Agreus – bezprzewodowe pomiary i sterowanie dla branży rolnej, sadów, ogrodów, terenów zielonych

Zastosowanie Systemu Agreus w badaniach ekologii gleb, przeprowadzonych przez Instytut Nauk Biologicznych UKSW

Gleba stanowi środowisko życia różnorodnych grup organizmów, bakterii, grzybów, a także organizmów roślinnych i zwierzęcych. Szacuje się, że ich liczebność w warstwie ornej gleby na powierzchni 1m2 waha się od kilkuset osobników (dżdżownice) do nawet kilkunastu milionów w przypadku bakterii. Organizmy glebowe pełnią ważną rolę w procesach takich jak rozkład materii organicznej, mineralizacja i obieg składników odżywczych.

Sonda glebowa AM-100 na plantacji buraków cukrowych

Występowanie, aktywność i dynamika liczebności organizmów glebowych zależą od fizycznych i chemicznych właściwości gleby. Najważniejszymi z nich są temperatura gleby, wilgotność, napowietrzenie, odczyn oraz zasobność gleby w składniki pokarmowe. Organizmy glebowe dość szybko reagują na wahania tych parametrów. W związku z tym wszelkie zmiany w strukturze zespołów glebowych mogą wpływać na funkcjonowanie i żyzność gleby i w konsekwencji na wzrost i plonowanie roślin.

Zabiegi agrotechniczne (m.in. orka, nawożenie, mulczowanie, chemiczne środki ochrony roślin) szczególnie wpływają na parametry fizykochemiczne gleby. Dynamiczny charakter zmian nie może być jednak uchwycony, gdyż pomiary wilgotności, temperatury i przewodności elektrycznej zazwyczaj opierają się na tradycyjnych metodach, czyli na jednokrotnym ich oznaczeniu w momencie pobrania prób glebowych. Nowoczesne rolnictwo wymaga rejestracji danych in situ oraz w długim przedziale czasowym, co pozwala na uzyskanie bardziej wiarygodnych wniosków na temat wpływu stosowanych praktyk. Do monitorowania wyżej wymienionych parametrów używa się różnych czujników. Dotychczas najszersze zastosowanie znalazły one w rolnictwie i ogrodnictwie, głównie w planowaniu nawadniania i fertygacji upraw. Niewielkie jest ich zastosowanie w ekologii gleby w szczególności do zbadania zależności miedzy parametrami gleby a aktywnością różnych grup organizmów glebowych w długoterminowych eksperymentach polowych.

W 2022 roku szukaliśmy rozwiązania do monitorowania i rejestrowania warunków glebowych w doświadczeniu polowym dotyczącym wpływu melasy buraczanej jako środka wspomagającego w uprawie buraka cukrowego. Badania prowadzone były na polach eksperymentalnych cukrowni Pfeifer & Langen Polska S.A. w ramach współpracy naukowej z Instytutem Nauk Biologicznych UKSW.

Melasa buraczana to produkt uboczny powstający podczas produkcji cukru. Ma konsystencję gęstego syropu o dużej zwartości sacharozy (ok. 40%) Jest również bogata w wiele minerałów. Melasa produkowana jest w dużych ilościach i wykorzystywana w różnych gałęziach przemysłu, a ostatnio również jako niekonwencjonalny nawóz w produkcji roślinnej. Przy wprowadzaniu nowych praktyk rolniczych, w tym nowych rodzajów i sposobów nawożenia, oprócz aspektu ekonomicznego i społecznego należy zwracać uwagę na aspekty środowiskowe. Głównym celem badań było określenie wpływu różnych dawek melasy na aktywność biologiczną gleby. Zakładano, że wpływ ten może być zarówno bezpośredni jak i pośredni poprzez oddziaływanie na parametry takie jak wilgotność i przewodność gleby. Stąd potrzeba monitorowania i rejestrowania precyzyjnych danych. Do pozyskiwania długoterminowych danych pomiarowych zastosowano system AGREUS firmy Inventia Sp. z o.o. Bezprzewodowe sondy glebowe typu AM-100 zasilane solarnie, mierzące jednocześnie wilgotność, przewodność i temperaturę gleby na trzech poziomach pomiarowych umieszczono na polach eksperymentalnych.

Sondy glebowe AM-100 na plantacji buraków cukrowych

Gromadzenie danych o różnicach wilgotności (ryc. 1), temperatury i przewodności elektrycznej (ryc. 2) jakie wykazują profile glebowe przy zastosowaniu różnych dawek melasy, stanowi dla nas nieoceniony zasób informacji. Dzięki temu możemy uchwyć główne kierunki zmian w aktywności biologicznej gleby, a co za tym idzie planować i prognozować, co jest ważne dla praktycznego wykorzystania wyników badań naukowych.

Ryc. 1. Dynamika wilgotności gleby na trzech głębokościach po zastosowaniu różnych dawek melasy.
Ryc. 2. Dynamika przewodności elektrycznej gleby na trzech głębokościach po zastosowaniu różnych dawek melasy. Brak odczytu przewodności w lipcu przypuszczalnie było efektem suszy, co koreluje ze spadkiem wilgotności.

Obiekty badań – ich występowanie i liczebność to wskaźnik jakości gleby

Nicienie glebowe
Grzyby glebowe
Skoczogonek glebowy
Roztocz glebowy

Autorzy:
dr hab. Krassimira Ilieva-Makulec, prof. UKSW;
dr Anna Augustyniuk-Kram,
dr Kamil Karaban
Zakład Ekologii Gleby, Instytut Nauk Biologicznych UKSW.