Seminarium z ogólnej uprawy roli i roślin

Czynniki kształtujące warunki siedliska:

- glebowe,

- topograficzne,

- biotyczne,

- antropogeniczne.

Małgorzata Bobek

ZSZ Agroekonomia

Semestr VII Grupa II

CZYNNIKI GLEBOWE

Gleba - zewnętrzna, ożywiona warstwa litosfery - jest podłożem dla wszystkich roślin z wyjątkiem epifitów, a więc także dla wszystkich roślin uprawnych. Jest środowiskiem, z którego rośliny czerpią wodę i składniki pokarmowe, a ich organy podziemne także tlen.

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.

Na podstawie wielkości oporów, na jakie napotykają narzędzia i maszyny uprawowe, gleby dzieli się na:

• 
  bardzo lekkie - piasek luźny

piasek luźny pylasty zawartość części spławialnych

piasek słabogliniasty z pyłem 0-10%

• 
  lekkie - piasek gliniasty lekki

piasek gliniasty mocny zawartość części spławialnych

piasek gliniasty mocny pylasty 11-20%

• 
  średnie - glina lekka

glina lekka pylasta zawartość części spławialnych

pył gliniasty 21-35%

• 
  ciężkie - glina średnia

glina średnia pylasta zawartość części spławialnych

glina ciężka 35% <

glina ciężka pylasta

Gleby zawierające do 20% części spławialnych, stawiają stosunkowo mały opór narzędziom uprawowym; są łatwe do uprawy dzięki małej zwięzłości w stanie suchym i niezbyt dużej przylepności w stanie mokrym; ich żyzność i urodzajność oraz właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne zależą od średnicy ziaren piasku, zawartości części spławialnych i próchnicy; w praktyce gleby te nazywane są glebami piaskowymi,

Gleby średnie zawierają 20-35% części spławialnych i stawiają średni opór narzędziom uprawowym, zaś gleby ciężkie stawiają duży opór narzędziom uprawowym; mają wąski przedział optymalnej wilgotności uprawowej, w którym normalna uprawa mechaniczna jest możliwa.

Do czynników glebowych czyli edaficznych zalicza się:

• czynniki chemiczne,

• czynniki fizyczne,

• czynniki biotyczne.

Z właściwości chemicznych najważniejsze są te, które charakteryzują zasobność gleby (zawartość składników pokarmowych), odczyn gleby wpływający na pobieranie tych składników przez rośliny oraz zawartość związków próchnicznych wywierających wpływ na szereg chemicznych i fizycznych cech gleby. Istotna jest także zawartość wolnych jonów żelaza i glinu jako szkodliwych dla roślin.

Z właściwości fizycznych jak skład granulometryczny, tekstura i struktura, wynika wielkość oporów, jakie gleba stawia korzeniom roślin, oraz jej stosunki wodne, powietrzne, czyli „klimat gleby”. Właściwości te decydują czy dana gleba jest łatwa czy trudna do uprawy.

Właściwości biotyczne, czyli skład gatunkowy i liczba geobiontów, również mają znaczenie dla roślin. Bakterie i grzyby odgrywają główną role w procesach biochemicznych. Jako reducenci pośredniczą w uwalnianiu pierwiastków z połączeń organicznych, umożliwiając ich dalszy obieg w przyrodzie. W glebie mogą też występować organizmy bezpośrednio szkodliwe dla roślin uprawnych jak patogeny, czyli chorobotwórcze bakterie i grzyby oraz szkodniki roślin żerujące na ich organach, a także organizmy pośrednio szkodliwe np. bakteriofagi niszczące bakterie brodawkowe roślin motylkowych.

W celu określenia przydatności gleby do produkcji rolniczej konieczne jest łączne rozpatrywanie wszystkich wymienionych jej właściwości. Używa się w tym celu następujących pojęć:

• żyzność - naturalna zdolność gleby do zaspokajania potrzeb roślin, jest funkcją zasobności i właściwości fizycznych, chemicznych i biotycznych.

• urodzajność - zdolność do wydawania plonu. Jest funkcją żyzności i całej agrotechniki.

• produktywność - to zdolność gleby do wytworzenia określonej biomasy z jednostki powierzchni. Jest funkcją urodzajności, położenia i klimatu siedliska.

Gleby o dobrych z natury właściwościach fizycznych, chemicznych i biotycznych jak niezdegradowane czarnoziemy, są żyzne i znajdują się w korzystnych warunkach klimatycznych, mogą być wysokoproduktywne przy małych nakładach. Gleby mało zasobne, ale o dobrych właściwościach fizycznych można stosunkowo łatwo uczynić bardziej produktywnymi, podnosząc ich urodzajność przez właściwe nawożenie. Natomiast gleby o złych właściwościach fizycznych - bardzo ciężkie i bardzo lekkie - najtrudniej jest doprowadzić do wysokiej produktywności, gdyż o ich właściwościach decyduje skład granulometryczny, który w małym stopniu może być zmieniony przez rolnika.

Znaczenie gleby jako czynnika siedliskowego jest, więc szczególnie duże. Gleba na równi z klimatem decyduje o naturalnej szacie roślinnej danego terenu oraz warunkuje dobór gatunków i odmian roślin uprawnych; w znacznej mierze wpływa na technologię produkcji i jej koszty.

Dla charakterystyki wartości gleb stosuje się system bonitacyjny, w którym wyróżnia się klasy gleb od I (najlepszej) do VI (najgorszej), która obejmuje też gleby kwalifikujące się pod zalesienie. W latach 60-tych został opracowany bardziej szczegółowy system, w którym wydzielono 14 kompleksów przydatności rolniczej gleb ornych. Oprócz charakteru i właściwości gleby uwzględnia ona położenie klimatyczne, rzeźbę terenu i stosunki wilgotnościowe. Zawiera też zestawienie roślin wskaźnikowych.

Kompleksy pszenne stanowią 26,3%

Kompleksy żytnie 60,4%

Kompleksy zbożowo pastewne 8,3%

Kompleksy górskie 5%

Możliwości regulowania czynnika glebowego

Regulowanie bierne polega na doborze gatunków i odmian roślin uprawnych najlepiej dostosowanych do danych warunków glebowych.

Regulowanie czynne to cała działalność agrotechniczna i agromelioracyjna rolnika w celu uzyskania możliwie najwyższych plonów.

Inne pojęcia agronomiczne:

• sprawność roli - optimum właściwości (struktura gruzełkowa, odpowiedni układ roli, mała zwięzłość, lepkość plastyczność, małe opory)

• wydobrzenie - odleżenie roli po orce

• kultura gleby - zdolność do szybkiego osiągnięcia sprawności. Osiągana poprzez racjonalne uprawianie, odpowiednie zmianowanie, napowietrzanie i meliorację.

CZYNNIKI TOPOGRAFICZNE

Do czynników topograficznych zalicza się:

• położenie nad poziomem morza

• rzeźba terenu, ekspozycja i skłon.

Wysokość nad poziomem morza różnicuje przede wszystkim warunki termiczne, a w konsekwencji wilgotność względną powietrza, ilość opadów oraz nasilenie i kierunki wiatrów. Wyżej położone tereny, w porównaniu do terenów nizinnych w tej samej szerokości geograficznej, charakteryzują następujące cechy: niższa temperatura, obfitsze opady atmosferyczne oraz silniejsze i bardziej zmienne wiatry. W rezultacie w miarę wzrostu wysokości skraca się długość okresu wegetacyjnego. Utrudnia to gospodarowanie, gdyż późniejsza wiosna i wcześniejsza zima, a nadto przedłużona wegetacja roślin, znacznie skracają czas przeznaczony na uprawę roli i inne zabiegi agrotechniczne.

Według Hessa [1965] na każde 100 m n.p.m. następuje skrócenie okresu wegetacji o 8 dni, spadek temperatury o 0,55^oC i wzrost opadów o 30-40cm.

W naszych warunkach zasięg gruntów ornych nie przekracza na ogół 800 m n.p.m. w Sudetach i Bieszczadach oraz 900 m n.p.m. w Beskidach i na Podhalu.

Na terenach falistych, a tym bardziej górskich ekspozycja zbocza względem stron świata wpływa przede wszystkim na stosunki świetlne i termiczne. Na jednostkę powierzchni przypada różna ilość promieni słonecznych w zależności od kąta nachylenia zbocza oraz jego ekspozycji. Od tego z kolei zależy mniejsze lub większe nagrzewanie się gleby. Silniejsze nasłonecznienie i wyższa temperatura na stoku południowym powodują zwiększenie parowania, a więc i warunki wodne są tam na ogół gorsze. Stok o wystawie północnej otrzymuje mniej światła, natomiast o wystawie wschodniej więcej niż o zachodniej, gdyż czystość powietrza i przezroczystość przed południem są większe. Proces fotosyntezy jest silniejszy przed południem w tym czasie otwarte są szparki oddechowe. W związku z tym lepiej wykorzystywane jest promieniowanie na zboczu wschodnim i południowym niż na zachodnim i północnym.

Południowe warstwy są dogodniejsze dla roślin mających duże wymagania cieplne w okresie wegetacji, ale mniej wrażliwych na brak wody w glebie.

Warunki cieplne na zboczu południowym nie o każdej porze roku są korzystniejsze niż na pozostałych, a na przedwiośniu są nawet gorsze. Stok południowy silniej nagrzewa się w dzień, co przyśpiesza topnienie śniegu i po jego zejściu rozmarzanie powierzchniowej warstwy gleby. Ujemna temperatura nocą powoduje ponowne zamarzanie, co wywołuje pionowe ruchy tej warstwy. W skutek tego słabo ukorzenione zboża ozime ulegają „wysadzeniu” a u rzepaku i rzepiku odrywają się korzenie boczne.

Skłon, czyli kąt nachylenia stoku wpływa na stopień zróżnicowania mikroklimatu różnych warstw. Im skłon jest większy, tym jaskrawiej występują różnice. Zależnie od kąta nachylenia zboczy zmieniają się stosunki wodne gleby. Na zboczach o dużym nachyleniu pod wpływem obfitych opadów bardzo łatwo wyzwala się erozja wodna, powodująca przemieszczenie się wymytych cząstek gleby przez płynącą po zboczu wodę.

Nachylenia graniczne dla poszczególnych rodzajów użytkowania:

• grunty orne do 10^o

• użytki zielone 10-20^o

• las ponad 20^o

Według Ziemnickiego [1965] na obszarze Polski 15% ogólnej powierzchni gleb jest zagrożonych erozją z tego około 5% zajmują lasy i pastwiska, a więc istotne niebezpieczeństwo występuje na 10% ogólnej powierzchni.

Mimo że czynniki topograficzne wywierają pośredni wpływ na rośliny, stanowią główną przyczynę mniejszej opłacalności polowej produkcji roślinnej na terenach urzeźbionych niż równinnych. Wynika to z niższego i bardziej zmiennego poziomu plonów oraz z większych nakładów na ich pozyskanie. Nawet przy specjalistycznym zestawie sprzętu rolniczego, dostosowanego do tych warunków. Mechanizacja prac jest trudniejsza. Wskutek krótszego okresu wegetacyjnego skracają się tzw. terminy agrotechniczne i następuje spiętrzenie prac.

Regulowanie wpływu czynników topograficznych jest regulowaniem biernym polega na doborze gatunków i odmian.

CZYNNIKI BIOTYCZNE

Czynnikami biotycznymi siedliska są wszystkie organizmy roślinne i zwierzęce wchodzące w skład biocenozy na danym obszarze. Na terenach użytkowanych rolniczo wytwarza się specyficzny typ biocenozy - agrocenoza. Charakteryzuje się ona znacznym uproszczeniem pod względem składu gatunkowego. Pomimo wprowadzenia na pola jednogatunkowych zasiewów roślin uprawnych i pomimo stałego dążenia do wyeliminowania z nich roślinności obcej, skład fitocenozy jest zawsze bardziej urozmaicony niż by sobie tego życzył rolnik. Roślinom uprawnym bowiem towarzyszą chwasty. Również skład zoocenozy uchodzi kontroli człowieka. Sąsiadujące z gruntami ornymi powierzchnie nie zagospodarowane rolniczo jak miedze, przydroża czy pobliskie lasy przyczyniają się do wzbogacenia i urozmaicenia składu agrocenozy.

Bezpośrednie działanie czynników biotycznych na rośliny

Ujemny wpływ czynników biotycznych na rośliny uprawne wyraża się w zmniejszeniu plonów, wynikającym z całkowitego lub częściowego zniszczenia organów rośliny lub z ograniczenia jej zdolności do wydania maksymalnego plonu. Największe szkody powodują choroby i szkodniki roślin uprawnych. Wszystkie choroby zakaźne roślin mają charakter biotyczny. Wywołują je patogeny: bakterie, mykoplazmy, grzyby i wirusy. W przenoszeniu chorób z roślin porażonych na zdrowe uczestniczą owady żerujące. Poza tym diaspory chorób rozprzestrzeniane są przez wiatr i wodę, a nawet narzędzia rolnicze. W wyniku choroby może nastąpić zamieranie roślin, zahamowanie wzrostu, przebarwienia, uszkodzenia lub zniekształcenia pewnych organów, albo zmiany jakościowe produktu końcowego.

Szkodnikami spośród niżej uorganizowanych zwierząt są nicienie, skorupiaki i pajęczaki oraz owady. Szkodnikami są też gryzonie: myszy polne i norniki. Szczególnie niebezpieczne są ptaki ziarnojady. Inną forma bezpośredniego wpływu zwierząt na rośliny jest zjawisko przenoszenia przez zwierzęta owoców i nasion na inne tereny. Z przyrodniczego punktu widzenia jest to zjawisko korzystne, jednak rolnikowi utrudnia to zwalczanie chwastów.

Dodatni wpływ bakterii na rośliny uprawne występuje w przypadku symbiozy bakterii brodawkowych z roślinami motylkowymi. Natomiast dodatni wpływ zwierząt na rośliny - to udział owadów w zapylaniu roślin.

Pośrednie działanie czynników biotycznych na rośliny

Pośrednie działanie roślin na rośliny zachodzi wówczas, gdy rosną one w sąsiedztwie. Przy dużym zagęszczeniu występuje konkurencyjność między poszczególnymi osobnikami o składniki pokarmowe i wodę. Drugą formą pośredniego oddziaływania jest zjawisko allelopatii, związane z wydzielinami. Wydzieliny te są dla jednych roślin szkodliwe dla innych zaś korzystne. Na przykład chaber bławatek silnie zachwaszczający łan pszenicy jarej wskutek konkurencyjności obniża plon, a występując w małych ilościach - stymuluje wzrost pszenicy i przyczynia się do zwyżki plonu. Inną forma pośredniego oddziaływania roślin na siebie jest wytworzenie w zwartym łanie określonego fitoklimatu. Bywa to wykorzystywane przez rolnika przy wsiewkach w roślinę ochronną.

Działanie pośrednie zwierząt na rośliny jest również wielorakie. Należy tu wspomnieć rolę ptaków owadożernych i drapieżnych w niszczeniu szkodników roślin. Duże znaczenie dla żyzności gleby mają liczne geobionty. Szczególnie korzystna jest obecność dżdżownic w glebie, gdyż uczestniczą w tworzeniu próchnicy.

CZYNNIK ANTROPOGENICZNY

Przez czynnik antropogeniczny rozumie się wszystkie formy wpływu człowieka na środowisko i na bytujące w nim rośliny w wyniku działalności rolniczej i pozarolniczej.

Działalność rolnicza powinna być ukierunkowana na racjonalne gospodarowanie powierzchnią użytków rolnych i zapewnienie uprawianym roślinom optymalnych warunków poprzez świadome regulowanie czynne jak np. zmiana zasobności gleby poprzez nawożenie oraz regulowanie bierne poprzez dobór odpowiednich gatunków i odmian do gleby. Jest to działalność wielostronna, której głównym celem jest osiągnięcie maksymalnej wydajności z jednostki powierzchni ziemiopłodów określonej jakości. Do działalności rolniczej należy też przekształcanie roślin uprawnych zgodnie z potrzebami człowieka i dążenie do ich najlepszego przystosowania do warunków siedliskowych. Zachodzą również ujemne zmiany spowodowane działalnością rolniczą. Związane są przede wszystkim ze stosowaniem wysokich dawek nawozów. Pestycydy używane do zwalczania określonego szkodnika czynią spustoszenie, niszcząc równocześnie wiele organizmów obojętnych lub pożytecznych. Bardziej wydajny, wielkogabarytowy sprzęt rolniczy i środki transportu przyczyniają się do nadmiernego zagęszczenia gleby.

Działalność pozarolnicza powoduje zakłócenie naturalnych zjawisk przyrodniczych oraz prowadzi do zanieczyszczeń środowiska. Wywiera tym samym pośredni wpływ na warunki życia roślin, a zatem również na wysokość i jakość plonów. Szczególnie niebezpieczne są takie zjawiska jak dziura ozonowa czy efekt cieplarniany. Również w wyniku innych działalności poza rolniczej jak górnictwo dochodzi do obniżania poziomu wód gruntowych. Odrębną kategorię skutków działalności pozarolniczej stanowią zanieczyszczenia środowiska: zakłady przemysłowe emitujące do atmosfery gazy i dymy, aglomeracje miejskie produkujące ścieki zanieczyszczające wodę i glebę, szlaki komunikacyjne - źródło metali ciężkich w przyległych glebach.

Czynniki kształtujące siedlisko mają charakter kompleksowy. Wśród nich jedne wywierają wyraźny wpływ na życie roślin jak woda, tlen, dwutlenek węgla, światło i ciepło. Dzięki tym czynnikom rośliny mogą asymilować, oddychać i rosnąć. Są też czynniki fizyczne i chemiczne, które są niezbędne do życia organizmu rośliny.

Źródła:

„Ogólna uprawa roli i roślin” Praca zbiorowa: prof. dr hab. Bolesław Świętochowski,

prof. dr hab. Bronisław Jabłoński

7

---