rolnictwo.doc

Gleba - biologicznie czynna powierzchniowa warstwa litosfery, powstała ze skały macierzystej pod wpływem czynników glebotwórczych (głównie organizmów żywych, klimatu i wody) i podlegająca stałym przemianom. Gleba składa się z trzech faz:

stałej – obejmującej cząstki mineralne, organiczne i organiczno-mineralne o różnym stopniu rozdrobnienia

ciekłej – wody, w której są rozpuszczone związki mineralne i organiczne tworzące roztwór glebowy

gazowej – mieszaniny gazów i pary wodnej

Wzajemny układ trzech faz może ulegać znacznym zmianom pod wpływem procesów glebotwórczych i ingerencji człowieka. Kształtowanie stosunków ilościowych pomiędzy poszczególnymi fazami można osiągnąć przez wykonanie melioracji wodnych, agromelioracji, fitomelioracji, uprawę roli itp. Stosunki ilościowe trzech faz w glebie charakteryzuje się przez określenie gęstości objętościowej, porowatości, wilgotności i zwięzłości

Proces glebotwórczy trwa cały czas i jest nieodłącznym elementem przemian zachodzących w ekosystemie. Gleba jest środowiskiem życia i źródłem składników odżywczych dla wielu gatunków mikroorganizmów i podziemnych organów roślin wyższych.

Gleba jest to zewnętrzna część powierzchni ziemi – litosfery. Tworzy się w wyniku wietrzenia skał,

długotrwałego procesu glebotwórczego pod wpływem mikroorganizmów glebowych, roślin i zwierząt, a także

gospodarczej działalności człowieka. Składa się z części mineralnych, organicznych oraz niewielkich ilości

wody i tlenu. Składniki mineralne pochodzą

z rozkładu skały macierzystej lub są naniesione, a organiczne z obumierających organizmów. Związki

chemiczne zawierają pierwiastki niezbędne do prawidłowego rozwoju zarówno organizmów roślinnych, jak i

zwierząt. Niektóre pierwiastki występują w większych ilościach, np.: krzem, glin, żelazo, wapń, magnez, potas,

fosfor, siarka, sód, azot, węgiel, wodór i tlen, a także brom, mangan, kobalt, molibden, bor, chrom - pierwiastki,

które występują w glebach

w minimalnych ilościach. Brak poszczególnych z nich powoduje różnorodne zaburzenia procesów

fizjologicznych organizmów.

Ważnym składnikiem organicznym jest próchnica. Powstaje ona na skutek rozkładu resztek organizmów

roślinnych i zwierzęcych i dalszych ich przemian w wyniku działalności organizmów glebowych
. W faunie glebowej

pól znajdziemy:

• nicienie,• dżdżownice,• krocionogi• pareczniki,
• chrząszcze (biegacze) nekrofagiczne

stonkowate, ryjkowate, biedronki.

Próchnica decyduje o strukturze gleby i jej właściwościach odżywczych. Ważnym czynnikiem

ograniczającym występowanie roślin jest odczyn gleby. Gleby mają zazwyczaj pH

w granicach od 4 do 8. Odczyn gleby ma duże znaczenie dla roślin i innych organizmów glebowych, ale też jest

on często zmienny przez aktywność życiową tych organizmów. Znaczenie pH dla roślin polega głównie na tym,

że od niego zależy rozpuszczalność różnych substancji mineralnych. Przy niższym pH rozpuszczalność

niektórych soli, np. glinu i manganu wzrasta do tego stopnia, że stają się one toksyczne dla roślin. Natomiast

inne sole mineralne jak, np. fosforan wapnia przy wyższym pH są słabo rozpuszczalne. Gleby kwaśne mają

mniejsze możliwości zatrzymywania kationów, np. potasu (K+) i rośliny rosnące na glebie ubogiej w ten

pierwiastek mają zaburzony wzrost.

Najkorzystniejsza jest sytuacja, gdy gleba ma pH zbliżone do obojętnego (6,5-7,5), ponieważ przy takim

odczynie większość soli mineralnych są w miarę dobrze rozpuszczalne i przyswajalne przez rośliny.

Wiele roślin nie toleruje gleby zakwaszonej. Odczyn zależy od zawartości wapnia w glebie, jeżeli jest go za

mało, gleba staje się kwaśna

Gleba to delikatny twór, który może ulec niekorzystnym zmianom w wyniku gospodarczej działalności człowieka. Do czynników degradujących glebę należy:

- zakwaszenie gleby siarką, związkami azotu wywołane działaniem przemysłu, spalaniem paliw,

- zasolenie gleb związane, np. z zimowym usuwaniem zmarzliny – lodu, śniegu z dróg,

- zasadowienie gleb w pobliżu cementowni, fabryk sody i innych zakładów chemicznych,

- nieodpowiednie stosowanie nawozów mineralnych (np. stosowanie nadmiernych ilości nawozów

azotowych),

- stosowane pestycydów w rolnictwie,

- wypalanie suchych traw, słomy,

- niewłaściwa gospodarka wodą, nadmierne osuszanie, meliorowanie terenów zabagnionych,

- skażenie metalami ciężkimi przez emitowane pyły przemysłowe,

- jałowienie gleby w wyniku intensywnej gospodarki.

Gleba zdegradowana wymaga specjalnej ochrony i wzbogacania. Szczególnie cierpi na brak podstawowych

związków mineralnych i substancji organicznej. Przywracanie glebie zdegradowanej jej dawnej wartości

przyrodniczą nazywamy rekultywacją.

Choroby gleby -

W profilu glebowym można wyróżnić choroby gleby powstałe wskutek niewłaściwej jej uprawy: skorupa glebowa, koleiny, zbrylenie warstwy ornej, podeszwa płużna i nadmierne zagęszczenie podglebia. Omówiono ich etiologię, wpływ na kiełkowanie i wzrost buraka cukrowego oraz zapobieganie tym chorobom.
   Ochrona środowiska glebowego stała się w ostatnich latach szczególnie ważnym zagadnieniem, którego znaczenie będzie systematycznie wzrastać w przyszłości.Ma ona na celu usuwanie szkodliwych następstw stosowania w rolnictwie agrochemikaliów i ciężkiego sprzętu powodującego niszczenie struktury gleby oraz pogarszanie jej właściwości. Glebie stawiane są dwa sprzeczne ze sobą wymagania: zapewnienie warunków do wzrostu i rozwoju roślin (gleba luźna, zawierająca dużo przestworów) oraz zapewnienie odpowiedniego podłoża dla ruchu pojazdów rolniczych po polu (gleba nośna, przenosząca mechaniczne obciążenia bez nadmiernych odkształceń). Większość problemów występujących w produkcji polowej wynika z potrzeby zaspokojenia obu tych wymagań. Uprawa roli jest sposobem na usuwanie zaistniałych w glebie zagęszczeń i przywraca ją do stanu wyjściowego. Uzyskane efekty uprawy będą jednak zależały od stopnia poznania potrzeb rośliny, sposobu oddziaływania narzędzia uprawowego i kół pojazdów na glebę, jak również zachowania się pod obciążeniem gleby w określonym stanie.
Gleba, będąca agroekosystemem jest tworem żywym i podobnie jak człowiek, zwierzę czy roślina narażona jest na różnego rodzaju choroby. W profilu glebowym można wyróżnić choroby gleby powstałe wskutek niewłaściwej jej uprawy: skorupa glebowa, koleiny, zbrylenie warstwy ornej, podeszwa płużna i nadmierne zagęszczenie podglebia (tab. 1). Chorobom tym, mającym swoją etiologię, wpływającym ujemnie na kiełkowanie, wschody i wzrost roślin można zapobiegać. Burak cukrowy ma duże wymagania w stosunku do gleby i jest bardzo wrażliwy na niejednorodne środowisko glebowe [Gutmański 1991]. Dlatego gatunek ten jest bardzo dobrym wskaźnikiem zdrowej gleby.

Skorupa glebowa
Zaskorupienie gleby polega na wytworzeniu się zwartej skorupy wskutek wyschnięcia uwodnionej i zagęszczonej wierzchniej warstwy gleby uprawnej [Dechnik i Dębicki 1976]. Najbardziej podatne na zaskorupienie są gleby o dużej zawartości części spławialnych i małej zawartości próchnicy. Obfite, burzowe opady uwadniają nadmiernie warstwę powierzchniową, a uderzenia kropel i spływ wody niszczą gruzełkowatą strukturę i korzystną porowatość gleby. Skorupa glebowa stawia mechaniczny opór dla kiełkujących nasion [Błażowicz_Woźniak 2004], nasila parowanie wody, ogranicza wymianę gazową między glebą i atmosferą oraz sprzyja rozwojowi grzybów powodujących zgorzel siewek (rys. 1 b). Zaskorupieniu gleby można przeciwdziałać przez ulepszenie struktury gleby, tj. przez nawożenie organiczne, wapnowanie oraz uprawę roślin ochronnych (uprawa konserwująca). Struktura gruzełkowata roli odgrywa bardzo ważną rolę w kształtowaniu właściwości fizycznych, fizykochemicznych i biologicznych gleby oraz wywiera szczególnie istotny wpływ na stosunki wodno-powietrzne gleby [Estler, Knittel i Zeltner 1984, Sekera 1984]. Ponadto wpływa na aktywność mikrobiologiczną gleby, a poprzez uregulowanie stosunków wodno-powietrznych sprzyja równoległemu rozwojowi drobnoustrojów beztlenowych (wewnątrz gruzełków), jak i tlenowych (między gruzełkami). Gleba strukturalna stawia mały opór narzędziom uprawowym i korzeniom roślin. Rolę o strukturze gruzełkowatej można łatwo doprawić, przygotowując tym samym doskonałe „łoże siewne”. Trwała struktura warunkuje szybkie powstanie i utrzymanie przez odpowiednio długi okres wysokiej sprawności roli oraz zapobiega powstawaniu skorupy glebowej. Zaskorupienie gleby najlepiej niszczy za pomocą wałów zębatych (kolczastych) oraz wałów typu Cambridge i Croskill [Kostka-Gościniak 1994].

Koleiny

    W czasie prac polowych takich jak: zabiegi uprawowe, nawożenie, zabiegi ochrony roślin, pielęgnowanie, zbiór i transport ziemiopłodów powstają koleiny, czyli ślady w glebie pozostające po przejechaniu ciągników i maszyn. W wyniku tego następuje niezamierzone ugniatanie gleby. Powierzchnia ugniatana jest zawsze kilkukrotnie większa niż cała powierzchnia pola. Pełne, jednorazowe pokrycie przejazdami uzyskuje się już po wykonaniu trzech zabiegów agrotechnicznych [Černy 1971]. Powierzchnia utłaczana kołami ciągników, narzędzi i maszyn jest kilkukrotnie większa niż powierzchnia pola i zależy od gatunku uprawianej rośliny [Domżał i Horada 1990]. Łączna długość śladów pozostawionych w okresie od przygotowania roli aż do zbioru w przeliczeniu na 1 ha, wynosi: w przypadku jęczmienia jarego – 30 km, lucerny – 57 km, a buraka cukrowego - 58 km. W większości upraw po polu o powierzchni 1 ha ciągnik przejeżdża 20-100 km rocznie, stąd każdy punkt może być ugniatany nawet 10-krotnie [Byszewski i Haman 1974].

    Na spulchnionej roli, w trakcie każdego zabiegu agrotechnicznego ciągniki przyczyniają się do powstawania głębokich kolein, w których właściwości fizyczne gleby ulegają niekorzystnym zmianom. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć: niszczenie struktury roli prowadzące do zaskorupiania się i pękania gleby [Piechnik 1998], likwidowanie porowatości niekapilarnej, zmniejszenie przepuszczalności powietrznej i wodnej gleby, a tym samym pogorszenie warunków krążenia składników pokarmowych w glebie oraz zwiększenie gęstości objętościowej gleby utrudniające wzrost i rozwój korzeni, co prowadzi do obniżki plonu i pogorszenia jego jakości (selerowatość). Stosowanie ciężkiego sprzętu kołowego powoduje również zniekształcenie powierzchni pola, które utrudnia później pracę maszyn. Po ulewnych deszczach w śladach kół zbiera się woda, a na zboczach spływ powierzchniowy daje początek erozji wodnej gleby. Koleiny ułożone zgodnie ze spadkiem terenu, nasilają erozję wodną gleby. W tych śladach wcześniej występuje spływ wody w porównaniu z powierzchnią pola obok kolein. Przeciwdziałanie polega na stosowaniu szerokich opon, kół bliźniaczych lub kół drabinkowych oraz agregatowaniu narzędzi (tab. 2). Zasadą agregatowania narzędzi uprawowych jest łączenie ich w takiej kolejności, aby najpierw pracowały narzędzia głębiej, a za nimi płycej spulchniające rolę, i wszystkie posiadały taką samą szerokość roboczą. Do likwidowania kolein stosuje się spulchniacze śladów pracujące w glebie za kołem ciągnika. Spulchnianie kolein nie należy prowadzić tylko w trakcie siewu, ale również podczas włókowania, bronowania, kultywatorowania i pielenia. Pozornie wydaje się, że spulchniające działanie brony lub kultywatora likwiduje całkowicie zagęszczone kołami pasy gleby. W rezultacie jednak podczas bronowania pola koleiny pociągnikowe w większości ulegają tylko przysypaniu, a podczas kultywatorowania na głębokości 15 cm dno kolein spulchniane jest zaledwie na głębokość kilku centymetrów. Z tego wynika, że na polu pozornie doprawionym i przygotowanym do siewu istnieje sieć ukrytych kolein, których niekorzystne działanie ujawni się w późniejszym okresie wegetacji roślin.

Zbrylenie warstwy ornej

    Celem uprawy roli jest doprowadzenie jej do stanu sprawności. Wysoką polową zdolność wschodów i szybki rozwój młodych roślin można uzyskać tylko wtedy, gdy zapewnione jest doprowadzenie wody do nasion z głębszych warstw gleby oraz dostęp ciepła i powietrza z góry przez spulchnioną warstwę roli (rys. 1 a). Podsiąk wody kapilarnej jest możliwy, gdy w warstwie ornej występuje brak zbrylenia, w którym znajdują się przestwory aeracyjne. Uprawa zbyt głęboka zakłóca system kapilarny i może pogorszyć polową zdolność wschodów. Niewłaściwe wykonanie orki i doprawienie roli powoduje jej zbrylenie oraz utrudnia kiełkowanie i wschody roślin (rys. 1 c). Wiosenną uprawę roli można rozpocząć dopiero wtedy, gdy po przejeździe nie zostają głębokie koleiny, wyższa jest temperatura gleby, a wilgotność i kruszenie roli są odpowiednie. Zbyt wyskibione, niewyrównane pole, ze względu na nierównomierne przesychanie można zacząć uprawiać na wiosnę później, a uprawa musi być przeprowadzona na większą głębokość.

    Byłoby ideałem, gdyby uprawa była wykonana bezpośrednio przed siewem na głębokość wysiewu nasion. Takie doprawienie roli może spełnić odpowiednio dobrany do stanu i rodzaju gleby agregat uprawowy, który może nie tylko spulchniać, ale i zagęszczać warstwę roli na poziomie głębokości siewu. Składa się on zwykle z narzędzi spulchniających biernych jak: brona zębowa czy kultywator lub narzędzi aktywnych jak: brona rotacyjna lub wahadłowa oraz narzędzi ugniatająco-kruszących. Za narzędziami spulchniającymi umieszczone są wały strunowe, których zadaniem jest podpowierzchniowe ugniecenie, pokruszenie i wyrównanie roli.

Podeszwa płużna

    Podeszwą płużną nazywamy górną część warstwy podornej (podskibia) nadmiernie zagęszczonej wskutek ugniatania zbyt wilgotnego dna bruzdy kołami ciągnika, płozami pługów itp. Na tak ubitym dnie zatrzymują się drobne cząstki glebowe, wymywane z górnej warstwy gleby przez wodę opadową, a po pewnym czasie tworzy się silnie zbita warstwa, która utrudnia krążenie wody i powietrza oraz przenikanie korzeni [rys. 2]. Można ją zlikwidować poprzez dooranie ugniecionej warstwy do warstwy ornej lub pogłębiaczem albo w sposób biologiczny, uprawiając rośliny głęboko korzeniące się, np. motylkowate lub nawozy zielone.

   Obecność podeszwy płużnej można stwierdzić za pomocą próby szpadlowej [Sekera 1984]. Do tego celu używa się płaskiej, prostokątnego szpadla (30 x 18 cm). Najpierw w glebie wykopuje się małą odkrywkę o pionowej ściance. Następnie ostrożnie wciska się szpadel w glebę ruchem wahadłowym tak, aby szpadel całkowicie zagłębił się w roli. Aby wydobyć próbkę gleby w stanie nienaruszonym, trzeba przyklęknąć i przechylić szpadel, jednocześnie przytrzymując próbkę ręką. Po charakterystycznym rozpadzie gleby i istniejącym stanie struktury można rozpoznać ewentualne zagęszczenia roli. Podeszwę płużną w pobranej próbce łatwo zlokalizować za pomocą wąskiego noża. Korzenie roślin powinny rozrastać się bez skrętów z góry w dół i na boki oraz równomiernie się rozgałęziać. Nie powinna występować strefowość rozgałęziania. Korzenie pozaginane wskazują często na omijanie twardych elementów gleby. W takim przypadku gleba nie jest gruzełkowata, lecz składa się z twardych elementów. W krańcowych sytuacjach może dojść do poziomego zagięcia wszystkich korzeni, co oznacza występowanie warstw nieprzepuszczalnych.

Nadmierne zagęszczenie podglebia

    Poruszające się po polu ciężkie maszyny i ciągniki powodują nadmierne zagęszczenie warstw głębiej leżących nawet do głębokości >0,9 m [Buchner i Köller 1990]. Z kolei stosowane przez wiele lat zabiegi uprawowe spulchniają tylko warstwę orną. Taki stan gleby wymaga zastosowania specjalnego zabiegu agromelioracyjnego - głęboszowania, który wykonuje się co kilka lat na głębokość 40-80 cm (rys. 3). Stosuje się je głównie na glebach ciężkich, wymagających spulchnienia głębszych warstw [Kaus i Pabin 1991]. Rzadziej głęboszuje się gleby lekkie o nadmiernie zbitej warstwie podornej. Głęboszowanie stosowane jest wszędzie tam, gdzie warstwa gleby w profilu glebowym ogranicza ruch wody i rozwój systemu korzeniowego. Zabieg ten przynosi następujące korzyści: zwiększa infiltrację, poprawia podsiąkanie, poprawia retencyjność gleby, zapewnia lepszy rozwój korzeni oraz wpływa na wzrost plonów. Głębokie spulchnienie zwiększa udział zarówno porów dużych, przez które woda grawitacyjna spływa do głębszych warstw, jak i mniejszych, które zatrzymują wodę dostępną dla korzeni. Poza tym, głębiej rosnące korzenie mogą pobierać wodę z głębszych warstw, co daje roślinie większe szanse na przetrzymanie okresu suszy bez strat plonu. W uprawie buraka cukrowego jest to bardzo korzystne. Poprawia się przy tym wykorzystanie składników pokarmowych. Zabieg ten przynosi pozytywne efekty w postaci większych plonów tylko tam, gdzie występowało nadmierne zagęszczenie gleby. Głęboszować należy także silnie ubite pasy pola w uprawach, w których stosowano ścieżki przejazdowe. W latach obfitujących w opady efekt głęboszowania może być minimalny lub żaden, ponieważ rośliny mają wówczas wystarczającą ilość wilgoci w warstwie ornej.

    Prawidłowo wykonane głęboszowanie musi spełniać następujące warunki: 1) zabieg powinien być wykonany podczas niskiej wilgotności gleby, aby zapewnić spękanie twardej warstwy, najlepiej tuż po zbiorze przedplonu,
2) gleba znajdująca się poniżej warstwy ubitej musi zatrzymać wodę grawitacyjną,
3) podskibie nie może być zbyt kwaśne lub zasadowe, ponieważ wzrost roślin może być zahamowany,
4) na polach zmeliorowanych głęboszowanie należy wykonać pod kątem prostym do rurociągów drenarskich,
5) na stoku głęboszowanie powinno być wykonane wzdłuż warstwic, aby zapobiec erozji i powstawaniu podmokłych miejsc u podnóża stoku.

Reasumując, należy stwierdzić, że utrzymanie wysokiej sprawności gleby pozbawionej chorób strukturalnych przy jednoczesnej ochronie środowiska glebowego zależy od eliminacji zabiegów degradujących strukturę gleby, ograniczenia ugniatania pola, erozji wodnej oraz prawidłowej techniki wykonywania zabiegów agrotechnicznych

Uprawa zerowa
przygotowanie pola pod zasiew wyłącznie przez zastosowanie herbicydów totalnych na ściernisko i wykonanie specjalnym siewnikiem siewu bezpośredniego.
Uprawa zerowa eliminuje wiele wad uprawy płużnej:

naruszenie naturalnego układu gleby, co prowadzi niszczenia jej struktury i zmniejszenia populacji geobiontów,

zniszczenie naturalnej warstwy ochronnej gleby (roślinności i resztek organicznych), której brak prowadzi do erozji wietrznej i wodnej,

zbyt szybki rozkład substancji organicznej, zaburzenie obiegu składników pokarmowych w glebie,

tworzenie się podeszwy płużnej i zaskorupienia,

wyorywanie kamieni i martwicy glebowej,

zmniejszenie nośności gleby (powstawanie głębokich kolein),

konieczność doprawiania zaoranego pola,

możliwość siewu dopiero po odleżeniu się roli,

duża energochłonność.

Tą metodą można uprawiać kukurydzę, rzepak, zboża ozime, strączkowe a także burak cukrowy.

Siew bezpośredni stosuje się (nie za często) po spełnieniu następujących warunków:

posiadanie specjalnych siewników,

odpowiedni przedplon,

zastosowanie herbicydów niszczących resztki przedplonu i chwasty,

dostateczne uwilgotnienie gleby,

dobór właściwego gatunku i odmiany rośliny uprawnej,

posiadanie przez rolnika wiedzy i doświadczenia w zakresie możliwości upraszczania uprawy roli.

Niespełnienie tych przesłanek prowadzi z reguły do obniżki plonów. Stosowanie uprawy zerowej, nienaruszającej naturalnego układu gleby, może być sporadycznie wykorzystane w praktyce rolniczej. Powtarzająca się zbyt często taka technologia uprawy na tym samym polu staje się ryzykowna z powodu większego zachwaszczenia (gł...