Definicja pojęcia:

próchnica glebowa

Próchnica glebowa, humus - wszystkie martwe szczątki organiczne, które podlegają rozkładowi w glebie oraz na jej powierzchni. Próchnica glebowa jest organiczną substancją bezpostaciową, składającą się z resztek martwych roślin i zwierząt. Stanowi 70-80% substancji organicznych znajdujących się w glebie.
  1. Znaczenie próchnicy glebowej
  2. Z czego składa się próchnica glebowa
  3. Znaczenie materii organicznej
  4. Proces humifikacji
  5. Proces mineralizacji

Znaczenie próchnicy glebowej

Ilość próchnicy glebowej jest wyznacznikiem żyzności gleby. Najważniejszymi funkcjami próchnicy glebowej w glebie są:
  • udział w tworzeniu gleb i kształtowaniu ich właściwości;
  • udział w procesach wymiany jonowej;
  • udział w biologicznym obiegu pierwiastków;
  • zdolność do zatrzymywania znacznych ilości wody;
  • dostarczanie roślinom pierwiastków odżywczych;
  • dostarczanie drobnoustrojom oraz faunie glebowej energii i węgla;
  • działanie ochronne dla wielu substancji biologicznie czynnych;
  • oddziaływanie na wzrost i rozwój roślin;
  • wpływ na rozpuszczalność i przemieszczanie się pierwiastków;
  • hamowanie rozwoju niektórych patogenów roślin.

Zawartość próchnicy glebowej, jako podstawowego wyznacznika żyzności gleby wiąże się głównie z właściwościami sorpcyjnymi gleby, zarówno w stosunku do składników pokarmowych roślin, jak i pierwiastków zbędnych czy też szkodliwych, jak ołów, kadm, promieniotwórczy cez i stront. Bardziej nośną informację dotyczącą stopnia próchniczości gleby jest jej zasobność w próchnicę (zapas próchnicy) wyrażony w tonie na hektar (T/ha), niż procentowy wskaźnik zawartości próchnicy glebowej w wierzchniej warstwie gleby.
Próchnica poprawia strukturę gleby, utrzymuje wodę, ograniczając w ten sposób utratę substancji odżywczych, fot. shutterstock

Z czego składa się próchnica glebowa

Substancje organiczne w podłożu podlegają ciągłym przemianom ilościowym i jakościowym. Ciągła przemiana substancji organicznych w próchnicę glebową jest możliwa dzięki wysokiej aktywności mikrobiologicznej w glebie oraz dzięki ciągłemu dopływowi świeżej masy organicznej do gleby.

Próchnicę glebową tworzą składniki, które przedostają się do gleby. Mogą być to składniki naturalne lub składniki wynikające z działalności człowieka. Głównymi źródłami materii organicznej są resztki roślinne, które w lasach powstają z opadu roślin, a na polach uprawnych z resztek po zbiorowych. Do źródeł materii organicznej zalicza się także bioodpady, takie jak nawozy naturalne, pochodzące z gospodarstw (obornik, gnojowica) oraz materię organiczną pochodzenia zewnętrznego jak osady ściekowe i kompost.

W glebach naturalnych, które występują na przykład w ekosystemach leśnych, dochodzi do nagromadzenia materii organicznej. Zjawisko to zachodzi wtedy, gdy w krótkim czasie nazbiera się dużo materii organicznej, która nie zdąży się zmineralizować.

W przypadku, gdy w danych warunkach klimatyczno-glebowych ilość dopływającej materii organicznej równoważy się z ilością materiału mineralizowanego oznacza to, że ekosystem otrzymał maksymalną ilość próchnicy glebowej. Poziom równowagi oznacza zaś, że ekosystem osiągnął maksymalny poziom próchnicy dla danego typu gleby.

Zakłócenie procesu przemian przez, na przykład: dostarczenie dużych dawek mineralnych nawozów azotowych, jak zdarza się w rolnictwie, powoduje, że bakterie glebowe, których zadaniem jest przemiana azotu (N) do jonów amonowych (NH4) przestają się rozwijać. Nie jest to jednak stan permanentny. Ustępuje po pewnym czasie, ale w sytuacji, gdy dostarczanie nawozów powtarza się cyklicznie, zdolność do przetwarzania masy organicznej w glebie znacząco spada.

Materiał organiczny gleby jest bardzo zróżnicowany. Tworzą go częściowo rozłożone resztki roślinne i zwierzęce w różnym stadium rozkładu, które podlegają mineralizacji i humifikacji. Materiał organiczny tworzą także cząstki roślin i zwierząt już rozdrobnione, których wielkość nie przekracza 2 mm i których obecność w glebie wspomaga zachodzenie przemian materii organicznej jak również organiczne produkty działalności życiowej mikroorganizmów glebowych. Ilość materii organicznej w glebie jest uzależniona od wielu czynników, takich jak klimat, rodzaj roślinności, typ gleby, ukształtowanie terenu, skała macierzysta oraz oddziaływania antropogeniczne.

Największy wpływ na zawartość materii organicznej w glebie ma najprawdopodobniej klimat. Ponieważ tempo mineralizacji zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury, to największe ilości materii organicznej będą gromadziły się w klimatach chłodnych. Wraz z przesuwaniem się coraz bardziej w strefę klimatu ciepłego tempo gromadzenia się materii organicznej będzie spadało, na rzecz mineralizacji. Natomiast wraz ze wzrostem wilgotności wzrasta aktywność mikroorganizmów, prowadząca do powstania sporych ilości materii organicznej poddanej humifikacji.
Profil glebowy – literą O oznaczono warstwę próchniczą, źródło: shutterstock

Znaczenie materii organicznej

Materia organiczna wpływa na fizyczne, chemiczne i biologiczne właściwości gleby w stopniu niewspółmiernie wielkim do jej niskiej zwartości:

Wpływ na właściwości fizyczne:
  • przyczynia się do porządkowania przestrzeni wewnątrz gleby, przez co poprawie ulegają warunki powietrzno-wodne gleb;
  • korzystnie wpływa na porowatość, zwięzłość i lepkość gleb;
  • zwiększa pojemność wodną gleb;
  • zmieniają zabarwienie gleb (od szarego do czarnego) – wiąże się z tym silniejsze i szybsze nagrzewanie się gleby.

Wpływ na właściwości chemiczne:
  • decyduje o pojemności sorpcyjnej gleb. Materia organiczna wykazuje od 2 do 30 razy większą pojemność sorpcyjną niż koloidy mineralne;
  • jest skutecznym systemem regulującym odczyn gleby;
  • reguluje procesy oksydacyjno-redukcyjne;
  • dostarcza roślinom składników pokarmowych.

Wpływ na właściwości biologiczne:
  • zawiera substancje wzrostowe korzystnie wpływające na rośliny;
  • działa fitosanitarnie – niszczenie organizmów patogennych przez organizmy saprofityczne.
Czarnoziem – bardzo żyzna gleba o głębokim profilu próchniczym, fot. shutterstock

Proces humifikacji

Humifikacja jest procesem przede wszystkim biochemicznym. To złożony proces rozkładu przez mikroorganizmy materii organicznej oraz zmiany fizykochemiczne i chemiczne substancji bardziej odpornych na rozkład. Biorą w nim udział zarówno enzymy wydzielane przez żywe mikroorganizmy glebowe, jak i cały szereg reakcji chemicznych. Przebieg procesu humifikacji zależy od składu chemicznego resztek organicznych i od warunków środowiska wpływających na rozwój działalność mikroorganizmów glebowych.

Uważa się, że proces humifikacji przebiega w dwóch fazach:
  • mikrobiologicznego rozkładu złożonych związków wysoko molekularnych, jak lignina, błonnik, garbniki do prostszych elementów budulcowych;
  • syntezy substancji prostszych, w wyniku, której powstają substancje próchniczne.

Proces mineralizacji

Mineralizacja materii organicznej – to przekształcenie glebowych związków organicznych w związki mineralne. Mineralizacja materii organicznej posiada ogromne znaczenie w udostępnianiu roślinom związków zawartych w glebowej materii organicznej. Dopiero mineralne związki rozpuszczone w roztworze glebowym mogą być pobierane przez rośliny.

Proces mineralizacji można podzielić na trzy fazy, którymi są:
  • faza inicjalna – hydroliza i utlenianie materii organicznej bezpośrednio po obumarciu żywych organizmów.
  • faza mechanicznego rozkładu – rozdrabnianie substancji organicznej pod wpływem makrofauny i mezofauny, jej przemieszczenie i wymieszanie z innymi składnikami gleby.
  • faza mikrobiologicznego rozkładu – organizmy należące do mikroflory i mikrofauny zmieniają materię organiczną w związki nieorganiczne

Mineralizacja materii organicznej, która zachodzi w warunkach tlenowych nazywana jest procesem butwienia. Natomiast mineralizacja, która zachodzi w warunkach beztlenowych jest nazywana gniciem. Szybkość rozkładu roślinnej materii organicznej jest uzależniona od zawartości ligniny. Jej obecność istotnie hamuje proces rozkładu materii organicznej.

Azot mineralny znajdujący się w glebie znacząco przyspiesza proces mineralizacji masy organicznej. Im większy jego niedobór w środowisku, a co za tym idzie zmniejszona dostępność dla roślin, tym wyższy będzie stopień mineralizacji. Im wyższa ilość azotu w glebie, tym materia organiczna w większym stopniu będzie ulega humifikacji.
Humus, fot. shutterstock

Bibliografia

  1. Tadeusz Pałosz; “Rolnicze i środowiskowe znaczenie próchnicy glebowej i metodyka jej bilansu ”; Rocznik Ochrona Środowiska, tom 11, str. 329-338, 2011;
  2. pod redakcją: Marcin Świtoniak Michał Jankowski Renata Bednarek; “Antropogeniczne przekształcenia pokrywy glebowej Brodnickiego Parku Krajobrazowego”; Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, 2014;
  3. Mieczysław Wojtasik; “Glebowe wyznaczniki ochrony środowiska ”; Zeszyty naukowe Wyższej Szkoły Pedagogicznej w BydgoszczyStudia Przyrodnicze, z. 9, 1990;
  4. Cezary Kabała; “Definicja próchnicy i koncepcja form próchnicy: perspektywa międzynarodowa i polskie tradycje”; Wydawnictwo SGGW, 2015;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.6
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy