Izabella Pisarek
Uniwersytet Opolski, Instytut Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Zespół Badawczy Ochrony Powierzchni Ziemi
Zrównoważony obieg węgla w ekosystemach to przedsięwzięcie, które wymaga podjęcia skoordynowanych działań przez wszystkie sektory gospodarki. Biorąc pod uwagę możliwości pedosfery w pochłanianiu dwutlenku węgla przez substancje humusowe należy dążyć do zwiększania ich zawartości w glebach. Polityka Unii Europejskiej w tym zakresie promuje upowszechnianie upraw i technologii produkcji sprzyjających pochłanianiu dwutlenku węgla przez glebę (sekwestracja glebowa) na szerszą skalę poprzez odpowiednią agrotechnikę.
Większość gleb Polski to gleby ubogie w substancje humusowe. Substancje humusowe to mieszaniny heterogeniczne, wytworzone z różnych substancji organicznych, w procesie humifikacji. A zatem, utrzymanie dodatniego lub co najmniej zrównoważonego bilansu glebowej materii organicznej jest podstawą prawidłowej gospodarki rolnej (reprodukcja – mineralizacja/degradacja). Wśród czynników wpływających na wynik bilansu węgla w glebach rolniczych mają przede wszystkim: intensywność rolnictwa, gospodarka resztkami pożniwnymi czy poziom nawożenia organicznego. W Krajowym Planie Strategicznym dla Polski zaproponowano szeroki wachlarz możliwych do realizacji praktyk tzw. ekoschematów [https://www.gov.pl/web/rolnictwo/ekoschematy] składających się na rolnictwo węglowe. Dla realizacji powyższego celu zaproponowano 5 ekoschematów powierzchniowych. Zaprojektowano je w taki sposób aby poprzez zwiększenie żyzności gleby, racjonalne nawożenie, poprawę jakości plonów zwiększać dochody rolnicze przy jednoczesnej sekwestracji węgla w glebach. Działania te wpisują się w rolnictwo węglowe i zarządzanie składnikami odżywczymi. W ramach proponowanych ekoschematów podkreślane jest wykorzystanie słomy do utrzymywania lub zwiększania poziomu zawartości materii organicznej i składników pokarmowych w glebach [https://www.gov.pl/web/rolnictwo/ekoschematy]. Celem powyższych praktyk jest nie tylko zachowanie bioróżnorodności, dbałość o żyzność gleb, poprawa bilansu węgla organicznego w glebie, magazynowanie CO2 w zasobach glebowej materii organicznej ale przede wszystkim zrównoważenie środowiskowe w produkcji rolniczej.
W Polsce praktyka przyorywania słomy znajduje wykorzystanie głównie w gospodarstwach bezinwetarzowych. Ten schemat gospodarowania dostarcza glebie świeżej materii organicznej będącej źródłem substancji humusowych pełniących funkcję produkcyjną i środowiskową lecz co istotne powyższy efekt nie zapewnia długotrwałej sekwestracji. Należy pamiętać także, iż efekt ten, w przypadku przyorania słomy in situ, uwidacznia się z reguły w drugim roku po jej aplikacji [Pikula, 2015; Pisarek, 1993; Pisarek i in. 2012]. Należy zatem poszukiwać sposobów „przygotowania” słomy jako biomasy, która przede wszystkim będzie podlegała procesowi humifikacji z obniżonym wskaźnikiem jej mineralizacji. Jednym z możliwych rozwiązań jest kompostowanie słomy i innych materiałów organicznych z dodatkiem azotu, który może być wykorzystany jako substrat dla rozwoju mikroorganizmów biorących udział w przemianach związków węgla. Istotnym elementem transformacji węgla organicznego słomy zbóż jest obok stosunku ogólnych form C/N udział węgla łatwo ulegającego utlenianiu mikrobiologicznemu. Przyjmuje się, iż stosunek węgla ulegającego utlenianiu do węgla wbudowanego w struktury glebowych substancji humusowych wynosi jak 1:1. Procesy immobilizacji – mineralizacji glebowych związków węgla są ściśle uzależnione od czynników biotycznych podłoża. Rozkład słomy, zwłaszcza w stadium początkowym tej transformacji prowadzi do powstania wielu związków, których toksyczne oddziaływanie na wzrost i rozwój roślin jest podkreślane w wielu pracach naukowych [Becher, 2013; Becher i in. 2021; Pikula, 2015; Pisarek, 1993; Pisarek, 2007]. Zdecydowanie wartościowszym materiałem próchnicotwórczym i elementem w procesie sekwestracji węgla organicznego jest „przetworzona” słoma, bogata w azot łatwoprzyswajalny i pozbawiona właściwości fitotoksycznych.
Rozwiązaniem „wychodzącym naprzeciw” tym potrzebom jest propozycja wykorzystania słomy jako substratu do produkcji grzybów jadalnych. W następstwie biotransformacji materii organicznej słomy z dodatkiem azotu (kurzak) i związków wapnia (gips) w procesie hodowli grzybów powstaje biomorficzna masa o wysokich walorach nawozowych, co potwierdzają wieloletnie badania realizowane przez InHort w Skierniewicach [2021]. Powyższe znakomicie wpisuje się w schemat rolnictwa węglowego pozwalającego na maksymalne, w pełni ekologiczne i proklimatyczne wykorzystanie rolniczej biomasy poprodukcyjnej (słomy) według zaproponowanego Schematu:
A zatem, proces produkcji grzybów jadalnych (np. pieczarek): od pozyskania słomy, przez przygotowanie substratu, aż po zbiór grzybów i wykorzystanie pozostałej biomasy jako cennego kondycjonera glebowego pozwala na zminimalizowanie ilości residuum i zmniejszenie użycia nawozów mineralnych, pozwala uzupełnić braki deficytowego dziś obornika w produkcji rolnej, co ma niebagatelny (pozytywny) wpływ na środowisko naturalne, jak również na ekonomiczny aspekt produkcji.
Przedstawione rozwiązanie „z pola do pieczarkarni i na pole” wydaje się zdecydowanie korzystniejsze niż przedstawione w ekoschemacie [https://www.gov.pl/web/rolnictwo/ekoschematy] „nawożenie słomą”, gdyż pozwala na znacznie szersze zapewnienie ciągłości cyklu węglowego z jednoczesnym silnym oddziaływaniem proklimatycznym i prospołecznym.
[1]Becher, M. 2013. Skład chemiczny podłoża po uprawie pieczarki jako odpadowego materiału organicznego. Ekonomia i Środowisko, 4 (47), 207-213.
[2]Becher, M., Banach-Szott, M., Godlewska, A. 2021. Organic matter properties of spent button mushroom substrate in the context of soil organic matter reproduction. Agronomy, 11, 204. https://10.3390/agronomy11020204
[3]InHort. Opinia dot. wykorzystania podłoża po uprawie pieczarki w rolnictwie (maszynopis). 2021.
[4]Pikula, D. 2015. Wpływ wieloletniego nawożenia słomą na plonowanie roślin i żyzność gleby. SiR IUNG-PIB, 45(19), 85-96.
[5]Pisarek, I. 1993. Wpływ nawożenia słomą na niektóre elementy żyzności gleby. Zesz. Nauk. WSP, Opole-Chemia, 13,109-114.
[6] Pisarek, I. 2007. Wpływ osadu ściekowego na kierunki transformacji związków próchnicznych i wybrane elementy żyzności gleby brunatnej wytworzonej z pyłu. Studia i Monografie UO, 385, ss.130.
[7]Pisarek, I., Glowacki, M., Czernia, M. 2012. The impact of Pleurotus ostreatus on organic matter transformation processes. Water Pollution Research, 66, 2666-73. https://doi.org/10.2166/wst.2012.502.
[8] https://www.gov.pl/web/rolnictwo/ekoschematy
