Degradacja gleb

Gleba to powłoka powstająca w wyniku współoddziaływania szeregu czynników, zarówno biotycznych (ożywionych) jak i abiotycznych. Użytkując rolniczo glebę, często nie zdajemy sobie sprawy, że przekształcenie jałowej skały w żyjącą powłokę to proces długotrwały. Szacuje się, że 1 cm gleby może formować się od 300 do nawet 1000 lat. Równocześnie jednak gleba jest niezwykle wrażliwa i wystawiona na szereg zagrożeń, zarówno ze strony czynników przyrodniczych jak i poczynań człowieka. Wszelkie procesy i działania powodujące pogorszenie właściwości chemicznych, fizycznych i biologicznych pedosfery określamy mianem degradacji gleby. Prowadzi ona do obniżenia produktywności gleby, czyli ilości i jakości wytwarzanej biomasy. Całkowite zniszczenie pedosfery i utrata produktywności to z kolei dewastacja.

RfzkeJP4BL5NE

Grafika przedstawia podział na rodzaje degradacji gleb. Wyróżnia się degradację fizyczną, biologiczną, chemiczną i geotechniczną.

Degradacja biologiczna gleb

W procesie glebotwórczym istotną rolę odgrywają bakterie, mikroorganizmy oraz drobne zwierzęta. Materia organiczna stanowi 5% objętości gleby. Ustalono, że 1 gram gleby może zawierać nawet 600 milionów komórek bakterii należących od 15 do 20 tysięcy rodzajów. Dzięki obecności w glebie glonów, grzybów, pierwotniaków, pierścienic i innych stworzeń odbywa się proces rozkładu związków organicznych, w wyniku czego powstaje próchnica.

Żyzne gleby odznaczają się więc wysoką aktywnością biologiczną oraz przewagą organizmów pożytecznych dla roślin uprawnych. Organizmy żywe nie tylko utrzymują żyzność, ale poprawiają także strukturę gleby.  Spadek bioróżnorodności edafonu jest uważany za formę degradacji gleb. Zagrożeniem dla tej „żyjącej” powłoki jest intensyfikacja rolnictwa, między innymi stosowanie sztucznych nawozów i środków ochrony roślin, od których giną nie tylko chwasty czy szkodniki, ale też przydatne organizmy. Również niewłaściwe zabiegi agrotechniczne (odwadnianie czy nawadnianie) mogą zakłócać ten wrażliwy ekosystem.

Na obszarach intensywnego rolnictwa monokulturowegorolnictwo monokulturowerolnictwa monokulturowego oraz tam, gdzie występuje uprawa roślin wieloletnich, np. w sadach czy plantacjach, obserwuje się tzw. zmęczenie gleby. Przyczynami tego zjawiska może być wyczerpywanie się składników pokarmowych z gleby, prowadzące do jej wyjałowienia. Innym powodem jest nagromadzenie w glebie szkodliwych substancji, czynników chorobotwórczych czy szkodników specyficznych dla uprawianego gatunku. Wzrost zawartości szkodliwej mikroflory może powodować spadek urodzajności w kolejnych latach nawet o 20- 30%.

Degradacja biologiczna gleb - galeria fotografii

RiTHOQAdjrpas

Zdjęcie przedstawia dżdżownicę kalifornijską pełzającą po kompostowniku, na którym na warstwie gleby znajdują się resztki roślin. Dżdżownica ma widoczne siodełko (odcinek ciała służący rozmnażaniu). Jej ciało jest zbudowane z metamerów, czyli pierścieni.

RZzz3pYC2XPDo

Zdjęcie przedstawia rozległe pole, na którym rośnie zboże. Na fotografii świeci słońce, niebo jest bezchmurne.

Degradacja chemiczna gleb

O degradacji chemicznej gleby mówimy wówczas, gdy dochodzi do zmiany jej składu chemicznego na skutek:

• zakwaszenia,

• alkalizacji,

• koncentracji metali ciężkich,

• zasolenia.

Wśród wielu parametrów gleby istotnym jest znany ci z lekcji chemii odczyn pH. Odczyn gleby wpływa na przebieg procesów glebowych, bioróżnorodność organizmów zasiedlających pedosferę oraz na przyswajalność składników pokarmowych przez rośliny. Za optymalny dla większości roślin uważany jest odczyn od 5 do 7 pH. Spadek lub wzrost odczynu obniża żyzność oraz zdrowotność i plonowanie roślin uprawnych.

Do zakwaszenia gleby dochodzi wówczas, gdy odczyn pH spada poniżej 5. W takich glebach występują zwykle niedobory magnezu, zmniejsza się też przyswajalność przez rośliny fosforu, ale równocześnie zwiększa się pobierana przez rośliny ilość metali ciężkich, które później kumulacją się w ich tkankach. Kwaśny odczyn gleby utrudnia lub wyklucza uprawy niektórych roślin.  Do szczególnie wrażliwych na zakwaszenie należą między innymi: pszenica, jęczmień, kukurydza, rzepak, a z drzew owocowych: wiśnia, czereśnia i śliwa.

Kwaśny odczyn gleby może wynikać z przyczyn naturalnych takich jak: rodzaj skały macierzystej, rodzaj roślinności czy uwarunkowania klimatyczne. Proces zakwaszenia gleby ulega współcześnie nasileniu na skutek działalności człowieka. Główną przyczyną są emitowane przez zakłady przemysłowe oraz transport związki siarki (SOIndeks dolny 2₂) i azotu (NOIndeks dolny x_x). Przenoszone przez wiatr mogą opadać na powierzchnię w postaci pyłu (sucha depozycja) lub kwaśnych opadów (depozycja mokra). Zakwaszenie gleb może następować również na skutek stosowania nadmiernej ilości nawozów sztucznych, głównie azotowego oraz potasowego.

Podniesienie odczynu pH powyżej 7 powoduje natomiast alkalizację gleby. Dochodzi wówczas do opóźnienia dojrzewania, osłabienia i zmniejszenia odporności roślin na czynniki chorobotwórcze. Podwyższone pH może mieć przyczyny naturalne, obserwowane jest między innymi na rędzinach wapiennych i wynika ze składu chemicznego skał, na których powstały te gleby. Podobne zjawisko może być jednak skutkiem nadmiernego wapnowaniawapnowanie glebwapnowania pól. Alkalizacja gleb występuje również w sąsiedztwie zakładów cementowo‑wapienniczych, które emitują związki zawierające wapń w formie tlenkowej (CaO) i węglanowej (CaCOIndeks dolny 3₃).

Szczególnym rodzajem zanieczyszczenia chemicznego są tzw. metale ciężkie, do których należą między innymi kadm, ołów, rtęć, arsen czy tal.  Do substancji takich zaliczane są również związki cynku, miedzi czy manganu - w małych ilościach są one co prawda traktowane jako niezbędne dla roślin i człowieka mikroelementy, w nadmiarze jednak charakteryzują się wysoką toksycznością.

Źródłem metali ciężkich są zakłady przemysłowe, transport oraz niewłaściwie składowane odpady komunalne i poprzemysłowe. Z tego względu największe zanieczyszczenie gleb wymienionymi związkami występuje w otoczeniu hut, elektrowni oraz w sąsiedztwie tras komunikacyjnych. Skoncentrowane w glebie metale ciężkie są przyswajane systemem korzeniowym oraz absorbowane z powietrza przez rośliny a następnie kumulowane w ich tkankach. Największa koncentracja metali ciężkich występuje w warzywach liściastych (sałata, szpinak, kapusta) oraz warzywach korzennych. Spożywanie takich produktów może prowadzić do problemów zdrowotnych - głównie układu pokarmowego, ale w dłuższej perspektywie czasowej może wywoływać zatrucie organizmu oraz uszkodzenie organów wewnętrznych. Metale ciężkie uszkadzają układ nerwowy, mają również właściwości rakotwórcze, szczególnie groźne są dla kobiet w ciąży.

Kolejną przyczyną degradacji gleb jest ich zasolenie, czyli zawartość soli - chlorków, siarczanów, azotanów czy węglanów. Zasolenie jest typową właściwością gleb w strefach klimatów suchych i półsuchych. W regionach, gdzie występuje wysokie parowanie, woda wynosi sole z głębszych warstw gleby ku powierzchni.  Podobny efekt ma miejsce podczas nieumiejętnego nawadniania pól, np. w nieodpowiedniej porze dnia. W klimatach chłodniejszych wzrost zasolenia wywołuje najczęściej stosowanie nadmiernych dawek nawozów mineralnych. Na zawartość soli w pedosferze wpływa także działalność człowieka. Większą koncentrację związków soli notuje się na terenach górniczych i przemysłowych oraz w pobliżu tras komunikacyjnych. Zwiększone zasolenie w sąsiedztwie dróg to efekt stosowania soli do utrzymania ich przejezdności zimą. Zmyta z powierzchni asfaltu sól trafia na okoliczne pola. Konsekwencją zasolenia gleby jest zakłócenie gospodarki wodnej roślin, co powoduje ich więdnięcie, przedwczesne zrzucanie liści, a nawet obumieranie.

Degradacja chemiczna gleb - galeria fotografii

RGG8TQQ4D31V9

Na pierwszym planie rozciąga się pole uprawne. W tle widoczny jest rozległy zakład przemysłowy z wysokim kominem, z którego unosi się jasna smuga dymu lub pary. Zdjęcie zestawia krajobraz rolniczy z obecnością przemysłu i może ilustrować presję działalności przemysłowej na środowisko rolnicze.

RjsOS1fdp7U5s

Zdjęcie przedstawia powierzchnię terenu pokrytą białym osadem - warstwą soli. Na powierzchni gdzieniegdzie rosną niskie rośliny.

R1HT5r5igaDaW

Zdjęcie przedstawia powierzchnię gleby, na której leżą liczne drobne kamienie. Większość kamieni pokryta jest niebieskim nalotem.

Degradacja fizyczna gleb

Fizyczna degradacja gleb obejmuje zmiany jej struktury. Strukturę gleby określa się na podstawie zlepiania ziaren mineralnych w agregaty o różnej wielkości i różnym kształcie. Do czynników kształtujących strukturę zalicza się: uziarnienie, zawartość i właściwości próchniczne, procesy nawilżania i osuszania. Struktura gleby wpływa w bezpośredni sposób na jej żyzność i urodzajność. Za najkorzystniejszą uważana jest struktura gruzełkowata, ponieważ zapewnia najlepszy bilans między częściami mineralnymi oraz wodą i powietrzem. W takiej glebie łatwiej kiełkują nasiona oraz wykształca się system korzeniowy. Rośliny mogą tu swobodnie pobierać wodę oraz składniki odżywcze, dostęp do tlenu zapewnia z kolei rozkład substancji przez organizmy żyjące w glebie.

Proces degradacji fizycznej może zachodzić na skutek:

• zagęszczenia gleby,

• zasklepienia gleby,

• zmiany stosunków wodnych,

• erozji wietrznej lub wodnej.

Przyczyną zagęszczenie gleby jest udeptywanie jej przez ludzi, wypasane zwierzęta gospodarcze lub stosowanie ciężkiego sprzętu rolniczego.  Dochodzi wówczas do zjawiska kompakcjikompakcjakompakcji. W odróżnieniu od wpływu zwierząt, ugniatających tylko wierzchnią warstwę, oddziaływanie ciężaru urządzeń rolniczych może sięgać nawet do metra w głąb ziemi. Ubita gleba nie tylko ogranicza wsiąkania wody, ale utrudnia również wzrost systemu korzeniowego. Najbardziej podatne na zagęszczanie są gleby gliniaste i ilaste. Szczególnie łatwo proces ten zachodzi kiedy gleba jest wilgotna.

Zmiana właściwości fizycznych gleby następuje również poprzez zasklepienie (uszczelnienie) gleby, występujące na obszarach zurbanizowanych.  Powstaje ono w wyniku pokrycia powierzchni gleby „okładziną” w postaci asfaltu, betonu czy kostki brukowej. Taka powierzchnia uniemożliwia wsiąkanie wody oraz odcina dopływ powietrza. Pozbawione dostępu do światła, wody i tlenu organizmy żywe obumierają. Proces glebotwórczy ustaje, a gleba ulega degradacji.

Odmianą degradacji fizycznej jest także zmiana stosunków wodnych gleby. Przekształcenia hydrologiczne mogą być wywołane suszą, nadmiernym odwodnieniem gruntów rolnych - na przykład w wyniku niewłaściwej melioracji lub występowaniem lejów depresyjnychlej depresyjnylejów depresyjnych. Niekorzystnie oddziałuje również nadmiar wody. Zmiana stosunków wodnych terenu ułatwia rozpoczęcie procesów erozji, czyli mechanicznego usuwania pedosfery i całkowitego zniszczenie profilu glebowego. W skrajnym przypadku prowadzi to do odsłonięcia skał podłoża. Więcej informacji dotyczących erozji gleb znajduje się w dalszej części tego materiału.

Degradacja fizyczna gleb - galeria fotografii

R19LgYv1jgrzJ

Zdjęcie przedstawia traktor z pługiem, spulchniający ziemię.

RFz85nvEfcZOf

Zdjęcie przedstawia wykopany z ziemi selerowaty korzeń buraka ćwikłowego. Burak ma jasną bulwę z kilkoma rozgałęzieniami w dolnej części bulwy.

R1arxJUtFKTWh

Zdjęcie przedstawia kwadratowe płytki, którymi wyłożony jest placu w mieście. Na płytkach jest kałuża. W kałuży odbija się budynek z kopułą.

Degradacja geotechniczna gleb

Jedynym rodzajem degradacji, całkowicie związanym z działalnością człowieka jest degradacja geotechniczna, która następuje, kiedy profil glebowy ulega częściowemu lub całkowitym zniszczeniu. Tego rodzaju degradacja obserwowana jest w regionach odkrywkowej eksploatacji surowców mineralnych. Aby uzyskać dostęp do złóż surowcowych usuwana jest wierzchnia warstwa ziemi wraz z pedosferą. Równocześnie nieprzydatne skały nadkładu są gromadzone na ogromnych zwałowiskach, zakrywając kolejne połacie gleb. Podobne skutki obserwowane są w miejscach inwestycji komunikacyjnych (np. nasypy kolejowe).

RXDR58Jn7RkH9

Zdjęcie przedstawia piaskownię - na skutek wydobycia piasku powstał dół o płaskim dnie. Na dnie piaskowni znajdują się trzy ciężkie maszyny. Brzeg piaskowni porasta las.

Zagrożenie degradacją gleb na świecie

Degradacja gleb jest zjawiskiem występującym na całym świecie. Według FAOFAOFAO, silna degradacja gleb obejmuje ponad 1,2 mld hektarów powierzchni, co stanowi około 8% obszaru lądów. Co każde 5 sekund degradacji ulega gleba wielkości boiska do piłki nożnej.  Największy odsetek terenów zagrożonych degradacją lub już zniszczonych występuje w Europie (15,2%), Afryce (10,7%) oraz w Azji (10,4%).

Degradacja gleb - galeria rycin

RLLK88VZ8QJ52

Mapa świata prezentuje obszary zagrożone degradacją gleb według jej przyczyn. Gleby silnie zdegradowane występują w centralnej i zachodniej części Stanów Zjednoczonych, od Meksyku po Panamę, na obszarze Kolumbii i Wenezueli, w zachodniej i centralnej Brazylii, wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej (Peru, Chile), na obszarach Afryki Południowej wraz z Madagaskarem oraz w pasie Sahelu, w Europie Wschodniej i na obszarach południowych, w północnej i wschodniej części Półwyspu Arabskiego, na znacznym obszarze Indii (część zachodnia i środkowa), na Półwyspie Indochińskim oraz na wschodzie Chin, na Filipinach i Borneo. Gleby zdegradowane występują na pozostałym obszarze Stanów Zjednoczonych (poza obszarami, gdzie są gleby silnie zdegradowane, na znacznych obszarach Ameryki Południowej (Brazylia, Argentyna, Ekwador, Wenezuela), w środkowej i południowej części Afryki, w niemal całej Europie z wyjątkiem krajów skandynawskich oraz Irlandii i północnej części Wielkiej Brytanii, gdzie gleby są stabilne, w Azji z wyjątkiem obszarów północnych (Rosja), w zachodniej części Papui‑Nowej Gwinei, na wyspach indonezyjskich (zachodnia część), w północnej, południowej, wschodniej i zachodniej części Australii. Gleby stabilne obejmują obszar północny Ameryki Północnej (Kanada, Alaska), Florydę w USA, niewielki obszar w środkowej części Ameryki Południowej (Boliwia, Brazylia), rejon środkowej Amazonki, środkowe Chile, Urugwaj, obszar centralny Afryki Środkowej, Angolę, Namibię, kraje skandynawskie, Irlandię, północną część Wielkiej Brytanii, Rosję, Kazachstan, Japonię, północne i wschodnie Indie oraz obszar na północ od Indii, wschodnią część Papui‑Nowej Gwinei, środkowy, południowo‑zachodni i północno‑wschodni obszar Australii. Brak roślinności występuje na niemal całej Grenlandii z wyjątkiem niewielkiego obszaru na południu oraz na wschodzie, gdzie zaznaczono gleby stabilne, w północnej części Meksyku, na obszarze Sahary, w południowej części Półwyspu Arabskiego, na wschód od Morza Kaspijskiego, na terenie pustyni Gobi, na obszarze Wielkiej Pustyni Piaszczystej w Australii.

Rcet09SHjRyc3

Mapa świata przedstawia obszary z różnymi typami degradacji gleb. Erozja wodna niszczy gleby w północno‑zachodniej oraz wschodniej części USA, w Meksyku, na północy, wschodzie oraz w środkowej części Ameryki Południowej, w środkowej i południowej części Afryki, na znacznych obszarach Europy - szczególnie w krajach na południu Europy, w krajach Europy Wschodniej, w środkowej części Azji i w Azji Południowej, w Indonezji i Malezji, w zachodniej, północnej, centralnej i wschodniej części Australii, na Nowej Zelandii. Erozja wietrzna niszczy gleby na następujących obszarach: północna i południowa część Stanów Zjednoczonych, zachodnie i południowe rejony Ameryki Południowej, środkowa część Afryki, znaczna część Półwyspu Arabskiego, południowo‑zachodnia część Rosji, środkowa część Azji, południowe obszary Australii. Silna degradacja dotyczy Grenlandii, północnej części Afryki (Sahara), terenów na wschód od Morza Kaspijskiego, obszaru w środkowej części Azji, północno‑zachodniego obszaru Australii. Niszczenie chemiczne występuje na wschodnich obszarach Ameryki Środkowej, na znacznych obszarach wschodniej oraz północnej części Ameryki Południowej, na północy Afryki oraz w środkowej części Czarnego Lądu, w Skandynawii i w Europie Północnej, we wschodnich Chinach. Niszczenie fizyczne występuje w centralnej Afryce, w Europie Wschodniej. Stabilny teren to między innymi północna część Ameryki Północnej (Kanada), obrzeża Grenlandii, Rosja.

RyFl83lp0cyXy

Wykres kołowy gleb zdegradowanych na świecie według ich przyczyn. 62% to degradacja naturalna, erozja wodna; 23% degradacja naturalna, erozja wietrzna; 12% degradacja spowodowana działalnością człowieka, chemiczna; 3% degradacja spowodowana działalnością człowieka, fizyczna.

R1VR5vJsgt8Wv

Wykres słupkowy dotyczy degradacji gleb - podziału według przyczyn i kontynentów. Australia i Oceania: degradacja naturalna, erozja wodna dotyczy około 50% gleb, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka dotyczy około 15%, reszta to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka. W Europie degradacja naturalna, erozja wodna wynosi prawie 60%, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – 25%, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 10%, pozostała część to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka. W Ameryce Północnej degradacja naturalna, erozja wodna wynosi około 63%, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – 27%, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 5%, pozostała część to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka. W Ameryce Południowej degradacja naturalna, spowodowana erozją wodną wynosi około 55%, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – około 13%, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 25%, pozostała część to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka. W Azji degradacja naturalna, spowodowana erozją wodną wynosi około 70%, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – około 20%, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 8%, pozostała część, czyli około 2%, to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka.

R1chnhh5YAj11

Wykres kolumnowy dotyczy powierzchni gleb zdegradowanych - podziału według przyczyn i kontynentów. Australia i Oceania: degradacja naturalna, erozja wodna oraz degradacja fizyczna spowodowana działalnością człowieka dotyczy około 5 milionów hektarów. W Europie degradacja naturalna, erozja wodna wynosi prawie 100 milionów hektarów, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną to około 140 milionów hektarów, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 10 milionów hektarów, pozostała część to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka - około 5 milionów hektarów. W Ameryce Północnej degradacja naturalna, erozja wodna wynosi około 100 milionów hektarów, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – około 30 milionów hektarów, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 10 milionów hektarów, pozostała część to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka - około 5 milionów hektarów. W Ameryce Południowej degradacja naturalna, spowodowana erozją wodną wynosi około 75 milionów hektarów, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – około 15 milinów hektarów, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – 40 milionów hektarów, pozostała część to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka - około 5 milionów hektarów. W Afryce degradacja naturalna, spowodowana erozją wodną wynosi około 170 milionów hektarów, degradacja naturalna, spowodowana erozją wietrzną – około 90 milionów hektarów, degradacja chemiczna spowodowana działalnością człowieka – około 30 milionów hektarów, pozostała część, czyli około 20 milionów hektarów, to degradacja fizyczna - spowodowana działalnością człowieka.

Najczęstszą przyczyną są naturalne zjawiska: erozja wodna i wietrzna.  Coraz większe zanieczyszczenie powietrza i wody pogłębia degradację chemiczną. Poszczególne kontynenty różnią się ze względu na rodzaj degradacji w zależności od uwarunkowań przyrodniczych oraz ekonomicznych. W klimatach wilgotnych przeważa erozja wodna, w gorących i suchych - erozja wietrzna oraz zasolenie gleb. W krajach o intensywnym rolnictwie postępuje degradacja chemiczna: zakwaszenie lub alkalizacja oraz kumulacja metali ciężkich. Silnie eksploatowana pedosfera ulega zmęczeniu, a na obszarach zurbanizowanych występuje zagęszczenie lub zasklepienie.

Regradacja gleb

Zarówno degradacja, jak i dewastacja to procesy zachodzące szybko. Niestety mogą one mieć charakter nieodwracalny albo wymagać wielkich nakładów środków i pracy na odtworzenie właściwości pedosfery. Przywracanie prawidłowych cech glebom, czyli regradacja, zależne jest od rodzaju przeobrażeń, obserwowanych skutków oraz wielkości obszaru, gdzie zarejestrowano niekorzystne zmiany.

Zapobieganie degradacji biologicznej jest jednym z prostszych działań. Bioróżnorodności organicznej gleby sprzyja stosowanie nawozów organicznych (np. obornika) oraz nawozów zielonych.  Zalecane jest także unikanie wieloletniej uprawy tej samej rośliny w danym miejscu.  Zmęczeniu i wyjałowieniu gleby zapobiega stosowanie płodozmianu, tj. sadzenie lub obsiewanie w kolejnych latach różnych roślin. Ten prosty sposób ograniczania spadku urodzajności znano już w średniowieczu - stosowano wtedy dwupolówkę lub trójpolówkę. Współcześnie popularne jest zmianowanie, czyli ustalona kolejność upraw, np. po uprawie roślin wymagających sadzi się te o mniejszych wymaganiach, rośliny motylkowe poprzedzają zaś uprawę roślin okopowych.

Ciekawostka

Niektóre z roślin wydzielają do podłoża substancje chemiczne, które mogą hamować lub - przeciwnie - stymulować kiełkowanie i wzrost nasion. Nie zaleca się np. uprawy lnu po grochu czy odwrotnie, podobnie jak źle oddziałują na siebie buraki i kapusta. Natomiast dobrze plonują: groch po ziemniakach lub burakach cukrowych i odwrotnie. Wiedzę o wzajemnej zależności roślin uprawnych można wykorzystać podczas uprawy na działce czy w przydomowym ogródku.

RD9B9divaM9bo

W tabeli zawarto informacje dotyczące uprawy roślin na czterech grządkach w czterech kolejnych latach. Grządka I: rok I - warzywa psiankowate, rok II - rośliny cebulowe lub strączkowe, rok III - rośliny kapustne lub dyniowate, rok IV - warzywa korzeniowe. Grządka II: rok I - warzywa korzeniowe, rok II warzywa psiankowate, rok III rośliny cebulowe lub strączkowe, rok IV - rośliny kapustne lub dyniowate. Grządka III: rok I - rośliny kapustne lub dyniowate, rok II - rośliny korzeniowe, rok III - warzywa psiankowate, rok IV - rośliny cebulowe lub strączkowe. Grządka IV: rok I - rośliny cebulowe lub strączkowe, rok II - rośliny kapustne lub dyniowate, rok III - warzywa korzeniowe, rok IV warzywa psiankowate.

Na obszarach zagrożonych degradacją chemiczną, np. zakwaszeniem gleb, zabiegiem neutralizującym kwasowość jest wapnowanie gleby. W przypadku alkalizacji gleby stosuje się natomiast kwaśny torf, trociny, siarkę pylistą lub granulowaną, gips albo nawozy kwaśne, jak siarczan amonu.

Do usuwania metali ciężkich wykorzystuje się metodę fitoremediacjifitoremediacjafitoremediacji, polegającą na zastosowaniu roślin, które nie tylko są zdolne do wzrostu w takim środowisku, ale potrafią również absorbować toksyczne substancje z gleby. Właściwości takie posiada między innymi pokrzywa, koniczyna biała, topinambur czy gorczyca sarepska.

Przeciwdziałanie zasoleniu polega na racjonalnym nawadnianiu i stosowaniu nawozów mineralnych. Zaleca się także zwiększanie zawartość materii organicznej, szczególnie w przypadku gleb zwięzłych i podatnych na zatrzymywanie soli mineralnych.

Zagęszczenie gleby można ograniczyć, dostosowując pracę z ciężkim sprzętem rolniczym do warunków pogodowych. Rekomenduje się unikanie prowadzenia takich czynności w czasie dużego uwilgocenia gleby. Możliwe jest również stosowanie rozwiązań technicznych zmniejszających nacisk kół na powierzchnię. Glebę, która uległa już zagęszczeniu można poprawić stosując zabiegi spulchniające, np. głęboką orkę.

Najlepszą ochroną gleb przed zasklepieniem lub degradacja geotechniczną jest wcześniejsze planowanie inwestycji przemysłowych i komunikacyjnych. Wytyczanie nowych dróg czy osiedli powinno uwzględniać rodzaj i właściwości gleb zgodnie z ideą zrównoważonego rozwoju. Marnotrawstwem jest zabudowywanie lub niszczenie dobrej jakości gleb. Tam, gdzie inwestycje już powstały można rekultywować teren usuwając część betonowych lub asfaltowych powierzchni i zastępując je przepuszczalnymi materiałami.

Stosowanie wymienionych wyżej zabiegów może poprawić następstwa czynników przyrodniczych lub niewłaściwych działań człowieka. Jednak, zamiast naprawiać już powstałe szkody, lepiej jest zapobiegać ich powstawaniu poprzez umiejętne korzystanie z bogactwa, jakim jest pedosfera.

Regradacja gleb - galeria fotografii

RlwzOWWStDfRY

Zdjęcie przedstawia pole, na którym rosną różne rośliny - na pierwszym planie po lewej i prawej stronie rosną zielone, wyższe rośliny, pomiędzy nimi w grządkach - rzędach biegnących równolegle do siebie - niskie rośliny. W tle jest pole zboża, a za nim zabudowania gospodarstwa.

R4eoZfabQMcKw

Zdjęcie ukazuje traktor z przyczepą, jadący po zaoranym polu. Spod przyczepy unosi się nad polem biały dym.

Ro1gX2tuTqAMZ

Zdjęcie przedstawia traktor orzący ziemię. Plug zostawia po sobie głębokie bruzdy w glebie. Przekopuje ziemię, na której rośnie sucha trawa.

Erozja gleb

Terminem erozji gleb określa się proces, w którym następuje zniszczenie struktury gleby i usunięcie cząstek glebowych przez wodę lub wiatr. Erozja gleb jest jednym z przykładów degradacji fizycznej pedosfery. Erozja nie tylko zmienia właściwości gleby, ale też może doprowadzić do całkowitego zniszczenia profilu glebowego i odsłonięcia skał macierzystych podłoża. Odtworzenie gleby w takim przypadku jest niemożliwe, dlatego najlepszą ochroną jest zapobieganie erozji.

Czynnikami wpływającymi na intensywność erozji gleb są:

• rodzaj skał macierzystych, na których powstały gleby,

• ukształtowanie terenu,

• wielkość opadów atmosferycznych,

• temperatura powietrza,

• prędkość wiatru,

• pokrycie terenu (obecność lub brak roślinności),

• działalność człowieka.

Erozja wietrzna (eoliczna) gleb

Do głównych czynników erozyjnych pedosfery należy wiatr. Od jego prędkości zależy ilość oraz wielkość porywanego i przenoszonego materiału skalnego. Proces wywiewania rozpoczyna się już przy 3 m/s. Jest to wystarczająca siła, aby wzbudzić ruch ziaren piasku. Kiedy wiatr osiąga 10 m/s, występuje umiarkowana erozja, ale gdy prędkość wrasta do 20 m/s, mówimy o erozji silnej. Podczas tego procesu ziarna skał są toczone, popychane, ulegają saltacji, a najdrobniejsze są unoszone. Taki wiatr potrafi w ciągu godziny przemieścić nawet 3 tony materiału.

Erozyjna działalność wiatru zależy od szeregu uwarunkowań. Szczególnie narażone na ten rodzaj niszczenia są obszary zbudowane ze skał luźnych. Podatne są zwłaszcza gleby utworzone na piaskach luźnych i słabo gliniastych lub na lessach. Dodatkowym czynnikiem przyspieszającym erozję jest okresowe lub ciągłe przesuszenie gruntu. Takie cechy podłoża powodują, że wiatr łatwiej wywiewa suchy i lekki materiał skalny. Brak dostatecznej ilości wody sprawia również, że takie podłoże pozbawione jest zwykle okrywy roślinnej lub porośnięte jest bardzo skąpo, w związku z czym rośliny nie są w stanie zatrzymać erozji.

Stopień nasilenia erozji wietrznej: 1 – słaby; 2 – umiarkowany; 3 – średni; 4 – silny; 5 – bardzo silny; wartości w nawiasach dotyczą piasków wydmowych.

Indeks dolny Źródło: A. Józefaciuk, C. Józefaciuk, Ochrona gruntów przed erozją, IUNG, Puławy 1999. Indeks dolny koniec_{Źródło: A. Józefaciuk, C. Józefaciuk, Ochrona gruntów przed erozją, IUNG, Puławy 1999.}

Z tych powodów erozja eoliczna występuje głównie w klimatach suchych i półsuchych, często na obrzeżach pustyń i rozległych, ubogich w roślinność stepach. Duża, otwarta przestrzeń dodatkowo wzmacnia efekt wywiewania. Szczególnie silnie zachodzi ono na terenach centralnej Azji, w obszarze Sahelu w północnej Afryce oraz w środkowej części USA. Erozja wietrzna może jednak występować także w strefach wilgotniejszych klimatów, zwłaszcza jeśli tereny są użytkowane niewłaściwie. Należy pamiętać, że każda sytuacja, w której gleba jest odsłonięta i pozbawiona roślinności, sprzyja wywiewaniu. Tak dzieje się np. po bezśnieżnej zimie, ale również po zabiegach bronowania czy orki.

Erozja eoliczna gleb - galeria fotografii

RwUpCItSSQlQn

Ilustracja przedstawia wyschniętą glebę narażoną na erozję wietrzną. Jest ona popękana, widoczne są szczeliny, z niektórych wyrasta trawa.

R1DNsl7ZMkOoD

Ilustracja przedstawia cząsteczki gleby unoszone przez wiatr nad polem uprawnym. Po lewej stronie zdjęcia widać pas zieleni, po prawej grunt rolny. W oddali pojedyncze drzewa.

R2IcsYe1bc0iI

Ilustracja przedstawia drzewo pośrodku pustyni. Ma ono korzenie odsłonięte na skutek wywiewania. W oddali znajduje się więcej pojedynczych drzew i mniejszych krzewów.

Zapobieganie erozji wietrznej polega przede wszystkim na spowolnieniu prędkości wiatru. Funkcję wiatrochronu spełnia naturalna roślinność, dlatego warto zachowywać śródpolne zadrzewienia lub zasadzać je tam, gdzie ich nie ma. W miejscach, w których jest to utrudnione, można wykonywać konstrukcje w postaci płotów czy murków kamiennych.

Pamiętając, że nawet kilkutygodniowy okres suszy może wzmacniać erozję gleb, należy ograniczać czas, w którym pozostaje ona „naga”. Grunty narażone na erozję w okresie jesienno‑zimowym powinny być pokryte roślinnością w ok. 75–80%.  Zaleca się więc wprowadzanie upraw poplonów ścierniskowych lub ozimych po uprawie roślin jarych. Korzystne jest również pozostawienie niezaoranych roślin poplonowych na okres zimy lub okrywanie powierzchni nieobsianej słomą lub liśćmi. Podczas prac rolnych można również stosować taki sposób upraw, który nie odsłania gleby, np. uprawy bezorkowe, siew w mulcz czy uprawę pasową (ang. strip‑till).

Ochrona gleb przed erozją wietrzną - galeria fotografii

RQJq7rbb1LHw6

Ilustracja przedstawia śródpolny pas krzewów. Rosną one pośrodku pola uprawnego. Co kilkanaście metrów jest także widoczny wbity pal wzmacniający wzrost nowo zasadzonego drzewa.

RcbiotzdBYqsK

Na zdjęciu znajduje się bariera wiatrochronna w postaci pasa krzewów śródpolnych. Rosną one gęsto blisko siebie. Co pewną odległość jest posadzone drzewo.

RcYxcEyAps3p6

Zdjęcie przedstawia barierę wiatrochronną w postaci pasa zadrzewień śródpolnych. Są one zasadzone bardzo gęsto. Na pierwszym planie widać uformowane bale z siana czekające na ofoliowanie i sprzedaż.

RGgTpeJ2viJkG

Zdjęcie przedstawia krajobraz Wysp Aran w Irlandii. Na pierwszym planie widać zagrody dla zwierząt poodzielane kamiennymi murkami. Dalej usytuowane są budynki gospodarcze i domu mieszkalne o niskiej zabudowie, w oddali morze o jasnobłękitnej barwie.

R1B5iJcuB92hp

Zdjęcie przedstawia pole uprawne. Na nim znajduje się ochronna okrywa gleby (tzw. mulcz). Tworzą ją liście, słoma lub skoszona trawa. W oddali widać pojedyncze drzewa i niższe trawy, krzewy.

R1We3CGXQn77j

Zdjęcie przedstawia pole uprawne. Znajduje się na nim ściernisko chroniące glebę przed wywiewaniem. Są to pozostałości po żniwach.

R1O0B6SQ37ItM

Na zdjęciu znajduje się pole uprawne kukurydzy. Rośnie ona w jednakowo oddalonych od siebie rzędach.

Ciekawostka

Ogromnym międzynarodowym przedsięwzięciem jest projekt Wielkiego Zielonego Muru (Great Green Wall). Intencją jest zasadzenie drzew i krzewów w pasie o szerokości 15 km przebiegającym równoleżnikowo na południe od Sahary. Długość tej roślinnej zapory ma wynosić blisko 8 tys. km i przebiegać przez 11 afrykańskich państw zagrożonych pustynnieniem. W akcję włączają się również przedstawiciele innych krajów, w tym także polscy wolontariusze oraz pracownicy Lasów Państwowych.

R1WU4WzytBtNs

Na mapie Afryki zaznaczono żółtym pasem ciągnącym się od Senegalu do Erytrei strefę Sahelijską. Strefa ta przechodzi przez części terenu następujących krajów: Senegal, Mauretania, Mali, Burkina faso, Niger, Nigeria, Czad, Sudan, Sudan Południowy, Erytrea, Etiopia. Na żółtym pasie strefy Sahelijskiej przeciągnięto zieloną linię, która oznacza orientacyjny obszar projektu ponownego zalesienia terenu. Na terenie Etiopii linia ta wygina się poniżej strefy Sahelijskiej.

R1QiusZumji8C

Zdjęcie przedstawia sadzonki akacji senegalskiej przygotowane do sadzenia. Mają one około 30 cm wysokości. Na zdjęciu widoczny jest mężczyzna w kapeluszu podlewający je, obok stoi biała ciężarówka. Cały skład sadzonek znajduje się na polu na pustyni, w oddali widoczne pojedyncze drzewa.

R13ZJaWh0CUOX

Zdjęcie przedstawia wspólne sadzenie roślin w Senegalu. Widać dużo ludzi pracujących, klęczących na kolanach. Mają kapelusze, czapki chroniące przed słońcem, rękawice na dłoniach ponieważ kopią w gruncie.

Erozja wodna

Erozja wodna polega na wypłukiwaniu z gleby warstwy próchnicy i cząstek mineralnych. Siła niszcząca wody potrafi w krótkim czasie spowodować znaczące ubytki w pedosferze, a nawet całkowicie usunąć warstwę gleby. Skutki takich procesów mogą prowadzić do powstawania potężnych form, np. rozcięć erozyjnych, rynien czy wąwozów powodujących degradację ogromnych przestrzeni. Regiony takie, nazywane badlands (‘złe ziemie’), występują między innymi w stanie Dakota w USA.

Głównymi czynnikami wpływającymi na intensywność erozji wodnej są: podatność skał na niszczenie, nachylenie terenu i wielkość opadów. W tabeli przedstawiono uproszczoną klasyfikację zagrożenia gleb erozją wodną, uwzględniającą wspomniane czynniki.

Stopień nasilenia erozji wodnej: 1 – słaby; 2 – umiarkowany; 3 – średni; 4 – silny; 5 – bardzo silny; wartości w nawiasach dotyczą opadów powyżej 600 mm.

Indeks dolny Źródło: A. Józefaciuk, C. Józefaciuk, Ochrona gruntów przed erozją, IUNG, Puławy 1999. Materiał wykorzystany na podstawie art. 29 ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych (prawo cytatu) Indeks dolny koniec_{Źródło: A. Józefaciuk, C. Józefaciuk, Ochrona gruntów przed erozją, IUNG, Puławy 1999. Materiał wykorzystany na podstawie art. 29 ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych (prawo cytatu)}

Najbardziej zagrożone są tereny o dużym nachyleniu i małej odporności skał na erozję położone w klimatach o okresowo dużych opadach oraz z występującym podziałem na porę suchą i deszczową. Takie cechy posiada klimat podrównikowy, ale także zwrotnikowy w odmianie monsunowej czy podzwrotnikowy. Trwający kilka miesięcy okres suszy zmienia strukturę gleby, która staje się bardziej zbita. Wyschnięte podłoże nie jest w stanie wchłonąć intensywnych opadów przychodzących wraz z porą deszczową. Podobne zjawisko, choć na mniejszą skalę, obserwowane jest także w innych klimatach. Regiony o dużych sumach opadów rocznych, jak klimat równikowy wybitnie wilgotny, są zagrożone erozją wodną w umiarkowanym stopniu, ponieważ naturalnie bujna roślinność tropikalnych lasów cechuje się dużą zdolnością retencyjną.

To pokazuje, jak dużą rolę odgrywa w erozji wodnej pokrycie terenu. Obecność okrywy roślinnej ogranicza lub spowalnia proces wymywania. Rośliny zwiększają zdolność retencyjną gleby. Ich system korzeniowy nie tylko wchłania wodę, ale również wiąże i przytrzymuje cząsteczki gleby. Dzięki roślinom zmniejsza się siła erozyjna padających na powierzchnię kropel deszczu.

Wpływ roślinności jest szczególnie dobrze widoczny tam, gdzie występuje duże zróżnicowanie wysokości. Znacząco przyspiesza erozję wodną: wycinanie lasów na stokach, wypalanie traw lub wypasanie zwierząt, które usuwają okrywę roślinną i odsłaniają skały podłoża. Pozbawione roślinności stoki tracą możliwość retencji glebowej, co powoduje wzrost wielkości spływu powierzchniowego. W krótkim czasie strużki spływającej wody potrafią wyżłobić głębokie koleiny, zwłaszcza jeśli w podłożu występują skały podatne na wypłukiwanie. Do gleb najbardziej narażonych na erozję wodną należą gleby pyłowe, zwłaszcza wykształcone z lessów, gleby bardzo lekkie na piaskach luźnych i słabo gliniastych oraz rędziny wapienne.

Erozja wodna gleb - galeria fotografii

ROE1JTPy8lpyV

Zdjęcie pokazuje przybliżenie na uderzające w powierzchnię krople wody. Powodują one rozbryzg, który jest uważany za formę erozji.

R1145SlGVIrlM

Na zdjęciu widoczna jest erozja powierzchniowa na polu uprawnym. Zmywa ona cienką warstwę gleby na dużej powierzchni. W oddali widoczne inne pola uprawne i las.

R1AxO2XjECK9O

Na zdjęciu widoczny jest przykład erozji powierzchniowej na polu uprawnym, pole jest zniszczone przez przecinający je wcześniej w poprzek bieg wody.

R189qzLY03yJL

Zdjęcie przedstawia uprawy zniszczone na skutek spływu powierzchniowego przez pole uprawne.

RyE8U3Vx5njOk

Zdjęcie przedstawia erozję liniową formującą bruzdy erozyjne na polu uprawnym.

R1RlLb6pBCNT2

Zdjęcie przedstawia przykład erozji na polu uprawnym. Jest to głęboka na kilkadziesiąt centymetrów bruzda w ziemi.

RAgKU0E5p6ohO

Zdjęcie przedstawia obszar w lesie i wyżłobiony w nim wąwóz przez erozję. Są to skały podatne na erozję np. lessy, dlatego wąwóz ma kilka metrów szerokości i ciągnie się między drzewami na kilkadziesiąt metrów.

RiPGgrOKMoVSa

Zdjęcie przedstawia obszar stoku i na nim skubiące trawę owce, jest ich kilkadziesiąt, mają ciemne i jasne umaszczenie. Pilnują je psy pasterskie. Usypany jest murek z kamieni odgradzający jedno pole od drugiego.

RFKaCpseVqQyI

Zdjęcie przedstawia krajobraz na ziemię poprzecinaną rynnami erozyjnymi wypłukanymi przez wodę w Brazylii. Widoczne są wielkie bruzdy w gruncie.

R1WUeu89owpkR

Zdjęcie przedstawia wycięcie lasów w Rio de Janeiro. Połowa wzgórza jest obrośnięta gęstym lasem, a druga część to sama ziemia. Z prawej strony widać zabudowę mieszkalną.

Zabiegi chroniące glebę przed erozją wietrzną można stosować również do przeciwdziałania erozji wodnej. W obu przypadkach rekomenduje się uprawy roślin silnie wiążących korzeniami glebę, uprawę w wąskich międzyrzędziach, bezorkową czy konserwującą.

Zapobieganiu erozji wodnej, podobnie jak wietrznej, sprzyja również ochrona roślinności. W erozji wodnej szczególną rolę odgrywają lasy porastające stoki. Ich system korzeniowy wchłania wodę, ale również wiąże cząsteczki gleby. Podobnie w uprawach prowadzonych na stokach należy ograniczyć udział roślin okopowych na korzyść roślin silnie wiążących korzeniami glebę. Lepiej jest również sadzić rośliny ozime niż jare.

Szczególne działania przeciwerozyjne dotyczą prac rolnych na obszarach o znacznych spadkach terenu. Gdy nachylenie stoku nie przekracza 18–20%, zaleca się orkę wzdłuż poziomic. Powstałe podczas orki bruzdy i odkładane skiby powinny przebiegać w poprzek potencjalnie spływającej wody. Na stokach o nachyleniu przekraczającym 25% wykonuje się terasowanie, czyli zabieg polegający na zmianie profilu stoku na schodkowy. Terasowanie stoków jest popularnym zabiegiem w krajach Azji Południowo‑Wschodniej.

Ochrona gleb przed erozją wodną - galeria fotografii

R8yDKxHkbx141

Zdjęcie przedstawia ziemne obwałowania chroniące pola uprawne przed erozją wodną. Są to usypane niskie górki z ziemi.

R1B3m6xZRuhsw

Zdjęcie przedstawia sadzenie roślin przez ludzi wzdłuż wcięć erozyjnych. Zapobiega to pogłębianiu się erozji wodnej. Na zdjęciu widać dużo ludzi pracujących w czapkach chroniących ich przed słońcem oraz w specjalnych strojach i rękawiczkach. W oddali widoczne są wzgórza.

RwsU1OVb4o00G

Zdjęcie przedstawia ludzi sadzących roślinności na stokach. Mają oni rozłożone specjalne geowłókniny, w których zrobią otwory na nowe sadzonki. Pracują na bardzo suchym podłożu.

RcFNoLISezpiw

Zdjęcie przedstawia pola uprawne o nieregularnych kształtach. Znajdują się one na delikatnych wzgórzach.

R4roeAXeTzOQm

Zdjęcie przedstawia pole uprawne. Obok biegnie droga asfaltowa. W oddali widoczne drzewa, panuje jesienna aura.

Ro44JX2nvx2lI

Zdjęcie przedstawia pola uprawne o układzie wstęgowym. Nawiązują one do układu rzeźby terenu i różnicują rośliny uprawne. Pola poprzecinane są lasami. W oddali wysokie góry.

R3VBMNUVhSYzz

Zdjęcie przedstawia ludzi pracujących przy terasowaniu zboczy w Rwandzie. Na pierwszym planie kobieta w turbanie, pracuje motyką w ziemi, jest boso. W oddali widać drzewa, palmy, pola uprawne.

R1LaPUGvnTFdo

Zdjęcie przedstawia terasowanie stoków w Azji. Zbocza pokryte są zieloną roślinnością. Występują krzewy, drzewa, w oddali góry.