Zróżnicowanie upraw

clover-380820__180Czasem zastanawiam się jak to jest możliwe, że na ugorze rosną obok siebie zioła, chwasty i trawa. Wszystko żyje w swoistej symbiozie. Nic nikomu nie przeszkadza. W lesie jest podobnie. Różne drzewa, krzewy i rośliny rosną obok siebie w zupełnej harmonii i zgodzie.  Wszystko jest dobre, gdyż Bóg takim je stworzył. Człowiek jedynie określił, że chwasty są złe i trzeba je natychmiast tępić. Problemy w rolnictwie zaczęły się od chwili odchwaszczania pól chemicznym środkiem. Preparat ten jest rakotwórczy i powoduje mutacje.  Szkoda wyrządzona glebie i ludziom jest olbrzymia, gdyż pozostawia na długo swój ślad. Pamiętam, że dawniej rolnicy wyrywali ręcznie chwasty, natomiast dziś stosuje się do tego niszczycielską chemię. Brak czasu – można powiedzieć nie pozwala na tak żmudną pracę.  Ale to nieprawda.  Pól uprawnych jest coraz mniej. Wiele z nich stoi nie użytkowanych. Na wielkich połaciach dawnych pól stoją dziś domy i bloki oraz zakłady przemysłowe. Ludności jest coraz więcej a bezrobotnych przybywa.  W czym jest ukryty problem?  Totalnie zachwiana równowaga posiadania jest przyczyną niewłaściwego rozdziału dóbr materialnych w świecie. Jeden rolnik użytkuje od 100 – 200 ha ziemi a inny jest pozbawiony niewielkiej nawet działki na swoje własne potrzeby i rodziny.  Niekontrolowane dążenie nieustannego wzrostu jest dysfunkcją i chorobą. Taką dysfunkcję ma rak w organizmie, którego celem jest własny wzrost. W konsekwencji niszczy swego żywiciela i samego siebie.  Brak harmonii i równowagi w posiadaniu ziemi powoduje, że jeden rolnik nie jest w stanie ręcznie wyrwać chwastów na tak dużym obszarze. Musi stosować ciężką chemię aby sobie pomóc z odchwaszczaniem pól. Wielu innych ludzi tymczasem się nudzi, narzeka na brak pracy i środków do życia.  Ostatnio zdarzają się w Polsce przypadki zatajania śmierci emeryta, aby móc korzystać z jego należnej życiowej emerytury. Mieszkają razem z jego rozkładającymi się zwłokami, aby mieć minimum socjalne na życie. Te dwa skrajne, ekstremalne przypadki biedy i bogactwa, są dowodem na wynaturzenie w sferze posiadania w społeczeństwie.  Bóg obdarzył wszystkich ludzi możliwością pracy i pożywienia. Dlaczego człowiek zaburzył prawa ustanowione przez Stwórcę?   Państwo powinno dbać jak kiedyś bywało, aby każdy miał pracę i środki na utrzymanie rodziny.

Właściwości gleby

field-325203__180Właściwości chemiczne gleby wpływające na organizmy wiążące azot  Molibden jest pierwiastkiem potrzebnym bakteriom wiążącym azot do produkcji enzymu – nitrogenazy, bez jego odpowiedniej i dostępności proces wiązania azotu osłabia się. (Nie)dostępność molibdenu może zatem negatywnie wpływać na ilość związanego przez bakterie i sinice azotu. pH gleby wpływa na przystępność molibdenu – im niższe pH, tym mniejsza jest dostępność tego pierwiastka dla roślin. Ponadto na glebach lekkich (które zwykle są również kwaśne) molibden stosunkowo łatwo ulega wymyciu. Jako ciekawostkę (dla Polaków) można wspomnieć, że molibden jest często czynnikiem ograniczającym wzrost roślin na glebach piaszczystych w tropikach (5).  Bill Mollison (twórca pojęcia permakultura) podaje (o molibdenie) w książce „Permaculture Designers’ Manual”, że:  …A few ounces per acre is used on many acid soils, and rarely again needed…  Tłumaczenie (W.M.): …Kilka uncji (uncja to około 28g) jest potrzebne na akr (akr to około0,4ha) i potem rzadko kiedy trzeba powtarzać ten (nawożenia molibdenem) proces…  Zatem podniesienie pH do rozsądnego poziomu (6-7) oraz nawożenie molibdenem powinno pod tym katem poprawić żywot wolnożyjących bakterii i sinic wiążących azot (tych współżyjących z roślinami również). W Polsce także czasami uzasadnione jest stosowanie tego pierwiastka, zwłaszcza wśród rolników konwencjonalnych (6). Wapnowanie gleb kwaśnych poprawi przy okazji również ich strukturę.  Ciekawym faktem jest również, że ilość i aktywność wolnożyjących organizmów wiążących azot zależy również od ilości azotu w glebie.

Azot w glebie

agriculture-62417__180Czynnikiem, który ma wpływ na to ile azotu zwiążą nam wolnożyjące organizmy wiążące azot jest sam gatunek występujących w danej glebie bakterii wiążących azot. Te są jednak zwykle konsekwencją występujących warunków klimatyczno-glebowych, choć w przypadku gospodarowania na Antypodach często ma sens zaszczepienie gleby odpowiednim szczepem.  Komercyjne produkty zawierające wolnożyjące organizmy wiążące azot  Istnieją na rynku produkty wykorzystujące produkty zawierające wolnożyjące organizmy wiążące azot. Na rynku amerykańskim istnieje nawet taki wyłącznie temu celowi poświęcony inokulant (szczepionka) glebowy zwany Twin N™  – z opisu producenta wynika, że czyni cuda (11).  W Polsce jedyny mi znany środek zawierający wolnożyjące bakteria wiążące azot dostępny w sprzedaży to tzw. Efektywne Mikroorganizmy (EM) (12).  Jak zwykle powinniśmy być nieco bardziej sceptyczni w przypadku pozyskiwania informacji na temat korzyści danego środka/sposobu jeżeli uzyskujemy informacje od osoby, która dany środek/sposób/metodę sprzedaje.  Proces wiązania azotu przez organizmy wolnożyjące najprawdopodobniej zawsze pozostanie w granicach do kilkudziesięciu kg N/ha/rok z powodu małej ilości dostępnych węglowodanów w glebie (czy to poprzez wydzieliny roślin czy też z rozkładu materii organicznej). Mikroorganizmy wiążące azot są niewydajne w wykorzystywaniu tego źródła energii co powoduje, że w wysoce konkurencyjnym środowisku żyznej gleby zawierającej przecież sporo azotu nie są w stanie osiągnąć przewagi nad organizmami specjalizującymi się w wydajnym wykorzystywaniu węglowodanów (13).  Wartość ekonomiczna zjawiska wiązania azotu przez wolnożyjące organizmy.

Nawożenie azotowe

corn-254596__180W chwili obecnej do 50 kg azotu na ha na rok, jakie można uzyskać dzięki aktywności wolnożyjących organizmów wiążących azot warte jest w uprawie konwencjonalnej około kilkadziesiąt – sto kilkanaście złotych. Uwzględnić trzeba jednak, że tego azotu nie trzeba rozrzucać (brak kosztów paliwa i zmniejszona amortyzacja maszyn) oraz fakt, że jest on wykorzystywany dużo skuteczniej niż nawozy azotowe powoduje, że jego wartość jest wyższa. Kolejny plusem, który przemawia za azotem pozyskiwanym ze źródeł naturalnych jest jego „ekologiczność” – azot, który można wykorzystać w produkcji ekologicznej jest po prostu droższy. Uwzględniając również, że ceny gazu ziemnego mamy najwyższe w Europie (14) (to on jest źródłem energii do produkcji sztucznych nawozów azotowych) i raczej będą one tylko rosły, warto uwzględnić choć kilka sposobów, które poprawią warunki życia wolnożyjących organizmów wiążących azot.  Ostatecznie większość z przedstawionych sposobów na poprawę im życia to po prostu poprawa jakości i sposobu gospodarowania glebą i jako skutek uboczny osiągnie się również:  -lepszą retencję wodną gleby  -większe utrzymywanie składników mineralnych w glebie  -zdrowsze, lepsze  i możliwe, że większe plony  -ograniczenie kosztów     Podsumowując by zwiększyć wydajność wiązania azotu poprzez wolnożyjące organizmy wiążące azot należy:  1.Zadbać o dobrą strukturę gleby poprzez zwiększenie poziomu materii organicznej   2.Unikaj ubicia gleby   3.Podnieś pH gleby i rozważ (ze względu na potencjalną toksyczność tylko po teście gleby!!!) nawożenie molibdenem  4.Zadbać o meliorację gleby  5.Zwiększyć poziom materii organicznej w glebie  6.Nie uprawiać zbyt dużo i zbyt często roślin z rodziny czosnkowatych  7.Wyeliminować/ograniczyć/zracjonalizować używanie środków ochrony roślin  (herbicydów i fungicydów), zwłaszcza na glebach lekkich.

Rośliny bobowate

rapeseed-269785__180Okazało się, że po przyoraniu bogatych w łatwo i szybko dostępny azot roślin bobowatych (dawne motylkowe) wysianych na nawóz zielony, geny związane z nitrogenazą (enzymem wytwarzanym przez bakterie do wiązania azotu) nie uaktywniają się.  To ciekawe sprzężenie zwrotne zapobiega choć częściowo przenawożeniu azotem „naturalnego” pochodzenia, gdyż wolnożyjące bakterie wiążące azot nie „pracują” w środowisku obfitości azotu. Spowodowane jest to tym, że proces nitrogenazy jest energetycznie rzecz biorąc dla bakterii, sinic i roślin (w przypadku roślin jest to koszt „żywienia” bakterii symbiotycznych) bardzo kosztowny. Te organizmy preferują jeśli to jest możliwe azot w formie mineralnej czy organicznej niż wytwarzać go z powietrza. Przykładowo bakterie Azotobacter potrzebują 100 g glukozy do związania 1 g azotu(8). W pewnym stopniu tłumaczy to dlaczego w czasie ugorowania trójpolówki gleba regenerowała się i wzbogacała w azot – organizmy, które potrafiły stworzyć swój własny azot miały we środowisku duża przewagę więc i szybko się rozmnażały, mimo swojej „niewydajności” w sposobie pozyskiwania energii.  Właściwości fizyczne gleby wpływające na wolnożyjące organizmy wiążące azot  Właściwości fizyczne gleby mają bardzo duży wpływ na to jaki rodzaj organizmów wiążących azot będzie występował w danej glebie. Przykładowo gleba w której stoi woda (100% wilgotności) siłą rzeczy zawiera bardzo mało powietrza. To zaś sprawia, że są w niej w stanie rozwijać się tylko beztlenowe organizm wiążące azot (np. Clostridium).  Oznacza to, że mimo tego, że bakterie te mogą wiązać azot atmosferyczny, to z racji:  -dużej energochłonności procesu wiązania azotu atmosferycznego  -niskiej wydajności metabolicznej procesu oddychania beztlenowego…  …wiązanie azotu atmosferycznego w warunkach beztlenowych jest mało wydajne. Empirycznym potwierdzeniem tego zjawiska jest marna jakość siana (czy to w ogóle można tak nazwać?) pozyskiwanego z cały czas podtopionych łąk czy sitowi .

Czynniki wpływające na plony

corn-140207__180Niska wartość siana objawia się m.in. w niskiej zawartości białka… do którego wytworzenia potrzebny jest azot. Nie da się oczywiście oddzielić czynnika ciągłego zalania gleby od niskiego pH, nie mniej wpływ braku powietrza na rozwój odpowiedniej flory bakteryjne gleby jest jednoznaczny. Zbyt wysoka wilgotność nie jest jedynym czynnikiem, który może spowodować powstanie warunków niedostatecznego natlenienia gleby. Niemal równie skutecznie powietrze z przestworów glebowych usuwa silne ubicie gleby.  By sam proces wiązania azotu zachodził wszystkie organizmy tlenowe muszą stworzyć w odpowiednich strukturach komórkowych warunki beztlenowe, co również pochłania energię, choć one dysponują jej większą ilością z racji wydajnego (tlenowego) spalania glukozy.  Skrajność w drugą stronę tzn. zbyt suchej gleby również jest niepożądana. Dla Azotobacter optymalna wilgotność gleby wynosi około 60% (9) Wolnożyjące bakterie wiążące azot najwięcej są w stanie go wiązać na glebach gliniastych (7).  Gleby piaszczyste są również pod tym względem gorsze.  Właściwości biologiczne gleby wpływające na wolnożyjące organizmy wiążące azot  Kolejna grupa czynników wpływająca na wiązanie darmowego azotu to czynniki biologiczne – ilość i miejsce w glebie materii organicznej. Jej rozmieszczenie w dużej ilości w glebie powoduje, że bakterie wiążące azot mogą żywić się nią na większej głębokości. Gdy ta występuje tylko powierzchniowo, to i wolnożyjace organizmy wiążące azot  występować będą tylko powierzchniowo, wiec z powodu mniejszej ilości mikroorganizmów wydajność całego procesu jest również mniejsza.  Gleby w których większość materii organicznej jest uboga w azot a przez to trudno rozkładalne przez bakterie występuje dużo grzybów.