To pytanie coraz częściej pojawia się w dyskusjach na temat jakości gleby i jej wpływu na potencjał plonotwórczy roślin, w tym także roślin sadowniczych. Jest to temat o tyle ważny, że w tym roku lokalnie wiele plantacji i sadów ucierpiało z powodu najpierw długotrwałej suszy, a w drugiej części lata – opadów znacznie przekraczających średnie roczne.
W takich warunkach także jakość gleby znacznie spadła i wymaga regeneracji. To warunki podobne do sytuacji, gdy mamy do czynienia z chorobą replantacyjną po wieloletniej uprawie na danym stanowisku tych samych gatunków roślin i nagromadzeniu czynników chorobowych. Czy i jak można wzmacniać potencjał plonotwórczy gleby – o tym poniżej.
Po co wprowadzać materię organiczną?
Celem nadrzędnym wprowadzania różnego rodzaju substancji do gleby jest zapewnienie lepszego środowiska dla korzeni i tym samym lepszych warunków do wzrostu oraz plonowania roślin uprawnych. Aby spełnić swoją rolę, dodatek wzbogacający musi zostać dokładnie wymieszany z glebą, a jego wniesiona ilość musi odpowiadać jej zapotrzebowaniu w danym momencie. Na glebach gliniastych dodatki do gleby poprawiają agregację, zwiększają porowatość i przepuszczalność oraz poprawiają napowietrzenie i drenaż oraz wpływają pozytywnie na głębokość ukorzeniania. Natomiast na glebach piaszczystych zwiększają zdolność zatrzymywania wody i składników odżywczych. Warto jednak zwracać uwagę na skład produktów, które planujemy zastosować jako dodatek do gleby – wiele z nich może zawierać duże ilości soli.
Murawa w sadzie
Jednym ze sposobów poprawy struktury gleby jest utrzymanie murawy. Liczne badania naukowe wykazały wzrost zawartości materii organicznej w glebie i infiltracji wody oraz zmniejszenie erozji gleby i parowania, gdy w sadzie utrzymywano murawę i nie prowadzono żadnej uprawy mechanicznej w celu redukcji zachwaszczenia. System taki zwiększa całkowitą zawartość azotu, a także fosforu i potasu w glebie, zwłaszcza w wierzchniej jej warstwie. Promuje również aktywność enzymów glebowych.
Społeczności bakterii glebowych uczestniczą w różnych procesach, takich jak obieg węgla i azotu, rozkład materii organicznej, aglomeracja gleby i tworzenie próchnicy, a także mogą tworzyć symbiotyczne i pasożytnicze relacje z roślinami. Badania wykazały, że murawa w międzyrzędziach znacząco wpływa na strukturę bakteryjną gleby, w tym na różnorodność, a także na funkcje bakterii glebowych, np. aktywność związaną z metabolizmem węgla. Jednak różne rodzaje trawy mają różny wpływ na strukturę i funkcję zbiorowisk bakterii glebowych.
Składniki odżywcze zawarte w glebie mają bezpośredni wpływ na wzrost drzew, ich plonowanie i jakość owoców. Naukowcy ustalili ścisłą korelację między żyznością gleby a zrównoważoną produkcją w sadach. Rośliny okrywowe mogą korzystnie wpłynąć na zawartość składników odżywczych w glebie, co może być związane z akumulacją i degradacją ściółki roślinnej, w tym korzeni. Znaczenie ma jednak rodzaj zastosowanej murawy. W badaniach stwierdzono, że zawartość materii organicznej w warstwie gleby 0–10 cm z murawy z życicy trwałej była wyższa niż w przypadku lucerny, co mogło być związane z okresem sadzenia drzew i rozmieszczeniem korzeni. Tymczasem lucerna znacznie zwiększyła zawartość azotu w warstwie gleby 20–40 cm, co mogło być związane z interakcją między lucerną a ryzobiami glebowymi w celu wiązania właśnie azotu.
Bakterie glebowe…
…to ważny biologiczny wskaźnik jakości gleby. Wykazują zmiany w strukturze i różnorodności w zależności od sposobu zarządzania uprawą. Rośliny okrywowe poprawiają strukturę gleby, regulują jej temperaturę i wilgotność oraz zwiększają żyzność i inne czynniki ekologiczne. W związku z tym stosowanie roślin okrywowych w sadzie wpływa na wzrost, metabolizm i rozmnażanie bakterii glebowych, a więc i na strukturę oraz różnorodność środowiska. Ściółka np. z trawy w sadzie znacznie zwiększyła różnorodność bakterii i ich liczebność w glebie, zwłaszcza w płytkich jej warstwach (0–20 cm).
Badania wykazały znaczące zmiany w strukturze społeczności bakterii glebowych i wzrost ich różnorodności dzięki ściółce z trawy lub materiałom organicznym (obornikowi i słomie roślinnej). Podobnie wsiewki z trawy wytwarzają ściółkę roślinną, która gromadzi materię organiczną, a tym samym zwiększa biomasę bakterii. Poza tym wzrost biomasy korzeni zwiększa wydzielanie przez nie substancji korzystnych dla mikroorganizmów glebowych, poprawiając różnorodność bakterii.
Bakterie należące do Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes i Gemmatimonadetes są głównymi rodzajami bakterii glebowych. Stosowanie murawy w sadach, a także wsiewek z różnych roślin dwuliściennych, w tym z koniczyny, znacząco zwiększyły względną liczebność Actinobacteria, Gemmatimonadetes i Chloroflexi w glebie. Spośród tych obficie występujących bakterii Acidobacteria generalnie preferuje gleby kwaśne, a ich względna liczebność w glebie jest ujemnie skorelowana z pH (substancje wydzielane przez korzenie trawy obniżają pH gleby, sprzyjając przetrwaniu Acidobacteria). Natomiast Gemmatimonadetes to bakterie promujące wzrost roślin. Współdziałają z roślinami w celu biologicznego wiązania azotu i indukują rośliny do wydzielania hormonów.
Wsiewki z trawy zwiększają zawartość materii organicznej, węgla i azotu w glebie oraz zmieniają strukturę społeczności mikroorganizmów glebowych. Zapewniają odpowiednie środowisko dla wzrostu i produkcji społeczności bakteryjnej, zwiększają aktywność enzymów i promują aktywność populacji bakterii w obiegu składników odżywczych, rozkładzie materii organicznej i przepływie energii, co przyczynia się do akumulacji materii organicznej i biodostępności mineralnych składników odżywczych. Wsiewki z trawy zwiększają także ilość węgla organicznego w glebie, co sprzyja tworzeniu porowatych agregatów glebowych, poprawiając napowietrzenie gleby i przepuszczalność wody. W efekcie mogą skutecznie zwiększyć zdolność zatrzymywania wody w glebie, przyspieszyć rozkład mikrobiologiczny i zużycie węgla organicznego, generować większe wydzielanie substancji z korzeni, aktywować składniki mineralne w glebie i zwiększyć zawartość materii organicznej.
Dodatki glebowe
Najlepiej poznane dodatki glebowe to m.in. arbuskularne grzyby mikroryzowe (ang. arbuscular mycorrhizal fungus; AMF) i ryzobakterie wspomagające wzrost roślin (ang. plant growth-promoting rhizobacteria; PGPR). PGPR poprawiają wzrost roślin poprzez przyspieszenie pobierania przez nie składników odżywczych i ograniczanie akumulacji niekorzystnych drobnoustrojów/mikroorganizmów glebowych. Promowanie wzrostu roślin za pomocą PGPR odbywa się bezpośrednio przez dostarczanie roślinom niezbędnych składników odżywczych i czynników wzrostu, przez biologiczne wiązanie azotu, solubilizację fosforanów i produkcję fitohormonów oraz przez pośrednie zmniejszenie stresu biotycznego (wpływ chorób, szkodników) i abiotycznego (wahań wilgotności i temperatury) dla wzrostu roślin. Zastosowanie PGPR w sadach jabłoniowych wpływa korzystnie na plonowanie, wzrost drzew i zawartość składników odżywczych w liściach, podczas gdy dodatek AMF zwiększa odporność na porażenie grzybem Neonectria ditissima, sprawcę raka drzew owocowych.
Zastosowanie AMF wpływa na mikrobiom glebowy jednak inaczej w sadach ekologicznych w porównaniu z sadami, w których stosowane są konwencjonalne środki chemiczne. Na podstawie analizy składu glebowego wykazano, że w glebie pobieranej z sadów ekologicznych bogactwo AMF jest większe w porównaniu z sadami, w których są stosowane konwencjonalne środki ochrony roślin. W odniesieniu do ograniczania szkodliwości nicieni, drzewka jabłoni wzbogacone AMF są w mniejszym stopniu atakowane przez te szkodniki.
Inne sposoby na poprawę jakości gleby to: wprowadzanie materii organicznej w postaci np. sfermentowanej materii organicznej, obornika, w tym granulowanego, wsiewek z różnych gatunków, także kapustowatych (jako uprawa poprawiająca właściwości gleby po usunięciu starych nasadzeń i przed założeniem nowego sadu), ale również w formie bioproduktów wytwarzanych na bazie nasion roślin kapustowatych, a także biowęgla. W doświadczeniu przeprowadzonym w amerykańskim stanie Waszyngton, mączki z nasion kapustowatych dodane w stosunku 1:1 do gleby, gdzie posadzono drzewka jabłoni ‘Gala’ na podkładce ‘M.26’ radziły sobie równie dobrze, jak te posadzone w glebę poddaną wcześniej zabiegowi fumigacji. Dodatkowo znacznie mniejsze było ich zasiedlenie przez nicienie patogeniczne. Natomiast biowęgiel poprawia jakość gleby, zwiększa efektywność pobierania składników odżywczych przez rośliny. Przyczynia się do wzrostu dostępności składników odżywczych. Wykazano również, że węgiel drzewny ma wyraźny wpływ na wzrost roślin, w tym na lepszy rozwój systemu korzeniowego i plonowanie. Ponieważ są również sprzeczne doniesienia na temat wpływu biowęgla na właściwości fizykochemiczne gleby, zawartość składników odżywczych i plony, dlatego reakcje powinny być określone przez właściwości biowęgla i rodzaj gleby.
Dr Dorota Łabanowska-Bury – Spółdzielnia Ogrodnicza w Grójcu
