Głównym składnikiem materii organicznej  jest próchnica (humus) definiowana najczęściej jako „złożona i dość trwała mieszanina brunatnych lub ciemnobrunatnych amorficznych substancji koloidalnych, powstała w wyniku modyfikacji pierwotnych tkanek roślinnych lub w wyniku syntezy przez różne organizmy glebowe” Składa się z węgla (58%), tlenu (28%), wodoru (4-5%), azotu (1,5-7%) i części mineralnych (2-8%).  Próchnica stanowi ok. 90% materii organicznej, dlatego często jest synonimicznie stosowana z pojęciem materii organicznej. Substancje humusowe mają najdłuższy czas obiegu spośród różnych materiałów organicznych w glebie – wynosi on od ok. 20 do 1000 lat.

Podstawowym wskaźnikiem jakości gleb jest zawartość materii organicznej, która wpływa na ich właściwości fizyczne, fizykochemiczne i chemiczne, stabilizuje ich strukturę, zmniejsza podatność na zagęszczenie oraz degradację w wyniku erozji wodnej i wietrznej.

W Polsce zaobserwowano duże zróżnicowanie zawartości próchnicy (w warstwie (0-25 cm), od 0,5% do 10% składu gleby, średnio jest to 2,2%. Według podziału stosowanego w Polsce, gleby o niskiej zawartości próchnicy (<1,0%) stanowią ok. 6% powierzchni użytków rolnych, a o średniej (1,0 – 2,0%) – ok.50%, zaś zasobne w próchnicę (>2,0%) ok. 43% powierzchni użytków rolnych kraju.

Zgodnie ze standardami przyjętymi w konwencjach międzynarodowych zawartość próchnicy poniżej 3,5% uznawana jest za przejaw pustynnienia, więc 89% areału polskich gleb użytkowanych rolniczo należałoby zaliczyć do gleb o niskiej zawartości materii organicznej, dotkniętych skutkami suszy.

1. Rola i znaczenie próchnicy w glebie

Próchnica dostarcza wiele składników pokarmowych niezbędnych dla wzrostu i rozwoju roślin, co sprawia, że jej zawartość w glebach mineralnych jest powszechnym wskaźnikiem żyzności. W naturalnych warunkach, gdzie człowiek nie ingeruje w środowisko glebowe, podstawowe warunki do prawidłowej wegetacji oraz  rolę regulatora większości czynników wzrostu w glebie pełni próchnica.

Wpływ próchnicy na właściwości gleby przedstawiany jest najczęściej w obszarach:

1. wpływu na właściwości fizyczne gleby: substancja organiczna wywiera dodatni  wpływ na powstawanie wodoodpornej struktury gleby, tworzenie się korzystnych stosunków wodno-powietrznych i termicznych. W glebach piaszczystych próchnica działając wraz z wydzielinami śluzowymi drobnoustrojów jako lepiszcze strukturotwórcze, zwiększa ich zwięzłość, odwrotnie zaś działa na glebach o ciężkim składzie granulometrycznym. Ponadto na glebach lekkich pod wpływem próchnicy zimniejsza się przemieszczanie cząstek drobnych do dolnych części profilów glebowych. Substancję organiczną gleby charakteryzuje wysoka pojemność wodna, gdyż w stosunku do swojej masy może ona zatrzymać 3-5 krotnie więcej wody.  Próchnica ma również wpływ na barwę gleby (zabarwienie od szarego do czarnego) – ciemna barwa powoduje silniejsze i szybsze nagrzewanie się gleb oraz zwiększa odporność na erozję. Humus charakteryzuje się niższą gęstością właściwą niż materiał mineralny gleby co prowadzi do wzrostu porowatości
2. wpływu na właściwości fizykochemiczne i chemiczne gleby: próchnica zwiększa zdolności sorpcyjne gleb, ponieważ wykazuje od 2 do 30 razy większą pojemność sorpcyjną niż koloidy mineralne, przy czym zdolność ta rośnie wraz z powiększeniem się ilości węgla organicznego. Dzięki zdolności sorpcyjnej substancje próchnicze regulują stężenie roztworów glebowych. Ponadto mają także właściwości buforowe w zakresie słabo kwaśnym, obojętnym i zasadowym, co prowadzi do utrzymania stałego odczynu gleb. Próchnica wpływa pozytywnie na przyswajalność mikroelementów przez rośliny, jest źródłem związków azotu, fosforu i siarki powstających w procesie mineralizacji oraz istotnie wpływa na wiązanie pestycydów, obniżając ich fitotoksyczność, migrację i ulatnianie. Oprócz tego ma zdolność do trwałego wiązania metali ciężkich  przez co zmniejsza się ich pobieranie przez rośliny.
3. wpływu na właściwości biologiczne gleby i ochronę środowiska glebowego: substancje próchniczne są regulatorem liczebności bakterii i grzybów w glebie, ponieważ stanowią podstawowe źródło azotu i węgla oraz energii i mineralnych składników pokarmowych dla makro- i mikroorganizmów. Związki próchniczne zwiększają także uruchamianie mineralnych składników pokarmowych roślin ze skał macierzystych lub mineralnej części masy glebowej poprzez swój wpływ na procesy wietrzenia. Gleby bogate w substancje humusowe odznaczają się wyższą aktywnością biologiczną – występujące w nich populacje mikroorganizmów są liczniejsze, bardziej czynne i ustabilizowane w swoim składzie gatunkowym. Substancje próchnicze pozytywnie wpływają na nitryfikację wprowadzonego do gleby azotu amonowego i związków azotowych samej gleby oraz zmniejszają znacząco straty tego składnika. Fizjologicznie aktywne związki próchnicze mają duży wpływ stymulacyjny w procesach oddychania, aktywności enzymatycznej oraz fotosyntezie roślin wyższych. Wprowadzona do gleby w postaci obornika lub materiału roślinnego substancja organiczna ma właściwości przeciwdziałające występowaniu chorób niektórych roślin uprawnych – silnie mnożące się w tych warunkach organizmy saprofityczne są antagonistami fitopatogenów.

1. 2. Sporządzanie bilansu próchnicy w gospodarstwie

Celem przeprowadzenia bilansu próchnicy jest ocena zasobności gleby w ten wartościowy jej składnik. Aktualna zawartość próchnicy w glebie jest wynikiem równowagi procesów prowadzących do jej nagromadzenia i rozkładu. Procesy te mają charakter mikrobiologiczny, aczkolwiek duży wpływ ma również sposób gospodarowania stosowany przez rolnika. Zwiększenie zawartości próchnicy w glebie nie jest możliwe bez systematycznego nawożenia obornikiem, słomą czy gnojowicą. Zachowanie próchnicy w glebie umożliwiają także prawidłowo ułożone zmianowania obejmujące stosowanie nawozów zielonych oraz uprawę strączkowych i wieloletnich roślin pastewnych. Na podstawie struktury zasiewów w gospodarstwie oraz znanej wielkości corocznie stosowanych nawozów organicznych można sporządzić bilans próchnicy. Jego obliczanie przeprowadza się na podstawie współczynników wzbogacania i degradacji gleby w substancję organiczną. Współczynniki określają, czy na przestrzeni roku dana uprawa i stosowany nawóz organiczny powodują wzrost czy też spadek ilości próchnicy w glebie. Dla przykładu: równoważnik obornika do próchnicy – jedna tona obornika zawiera 25 proc. suchej masy, która rozkładając się, daje 90 kg substancji organicznej. W prawidłowo prowadzonej gospodarce nawozowo-płodozmianowej bilans za pełną rotację zmianowania powinien być dodatni. Uprawa gatunków zużywających próchnicę powinna przeplatać się z roślinami pomnażającymi jej zasoby w glebie. Konieczność nawożenia organicznego jest często bagatelizowana.  Niektórzy badacze twierdzą, że można je całkowicie zastąpić nawozami mineralnymi. Świadczy to o postrzeganiu ich w wąskim aspekcie działania nawozowego, bez uwzględniania roli, jaką odgrywają w kształtowaniu żyzności gleby.

Niezależnie od stosowanej metody bilansu próchnicy jego zasada ideowa może być przedstawiona następującym równaniem:

SD = (a – b) (Pałosz 2009)

gdzie:

SD - saldo

a - przychód próchnicy w glebie

b - ubytek próchnicy w wyniku jej mineralizacji

Celem sporządzania bilansu próchnicy jest uzyskanie informacji o aktualnym stanie żyzności gleby i o rezerwach azotu w glebie, a więc czy istnieje niebezpieczeństwo strat azotu z gleby. Jest również wskazówką do zaproponowania takich rozwiązań uprawowych i w zakresie zmianowania, które nie zubożałyby gleby w próchnicę, a wręcz spowodowały jej wzrost w niedługim czasie. W Polsce do bilansu próchnicy wykorzystuje się metodę opartą o współczynniki reprodukcji i degradacji z lat osiemdziesiątych zapożyczone z Niemiec, a oficjalnie przyjęte w 2004 roku przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi w Kodeksie Dobrej Praktyki Rolniczej.

Współczynniki reprodukcji (+) lub degradacji (-) glebowej substancji organicznej dla poszczególnych grup roślin uprawnych (t/ha)

Współczynniki reprodukcji (+) lub degradacji (-) glebowej substancji organicznej dla nawozów organicznych (t/t nawozu)

Opracowanie: Jerzy Kryś  ZD Szamotuły

Literatura:

ANDRZEJEWSKI M. (1993): Znaczenie próchnicy dla żyzności gleby. Zeszyty problemowe postępów nauk rolniczych z. 411: 11-21

BIERNACKI J. (2007): Próchnica skarbem gleby. Top Agrar Polska 12: 62-63

GONET S. (2007): Ochrona zasobów materii organicznej gleby. W: Gonet S., Markiewicz M. Rola materii organicznej w środowisku. Polskie Towarzystwo Substancji Humusowych Wrocław: 7-29

GONET S. (2003a): Próchnica, substancje humusowe, węgiel organiczny – definicje, komentarze, metody oznaczania. Dębska B., Gonet S. Substancje humusowe w glebach i nawozach. Polskie Towarzystwo Substancji Humusowych Wrocław: 21-29