Jesień i zima – pory roku decydujące o dostępności wody wiosną
Kiedy obserwujemy zwiększoną ilość opadów po suchym lecie – mamy wyjątkową okazję do maksymalizacji retencji wodnej gleby. Woda, która spada na nasze pola w okresie jesienno-zimowym, nie powinna z nich spływać – powinna zostać przechwycona i zmagazynowana w glebie i podglebiu, by stanowić kapitał wodny na kolejny sezon wegetacyjny. Retencja wody to najtańsza i najbardziej efektywna forma „ubezpieczenia” upraw przed suszą. Poleganie wyłącznie na systemach irygacyjnych wiosną i w lecie jest kosztowne i energochłonne. Prawdziwa oszczędność i stabilizacja plonu zaczyna się od optymalizacji przyjmowania i zatrzymania wody opadowej w profilu glebowym.
Aby skutecznie wykorzystać ten jesienny potencjał, trzeba działać kompleksowo. Prezentujemy cztery filary strategii umożliwiającej maksymalizację magazynowania wody w glebie w skali produkcyjnej, ze szczególnym uwzględnieniem działań, które można podjąć po zbiorach. Zaniedbanie nawet jednego z nich może zniweczyć wysiłki całej strategii gospodarstwa.
FILAR I. Profil glebowy – gleba i podglebie
Korzenie roślin uprawnych – sięgające przeważnie 60–100 cm w głąb gleby, a w przypadku głęboko korzeniących się gatunków nawet 3 metrów – muszą mieć swobodny dostęp do wody i składników odżywczych na całej tej głębokości.
Optymalny stan gleby i eliminacja barier plonotwórczych
Optymalny skład objętościowy gleby to 50% fazy stałej (w tym około 5% materii organicznej i 45% części mineralnych), 25% wody i 25% powietrza glebowego. Rzadko kiedy gleba ma optymalny skład objętościowy, gdyż równowaga jest powszechnie zaburzana przez:
- tzw. „podeszwę płużną”, czyli miejscowe lub powierzchniowe występowanie na granicy gleby i podglebia twardej, zbitej warstwy powstającej wskutek nacisku maszyn uprawowych jak i wielokrotnych przejazdów sprzętu, zwłaszcza ciężkiego i na nieodpowiednim ogumieniu. Zagęszczona warstwa gleby jest mechaniczną barierą uniemożliwiającą prawidłowy rozwój korzeni, wymianę gazową oraz wsiąkanie nadmiaru wody z powierzchni jak i podsiąk wody gruntowej z głębszych warstw okresach suszy;
- brak odpowiedniej struktury gleby, zaburzający stosunki wodno-powietrzne. Zwłaszcza w glebach ciężkich o niedostatecznej zasobności w wapń i niedoborze materii organicznej nie tworzą się mikro- oraz makroagregaty glebowe, zanikają pory glebowe, co prowadzi do drastycznego obniżenia pojemności wodnej. W takiej glebie rośliny nie rozwijają korzeni włośnikowych, a więc nie są w stanie niczego z niej pobrać.
Korekcja struktury gleby i podglebia
Cały tok produkcyjny roślin uprawnych musi zawierać elementy poprawiające ewentualne wady gleby i podglebia nie jedynie w czasie pożniwnym, ale ciągle, przez:
- diagnostykę gleby polegającą na badaniach penetrometrycznych (zagęszczenia gleby i podglebia) oraz wykonaniu wkopów kontrolnych do 100 cm, aby zlokalizować problematyczne, zbite warstwy gleby;
- zabiegi mechaniczne dostosowane do potrzeb (głębokość oraz charakter); najczęściej jest to głęboszowanie lub użycie pługa dłutowego, które skruszą nadmiernie zbite warstwy udrażniając przepływ wody i powietrza oraz umożliwiając prawidłowy rozwój korzeni w profilu glebowym;
- fitomelioracja, czyli wykorzystanie w zmianowaniu lub poplonach roślin o szczególnie silnych systemach korzeniowych zdolnych do kruszenia zagniecionych stref gleby jako biologicznego jej spulchniacza (np. bobik, rzepak, słonecznik, rzodkiew oleista).
FILAR II. Zarządzanie materią organiczną gleby (MOG) – biologiczną gąbką retencyjną
Na ilość i jakość minerałów ilastych w glebie nie mamy wpływu, ale możemy zmaksymalizować ich możliwości retencjonowania wody dbając o zawartość MOG. Minerały ilaste wraz z cząstkami materii organicznej tworzą mikroagregaty glebowe, które są podstawową strukturą umożliwiającą oporność gleby na zagniatanie, a także decydującą o jej pojemności wodnej.
Materia organiczna gleby to zarówno żywe organizmy jak i ich szczątki na różnych etapach przetwarzania przez bakterie i grzyby. Największą wartość rolniczą ma już finalnie przetworzona, stabilna materia organiczna – próchnica. Ma ona charakter biologicznej gąbki zdolnej do gromadzenia wielokrotnie większej ilości wody, niż sama waży. Niestabilna materia organiczna – w procesie przetwarzania – także gromadzi znaczące ilości wody i efektywnie poprawia strukturę gleby usprawniając jej gospodarkę wodną.
Ciekawostka: Oblicza się, że zwiększenie zawartości MOG w glebie o 1% pozwala na zgromadzenie dodatkowych 1600 litrów wody na 100 m² (czyli 160 m³ na 1 ha). Ta retencja jest bezpłatna i ciągła w czasie, co przekłada się na bezpośrednią redukcję zapotrzebowania na nawadnianie.
Jak zwiększać zawartość materii organicznej w glebie?
- Praktyki regeneratywne, czyli pozostawianie i efektywne inkorporowanie w glebie możliwie największych ilości resztek roślinnych oraz nawozów organicznych z gospodarstwa, tworząc warunki dla procesów humifikacyjnych. Jest to podstawowa metoda równoważenia bilansu MOG w glebie.
- Kondycjonery glebowe. Zarówno świeże szczątki roślin jak i nawozy organiczne – takie jak obornik, podłoże popieczarkowe, czy kompost – ulegają szybkiej mineralizacji (do 3 lat), wskutek czego powstają jedynie małe ilości relatywnie trwalszych frakcji MOG. W produkcji warto zatem rozważyć zastosowanie trwałych, wysokowydajnych kondycjonerów glebowych, np. na bazie młodego węgla brunatnego, takie jak Carbomat ECO, czy Carbohumic, które po wprowadzeniu do gleby spełniają niezbędne funkcje biologiczne, charakteryzujące się trwałością sięgającą 20 lat. Gwarantują one natychmiastowy i długoterminowy wzrost pojemności wodnej oraz zwiększenie kompleksu sorpcyjnego gleby – zatem i oszczędności w nawożeniu. Tu Carbomat ECO szczególnie zyskuje na znaczeniu ponieważ obok trwałości oferuje swą specyficzną strukturę, zwiększającą makro- mezo- i mikroporowatość gleby, wspomagającą nie tylko gospodarkę wodną, ale i wszelkie pożyteczne formy życia glebowego;
- makropory (przestrzenie większe niż 30 μm) ułatwiają wsiąkanie wody opadowej, redukując ryzyko zastoisk i spływu powierzchniowego.
- mezo- i mikropory (przestrzenie mniejsze niż 30 μm) działają jak zasobniki wody dostępnej dla roślin w okresach jej niedoboru i umożliwiają podsiąk wody z głębszych warstw gleby. Woda zawarta w mniejszych mikroporach jest dostępna dla roślin współpracujących z grzybami mykoryzowymi.
FILAR III. Organizmy glebowe: architekci porowatości i żyzności gleby
Całe makro i mikro życie (zarówno rośliny, glony, jak i dżdżownice, wazonkowce, nicienie, bakterie, grzyby etc.) to niewidzialna dla nas armia pracująca na rzecz retencji wody i składników odżywczych. Organizmy te:
- tworzą struktury gleby: poprzez drążenie korytarzy (dżdżownice), przetwarzanie i agregację cząstek gleby (grzyby i bakterie) tworzą stabilną strukturę drobnogruzełkową – idealną dla magazynowania wody;
- tworzą próchnicę: są niezbędne w procesie humifikacji resztek roślinnych;
- wiążą azot: część bakterii ma zdolność wiązania azotu atmosferycznego, dostarczając roślinom „darmowego” azotu biologicznego, co obniża koszty nawożenia N. Te bakterie bardzo dobrze rozwijają się w porach materii organicznej;
- uwalniają makro- i mikroelementy: rozkładając nierozpuszczalne w wodzie minerały uwalniają zarówno fosfor, jak i potas oraz szereg mikroelementów.
Aby życie glebowe wydajnie pracowało, musi mieć odpowiednie warunki. Kluczowe jest:
- wprowadzanie dużej ilości różnorodnych resztek roślinnych (pożywienie);
- unikanie nadmiernej i głębokiej uprawy (ochrona struktury);
- zapewnienie stabilnej równowagi mineralnej – tak samo ważnej dla mikroflory, mikrofauny, jak i dla roślin oraz makrofauny glebowej.
FILAR IV. Równowaga mineralna gleby: zarządzanie stosunkiem Ca:Mg
Równowaga kationów w potencjale ich wymiany, zwłaszcza stosunek wapnia (Ca) do magnezu (Mg), jest decydująca dla struktury gleby, jej funkcji biologicznych, a tym samym dla jej zdolności retencji substancji odżywczych i wody. W kompleksie wymiany kationów mają także duże znaczenie jony potasu (K), sodu (Na) oraz wodoru (H), który zawsze zajmuje wolne miejsca w kompleksie sorpcyjnym opuszczone przez inne jony. Jony wodoru są niezbędne, ale jedynie w granicach bliskich 10% pojemności kompleksu sorpcyjnego. Charakterystyki głównych kationów glebowych:
- wapń (Ca) łączy cząstki mineralne i organiczne w stabilne mikroagregaty, zapewniając pulchność i porowatość gleby, dobre jej wietrzenie, natlenienie i wysychanie;
- magnez (Mg) współgra z wapniem w tworzeniu mikroagregatów, w nadmiarze jednak rozbija agregaty, co prowadzi do zlewności gleby, utraty struktury i nadmiernego uwodnienia oraz ograniczenia jej napowietrzenia;
- potas (K) nie wspiera tworzenia agregatów glebowych, ale zwiększa wilgotność gleby i może pogarszać jej strukturę;
- sód (Na) nie wspiera tworzenia agregatów glebowych, ale bardzo zwiększa wilgotność gleby i może pogarszać jej strukturę. Jedynie rośliny komosowate (szarłatowate) będą wdzięczne za obecność tego pierwiastka;
- wodór (H) wypełnia każde miejsce kompleksu sorpcyjnego opuszczone przez inne kationy. Jest bezwzględnie potrzebny, aby nowo dodane kationy – z nawożenia – miały gdzie się włączyć do kompleksu sorpcyjnego.
Oprócz kationów wymienionych powyżej bardzo ważne są dla chemizmu gleb jony glinu, które pojawiają się przy pH poniżej 5,5 oraz kationy amonowe i mikroelementy, bez których rozwój i plonowanie roślin nie byłoby możliwe. Do optymalnego stosunku Ca:Mg i innych (w przeliczeniu na procentową pojemność kompleksu sorpcyjnego liczonego w miliekwiwalentach /meq/) dla gleby średnio-ciężkiej Ca : Mg : K : H, potrzebujemy stosunku kationów – odpowiednio – 68 : 12 : 6-10 : ~10, co jest kluczowe dla osiągnięcia maksymalnej zasobności, porowatości i retencji składników odżywczych gleby.
Strategia wapnowania podtrzymującego
Dotychczasowa strategia wapnowania interwencyjnego raz na cztery lata pochodzi z początku XX wieku. Zmieniła się wiedza, technologia i nie ma powodu trwać w przestarzałych pomysłach nie mających nic wspólnego z prawidłową biologią gleby. Najlepsza dla gleby jest precyzyjna korekta stosunku kationów prowadzona w drodze wapnowania podtrzymującego. Podstawą każdego działania zawsze musi być diagnoza gleby, czyli jej szczegółowa analiza.
Analiza gleby: Konieczne jest badanie próbek gleby, które określi zarówno pH w wodzie jaki i w KCl, nasycenie kationami wymiennymi, określenie kwasowości wymiennej – oczywiście pamiętając o zasobności w siarkę oraz mikroelementy i materię organiczną gleby.
Precyzyjna korekta zasobności gleby powinna uwzględniać:
- wyrównanie stosunku magnezu do wapnia: zastosowanie wyliczonej, odpowiedniej ilości odpowiedniego wapnia (węglanowego, pylistego, granulowanego, kredy młodej lub starej, wapna tlenkowego), dolomitu o określonej granulacji oraz czasie rozkładu. Precyzyjna korekta oznacza w pełni świadome zarządzanie tymi elementami korekty kompleksu sorpcyjnego;
- przy niedoborze Ca i dobrej zawartości Mg: zastosowanie wapna nawozowego (najlepiej miękkiej kredy) szybko i bezpiecznie doprowadzi do równowagi minerałów i podniesienia pH;
Kluczowe jest, by precyzyjna korekta oznaczała BIEŻĄCĄ kontrolę i reakcję na zmiany zarówno pH jak i stosunku kationów.
Ważne: Stosowanie nawozów tlenkowych jest ograniczone jedynie do gleb iłowych. W innym wypadku mają one negatywny wpływ na życie glebowe i przyspieszają dramatycznie rozkład materii organicznej, co prowadzi do szybkiego pogorszenia zdolności retencji wodnej i zasobności gleby.
Podsumowanie: Strategia oparta na czterech filarach to integralność całego systemu glebowego.
Gleba to złożony ekosystem. Skuteczna retencja wody w skali produkcyjnej wymaga podejścia całościowego (holistycznego). Wszystkie cztery filary – struktura, materia organiczna, biologia i równowaga mineralna – przenikają się i są ze sobą nierozerwalnie związane. Niedostatki któregokolwiek filaru mają niszczący wpływ na pozostałe. Inwestycja w pogłębioną analizę gleby i wdrożenie działań korekcyjnych (głęboszowanie, aplikacja stabilnej MOG, precyzyjna regulacja pH) to najbardziej efektywna kosztowo strategia na budowanie żyzności gleby, stabilizację plonowania i osiągnięcie większej niezależności każdego gospodarstwa od okresowych niedostatków wody.
