„Odcisk palca” gleby”

Chromatografia glebowa metodą Pfeiffera to prosta metoda, dzięki której rolnicy mogą samodzielnie zapoznać się z życiem gleby

Możemy zebrać mnóstwo danych dotyczących gleby. Badania laboratoryjne pozwalają określić pH, zawartość materii organicznej, zawartość fosforu lub potasu oraz stężenie innych składników odżywczych. Jednak każdy, kto od dawna zajmuje się rolnictwem, wie, że stanu gleby nie da się opisać wyłącznie za pomocą liczb. Co więcej, dla wielu osób wyniki badań gleby wyrażone w liczbach niewiele mówią. Struktura, fauna i flora, jakość humusu oraz procesy biologiczne wspólnie decydują o tym, na ile gleba jest żywa i zdrowa.

Istnieje pewien specjalna metoda, która przekształca ten złożony stan w obraz. Jest to chromatografia kołowa, która na bibułce filtracyjnej tworzy spektakularny wzór z próbki gleby. Pierścienie, promienie i kolory próbki, niczym wizualny odcisk palca, pokazują, w jakim stanie znajduje się gleba.

W ostatnich latach metoda ta budzi coraz większe zainteresowanie wśród rolników stosujących uprawy regeneracyjne i ekologiczne. Nie bez powodu.

Kiedy stan gleby staje się widoczny

W lutym 2026 roku Stowarzyszenie Rolników na rzecz Odnowy Gleby zorganizowało dla swoich członków specjalne szkolenie. Zaproszono Marie-Thérèse Gässlert, pracownika gospodarstwa Gässler SAS we Francji, aby zaprezentował węgierskim rolnikom praktyczne zastosowanie chromatografii krążkowej.

Gospodarstwo rodziny Gässlerów od ponad dwudziestu lat działa w oparciu o podejście regeneracyjne. Nie tylko z powodzeniem prowadzą własne gospodarstwo zgodnie z zasadami regeneracji, ale także pomogli tysiącom rolników we Francji i Niemczech we wdrażaniu praktyk regeneracyjnych. Podstawą ich systemu jest no-till, a rośliny okrywowe wykorzystanie gleby i wspieranie życia glebowego. Stan gleby i roślin monitorują za pomocą różnych metod: analizy soków roślinnych, badania gleby metodą Kinseya-Albrechta oraz chromatografii pierścieniowej. Chromatografia pierścieniowa stanowi dla nich swego rodzaju wizualną informację zwrotną.

Jak ujęła to Marie-Thérèse Gässler: jakość ich gleb znacznie się poprawiła w ostatnich dziesięcioleciach, ale susze ostatnich lat zahamowały ten proces. Co ciekawe, zmiana ta jest wyraźnie widoczna również na chromatogramach.

Stan gleby można zatem nie tylko zmierzyć, ale także uwidocznić za pomocą chromatografii kręgowej. Metoda ta nie jest nowa. Naukowcy i rolnicy już od prawie stu lat zajmują się sporządzaniem i interpretacją chromatogramów.

Pomysł sprzed prawie stu lat

Początki tej metody sięgają początku XX wieku. Zasadę chromatografii kapilarnej po raz pierwszy zastosowało małżeństwo Kolisko, badając wchłanianie cieczy przez papier.

To podejście rozwinął szwajcarski biochemik Ehrenfried Pfeiffer, który pracował jako badacz rolnictwa biodynamicznego. Jego celem było znalezienie metody, która pozwoliłaby przedstawić złożone funkcjonowanie gleby na jednym rysunku.

Tak powstała chromatografia kręgowa według Pfeiffera

Zasada działania tej metody jest prosta: ekstrakt z gleby rozlewa się na papierze filtracyjnym, a zawarte w nim substancje przemieszczają się z różną prędkością. Na papierze nasączonym roztworem azotanu srebra składniki te tworzą wzory o różnych kolorach i kształtach.

Efektem końcowym jest obraz o kształcie koła, na którym widoczne są pierścienie, promienie i delikatne tekstury. Wzory te różnią się znacznie w zależności od rodzaju gleby.

Jak powstaje chromatogram?

Jedną z największych zalet tej metody jest to, że można ją przeprowadzić przy użyciu stosunkowo prostych narzędzi. Do badania potrzebny jest okrągły filtr papierowy, roztwór azotanu srebra oraz alkaliczny ekstrakt glebowy. Próbkę gleby najpierw suszy się, przesiewa, a następnie ekstrahuje roztworem wodorotlenku sodu.

Następnie ekstrakt jest wchłaniany przez niewielki kanalik do środka bibuły filtracyjnej, a potem rozprzestrzenia się promieniście. W trakcie tego procesu rozpuszczone substancje mineralne i organiczne w różny sposób reagują z jonami srebra, tworząc w ten sposób charakterystyczne wzory. Po upływie kilku godzin powstaje chromatogram: obraz w kształcie koła, który często jest naprawdę spektakularny.

Co można odczytać z chromatogramu?

Pfeiffer wyodrębnił na chromatogramie trzy główne strefy. Strefa wewnętrzna znajduje się pośrodku papieru. Odzwierciedla ona głównie rozpuszczalne substancje mineralne oraz bardziej mobilne składniki organiczne. Jeśli ta część jest zbyt ciemna lub gęsta, często wskazuje to na brak równowagi lub wysoką zawartość soli.

Pierścień pośredni jest powiązany z materią organiczną i grzybami. Szeroki, delikatnie wyprofilowany pierścień zazwyczaj wskazuje na wyższą zawartość materii organicznej. Jeśli strefa ta jest wąska lub nie ma wyraźnego profilu, często świadczy to o gorszym stanie gleby.

W strefie zewnętrznej mogą występować promieniowe wzory, tzw. „kolce”. Struktury te często wiążą się z aktywnością biologiczną gleby. Wyraźne, promieniowe wzory zazwyczaj wskazują na aktywność życia w glebie. Różnorodność kolców wskazuje na różnorodność bakterii żyjących w glebie.

Marie zwróciła również uwagę na środek bibuły filtracyjnej: im jaśniejsze otoczenie środka koła, tym lepsza jest przewiewność gleby. Im ciemniejsze, tym bardziej zbita. Ponadto, jeśli chromatogram jest pokryty delikatnymi włóknami rozchodzącymi się promieniście od środka aż do krawędzi, oznacza to, że mamy do czynienia z glebą o dobrej strukturze i agregacji, w której procesy biologiczne przebiegają sprawnie, a grzyby tworzą sieć obejmującą cały system.

Doświadczeni interpretatorzy zwracają uwagę nie tylko na poszczególne elementy, ale także na harmonię całego obrazu. Strefy tworzą razem całościowy obraz, w którym równie ważne są intensywność kolorów, przejścia, symetria, jak i subtelne szczegóły strukturalne. Im większą harmonię wykazują strefy i im bardziej płynne są przejścia między nimi, tym bardziej przewiewna jest gleba, tym lepiej funkcjonuje gospodarka składnikami odżywczymi, a aktywność mikrobiologiczna i gospodarka materią organiczną gleby pozostają w równowadze. Na chromatogramie można odczytać aktywność enzymatyczną bakterii glebowych, a także sposób, w jaki strzępki grzybów tworzą sieć i stabilizują strukturę gleby.

Co na ten temat mówi nauka?

Nasuwa się pytanie: na ile ta metoda jest wiarygodna z naukowego punktu widzenia? Chociaż metoda Pfeiffera opierała się pierwotnie na interpretacji jakościowej, niemal artystycznej, współczesne badania dążyły do ilościowego określenia związku między cechami chromatogramu a mierzalnymi właściwościami gleby.

W ostatnich latach przeprowadzono na ten temat kilka badań. W jednym z włoskich badań Kokornaczyk i współpracownicy (2017) wykazali, że wzorce chromatogramów wykazują ścisły związek z zawartością materii organicznej w glebie, całkowitą zawartością azotu oraz fosforem dostępnym dla roślin. (Kokornaczyk i in., 2017, DOI: 10.1080/01448765.2016.1214889).

W ramach brazylijskiego badania Graciano i jego współpracowniki (2020) szczegółowo przeanalizowali strefy chromatogramu i stwierdzili, że strefa środkowa jest powiązana z ilością biomasy mikrobiologicznej, natomiast strefa zewnętrzna wiąże się z aktywnością niektórych enzymów glebowych. https://doi.org/10.5296/jas.v8i3.16336.

Badanie przeprowadzone w Kolumbii (Aguirre i in., 2019) wykazało natomiast, że metoda ta pozwala skutecznie rozróżniać różne systemy użytkowania gruntów, na przykład gleby leśne i tereny intensywnie uprawiane. https://doi.org/10.4067/s0718-07642019000600337.

Z badań wynika, że chromatografia kręgowa nie zastępuje badań laboratoryjnych, ale może być z powodzeniem stosowana jako narzędzie uzupełniające do oceny ogólnego stanu gleby.

Dlaczego może to być interesujące dla rolników?

Największa zaleta chromatografii krążkowej nie polega być może na jej dokładności, ale na jej zdolności do kształtowania sposobu postrzegania. Jest to niedroga i stosunkowo prosta metoda, która zapewnia szybką informację zwrotną i nie wymaga zaplecza laboratoryjnego. W zamian za to pomaga spojrzeć na glebę w szerszym kontekście.

Rolnik może na przykład porównać chromatogramy działki zaoranej i działki, na której nie przeprowadzono płodozmianu. Może też sprawdzić, jak zmienia się skład gleby w ciągu kilku lat roślina okrywowa-po użyciu.

Metoda ta ma jednak pewne ograniczenia, które należy dokładnie rozważyć. Interpretacja chromatogramu jest w pewnym stopniu subiektywna i wymaga doświadczenia. Metoda ta nie dostarcza dokładnych wartości składników odżywczych i nie zastępuje również oficjalnych badań gleby.

Zgodnie z wynikami badań najlepiej nadaje się do porównywania różnych systemów uprawy, śledzenia zmian stanu gleby oraz uzyskiwania informacji na temat jej aktywności biologicznej.

Stara, a jednocześnie nowa metoda obserwacji gleby

Jedną z podstawowych zasad gospodarowania regenerującego glebę jest traktowanie gleby jako żywego systemu. Aby to osiągnąć, musimy jednak nauczyć się dostrzegać zachodzące zmiany. Doskonałym narzędziem w tym zakresie może być opracowana przez Pfeiffera prawie stuletnia chromatografia kołowa. Pokazuje ona, na jakim etapie jesteśmy na drodze do regeneracji gleby, a także uczy nas pokory. Regeneracja gleb, poprawa ich jakości i zdrowia nie następuje z dnia na dzień. W rodzinnym gospodarstwie Gässlerów od ponad dwóch dekad pracuje się nad poprawą gleby, a chromatogramy bezlitośnie pokazują, że wciąż jest nad czym pracować. Nie jest to metoda cudowna i nie zastępuje danych laboratoryjnych. Jest to jednak narzędzie, które może przybliżyć rolnikom zrozumienie funkcjonowania ich własnej gleby.

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