GLEBA I JEJ FUNKCJE. Jacek Niedźwiecki. Puławy, 2016

Transkrypt

1 GLEBA I JEJ FUNKCJE Jacek Niedźwiecki Puławy, 2016

2 Zadanie 1.2. Ocena gleb użytkowanych rolniczo z uwzględnieniem prawidłowego funkcjonowania ekosystemów glebowych oraz wskazanie działań zapobiegających procesom degradacyjnym.

3 Komórki organizacyjne Instytutu realizujące zadanie: Zakład Gleboznawstwa Erozji i Ochrony Gruntów Zakład Systemów i Ekonomiki Produkcji Roślinnej Zakład Mikrobiologii Rolniczej Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli

4 Znaczenie problemu racjonalnego wykorzystania gleb Polski: 1. Środowisko glebowe stwarza możliwości realizacji produkcji rolniczej; żywność, pasze, surowce dla przemysłu, surowce energetyczne; 2. Jednocześnie powierzchnia gleb użytkowanych rolniczo zmniejsza się w związku z przeznaczeniem znacznych terenów na cele pozarolnicze (urbanizacja, transport); 3. Procesy ubytku gleb dotyczą także gleb bardzo dobrych i dobrych, co stwarza zagrożenia dla samowystarczalności żywnościowej kraju i możliwości zabezpieczenia produkcji biomasy na cele energetyczne; 4. Jednocześnie PROW, zasady WPR UE i konwencje międzynarodowe zobowiązują do ograniczenia zagrożeń dla środowiska przyrodniczego, gleby, wody, powietrze; 5. Racjonalne wykorzystanie gleb Polski jest strategicznym kierunkiem (celem) rozwoju i koniecznością. Jest to także wyzwaniem dla nauki, służącej praktyce.

5 Ważnym elementem zrównoważonego rozwoju, który wdraża współczesne rolnictwo w ramach WPR jest właściwa gospodarka zasobami glebowymi połączona z ochroną ich wielofunkcyjności. Ocena właściwego funkcjonowania gleb użytkowanych rolniczo jako środowiska życia organizmów żywych (funkcja siedliskowa) czy efektywności zatrzymywania pierwiastków biogennych (funkcja retencyjna) jest zagadnieniem złożonym, dlatego konieczne jest wdrożenie odpowiednich metod i parametrów, które w najlepszym stopniu będą charakteryzować te funkcje.

6 Celem zadania jest wybór i/lub opracowanie metod i parametrów oceny właściwego funkcjonowania ekosystemów glebowych w stosunku do siedliskowej i retencyjnej funkcji gleb użytkowanych rolniczo. Parametry te będą służyły ocenie stopnia degradacji funkcji gleb, ocenie wpływu WPR na funkcje gleb, ocenie skuteczności działań naprawczych oraz opracowaniu założeń do systemu kompensacji utraty funkcji gleb.

7 Wykorzystanie wyników w praktyce: Efektem badań terenowych i laboratoryjnych oraz prac studialnych będzie opracowanie metod oceny w stosunku do siedliskowej i retencyjnej funkcji gleb. Wypracowanie wspólnej metodyki oceny gleb użytkowanych rolniczo umożliwi opracowanie działań zmierzających do poprawy ich stanu z uwzględnieniem zróżnicowania regionalnego. Wyniki realizacji tego zadania mogą zostać w przyszłości wykorzystane jako uzupełnienie badań parametrów środowiska glebowego dla właściwej oceny WPR w ramach zadania 1.3 Monitorowanie różnych parametrów środowiska glebowego dla właściwej oceny WPR.

8 Odbiorcami wyników będą samorządy terytorialne, służby rolne i służby ochrony środowiska. Uzyskane wyniki mogą posłużyć przy wykonywaniu różnego rodzaju planów zagospodarowania przestrzennego i ekspertyz, strategii działania w kierunku poprawy jakości gleb oraz opracowań ekofizjograficznych.

9 Definicja gleby i jej jakości Gleba jest niejednorodną warstwą pokrywającą powierzchnię Ziemi, powstałą ze skały macierzystej przekształconej przez czynniki glebotwórcze (takie jak: woda, klimat, organizmy żywe, czas). Gleba jest warstwą litosfery zdolną do wypełniania różnych funkcji, niezbędnych dla życia na Ziemi (środowisko życia mikroorganizmów i roślin, obieg pierwiastków) Jakość gleby to zdolność gleby do wypełniania jej określonych funkcji tj. produkcji biomasy, retencji, filtracji, funkcji buforowania oraz bioróżnorodność. Każdej funkcji gleby za pomocą odpowiedniego wskaźnika, może być przypisana indywidualna wartość. Funkcje mogą też być skwantyfikowane łącznie, umożliwiając określenie jakości gleby.

10 Funkcje socjalne: Dziedzictwo kulturowe Rekreacja Zdrowie

11 Funkcje ekonomiczne: Produkcyjna (rolnicza) Infrastruktura transportowa Mieszkalna i tworzenie miejsc pracy

12 Funkcje środowiskowe: Bioróżnorodność Retencyjna Buforowa i filtracyjna

13 CHARAKTERYSTYKA ŚRODOWISKA GLEBOWEGO POLSKI (funkcja produkcyjna) Wskaźnik waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej (WWRPP)

14 Wskaźnik WWRPP odzwierciedla potencjał rolniczej przestrzeni produkcyjnej wynikający z warunków naturalnych. Został on opracowany w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, w latach siedemdziesiątych, w ramach badań dotyczących metodologii oceny jakości gruntów rolnych w Polsce. Głównym celem badań było stworzenie wskaźników pozwalających na ilościową i przestrzenną ocenę czynników naturalnych, decydujących o potencjalnej wydajności plonów na poziomie lokalnym (gminy). Metodologia ta została wprowadzona, obliczone zostały odpowiednie wskaźniki dla całego terytorium Polski.

15 WWRPP jest wskaźnikiem zintegrowanym bazującym na ocenie wskaźników (cech diagnostycznych): - jakości gleby; - klimatu; - rzeźby terenu; - stosunków wodnych. Powyższe czynniki opisano uszeregowanymi parametrami i przypisano im odpowiednie wagi liczbowe w sposób, który odzwierciedla względną skalę ich wpływu na urodzajność gruntów. Potencjał produkcyjny gruntów opisuje jedna łączna wartość obliczana jako suma czterech wymienionych powyżej wskaźników

16 Sumaryczny wskaźnik jakości rolniczej przestrzeni produkcyjnej (WRPP) Sumując punkty za poszczególne czynniki środowiska uzyskuje się syntetyczny wskaźnik liczbowy charakteryzujący jakość rolniczej przestrzeni produkcyjnej w teoretycznym przedziale punktów, Gleba decyduje w ok. 75% o wartości waloryzacji, a pozostałe elementy środowiska przyr.: agroklimat, rzeźba terenu i warunki wodne stanowią odpowiednio: 15%, 5% i 5% O ukształtowaniu się tych proporcji zadecydował również fakt, że te trzy elementy środowiska zostały częściowo uwzględnione już przy ocenie jakości i przydatności gleby, tj. ustaleniu klasy bonitacyjnej i kompleksu przydatności rolniczej

17

18 Przeciętna jakość gleb Polski jest stosunkowo niska. Spowodowane jest to w głównej mierze rodzajem skał macierzystych gleb. Ponad 70% gleb Polski wytworzyło się głownie z plejstoceńskich glin i piasków zwałowych, silnie rozmytych i przesortowanych przez wody lodowcowe.

19 Lekki skład granulometryczny gleb Polski, niska w nich zawartość koloidów, minerałów ilastych i próchnicy oraz znaczne zakwaszenie są przyczyną niskich, odbiegających znacznie od optymalnych, wartości pojemności sorpcyjnej. Słabe właściwości sorpcyjne gleb stanowią istotny czynnik ograniczający żyzność gleb i ich produkcyjność.

20 Podstawowe zagrożenia dla gleb wykorzystywanych rolniczo to: degradacja fizyczna w wyniku zagęszczenia i zasklepienia gleb; erozja; intensyfikacja procesów utraty substancji organicznej; niekorzystne zmiany bioróżnorodności; gromadzenie się zanieczyszczeń w glebach; postępujące procesy zakwaszania gleb; susze glebowe.

21 Nadmierne zagęszczenie gleby wpływa negatywnie na: - strukturę - porowatość - aerację - zwięzłość - wzrost i rozwój roślin

22 Skutki nadmiernego zagęszczenia gleb

23 Dużym udziałem gleb podatnych na zagęszczenie charakteryzuje się pokrywa glebowa województw: dolnośląskiego (41%), małopolskiego (40%), opolskiego (34%) i podkarpackiego (34%). Ponad 20% udziałem gleb o wysokiej podatności na zagęszczenie charakteryzują się użytki rolne w województwie śląskim i pomorskim.

24 Erozja wodna gleb

25 Intensyfikacja procesów utraty materii organicznej

26 Proces ewolucji gleb brzeżnej strefy torfowisk pod wpływem odwodnienia prowadzi do stopniowego ubytku materii organicznej i jej mieszania z utworami podglebia. Z powodu braku minerałów ilastych w piaskach sandrowych, w glebach tych nie powstają trwałe połączenia humusu z mineralnym komponentem. Zawartość materii organicznej zmniejsza się do ilości typowej dla gleb piaszczystych (ok. 1%), a jej zapas spada do poniżej 100 t ha-1. Gleby torfowe w drodze ewolucji 10-krotnie obniżają swoje zdolności sorpcyjne (Bieniek A., Łachacz A. 2012)

27

28 Utrata bioróżnorodności

29 Gromadzenie zanieczyszczeń w glebie

30 Zakwaszenie gleb

31 Susza glebowa

32