Kovo 31 d., pirmadienis | 25
Tirkime ūkio dirvožemį. Dirvožemio organinė medžiaga, jos kokybė ir biologinis aktyvumas (2)
Dr. Kristina Amalevičiūtė-Volungė
Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnybos vyriausioji augalininkystės specialistė
2025-03-14
Dirvožemio kokybė tiesiogiai priklauso nuo organinės medžiagos kiekio ir jos sudėties. Šiame straipsnyje aptarsime dirvožemio organinių medžiagų kiekio ir kokybės vertinimo svarbą.
Dirvožemio organinė medžiaga (DOM) atlieka esminį vaidmenį gerinant dirvožemio struktūrą, vandens įsisavinimą ir išlaikymą, saugant dirvožemį nuo erozijos ir užtikrinant augalams būtinų maistinių medžiagų prieinamumą. Tinkamas organinių medžiagų balansas lemia dirvožemio tvarumą ir jo derlingumo išsaugojimą ateities kartoms.
Dirvožemio organinė medžiaga
Nors žemės ūkio dirvožemyje organinės medžiagos sudaro vos iki 5 procentų (1 pav.) visos dirvožemio masės, bet jos atlieka labai svarbų vaidmenį gerinant dirvožemio struktūrą, tankį, vandens imlumą bei saugo nuo erozijos.DOM yra vienas pagrindinių dirvožemio kokybės rodiklių, kuris apima ne tik anglį, bet ir kitų augalams ir mikroorganizmams reikalingų maisto medžiagų.
1 pav. Dirvožemio sudėtis ir organinės medžiagos sudėtis
Dirvožemio organinę medžiagą sudaro gyvi organizmai, augalų ir gyvūnų nesuirusios liekanos, irstančios organinės medžiagos ir jau suirusios bei transformuotos organinės medžiagos (humifikuotos) – humusas.
Humusingi dirvožemiai (>3 %) labiau išlaiko šilumą ir drėgmę, pasižymi patvaresne dirvožemio struktūra, yra atsparesnį suslėgimui, juose būna daugiau augalams reikalingų maistinių elementų bei palankesnė terpė mikroorganizmams. Tokie dirvožemiai pasižymi mažesniais trąšų nuostoliais, iš jų mažiau išsiplauna augalams reikalingi mitybos elementai bei geriau sorbuojami sunkieji metalai ir pesticidai.
Mažiau humusingų (≤1,0) dirvožemių paviršiuje dėl struktūros nepatvarumo, po intensyvaus lietaus išplautos molio dalelės yra labiau linkusios sudaryti plutą.
Dirvožemio granuliometrinė sudėtis turi įtakos dirvožemio humusingumui. Smėlio dirvožemiuose humuso bus mažiau, o moliuose, priemoliuose bei priesmėliuose išmatuojami didesni jo kiekiai. Įvertinti dirvožemio humusingumą padės prof. habil. dr. G. Staugaičio ir dr. Z. J. Vaišvilos sudaryta humuso kiekio vertinimo lentelė (Dirvožemio agrocheminiai tyrimai, 2019) (1 lentelė).
1 lentelė. Dirvožemio humuso kiekiai pagal skirtingą dirvožemio granuliometrinę sudėtį (G. Staugaitis, Z. J. Vaišvila, 2019 m.)Organinių medžiagų kiekio didinimas dirvožemyje yra labai lėtas procesas ir jo rezultatai pastebimi tik po 7–10 metų. Todėl svarbu dirvožemį nuolat papildyti organinėmis medžiagomis. Tokios priemonės kaip sėjomainų taikymas, tarpinių augalų auginimas ir tręšimas organinėmis trąšomis palaiko ir didina dirvožemyje esančių organinių medžiagų kiekį.
Dirvožemyje esančią anglį sudaro organinė (Corg), neorganinė (Ci), t. y. anglies dioksido, vandenyje ištirpusi bikarbonatų ir karbonatų formoje esanti anglis. Mineralinės anglies (karbonatų formoje esanti anglis) buvimas dirvožemyje glaudžiai siejasi su pH. Esant rūgščiai terpei (pH < 6,0), karbonatų dirvožemyje nerasime.
Dirvožemio organinės medžiagos tyrimai ir rekomendacijos jai didinti
Dėl mikroorganizmų veiklos dirvožemyje nuolat vyksta anglies, azoto ir kitų elementų skaidymosi procesas – mineralizacija. Todėl svarbu dirvožemį nuolat papildyti organinėmis medžiagomis, t. y. maistu mikroorganizmas, augalų maisto rezervu, dirvožemio struktūrai gerinti bei apsaugoti nuo erozijos.
Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnybos (LŽŪKT) laboratorijos, bendradarbiaujančios su Nyderlandų laboratorija Eurofins Agro, dirvožemio tyrimų protokole informacija pateikiama ne tik apie esamą dirvožemio anglies ir organinių medžiagų kiekį, bet ir nurodoma, koks organinių medžiagų kiekis bus reikalingas organinių medžiagų balansui dirvožemyje atstatyti siekiant kompensuoti jos praradimus, atsirandančius dėl dirvožemyje vykstančios mineralizacijos (2 pav.).
Šis organinės medžiagos kiekis yra įvardijamas „efektyviomis organinėmis medžiagomis“ (EOM) ir išreiškiamos kilogramais hektare (kg/ha). Efektyvios organinės medžiagos – tai organinės medžiagos dalis, kuri vis dar paliekama dirvožemyje praėjus vieneriems metams po augalų auginimo arba organinių medžiagų įterpimo.Pavyzdžiui, auginant žieminius kviečius, juos nuėmus ir paliekant šiaudus, apskaičiuotą efektyvių organinių medžiagų kiekį sudaro 2630 kg/ha; miežius (paliekant šiaudus) – 1940 kg/ha EOM, rapsus – 975 kg/ha EOM, kukurūzus – 660 kg/ha EOM, pupas – 650 kg/ha EOM, žirnius – 1000 kg/ha EOM. Be to, 1 t vištų kraiko mėšlo atitinka 280 kg/ha EOM, galvijų mėšlo – 85 kg/ha EOM, skysto mėšlo – 5 kg/ha EOM. 2 pav. Organinių medžiagų kiekio didinimo/palaikymo rekomendacija (LŽŪKT dirvožemio Sveikatingumo tyrimų paketo ataskaita)
Pavyzdžiui, dirvožemio Sveikatingumo tyrimo protokole (2 pav.) nurodoma, kad, norint išlaikyti dirvožemio tyrimų metu nustatytą 3,1 % organinės medžiagos kiekį dirvožemyje, reikalinga „įnešti“ 2760 kg/ha efektyvių organinių medžiagų, kurias sudarytų augintų augalų liekanos – 1570 kg/ha, ir likęs efektyvių organinių medžiagų kiekis – 1190 kg/ha, kuris gali būti įnešamas, pvz., su organinėmis trąšomis, auginamais žemės ūkio ar tarpiniais augalais per vienerius metus. Dirvožemio ataskaitos ir rekomendacijos pateikiamos ketveriems metams. Taigi, kas metus įnešus 1190 kg/ha organinių trąšų, ketverius metus įnešus iš viso 4760 kg/ha efektyvių organinių medžiagų, bus užtikrinama, kad organinės medžiagos kiekis dirvožemyje nesumažės ir išliks toks pat, koks buvo, ištyrus dirvožemį – 3,1 %.
Dirvožemio organinės medžiagos kokybinis vertinimas
Dirvožemio derlingumui ir sveikatingumui svarbu ne tik organinės medžiagos kiekis, bet ir jos kokybė, kuri vertinama pagal anglies ir azoto (C/N) bei organinės anglies ir organinių medžiagų santykį (DOA/DOM).
Dirvožemio anglies ir azoto santykis (C/N)
Pagrindinių dirvožemio organinės medžiagos sudėtinių elementų – anglies ir azoto – santykis (C/N)parodo organinės medžiagos skaidymosi greitį ir maistinių medžiagų prieinamumą augalams, taip pat galime spręsti apie dirvožemio mikrobiologinį aktyvumą.
Mikroorganizmai skaido organines medžiagas sunaudodami anglį kaip energijos šaltinį, o azotą – baltymų sintezei. Kuomet dirvožemyje yra daugiau azoto nei anglies (C/N <20), vyksta organinių medžiagų skaidymasis – mineralizacija (3 pav.). Jos metu mikroorganizmai veikia intensyviau, iš humuso medžiagos atpalaiduoja daugiau azoto, o augalus patręšus mineralinėmis azoto trąšomis, jos greitai pasisavinamos, nes azotas tampa lengviau ir greičiau prieinamas augalams. Tačiau per didelis mineralizacijos greitis (C/N 10–15) gali lemti nepageidaujamą azoto kiekio dirvožemyje padidėjimą, kurio augalai gali nepasisavinti, ypač jeigu tręšiama didesnėmis azotinių trąšų normomis. Augalų ir mikroorganizmų neįsisavintas ir perteklinis azotas gali būti išplaunamas iš dirvožemio ir taip gali sukelti vandens šaltinių eutrofikaciją (taršos azotu riziką).
Siekiant suvaldyti šią riziką, tokiame dirvožemyje yra svarbu padidinti organinės anglies kiekį. Tai galima padaryti įterpiant ar paliekant paviršiuje šiaudus, auginant tarpinius augalus su aukštu C/N santykiu (pvz., garstyčios, varpiniai augalai) – tuomet dirvožemio mikroorganizmai turės „daugiau darbo“, ir bus mažesnė tikimybė azotui išsiplauti.
3 pav. Dirvožemyje vykstantys procesai, kurie priklauso nuo anglies ir azoto santykio
Kai dirvožemyje yra daugiau anglies nei azoto (C/N>30) , vyksta organinės medžiagos imobilizacija. Tai reiškia, kad anglis ir azotas humuse yra sujungiami į chemiškai patvarius junginius ir tampa sunkiai prieinami augalams bei mikroorganizmams. Šį santykį sumažinti galime panaudoję mineralines azoto trąšas, tarpinius augalus, kurių C/N santykis žemas (ankštiniai augalai, ridikai).
Dirvožemyje svarbu palaikyti optimalų anglies ir azoto santykį, nes tik taip yra užtikrinama pusiausvyra ir išvengiama organinių medžiagų mineralizacija (ir netekimo) ar organinės anglies ir azoto imobilizacija. Subalansuotas C/N santykis skatina humuso kaupimąsi, kuris pagerina dirvožemio struktūrą ir drėgmės išlaikymą, o tuo pačiu palaiko optimalų azoto kiekį. Šis santykis tuo pačiu skatinant tvarią žemdirbystę, gali būti reguliuojamas parenkant tinkamą žemės dirbimą bei augalų liekanų ir organinių trąšų įterpimą į dirvožemį.
Dirvožemio tyrimo Sveikatingumo paketo ataskaitoje nurodoma, koks esamas dirvožemyje C/N santykis ir kokio C/N santykio reikėtų siekti 4 metų laikotarpiu.
Dirvožemio organinės anglies (DOA) ir organinių medžiagų (DOM) santykis
Dirvožemio organinė medžiaga yra sudėtingas junginys, kurio sudėtyje yra ne tik anglis, bet ir azotas, fosforas, siera ir kt. elementai. Anglies procentinė dalis, esanti dirvožemio organinėse medžiagose (angl. SOC/SOM (soil organic carbon / soil organic matter)), rodo organinių medžiagų stabilumą ir jos polinkį kauptis (sekvestruotis) dirvožemyje.
Dirvožemio organinės anglies kiekis organinėje medžiagoje gali svyruoti nuo 45 iki 60 %. Kuo DOA/DOM santykio reikšmė yra didesnė, tuo dirvožemio organinėje medžiagoje yra sukaupta daugiau organinės anglies, o tai reiškia, jog yra geresnė humuso kokybė (daugiau yra huminių rūgščių). Tokia dirvožemio organinė medžiaga sąlygoja patvaresnę dirvožemio agregatinę būseną, didina atsparumą suspaudimui bei gerina drėgmės sulaikymą. Tai savo ruožtu lemia geresnį dirvožemio derlingumą, atsparumą erozijai bei mažesnes CO2 emisijas. Siekiant išlaikyti kokybišką dirvožemio organinę medžiagą, jos sankaupas bei optimalią CO2 emisiją, reikėtų vengti intensyvaus žemės dirbimo bei perteklinio mineralinių trąšų naudojimo.
Dirvožemio tyrimo Sveikatingumo protokole nurodoma anglies procentinė dalis dirvožemio organinėje medžiagoje ir pateikiamas organinės anglies ir organinių medžiagų santykio rodiklio vertinimas.
Dirvožemio mikrobiologinis aktyvumas
Mikrobiologinis aktyvumas dirvožemyje – tai mikroorganizmų, tokių kaip bakterijos, aktinobakterijos, grybai, pirmuonys ir kiti, veikla, skaidant organines medžiagas ir paverčiant jas augalams lengvai prieinamomis formomis. Mikroorganizmų dalyvavimas maistinių medžiagų apykaitoje tiesiogiai gerina dirvožemio derlingumą. Mikrobiologinis aktyvumas yra vienas pagrindinių rodiklių, apibūdinantis dirvožemio sveikatą ir jo gebėjimą palaikyti augalų augimą.
Mikroorganizmų veiklos aktyvumą lemia organinės medžiagos kiekis (anglies kiekis), optimali drėgmė, temperatūra (nuo 15 iki 30 °C), dirvožemio pH lygis (pH 6–7) ir tinkamas deguonies prieinamumas.
Dirvožemio mikrobiologinis aktyvumas yra glaudžiai susijęs su organinės anglies (DOA) kiekiu. Aukštesnis organinės anglies kiekis dirvožemyje paprastai rodo didesnį mikrobiologinį aktyvumą, nes organinė anglis yra pagrindinis mikroorganizmų maisto šaltinis. Kai C/N santykis yra žemas, tai reiškia, kad dirvožemyje yra pakankamai azoto, palyginti su anglimi. Ši sąlyga skatina mikroorganizmų veiklą, nes jie turi pakankamai azoto baltymų sintezei. Dirvožemyje esant mažai anglies, kuri yra jų mitybos pagrindas, mikroorganizmai tampa mažiau aktyvūs. Mažesnis mikrobiologinis aktyvumas lemia mažesnę organinės medžiagos mineralizaciją, kurios metu atpalaiduojamas augalams taip reikalingas azotas.
Svarbu žinoti, kokio lygio mikrobiologinis aktyvumas vyrauja dirvožemyje, nes, jeigu dirvožemio tyrimai rodo labai aukštą dirvožemio mikrobiologinį aktyvumą, tai reiškia, kad dirvoje esantys mikroorganizmai greitai skaido organines medžiagas, jas atpalaiduodami augalams, bet ir gali sudaryti sąlygas maisto medžiagoms išsiplauti, tad dirvožemio tyrimo protokolo duomenys gali rekomenduoti mažinti mikrobiologinį aktyvumą, dirvožemį aprūpinant organinėmis medžiagomis (paliekant šiaudus, įterpiant organinėmis trąšomis), kad atsipalaiduojantis azoto kiekis būtų pakankamas augalams ir nebūtų rizikos azotui išsiplauti.
Dirvožemio mikrobiologinį aktyvumo lygį galima susieti su anglies ir azoto (C/N) santykiu – jeigu dirvožemio tyrimų rezultatai rodo žemą C/N santykį ir didelį mikrobiologinį aktyvumą – dirvožemis „šaukiasi“ organikos!
Taigi, tiriant dirvožemį ir pasirinkus Sveikatingumo paketą, galima įvertinti dirvožemio organinių medžiagų kokybės rodiklius, tyrimų rezultatų pagrindu pagal pateiktas rekomendacijas suplanuoti konkrečius veiksmus rekomenduojamam organinės medžiagos didinimui, sužinoti apie dirvožemio mikroorganizmų veiklos intensyvumą bei rekomendacijas mikrobiologiniam aktyvumui valdyti.
Agroakademija.lt rekomenduoja:
Norėtumėte visus ūkio laukus matyti vienoje vietoje?(video)
LŽŪKT dirvožemio tyrimai: trys veiksmai – triguba nauda(video)
