Co w roli piszczy, czyli jak pobudzić życie mikrobiologiczne gleby?

- Pomysł na projekt ochrony bioróżnorodności gleby urodził się w wyniku kontaktu pracowników IO z rolnikami, którzy czuli niedosyt wiedzy na ten temat - powiedziała dr Beata Kowalska z Instytutu Ogrodnictwa - Koordynator projektu „Ochrona bioróżnorodności gleby warunkiem zdrowia obecnych i przyszłych pokoleń”.  Z tego powodu naukowcy z IO i IUNG zorganizowali cykl szkoleń poruszający temat gleby pod kątem tkwiącego w niej życia.

Życie mikroorganizmów w glebie

- Mikroorganizmy żyjące w glebie determinują istnienie życia na Ziemi. Bez nich nie byłoby możliwe życie także ludzi. Na 1 ha warstwy ornej gleby żyje od 3 do 15 ton bakterii. Natomiast biomasa grzybów może być dwa razy większa - powiedziała prof. dr hab. Urszula Smolińska z Instytutu Ogrodnictwa w Skierniewicach. Bakterie w glebie rozmnażają się przez podział i w odpowiednich dla siebie warunkach bardzo szybko zwielokrotniają swoją liczbę. Jednak nie przemieszczają się aktywnie w glebie na większe odległości. Natomiast grzyby, dzięki rozwojowi strzępki i wrastaniu ich w głąb, mają zdolność do zajmowania szybciej nowych miejsc.

- Jedną z ważniejszych funkcji mikroorganizmów jest ich rola glebotwórcza - uważa prof. Smolińska. Wynika to m.in. z ich udziału w mineralizacji materii organicznej i wietrzeniu minerałów. Ponadto biorą udział w tworzeniu struktury gleby, np. poprzez wydzielania związków śluzowych sklejających części gleby.

- Największe znaczenie dla roślin uprawnych mają mikroorganizmy znajdujące się w strefie przykorzeniowej. Najczęściej to roślina kształtuje skład organizmów w otoczeniu jej korzeni - zauważyła prof. Smolińska. Takie stymulowanie rozwoju konkretnych mikroorganizmów zachodzi m.in. przez udostępnianie składników pokarmowych, lokalną zmianę pH, neutralizację metali ciężkich.

- Mikroorganizmy w glebie mogą oddziaływać korzystnie na stan fitosanitarny zauważyła prof. Smolińska. Mogą też wpływać na zwiększenie odporności roślin, np. pod ich wpływem roślina zwiększa w swojej skórce zawartość ochraniających ją związków fenolowych. Formą, która pomaga roślinom we wzroście jest tzw. mikoryza, czyli otoczka grzybowa korzeni roślin. Udział w mikoryzie bierze nawet 6 tys. gatunków grzybów. Większość z nich nie jest związana z określonym gatunkiem rośliny i mogą występować w różnych miejscach.

- Różne gatunki roślin mogą być w różny sposób uzależnione od mikoryzy. Są takie, które bez niej nie są w stanie prawidłowo się rozwijać, ale też są takie, które mogą się bez niej obyć. Z drugiej strony im gleba jest lepiej nasycona składnikami pokarmowymi i wodą, tym znaczenie mikoryzy jest mniejsze - twierdzi prof. Smolińska. Jednak bez względu na wysycenie składnikami pokarmowymi obecność grzybów mikoryzowych chroni korzenie przed patogenami i umożliwia pobieranie składników z trudniej dostępnych form.  Grzyby, np. Trichoderma, rozkładają formy przetrwalnikowe grzybów chorobotwórczych. Mogą one bardzo szybko rozrastać się w glebie i na pożywkach. ta cecha powoduje, że od czasu do czasu pojawiają się produkty handlowe oparte na grzybach Trichoderma.

- W życiu mikrobiologicznym gleby wielkie znaczenie odgrywają bakterie wiążące azot. Są to zarówno bakterie wolno żyjące, jak i symbiotyczne, np. z roślinami bobowatymi - przypomniała prof. Smolińska. Zakuwała także że w glebie dużą ilość stanowią bakterie Pseudomonas. Nie wiążą one azotu, ale odgrywają inną rolę - m.in. konkurują z patogenami o składniki pokarmowe i przez to osłabiają ich wirulentność, wytwarzają śluzy sklejające gruzełki gleby, tworzą substancje toksyczne dla patogenów.

Znaczenie mikroorganizmów dla tworzenia próchnicy

- Zawartość próchnicy w glebach Polski w ostatnich kilkunastu latach spadła o około 40%! Ma to negatywne skutki dla rolnictwa - powiedziała dr Beata Kowalska z Instytutu Ogrodnictwa. O znaczeniu próchnicy dla gromadzenia wody i składników pokarmowych oraz dla tworzenia struktury wiemy wszyscy doskonale. Jednak mniej powszechna jest wiedza o tym że próchnica może zmniejszać szkodliwe działanie zalegających metali ciężkich, detergentów i pestycydów. Ponadto dzięki nadawaniu glebie ciemnego koloru poprawia jej nagrzewanie się. Dodatkowo próchnica tworzy warunki do rozwoju mikroorganizmów pożytecznych.

- Zawartość próchnicy jest zmienna i zależy od wielu czynników. Jednak bez dostarczania do gleby materii organicznej – surowca, z którego tworzy się próchnica z czasem jest jej coraz mniej w glebie - przestrzegała dr Kowalska. O tym ile próchnicy tworzy się z resztek pozbiorowych mówi tzw. współczynnik humifikacji. Przykładowo dla roślin okopowych wynosi on 8% a dla strączkowych już 40%. Jednak do utworzenia próchnicy z materii organicznej konieczny jest udział mikroorganizmów.

- Próchnica cały czas poddawana jest procesom degradacji. Jej przyczynami są np. brak dopływu materii organicznej, niedostateczne zaopatrzenie w azot, wahania temperatury i wilgotności - dodała dr Kowalska. Ilość próchnicy i bioróżnorodność gleb może być jednak zwiększana. Metodami prowadzącymi do tego celu są m.in. rezygnacja z orki, stosowanie nawozów naturalnych, a jeśli te nie są dostępne to przyorywanie resztek pozbiorowych, zwiększenie gatunków roślin uprawianych na tym samym polu, nawożenie wg wyników analiz gleby i racjonalne stosowanie środków ochrony roślin.

Nie wszystkie preparaty mikrobiologiczne są sprawdzone

- W ostatnich latach mamy do czynienia z zalewem rynku różnymi preparatami mikrobilogicznymi. Dlatego warto przeanalizować ich przydatność rolniczą, gdyż nie wszystkie przechodzą proces rejestracji i niezależnego badania skuteczności - mówiła dr Anna Gałązka z Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach. Skuteczne wprowadzenie mikroorganizmów do gleby jest bardzo trudne. Dodała, że dodanie stosunkowo małej ilości mikroorganizmów do wielkiej objętości jaką stanowi gleba nie jest w stanie poprawić właściwości gleby.

- Na rynku są różne biopreparaty. Bywają to bakterie symbiotyczne, grzyby mikoryzowe, bakterie mineralizujące materię organiczną itd. Na etykietach producenci wykazują ich różne zdolności i działania. Niestety bardzo trudno ocenić ich jakość. Dodatkowo preparaty te nie podlegają rejestracji i sprawdzeniu ich składu - mówiła dr Gałązka. Apelowała do ministerstwa o wprowadzenie procedur ich rejestracji oraz badania jakości.

- Produktem który można polecić ze spokojnym sumieniem do stosowania są szczepionki bakterii symbiotycznych stosowane na nasiona roślin bobowatych. Najczęściej w naszym klimacie stosuje się je w uprawie soi, ponieważ w glebach nie mamy naturalnego źródła takich mikroorganizmów - stwierdziła dr Gałązka. Ponadto środki takie zaleca się w gospodarstwach uprawiających po raz pierwszy na danym polu rodzime gatunki strączkowych lub jeżeli przerwa w ich uprawie trwała kilka lub kilkanaście lat.

- Jednym z rodzajów szczepionek są produkty oparte o bakterie wiążące azot - Azotobacter - mówiła dr Gałązka. Ich stosowanie jest wskazane, choć trudna jest weryfikacja skuteczności na polu. Warto też przyjrzeć się uważniej preparatom mikoryzowym skierowanym dla poszczególnych gatunków, np. drzew czy truskawek.

- Oprócz preparatów wiążących azot i mikoryzowych jest cała masa tzw. mikroorganizmów glebowych. Pojawia się pytanie czy i jak one działają? - zastanawia się dr Gałązka. Dlatego w IUNG poddano niektóre z preparatów glebowych poddano badaniu. W wyniku analizy mikrobiologicznej okazało się, że skład ich nie zgadza się z deklaracją producenta i często tej deklaracji nie ma. Pewnych grup mikroorganizmów w ogóle nie stwierdzono.

Badano także aktywność gleby po stosowaniu preparatów. Niektóre z czynników uległy poprawie i to nie zawsze było wiadomo, czy był to skutek stosowania preparatów czy były inne przyczyny.
- Dlatego apeluję o ostrożność w stosowaniu i doradzaniu stosowania preparatów mikrobiologicznych – zaznaczyła na koniec dr Anna Gałązka.

Ochrona gleby przed zanieczyszczeniami

- Już w 1972 r. przyjęto, że gleba jest jedną z najcenniejszych wartości człowieka. Dlatego musi ona być traktowana z troską i chroniona przed degradacją. Taka odpowiedzialność polegać musi nie tylko na kontroli ale też na dopłacaniu do ochrony - powiedziała dr inż. Bożena Smreczak  z Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa. Powstrzymane powinno być składowanie w glebie (i w środowisku) substancji i składników degradujących. Trzeba zapobiegać zagrożeniom funkcjonowania gleb, a szczególnie zanieczyszczeniu gleb. Ochrona gleb obejmuje także zapobieganiu zasklepieniu, erozji, spadkowi ilości materii organicznej, zasoleniu itp.

- Wszystkim wydawało się, że gleba jest dobrem, które będzie dostępne wiecznie: wystarczy podać NPK i mamy zapewnione plony. Tymczasem nie! Zanieczyszczenie i degradacja prowadzą do zmniejszenia dostępności gleb do rolniczego wykorzystania – mówiła dr Smreczak. Dlatego jednym z celów zrównoważonego rozwoju przyjętego przez ONZ jest ochrona gleb. W Polsce sprawa zanieczyszczenia gleb ma dwóch administratorów - ministerstwo środowiska (kontrola zanieczyszczeń gleb i ochrona powietrza i wód) i ministerstwo rolnictwa (działania w ramach I i II filaru WPR i monitoring azotu mineralnego w glebach i wodach).

- Stwierdzenie zanieczyszczenia gleb może dla właściciela gruntu generować koszty. Na rolniku ciąży wówczas konieczność udowodnienia, że przyczyną zanieczyszczeń jest przemysł lub są to zanieczyszczenia historyczne. Jeżeli są to te drugie przyczyny, to i tak właściciel jest zobowiązany do kosztownej tzw. remediacji. W kolejnej WPR rolnicy mają być zobowiązani do zwiększenia działań ochrony środowiska i gleb.

- Mamy najostrzejsze kryteria zanieczyszczeń gleb w UE. Dotyczy to głównie zanieczyszczeń organicznych. Natomiast normy zanieczyszczeń metalami ciężkimi są porównywalne u nas do tych w większości krajów UE – powiedziała dr Smreczak. W Polsce zanieczyszczenie gleb bada się we wszystkich regionach Polski w 216 punktach. Bada się glebę m.in. na obecność metalami ciężkimi, wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi, związkami chlorowymi i pestycydami bezchlorowymi. Glebę bada się zarówno w warstwie ornej oraz w podglebiu do głębokości nawet 1 m.

- Sytuacja z metalami ciężkimi nie jest u nas zła. Nie ma wzrostu zwiększenia tymi zanieczyszczaniami gleb naturalnie nie zawierających tych składników. Gorzej jest na glebach wytworzonych ze skał zawierających te pierwiastki - mówiła dr Smreczak. Zanieczyszczenie węglowodorami aromatycznymi zależy głównie od opału niskiej jakości węglem lub paleniem tworzyw sztucznych. Dlatego aż 13% gleb zostało zakwalifikowanych tymi substancjami.  Badanie zanieczyszczenia pestycydami chloroorganicznymi (np. DDT) wykazuje dalej jego obecność w glebach.  Jest to 6% naszych gleb przy przyjętym progu 100 mg. Gdyby norma była niższa i wynosiła 25 mg, to większość gleb uznana była za zanieczyszczone DDT. Żadna z badanych gleb nie wykazała pestycydów innych, tzw. niechlorowych (m.in. atrazyna, maneb).

Jak ratować glebę?

- Gleba powstaje przez tysiące lat, ale bezpowrotnie ją zdegradować można bardzo szybko. Przyczyny są bardzo różne: od erozji, przez ubytek materii organicznej, zanieczyszczenia, zagęszczenie, zasklepianie, zasolenie po zakwaszenie - powiedział dr inż. Jacek Niedźwiecki z Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa. Degradacja gleb nie jest bez wpływu na środowisko i życie człowieka.

- Sposobami na zapobieganie erozji wodnej i wietrznej gleb są m.in. poprzeczno-stokowy układ pól, zadarnienie stoków, uprawa bezorkowa i konserwująca oraz strip till i uprawa zerowa, siew i sadzenie w poprzek stoku, uprawa tarasowa. Musi to jednak być robione w ramach opłacalności - mówił dr Niedźwiecki.

Utrata materii organicznej to jedna z najważniejszych przyczyn degradacji gleb. Tutaj osobno warto rozpatrywać gleby najbardziej zasobne w ten parametr - gleby organiczne. Na glebach torfowych przyrost wynosi 1 mm na rok. Zabranie z niej torfu na cele ogrodnicze to wielka strata, są to często setki a nawet tysiące lat naturalnej produkcji. Dlatego te miejsca, w tym trwałe użytki zielone, powinny być specjalnie chronione.

- Z naszych badań wieloletnich wynika, że gleby naturalnie ubogie w próchnicę, poniżej 1% Corg., z corocznym stosowaniem słomy spowodowało przyrost ilości materii organicznej, choć cały czas było jej tam mało. Natomiast gleby o zawartości powyżej 7% materii organicznej poddane monokulturze zbożowej bez wapnowania straciły próchnicę w stopniu istotnym - mówił dr Niedźwiecki. Pokazuje to, jak trudno jest budować ilość próchnicy w glebie. Takie systemy, jak uprawa bezorkowa powoduje wzrost materii organicznej, ale w bardzo długim czasie, nawet dopiero po 25 latach. Jednak koniecznej jest tutaj uregulowanie pH, bez tego żadne działania nic nie dają. Do tego  konieczne jest także dostarczanie węgla w postaci nawozów naturalnych, osadu z biogazowni, odpadów przemysłu spożywczego a nawet przebadanych osadów ściekowych.

Degradacja gleb spowodowana jest także niskim pH gleb. Warto tutaj nadmienić, że często popełnianym błędem, zwłaszcza przy nowo przejmowanych gruntach, jest zbyt gwałtowne podniesienie tego parametru za wysokimi dawkami wapna. Nawet jeśli glebę przejmuje się przy bardzo nikim pH, to podnoszone ono powinno było stopniowo - co 0,5 jednostki rocznie.

Jak pozbyć się patogenów

- Zagadnieniem niedocenianym przez rolników jest odkażanie gleby z patogenów, takich jak sprawcy fuzarioz, fomozy, werticiliozy a także nicienie - powiedział prof. dr hab. Czesław Ślusarski z Instytutu Ogrodnictwa. Do grzybów zasiedlających glebę należy także sprawca zgnilizny twardzikowej. W przypadku tej choroby opryskiwanie fungicydami jest tylko jednym z elementów strategii zwalczania. W przypadku upraw pod osłonami jest to obniżenie wilgotności powietrza ale także walka z przetrwalnikami grzyba.

Metodą walki z przetrwalnikami i zarodnikami oraz z nicieniami w glebie jest tzw. fumigacja gleby. Innymi słowy jest to gazowanie, czyli traktowanie środkiem, który rozprzestrzenia się pomiędzy stałymi elementami gleby. Zarejestrowane są w Polsce dwie substancje: metam sodowy (Nemasol 510 SL) i dazomet (Basamid 97 GR). W innych krajach są badane takie związki jak: azydek sodu, disiarczek dimetylu. Natomiast w USA lista zarejestrowanych fumigantów jest dużo bardziej obszerna.

Fumiganty mogą niszczyć także bank nasion w glebie. Jednak nie wszystkie gatunki mogą być w ten sposób ograniczane. Przykładowo iglica pospolita, koniczyna szczawik nie są w ten sposób niszczone.

Pojawia się pytanie, czy fumigacja nie działa zbyt radyklanie i nie niszczy pożytecznych mikroorganizmów. Z badań wynika, że dawka śmiertelna dla organizmów pożytecznych jest wyższa niż dla patogenów. Oznacza to, że stosowanie zgodnie z dawkami środki fumigujące są bezpieczne.
tcz