W wielu opracowaniach, nawet naukowych możemy spotkać się ze stwierdzeniem, że intensywne rolnictwo, zwłaszcza stosowanie chemicznych środków produkcji prowadzi do wyjałowienia gleby oraz niszczenia jej życia biologicznego (mikroorganizmów). Czy to prawda? Zanim odpowiem na to pytanie warto zadań kolejne: jakie znacznie dla produkcji roślinnej mają mikroorganizmy glebowe?
Najważniejszym celem produkcji roślinnej jest uzyskanie odpowiednio dużego plonu o pożądanej jakości konsumpcyjnej i technologicznej. Spośród wielu czynników decydujących o powodzeniu w uprawie na pierwszym planie jest gleba, a zwłaszcza jej żyzność. Bardzo ważną rolę w utrzymaniu żyzności gleby ogrywają właśnie mikroorganizmy glebowe.W wyniku ich działalności materia organiczna ulega procesom humifikacji, których produktem są substancje humusowe stanowiące próchnicę. Próchnicy nie możemy wytworzyć sztucznie - jest ona produkowana tylko przez mikroorganizmy glebowe.
Jakie mikroorganizmy występują w glebie oraz ich znaczenie w rolnictwie
Wirusy mają jedynie pośredni wpływ na funkcjonowanie gleby
Nie mniej wśród tej grupy największe znaczenie mają bakteriofagi atakujące (np. bakterie brodawkowe - Rhizobium) gdyż poprzez swoją działalność doprowadzają do niekorzystnych zmian w populacji mikroorganizmów i zaburzają procesy przez nie prowadzone (np. spadek plonów roślin motylkowych).
Bakterie rozkładają materię organiczną i uruchamiają składniki pokarmowe niedostępne dla roślin
Dla żyzności gleby największe znaczenie mają bakterie wiążące wolny azot (bakterie współżyjące z roślinami - Rhizobium), oraz bakterie wolnożyjące w glebie - Azotobacter, Clostridium), gdyż znacznie wzbogacają glebę w azot czerpany z powietrza. Ilość azotu przyswojonego przez bakterie i rośliny motylkowate w okresie wegetacyjnym może wynieść od 1,5 do 4 kg/100 m2 , to jest od 150 do 400 kg N/ha. Istotną funkcję z punktu widzenia rolnictwa spełniają także bakterie rozkładające celulozę w resztkach roślinnych. Część cukrów z rozkładu celulozy jest wydzielana na zewnątrz, pozwalając tym samym na rozwój bakterii symbiotycznych. Związki organiczne przyswojone przez bakterie są metabolizowane, a następnie wydzielane na zewnątrz w formie mineralnej – dzięki temu w glebie wzrasta ilość azotu mineralnego i przyswajalnego fosforu.
Promieniowce produkują geosminę - związek odpowiedzialny za charakterystyczny zapach świeżo zaoranej gleby
Rozkładają materię organiczną gleby – celulozy, ligniny (z której powstają kwasy humusowe, które są głównym składnikiem próchnicy), hemicelulozy. Niektóre z nich współżyją z roślinami wyższymi wiążąc azot atmosferyczny, wytwarzają także antybiotyki, barwniki i witaminy, które spełniają ważne funkcje w regulacji procesów przebiegających w środowisku glebowym.
Grzyby odgrywają główną rolę w rozkładzie martwej materii organicznej
Biorą udział w rozkładzie błonnika, pektyn, związków aromatycznych, ligniny, keratyny. Wytwarzają duże ilości antybiotyków, substancji humusowych, i witamin. Mają duże znaczenie w procesach glebotwórczych i w odżywianiu roślin – akumulują wodę, wytwarzają kwasy organiczne, uwalniają pierwiastki ze związków mineralnych. Grzyby mikoryzowe współdziałają z roślinami wyższymi zaopatrując je w niektóre trudnodostępne składniki pokarmowe. Z drugiej zaś strony grzyby (pleśniowe) zmniejszają populację pożytecznych bakterii glebowych, produkują mikotoksyny, które obniżają jakość przetwórczą i konsumpcyjną uprawianej rośliny, konkurują o wodę i składniki pokarmowe przyczyniając się do słabszego wzrostu roślin, a poprzez intensywny rozkład i oddychanie powodują wysuszenie środowiska (grzyby saprofityczne).
Pierwotniaki mają znaczenie w zmianach liczebności bakterii
Pierwotniaki najczęściej występują w górnej warstwie gleby, tam gdzie znajduje się najwięcej bakterii, gdyż stanowią one ich główny pokarm. Odżywiając się nimi przyczyniają się do obiegu łatwo przyswajalnych substancji pokarmowych i korzystnie wpływają na aktywność biochemiczną gleby.
Glony asymilują CO2 z atmosfery i biorą udział w syntezie substancji organicznej
Dzięki temu wzbogacają glebę w węglowodany i białka, dostarczają tlenu korzeniom roślin oraz odkwaszają glebę. Wytwarzają kwasy organiczne, które przyczyniają się do rozpuszczenia połączeń wapnia w glebie. Niektóre z nich (np. Nostoc calcicola) wiążą azot atmosferyczny. Występują głównie w powierzchniowej warstwie gleby, na głębokości 2‑3 cm, gdzie mają dostęp do światła.
Nicienie wpływają na produkcję pierwotną w glebie
Odżywiają się roślinami wyższymi, mikroorganizmami (pierwotniakami, wrotkami, małymi skąposzczetami), a także innymi gatunkami nicieni. Niektóre z nich przyczyniają się do rozkładu materii organicznej.
Dżdżownice odgrywają dużą rolę w mieszaniu resztek roślinnych z glebą
Spełniają ważną funkcję w kształtowaniu fizycznej struktury środowiska glebowego – drążąc tunele przez kolejne warstwy gleby poprawiają jej przewietrzalność i przepuszczalność, a odżywiając się martwą materią organiczną przyczyniają się do jej rozkładu i uwalniania składników mineralnych.
Owady pełnią ważną rolę w rozkładzie resztek roślinnych i tworzeniu próchnicy
Najliczniejsza grupa pod względem gatunkowym – szczególną różnorodnością charakteryzują się chrząszcze oraz ich larwy. Jedne owady odżywiają się resztkami roślinnymi i grzybami, inne padliną, a jeszcze inne prowadzą pasożytniczy tryb życia. Niektóre z nich są także szkodnikami upraw rolniczych (drutowce, pędraki, rolnice, lenie).
Skoczogonki –odżywiają się resztkami roślinnymi, grzybami, martwą materią organiczną i odchodami. W tej grupie zwierząt znajdują się także gatunki pasożytnicze.
Równonogi – odżywiają się liśćmi i słomą.
Wije – w tej grupie znajdują się zarówno pożeracze resztek roślinnych jak i zwinne pasożyty.
Roztocza – odżywiają się resztkami roślinnymi, ale mogą zjadać także bakterie, grzyby, glony lub odchody. Niektóre z nich są pasożytami.
Wiemy już, że mikroorganizmy występujące w glebie są bardzo cenne z punktu widzenia rolnictwa. Powróćmy w takim razie do pytania czy stosowanie środków chemicznych jest dla nich niebezpieczne?
Corocznie wraz z plonami roślin uprawnych wynosimy z gleby duże ilości składników odżywczych, głównie NPK i mikroskładniki. Aby zapewnić glebie równowagę musimy te składniki oddać. W jaki sposób? Nawożąc je nawozami mineralnymi (np. nawozami kompleksowymi typu POLIFOSKA® POLIDAP®, organicznymi (resztki pożniwne, słoma, nawozy zielone) i naturalnymi (obornik, gnojówka, gnojowica). Prawidłowe i zrównoważone nawożenie zapobiega wyjaławianiu gleby oraz daje możliwość uzyskiwania dużych i dobrych jakościowo plonów. Ponadto dobrze odżywione rośliny dają więcej resztek pozbiorowych, które są źródłem próchnicy i składników pożywienia dla mikroorganizmów glebowych oraz roślin następczych.
W Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa przeprowadzono badania dotyczące wpływu różnych zabiegów agrotechnicznych na biologiczne właściwości gleb.
Tabela 1: Wpływ nawożenia na niektóre mikrobiologiczne właściwości gleby (badanie wieloletnie SGGW w Skierniewicach)
| Nawożenie | pH (H2O) | Zawartość Corg. (mg/kg gleby) | Liczebność bakterii (mln) | Liczebność grzybów (tyś) |
| Bez nawożenia | 6,2 | 4,7 | 7,0 | 76 |
| NPK, N w siarczanie amonu | 4,4 | 4,5 | 2,3 | 220 |
| NPK+ co 4 lata wapnowanie | 6,9 | 5,6 | 7,6 | 72 |
| Obornik, 20t/ha | 6,8 | 6,1 | 18,5 | 120 |
Wyniki tych badań są bardzo optymistyczne. Stwierdzono, że nawożenie mineralne nawet w wysokich dawkach (na potrzeby badań naukowych), w połączeniu z okresowym wapnowaniem nie jest czynnikiem degradującym, tylko użyźniającym glebę.
Wniosek nasuwa się tylko jeden - nie trzeba stosować jakiś nadzwyczajnych środków i zabiegów regenerujących glebę
Wystarczy troszczyć się o nią metodami tradycyjnymi, czyli: stosować racjonalne nawożenie NPK (jak również mikroskładnikami), w miarę możliwości jak najczęściej stosować nawozy organiczne i naturalne, co jakiś czas wapnować glebę, a przede wszystkim dbać o zróżnicowany płodozmian.
Literatura:
Martyniuk S. 2014. Czy rolnictwo konwencjonalne (intensywne) szkodzi mikroorganizmom glebowym? Polish Journal of Agronomy, 17: 25‑29.
