Pastaruoju metu humuso sąvoka tapatinama su organine anglimi. Tai – augalams viena svarbiausių dirvožemio sudedamųjų dalių, nes čia dėl mikroorganizmų įtakos vyksta irimo procesai ir atsipalaiduoja augalams reikalingos maisto medžiagos.

Dirvožemyje kartu su mineralų dalelėmis: smėliu, dumblu, moliu, yra įsimaišiusių ir organinių medžiagų, kurias sudaro organiniai junginiai, taip pat gyvūninės ir augalinės kilmės organinės liekanos, trąšos, suirusios ir nesuirusios augalinės medžiagos, dirvožemio flora ir fauna. Ši suirusi, tamsi organinių medžiagų masė, kurioje jau nebegalima išskirti augalinių liekanų, daug metų Lietuvoje ir užsienyje vadinama humusu. Tai augalams viena svarbiausių dirvožemio sudedamųjų dalių, nes čia dėl mikroorganizmų įtakos vyksta jos irimo procesai ir atsipalaiduoja augalams reikalingos maisto medžiagos. Nuo organinės anglies kiekio dirvožemyje tiesiogiai priklauso jo cheminė, fizikinė kokybė ir biologinis aktyvumas.

Pastaruoju metu humuso sąvoka yra tapatinama su organine anglimi (sutr. C_org.). Tai tas pats humusas, tik pateiktas organine anglimi, o skaičiavimai tokie: jeigu žinome humuso koncentraciją dirvožemyje, tai padauginę iš koeficiento 0,579 gausime organinę anglį, o jeigu žinome organinės anglies koncentraciją, tai humuso kiekį gausime padauginę iš koeficiento 1,724. Tačiau tai tik teorinės reikšmės, praktikoje mineraliniuose dirvožemiuose šie koeficientai gali svyruoti apie 10 proc., o puveninguose ir organiniuose dirvožemiuose – iki 15 proc. Pradėjus vartoti organinės anglies sąvoką, pasitaiko, kad dalis žmonių painioja dirvožemyje esančią organinę anglį su sumine anglimi, t. y. su visu jos kiekiu dirvožemyje, kur nemaži anglies kiekiai patenka iš kalcio karbonato uolienos. O tai jau visai kitas rodiklis ir kitoks vertinimas.

Durpžemiuose, puveninguose dirvožemiuose, dirvožemio gerinimo medžiagose (kompostuose, digestatuose ir kt.), taip pat šiltnamių grunte, kur naudojamos durpės ir kitos organinės medžiagos, jų kokybei apibūdinti naudojami du rodikliai: dirvožemio organinės medžiagos ir organinė anglis.

Organinės anglies svarba dirvožemio savybėms ir augalų derlingumui:

• gerina dirvožemių struktūrą, todėl jie būna mažiau supuolę, laidesni vandeniui ir orui, o jų struktūriniai trupinėliai yra atsparesni ardymui;
• organinės anglies turtingi dirvožemiai sukaupia didesnes drėgmės atsargas, o tai labai svarbu lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiams; be to, po liūčių vanduo geriau susigeria ir būna mažesnis paviršinio vandens nuotėkis;
• daugiau organinės anglies turintys dirvožemiai geriau laiko šilumą, juose daugiau augalams reikalingų mitybos elementų, ypač azoto, fosforo, kalcio, sieros, mikroelementų;
• mažiau organinės anglies, o daugiau molio dalelių turintys dirvožemiai po intensyvaus lietaus labiau linkę paviršiuje sudaryti plutą;
• daugiau organinės anglies turinčiuose dirvožemiuose gausiau mikroorganizmų, todėl greičiau vyksta nesuirusių organinių medžiagų mineralizacija, o jo sudėtinė dalis – huminės rūgštys yra puikus augalų augimo stimuliatorius;
• iš daugiau organinės medžiagos turinčių dirvožemių mažiau išplaunama augalų lengvai pasisavinamų mitybos elementų, mažesni būna panaudotų trąšų nuostoliai; tokie dirvožemiai geriau sorbuoja į juos patekusius įvairius teršalus: sunkiuosius metalus, pesticidus, radionuklidus, todėl jų mažiau kaupiasi augaluose.

Žemdirbiui organinės anglies sankaupos dirvožemyje yra didelis turtas. Tačiau dirvožemyje šios medžiagos pasisavinamos ir kaupiamos labai lėtai, net ir taikant tinkamas agrotechnikos priemones, didinančias jų koncentraciją. Dažnai organinės anglies koncentracijos padidėjimo tenka laukti 7–10 metų.

Organinės anglies koncentracija dirvožemyje ir jos vertinimas

Organinės anglies koncentracija dirvožemyje gali gerokai skirtis. Ariamajame smėlio dirvožemių sluoksnyje jos yra mažiausiai – 0,3–1,5 proc. ir ši koncentracija retai viršijama. Be to, smėliuose yra daugiau oro, o jis spartina organinių medžiagų mineralizaciją. Todėl minėtuose lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose, net ir intensyviai tręšiant organinėmis trąšomis ar dirvožemio gerinimo medžiagomis, sunku ženkliau padidinti organinės anglies koncentraciją.

Priesmėliuose, o ypač priemoliuose ir moliuose, organinės anglies koncentracija yra daug didesnė. Todėl šių rodiklių vertinimo skalės lengvos ir sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiams yra nevienodos. Be to, žemesnėse lomose ir užmirkusiuose dirvožemiuose organinės anglies koncentracija, o kartu ir humuso, yra taip pat didesnė.

Tačiau ne visais atvejais didesnė organinės anglies koncentracija turi teigiamos įtakos augalams, nes tam gali trukdyti dirvožemyje esantis drėgmės perteklius. Gerai nusausintuose dirvožemiuose ir organinės anglies yra daug, ir augalų produktyvumas didesnis. Vis dėlto mažiausiai organinės anglies yra erozijos paveiktuose dirvožemiuose.

Tyrimai rodo, kad dirvožemio ariamajame sluoksnyje sukaupta daugiausia organinės anglies (C^org.), o podirvyje jos yra gerokai mažiau: 25–40 cm sluoksnyje – 0,2–0,9 proc., 40–60 cm – 0,15–0,3, o 80–110 cm – tik 0,05–0,15 procento. Todėl labai svarbu ne tik didelė organinės anglies koncentracija, bet ir dirvožemio ariamojo sluoksnio storis. O jis gali būti 20–25, 30 ir net 35 cm, tad organinės anglies sankaupos tame pačiame dirvožemyje bus skirtingos. Pievų ir daugiamečių žolių plotuose daugiausia organinės anglies sukaupta augalų šaknų zonoje, t. y. viršutiniame 0–10 cm dirvožemio sluoksnyje. Analogiški rezultatai gaunami ir taikant bearimį žemės dirbimą.

Vertinant organinės anglies koncentraciją dirvožemyje Lietuvos mastu, maža koncentracija išsiskiria Rytų Lietuvos dirvožemiai, kur labai mažai ir mažai jos turi net 73,5 proc. žemės ūkio naudmenų. Šiame regione vyrauja priesmėliai, pasitaiko smėlių, todėl ir organinės anglies dirvožemyje nėra daug. Tuo tarpu Vakarų ir Vidurio Lietuvoje tokių dirvožemių yra atitinkamai 34,5 ir 20,1 procento. Šiuose regionuose vyrauja sunkesnė dirvožemio granuliometrinė sudėtis, o Vidurio Lietuvoje lygumos yra daugiau įmirkusios, todėl ir organinės anglies dirvožemiai turtingesni.

LAMMC ŽI Agrocheminių tyrimų laboratorija yra sukaupusi didelį tirtų humuso analizių dirvožemiuose (apie 100 tūkst.) duomenų rinkinį. Jis sugrupuotas pagal dirvožemio tipologiją, granuliometrinę sudėtį, regionus ir savivaldybes. Naudojantis šiuo rinkiniu pagal parengtus algoritmus galima atvaizduoti žemėlapyje (M 1:10000) humuso koncentracijas ūkio, savivaldybės ir net šalies mastu.

Humuso duomenų vertinimo skalė yra praplėsta vertinimo skiltimis: ypač daug, puvenos ir durpės. Šio straipsnio iliustracijose pateikti trijų šalies regionų kai kurių vietovių žemėlapiai su humuso koncentracija 0–20 cm dirvožemio sluoksnyje. Tokie žemėlapiai praktikoje leidžia žemdirbiams įvertinti, kokias agrotechnikos priemones būtina taikyti, kai humuso dirvožemyje yra mažai, arba kai jo kiekiai vidutiniai ar dideli, ir kaip apsaugoti puveningus ir durpiškus dirvožemius nuo jų tolesnio mineralizavimosi ir kartu sumažinti anglies dioksido išsiskyrimą į aplinką.

Labai pravartu ūkiams tokius žemėlapius pirmiausia užsisakyti LAMMC ŽI Agrocheminių tyrimų laboratorijoje, o tik po to tirti dirvožemyje humuso koncentraciją. Gauti tyrimo rezultatai parodys, ar tuo metu nustatytos koncentracijos, palyginti su teorinėmis reikšmėmis, didėja ar mažėja. Neturint tokių kontrolinių palyginimų, sunku būtų vertinti lauke atliktų kelių ar daugiau dirvožemio ėminių humuso verčių rezultatus.

Organinės medžiagos tyrimo metodologiniai klausimai

Organinės anglies koncentracijos dydžiui didelę reikšmę turi dirvožemio ėminio surinkimo lauke ir nustatymo laboratorijoje metodika. Didesniuose lygumų masyvuose organinės anglies koncentracija pasiskirsčiusi gana vienodai, o skirtumai išryškėja tik organinėmis trąšomis tręštuose laukuose ar ten, kur auginami nevienodi augalai. Tačiau tokiuose laukuose labai svarbu į renkamą jungtinį ėminį neįmaišyti kitos granuliometrinės sudėties ar iš žemesnių vietų surinktos humusingos žemės ir augalinių liekanų, dėl ko gali keistis esama reali organinės anglies koncentracijos reikšmė.

Ten, kur dirvožemiai ar jų granuliometrinė sudėtis lauke įvairuoja, dirvožemio ėminiai imami iš aikštelių. Pavyzdžiui, kalvoto reljefo sąlygomis, kaip Molėtų, Utenos, Šilalės ir kt. rajonų savivaldybėse, organinės anglies koncentracija kalvos viršūnėje, šlaite ar pašlaitėje bus labai nevienoda.

Dirvožemio organinės medžiagos išsaugojimas

Šiltėjantis klimatas ir ilgėjantis šiltojo rudens su pakankamu drėgmės kiekiu laikotarpis sudaro palankias sąlygas spartesnei organinių medžiagų mineralizacijai. Todėl svarbu ne tik organinės anglies kiekis, bet ir jos stabilizavimasis dirvožemyje. Apie priemones, padedančias dirvožemyje išsaugoti organinę anglį, kalbama seniai, buvo vykdytos ankstesnės, o šiuo metu yra parengtos naujos skatinančios programos ir reikalavimai, tokios, kaip „Geros agrarinės ir aplinkosauginės būklės (GAAB) standartų įgyvendinimas“, „Ekoschemos“.

Priemonės, kurioms žemdirbiams vertėtų skirti didžiausią dėmesį:

• organinę anglį dirvožemyje daugiausia mažina migliniai javai ir ypač, kai šiaudai pašalinami iš lauko, todėl reikėtų vengti sėjomainų, kur šie augalai sudaro daugiau kaip pusę rotacijos;
• daugiametės pupinės žolės: liucernos, dobilai ir kt. yra geriausia priemonė organinės anglies ir azoto kiekiui dirvožemyje didinti ir jo struktūrai gerinti;
• smėliuose, taip pat, kai dirvožemyje organinės anglies yra mažiau nei 1 proc., tikslinga reguliariai auginti sideracinius augalus: lubinus, seradėles, facelijas, garstyčias, vikių ir avižų mišinius ir kt.;
• siekti, kad laukai periodiškai būtų tręšiami mėšlu ar dirvožemio gerinimo medžiagomis (kompostais, digestatais). Optimalu, kai keturlaukėje sėjomainoje mėšlo tenka 40 t/ha;
• dirvą organinės anglies praturtina po derliaus nuėmimo daug augalinių liekanų paliekantys augalai: rapsai, daugiametės žolės, žiediniai kopūstai, pupos ir kt.;
• kuo trumpiau laikyti dirvą be augalų, ypač žiemos laikotarpiu. Būtina tam naudoti tarpinius augalus arba iki kitos sėjos palikti lauke ražienas.
• bearimis dirvos dirbimas mažiau ardo organines medžiagas ir organinės anglies daugiau kaupiasi dirvožemio paviršiuje, todėl tokį dirbimą pirmiausia tikslinga taikyti lengvose dirvose;
• tikslinga plėtoti mišrius augalininkystės ir gyvulininkystės ūkius.

Nemažai šalių žemės ūkyje skaičiuoja organinės anglies balansą dirvožemyje: t. y. kiek į lauką per metus jos pateko ar buvo augalų sukurta ir kiek jos išnešta su derliumi ar prarasta dėl auginimo ypatumų. Tam yra sukurtos skaičiavimo metodikos, taip pat ir Lietuvoje. Praktiniam naudojimui yra patogi vokiečių sukurta ir patvirtinta humuso balanso skaičiavimo metodika (VDLUFA. Humusbilanzierung, 2004). Panaši organinės anglies balanso skaičiuoklė turėtų būti įdėta ir Lietuvos atsakingų institucijų interneto svetainėse, kad ja galėtų naudotis visi šalies žemdirbiai.

Dirvožemyje organinės anglies kiekio išsaugojimas tampa neatsiejama žemdirbystės ir dirvotyros mokslų dalimi, tačiau iki norimų praktinių rezultatų dar reikės nueiti ilgą kelią.

Pastaruoju metu didelis dėmesys paramos programose numatytas daugiamečių pievų išlaikymui ir žolynų atkūrimui, durpynų ir šlapynių išsaugojimui, nes tokiuose plotuose yra gausiau organinės anglies. Be galo svarbu, kad anglis būtų sugrąžinta į biocheminės apytakos ratą, o nebūtų išmesta į aplinką kaip šiltnamio efektą sukeliančios dujos.