalny w wodzie. Gleby piaszczyste są bardzo przepuszczalne, więc jest on z nich wymywany. I takie gleby z reguły mają odczyn kwaśny. Gleby ciężkie (ilaste, gliniaste) mają odczyn obojętny lub zasadowy.

Jednym z minerałów tworzących glebę jest smektyt. Ma on właściwości absorpcyjne i zatrzymuje różne składniki oraz wodę. Ze sproszkowanego smektytu przemysł farmaceutyczny wytwarza na Smektę - lekarstwo na biegunkę.

Roślinne wymagania

Każda roślina ma swoje upodobania dotyczące odczynu gleby. Warzywa najlepiej rosną na glebach lekko kwaśnych. Odczyn gleby można jednak dość łatwo zmienić. Żeby ją odkwasić – dodaje się związki wapna. Żeby odczyn obniżyć, przyda się kompost, obornik lub gnojowica. Wiele osób uważa, że glebie wystarczy dostarczyć wodę i nawozy, a plony natychmiast się poprawią. – Plonowanie zależy od wielu czynników. Podstawa to woda, a nawozy sztuczne należy stosować z rozsądkiem. Glebie przede wszystkim potrzebna jest próchnica – podkreśla dr Bieniek. Zdaniem naukowca z UWM, gleba to łańcuch zależności. – Jeśli zabraknie jednego ogniwa, to ten łańcuch pęknie. Glebą rządzi prawo zwane potocznie beczką Liebiga. Mówi ono, że czynnik, którego jest w minimum, ogranicza plonowanie. Dlatego jeśli na glebach piaszczystych zasiejemy zboża i mocno podsypiemy je nawozem syntetycznym, to i tak plony będą słabe. W naszych warunkach klimatycznych te uprawy będą miały ciągle zbyt mało wody – wyjaśnia dr Bieniek.

Zachodzące w glebach organicznych procesy mineralizacji materii organicznej mogą spowodować obniżanie się powierzchni terenu nawet do 10 cm rocznie.

Najcenniejsza jest woda

Składnik, którego w glebie teraz jest najmniej to woda. W XX w. średnia roczna temperatura w Polsce wzrosła o 1 st. Celsjusza. Poza tym wiosną i wczesnym latem, w czasie największego zapotrzebowania roślin na wodę, jest coraz mniej opadów. Ekstremalna susza z 2006 r. spowodowała spadek planów w niektórych uprawach nawet do 30 proc. Duża susza była także w 2008 r. i objęła swym zasięgiem 58 proc. gruntów ornych Polski. Ale susza wynika nie tylko z braku deszczu czy śniegu. Wynika ona także z warunków glebowych i wymagań roślin. Podczas suszy rośliny słabo rosną albo marnieją. A co się dzieje w glebie? – Tam też życie zamiera. Można je przywrócić, dostarczając wodę, ale mocno i długo przesuszona gleba często nie powraca do stanu pierwotnego. Wiatr wydmuchuje z niej pyły, robi się coraz bardziej jałowa i pustynnieje. Obserwujemy to już na wielu obszarach Polski – informuje badacz. Jak możemy walczyć z suszą? – Tam, gdzie się da podlewać rośliny, należy stosować retencję wód. Przede wszystkim trzeba jednak dbać o jakość gleby, w szczególności o próchnicę, która działa jak gąbka zatrzymująca wilgoć – radzi naukowiec.

Częścią czarnoziemów występujących na terenie Polski są pyły naniesione przez wiatr z terenów Chin i Mongolii.

 

Lech Kryszałowicz

Dr hab. inż. Arkadiusz Bieniek z Katedry Gleboznawstwa i Mikrobiologii na Wydziale Rolnictwa i Leśnictwa UWM jest gleboznawcą i geologiem, absolwentem ART w Olsztynie oraz Uniwersytetu Wrocławskiego, doktorat i habilitacja na UWM. Biegły sądowy przy 10 sądach okręgowych, współautor „Szczegółowych zasad przeprowadzania gleboznawczej klasyfikacji gruntów” dla Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi. Jego zainteresowania naukowe to gleboznawstwo i geomorfologia. Prywatne zainteresowania to siatkówka i pływanie.

 


Artykuł ukazał się w listopadowym wydaniu "Wiadomości Uniwersyteckich", którego tematem przewodnim była strategia energetyczna. Sporo uwagi poświęciliśmy w nim namysłowi nad odnawialnymi źródłami energii. Pytaliśmy też specjalistów z UWM o to, jakie szanse i zagrożenia wiążą się z wyborem określonych paliw. 

 

w kategorii