Zwiększanie poziomu materii organicznej w glebie na dużą skalę

Jedną z kwestii często poruszanych na blogu jest zwiększanie poziomu materii organicznej (M.O.) w glebie. Mam wrażenie, że kwestia ta wymaga pewnego wyjaśnienia. Zwłaszcza w kontekście tego jakie techniki stosować w zależności od skali lub  co nawet ważniejsze jakich technik nie stosować, gdyż nie mają uzasadnienia ekonomicznego.

Istnieje wiele technik zwiększania poziomu materii organicznej w glebie. Oto kilka z nich:

  1. Ściółkowanie
  2. Nawożenie obornikiem, kompostem itp.
  3. Poprawianie gleby za pomocą węgla drzewnego, kamiennego lub brunatnego
  4. Wysiewanie zielonego nawozu (przedplonów, międzyplonów, poplonu)
  5. Zamiana użytkowania terenu z gruntu ornego na pastwisko tymczasowe lub trwałe, w mniejszym stopniu również na las, sad czy plantację biomasy

Nie wymieniłem tutaj praktyk takich jak:

  1. Ograniczenie lub zaprzestanie orania (uprawa zerowa)
  2. Utrzymywanie 100% pokrywy roślinnej przez 100% czasu
  3. Ograniczenie uprawy roślin okopowych

Wynika to z tego, że trzy powyższe zabiegi nie zwiększają poziomu materii organicznej a po prostu zmniejszają jej stratę. Należy mieć świadomość jaka między tymi dwoma rodzajami zabiegów (zwiększającymi poziom M.O. a ograniczającymi straty M.O.) jest różnica, gdyż jest to niezwykle istotne dla dalszych rozważań.

Jak nie zwiększać poziomu materii organicznej na gruntach ornych?

By wiedzieć jaką technikę należy użyć a jakiej nie używać (na dużą skalę) musimy wiedzieć o jakich ilościach materii organicznej mówimy. Przedstawię pewne dane, które posłużą do dalszych rozważań.

Górne 24 cm gleby na 1 ha „przeciętnej” gleby waży 3600 ton. Gleby piaszczyste ważą mniej, gleby gliniaste, zwięzłe więcej. Poziom materii organicznej w Polskich glebach użytkowanych rolniczo waha się w przedziale od 0,5 – 6*%, zwykle jednak jest bliżej tej dolnej wartości (0,5-3%). Realny do osiągnięcia na zwięźlejszych glebach użytkowanych rolniczo w naszym klimacie jest poziom kilku (5-7%) materii organicznej w górnych 30 cm gleby. Możliwe, że po wielu latach „optymalnego” zarządzania pastwiskiem może to być nawet kilkanaście (11-12%)  – na preriach Ameryki ten poziom przy sprzyjającym klimacie, dobrym, ale niekoniecznie optymalnym zarządzaniu „pastwiskami” (podpalanie traw w trakcie polowań na bizony) w ciągu setek lat osiągnięto…

Na chłopski rozum można obliczyć, że 1% materii organicznej w górnych 24 cm gleby na 1ha gruntów waży 36 ton.**

To niezwykle istotna informacja, gdyż pozwala nam obliczyć opłacalność różnych sposobów na zwiększenie poziomu materii organicznej w glebie na dużą skalę. Na pierwszy rzut oka widać już, że jeśli chcieli byśmy użyć słomy do zwiększenia poziomu materii organicznej w glebie, to musielibyśmy użyć co najmniej 36 ton jakiejś materii organicznej, np. słomy. Jeśli chcielibyśmy użyć słomy do podniesienia poziomu materii organicznej w górnych 24 cm gleby na 1 ha gruntów musielibyśmy kupić słomę kosztującą około 4 – 5 tys. zł. Po roku spora część z tej słomy została by zamieniona na CO2 przez szeroko pojęte życie glebowe. Ile z tej użytej słomy zamieni się w trwałą formę – humus (próchnicę)? Można tylko domyślać się, że nie cała.  Zakładając, że ktoś ma 10 ha ziemi, takie zwiększenie poziomu materii organicznej o 1% (i to tylko na stosunkowo krótki czas!) gleby kosztowałoby go 40-50 tys zł! Widać wyraźnie, że nie tędy droga. Ile by to kosztowało,  jeśli byśmy chcieli podnieść poziom M.O. z 0,5 do 5% ?

Proszę mnie źle nie zrozumieć, ściółkowanie na dużą skalę, jest niezwykle istotne, ale celem ściółkowania na skalę rolniczą nie jest zwiększenie poziomu materii organicznej, a zapobieżenie erozji gleby, czyli pośrednio stracie materii organicznej. Przy stosowaniu również innych technik, takie ściółkowanie pól ułatwi akumulację materii organicznej w wyniku stosowania innych praktyk. Jeśli nie zaprzestaniemy/ograniczymy praktyk, które przyczyniają się do utraty materii organicznej to zwiększanie poziomu materii organicznej za pomocą słomy byłoby skrajnie… ekonomicznie nierozsądne, gdyż po kilku latach konwencjonalnego orania, po naszym wydatku pieniędzy na słomę pozostałby tylko debet na koncie, bo przy takim gospodarowaniu by się nic z takiego pola nie zarobiło. Zastanawia mnie jakie uprawy dają taki przychód, że można co dwa, trzy lata wrzucać na 1 ha pola kilka-kilkanaście tysięcy złotych (chyba tylko marihuana, ale tę ze względu na zwalczanie konkurencji przez państwo lepiej w podziemnych szklarniach uprawiać).

Wykres obrazuje jak pokrycie gleby określoną ilością szczątków roślin zabezpiecza glebę przed ryzykiem erozji wietrznej i wodnej. Występuje tu swego rodzaju paradoks – materia organiczna na powierzchni gleby chroni glebę m.in. przed… utratą materii organicznej. Wykres dzięki uprzejmości tej strony.

Takie ściółkowanie słomą to świetny pomysł, żeby zwiększyć poziom materii organicznej (poprzez samo ściółkowanie) na skalę przydomowego ogródka. Na zwiększenie poziomu materii organicznej w górnych 24 cm na 100 m² warzywniaka z 0,5 do 1,5 (co zrobi znaczną różnicę w jakości warzyw i łatwości uprawy) będziemy potrzebować około 360 kg słomy, która będzie kosztować nas około 50 zł (transport będzie zdecydowanie najdroższy). Jak nie mamy co robić z pieniędzmi, to w ogródku przydomowym możemy nawet pobawić się, by podnieść poziom M.O. z 0,5 do iście kosmicznych 10%,** co kosztować nas będzie kilkaset (500) złotych . Zaznaczę, że tyle słomy trudno jest rzucić na raz na glebę (tzn. rzucić można, ale może być kłopot z uprawą czegokolwiek w pierwszym roku, chyba, że zrobimy grubą „kanapkę” z materii organicznej).

*Gleby torfowe mają zdecydowanie wyższy poziom M.O, stanowią jednak ułamek wszystkich gleb w Polsce.
** Poziom materii organicznej w glebie podaje się zwykle w oparciu o wagę. 1% wagowo materii organicznej w glebie ma objętość około 5%. Żyzne, bogate w materię organiczną gleby są od niej czarne, mimo tego, że zawierają (wagowo) tylko kilka % M.O. W obliczeniach musiałem na potrzeby wpisu użyć wiele uproszczeń.

Jak podnieść poziom materii organicznej w glebie na gruntach ornych?

By stosunkowo szybko podnieść poziom materii organicznej w glebie należy użyć metod zwiększających produkcję materii organicznej na danym obszarze oraz zastosować techniki mające na celu ograniczenie strat materii organicznej. Ideałem jest uprawa zerowa (bezorkowa) roślin pozostawiających dużą ilość resztek pożniwnych i produkującą dużą ilość korzeni. By jeszcze bardziej zwiększyć produkcję materii organicznej pole nie powinno stać puste – należy je obsiewać różnymi międzyplonami. Dodatkowo powinie być stosowany jakiegoś rodzaju płodozmian (bo rośliny uprawiane bez płodozmiany gorzej plonują), najlepiej bez okopowych (ponieważ pozostawiają małą ilość resztek pożniwnych i wymagają silnej uprawy gleby – to czynniki powodujące utratę M.O.).

To oczywiście jest swego rodzaju ideał, rachunek ekonomiczny będzie wymagał pójścia na kompromis z długofalowym  zwiększaniem poziomu materii organicznej w glebie. Zwiększenie poziomu materii organicznej w glebie to zadanie na co najmniej kilka lat, choć pierwsze efekty można zobaczyć naprawdę szybko, jeśli użyje się kompostu lub obornika…

Jak najszybciej podnieść poziom materii organicznej na dużą skalę?

Bez wątpienia najszybszym i najskuteczniejszym sposobem na zwiększanie poziomu materii organicznej w glebie jest zamienienie gruntu ornego w specyficznie zarządzane wielogatunkowe, trwałe pastwisko. Pastwisko ma nad gruntami ornymi tę przewagę, że:

  • utrzymanie 100% okrywy roślinnej na 100% obszaru jest łatwe i tanie w porównaniu do uprawy zerowej, która to wymaga specyficznego i dość drogiego sprzętu.
  • wykorzystywana jest niemal każda chwila, w której rośliny mogą rosnąć, produkcja materii organicznej jest zatem największa
  • rośliny wieloletnie (tych na pastwiskach trwałych jest sporo) wytwarzają obfitszą masę korzeniową niż rośliny jednoroczne. Części podziemne roślin przekształcają się w próchnicę skuteczniej niż części nadziemne.

Nie należy zapominać (niezależnie czy chcemy zwiększyć poziom M.O. w glebie na gruntach ornych czy na użytkach zielonych) o żywopłotach i sposobach poprawiających wykorzystanie wody, gdyż one pozwolą podwyższyć  produkcję roślin na ulepszanym obszarze. Wyższa produkcja roślinna oznacza wyższy (potencjalnie) dodatek materii organicznej do gleby.

Na zdjęciu różnica przedstawiona jest różnica w masie systemu korzeniowego pszenicy jednorocznej (to mniejsze) i jednej z traw wieloletnich (pszenicy wieloletniej?). Korzenie roślin wieloletnich dużo skuteczniej zwiększają poziom materii organicznej, gdyż jest ich po prostu więcej.

Kwestię zrządzania zwierzyńcem na pastwisku w kontekście maksymalnie szybkiego i ekonomicznie opłacalnego zwiększania poziomu materii organicznej poruszę w innym wpisie.

Na zakończenie film-prezentacja „Innovative No-Till: Using Multi-Species Cover Crops to Improve Soil Health„.

Related Post

Comments

  1. makpfi says

    A jak wpływa na glebę w tym kontekście posadzenie kilkuletniej uprawy energetycznej w postaci np. wierzby czy topoli, którą się wycina po 5 latach?

  2. Permakulturnik says

    Nie można odpowiedzieć jednoznacznie na to pytanie. Dużo zależy od tego jak zwalczano i czy zwalczano chwasty… Temat rozwijam w tym wpisie:
    http://permakultura.net/2010/02/07/jak-stworzyc-przyjazna-dla-srodowiska-i-niemal-niesmiertelna-plantacje-drzew/

    Standardowo zarządzana plantacja biomasy nie wpływa zbyt dobrze na glebę. W przypadku wierzby energetycznej po kilkunastu latach eksploatacji tworzy się prawdziwa „pustynia”.

    Co innego na obszarach regularnie zalewanych (gdzie przynoszone są żyzne osady/muły).

  3. cedric says

    .our modern agriculture decreased potassium and iodine in our nutrition, precisely the minerals essential for prevention of cancer.” – Max Gerson,
    If you have an under active thyroid, it may be partly due to an iodine deficiency. Reason: your body needs iodine in order to manufacture thyroxin, the thyroid hormone.

    Luckily, there’s an excellent test you can do at home to check your iodine levels. Simply take a Q-tip, dip it into a 2% tincture of iodine (available at the drug store or supermarket), and paint an area the size of a silver dollar on your thigh or belly. This will leave a yellowish stain that should disappear in about 24 hours if your iodine levels are normal.

    If the stain disappears in under 24 hours, it means your body is deficient in iodine and has thirstily sucked it up. If that’s the case, keep applying the iodine every 24 hours, at different sites, until the stain lasts a full 24 hours.

    Not only will you have diagnosed your iodine deficiency, but you will have treated that deficiency and improved your thyroid function. Indeed, if you’re on thyroid medication and you use this treatment, you’ll find that you can cut back on the dosage – or possibly discontinue the drug altogether! – Dr. William Campbell Douglass
    Iodine deficiencies were found in 25% of vegetarians and 80% of vegans, compared to 9% of people on a mixed diet. – Ann Nutr Metab 03;47(5):183-5
    A connection between under active thyroid (hypothyroidism) and cancer is that the lymph fluid becomes „thicker” and other tissues also thicken. This makes it more difficult for the fluid to flow, resulting in cellular oxygen starvation, nutrient starvation, buildup of acidic waste products, and edema (swelling). Some doctors suggest that increased viscosity of the lymph due to hypothyroidism is a factor in all chronic illness. For example, see Solved: The Riddle of Illness, by Stephen Langer, MD et al. (Drinking an abundance of water also thins the body fluids, allowing them to flow and penetrate more easily. See also our page on zeta potential and blood coagulation).
    Vegetable oils such as corn oil, soy oil, etc. depress thyroid functioning, resulting in a lower metabolic rate. The result is weight gain. This is why animals are fattened on corn and soy. Coconut oil stimulates metabolism. Animals fed coconut products lose weight. Alkalize For Health recommends coconut oil for all your cooking needs.
    http://www.alkalizeforhealth.net/compostingtoilets.htm

  4. cedric says

    The fact that the natural nitrogen cycle in high humus soils (5% humus) can provide sufficient nitrogen for crops is not a favorite topic for fertilizer sales people. Prairie soils across North America were once 4 1/2 % humus. Now they are down to 1 1/2% humus. The inevitable result is increased flooding and erosion. In the United States, 4 million acres of cropland (an area the size of Connecticut) are lost each year due to soil erosion (US Soil Conservation Service). In the past 50 years half of the topsoil in the US has been lost.
    Two hundred years ago, most of America’s croplands had at least 21 inches of topsoil. Today, most of it is down to around six inches of topsoil, and the rate of topsoil loss is accelerating. We have already lost 75 percent of what may well be our most precious natural resource. The annual topsoil loss in the United States amounts to 7,000,000,000 tons. Of this staggering topsoil loss, 85 percent is directly associated with livestock raising. – Robbins, pages 357-358.
    „Actually the earthworm eats of the humus and of the soil and passes them through its body, leaving behind the casts which are really enriched earth–perfectly conditioned for the use of plants. Analyses of these casts show that they are some 40 per cent richer in humus than the surface soil, but very much richer in such essential food materials as combined nitrogen, phosphate, and potash. Recent results obtained by Lunt and Jacobson of the Connecticut Experiment Station show that the casts of earthworms are five times richer in combined nitrogen, seven times richer in available phosphate, and eleven times richer in potash than the upper six inches of soil. It is estimated that on each acre of fertile land no less than twenty-five tons of fresh worm casts are deposited each year.” -Sir Albert Howard, Farming and Gardening for Health or Disease. Read this book online for free. Highly recommended!
    http://www.alkalizeforhealth.net/compostingtoilets.htm

    • says

      Bardzo interesujący cytat. To poniekąd potwierdza to o czym pisałem (wolnożyjących bakteriach wiążących azot) – mając żyzną glebę z wysokim poziomem materii organicznej można oczekiwać, że te kilkanaście- 30 kg azotu rocznie będziemy mieć tylko z tego względu, że mamy dobrą glebę.

  5. cedric says

    W książce „Nowa wizja lasu” Chris Maser zauważa, że współcześnie projektujemy lasy nie uwzględniając dążenia natury do osiągnięcia klimaksu. Współczesne lasy to monokulturowe plantacje choinek bożonarodzeniowych.

    To samo dotyczy IMO upraw zbożowych. Powinno się rezygnować w miarę możliwości z upraw jarych na rzecz ozimych, ze względu na mniejszy zysk materii organicznej i większą erozję gleby.
    „Gatunki jednoroczne charakteryzują się mniejszymi zdolnościami ochronnymi, przy czym ozime – żyto i rzepak, a następnie pszenica i jęczmień – lepiej chronią glebę przed erozją niż zboża jare”
    http://www.erozja.iung.pulawy.pl/VademecumPl.htm

  6. cedric says

    Miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus) – został wyhodowany w Danii w wyniku skrzyżowania miskanta chińskiego (diploidalnego gatunku) z miskantem cukrowym (tetraploidalnego).
    Stanowi okazałą trawę kępową o bardzo głębokim, silnym systemie korzeniowym (sięgającym do 2,5 m w głąb ziemi) oraz części nadziemnej osiągającej wysokość 200-350 cm.
    http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=23

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *