Gleba należy do najważniejszych i najbardziej skomplikowanych środowisk naturalnych, w których rozwijają się mikroorganizmy. Zasiedla ją ogromna liczba drobnoustrojów, które stanowią 0,2% jej ciężaru i zajmują 1,33% jej objętości. W 15-centymetrowej warstwie gleby, na powierzchni jednego hektara, znajduje się 1,5–7,2 ton biomasy mikroorganizmów: bakterii (fot. 1), grzybów (fot. 2), glonów, sinic oraz pierwotniaków. Najwięcej mikroorganizmów znajduje się w profilu 10 cm od powierzchni oraz w ryzosferze (wokół korzeni roślin).
Glebę określa się jako największy rezerwuar genetycznej różnorodności mikroorganizmów, które w niej występują i tworzą złożone społeczności (czyt. też str. 17). Zarówno strukturalna, jak i funkcjonalna różnorodność mikrobiomu glebowego zmienia się w czasie i przestrzeni, ponieważ znajduje się pod wpływem różnych czynników natury fizycznej, chemicznej i biologicznej. Żyzność, zdrowotność oraz jakość gleby w dużej mierze zależy od mikroorganizmów zasiedlających to środowisko. Bogata różnorodność biologiczna jest źródłem korzyści dla wartości produkcyjnej gleby, a także odgrywa ważną rolę w łagodzeniu zmian klimatycznych i zapobieganiu erozji.
Zawartość próchnicy
Próchnica jest to bezpostaciowa substancja organiczna powstająca w glebie w procesach biochemicznych. Proces tworzenia próchnicy nazywamy humifikacją. Próchnica zawiera 45–65% węgla, 30–40% tlenu, 2–6% azotu oraz niewielkie ilości fosforu, wapnia, magnezu i siarki organicznej. Głównym produktem procesu humifikacji są frakcje związków o zbliżonych właściwościach, tj. kwasów huminowych, kwasów fulwowych i humin. Efektywność tworzenia związków próchniczych zależy głównie od rodzaju substratu i wyrażona jest przez tzw. współczynnik humifikacji (HI). Według danych literaturowych najwyższy dodatni HI stwierdzono dla łubinu i seradeli uprawianych na zielony nawóz: 40% oraz obornika: 35%; dla słomy zbóż: 20–25%, dla resztek z kukurydzy: 15%, natomiast dla resztek pożniwnych z roślin okopowych współczynnik ten wynosi 8%. W glebie jest zwykle niedużo próchnicy (jej ilość waha się od kilku procent do setnych procentu). Obecność próchnicy jest podstawowym warunkiem wysokiej żyzności gleby, czyli zdolności do zaspokajania pokarmowych i środowiskowych potrzeb roślin.
W procesie tworzenia próchnicy zaangażowanych jest wiele grup mikroorganizmów. Różnorodność i bogactwo gatunków mikroorganizmów, wielkość ich populacji oraz aktywność odgrywają istotną rolę w utrzymaniu żyzności gleby. Próchnica wpływa na strukturę gleby oraz wynikające z niej stosunki wodno-powietrzne: l rozluźnia gleby zbite i poprawia ich strukturę; l jest naturalnym swoistym lepiszczem w glebach piaszczystych i zbyt luźnych; l uczestniczy w tworzeniu struktury gruzełkowej; l magazynuje wodę; l polepsza właściwości cieplne gleby.
O żyzności gleby decydują unikalne cechy fizykochemiczne próchnicy. Koloidalna struktura sprawia, że olbrzymie powierzchnie wewnętrzne cząstek próchnicy są zdolne zatrzymać wodę w ilości kilkukrotnie większej od swojej masy. Struktura taka pozwala też na sorpcję wielu składników pokarmowych w stopniu 4–12 razy większym niż części mineralne. Próchnica wraz z wydzielinami śluzowymi drobnoustrojów stanowi lepiszcze strukturotwórcze dla fazy stałej gleby. Posiada dużą zdolność do adhezji na swej powierzchni wielu substancji szkodliwych (np. pestycydów) aż do momentu ich rozkładu przez mikroorganizmy. Ze względu na ciemne zabarwienie próchnica absorbuje promienie cieplne i przyspiesza nagrzewanie się gleby. Zwiększa ona zdolności buforowe gleb, regulując i stabilizując ich odczyn. Próchnica i inne rodzaje materii organicznej są źródłem węgla dla mikroorganizmów bytujących w glebie. Próchnica jest rezerwuarem wszystkich niezbędnych dla roślin składników pokarmowych.
Bioróżnorodność mikrobiologiczna
Zagrożenia dla utraty bioróżnorodności stanowią poważny problem statnich lat. Wśród nich wymienia się najczęściej: zmiany klimatu, erozję, zubożenie zasobów glebowej materii organicznej, intensyfikację rolnictwa czy zmiany użytkowania gruntów. Rolnicy, mający pod nadzorem znaczną częścią gruntów, mogą odegrać kluczową rolę w ochronie różnorodności biologicznej gleby. Narzędzia i techniki, jakie wybierają w swojej pracy, mają ogromny wpływ na życie w środowisku glebowym. Do zabiegów sprzyjających zwiększeniu różnorodności biologicznej gleb należą:
- ściółkowanie, którego celem jest zatrzymywanie ciepła, zabezpieczenie wilgotności, zapobieganie erozji, budowanie struktury gleby;
- przykrycie gleby resztkami organicznymi o odpowiednim stopniu rozkładu, które stanowią źródło składników odżywczych i pełnią ważną rolę przy poprawie struktury gleby;
- dobór upraw i stosowanie płodozmianu, wpływające na ochronę przed szkodnikami i dostarczanie składników pokarmowych;
- zagospodarowanie obrzeży i granic pól;
- racjonalne stosowanie nawozów mineralnych oparte na bilansie składników pokarmowych;
- racjonalne stosowanie środków ochrony roślin (ś.o.r.), a w miarę możliwości – preparatów biologicznych.
Degradacja gleb
Użytkownicy gruntów powinni być świadomi, że gleba może ulec degradacji, czyli może nastąpić jej pogorszenie lub utrata zdolności do pełnienia określonych przez nią funkcji. Najczęstszymi objawami degradacji gleb są:
- pogorszenie właściwości fizycznych, np. zniszczenie bądź pogorszenie struktury, nadmierne zagęszczenie gleb wynikające z ugniatania przez pojazdy i maszyny, zmiany stosunków wodnych gleby wynikające m.in. z niewłaściwie przeprowadzonych zabiegów melioracyjnych;
- straty gleby spowodowane przez zjawiska erozji wodnej lub wietrznej;
- pogorszenie właściwości chemicznych, np. zakwaszanie bądź nadmierna alkalizacja gleby, chemiczne zanieczyszczenie gleb, zmniejszenie zawartości składników odżywczych bądź ich nadmiar.
Należy pamiętać, że...
