Bewaring van natuurlike hulpbronne is noodsaaklik

Deel 5

Biologiese grondeienskappe

Organiese materiaal en lewende organismes is biologiese grondeienskappe wat met kontantgewasverbouing degradeer.

ORGANIESE MATERIAAL

Die inhoud van organiese materiaal in onbewerkte grond is in ewewig met die faktore waaronder dit in die spesifieke grond-klimaat-plantstelsel vorm. Wanneer grond bewerk word, word hierdie balans versteur en word die grond uitermate deurlug.

Deurlugting stimuleer mikrobes om te groei, wat op organiese materiaal voed en dit afbreek. Hierdie afbrekingsproses is ’n oksidasieproses waartydens koolstof-waterstofverbindings geoksideer word na noodsaaklike plantvoedingstowwe, waaronder nitraat, fosfaat en sulfaat (Brady, 1990).

In Noord- en Suid-Amerika het die organiese materiaalinhoud na jarelange bewerking van die grond met 60% tot 70% afgeneem (Allison, 1973). Suid-Afrikaanse navorsing toon dat die organiese koolstofinhoud na jarelange bewerking tot ongeveer 40% tot 50% van die oorspronklike vlakke daal. Sandgronde degradeer vinniger en verder as gronde wat meer klei bevat (Prinsloo, 1988).

Wat kan gedoen word om die degradasie van organiese materiaal in bewerkte landerye te vertraag of te verbeter?

• Erosiebeheer: Wind- en watererosie is belangrike oorsake van die degradasie van organiese materiaal in grond, aangesien die organiese komplekse lig is en maklik deur wind en water vervoer word. Doeltreffende beheer van wind- en watererosie verlaag dus die tempo van degradasie van organiese materiaal.
• Produksiestelsels waarin groot volumes biomassa geproduseer word en oesreste in die land agterbly, word aangemoedig. Dit is egter ’n langsame proses om die vlakke van organiese materiaal te herstel, indien enigsins moontlik, maar dit kan minstens bydra tot die verlangsaming van degradasie. Plantwortels lewer ’n belangrike bydrae tot die toevoeging van organiese materiaal. Die insluiting van gewasse met uitgebreide wortelstelsels, soos sorghums, is voordelig.
• Bemesting en bekalking stimuleer plantegroei, wat die toe­voeging van organiese materiaal tot die grond verhoog. Optimale stikstofinsette bring ook meer stikstof in die stelsel, wat die C:N-verhouding kan verbeter.
• Grondbewerking: Praktyke waarin die grond skoon bewerk word, soos ’n skaarploegbewerking, is baie nadelig vir die handhawing van vlakke van organiese materiaal. Praktyke waarin die oesreste op die grond­oppervlakte gelaat word, verlangsaam die afbrekingsproses van organiese materiaal en skep die geleentheid om organiese materiaal op die grondoppervlakte te laat opbou.

LEWENDE ORGANISMES

Wanneer grond bewerk en gewasse daarop verbou word, verskuif die mikrobepopulasies in die rigting van dié mikrobes, wat deur die stelsel bevoordeel word. Wat tipies gebeur, is dat nematodes en gewaspatogene toeneem.

Mikrobiese biomassa word sterk met die organiese materiaalinhoud van grond gekorreleer, aangesien die organiese materiaal die basiese voedingsbron van mikrobes is. Namate die vlakke van organiese materiaal afneem, neem mikrobiese aktiwiteit ook af.

Wisselbou verbeter die mikrobe-diversiteit en optimale gewasgroei met groot hoeveelhede biomassa, wat belangrik is vir die instandhouding van biologiese aktiwiteit in grond.

Fisiese grondeienskappe

Fisiese grondeienskappe wat onder kontantgewasverbouing degradeer, is grondstruktuur, bruto digtheid en meganiese weerstand, oppervlakverseëling en erosiekwesbaarheid.

GRONDSTRUKTUUR

Stabiele aggregate is uiters belangrik vir gewasproduksie. Organiese materiaal dien as ’n energiebron vir grondmikrobes, wat die individuele gronddeeltjies aan mekaar laat vasbind. Dit word deur fungi se mycelia, bakterieë se polisakkariede en kleefaksies van meer stabiele humuskomponente bewerkstellig. Gronddeeltjies wat hierdeur aanmekaar vaskleef, vorm stabiele aggregate wat weerstand teen dispersie en die fisiese aksies van reëndruppels bied.

Aggregate verlaag die grond se kwesbaarheid teen winderosie, verhoog waterinfiltrasie, verlaag afloop en dus watererosie. ’n Gunstige grondstruktuur verlaag die bruto digtheid van grond, met meer makro-porieë, wat dreinering en wortelontwikkeling bevoordeel.

Optimale gewasgroei met groot hoeveelhede biomassa en die opbou van organiese materiaal op die oppervlakte van die grond is belang­rik vir die instandhouding van biologiese aktiwiteit en die vorming van stabiele aggregate.

BRUTO DIGTHEID EN MEGANIESE WEERSTAND

Die meganiese kragte wat deur die massa van landbouwerktuie op die grond uitgevoer word, veroorsaak dat grond onder hierdie kragte swig en saamgedruk word. Die uitwerking hiervan is dat die makro-porieë verminder, waterinfiltrasie en dreinering verlaag, en dat die meganiese weerstand wat die grond teen vervorming bied, verhoog.

Laasgenoemde veroorsaak dat wortelontwikkeling benadeel word, wat die groei van gewasse nadelig beïnvloed, swakker graanopbrengste lewer en ’n laer biomassa produseer, wat op sy beurt die instandhouding van organiese koolstof in die grond benadeel.

Aangesien kompaksie ’n meganiese proses is, moet dit met diep skeurploegbewerkings opgehef word. Herkompaksie kan doeltreffend met ’n spoorverkeerstelsel beperk word.

OPPERVLAKVERSEËLING

Oppervlakverseëling is die vernietiging van oppervlakterofheid en -struktuur deur veral vallende reëndruppels en die samevloeiing van gronddeeltjies om ’n digte, harde kors te vorm, wat water stadig deurlaat. Die gevolg is ’n verhoging in waterafloop, minder water wat die grond infiltreer, vlakker benatting van die grond, die swak opkoms van saailinge en gevolglike wind- en watererosie (Bennie, 1991).

Oppervlakkorse kan meganies opgebreek word deur die grond met ’n vlak tandbewer­king of duisendpoot te bewerk, maar dit is slegs ’n tydelike oplossing tot die volgende reënbui. Die meer permanente oplossing lê in stabiele aggregate, soos hierbo beskryf.

EROSIEKWESBAARHEID

Wind- en watererosie is ’n baie ernstige en baie permanente vorm van gronddegradasie, veral in die halfdroë gebiede van Suid-Afrika, waaronder Noordwes en die Vrystaat. Die grond van die boonste sowat 270 mm bogrond weeg ongeveer 3 570 t. Teen die gemete grondverlies weens winderosie van 125 t/ha per jaar, kan die bogrond in 28 jaar (die gemiddelde tydperk van ’n produsent op die grond) wegwaai. Dit is juis die vrugbare klei en humus wat wegwaai en wegspoel, wat veroorsaak dat die grond se vrugbaarheid verlaag. Wat oorbly, is die growwe onvrugbare sanddeeltjies. Wanneer grond met ’n skaarploeg omgeploeg word, sien ’n mens oral op die grondoppervlakte van die helderkleurige ondergrond wat uitgeploeg word – ten spyte daarvan dat die grond jaarliks op dieselfde diepte geploeg word. Dit is ’n sigbare teken van die hoeveelheid grond wat die vorige jaar (of jare) weens erosie verlore gegaan het.

Die beheer van erosie berus op die instandhouding van stabiele aggregate aan die grondoppervlakte en die bedekking van die grond met oesreste.

Chemiese grondeienskappe

Grondvrugbaarheid, grondversuring asook versouting en verbrakking is van die chemiese grondeienskappe wat onder kontantgewasverbouing degradeer.

GRONDVRUGBAARHEID

Die degradasie van grondvrugbaarheid behels die degradasie van organiese en anorganiese plantvoedingstowwe.

STIKSTOF

• Stikstof kom in grond in beide anorganiese en organiese vorms voor. Organiese stikstof speel ’n belangrike rol in die stikstofvoeding van plante, aangesien dit deurlopend minerale-stikstof deur die mineralisering van organiese komponente aan plante voorsien.
• Mikrobes lê groot hoeveelhede minerale-stikstof in hul proteïen vas, wat weer as organiese stikstof in die grond vrygestel word wanneer die mikrobes afsterf. Ander mikrobes in die voedselketting voed weer op hierdie organiese produkte, om dit aan die einde van die ketting as minerale-stikstof in die grond vry te stel. Groot hoeveelhede stikstof word op hierdie wyse in grond gehou en hersirkuleer.
• Namate grond se organiese materiaalinhoud degradeer, degradeer die grond se natuurlike stikstofvlakke tot dieselfde mate (Prinsloo 1990). Die behoud van grond se vlakke van organiese materiaal het dus ’n direkte invloed op die grond se stikstofinhoud – vandaar die C:N-verhouding in grond.

FOSFOR

• ’n Wesenlike hoeveelheid van grond se totale fosfor is in die organiese fraksie van grond gesetel. Wanneer organiese materiaal ontbind, kom die oplosbare H₂PO₄-ioon vry, wat deur plante opgeneem word.
• Wanneer die organiese materiaalinhoud van grond degradeer, degradeer die fosforvlakke van grond daarmee saam. Dit is ook baie algemeen dat daar meer fosfor uit die produksiestelsel geneem word as wat deur bemesting toegevoeg word. Dit lei daartoe dat die grond se P-vlakke degradeer tot vlakke waar produksie nie optimaal is nie. Dit moet dan weer teen ’n hoë koste met kunsmis verhoog word.
• Die kern van fosforbestuur is dat die grond gereeld ontleed moet word om die P-vlakke te monitor. Wanneer die P-vlakke laer as ’n sekere vasgestelde vlak daal, moet regstellings met kunsmis gedoen word. ’n Ander volhoubare metode is om gereeld die fosfor wat deur gewasproduksie verwyder word met addisionele fosforbemesting aan te vul. Stroperkaarte kan by uitstek hiervoor ingespan word.

SWAEL

• Swael kom in beide organiese en anorganiese vorms in die grond voor. Die vlak van degradasie van organiese swael is direk aan die degradasievlakke van organiese materiaal gekoppel. Weereens is die behoud van organiese materiaal in grond ’n belangrike aspek om die swaelvlakke in grond te bestuur.

KALSIUM EN MAGNESIUM

• Kalsium en magnesium word in groot hoe­veelhede deur plante opgeneem. Wanneer materiaal verwyder word, word beide hierdie elemente daarmee saam verwyder. Dit is ook elemente wat deur loging verlore gaan. Die resultaat van degradasie van hierdie elemente is grondversuring. Die bestuur van kalsium en magnesium word deur gereelde bekalking gedoen.

KATIOONUITRUILKAPASITEIT (KUK)

• Grond se KUK verwys na die vermoë om katione (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, Al³⁺ en H⁺) te adsorbeer. Dit is die klei en humus wat hierdie eienskap aan grond gee. Daar is ook verskeie kleiminerale in gronde, elk met sy eie KUK. Sanderige akkerbougrond se kleifraksie word deur kaoliniet gedomineer, met relatief min van die ander kleiminerale.
• Tabel 1 toon die KUK van humus en verskeie algemene kleiminerale. Hiervolgens is kaoliniet se KUK 5 cmol/kg, teenoor dié van humus wat 300 cmol/kg is. ’n Klein bietjie humus in die grond dra dus betekenisvol by tot die grond se KUK. In ’n berekening is die bydrae van 5% klei en 0,15% organiese koolstof in terme van humus in sandgrond van Mareetsane bereken, en dra die klein bietjie humus sowat 50% van die grond se KUK by.
• Wanneer sulke grond se humusinhoud gehalveer word, degradeer die grond se KUK met 25%, wat betekenisvol in terme van plantvoeding op sandgrond is. Weereens is die behoud van organiese materiaal in grond uiters belangrik en moet dit met groot sorg bestuur word. Erosie moet dus met alle middels tot ons beskikking bestuur word om die grond se KUK te behou.

GRONDVERSURING

Grondversuring behels die verlies van basiese katione (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ en Na⁺) en die vervanging daarvan deur suur katione (Al³⁺ en H⁺). Alhoewel dit ’n natuurlike proses is, wat baie stadig is, word versuring veral versnel deur bemesting met gereduseerde stikstofbronne, waaronder ureum en ammoniak en tot ’n mindere mate ammonium.

Dit is ’n baie aktuele vorm van gronddegradasie, met ’n beduidende oppervlakte van Suid-Afrika se akkerbougrond wat wesenlik versuur is. Grondversuring moet aktief bestuur word. Dit word doeltreffend met landboukalk geneutraliseer, en boonop word Ca²⁺ en Mg²⁺ by die grond gevoeg as plantvoedingselemente.

Neem in ag dat kalk swak oplosbaar in water is en dat dit uiters stadig in die grond inbeweeg. Derhalwe moet dit meganies deeglik met die grond vermeng word. Hoe fyner die kalk, hoe meer is dit reaktief en hoe vinniger werk dit. Wanneer kalk mikrofyn gemaal word, word daar nie meer suurheid geneutraliseer nie, maar werk dit net vinniger.

VERSOUTING EN VERBRAKKING

Hierdie is veral ’n probleem wat onder besproeiing ’n degradasiefaktor van grond is, met spesifieke verwysing na besproeide grond wat swak gedreineer is. Die soute kan dan nie uit die wortelsone en uit die profiel geloog word nie, wat veroorsaak dat dit in die grond ophoop. Dit lei tot dispersie van die grondoppervlakte, wat veroorsaak dat die water nie in die grond wil infiltreer nie.

Swak gedreineerde grond wat verbrak het, kan net met duur kunsmatige dreinering gered word. In diep goedgedreineerde gronde kan die soute uit die wortelsone en in die onderliggende geologiese materiaal ingeloog word, waar dit skadeloos is.

Besproeiingsgrond moet gereeld vir versouting en verbrakking geëvalueer word. Wanneer nodig, moet regstellende maatreëls toegepas word.

Water

Oppervlaktewater en grondwater (wat met boorgate onttrek word) is ’n skaars hulpbron en kan onder swak bestuur degradeer, beide in terme van gehalte en hoeveelheid. Die besoedeling van oppervlaktewater is ’n aktuele probleem en voldoen nie aan die volhoubaarheidskriterium nie. Net so kan grondwater met nitraat besoedel word. Grondwater is nie ’n volkome hernubare hulpbron nie, wat beteken dat dit oorbenut kan word.

Die grondtipe en geologie is belangrike bepalers van die aanvullingstempo van grondwater. Die Malmane-dolomiete noord van Lichtenburg, Grootpan en Blaauwbank laat ’n groter persentasie van die reënwater deur na die grondwater, teenoor die graniet noord en suid van Coligny, wat minder deurlaat, en die Ventersdorplawa (suidwes van Lichtenburg, Biesiesvlei en Delareyville), wat baie min deurlaat.

Die watertafel van grondwater behoort aktief bestuur te word om dit teen oorbenutting te beskerm. Die aanvulling en onttrekking van grondwater moet deurlopend in balans wees.

Samevatting

In hierdie artikel is die degradasie van natuurlike hulpbronne in ’n arendsvlug bespreek. Grond is elke graanprodusent se belangrikste natuurlike hulpbron. Om aan die volhoubaarheidskriterium te voldoen, moet dit op ’n verantwoordelike wyse bestuur word sodat die produksievermoë daarvan nie degradeer nie, maar dat dit oor die lang termyn – en vir geslagte ná ons – steeds volhoubaar voedsel en vesel sal produseer.

Die kuns van die boerderybestuurder is om binne hierdie raamwerk optimale biologiese produktiwiteit te handhaaf en ekonomies volhoubaar te bly teen die laagste moontlike boerderyrisiko, sonder dat die natuurlike hulpbronne degradeer.

Onthou: Ons leen die grond van die geslagte wat ná ons kom en ons durf dit nie gedegradeerd aan hulle nalaat nie.

In die volgende uitgawe van Arena word die laaste been van volhoubare graanproduksiestelsels, naamlik sosiale verantwoordbaarheid, bespreek.

Bronnelys

• Allison FE, 1973. Soil organic matter and its role in crop production. Elsevier Scientific Publishing Co. New York
• Bennie ATP and Krynauw GN, 1985. Causes, adverse effects and control of soil compaction, S. Afr. J. Plant Soil 1985, 2: 109-114
• Brady NC, 1990. The nature and properties of soils. 10th ed. MacMillan Publishing Co. New York, USA
• Du Plessis MJ, 2000. Invloed van grasrusoeste op grondeienskappe wat volhoubare gewasproduksie op sand-landtipes beïnvloed. MVL Skripsie. Fakulteit van Natuur- en Landbouwetenskappe. Universiteit van die Oranje-Vrystaat. Bloemfontein
• Du Toit CM, 1993. Effek van bewerking op die swaelfraksies in geselek­teerde droëlandgronde. M.Sc. Agric. Skripsie. Dept. Grondkunde, Fakulteit Landbou, UOVS, Bloemfontein, RSA
• Du Toit ME, 1992. Effek van bewerking op organiese C en totale N in geselekteerde droëlandgronde. M.Sc. Agric. Skripsie. Dept. Grondkunde, Fakulteit Landbou, UOVS, Bloemfontein, RSA
• Prinsloo MA, 1988. Effects of cultivation on the content and availability of nitrogen in selected Orange Free State soils. M.Sc. Thesis. Dept. Soil Science, Faculty of Agriculture, UOFS, Bloemfontein, RSA