Produkcję biomasy roślinnej warunkują czynniki glebowe, klimatyczne i agrotechniczne, czyli uprawa gleby i roślin. W rolnictwie mamy najczęściej do czynienia z glebami mineralnymi. O ich przydatności do uprawy roślin decyduje w dużym stopniu skład granulometryczny.
Gleba – źródłem życia
Przyrosty masy roślinnej w okresie wegetacji zależą od zaopatrzenia w składniki mineralne i wodę oraz składniki organiczne (cukry) wytwarzane przez nadziemne części roślin w procesie fotosyntezy. Niezbędne w tych procesach jest też światło, ciepło i powietrze.
Rolnik decyduje w dużym stopniu o agrotechnice, w tym zaopatrzeniu roślin w składniki pokarmowe, częściowo także w wodę i powietrze, zaś w niewielkim o warunkach świetlnych i cieplnych. Źródłem składników pokarmowych jest wietrzejąca masa mineralna gleby, zmineralizowana substancja organiczna oraz nawozy organiczne i mineralne.
Należy pamiętać, że składniki zawarte w substancji organicznej mogą być pobierane przez rośliny po jej mineralizacji, tj. rozkładzie przez mikroorganizmy do związków prostych – mineralnych. Gleba jest więc tworem ożywionym. Rośliny pobierają składniki głównie za pomocą korzeni, ale również poprzez części nadziemne, głównie liście, w wyniku dokarmiania dolistnego.
Części składowe masy gleby
Części składowe masy glebowej dzielą się na 4 grupy:
- mineralne,
- organiczne (resztki roślinne i zwierzęce, nawozy naturalne i organiczne, mikroorganizmy),
- roztwór glebowy, czyli woda z rozpuszczonymi jonami składników mineralnych,
- powietrze glebowe.
Części mineralne i organiczne tworzą razem stałą fazę gleby, zaś roztwór i powietrze zajmują przestwory między nimi. Zależnie od proporcji części mineralnych do organicznych, dzieli się gleby na trzy grupy:
- mineralne, zawierają do 5 proc. substancji organicznej, choć zazwyczaj do 3 proc.,
- organiczno-mineralne, zawierają 5–20 proc. substancji organicznej,
- organiczne (głównie torfy i ), zawierają ponad 20 proc. substancji organicznej.
Gleby w rolnictwie
W rolnictwie mamy najczęściej do czynienia z glebami mineralnymi. O ich przydatności do uprawy roślin decyduje w dużym stopniu skład granulometryczny, mierzony udziałem wielkości (średnicy ziaren) części mineralnej gleby. Jest to najwolniej zmieniająca się cecha gleby, a więc najbardziej trwała, decydująca w dużym stopniu o jej przydatności do produkcji roślinnej.
Wyróżnia się dwie podstawowe frakcje części mineralnej gleby:
- części szkieletowe (kamienie i żwir),
- części ziemiste (piasek oraz pył i ił, czyli tzw. części spławialne).
Właściwości gleby
Na właściwości gleby w największym stopniu oddziałują części spławialne, tj. frakcje o średnicy poniżej 0,02 mm, a głównie poniżej 0,002 mm, czyli tzw. ił koloidalny. Wpływa on na zwięzłość i właściwości sorpcyjne gleby, tj. jej zdolność do zatrzymywania składników pokarmowych i wody.
Zbyt duży udział części koloidalnych pogarsza właściwości fizyczne gleb – czyni ją zwięzłą, mażącą się w uprawie na mokro i zbrylającą przy niedoborze wody. Są to gleby zwięzłe, ciężkie w uprawie, na ogół zimne. Rośliny (korzenie) cierpią w nich na niedostatek tlenu. Zbyt mała zawartość w glebie iłu koloidalnego czyni glebę lekką w uprawie, ale słabo magazynującą składniki pokarmowe i wodę.
Jednak 3-5 krotnie większe możliwości magazynowania pokarmów i wody posiadają związki próchniczne. Wśród nich najważniejszą rolę spełniają kwasy humusowe, tworzone podczas mikrobiologicznego przerobu (humifikacji) wnoszonych do gleby materiałów organicznych.
Klasyfikacja gleb
Zależnie od składu granulometrycznego i problemów w uprawie, wyróżnia się gleby:
- bardzo lekkie – mają do 10 proc. części spławialnych i do 1 proc. próchnicy. Są to piaski luźne i słabo gliniaste, na ogół silnie zakwaszone i ubogie w składniki pokarmowe. Posiadają małą zdolność zatrzymywania wody, która łatwo przesiąka, ale są łatwe w uprawie. Można na nich uprawiać żyto i łubin żółty, a także (z mniejszym powodzeniem): ziemniaki, owies, seradelę i wykę ozimą. Klasyfikowane są w V i VI klasie bonitacyjnej.
- lekkie – wykazują 11–20 proc. części spławialnych i 1,1–1,5 proc. próchnicy. Są to piaski gliniaste, posiadają lepsze właściwości fizyczne, chemiczne i silnie wartość rolniczą. Ich jakość zależy też w dużym stopniu od podłoża (luźne lub zwięźlejsze) na którym zalegają. Zaliczane są IVb i V klasy bonitacyjnej, można na nich uprawiać i uzyskiwać większe plony ziemniaków, seradeli, wyki ozimej, łubinu żółtego, żyta, owsa, pszenżyta i tytoniu Virginia. Gleby bardzo lekkie i lekkie zajmują w Polsce ponad 60 proc. powierzchni gruntów ornych.
- średnie – mają 20–35 proc. części spławialnych i 1,6–2,5 proc. próchnicy. Określa się je mianem glin lekkich i utworów pyłowych, w tym lessów, zalicza się do nich także mady średnie. Są to dobre, a nawet bardzo dobre gleby, wykazują korzystne właściwości fizyczne (wodno-powietrzne). Są też w miarę łatwe w uprawie, uzyskuje są na nich wysokie i wierne plony.
- ciężkie i bardzo ciężkie (zwięzłe) – mają ponad 35, a nawet (bardzo ciężkie) ponad 50 proc. części spławianych, w tym dużo ilastych. Są to gleby gliniaste, ilaste oraz rędziny, nazywane też borowinami oraz glebami „minutowymi”. Podczas ich uprawy, niewielki nadmiar lub niedobór wody powoduje, iż silnie mażą się (zasklepiają) bądź zbrylają, co wymaga dużej siły uciągu. Wykazują one duży potencjał plonowania, nawet najbardziej wymagających roślin. Ich wadą są trudności w uprawie, choć przy wysokiej zawartości próchnicy i optymalnej wilgotności (niestety w krótkim czasie), te problemy znikają lub są mniej dolegliwe.
