piątek, 30 lipca 2010

Permakultura i leśne ogrody cz. 10 - Gildie roślinne I

Z racji tego, że pracuję nad książką postanowiłem opublikować część rozdziału dotyczącego gildii roślinnych...

"Słowo gildia najczęściej znane jest miłośnikom historii lub gier RPG. W średniowieczu gildie (inaczej cechy) były to stowarzyszenia ludzi wykonujących daną profesję. Istniały np. Gildie kupieckie, rzemieślnicze itp. Zadaniem gildii było dbanie o interesy jej członków. I tak np. cech piekarzy dbał by w mieście nie uprawiało tego fachu zbyt wielu ludzi, gdyż obniżyłoby to ceny na chleb, co byłoby niekorzystne dla członków cechu (gildii). Gildie kupieckie natomiast z opłat członkowskich dbały o bezpieczeństwo na traktach i drogach.


Jak tą wiedzę wykorzystać w projektowaniu leśnego ogrodu? Można wykorzystać właściwości różnych roślin, by każda z nich wspierała się nawzajem lub, by wspierały konkretną roślinę (lub grupę roślin).


Gildie wieloletnie

Gildie można stosować również w przypadku roślin wieloletnich takich jak drzewa i krzewy owocowe czy zioła.

Pod jabłonią można posadzić np. czosnek, żonkile, czosnek niedźwiedzi, szczypiorek, czy inne rośliny
bulwiaste. Ich zadaniem jest uniemożliwienie wzrostu traw (trawy wydzielają substancje allolepatyczne, które utrudniają wzrost oraz ograniczają plonowanie drzew.
szkodliwe dla drzew). Kolejnym plusem z nie posiadania traw po drzewem jest to, iż nie
konkurują one z jabłonią o wodę i składniki mineralne (zarówno drzewa owocowe, jak
i trawy mają płytki system korzeniowy). Oprócz tych roślin warto zasadzić rośliny
pożyteczne dla owadów (np. dostarczają nektaru i pyłku) jak np. koper, krwawnik, melisa, mięta, dzięki czemu nie będziemy mieć problemu ze szkodnikami. Uzupełnieniem o warstwę krzewów tej gildii będzie dodanie do niej porzeczek (mogą rosnąć nawet w głębokim w cieniu). Równie dobrze będą radzić sobie również jeżyny i maliny, choć te dwa krzewy lepiej radzą sobie w półcieniu lub nawet jaśniejszej (południowej) części tej gildii. Ciemniejszą, północną część może zajmować np. topinambur (słonecznik bulwiasty) – jego smaczne bulwy mogą służyć za pokarm dla ludzi i gryzoni. W ten sposób jabłoń będzie chroniona przed podgryzaniem korzeni przez gryzonie – te będą przekładać odżywcze bulwy topinambura nad ubogie w kalorie i ciężkostrawne korzenie jabłoni.
Krwawnik, cykoria podróżnik, żywokost lekarski wydobędą z głębi gleby potrzebne mikro i makro
elementy.

Pod samą jabłonią od strony południowej znakomicie będą sobie radzić rośliny do bezpośredniej konsumpcji przez nas takie jak poziomka pospolita, fiołek wonny czy klajtonia przeszyta.

Tak może wyglądać przykładowa gildia. Kliknij w obrazek by powiększyć. Jeden kwadrat to około metr.
1.Jabłoń na podkładce M26
2.Oliwnik wielokwiatowy
3.Porzeczka czerwona
4.Porzeczka czarna
5.Cykoria podróżnik
6.Żywokost lekarski
7.Cykoria podróżnik
8.Topinambur
9.Mięta
10.Czosnek niedźwiedzi
11.Krwawnik pospolity
12.Karagana syberyjska
13.Fiołek wonny, Szczaw zwyczajny, Poziomka pospolita, Klajtonia przeszyta
14.Maliny
15.Nasturcja większa


Gdybyśmy chcieli, by ten system był jeszcze bardziej produktywny możemy posadzić pod
pniem pnącze typu mrozoodporne kiwi (Actinidia Arguta) najlepiej odmianę Issai, gdyż
inne dorastające do kilkunastu metrów mogłyby zagłuszyć naszą jabłoń. Kolejnym jadalnym pnączem do tej owocowej gildii może nasturcja większa. To pnącze, które w naszych warunkach jest jednoroczne należy sadzić co roku, jednak ma to tą przewagę, że już po kilku tygodniach wzrostu nasturcja dawać nam będzie mnóstwo pożywnej, pikantnej i smacznej "zieleniny" na sałatki czy kanapki. Dodatkową korzyścią dla całej gildii a zwłaszcza jabłoni jest preferowanie nasturcji nad jabłoń przez mszyce. Te wyjątkowo uciążliwe szkodniki atakują raczej liście szybko rosnącej nasturcji a nie mniej odżywcze i bardziej twarde liście jabłoni.
Innym dodatkowym plonem z tej gildii mógłby być szpinak nowozelandzki lub szczaw. Jeśli mamy problem z pędrakami warto dodać do naszej „mieszanki” grykę lub gorczycę.

W wolnych miejscach można posiać koniczynę, która zajmie się wiązaniem azotu
z powietrza do gleby. Inną propozycją jako rośliny okrywowej może być rumianek czy wspomniany już wcześniej szczaw.

Oczywiście możemy również „wymieniać” elementy. np. zamiast jabłoni użyć śliwę, wiśnie lub
gruszę. "

Czytelnicy "Ogrodu bez chemii" znajdą w tym fragmencie zapewne znajomą treść. W mojej książce dotyczącej zakładania produktywnego leśnego ogrodu na życzenie Czytelników postanowiłem znacznie rozwinąć kwestie tworzenia gildii roślinnych. Jeśli uważasz, że warto by zawrzeć w tej książce jakieś konkretne informacje proszę napisz o tym. Najlepiej w komentarzach do tego wpisu.

sobota, 24 lipca 2010

Wodny paradoks - susza po powodzi i jak temu zapobiegać?

Susza - jej konsekwencje.
Pogoda jak na lipiec jest dość upalna*. Co ciekawe da się zauważyć (przynajmniej we wschodniej Wielkopolsce) pierwsze objawy suszy. Sporo drzew, nawet tych dojrzałych jest jakby "przywiędnięta". Trzeba wiedzieć, że jeśli jesteśmy w stanie gołym okiem zobaczyć, że roślinom brakuje wody, to ich szybkość wzrostu czy plonowanie obniżyło się na długo zanim my to dostrzegliśmy. Przywiędnięte liście sprawiają, że powierzchnia liści , które są wystawione na działanie promieni słonecznych zmniejsza się. Oznacza to oczywiście, że proces fotosyntezy jest spowolniony, czyli "produkcja energii" potrzebnej roślinie do wzrostu, kwitnienie, produkcji słodkich i tłustych (np. orzechy) plonów spada. Rośliny ograniczają proces fotosyntezy, ponieważ do tego procesu jak pamiętamy ze szkoły podstawowej :) potrzebna jest min. woda.




6H2O + 6CO2 + hν (energia świetlna) → C6H12O6 + 6O2; ΔE -2872 kJ/mol (-687 kcal/mol)

Więdnięcie jest tylko jednym z wielu sposobów w jaki rośliny chronią się przed utratą wody. Na długo wcześniej zanim rośliny zaczynają więdnąć rośliny zamykają część aparatów szparkowych, którymi do liścia dostaje się życiodajny (dla roślin) dwutlenek węgla) - jeden z najważniejszych substratów do produkcji glukozy (cukrów).


W czasie suszy spada wydajność nienawadnianych pastwisk, sadów, lasów i ogrodów.

Wszystko to brzmi dość dziwnie, zważywszy na fakt, że jeszcze dwa miesiące temu mieliśmy zupełnie inny problem - powódź.
Przyczyna tych dwóch zjawisk jest bardzo zbliżona - niski poziom materii organicznej w glebie. Oczywiście, to nie od poziomu próchnicy w glebie zależy wysokość opadów, ale od wysokości próchnicy zależy już to, ile wody jest dostępnej dla roślin w czasie sezonu wegetacyjnego. Materia organiczna w glebie działa jak gąbka, która wychwytuje wodę w czasie gdy jest jej nadmiar i powoli oddaje ją roślinom w czasie gdy opadów nie ma. To "przechwytywanie wody" w czasie jej nadmiaru również przyczynia się do dobrostanu większości roślin - w przypadku gleby o słabym drenażu nie powstają kałuże. Długo stojące kałuże mogą powodować powstanie warunków beztlenowych w strefie korzeni - to sprawia, że korzenie drzew i krzewów owocowych zaczynają gnić. Dzięki wysokiemu poziomowi materii organicznej w glebie woda po pierwsze szybko wsiąka w glebę a po drugie dzięki siłom kapilarnym jest równomiernie "rozprowadzona" po całym profilu glebowym (całej głębokości gleby).
Wysoki poziom materii organicznej powoduje również lepsze podsiąkanie wody. Oznacza to, że roślinom o płytkim systemie korzeniowym łatwiej jest zaspokoić swoje potrzeby wodne. Ta cecha materii organicznej najważniejsza jest na glebach piaszczystych, które gorzej "przewodzą" wodę niż gleby cięższe. Gleby zbyt lekkie są zatem podwójnie "upośledzone" - po pierwsze gorzej trzymają wodę która trafia do niej z opadów (czy nawadniania) by następnie gorzej podsiąkały.

Obrazowo o co chodzi z tym całym "podsiąkaniem" tłumaczą poniższe fotografie.



Rolka papieru toaletowego włożona do miski w której poziom wody wynosił około 1 cm. Na tym zdjęciu widać jak materia organiczna (karton) przewodzi wodę. Kliknij w zdjęcie, żeby powiększyć.

Po kilku minutach siły kapilarne sprawiły, że woda podsiąknęła jeszcze wyżej. Po około godzinie od włożenia rolki do miski z wodą cała rolka była już mokra.


By woda skutecznie podsiąkała materia organiczna musi znajdować się dość głęboko. Nawet na głębokości 2 metrów. Oranie czy przekopywanie gleby na tą głębokość nie jest ani łatwe ani przyjemne ani ekonomicznie opłacalne (na dużą skalę). Jak zatem sprawić, że materia organiczna znajdzie się tam gdzie tego chcemy?

W tym miejscu warto zaznaczyć, że najżyźniejsze gleby wcale nie powstawały tam gdzie rósł las i w których materia organiczna była dostarczana "od góry" (poprzez opadające liście itp.) ale na obszarach gdzie materia organiczna była/jest dostarczana "od dołu" (poprzez zamierające na skutek zgryzania przez roślinożerców korzenie). Więcej na ten temat można przeczytać tutaj.

Jak zwiększyć poziom materii organicznej w glebie na dużej głębokości?
Należy użyć roślin o głębokim systemie korzeniowym i od czasu do czasu je przycinać. Określenie "od czasu do czasu" nie jest w tym przypadku zbyt trafne, gdyż jeśli chcemy zwiększyć poziom materii organicznej głęboko należy rośliny przycinać w momencie gdy osiągną największy możliwy wzrost wegetatywny (czyli w momencie gdy wytworzą najwięcej biomasy). Zwykle tą maksymalna biomasę  rośliny jednoroczne, zielne i trawy osiągają tuż przed kwitnieniem.

Jednym z najlepszych i najnaturalniejszych sposobów na dokonanie tego jest wykorzystanie zwierząt roślinożernych. Sposób ten szerzej opisany jest tutaj.

Osoby nie mające wystarczającej ilości miejsca by wypasać w ogrodzi stada krów ;) mogą przygotować glebę poprzez zastosowanie nawozów zielonych o głębokim systemie korzeniowym np. łubin, rzepak.

Innym sposobem, już bardziej trwałym jest zastosowanie wieloletnich dynamicznych akumulatorów i ich sukcesywne przycinanie. Jednym z najlepszych jest żywokost lekarski odmiany Bocking 14 (która charakteryzuje się lepszym wzrostem). Normalny żywokost jest niemal równie dobry choć trochę bardziej kłopotliwy, gdyż rozmnaża się również generatywnie (przez nasiona).

Podsumowując, żeby zapobiec suszy, mieć bardziej produktywny ogród czy pastwisko należy mieć lepszą glebę :). Słowo lepsza oznacza w wielu przypadkach głębszą i bogatszą w materię organiczną.

Zdjęcia dzięki uprzejmości Wikipedii.

*Tekst pisany był przed falą ulew jakie ponownie nawiedziły pierwszą stolicę Polski.  Nie zmienia to faktu, że niedobór wody zdążył spowodować obniżenie produktywności pól, sadów i  leśnych ogrodów.

wtorek, 6 lipca 2010

Stabilność materii organicznej, tempo jej rozkładu i jak można to wykorzystać

Kilka razy już na blogu poruszałem kwestie tego jak ważna jest materia organiczna (M.O.) w glebie. Dziś poruszę ten temat ponownie z uwzględnieniem zastosowania tej wiedzy również w... architekturze.

Od dłuższego czasu czułem, że materia organiczna materii organicznej nie jest równa. Jest przecież obornik kurzy (bardzo bogaty w azot), jest słoma i jest również drewno (które są ubogie w azot). Wszystkie te produkty rozkładają się z różną szybkością. Właśnie o tym i konsekwencjach tego będzie ten wpis. Wszystkie informacje dotyczące materiałów będą dotyczyć materii organicznej naturalnego pochodzenia. Stosunek węgla(C) do azotu (N) podaje się w formie liczbowej - pierwsza liczba oznacza ilość węgla druga ilość azotu. Im mniej węgla przypada na jednostkę azotu tym bardziej bogata w azot dana substancja jest. Dla przypomnienia wkleję ponownie proporcje węgla ( C ) do azotu (N) w poszczególnych materiałach:

Proporcje węgla (C) do azotu (N) w poszczególnych materiałach
Materiały bogate w węgiel:
  • Karton 350:1
  • Łęty kukurydzy 75:1
  • Odpady od owoców 35:1
  • Liście 60:1
  • Gazety 175:1
  • Łupiny od orzeszków ziemnych 35:1
  • Igliwie sosen 80:1
  • Trociny 325:1
  • Słoma 75:1
  • Zrębki drzew 400:1

Materiały bogate w azot:
  • Mocz 0,8 :1
  • Lucerna 12:1
  • Koniczyna 23:1
  • Fusy kawy 20:1
  • Odpady kuchenne 20:1
  • Odpady ogrodnicze 30:1
  • Ścinki traw 20:1
  • Siano 25:1
  • Obornik 15:1
  • Wodorosty morskie 19:1
  • Resztki warzyw 25:1
  • Chwasty 30:1

Od czego zależy szybkość rozkładu materii organicznej?


Tempo rozkładu materii organicznej zależy w dużej mierze od zawartości w niej azotu a ściśle mówiąc od proporcji węgla do azotu. Można przyjąć, że materiały bogate w azot rozkładają się szybciej. Między innymi dlatego ciepłym, dobrym i naturalnym materiałem budulcowym jest słoma (C:N 1:75) a nie wykorzystuje się siana (C:N 1:25). Wykorzystuje się ja np. do budowy z glinosłomobeli (z ang. strawbale). Siano na pierwszy rzut oka jest materiałem bardzo podobnym, jednak wysoka zawartość białka (każde białko zawiera azot) w sianie sprawia, że jest ono dość łatwo i szybko rozkładane przez różne mikro i makroorganizmy.
Drewno jest przykładem ubogiego w azot materiału, będzie zatem rozkładać się stosunkowo długo. Przy okazji dostarczy pożywienia grzybom saprobiontycznym i mikoryzowym.

Innym tradycyjnym, ubogim w azot materiałem budulcowym jest trzcina, która wykorzystywana była (a w niektórych rejonach świata nadal jest) jako materiał do budowy dachu - strzechy. Ta sama trzcina  jeśli jednak rośnie w warunkach dużej ilości azotu (jak np. w przydomowych oczyszczalniach ścieków) sama zawiera większą ilość azotu co dyskwalifikuje ją jak materiał budowlany.

Kolejnym czynnikiem, który wpływa na tempo rozkładu materii organicznej to temperatura. Generalnie im wyższa temperatura tym szybciej materia organiczna się rozkłada. Jednak po przekroczeniu pewnej temperatury (najprawdopodobniej około 70 stopni C) organizmy rozkładające materię organiczną zaczynają wymierać (jak np. w kompoście) i proces kompostowania zwalnia, gdyż nadmiar ciepła ogranicza aktywność destruentów.
Niskie temperatury sprawiają, że rozkład materii organicznej jest spowolniony a zimą (zwłaszcza podczas srogiej zimy) ustaje on całkiem.

Następny czynnik, który ma wpływ na stabilność materii organicznej to wilgotność. Jeżeli wilgotność jest niska, to i aktywność mikroorganizmów jest mniejsza (a to główni sprawcy rozkładu materii organicznej). Na suchych terenach praktycznie nie dochodzi do rozkładu materii organicznej przy udziale mikroorganizmów. Zatem jeżeli na tych obszarach nie ma wielkich przeżuwaczy (antylop, słoni, krów, bizonów...) które sprawią, że w materia organiczna rozłoży się w ich żołądkach (przy udziale mikroorganizmów zresztą) to uschnięte trawy czy krzewy w ogóle się nie rozkładają w procesie biologicznym a są utleniane w procesie chemicznym. Takie utlenienie trwa często wiele dziesięcioleci, co sprawia, że pierwiastki zawarte w tej uschniętej roślinie są w ekosystemie związane na kilkadziesiąt lat! Mocno spowalnia to obieg materii a to wpływa bezpośrednio na produktywność tych i tak stosunkowo małoproduktywnych terenów.
Poniekąd proces ten można zaobserwować czasami w (niektórych) polskich lasach prywatnych, zwłaszcza na plantacjach sosny na suchych stanowiskach. Jeśli właściciel zaniedba czyszczenia i trzebieże, to część drzew, które przegrało w walce o światło usycha*. Jeśli nie zostaną przerobione na ścinki czy trociny to wiążą w swojej biomasie stosunkowo dużo różnych pierwiastków, czasowo (kilkanaście - kilkadziesiąt lat?) zubażając ekosystem młodego lasu.
Z drugiej strony zwłaszcza w zimniejszym klimacie szczątki roślin czy zwierząt dobrze konserwowane są w torfowiskach (które charakteryzują się wysoką wilgotnością). Czasami da się nawet rozpoznać zawartość żołądka zwierząt, które zginęły kilka tysięcy lat temu. Wiąże się to jednak z małą ilością tlenu o czym napiszę dalej.

Następnym istotnym czynnikiem, który wpływa na tempo rozkładu materii organicznej jest jej wielkość cząstek tej M.O. Dużo szybciej rozłoży się tona sieczki niż 1 ważący tonę pień drzewa. Ma to związek ze zwiększeniem powierzchni na którą mogą działać mikro i makroorganizmy. Szerzej opisuję to we wpisie o efekcie brzegu.

Kwestia powierzchni rozkładu wiąże się również z odpowiednim napowietrzeniem gleby. Jedną z praktyk, które obniża poziom materii organicznej w glebie jest  oranie. Główną przyczyną jej utraty jest nadmierne natlenienie gleby (do którego oranie się przyczynia).

Zwykle również materia organiczna rozkłada się szybciej w glebach piaszczystych z racji ich lepszego napowietrzenia by nie rzec nadmiernego. Stąd trudniej podnieść poziom materii organicznej w glebie piaszczystej niż w ciężkiej, gliniastej.

*Martwe, stojące drzewa są istotną częścią ekosystemu lasu. Młode, uschnięte drzewa nie powinny jednak w lesie występować masowo, gdyż stanowią bardzo dobre paliwo w czasie pożaru.

Jak wykorzystać informacje o tempie rozkładu materii organicznej w praktyce?

Zastosowanie ww. informacji ma miejsce głównie w obszarach w których pracujemy z glebą i roślinami, ale również w wielu innych przypadkach.

Materiały bogate w azot (obornik, gnojówka, pokrzywy, żywokost...) szybciej się rozkładają, co sprawia, że mogą dać roślinom zastrzyk energii. To istotne zwłaszcza dla młodych roślin, które jeszcze rosną wegetatywnie(wzrost liści i gałęzi). Z drugiej strony szybko rozkładające się M.O. sprawia, że jej poziom w glebie również szybko spada. Materiały uboższe w azot (węgiel kamienny i drzewny, słoma, trociny, liście...) rozkładają się dłużej, łatwiej zatem doprowadzić do akumulacji (trwałego zwiększenia) poziomu materii organicznej w glebie przy ich pomocy. Nie oznacza to, że jedne materiały są lepsze a inne gorsze - różne formy materii organicznej mają po prostu różne zastosowanie. Te bogate w azot dadzą po prostu szybciej zauważalne efekty a te ubogie bardziej długofalowe.

Jest to jeden z głównych powodów dla którego konwencjonalnym działkowcom, nawet takim nie stosującym "chemii" poprawa gleby zajmuje bardzo dużo czasu (kilka, kilkanaście lat) a nie jak to jest możliwe jeden sezon. Wynika to z tego, że polegają oni na materiałach szybko działających typu obornik czy standardowy kompost. Jeśli są stosowane nawozy zielone (w celu podniesienia poziomu M.O.) to są one ścinane i przyorywane zanim roślina zakwitnie, czyli wtedy kiedy jest bogata w białko (azot). Wszystko to daje zwykle dobre, choć krótkotrwałe efekty.

Jak już wspomniałem wcześniej proporcje węgla do azotu zależą również od stadium w którym znajduje się dana roślina. Zwykle im młodsza tym więcej białka (a więc azotu) zawiera dana roślina. W czasie dojrzewania nasion roślin większość dostępnego w tej roślinie azotu jest przekazywana do produkcji nasion (które to są zwykle bogate w białko). To zaś sprawia, że masa rośliny jest bogata w celulozę i ligninę, czyli substancje "ciężkostrawne" (a więc dłużej pozostające w glebie) dla życia glebowego. Dobrym sposobem na zielony nawóz jest zastosowanie bobu - mamy smaczne, choć czasami antyspołeczne ;) pożywienie i dużą ilość zielonego nawozu, który do czasu aż zbierzemy nasiona zdąży już nieźle zdrewnieć.

Jeszcze innym zastosowaniem wiedzy na temat rozkładu materii organicznej jest unikanie sadzenia wysokich drzew w miejscach gdzie mamy pokryty dach drewnianym gontem. Wynika to z tego, że drzewa na jesień zrzucają liście, które potem mogą zostawać na dachu, gdzie będą zwiększać wilgotność drewna i przyspieszać jego rozkład.


Kolejny sposób w jaki możemy wykorzystać te informacje to produkcja ciepła z kompostu. Szerzej piszę o tym tutaj.

Dla osób, które chcą zgłębić temat materii organicznej w glebie polecam przeczytanie punktu 2.4 (zaczyna się na stronie 10) tej książki (dostęp darmowy).

Podziel się wiedzą ze znajomymi!