Kovo 31 d., pirmadienis | 25
Tirkime ūkio dirvožemį: augalų mitybos elementai, dirvožemio pH ir katijonų mainų geba – kuo tai svarbu ir kodėl šie rodikliai susiję (3)
Dr. Kristina Amalevičiūtė-Volungė
Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnybos vyriausioji augalininkystės specialistė
2025-03-28
© Egidijaus Vilkevičiaus nuotr., agroakademija.lt
Augalų mitybos elementai dirvožemyje yra esminiai veiksniai, lemiantys jų augimą, vystymąsi ir produktyvumą. Dirvožemyje esantys makroelementai, tokie kaip azotas (N), fosforas (P) ir kalis (K), yra būtini augalų gyvybiniams procesams, o kalcis (Ca) ir magnis (Mg) yra svarbūs augalų augimui, tuo pačiu gerai dirvožemio struktūrai ir cheminėms savybėms palaikyti. Visi jie sudaro pagrindą augalų mitybai, tiesiogiai veikdami jų vystymąsi, atsparumą ligoms ir aplinkos sąlygoms. Tinkamas maistinių elementų balansas dirvožemyje ne tik padidina augalų produktyvumą, bet ir prisideda prie tvarios žemdirbystės bei dirvožemio išteklių išsaugojimo ateities kartoms. Šiame straipsnyje aptarsime pagrindinius augalų mitybos elementus, jų funkcijas bei kuo svarbus dirvožemio pH ir katijonų mainų geba.
Dirvožemio tirpalo pH yra svarbus ne tik mineralų dūlėjimui ir mikrobiologinių procesų intensyvumui, bet ir augalų gebėjimui pasisavinti maistines medžiagas iš dirvožemio ir trąšų. Be to, netinkamas pH gali neigiamai paveikti sliekų ir kitų dirvožemio organizmų gyvenamąją aplinką, mažinti dirvožemio struktūros patvarumą, skatinti mitybos elementų (pvz., kalcio) išsiplovimą ir didinti erozijos riziką bei sudaryti palankią terpę kauptis toksiniams elementams, tokiems kaip aliuminis.Dirvožemiuose, tarp jų ir žemės ūkio teritorijose, rūgštėjimas vyksta dėl kritulių pertekliaus, aplinkos geologinės sąrangos, molio mineralinės sudėties, dirvožemio granuliometrinės sudėties, augalinių ir gyvūninių produktų pašalinimo iš laukų bei perteklinio mineralinių trąšų naudojimo. Dirvožemio pH tiesiogiai susijęs su katijonų mainų geba bei pasotinimu bazėmis ir mitybos elementų prieinamumu augalams.
- Kai dirvožemio pH < 5,5 – jis yra laikomas rūgščiu (1 lentelė). Šiame dirvožemyje sumažėja kalcio (Ca), magnio (Mg) ir fosforo (P) prieinamumas. Fosforas (P) tampa nepasiekiamas augalams dėl reakcijų su aliuminiu ir geležimi. Taip pat slopinama azotą fiksuojančių bakterijų veikla, todėl mažėja mineralinio azoto (N) prieinamumas augalams. Pasiekus pH 4,5 ribą, pradeda kauptis toksiškasis judrusis aliuminis, kuris slopina augalų šaknų augimą.
1 lentelė. Dirvožemio pH vertinimas pagal prof. dr. G Staugaitį ir dr. Z. J. Vaišvilą („Dirvožemio agrocheminiai tyrimai“, 2019)
Rūgščiuose dirvožemiuose būtina atstatyti augalams augti palankų pH (pH 6,0–6,5) dirvožemį pašarminant. O dirvožemį pašarminsime jį kalkindami. Į dirvožemį įvestas kalcis išstumia vandenilio jonus, ir taip dirvožemis tampa mažiau rūgštus.
Dirvožemio tirpalo pH reakcija priklauso nuo vandenilio jonų kiekio ir dirvožemio pasotinimo bazėmis laipsnio (kalcio, magnio, kalio, natrio katijonų). Jei dirvožemio tirpale daugiau yra kalcio, magnio, kalio ir natrio katijonų nei vandenilio, toks dirvožemis laikomas pasotintu bazėmis. O jei atvirkščiai – daugiau yra vandenilio jonų – tuomet nepasotintas ir pH<5,5. Dirvožemius, kurių pasotinimas mažesni nei 70 %, o smėlio 60 %, būtina kalkinti, kad sumažėtų dirvožemio rūgštumas (2 lentelė).
2 lentelė. Bazių pasotinimo dirvožemio tirpale vertinimas pagal dr. Z. J. Vaišvilą ir kt. („Dirvožemio agrocheminiai tyrimai“, 2019 ir Agrochemija, 1999)Dažniausiai kalkinimui naudojamos kalkės (CaCO₃), dolomitas – CaMg(CO₃)₂) ir gesintos (hidratuotos) kalkės (Ca(OH)₂). Pastarosios veikia efektyviausiai, tačiau gali būti agresyvios. Geriausia kalkinti rudenį arba ankstyvą pavasarį prieš pradedant pagrindinius žemės dirbimo darbus. Kalkinti paprastai rekomenduojama kas 3–5 metus su nuolatiniu pH tikrinimu.
- Dirvožemis laikomas neutraliu, kurio pH 6–7. Toks pH laikomas palankiausiu azotui (N), fosforui (P), kaliui (K), kalciui (Ca), magniui (Mg) įsisavinti, o taip pat šioje terpėje yra aktyviausi azotą fiksuojantys ir organines medžiagas skaidantys mikroorganizmai.
- Kai dirvožemio pH > 7,0, jis laikomas šarminiu. Šioje terpėje fosforas (P), cinkas (Zn), geležis (Fe), manganas (Mn) tampa sunkiai prieinami augalams dėl pastarųjų elementų netirpių junginių susidarymo. Esant šarminei reakcijai, padidėja natrio (Na) kiekis dirvožemyje, kuris gali neigiamai veikti dirvožemio struktūrą ir augalų augimą. Tokiuose dirvožemiuose gausu kalcio (Ca) ir magnio (Mg). Šarminiuose dirvožemiuose greičiau skaidomas humusas, todėl mažėja organinės anglies kiekis ir tuo pačiu sumažėja azoto fiksacija.
Sureguliavus dirvožemio pH, padidės mitybos elementų įsisavinimas, mikroorganizmų veikla, padidės trąšų efektyvumas, o visa tai padidins augalų derlių ir kokybę.
Pagrindiniai augalų mitybos elementai, esantys dirvožemyje
Augalų mitybai reikalingų makro- ir mikroelementų yra gausus spektras. Svarbiausiais augalų mitybai makro- elementais yra laikomi azotas, fosforas, kalis, kalcis ir magnis.
Azotas (N) – pagrindinis dirvožemio mitybos elementas, kurio augalų poreikis svyruoja nuo 30 iki 200 kg ha-1.Azotas yra kaupiamas organinėje dirvožemio dalyje, tačiau prieinamas augalams jis tampa tik tada, kai mikroorganizmai jį suskaido į mineralines formas (N min). Dirvožemyje yra nustatomas suminis azotas (Nsum) ir kiek jo yra prieinama augalams (Nmin , NH4+ ir NO3- formose) (3 lentelė). Nustatyta, kad per metus azoto gali išsiplauti 15–75 kg ha-1 Nmin, todėl patartina azoto kiekį tirti rudenį ir pavasarį. Įvertinus dirvožemyje esančio mineralinio azoto (Nmin) kiekį ir planuojamų auginti augalų poreikį, galima planuoti trąšų normas, kurios užtikrins optimalų mitybos elementų kiekį išvengiant ekonominių nuostolių.
3 lentelė. Mineralinio azoto (Nmin) kiekio vertinimas dirvožemio 0–60 cm sluoksnyje pagal leidinį „Mineralinio azoto stebėsena dirvožemyje ir tręšimas“, LAMMC, LŽŪKT, 2021 m.Fosforas (P) ir kalis (K) yra būtini makroelementai, darantys didelę įtaką augalų augimui, vystymuisi ir produktyvumui. Jų trūkumas gali lemti augimo sutrikimus, sumažėjusį derlių ir silpnesnį augalų atsparumą nepalankioms aplinkos sąlygoms.
Fosforo trūkumas pasireiškia lėtu augimu bei prastai išsivysčiusiomis šaknimis. Rūgščiame dirvožemyje (pH < 5,5) fosforas jungiasi su geležimi ir aliuminiu, sudarydamas augalams neprieinamus junginius, o šarminiame dirvožemyje (pH > 7,5) – fosforas reaguoja su kalciu, taip pat sudarydamas netirpius junginius. Tik esant optimaliai dirvožemio pH (6,0–7,0) fosforas yra prieinamas augalams.
Kalis (K) reguliuoja vandens balansą augaluose, aktyvina daugelį fermentų, didina augalų atsparumą sausrai, šalčiui ir ligoms. Jis taip pat gerina fotosintezės efektyvumą. Kalio trūkumas pasireiškia lapų kraštų parudavimu, silpnu stiebų vystymusi ir sumažėjusiu atsparumu ligoms. Kalis kartu su kitais katijonais (Ca²⁺, Mg²⁺) dalyvauja katijonų mainų geboje, todėl svarbu palaikyti tinkamą jų santykį, kad augalai galėtų pasisavinti reikalingus mitybos elementus.
Suminiai fosforo ir kalio kiekiai parodo, kiek jų yra sukaupta dirvožemyje organinėje ir mineralinėje dalyje, o judriųjų fosforo (P2O5), kalio (K2O) kiekiai – kiek jų yra augalams prieinama forma (4 lentelė). Nustatytas augalų poreikis: 10–50 kg ha-1 fosforo (P2O5) ir 30–200 kg ha-1 kalio (K2O).
4 lentelė. Judriojo fosforo ir kalio kiekio vertinimas dirvožemio dirvožemyje pagal prof. dr. G Staugaitį ir dr. Z. J. Vaišvilą („Dirvožemio agrocheminiai tyrimai“, 2019)Kalcis (Ca) – būtinas augalų ląstelių sienelių formavimuisi, jis taip pat reguliuoja dirvožemio rūgštingumą (pH), skatina humifikacijos procesus ir gerina jo struktūrą, mažindamas dirvožemio suslėgimą bei gerindamas aeraciją. Kalcio trūkumas gali lemti augalų augimo sulėtėjimą ir fiziologinius sutrikimus. Tai pagrindinis katijonas, kuris užtikrina optimalią katijonų mainų gebą subalansuodamas kitų katijonų kiekį. O jo poreikis augalams yra 20–150 kg ha-1.
Magnis (Mg) – pagrindinis chlorofilo komponentas, būtinas fotosintezei. Jis taip pat dalyvauja fermentų veikloje ir energijos apykaitoje. Magnio trūkumas pasireiškia augalų lapų geltimu, ypač senesnių, ir gali sumažinti augalų derlingumą. Nustatytas augalų poreikis yra 5–40 kg ha-1.
Įvertinti kalcio (5 lentelė) ir magnio kiekį (6 lentelė) dirvožemyje galime remdamiesi leidiniu „Dirvožemio agrocheminiai tyrimai“ (sud. prof. dr. G Staugaitis ir dr. Z. J. Vaišvila, 2019.)
5 lentelė. Kalcio (Ca) kiekio vertinimas dirvožemyje
6 lentelė. Magnio (Mg) kiekio vertinimas dirvožemyje
Bendrieji augalų mitybos elementai nusako, kiek jų yra sukaupta dirvožemio „atsargose“, o judrieji ir katijonai – kiek jų yra prieinama augalams.
Svarbi dirvožemio dalis – maistinių medžiagų prieinamumas augalams
Mitybos elementųprieinamumą ir gebėjimą iš dirvožemyje sukauptų suminių formų (Ca, Mg, K, Na) paversti augalams prieinamais lemia dirvožemio katijonų mainų geba. Kuo aukštesnė katijonų mainų geba, tuo greičiau ir efektyviau augalas bus aprūpinamas būtinais mitybos elementais.
Aukštą katijonų mainų gebą (7 lentelė) dirvožemyje lemia pH, molio dalelių ir organinių medžiagų kiekis.
Molingo dirvožemio, kuriame gausu organinių medžiagų ir vyrauja šarminis pH, katijonų mainų geba bus aukštesnė, nei smėlingo dirvožemio, kuriam būdingos menkos organinių medžiagų sankaupos ir rūgšti pH terpė. Esant aukštai katijonų mainų gebai, daugiau mitybos elementųgali būti išlaikyti ir palaipsniui perduoti augalams, o žemai –mitybos elementaigali būti greičiau išplaunami, nors ir bus gausiai patręšta. Jei dirvožemio katijonų manų geba yra žema, naudojamos trąšos (pvz., kalis K⁺, magnis Mg²⁺) gali greitai išsiplauti, o jei vieno elemento bus per daug (pvz., kalcio Ca²⁺ kalkinguose dirvožemiuose), jis gali slopinti kitų elementų įsisavinimą (pvz., magnio Mg²⁺ ar kalio K⁺). Todėl svarbu žinoti dirvožemio katijonų mainų gebą, nes tuomet galimaparinkti tinkamas trąšų normas, kad būtų išvengta mitybos elementųkonkurencijos. Taip pat tinkamai valdant katijonų mainų gebą ir trąšas, dirvožemis bus apsaugotas nuo išsekimo, išlaikyta optimali jo struktūra ir derlingumas ilgalaikėje perspektyvoje. Tuo pačiu būtų sumažintas ir neigiamas žemės ūkio poveikis aplinkai – mažėtų azoto išsiplovimai bei jo junginių emisijos į atmosferą.
Kaip jau minėta anksčiau, maistinių elementų pasisavinimui tiesioginės įtakos turi dirvožemio pH, kuri siejasi ir su katijonų mainų geba. Aukšta katijonų mainų geba geriau palaiko pastovų dirvožemio pH, o kai ji žema – greičiau prasideda dirvožemio pH svyravimai. Jie atsiranda dėl katijonų (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) trūkumo, kurie geba išstumti vandenilio jonus iš dirvožemio sorbcinio komplekso. Norint stabilizuoti dirvožemio pH, esant poreikiui (jei dirvožemis per rūgštus), reikėtų dirvožemį kalkinti arba naudoti mineralines trąšas su siera ar organines trąšas (jei dirvožemis yra per šarminis).
7 lentelė. Dirvožemio katijonų manų gebos vertinimo lentelė pagal LAMMC Žemdirbystės instituto Agrocheminių tyrimų laboratorijos leidin. „Dirvožemių agrocheminių savybių stebėjimo tyrimai“. Galutinė ataskaita, 2023
Šios žinios leis ūkininkui parinkti tinkamas trąšas ir jų normas, kad mitybos elementaiilgiau išliktų dirvožemyje ir būtų pasisavintos augalų bei mažiau išsiplautų su lietumi ar juos laistant. Tai padės ūkininkui planuoti sėją ir parinkti labiausiai tinkamas augalų kultūras, kurios geriausiai prisitaiko prie konkretaus dirvožemio tipo ir aplinkos sąlygų.
Mitybos elementų kiekių ir katijonų mainų gebos žinojimas padeda ūkininkui įvertinti dirvožemio derlingumą, optimizuoti tręšimą, sumažinti mitybos elementų nuostolius, o ilgalaikėje perspektyvoje – palaikyti dirvožemio sveikatą bei produktyvumą.
Pasirinkus LŽŪKT dirvožemio sveikatingumo tyrimo paketą bus galima įvertinti dirvožemyje sukauptą suminį azotą (N), fosforą (P), kalį (K), kalcį (Ca), magnį (Mg) ir natrį (Na), taip pat augalams lengvai prieinamus fosforo (P2O5) ir kalio (K2O) kiekį, taip pat dirvožemio pH bei kokia yra dirvožemio katijonų mainų geba ir pasotinimas bazėmis. Įdomu, norite pasikonsultuoti? Kreipkitės, visuomet padėsime.
Agroakademija.lt rekomenduoja:
Dirvožemio mineralinio azoto tyrimai – tikslesniam azotinių trąšų panaudojimuistraipsnis
Kiek trąšų pasisavina jūsų dirvožemis? Išsitirkite (video)
Tirkime ūkio dirvožemį. Dirvožemio organinė medžiaga, jos kokybė ir biologinis aktyvumas (2)straipsnis
Norėtumėte visus ūkio laukus matyti vienoje vietoje?(video)
LŽŪKT dirvožemio tyrimai: trys veiksmai – triguba nauda (video)
Virtuali ekskursija po LŽŪKT laboratoriją (video)
