Organizmy glebowe są najważniejszymi sprzymierzeńcami ostrożnego rolnika

Niech żyje gleba!

Gleby są degradowane szybciej niż kiedykolwiek przez dwie praktyki rolnicze: uprawę - zwłaszcza głęboką orkę - oraz stosowanie agrochemikaliów i nawozów. Pierwsza z nich niszczy strukturę gleby, niszcząc siedliska organizmów glebowych, podczas gdy chemikalia niszczą organizmy żyjące w glebie.

„W większości przypadków to sam człowiek psuje glebę, niszcząc ją poprzez niewłaściwą uprawę w nieodpowiednim czasie. Aby tego uniknąć, pierwszym warunkiem wstępnym jest spojrzenie na naszą glebę z biologicznego punktu widzenia”.” - dźwięki el Adolf Manninger Opublikowany w 1957 roku, „Płytka uprawa gleby”, napisany dla praktykujących rolników, który jest nadal aktualny. Niestety, rozwój maszyn i chemikaliów w ciągu ponad pół wieku od jej opublikowania przesłonił trudną rzeczywistość: wraz ze wzrostem plonów żyzne gleby naszego kraju znajdowały się w stanie złowieszczego upadku, podczas gdy wartość odżywcza naszej żywności stawała się coraz gorsza.

Dopóki postrzegamy glebę jako nieożywione podłoże, którego jedyną funkcją jest wspieranie roślin, nie możemy zrozumieć istotnej roli organizmów, które w niej żyją. Podstawowym motorem każdej funkcji gleby są niewidoczne żywe organizmy, które w niej żyją.

Organizmy glebowe: ukryte czynniki wpływające na żyzność

Nie ma teraz wątpliwości, że gleba Organizmy - zwłaszcza mikroorganizmy - są niewidzialnym motorem żyzności gleby. Ostatecznie wzrost roślin zależy od szerokiego zakresu funkcji pełnionych przez niezwykle różnorodne organizmy żyjące w glebie, na roślinach i w strefie korzeniowej. Należy jednak podkreślić, że nadal istnieją ogromne luki w naszej wiedzy, szczególnie w „mikro” wymiarze biologii gleby. Konwencjonalne metody hodowli były w stanie wykryć tylko 1-5% bakterii glebowych, podczas gdy badania genetyczne ujawniły, że fauna i flora gleby jest znacznie bardziej zróżnicowana niż kiedykolwiek sądzono. A ponieważ mówimy o świecie, którego zrozumienie jest w dużej mierze ograniczone dostępną technologią, musimy podejść do tego ogromnego i różnorodnego świata, któremu ostatecznie zawdzięczamy nasze istnienie, z największą pokorą. Mikrobiom glebowy jest niezbędny do odnowy gleby, ale jest także ogromnym, niezbadanym zasobem o ogromnym potencjale, dzięki któremu przyszłe systemy produkcyjne będą bardziej zrównoważone i odporne.

Funkcje gleby: składniki odżywcze, struktura, retencja i ochrona wody

Kiedy zaczynamy rozumieć złożony świat gleby, widzimy, że wiele czynników przyczynia się do optymalnego funkcjonowania zdrowej gleby. Parametry fizyczne i chemiczne nie mogą być interpretowane bez uwzględnienia czynników biologicznych, ponieważ interakcje biologiczne gleby odgrywają kluczową rolę w działaniu istotnych funkcji gleby.

-Rozkład materii organicznej i tworzenie próchnicy wsparcie: rozkład resztek roślinnych i innej materii organicznej; budowanie i utrzymywanie próchnicy; zwiększanie zdolności gleby do zatrzymywania składników odżywczych i wody.

-Odzyskiwanie, przechowywanie i obieg składników odżywczych: wiązanie azotu atmosferycznego; przekształcanie minerałów glebowych w formę rozpuszczalną; dostarczanie składników odżywczych, które mogą być pobierane przez rośliny.

-Projektowanie struktury gleby i agregatów: poprawa kruchości, porowatości i stabilności gleby.

-Promowanie cyrkulacji wody i gazów: zapewnienie właściwego przepływu wody i napowietrzenia poprzez poprawę struktury gleby.

-Ochrona roślin i utrzymanie sieci pokarmowej: kontrola szkodników i patogenów; utrzymanie złożonej sieci pokarmowej dla życia w glebie poprzez dostarczanie pożywienia drapieżnikom.

Nie łańcuch pokarmowy, ale sieć

Obraz z lekcji biologii w szkole podstawowej jest taki, że żywe istoty są zorganizowane w prosty łańcuch pokarmowy, z ludźmi na szczycie. Rzeczywistość W naturze organizmy są połączone w złożone sieci pokarmowe, w których każdy organizm ma swoje miejsce i rolę do odegrania w funkcjonowaniu całego systemu. Jako ludzie ponosimy ogromną odpowiedzialność za to, w jaki sposób korzystamy z dostępnych nam zasobów. Budujemy czy niszczymy? Czy jesteśmy w stanie rozpoznać wzorce natury i zarządzać w harmonii z ekosystemem?

Kluczowymi elementami sieci pokarmowej gleby są organizmy zdolne do wiązania węgla atmosferycznego: rośliny, glony, porosty, mchy i niektóre grupy bakterii. Podczas fotosyntezy rośliny wykorzystują energię świetlną do produkcji organicznych związków węgla z CO₂ i wody, jednocześnie wytwarzając tlen. Są one głównymi producentami. Wprowadzają podstawowy budulec życia organicznego, węgiel, do żywego systemu i nie tylko wykorzystują go do budowy własnych organizmów, ale także wykorzystują go jako najważniejszą „walutę” w swoich symbiotycznych relacjach. Część sekwestrowanego węgla jest uwalniana do gleby w postaci wydzielin korzeniowych, bezpośrednio zasilając rośliny. bakterie żyjące w ryzosferze; Niektóre z nich stają się martwymi szczątkami roślin, które stanowią pożywienie dla rozkładających się organizmów.

Sposób myślenia o tym żywym systemie polega na tym, że cały węgiel, który jest sekwestrowany przez producentów pierwotnych, w jakiś sposób przechodzi przez losową linię w sieci pokarmowej i pewnego dnia ponownie staje się dwutlenkiem węgla. Pytanie brzmi: kto zjada co lub kto zjada kogo. Ponieważ mówimy o świecie, którego zrozumienie jest w dużej mierze ograniczone dostępną technologią, musimy podejść do tego ogromnego i różnorodnego świata życia, któremu ostatecznie zawdzięczamy nasze istnienie, z najwyższą pokorą.

W ekosystemach rolniczych, materia organiczna dostarczana z zewnątrz, taka jak kompost i obornik stajenny - stanowią również źródło węgla dla tego żywego systemu. Kiedy organizmy żyjące w glebie rozkładają materię organiczną lub zjadają inne żywe istoty, składniki odżywcze są stale przekształcane z jednej formy w inną. Niektóre składniki odżywcze są tymczasowo sekwestrowane w ich ciałach, podczas gdy inne są zwracane do gleby podczas ich metabolizmu, dzięki czemu są ponownie dostępne dla roślin i innych organizmów żyjących w glebie. Rośliny - niezależnie od tego, czy są to trawy, warzywa czy uprawy owocowe - pozyskują składniki odżywcze poprzez interakcje w sieci pokarmowej drobnoustrojów glebowych.

Jakie organizmy żyją w glebie?

Bakterie są najliczniejszymi i najbardziej zróżnicowanymi organizmami jednokomórkowymi w glebie. W jednym gramie zdrowej gleby ich liczba może wynosić do 10 miliardów, podczas gdy w wypatroszonej glebie rolnej ich liczba może wynosić mniej niż 100 milionów. Kilkadziesiąt szczepów bakterii, które jesteśmy dziś w stanie wyizolować, hodować przemysłowo i udostępniać jako produkty, przyćmiewa dziesiątki tysięcy gatunków bakterii obecnych w zdrowym ekosystemie glebowym. Najcenniejszymi bakteriami dla rolnictwa są te, które mogą wiązać azot, rozpuszczać fosfor w glebie, rozkładać materię organiczną i promować tworzenie próchnicy. Równie ważne są drobnoustroje, które chronią rośliny przed patogenami, poprawiają strukturę gleby, promują wzrost korzeni i tolerancję na stres. A Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium oraz Streptomyces narodowości są szczególnie ważnymi graczami.

Bakterie są typowym pożywieniem wyższych organizmów w sieci pokarmowej, o znacznie wyższym stosunku węgla do azotu niż inne organizmy. Kiedy bakterie są spożywane, wydalany produkt przemiany materii jest źródłem składników odżywczych, które roślina może wykorzystać bezpośrednio. Bakterie symbiotyczne i endofityczne dostarczają składniki odżywcze bezpośrednio do rośliny, tworząc guzki korzeniowe lub wnikając do korzenia. Inną istotną rolą bakterii jest wiązanie cząstek gleby i mikroskopijnych fragmentów materii organicznej w mikroagregaty, które stanowią podstawę kruchej struktury gleby.

Grzyby glebowe to organizmy wielokomórkowe, które rosną jako strzępki nitkowate i tworzą sieci w glebie, pomagając w przemieszczaniu składników odżywczych i wody. Grzyby saprofityczne rozkładają resztki roślinne i materię organiczną, budując próchnicę i poprawiając strukturę gleby. Niektóre grzyby, takie jak mikoryzy, tworzą symbiotyczne relacje z korzeniami roślin, zwiększając pobieranie składników odżywczych i wody. Strzępki grzybów wiążą cząsteczki gleby w agregaty, co zwiększa jej stabilność i odporność na zagęszczanie i erozję. W zdrowej glebie grzyby przyczyniają się do równowagi mikrobiomu, pomagając odpierać patogeny i naturalnie chronić rośliny. Grzyby są bardzo wrażliwe na mechaniczne zakłócenia gleby, ale ich włókna można łatwo zaobserwować w nienaruszonej warstwie gleby składającej się z pozostałości łodyg roślin.

Pierwotniaki (orzęski, wiciowce i ameby) to jednokomórkowe, maleńkie zwierzęta, które żywią się głównie bakteriami, ale także innymi pierwotniakami, materią organiczną, a czasem grzybami. Kiedy pierwotniaki zjadają bakterie, nadmiar składników odżywczych jest uwalniany do gleby w formie bezpośrednio dostępnej dla roślin. Poprzez swój ruch i aktywność promują dystrybucję składników odżywczych i równowagę społeczności drobnoustrojów, przyczyniając się do zdrowia i żyzności gleby.

Nicienie to maleńkie, niesegmentowane robaki i chociaż wielu rolników zna je przede wszystkim z ich szkodliwości, w rzeczywistości większość z nich jest istotną częścią sieci pokarmowej. Są wśród nich zjadacze bakterii i grzybów, drapieżniki i wszystkożercy. Żerując, podobnie jak pierwotniaki, dostarczają glebie składników odżywczych, które rośliny mogą wchłonąć i regulują populacje organizmów, które konsumują, przyczyniając się w ten sposób do równowagi i stabilności ekosystemu społeczności drobnoustrojów glebowych.

Zamieszkujące glebę stawonogi są ważnymi graczami w rozdrabnianiu materii organicznej, podczas gdy robaki nie tylko rozbijają pozostałości organiczne w glebie, ale także transportują je z powierzchni do głębszych warstw gleby. Ponadto ruch robaków i tworzenie przez nie nor sprzyja napowietrzaniu gleby i retencji wody, poprawiając infiltrację i retencję wody. Robaki stale mieszają i przekształcają glebę, przyczyniając się do tworzenia struktury gleby, dystrybucji składników odżywczych i aktywności biologicznej gleby. Robaki są doskonałymi wskaźnikami stanu biologicznego gleby. Jeśli co najmniej 7 robaków można policzyć w łopacie gleby w łagodny wiosenny lub jesienny dzień, aktywność biologiczna gleby jest dobra. Na piasku liczymy mniej robaków niż w bardziej zagęszczonej glebie, gdzie ich liczba może przekraczać 20 w jednej norze.

Widzimy, że ciągła interakcja między drapieżnikami i niższymi organizmami oraz stały recykling składników odżywczych pomaga utrzymać długoterminową produktywność żyznych naturalnych ekosystemów bez konieczności stosowania nawozów rok po roku.

Życie w glebie jest niezwykle złożone, a każdy jego element ma zasadnicze znaczenie dla zdrowego funkcjonowania gleby. Poprzednie przykłady pokazały znaczenie najbardziej typowych organizmów glebowych i pełnionych przez nie funkcji. Niestety, w dzisiejszych chorych i zubożonych glebach ten samowystarczalny ekosystem załamał się i na intensywnie uprawianych obszarach rolniczych znajdujemy prawie wyłącznie bakterie. W konsekwencji sieć składników odżywczych nie funkcjonuje prawidłowo, a funkcje życiowe gleby zostają utracone.

Proste praktyki zarządzania w celu poprawy funkcji biologicznych gleby

1. minimalizacja naruszania gleby

Bezpośredni siew, uprawa pasowa, ewentualnie płytka uprawa zmniejszają fizyczne naruszenie siedliska glebowego.

2. utrzymywać żywy korzeń przez jak największą część roku

Ciągłe przykrycie gleby żywymi roślinami zapewnia, że korzenie i wysięki korzeniowe stale odżywiają i wspierają faunę i florę gleby. Stosowanie roślin okrywowych przedłuża obecność żywych korzeni, dostarcza wydzielin korzeniowych i dodaje materii organicznej do gleby, która odżywia żywe organizmy.

3) Stała pokrywa gleby

Stałe pokrycie gleby resztkami łodyg i ściółką zapewnia ochronę organizmów żywych i zapewnia stały dopływ składników odżywczych dla organizmów rozkładających się.

4) Dywersyfikacja roślin

Mieszanki roślin okrywowych, płodozmian, uprawa międzyplonów i współsiew poprawiają biologiczne funkcjonowanie gleby. Różnorodność gatunków roślin zapewnia różnorodność form korzeni, wysięków korzeniowych i jakości resztek roślinnych, z których wszystkie poprawiają biologiczne funkcjonowanie gleby w unikalny sposób.

5) Unikanie nadmiernego wykorzystania danych wejściowych

Nadmierne stosowanie nawozów i pestycydów może uszkodzić funkcje biologiczne. Zbyt duża ilość nawozów może zakłócić obieg składników odżywczych, przez co rośliny nie mogą ich optymalnie pobierać. Przy częstym stosowaniu chemikaliów szkodniki nie mogą być zwalczane przez swoich naturalnych wrogów, więc równowaga życia w glebie zostaje zakłócona.

6 Stosowanie substancji organicznych

Komposty i nawozy dodają do gleby korzystne mikroorganizmy, zapewniając jednocześnie źródło węgla i składników odżywczych, które podtrzymują i wspierają życie w glebie.

7 Szczepionki przeciw drobnoustrojom

Pierwszym krokiem w rewitalizacji gleby jest stworzenie odpowiedniego siedliska. Komposty lub preparaty na bazie kompostu mogą być wykorzystywane do wprowadzania szeregu pożytecznych mikroorganizmów, ale w niektórych przypadkach uzasadnione może być stosowanie ukierunkowanych, hodowlanych inokulantów. Należy jednak podkreślić, że skuteczność tych produktów jest kontrowersyjna.

Podstawowe warunki funkcjonowania życia w glebie

Życie w glebie wymaga wody, powietrza, materii organicznej i odpowiedniej podaży minerałów. Podstawą gospodarki wodnej i powietrznej jest stabilna struktura gleby, a organizmy glebowe wykonują większość pracy w budowaniu tej struktury. Cykl węglowy zapewnia energię potrzebną mikroorganizmom, podczas gdy eksploracja minerałów i pierwiastków śladowych jest w dużej mierze wynikiem procesów mikrobiologicznych. Jeśli gleba jest uboga w minerały, mikroorganizmy są również ograniczone, więc w niektórych przypadkach suplementacja mineralna - najprościej w postaci naturalnego mielenia kamienia - może być uzasadniona. W okresie ożywienia systemu biologicznego, podczas gdy naturalne procesy sieci pokarmowej są przywracane, gleba może stać się bardziej głodna, ponieważ nie tylko uprawy, ale także rosnące organizmy muszą być karmione. Każda gleba i każde gospodarstwo jest wyjątkowe, więc w tym systemie nie ma sprawdzonych receptur. Sukces rolnictwa ekologicznego zależy od otwartości rolnika, uznania wzorców natury i zdolności do integrowania nowej wiedzy.

Czego uczy nas życie w glebie

Sieć pokarmowa gleby - a dokładniej sieć życia w glebie, której jesteśmy integralną częścią - jest bardzo złożonym systemem, którego działanie jest nadal tylko częściowo zrozumiałe. Niniejszy artykuł dał jedynie krótki wgląd w ten rozległy i złożony świat. Oczywiste jest jednak, że biologia gleby ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania zdrowych gleb, zapewnienia żywności dla ludzkości i powstrzymania degradacji gleby. Największym sprzymierzeńcem rolnika jest życie glebowe. Dla tych z nas, którzy pracują z ziemią, jednym z najważniejszych zadań jest pielęgnowanie, odżywianie i staranna ochrona tego systemu.

AUTOR: VÍG VITÁLIA • EKOLOG GLEBY, ODPOWIEDZIALNA ZA PROGRAMY EDUKACYJNE STOWARZYSZENIA ROLNIKÓW ODNOWIAJĄCYCH GLEBĘ, ZAŁOŻYCIELKA TERRAVITKA