Resztki pożniwne odgrywają istotną rolę w budowaniu żyzności i produktywności gleb. Ich odpowiednie zagospodarowanie po zbiorach, a także przyspieszenie prawidłowych procesów rozkładu wymaga od rolnika wiedzy, doświadczenia i odpowiednich narzędzi.
Próchnica jako fundament żyznej gleby
Gleby w Polsce są dość ubogie w próchnicę – zawierając jej średnio od 1 do 3%. Najwięcej jest jej w warstwie ornej, tj. w profilu od 0 do 20 cm. W glebach użytkowanych rolniczo próchnica stanowi nawet do 90% materii organicznej, dlatego też tym mianem określa się substancję organiczną. Pozostałą część stanowią niezhumifikowane resztki organiczne. W procesie humifikacji zaledwie 20% węgla trafia do nowej próchnicy, a aż 60–70% przedostaje się od atmosfery w postaci CO2. Przez biomasę pobierane jest natomiast około 5–10% węgla.
Próchnica oddziaływuje korzystnie na wzrost i rozwój roślin, a w konsekwencji na potencjał plonowania. Jej właściwości sorpcyjne decydują o zasobności gleby w składniki pokarmowe (pochłania od 4- do 12-krotnie więcej składników pokarmowych niż część mineralna). Ciemne zabarwienie próchnicy poprawia właściwości cieplne gleby i wpływa na lepsze pochłanianie promieni słonecznych. Jej powierzchnie wewnętrzne są zdolne do zatrzymania wody w ilości kilkakrotnie większej od swojej masy – przyjmuje się, że 1 gram próchnicy zatrzymuje 6 gramów wody. Gleby z wysoką zawartością próchnicy są także lepiej napowietrzone i łatwiej tworzą większe agregaty.
Jak przebiega rozkład resztek pożniwnych w glebie?
Głównym składnikiem materii organicznej gleb uprawnych są związki próchniczne, natomiast podstawowym źródłem próchnicy są resztki pochodzenia roślinnego. Ulegają one rozkładowi w procesach biochemicznych. Czynny udział w tych przemianach biorą mikroorganizmy glebowe (bakterie i grzyby), które rozkładają złożone polimery organiczne na prostsze związki.
Rozkład resztek roślinnych przez mikroorganizmy obejmuje mineralizację i humifikację. Zawsze większa część materii organicznej (ok. 75–80%) podlega mineralizacji, a mniejsza (ok. 20–25%) humifikacji.
W warunkach tlenowych powstają dwutlenek węgla (CO2), woda (H2O), azotany (NO3 –), ortofosforany (PO4 3–) i inne jony, a w beztlenowych m.in. metan (CH4) i siarkowodór (H2S). Procesy w warunkach tlenowych umożliwiają przemianę materii roślinnej w formy dostępne dla roślin.
Mineralizacja najszybciej przebiega:
- w temperaturze ok. 20ºC;
- przy zwiększonym parowaniu;
- przy PPW (Polowa Pojemność Wodna) ok. 50–70%;
- w uregulowanych stosunkach wodno- powietrznych;
- w glebie o pH ok. 7,0; – przy stosunku C:N mniejszym niż 30:1.
Kluczowy stosunek C:N
Materia organiczna, którą wprowadzamy do gleby ma bardzo dużą zawartość węgla, a niewielką azotu. Przykładowo dla słomy zbóż stosunek węgla do azotu (C:N) stanowi od 100:1 do 60:1. Dla takiej materii, przy szerokim stosunku węgla, niezbędne jest dostarczenie dodatkowego źródła azotu, dlatego na słomę stosujemy często nawozy azotowe. W przeciwnym wypadku może nastąpić niedobór pierwiastka dla roślin ozimych, zwłaszcza na początku ich jesiennej wegetacji.
Wskaźnik C:N w dobrze zhumifikowanej glebie w warstwie ornej powinien wynosić 10:1. Wówczas dopiero mikroorganizmy glebowe przekształcają część substancji organicznej w próchnicę. Jeśli nie wprowadzimy azotu, substancja organiczna będzie zalegać w glebie. Tworzy się wówczas słomiana mata, która blokuje i pochłania wodę oraz hamuje rozwój systemu korzeniowego roślin. Przy czym wprowadzenie ponadnormatywnej dawki azotu nie przekłada się na wzrost zawartości próchnicy w glebie.
Orientacyjny stosunek C:N w resztkach roślin rolniczych
| Gatunek | Typ resztek | Stosunek C:N |
|---|---|---|
| Pszenica | Słoma | 80:1–100:1 |
| Jęczmień | Słoma | 70:1–90:1 |
| Żyto | Słoma | 90:1–120:1 |
| Owies | Słoma | 60:1–80:1 |
| Rzepak | Słoma | 40:1–60:1 |
| Groch | Resztki pożniwne | 15:1–25:1 |
| Bobik | Resztki pożniwne | 15:1–20:1 |
Jak zabiegi uprawowe wpływają na rozkład słomy?
Rozkład resztek pożniwnych poprawimy i przyspieszymy między innymi poprzez odpowiednie zabiegi uprawowe. Korzystne dla gleby oraz procesów mineralizacji i humifikacji jest płytkie przykrycie pozostawionej na polu biomasy. Jednocześnie planując zabiegi agrotechniczne, nie należy dopuszczać do przesuszenia wierzchniej warstwy roli, a w przypadku gleb lekkich warto stosować zasadę – tylko tyle zabiegów zabiegów, ile jest konieczne.
Przesuszona gleba jest podatna na erozję wietrzną, w wyniku której jej odspojone cząstki pozostają wywiewane i przenoszone przez wiatr. Gleba traci wówczas część cennej materii organicznej oraz substancji odżywczych i dochodzi do pogorszenia jej struktury.
Największe ryzyko występuje w okresie od siewu do wytworzenia pokrywy roślinnej, szczególnie przy znacznych niedoborach wody. Wystarczy wówczas wiatr o prędkości 20–25 km/h, by pyły i piaski zostały poderwane i przeniesione często poza granicę pola. Należy w tym miejscu podkreślić, że utrata 1 cm warstwy wierzchniej gleby – w wyniku erozji wietrznej lub wodnej – powoduje ubytek nawet 1,5 t cennej materii organicznej.
Odczyn gleby i wapnowanie a rozkład resztek pożniwnych
Prawidłowy rozkład resztek pożniwnych wspiera między innymi wapnowanie, które sprzyja stabilizacji i akumulacji substancji humusowych oraz zwiększa trwałość materii organicznej w glebie.
Stosując nawozy wapniowe, regulujemy także odczyn gleby i ograniczamy nadmierną kwasowość, co sprzyja tworzeniu stabilnych połączeń pomiędzy kwasami humusowymi a kationami wapnia i innymi składnikami mineralnymi. Dzięki temu procesowi następuje poprawa struktury gleby oraz zwiększenie zdolności zatrzymywania wody i składników pokarmowych. W dłuższej perspektywie może to prowadzić do większej stabilności i efektywniejszego gromadzenia materii organicznej w glebie.
Makro- i mikroelementy wspierające rozkład resztek pożniwnych
Znaczenie dla prawidłowego rozkładu resztek pożniwnych ma również odpowiednie nawożenie NPK. Im lepiej rośliny są odżywione, tym więcej pozostawiają resztek pożniwnych. Przy okazji stosowania makroelementów nie powinniśmy jednak zapominać także o mikroelementach. Warto zwrócić uwagę na nawozy zawierające molibden, bowiem składnik ten bierze udział w reakcjach celulozy i odżywia bakterie azotowe. Choć zasobność gleb w molibden w naszym kraju nie ulega obniżeniu, to letnie susze i wysokie temperatury będą ograniczać jego pobieranie.
Rola azotu w rozkładzie resztek pożniwnych
W procesach przemian biochemicznych rozkładu materii organicznej, w tym resztek pożniwnych, mikroorganizmy zużywają jeden z kluczowych makroelementów, czyli azot. Ten pierwiastek jest dla nich pożywką niezbędną do szybkiego namnażania. Za sprawą dostępności azotu mineralizacja i humifikacja przebiegają sprawnie i zdecydowanie szybciej.
W przypadku zabiegów pożniwnych na resztki pozbiorowe warto więc zastosować chociażby gnojowicę – zawierającą znaczne ilości azotu – w dawce około 20–30 m3/ha. Po mineralizacji i obumarciu mikroflory zastosowany azot wróci do obiegu i może zostać wykorzystany przez rośliny.
Mikroorganizmy odpowiedzialne za rozkład resztek pożniwnych
Za rozkład materii organicznej odpowiadają zarówno bakterie, jak i grzyby, które współpracują ze sobą w wielu procesach. Przykładowo grzyby produkują enzymy, które rozkładają ligninę i tworzą miejsca dostępu dla enzymów bakteryjnych do rozkładu celulozy i hemicelulozy.
Bakterie z rodzaju Bacillus posiadają enzymy celulolityczne, które są niezbędne do rozpadu resztek roślinnych. Grzyby z rodzaju Aspergillus dzięki produkcji enzymów takich jak celulaza i ksylanaza również rozkładają szeroką gamę materiałów organicznych.
Z kolei grzyb Phanerochaete chrysosporium jest skuteczny w degradacji ligniny. Wytwarza enzymy lignolityczne, które rozkładają oporne materiały lignocelulozowe. Niektóre mikroorganizmy, np. Bacillus spp. i Penicillium spp., mają natomiast szeroki zakres aktywności enzymatycznej.
Przykładowe mikroorganizmy wykorzystywane w biopreparatach do rozkładu resztek pożniwnych
| Bakterie | Grzyby |
|---|---|
| Azotobacter sp. | Aspergillus (A. flavus, A. niger) |
| Bacillus sp. (B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, B. subtilis) | Trichoderma (T. harzianum, T. lignorum) |
| Paenibacillus sp. | Phanerochaete chrysosporium |
| Streptomyces sp. |
Biopreparaty wspomagające rozkład resztek pożniwnych
Producenci biopreparatów, znając działanie wspomnianych wyżej mikroorganizmów, chętnie po nie sięgają i wprowadzają do swoich produktów.
Biopreparaty, które zaleca się stosować na resztki pożniwne i do użyźniania gleby, mogą opierać się również o inne mikroorganizmy i zawierać więcej niż jeden szczep. W przypadku produktów przeznaczonych do wspomagania rozkładu resztek pożniwnych jest to nawet wskazane, ponieważ kluczowy jest tu synergizm bakterii i grzybów. Pożądane jest bowiem działanie różnych enzymów, a te mogą być wytwarzane przez odmienne mikroorganizmy.
Na rynku dostępna jest szeroka gama produktów, które najczęściej zawierają bakterie i/lub grzyby, np.:
- Bactim Słoma,
- BaktoKompleks,
- Bi Słoma,
- Convert SL,
- Fortelic Słoma,
- Iber Humus,
- Microhumus Simplex,
- SłomVital, Słomex,
- Quantum Słoma,
- Preparon Słoma,
- ProBios
- czy Rosahumus.
Stosujemy je zgodnie z zaleceniem producenta, każdorazowo sprawdzając etykietę produktu. Najczęściej aplikujemy taki biopreparat bezpośrednio na ściernisko i płytko mieszamy z glebą.
Kwasy humusowe – znaczenie dla gleby
Wspomnieć należy także o kwasach humusowych, które są jednym ze składników próchnicy. Są one swego rodzaju magazynem wody, gromadząc ją i udostępniając roślinom, kiedy zajdzie taka potrzeba. Ich wysoki poziom w glebie ułatwia powstawanie struktury gruzełkowej oraz zapobiega zaskorupieniu. Kwasy humusowe poprawiają także strukturę gleby, jej napowietrzenie oraz dostępność składników pokarmowych dla roślin.
Warto je zastosować na resztki pożniwne, ponieważ wspomagają namnażanie mikroorganizmów glebowych rozkładających pozostałości roślin po zbiorze.
Dzięki poprawie warunków wodno-powietrznych resztki nie gniją, tylko ulegają prawidłowemu rozkładowi.
Co decyduje o prawidłowym rozkładzie resztek pożniwnych?
Gleba jest zmienna pod względem zawartości materii organicznej i aktywności biologicznej. Zastosowanie biopreparatów ma wspomóc prawidłowy rozkład resztek pożniwnych wprowadzanych często w ilości kilku ton na hektar. Nie zastąpi to jednak prawidłowej agrotechniki – w tym zróżnicowanego płodozmianu, zbilansowanego nawożenia czy dbałości o odczyn gleby.
