Gleba jest układem składającym się z trzech faz: stałej, ciekłej i gazowej. Na całkowitą objętość gleby składa się objętość fazy stałej gleby oraz objętość wolnych przestrzeni inaczej porów. Pory wypełnione mogą być częściowo przez wodę a częściowo przez powietrze glebowe. Natomiast w fazie stałej dominują przeważnie składniki mineralne (90-95 % fazy stałej), a pozostałą jej część stanowi substancja organiczna. Wzajemny układ faz może się zmieniać w wyniku procesów glebotwórczych i ingerencji człowieka.

Co to jest glebowa substancja organiczna?

Pojęcie glebowej substancji organicznej jest trudne do zdefiniowania. Świadczą o tym liczne  próby sformułowania przez naukowców właściwej definicji. Elementem wspólnym jest próchnica (stanowi 80-90% całkowitej glebowej materii organicznej), która uznawana jest za synonim materii organicznej (w szczególności przez gleboznawców). Do pozostałych wymienianych elementów glebowej substancji organicznej zalicza się:

• resztki roślinne i zwierzęce (częściowo rozłożone lub nierozłożone),
• żywe makroorganizmy,
• żywe mikroorganizmy oraz produkty uboczne ich rozwoju.

Znaczenie glebowej substancji organicznej

Wpływ glebowej substancji organicznej nie ogranicza się tylko do środowiska glebowego, ale obejmuje również florę i faunę, gdyż substancja ta oddziałuje na nie w sposób pośredni jak i bezpośredni.

Już na bardzo wczesnym etapie w historii człowiek odkrył, że ciemne zabarwienie gleby wiąże się z jej zasobnością w materię organiczną. Taka barwa gleby powoduje silniejsze pochłanianie przez nią promieni słonecznych. W ten sposób substancja organiczna wpływając na właściwości cieplne gleby może przedłużyć okres wegetacyjny roślin.

Materia organiczna stanowi istotny element budulcowy gleby. Sprzyja ona powstawaniu tzw. struktury gruzełkowatej o dużej porowatości. Tworzy stabilne agregaty sklejając elementarne cząstki gleby. Ten rodzaj struktury wpływa korzystnie na rozwój roślin a w szczególności ich korzeni. Ponadto ułatwia ona mechaniczną uprawę roli.

Substancja organiczna ogranicza proces degradacji gleby. Detoksykuje środowisko glebowe (unieszkodliwia zawarte w nim zanieczyszczenia). Immobilizuje (czyli unieruchamia) pestycydy tworząc z nimi połączenia, tym samym łagodząc ich toksyczne działanie. Posiada również zdolność tworzenia stabilnych kompleksów z metalami ciężkimi. Inaktywując je ogranicza ich szkodliwe oddziaływanie.

Substancja organiczna w swoim składzie posiada grupy funkcyjne, które w zależności od warunków potrafią wiązać lub uwalniać jony wodorowe. Dzięki temu przeciwdziała ona gwałtownym zmianom pH gleby, a zatem stanowi swego rodzaju bufor. Cecha ta jest szczególnie istotna w procesie niwelowania skutków zakwaszenia gleby.

Dzięki dużej pojemności sorpcyjnej (sorpcja to całokształt zjawisk, w wyniku których gleba zatrzymuje drobne zawiesiny, mikroorganizmy, molekuły, jony, pary i gazy) materia organiczna zwiększa zdolność zatrzymywania wody przez glebę, tym samym chroniąc ją przed wysuszeniem. Ma to ogromne znaczenie na glebach piaszczystych, gdzie pojemność wodna gleby zależy przede wszystkim od jej zasobności w materię organiczną. Ponadto zwiększa zdolność gleby do infiltracji (czyli inaczej wchłaniania wody przez grunt), co powoduje ograniczanie występowania takich zjawisk jak: erozja, zagęszczanie i powstawanie osuwisk. Większa pojemność sorpcyjna gleby oznacza również lepsze przeciwdziałanie wymywaniu składników pokarmowych. Zatem materia organiczna chroni wody powierzchniowe i gruntowe przed zanieczyszczeniem w szczególności azotem i fosforem.

Substancja organiczna zawiera składniki odżywcze (w tym azot, fosfor i siarkę), a ponieważ cechuje się dużą pojemnością sorpcyjną, powoduje znaczne zwiększenie ich dostępności dla organizmów. Reguluje w ten sposób pobieranie składników pokarmowych przez rośliny. Stanowi również źródło pokarmu dla fauny glebowej i przez to przyczynia się także do zwiększania różnorodności biologicznej.

Glebowa substancja organiczna a klimat

Zagadnienia dotyczące glebowej substancji organicznej są istotne nie tylko dla obszaru rolnictwa. Procesy jakim ulega ta substancja mają wpływ na klimat. Rozkład substancji organicznej powoduje uwalnianie do powietrza CO₂ czyli jednego z tzw. gazów szklarniowych (cieplarnianych) przyczyniających się do globalnego ocieplenia. Ponadto uważa się, iż globalne ocieplenie może z kolei przyspieszyć rozkład glebowej substancji organicznej,  co spowoduje dalsze nasilenie zmian klimatu.

Czynniki mające wpływ na zasobność gleby w substancje organiczną

Zawartość materii organicznej zależy od czynników naturalnych i antropogenicznych  (wynikających z działalności człowieka) (tab.1). Do czynników naturalnych zalicza się: klimat, typ gleby, roślinność naturalną oraz ukształtowanie powierzchni. Jednak należy zwrócić uwagę przede wszystkim na czynniki związane z działalnością człowieka zwłaszcza obecnie, kiedy odnotowuje się spadek zawartości substancji organicznej zarówno w Polsce jak również w innych rejonach Europy.

Do przyczyn tego zjawiska zalicza się:

• spadek udziału upraw roślin motylkowych w zmianowaniu,
• uprawy monokulturowe i wykonywanie orki,
• spadek pogłowia inwentarza żywego, co skutkuje również zmniejszeniem produkcji nawozów organicznych,
• brak stosowania nawozów organicznych i nawozów zielonych,
• mechanizacja i chemizacja rolnictwa.

Tab. 1. Czynniki mające wpływ na zasobność gleby w substancję organiczną

Opracowała

Anna Giera

na podstawie literatury:

Barry P., Merfield Ch. (2008): Nutrient Management on Organic Farms. Teagasc Moorepark Advisory, Fermoy, Co Cork. Teagasc Environmental Research Centre. Johnstown Castle, Co. Wexford. Agriculture and Food Development Authority: 38 ss.

Beare M.H., Hendrix P.H., Coleman D.C. (1994): Water-stable aggregates and organic matter fractions in conventional and no-tillage soils. Soil Sci. Soc. Am. J.: 58, 777-786.

Buckman H. C., Brady N. C. (1971): Gleba i jej właściwości. Państw. Wyd. Rol. i Leś. Warszawa

Gorlach E., Mazur T. (2001): Chemia rolna. Wyd. PWN. Warszawa

Kowaliński S., Gonet S. (1999): Materia organiczna gleb. W: Gleboznawstwo. Red. Zawadzki S. Wyd. Państw. Wyd. Rol. I Leś., Warszawa: 237-263.

Mocek. A., Drzymała S., Maszner P. (2006): Geneza, analiza i klasyfikacja gleb. Wyd. AR, Poznań

Organic matter decline (2009): Directorate-General for Agriculture and Rural Development; Joint Research Centre's Institute for Prospective Technological Studies, Institute for Environment and Sustainability; The Directorate-General for Environment, European Communities 4 ss. (http://soco.jrc.ec.europa.eu)

Waters A.G., Oades J.M. (1991): Organic matter in water stable aggregates. In: W.S. Wilson (ed), Advances in Soil Organic Matter Research: The Impact on Agriculture and the Environment. Royal. Society of Chemistry, Cambridge: 163- 174.

Stevenson F.J. (1994): Humus Chemistry: genesis, composition, reactions. 2nd ed. Wiley, New York: 496 ss.

Tate R. L. (1995): Soil Microbiology. John Wiley & Sons, Inc. New York

Zdruli, P., Jones, R.J.A., Montanarella, L. (2004): Organic Matter in the Soils of Southern Europe. European Soil Bureau Technical Report, EUR 21083 EN, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg