Jak utrzymać odpowiedni poziom wody w glebie?

Woda zwykle stanowi ok. 80 proc. masy rośliny, ale jej zawartość zmienia się w zależności od gatunku oraz fazy rozwojowej. Niedobór wilgoci w naszych glebach jest jednym z ważniejszych czynników ograniczających plonowanie roślin uprawnych. Zarówno brak, jak i nadmiar wody szkodliwy jest dla gleby i roślin uprawnych. Na terenie naszego kraju notuje się średnio około 630 mm opadów rocznie, a Polska pod względem zasobów wodnych zajmuje jedno z ostatnich miejsc wśród krajów europejskich, co nie jest dobrą wiadomością. Niedobory wody występują głównie w środkowym pasie Niżu Polskiego, od Wielkopolski przez Kujawy, Mazowsze, Podlasie i Lubelszczyznę aż do wschodniej granicy Polski.

Długoterminowe prognozy klimatologów wskazują, że w najbliższych latach będziemy mieli do czynienia z coraz większym deficytem wody, ale będą w naszym klimacie występować też okresowe, długotrwałe opady, które nie będą pozostawać bez wpływu na rośliny uprawne. Nawet krótkotrwałe, ale intensywne ulewy powodują lokalne podtopienia upraw polowych, a gwałtowne opady w postaci gradu niszczą uprawy. Nadmiar wody w połączeniu z niską temperaturą powietrza jest niekorzystny, gdyż sprzyja występowaniu, np. czarnej nóżki u ziemniaka, przedłuża wegetację bobiku oraz zwiększa ryzyko jego porażenia przez choroby grzybowe i opóźnia dojrzewanie roślin.

W tegorocznym sezonie wegetacyjnym na dużej powierzchni kraju notowano bardzo duże opady atmosferyczne, co spowodowało w wielu rejonach kraju wystąpienie nadmiaru wody i nadal pada tam obfity deszcz. Tegoroczna jesień jest zatem krótko mówiąc mokra, co utrudnia bardzo w niektórych częściach Polski przeprowadzenie terminowych zabiegów agrotechnicznych. Występuje na przykład ogromny problem ze zbiorem roślin okopowych, które w wyniku nadmiaru wody mają w dodatku obniżoną jakość i są porażone przez choroby, co przełoży się niekorzystnie na ich przechowywanie.

Opady deszczu dostarczają glebie wody, ale ich nadmiar wiąże się z poważnymi następstwami dla roślin uprawnych i gleby. Nadmiar wody znacznie wypłukuje składniki mineralne z zastosowanych nawozów mineralnych w głąb profilu glebowego lub do wód gruntowych, zwiększa zakwaszenie gleby w wyniku wypłukania wapnia z gleby, zalewa przestwory glebowe, w których jest powietrze. W związku z tym, w warunkach nadmiaru wody jest niezwykle niska zawartość tlenu w glebie. Wówczas rozwijają się organizmy beztlenowe, tworząc w glebie środowisko o toksycznych stężeniach siarkowodoru, siarczków, żelaza i manganu oraz kwasu masłowego i mlekowego. W takim środowisku niestety nie mogą prawidłowo rosnąć rośliny uprawne. Dlatego też na zalanych terenach rośliny szybko obumierają i gnijąc, stają się siedliskiem szkodliwych bakterii i chorobotwórczych grzybów. W warunkach braku tlenu następuje również zahamowanie wzrostu korzeni. Zostaje więc zakłócony transport składników pokarmowych i wody. Powoduje to wymakanie, gnicie i wyleganie roślin.

Rośliny uprawne różnie reagują na zalanie wodą. Najbardziej wrażliwe na nadmiar wody są okopowe i warzywa, dużo mniej zboża, ale i te z powodu podmycia wodą delikatnych korzeni ulegają uszkodzeniu. Niestety, wszędzie tam gdzie woda zalała uprawy, szanse na zbiory są małe, np. ziemniaków, a z kolei podtopione oziminy mogą zgnić. W przypadku użytków rolnych, jeśli uda się osuszyć teren, a glebę podda odpowiednim zabiegom rekultywacyjnym, zadowalające plony możemy zebrać w przyszłym roku.

• Ostatni sezon był wyjątkowy. W wielu rejonach opady znacznie, nawet o 200 mm przekroczyły średnią z wielolecia zalewając pola, utrudniając zbiór plonów i siew roślin ozimych. Nie zapominajmy, że regułą są w Polsce wiosenne i letnie posuchy, mocno limitujące plonowanie roślin. Nawadnianie roślin sadowniczych, warzyw, a z upraw rolniczych – ziemniaków, staje się niezbędnym standardem

Poważnym skutkiem zalania gleby wodą jest wypłukanie z gleby składników pokarmowych, głównie azotu i potasu, wapnia, a więc bardzo ważnych składników pokarmowych odpowiedzialnych za prawidłowy rozwój roślin. W wyniku zalania wodą upraw ozimych może dojść do ich nie tylko uszkodzenia, ale i pozbawienia cennych składników pokarmowych. W celu poprawy tej niekorzystnej sytuacji zaleca się wiosną zastosować nawozy naturalne na obszarach, na których w wyniku podtopienia, uprawy zostały zalane. Na użytkach rolnych, które będą obsiewane wiosną najlepsze rezultaty daje przyoranie obornika. Nawóz ten należy przyorać głęboko. Działanie obornika jest wielostronne, nie tylko ze względu na wnoszone do gleby duże ilości materii organicznej, która ulega przemianom prowadzącym do tworzenia związków próchnicznych w glebie i uwolnienia składników mineralnych, ale także dzięki jego korzystnemu wpływowi na strukturę gleby, zwiększenie pH i wzrost jej aktywności biologicznej.

Podobnie ochronne działanie wykazuje wapnowanie. W wyniku zalania wodą może dojść do wypłukania wapnia i obniżenia pH gleby. Wówczas zaleca się zwapnować glebę do odczynu w granicach pH 6,5–7,0. Trzeba pamiętać, że wapnowania gleby nie można łączyć ze stosowaniem innych nawozów mineralnych i obornika. Najlepiej jest też zastosować wapno węglanowe, które pozwoli nie tylko stopniowo zmienić odczyn gleby, ale też przywrócić jej gruzełkowatą strukturę. Zaleca się również, w celu zapobiegania na polu utrzymywaniu się zastoisk wodnych, wapnowanie gleby większymi niż zazwyczaj dawkami wapna na większej głębokości niż warstwa orna gleby, głębsze przyorywanie obornika, który rozkładając się w głębszych warstwach gleby tworzy warstwę zatrzymującą nadmiar wody.

Niezbędne jest także wykonywanie małych melioracji na polach, które ze względu na położenie narażone są na okresowe zalewanie wodą. Należy także dbać o optymalną zawartość materii organicznej w glebie, gdyż na glebach próchniczych i cięższych taka sytuacja jest mniej niebezpieczna dla roślin niż na glebach z małą jej zawartością, ponieważ próchnica glebowa ma zdolność gromadzenia dużej ilości wody. Glebowa materia organiczna jest istotnym czynnikiem skutecznie akumulującym wodę w glebie. Z badań wynika, że może wiązać wodę w ilości nawet 20-krotnie przewyższającej jej masę.

Jak wynika z różnych opracowań meteorologicznych, długotrwały nadmiar wody nam nie grozi. W najbliższych kilkudziesięciu latach za to susze będą występować bardzo często, co niestety będzie miało niekorzystny wpływ dla upraw, szczególnie w ważnych dla nich fazach rozwojowych. U zbóż najwięcej wody potrzeba w fazie kwitnienia i kształtowania kłosa, u ziemniaków w fazie od tworzenia pąków do kwitnienia, u kukurydzy – od początku wyrzucania wiechy do kwitnienia, u łubinu w okresie kiełkowania oraz podczas tworzenia pąków i wykształcania strąków, u grochu pastewnego ok. 20 dni przed kwitnieniem i 10 dni po kwitnieniu, u bobiku w fazie kwitnienia i zawiązywania strąków. Koniczyna czerwona i lucerna są natomiast najbardziej wrażliwe na brak wilgoci w glebie w fazie intensywnego przyrostu masy.

Nawet niewielki deficyt wody jest niebezpieczny dla rośliny i powoduje zahamowanie wzrostu jej komórek. Następuje wówczas zamykanie aparatów szparkowych, co zmniejsza lub całkiem hamuje transpirację i fotosyntezę i zakłóca transport składników pokarmowych w roślinie. W trakcie suszy zmniejsza się wykorzystanie składników pokarmowych. Brak wody pogarsza też wschody roślin i ich rozwój, w efekcie obniża się plon roślin i pogarsza jego jakość. Zapotrzebowanie roślin uprawnych na wodę jest duże. Na wyprodukowanie 1 kg suchej masy kukurydza zużywa 223 dm3 wody, ziemniaki 250, buraki cukrowe 270, groch 275, jęczmień 280, żyto ozime 320, pszenica 356, bobik 882, lucerna 400, koniczyna i owies 420, a rzepak aż 610 dm3. Każdy okresowy niedobór wody w glebie wpływa niekorzystnie także na wygląd roślin, np. u ziemniaka powoduje liczne deformacje i spękania jego bulw oraz sprzyja nasileniu występowania parcha zwykłego, szczególnie na glebach lekkich. Natomiast nasiona łubinu w okresie suszy akumulują więcej alkaloidów niż w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby. Buraki czy łubin żółty, dzięki wytwarzaniu dużego systemu korzeniowego intensywnie pobierają wodę na zapas, co pozwala im stosunkowo dobrze radzić sobie ze stresem wodnym.

Reakcja roślin na suszę zależy w dużym stopniu od agrotechniki i gatunku – jeśli została wykonana poprawnie, skutki niedoboru wody dla roślin są mniejsze. Z badań Morrisa wynika, że w warstwie ornej możne zatrzymać nawet 5-krotnie więcej wody w formie dostępnej dla roślin niż frakcja mineralna. Nawet niewielki wzrost substancji humusowych w glebie, głównych składników materii organicznej rzędu 0,5% pozwala zatrzymać na 1 ha około 80 m3 wody. Wartość ta odpowiada mniej więcej 8 mm wody z każdego opadu atmosferycznego.

Jeśli w Polsce utrzyma się dalszy trend spadku materii organicznej w glebie, to skutkować to będzie za dekadę utratą bardzo dużej ilości wody, szacowanej na 245 milionów ton wody. Spływająca w dodatku woda, nie zatrzymana przez materię organiczną, będzie nasilać nie tylko erozję wodną, ale i powodować wypłukiwanie nawozów. Ilość wody dostępnej dla roślin zależy od jej składu granulometrycznego. Zatem, im gleba zawiera więcej części spławianych i materii organicznej, tym gromadzi więcej wody. Zgodnie z danymi Ślusarczyka i Czyż, przeciętnie w warstwie 0–10 cm w piaskach różnego rodzaju jest od 90 do 155 mm wody, w glinach od 185–240 mm, w iłach 220 mm, a w pyłach od 200 do 244 mm.

W związku z tym, że niedobór wody w naszym klimacie jest czynnikiem znacznie obniżającym plony roślin, zaleca się wykonać wszelkie zabiegi mające na celu zmagazynowanie jak najwięcej wody z opadów. Z agrochemicznego punktu widzenia, aby to zrobić, należy odpowiednio wybierać technologie uprawy i gatunki roślin uprawnych. W strukturze zasiewów powinny znaleźć się gatunki wysiewane wcześnie, łatwo wschodzące i szybko zakrywające glebę. Dzięki tym zabiegom chronimy glebę przed parowaniem. Znacznych strat plonu unikniemy również uprawiając gatunki lepiej znoszące niedobry wody. Należą tu rośliny, które korzenią się głęboko: łubin żółty, lucerna, esparceta, nostrzyk biały, komonica zwyczajna oraz gatunki charakteryzujące się niskim współczynnikiem transpiracji, np. kukurydza czy sorgo.

W regionach, w których często występują susze oraz na słabszych glebach zaleca się uprawiać mieszanki: zbożowo-strączkowe i motylkowo-trawiaste, które nie tylko lepiej wykorzystują zasobność gleby w składniki pokarmowe, ale również są mniej wrażliwe na przebieg pogody. Natomiast w czystym siewie, w sytuacji braku wody lepiej jest uprawiać zboża ozime kosztem jarych, ponieważ korzystają one z zapasów wody zimowej, a ich wzrost w mniejszym stopniu zależy od opadów w czasie wegetacji niż zbóż jarych. Ponadto na obszarach suchych trzeba zrezygnować z orki wiosennej i nawożenia obornikiem wiosną, gdyż zabiegi te mogą przesuszać glebę. Glebę do siewu zaleca się przygotowywać płytko.

Natomiast po zbiorze przedplonu, w celu ograniczenia parowania wody z warstwy ornej gleby, zaleca się wykonać zespół uprawek pożniwnych narzędziami dobrze mieszającymi glebę, ścierń i pozostałości słomy, np. agregatem podorywkowym z wałem strunowym lub z broną talerzową. Warto również zadbać o optymalne nawożenie potasem, ponieważ rośliny dobrze odżywione tym składnikiem łatwiej radzą sobie z suszą. Najlepiej też nie pozostawiać odsłoniętej gleby i po zbiorze przedplonu zasiać jak najszybciej poplon ścierniskowy: facelię, gorczycę lub ich mieszanki. Zaleca się natomiast zrezygnować z uprawy roślin strączkowych, które potrzebują znacznie więcej wody do kiełkowania w porównaniu do innych gatunków.

Zabiegiem niezbędnym w magazynowaniu wody jest regularnie odchwaszczanie plantacji, ponieważ chwasty do własnego rozwoju zabierają dużą ilość wody roślinom uprawnym. Konieczne jest również dbanie o zdrowotność roślin, ponieważ rośliny porażone przez choroby gorzej radzą sobie z suszą.

W naszych warunkach klimatycznych pewną alternatywą w utrzymaniu zadowalających plonów jest nawadnianie. Niestety, jest zbyt drogie, aby było często praktykowane. Nawadnianie w warunkach Polski pełni raczej rolę uzupełniającą w stosunku do występujących opadów. Poza tym jest uwarunkowane ilością zasobów wody przeznaczonych na cele rolnicze. Nawadnianie jest jednak niezbędne, np. w uprawie warzyw i roślin sadowniczych. W sezonie wegetacyjnym niedobory wody ocenia się na 150–200 mm.

Rośliny sadownicze największej ilości wody potrzebują w najcieplejszych miesiącach, czyli od czerwca do sierpnia. W zależności od gatunku potrzeby te wynoszą przeciętnie dla jabłoni 650 mm, gruszy 600 mm, brzoskwini 500 mm a winorośli 450 mm. Warzywa potrzebują najwięcej wody w okresie intensywnego przyrostu masy wegetatywnej. Brak wody w tej fazie powoduje zaburzenia procesów fizjologicznych, co znacznie obniża wielkość i jakość plonu. Do warzyw o dużych wymaganiach wodnych należą: kapustne, sałata, ogórki, cebulowe, karłowe odmiany pomidora oraz seler. Natomiast małe wymagania wodne mają szparagi, burak ćwikłowy i wysokie odmiany pomidora. Warzywa o płytkim systemie korzeniowym zaleca się nawadniać często małymi dawkami wody, a rośliny korzeniące się głęboko rzadziej, ale większymi dawkami wody. Z tego powodu na nawadnianiu nie można oszczędzać i należy traktować je jako niezbędne.

Warto pamiętać, że woda przeznaczona do nawadniania nie może być zanieczyszczona materiałem biologicznym ani chemicznie. Najlepiej więc wykonać badanie jakości wody pobieranej do nawadniania ze zbiorników otwartych.

Publikacja została wykonana w ramach zadania 1.6 Programu Wieloletniego IUNG-PIB „Wspieranie działań w zakresie ochrony i racjonalnego wykorzystania rolniczej przestrzeni produkcyjnej w Polsce” na lata 2016–2020.