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.
r e k l a m a
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.
Zobacz także
- 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
