Materia organiczna
Materią organiczną jest w naszych warunkach najczęściej materiał roślinny i nawozy naturalne wprowadzane do gleby. Mogą to więc być resztki pożniwne, słoma, obornik, nawozy na bazie osadów czy pulpa pofermentacyjna z biogazowni. Od nas w dużej mierze zależy czy ta materia przejdzie procesy, w których powstanie z nich próchnica czy utracimy ją.

Materia organiczna może podlegać dwóm procesom: mineralizacji i humifikacji. Oba są ważne. Pierwszy z tego względu, że uwalnia składniki pokarmowe, z których mogą skorzystać rośliny uprawne, a drugi, ponieważ w jego wyniku powstaje próchnica, która m.in. odpowiada za zdolność gleby do magazynowania wody.

Mineralizacja
To przemiana związków organicznych w mineralne. Może zachodzić w dwóch procesach: butwienia i gnicia. Butwienie zachodzi w warunkach tlenowych, np. w wierzchniej warstwie gleby, gdzie mamy duże nagromadzenie materii organicznej, co ma miejsce w uprawie bezorkowej. Butwienie zachodzi też łatwiej na ziemiach lekkich, w których z natury znajduje się więcej powietrza, a zatem i tlenu. Podczas butwienia powstaje dwutlenek węgla (wtedy mówimy o spalaniu materii organicznej), woda, czy też jony: siarczanowy, fosforanowy czy azotanowy, które mogą być pobrane przez rośliny. Gnicie natomiast przebiega w warunkach beztlenowych, najczęściej w glebach wilgotnych, zatem i chłodniejszych. Podczas gnicia również wydziela się dwutlenek węgla, a także metan (CH4), siarkowodór (H2S) i siarczek węgla (CS2 – gaz, który wydziela się np. podczas erupcji wulkanów). Gnicie można oczywiście rozpoznać po zapachu, kiedy np. orzemy wilgotną glebę w miejscach podmokłych czy zastoisk wodnych. Naukowcy już w latach 70-tych ubiegłego wieku stwierdzili, że w wyniku butwienia i gnicia z każdego hektara ulatnia się 20-30 kg CO2.

Humifikacja
To już dużo bardziej złożony proces niż mineralizacja. W bardzo dużym uproszczeniu, humifikacja prowadzi do powstania próchnicy - humusu. Humifikacja jest kontynuacją mineralizacji. Biorą w niej udział 2 grupy związków: pierwsze to produkty powstające podczas mineralizacji jak CO2, azotany czy siarczany, a drugie to trudno rozkładające się związki roślinne, jak tłuszcze czy ligniny oraz związki syntetyzowane przez mikroorganizmy, np. wielocukry.
Na przebieg humifikacji i powstawanie próchnicy duży wpływ mają:
- ilość i jakość resztek roślinnych
- skład gatunkowy i ilościowy mikroorganizmów glebowych
- właściwości wodne ziemi
- skład chemiczny gleby i jej uziarnienie
Znaczenie materii organicznej i próchnicy
Poprawa struktury gleby: próchnica sprzyja tworzeniu się agregatów glebowych, co poprawia jej strukturę, przewodnictwo wody i powietrza.

Zatrzymywanie wody: próchnica zwiększa zdolność gleby do zatrzymywania wody, co jest korzystne dla roślin.

Dostarczanie składników pokarmowych: próchnica jest źródłem wielu składników odżywczych potrzebnych roślinom.

Wspieranie mikroorganizmów: materia organiczna stanowi pożywienie dla mikroorganizmów glebowych, które pełnią wiele ważnych funkcji ekosystemowych.

Co sprzyja tworzeniu próchnicy?
Zrównoważona uprawa roślin: zapewnienie stałego dostawcy resztek roślinnych.
Kompostowanie: proces kompostowania przyspiesza tworzenie próchnicy z materii organicznej.
Mulczowanie: nakładanie na glebę warstwy resztek roślinnych chroni ją przed erozją i sprzyja powstawaniu próchnicy.
Ograniczenie orki: mniej intensywne prace glebowe zachowują próchnicę w glebie.

Co prowadzi do degradacji próchnicy?
Nadmierne oranie: niszczy strukturę gleby i przyspiesza rozkład próchnicy.

Nadmierne stosowanie pestycydów: może zabijać mikroorganizmy glebowe odpowiedzialne za tworzenie próchnicy.

Monokultury: uprawa jednego gatunku rośliny przez długi czas może prowadzić do wyczerpania próchnicy.

Susze: brak wody hamuje działalność mikroorganizmów odpowiedzialnych za tworzenie próchnicy.

Podsumowanie:
Powstawanie próchnicy to proces złożony i długotrwały. Ocenia się, że potrzeba przynajmniej 15 lat, aby z wprowadzonej do gleby dziś materii organicznej powstała próchnica. Wymaga to jednak regularnego jej dostarczania i odpowiedniej agrotechniki. Degradacja próchnicy zachodzi szybciej, niż jej synteza. Szczególnie szybko można zmniejszyć jej zawartość na glebach lekkich regularnie oranych, na których nie dostarcza się materii organicznej. W warunkach polskich na takich stanowiskach zawartość próchnicy jest często niższa niż 1%. Polskie gleby zawierają jej od 0,5 do 3,5-4%, wg różnych źródeł. Ponad połowa z nich ma jednak poniżej 2% próchnicy. Dbanie o próchnicę w glebie przez rolnika to kluczowy element zrównoważonej gospodarki rolnej. Próchnica będąc głównym źródłem składników odżywczych dla roślin, wpływa na zdrowie, płodność i jakość upraw. Ponadto poprawia strukturę ziemi, zwiększa jej zdolność zatrzymywania wody i wspiera działanie mikroorganizmów glebowych. Podsumowując, dbałość o próchnicę w glebie to inwestycja w długoterminową produktywność i jej zdrowie, co przekłada się na lepsze plony i większą rentowność gospodarstwa rolnego. W erze zmian klimatycznych i rosnących wymagań dotyczących zrównoważonego rolnictwa, troska o próchnicę staje się nie tylko kwestią ekonomiczną, ale i ekologiczną. Zarządzanie glebą w sposób zrównoważony i dbałość o zachowanie jej próchnicy to kluczowe aspekty w rolnictwie, które mają bezpośredni wpływ na jakość upraw i zdrowie ekosystemu.

Terminologia
Pulpa pofermentacyjna - produkt fermentacji metanowej, charakteryzuje się stosunkowo wysoką zawartością mikro- i makroelementów, azotu, fosforu i potasu w formie zmineralizowanej i wysoką stabilnością biochemiczną.
CO2 - dwutlenek węgla - gaz potrzebny do fotosyntezy dla rośliny.