fbpx

Pomimo kilku bardziej deszczowych dni temat suszy wciąż jest bardzo aktualny. Ostatnio poruszałem temat (nie)wykorzystywania wody z mydlinami do podlewania roślin jako sposobu na zwiększenie wilgotności gleby (oczywiście nie polecam tego rozwiązania, ze względu na szereg negatywnych konsekwencji, do których w dłuższej perspektywie może doprowadzić). Obok ograniczenia zużycia wody w domu bardzo istotnym aspektem jest minimalizacja zapotrzebowania na nią poza nim. A to z kolei można uzyskać poprzez ściółkowanie gleby oraz rabat, które wymagają regularnego podlewania. Temat jest bardzo aktualny, gdyż coraz to nowe gminy wprowadzają zakazy podlewania roślin w godzinach 6-22, co znacząco utrudnia (a w przypadku działkowiczów również uniemożliwia) odpowiednie zaopiekowanie się swoimi roślinami.

W dzisiejszym artykule omówię przede wszystkim jakie mamy rodzaje ściółkowania, na co jeszcze prócz wilgotności gleby nam to ściółkowanie wpływa 🙂 

Kilka słów o parowaniu

Zastosowanie ściółkowania stanowi wprowadzenie dodatkowej warstwy na powierzchni gleby, mającej na celu redukcję ewaporacji (parowania) wody z gleby. Obok parowania z gleby woda poprzez zjawisko transpiracji wyparowuje z roślin, a suma obydwu zjawisk jest określana ewapotranspiracją. 

Jeżeli chodzi o modelowanie matematyczne takiego zagadnienia, to jest ono dość skomplikowane. Opisuje je szereg równań różniczkowych uwzględniających przepływ strumienia wody w piasku, parowanie, transport ciepła w głąb ziemi itd. Dodatkowo proces ten jest niestacjonarny (tzn. wartości zmieniają się w czasie), i zależy od stosunkowo wielu parametrów zewnętrznych – obok radiacji (promieniowania słonecznego) zależy to również od właściwości gleby, prędkości wiatru i wilgotności powietrza. 

Z tego powodu w dzisiejszym artykule pominę równania (tak wiem, większość osób nie lubi równać 😉 ) i omówię ściółkowanie gleby z perspektywy badań eksperymentalnych.

Typy ściółek

Do ograniczenia parowania można stosować ściółkę zarówno pochodzenia organicznego, jak i nieorganicznego. Do organicznej ściółki zaliczamy:

  • kompost
  • słomę
  • skoszoną trawę
  • zrębki
  • karton
  • gazety
  • trociny
  • liście
Przykład ściółkowania zrębkami oraz ściółkowania suchą trawą
Rys. 1. Przykład ściółkowania zrębkami oraz suszoną trawą. Może nie wygląda tak ładnie jak u Pawła, ale jak i tak jestem dumny 😀

Do ściółki nieorganicznej zaliczymy z kolei:

  • folię czarną
  • folię srebrną
  • białe kamyki
  • żwir
Białe kamyki
Rys. 2 Białe kamyki – wrzucam, żeby była jasność o jakie kamyki chodzi, bo tłumaczenie z artykułów potrafi być nieprecyzyjne 🙂

Jak widać, wybór jest całkiem spory. 

Na co wpływa ściółkowanie?

Ściółkowanie gleby wpływa na wiele czynników. Do oceny wpływu ściółkowania można wykorzystać następujące aspekty:

  • wilgotność gleby na różnych poziomach głębokości
  • temperaturę gleby
  • zawartość mikroelementów w glebie, pH gleby
  • wzrost roślin
  • wielkość plonu, biomasy

Poniżej postaram się omówić powyższe zagadnienia w oparciu o znalezioną literaturę naukową, gdzie omówię kilka artykułów. Jeżeli interesuje Was samo podsumowanie – przewińcie się na sam koniec 🙂  

Publikacje naukowe nt. ściółkowania

Generalnie przejrzałem około 30 artykułów, z czego opisałem 8, które zawierały opisy przedstawione w sposób przyjazny dla osoby niezwiązanej na co dzień z rolnictwem 🙂

Soja w Japonii

W pierwszym artykule [1] uwzględniono wpływ 4 typów ściółkowania: siana ryżowego, suchej trawy, szarego papieru gazetowego oraz folii srebrnej o grubości 0,02 mm na wzrost soi w centralnej Japonii. Zbadano w nim wpływ zastosowanego ściółkowania na wilgotność gleby w funkcji czasu. Na pierwszym rysunku przedstawiono wilgotność gleby w funkcji czasu na poszczególnych poziomach wraz z wielkością opadów. Jest to fajne zestawienie pokazujące jaki jest wpływ wielkości opadu na wilgotność gleby. Na tej podstawie widać, że mała ilość opadów nie powoduje dla większości przypadków zwiększenia wilgotności w niższych warstwach gleby. Dla małej głębokości najlepiej spisywała się folia plastikowa, dla średniej głębokości trawa oraz słoma, a dla dużej głębokości papier. Co ciekawe, dla dużej głębokości tylko papier lepiej sobie radził niż goła ziemia.

Zależność średniej wilgotności gleby dla 3 różnych głębokości
Rys.3 Zależność średniej wilgotności gleby dla 3 różnych głębokości

Drugi wykres  przedstawia temperaturę gleby w funkcji czasu na różnych głębokościach. Tak jak wcześniej w zależności od głębokości – najlepiej spisuje się odpowiednio trawa, na niższym poziomie siano, a jeszcze głębiej siano i trawa. 

 Zależność średniej temperatury gleby na 3 różnych głębokościach
Rys. 4 Zależność średniej temperatury gleby na 3 różnych głębokościach

Kolejnym interesującym wynikiem jest zużycie wody w zależności od rodzaju ściółki. W tej sytuacji najlepiej spisuje się folia plastikowa, a różnice w funkcji czasu są naprawdę istotne (rzędu kilkudziesięciu procent). 

Ostatni wynik pokazuje różne parametry służące do oceny produkcji – tj. wielkość świeżej biomasy, ziarna w przeliczeniu na roślinę, całkowite zużycie wody oraz wydajność zużycia wody. Dla badanego przypadku okazało się, że zastosowanie trawy dało największą ilość biomasy, zastosowanie papieru największą ilość świeżego ziarna oraz zielonych nasion. W przeliczeniu na wydajność wykorzystania wody najlepszy był plastik oraz papier, nieco gorszej wypadło siano, najsłabiej poradziła sobie trawa, jednakże i tak poprawa była prawie 50%. 

Wielkość świeżej biomasy, ziarna, konsumpcji wody i wydajności wodnej dla różnego typu ściółkowania
Rys. 5 Wielkość świeżej biomasy, ziarna, konsumpcji wody i wydajności wodnej dla różnego typu ściółkowania

Różnice w wielkości uzyskanej biomasy mogą wynikać zarówno z wpływu ściółki na zawartość poszczególnych mikroelementów NPK w trakcie wzrostu roślin, stosunku N/C (co nie zostało uwzględnione w badaniach) oraz różnicy w temperaturze gleby. Potwierdzają to słowa autorów badania: materia organiczna pochodząca z gazet oraz siana po rozkładzie wprowadziła do gleby dodatkowe składniki pokarmowe, które to pozytywnie wpłynęły na wzrost ziaren soi. Papier dodatkowo wpłyną pozytywnie ze względu na większą zawartość wilgoci w glebie oraz niższą temperaturę gleby w obszarze korzeniowym, co doprowadziło do większej nodulacji (tworzenia się brodawek na korzeniach roślin motylkowych) i wzrostu zawartości azotu w glebie. 

Badania z lat 60′ – kukurydza w USA

Opisze pokrótce trzy następne artykuły, pokazując najciekawsze informacje. Dwa pierwsze zostały opublikowane w latach 60’ (jak widać, tego typu badania prowadzi się od wielu lat, chociaż patrząc po artykułach z ostatnich lat mam wrażenie, że to trochę kręcenie się w kółko). Pierwszy z nich określił wpływ zastosowania ściółki (mulczu) z siana na wzrost kukurydzy mierząc jednocześnie wpływ ściółki na wilgoć oraz średnią temperaturę gleby[2].

Wilgotność gleby w funkcji czasu w zależności od obecności lub braku ściółkowania sianem
Rys. 6 Wilgotność gleby w funkcji czasu w zależności od obecności lub braku ściółkowania sianem
Temperatura  gleby (z lewej) oraz wysokość kukurydzy (z prawej) w funkcji czasu w zależności od obecności lub braku ściółkowania sianem
Rys. 7 Temperatura gleby (z lewej) oraz wysokość kukurydzy (z prawej) w funkcji czasu w zależności od obecności lub braku ściółkowania sianem

Efekt jest bardzo fajny, bo zastosowanie ściółkowania sianem było w stanie zwiększyć finalny wzrost kukurydzy aż 75-100 cm.

Badania z lat 60′ – ziemniak z USA

Drugi artykuł z kolei dotyczy uprawy ziemniaka, gdzie zastosowano różną ilość ściółkowania trawą, w przeliczeniu na jeden akr[3]. Na poniższych wykresach widać, że zastosowanie 2 ton/akr daje wyraźną poprawę w parametrach gleby, a dwukrotnie większa ilość ściółki nie daje aż takiej poprawy. Autorzy zmierzyli wielkość plonów – gdzie zastosowanie ściółki odpowiednio zwiększyło ich ilość o 27,9 i 34,6%. 

Wilgotność gleby (wyżej) oraz temperatura gleby (niżej) w funkcji czasu w zależności od obecności lub braku ściółkowania trawą
Rys. 8 Wilgotność gleby (wyżej) oraz temperatura gleby (niżej) w funkcji czasu w zależności od obecności lub braku ściółkowania trawą

Wpływ ściółki (kompost, zrębki sosnowe) na zawartość wilgoci w glebie oraz jej temperatury

Kolejny artykuł, który chciałem krótko przytoczyć jest z 1998 roku, gdzie porównano kompost z zielonych odpadów z zrębkami sosnowymi w odniesieniu do zawartości wilgoci w glebie oraz jej temperatury[4]. W przypadku kompostu zaobserwowano wyraźną różnicę na zatrzymywanie wody między warstwą 50 i 100-milimetrową (efekt ten nie był wyraźny w przypadku zrębków). Dodatkowo, kompost lepiej zatrzymywał wodę. Z drugiej strony 50 mm warstwa zrębków obniżała tak samo temperaturę jak 100 mm warstwa kompostu. Z tego wynika, że kompost lepiej zatrzymuje wilgoć, ale zrębki lepiej redukują temperaturę ziemi. 

Wilgotność gleby (wyżej) i temperatura gleby (niżej) w funkcji czasu w zależności od rodzaju ściółkowania
Rys. 9 Wilgotność gleby (wyżej) i temperatura gleby (niżej) w funkcji czasu w zależności od rodzaju ściółkowania

Litewskie cebule, buraki, kapusty i ziemniaki

W kolejnym omawianym artykule litewscy badacze sprawdzili wpływ 4 rodzajów ściółki (siana, torfu, trocin oraz trawy) na wzrost cebuli, buraka, kapusty i ziemniaka (sadzone w kolejnych latach). Ze względu na dużą liczbę wykresów skomentuję jedynie najważniejsze wnioski z nich płynące. W przeprowadzonym badaniu nie zaobserwowano dużego wpływu (rzędu 0,5-1,5 stopnia) na obniżenie temperatury, co może wynikać z faktu, że w okresie badawczym średnia temperatura wynosiła 16-17 stopni Celsjusza. Największą zdolność do akumulacji wody (zamiast 18 ok. 23% wilgotności) miało siano, torf i trociny – trawa zwiększyła wilgotność o zaledwie 0,5-1,5% 

Na zawartość fosforu w glebie najkorzystniej działał torf i trawa – widać było różnice rzędu 30%, kiedy w próbie kontrolnej w poszczególnych latach fosforu było 130 i 95 mg/kg. Kiedy z kolei fosforu było 180 mg/kg w próbie kontrolnej, to wszystkie ściółki obniżały jego poziom prócz torfu. W przypadku potasu, najlepiej sobie poradziła trawa, poprawiając jego zawartość w glebie o 25-30%, kiedy wpływ pozostałych ściółek był niewielki lub nieregularny. Autorzy zbadali też ilość chwastów, i o ile wszystkie ściółki zredukowały ich ilość 3-6 krotnie, to w ostatnim roku przy sianiu ziemniaka trawa spowodowała dwukrotnie większą ilość chwastów. 

Poniżej znajduje się wykres przedstawiający ilość plonów w tonach z hektara dla poszczególnych typów warzyw. Widać jednoznacznie, że zastosowanie trocin 3-4 krotnie zmniejszyło plony, torf i siano nie dało jednoznacznych rezultatów, podczas gdy ściółkowanie trawą potrafiło dać 2-5-krotnie większe plony, w zależności od warzywa.

Wielkość plonów dla różnego rodzaju roślin w zależności od typu ściółki
Rys. 10 Wielkość plonów dla różnego rodzaju roślin w zależności od typu ściółki

Krzewy doniczkowe w Afryce Południowej

Przedostatnim, który chciałem skomentować został przeprowadzony w Południowej Afryce, gdzie w doniczkach badano żywotność krzyżownicy mirtolistnej hodowanej w doniczkach w porze ciepłej i chłodnej. Badania zostały przeprowadzone w celu określenia jak długo ta roślina nie obumrze poprzez wykazywanie tzw. stomatal conductance (przetłumaczyłbym to jako przewodność stomatalną), będącej miarą wnikającego do rośliny CO2 lub pary opuszczającej liście rośliny[7]. W tym badaniu wykorzystano zrębki, kompost, suche liście oraz białe kamyki (jak zaprezentowane wcześniej na Rys. 1).

Zdjęcie uschniętej rośliny wykazującej zerową przewodność stomatalną :(
Rys. 11 Zdjęcie uschniętej rośliny wykazującej zerową przewodność stomatalną 🙁 

W artykule są wykresy jak zmieniają się wartości przewodności stomatalnej oraz wilgotności gleby w funkcji czasu, wg których w okresie zimnym przez pierwsze 20 dni badania najwyższą przewodność wykazywały rośliny dla kamyków oraz zrębków, a potem w każdym przypadku nastąpił drastyczny spadek. W przypadku wilgotności przez pierwsze 20 dni wszystkie ściółki radziły sobie podobnie, dopiero później była widoczna różnica (przedstawiona w tabeli jako procentowa zmiana między wartością początkową i końcową), gdzie kompost najlepiej zachowywał wodę

W przypadku okresu suchego podobnie jak wcześniej, kamyki oraz zrębki dały największą przewodność stomatalną w pierwszych 20 dniach. W ciągu całego badania okazało się, że kamyki pozwoliły tej roślinie zachowa największą przewodność stomatalną po 38 dniach badania oraz najbardziej zapobiegły utracie wody (co można odczytać na podstawie poniższej tabeli). 

Zmiana przewodności stomatalnej oraz zawartości wody w glebie dla różnego rodzaju ściółki
Rys. 12 Zmiana przewodności stomatalnej oraz zawartości wody w glebie dla różnego rodzaju ściółki

Pomidory w Himalajach

Ostatnim artykułem, który chciałem bardzo krótko skomentować, jest wpływ czarnej folii na temperaturę ziemi oraz wzrost pomidorów w Himalajach indyjskich. Zastosowanie czarnej folii spowodowało średni wzrost temperatury gleby o 2,5-3,5 stopnia Celsjusza, co poskutkowało 20-25% wzrostem plonów.

Wpływ zastosowania folii czarnej na wydajność uprawy pomidora
Rys. 13 Wpływ zastosowania folii czarnej na wydajność uprawy pomidora

Q&A

Powyżej możecie przeczytać jak różne ściółkowanie gleby wpływa na parametry gleby oraz wzrost roślin. Przeglądając literaturę na ten temat nie ukrywam, że jest to spore wyzwanie, gdyż dopiero wdrażam się w zagadnienia rolnicze uprawiając własną działkę (kwestia metodologii badań, nomenklatury etc.). Sprawy nie poprawia fakt, że zmiennych jest bardzo dużo, tj. rodzaj gleby, rodzaj klimatu, uprawiana roślinność, ekspozycja itd. Z tego powodu ciężko porównywać wszystkie wyniki ze sobą. Poniżej postaram się odpowiedzieć na kilka pytań.

Czy ściółkowanie gleby pomaga? 

Zdecydowanie! Ściółkowanie gleby pozwala na zmniejszenie parowania wody z gleby, a także w większości przypadków obniża temperaturę gleby, co może mieć ogromne znaczenie dla wzrostu roślin. 

Temperaturę gleby? Czy to ma znaczenie?

Jak najbardziej, w niektórych przypadkach bardzo wyraźne. W jednym z badań obniżenie temperatury gleby umożliwiło intensywniejszy wzrost brodawek na korzeniach rośliny motylkowej, co z kolei doprowadziło do większej ilości azotu w glebie i większych plonów. Z kolei inne badanie pokazało, że wzrost temperatury gleby spowodował plony większe o 20-25%. W przypadku prowadzenia upraw czy też sadzenia roślin warto indywidualnie się zorientować co dana roślina lubi i pod tym kątem dobrać ściółkę.

Widzę, że ściółkowanie gleby może też wpłynąć na zawartość azotu – czy innych mikroelementów też? 

W przypadku materii organicznej, która w będzie ulegała rozkładowi – tak. W jednym z artykułów trawa znacząco poprawiała ilość azotu i fosforu w glebie, co wynika z dużej zawartości azotu i szybkości rozkłądu. Wpływ też będzie mieć kompost, który z definicji jest nawozem. Należy tutaj uważać na zrębki, które będąc źródłem węgla będą wyciągały azot z gleby, co dla rosnących roślin może być wręcz zabójcze.

Jaki rodzaj ściółki byś polecił? 

Mogę napisać na pewno, czego bym nie polecił.  Nie poleciłbym trocin, które wg jednego badania kilkukrotnie zmniejszyły plon (zapewne z powodu dużej powierzchni aktywnej i zdolności do wyciągania azotu z gleby, gdyż stanowi źródło węgla). Do tego nie poleciłbym torfu ze względu na sposób jego pozyskiwania (osuszanie bagien), które degeneruje środowisko. Pomimo zamiłowania do plastiku, miałbym pewne obawy co do zastosowania srebrnej folii. O ile jest ona wygodna i potrafi znacząco ograniczyć zużycie wody przez roślinę (zwiększając jej wydajność wodną), o tyle raz, że nie zwiększa wyraźnie plonów. Co do czarnej folii (agrowłókniny) chroniącej przed chwastami, tutaj bardzo mocno bym doczytał, jak reaguje dana roślina reaguje na wysoką temperaturę gleby, co może okazać się kluczowe w jej wzroście (np. dla pomidorów było to bardzo korzystne, a dla roślin motylkowych wręcz przeciwnie).

Na pewno nie możesz podpowiedzieć co byłoby najlepsze? 

W zależności od badań, bardziej lub mniej pomagały: siano, trawa, kompost, zrębki oraz papier. Z tego co widzę, w dwóch artykułach trawa poradziła sobie zdecydowanie lepiej niż siano, więc mając do wyboru te dwa rozwiązania, albo bym jeszcze doczytał albo wybrał trawę. Co do zrębków i kompostu, są to również dobre rozwiązania, przy czym zrębki lepiej obniżają temperaturę gleby niż kompost, ten ostatni z kolei lepiej utrzymuje wilgoć. W przypadku zrębków występuje zjawisko wyciągania azotu z gleby, więc ten materiał sugerowałbym raczej pod krzewy aniżeli warzywa, dla których oddziaływanie to nie będzie aż tak istotny (proponuję zweryfikować w literaturze czy ktoś stosował zrębki do konkretnego przypadku). Szary papier gazetowy z kolei dobrze obniżył temperaturę, więc też rozważyłbym ten rodzaj ściółkowania (jeżeli oczywiście nie zależy nam na estetyce rozwiązania). W przypadku bardzo dużej suszy co ciekawe – najlepiej sprawowało się ściółkowanie gleby białymi kamykami. Zapewne dlatego, że są białe i nie absorbują tak bardzo światła 🙂

Czyli nie ma jednej prostej odpowiedzi, które ściółkowanie jest najlepsze?

Zdecydowanie nie. Najbezpieczniejsze, wypośrodkowane, “pewne i bezpieczne”, właściwości będzie w moim przekonaniu ściółkowanie gleby przy użyciu trawy i kompostu. Reszta, zależnie od zastosowania. 

Literatura

  • [1] Kader,M.A.,etal.Mulching type-induced soil moisture and temperature regimes and water use efficiency of soybean under rain-fed condition in central Japan International Soil and Water Conservation Research (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.iswcr.2017.08.001
  • [2] J. E. MOODY, J. N. JONES, JR., AND J. H. LiLLABD, (1963) Influence of Straw Mulch on Soil Moisture, Soil Temperature and the Growth of Corn1 Soil Science Society of America Journal, 27(6), 700.
  • [3] ABDUL BARI AWAN (1964), INFLUENCE OF MULCH ON SOIL MOISTURE, SOIl. TEMPERATURE AND YIELD OF POTATOES American Potato Journal, 41(10), 337–339. doi:10.1007/bf02855669 
  • [4] Pickering, J. S., Kendle, A. D., & Hadley, P. (1998). THE SUITABILITY OF COMPOSTED GREEN WASTE AS AN ORGANIC MULCH: EFFECTS ON SOIL MOISTURE RETENTION AND SURFACE TEMPERATURE. Acta Horticulturae, (469), 319–324. doi:10.17660/actahortic.1998.469.34 
  • [5] A. Sinkevičienė, D. Jodaugienė, R. Pupalienė and M. Urbonienė, The influence of organic mulches on soil properties and crop yield, Agronomy Research 7(Special issue I), 485–491, 2009
  • [6] S Stelli L Hoy R Hendrick and M Taylor Effects of different mulch types on soil moisture content in potted shrubs, Water SA Vol. 44 No. 3 July 2018
  • [7] https://en.wikipedia.org/wiki/Stomatal_conductance
  • [8] Ajay Kumar Singh* and Shashi Kamal, Effect of black plastic mulch on soil temperature and tomato yield in mid hills of Garhwal Himalayas, Journal of Horticulture and Forestry Vol. 4(4), pp. 78-80, 1 March, 2012

2 thoughts on “Jakie ściółkowanie gleby jest najlepsze?

  1. Hej. Dzięki za tekst.kiedys robilem podobne rozpoznanie. Wnioski podobne. Jeden dodatkowy parametr. Ściółkowanie słomą ogromnie pomaga we wzroscie slimakom bez i pomrowom. Co do ściółkowania wiórami to faktycznie tylko pod drzewa i krzewy. Ale pod warunkiem podlewania rozcienczonym .moczem. imho najlepiej sprawdza sie ściółka z kompostu wysokootemp ze sporą zawartością drobnych kawałków gałęzi

    1. Hej! dzięki za komentarz. Też czytam ostatnio na grupach permakulturowych o problemie ślimaków w ściółkowaniu słomą. O tym badacze nie napisali (albo nie zwróciłem na to uwagi). Jakie korzyści wg Ciebie płyną z ściółkowania trocinami? Uryna rozumiem, żeby przyspieszyć rozkłąd? Czym jest rozkłąd wysokotemperaturowy? w sensie taki z kompostowni miejskiej? Planowałem na swojej działce takowy wykorzystać, aczkolwiek znajomi i sama kompostownia sugerowali, że świeży jest „za mocny”.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Close