Mechanické obrábanie pôdy, najmä orba, pôsobí predovšetkým na vlhkosť a prevzdušnenie pôdy, čím sa mení aj intenzita mikrobiálnych procesov. Vo väčšine prípadov je v nižších vrstvách pôdy väčšia vlhkosť a menšie prevzdušnenie, čo znamená, že mineralizačné procesy prebiehajú intenzívnejšie predovšetkým v povrchovej vrstve pôdy.

Obrábaním pôdy sa intenzívne ovplyvňuje činnosť mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú aj na rozklade pozberových zvyškov v pôde. Pri intenzívnejšom a hlbšom kyprení sa v pôde tvorí oveľa viac dusičnanov ako v plytko obrobenej, alebo v neobrobenej pôde. Značné rozdiely sú aj medzi vplyvom orby a kyprenia pôdy bez jej obracania. Na pôde, ktorá bola niekoľko rokov kyprená bez obracania, sa výrazne znižuje mobilizácia dusíka.

Konvenčné spôsoby obrábania pôdy spôsobujú bezprostredne po zásahu pre pôdne mikrorganizmy „stresovú situáciu“. Úbytok mikroorganizmov (najmä po orbe), býva výraznejší ako pri použití minimalizačných technológií. Na druhej strane zlepšené pôdne prostredie (vzdušný režim, prívod O2, zníženie CO2 ) pozitívne pôsobí na regeneráciu biologickej aktivity a jej predchádzajúca úroveň sa dosahuje približne za 30-45 dní.

Minimalizačné technológie resp. sejba do neobrobenej pôdy, podporujú mikrobiálnu aktivitu na povrchu, alebo tesne pod povrchom pôdy. Súvisí to najmä s početnosťou a aktivitou mikroorganizmov, ktorá je v značnej miere limitovaná množstvom O2 a organickej hmoty ponechanej na povrchu, alebo plytko zapravenej do profilu pôdy.

Obrábanie pôdy ovplyvňuje mikroorganizmy prostredníctvom obnovy a udržiavania štruktúrneho stavu pôdy, zlepšenia výmeny vzduchu a prevlhčenia ornice, ako aj zapravením resp. prevrstvením ich „potravy“ – pozberových zvyškov, organických hmôt a minerálnych hnojív.

Mikroorganizmy v pôde (vrátane rozkladajúcich celulózu) plnia viaceré funkcie:

  • aktívne sa zúčastňujú transformácie a rozkladu organických zvyškov a humusu,
  • sprístupňujú živiny pre rastliny z organických a anorganických látok
  • produkujú metabolicky aktívne látky (antibiotiká, rastové látky, toxíny), ktoré regulujú nielen rast, zdravotný stav rastlín, ale aj úrodnosť pôdy

Ak sa pri orbe dostanú na povrch pôdy z nižších vrstiev aeróbne mikroorganizmy, získajú väčší prísun kyslíka a preto sa rýchlo množia a tým sa zvyšuje intenzita mineralizačných procesov. To znamená, že sa do pôdy uvoľní väčšie množstvo pre rastliny dostupných minerálnych živín a naopak.

Z mikrobiálnych procesov, ktorých intenzita sa po orbe zvýši, treba spomenúť predovšetkým nitrifikáciu, sulfurikáciu a aeróbny rozklad celulózy, ktorý priamo závisí od množstva dusičnanov. Zvyšuje sa aj uvoľňovanie fosforu z organických látok, ale aj iných prvkov, ktoré boli viazané v nedostupnej forme v organických zlúčeninách. Značnú časť uvoľnených živín však znova spotrebujú iné skupiny mikroorganizmov. Keby bol podporovaný len rozvoj mineralizačných procesov, pri počiatočnom zvýšení obsahu prístupných živín, zlepšení výživy rastlín a zvýšení úrod, postupne by nastal veľký úbytok humusu. Tým by sa vlastnosti pôdy značne zhoršili, zhoršila by sa úrodnosť pôdy a tým aj výživa rastlín. Preto je do pôdy potrebné neustále dodávať zdroje organického uhlíka (humusu).

Celulóza je dominujúcou substanciou v prírode. Jej rozklad je podstatným činiteľom kolobehu uhlíka a je najdôležitejším zdrojom živín a energie pre pôdnu mikroflóru a faunu. Rozklad celulózy je mnohostupňový proces podmienený jej zložitou štruktúrou. Na rozklade sa zúčastňuje celý komplex enzýmov. Schopnosť produkovať celý komplex celulolytických enzýmov je charakteristická pre mnohé huby. Celulózu rozkladá aj celý rad baktérií.

Pri rozklade pozberových zvyškov je dôležitý v pôde primeraný obsah vzduchu. Pri aeróbnom rozklade celulózy sa uvoľňujú jednotlivé organické zlúčeniny a vzniká H2O a CO2. Ak je organická hmota v pôde zaklopená hlboko, pri minimálnom obsahu vzduchu vznikajú rôzne produkty kvasenia, hnitia, organické kyseliny, alkoholy, vodík a metán. V hĺbke pôsobiace mikroorganizmy môžu produkovať aj toxíny.

Keď sa do pôdy dostane vyšší podiel celulózy (strnisko, slama), limitujúcim faktorom jej rozkladu sa stáva dostatok vhodných zdrojov dusíka. Preto je vhodné pri organických materiáloch s nízkym obsahom dusíka (napríklad obilná slama) pridať na urýchlenie jej rozkladu dusík vo forme hnojovice, močovky, digestátu po výrobe bioplynu, prípadne minerálny dusík v priemyselnom hnojive.

Intenzita rozkladu celulózy závisí od mnohých faktorov:

  • od zloženia substrátu obsahujúceho celulózu,
  • od prítomnosti dusíka, ktorý rozklad urýchľuje,
  • od podmienok prostredia najmä teploty; pri nízkych teplotách blízkych bodu mrazu je rozklad nepatrný, optimum je medzi 20 – 30°C ,
  • od vlhkosti pôdy; čím je vyššia tým je zvýšená aktivita pôdnej mikroflóry, ale táto závislosť platí do vlhkosti 70 – 80 % plnej vodnej kapacity. Pri jej prekročení sa rozklad celulózy spomaľuje, čo je spôsobené nedostatkom O2 a nie nadbytkom vlhkosti ,
  • od pôdnej reakcie, ktorá rozhoduje o tom, či sa pri rozklade uplatnia mikromycéty pri nižšom pH, alebo myxobaktérie, ktoré vyžadujú vyššie hodnoty pH.

Pri sledovaní vplyvu rôznej hĺbky základného obrábania pôdy na intenzitu rozkladu celulózy v pôde, sa uvádza najvyšší rozklad celulózy pri stredne hlbokej orbe (do 0,25 m).

Ako významný faktor pri rozklade celulózy podľa je aj vlhkosť pôdy. So zvyšujúcou sa vlhkosťou pôdy sa zvyšuje aj početnosť hlavných skupín mikroorganizmov v pôde, vrátane celulolytickej zložky. Pri poklese vlhkosti pôdy pod 10 % Wobj. sa mikrobiologické procesy prakticky zastavujú.

Jednou z významných úloh obrábania pôdy je zapracovanie pozberových zvyškov pestovaných plodín do pôdy. Charakter transformácie organickej hmoty však závisí do značnej miery od času, kvality a spôsobu jej zapracovania do profilu pôdy. Pri minimálnom obrábaní pôdy sa rastlinné zvyšky, okrem koreňov, hromadia na povrchu, kde je ich mineralizácia značne obmedzená. Pri intenzívnom a hlbšom kyprení sa v pôde tvorí viac dusičnanov (najmä v hlbších vrstvách) ako v neobrobenej pôde, alebo v pôde plytko  obrobenej. Veľké rozdiely sú aj medzi orbou a kyprením bez obracania. Ak chceme využívať pri obrábaní pôdy minimalizačné technológie, musíme ich uplatňovať ako systém hospodárenia a nie ako náhradné riešenie tam kde sa nám nepodarilo zorať!

 

prof. Dr. Ing. Richard Pospišil,

externý spolupracovník redakcie, Nitra