Šiandien Lietuvoje aštrių ūkininkavimo problemų daug: augalų kaitos principų nepaisymas, humuso atsargų mažėjimas, dirvožemio rūgštėjimas, netinkama melioracijos įrenginių priežiūra ir gedimai, dirvožemių erozija, pesticidų vartojimo didėjimas, dirvožemio suspaudimas. Jų mastus konkrečiame ūkyje lemia ūkininkavimo sistema.

Minėtos problemos ypač aktualios intensyvias technologijas taikančiuose ūkiuose, kur žemės ūkio augalų priežiūrai maksimaliai naudojamos cheminės priemonės, neatsižvelgiama į dirvožemyje vykstančius procesus ir jo kokybę, aplinkos veiksnius ir kt.

Dirvožemio kokybės indikatoriai yra išmatuojami dirvožemio požymiai, kurie lemia jo pajėgumą atlikti funkcijas, susietas su gamyba ir aplinka. Dirvožemio kokybė apima tris komponentus:

• dirvožemio pajėgumą palaikyti augalų produktyvumą (produktyvumo komponentas);
• dirvožemio pajėgumą susilpninti teršalų, patogenų ir kitą žalingą poveikį (aplinkos komponentas);
• sąsają tarp dirvožemio kokybės ir augalų, gyvulių ir žmonių sveikatingumo (sveikatingumo komponentas).

Dirvožemio prigimtis yra labai sudėtinga, galima nustatyti ir išmatuoti daugybę požymių, todėl svarbu atrinkti tik reikšmingus ir praktikoje pritaikomus požymius, geriausiai atspindinčius dirvožemio kokybę. Šie požymiai gali būti suskirstyti į keturias grupes, tačiau nesukurta galutinė bendra grupavimo sistema.

Kaip nustatoma dirvožemio kokybė

Dirvožemio kokybės rodikliams priskiriama dirvožemio organinė medžiaga (DOM), pH, mitybos elementų kiekis (azotas, fosforas, kalis), dirvožemio struktūra ir jos patvarumas, tankis, suspaudimas, infiltracija, elektrinis laidumas, dirvožemio kvėpavimas, sliekų gausumas, biologinė įvairovė. Visi šie rodikliai atspindi dirvožemio chemines, fizikines ir biologines savybes.

Taigi, pats svarbiausias ir pagrindinis dirvožemio kokybės rodiklis yra dirvožemio organinė medžiaga ir jos kiekis, kuris rodo dirvožemio atsparumą fizinei ir biologinei degradacijai. Organinės medžiagos (humuso) kiekis tiesiogiai lemia dirvožemio derlingumą. Humusas yra sudėtingas kompleksinis junginys, glaudžiai susijungęs su dirvožemio mineraline dalimi, ir vienas svarbiausių dirvožemio sukultūrinimo rodiklių.

Dirvožemyje paliktos organinės medžiagos - tai ne atliekos, o žaliava, kuri dalyvauja organinės anglies apytakos cikle, transformuojasi į humusą, gerinantį dirvožemio fizikines ir chemines savybes, palaikantį dirvožemio derlingumą. Lietuvos klimato sąlygomis humuso kiekis priklauso nuo dirvožemio grupės, granuliometrinės sudėties, įmirkimo ir dirvožemių sukultūrinimo laipsnio. Mažiausiai (0,5-1,5 proc.) humuso yra sausuose smėlio, o daugiausiai - sunkesnės granuliometrinės sudėties įmirkusiuose dirvožemiuose (per 4 proc.). Kituose dirvožemiuose dažniausiai yra 2-4 proc. humuso.

Lietuvos zonų dirvožemio humusingumas yra nevienodas. Humusingiausi yra Vidurio Lietuvos, kiek mažesnio humusingumo - Vakarų Lietuvos regiono dirvožemiai. Skurdžiausi yra Rytų Lietuvos regionai, kur vyrauja lengvesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiai.

DOM šaltiniai yra augalų liekanos (šaknys ir antžeminė dalis), gyvūnų liekanos, gyvi mikroorganizmai (mikrobų biomasė) arba, kitaip tariant, ant dirvožemio patenkantys ir jame pasiliekantys augalų bendrijos ar ekosistemos gyvosios dalies komponentai, kurių atsargos ir struktūra yra nevienoda. Per tam tikrą laiką mikroorganizmai šviežias augalų liekanas paverčia organine medžiaga.

Dirvožemio organinė medžiaga yra nevienoda ir pagal suirimo laipsnį skirstoma į tris grupes: aktyvioji, lėtoji ir pasyvioji. Aktyvioji dirvožemio organinė medžiaga yra neseniai į dirvožemį patekusios, azoto turtingos augalų liekanos, kurias mikroorganizmai greitai skaido dėl palankaus C:N santykio 7-10:1. Aktyvioji organinė medžiaga 1-2 metus veikia kaip trąšos ir yra pagrindinis augalų maisto medžiagų šaltinis.

Vidutinio senumo organinė medžiaga vadinama lėtąja DOM, C:N santykis 10-25:1. Mažai azoto ir didesnį negu 25:1 santykį turinti organinė medžiaga nesuardyta dirvožemyje išlieka šimtmečius ir ilgiau, todėl vadinama pasyviąja ir sudaro pagrindinę humuso dalį. Organinės medžiagos irimo procesuose dalyvauja mikroorganizmai, todėl svarbu jiems sudaryti tinkamas sąlygas, taip bus palaikomas dirvožemio biologinis aktyvumas. Skirtingų grupių mikroorganizmai mėgsta skirtingas aplinkos sąlygas ir į organinės medžiagos ardymo procesus įsitraukia skirtingu metu.

Pirminį darbą, pradinį medžiagos apdorojimą, atlieka mikromicetai. Toliau į šiek tiek „paminkštintos" organinės medžiagos ardymą įsitraukia aktinomicetai bei bakterijos ir šią medžiagą toliau ardo, skaido į organinius junginius.

Aktinomicetai mėgsta geros struktūros ir aeracijos dirvožemius, todėl jų gausiau yra viršutiniame armens sluoksnyje (0-10 cm). Bakterijos yra kosmopolitės, jos gerai gyvena ir jaučiasi nepriklausomai nuo deguonies režimo armenyje ir ardymo procesus atlieka tiek 0-10 cm, tiek 10-20 cm gylyje.

Tyrimų rezultatai rodo, kad suminis dirvožemio mikrobiotos gausumas būna didžiausias, kai šiaudai susmulkinami, paskleidžiami ir jų irimui skatinti įterpiamas kompensacinis azotas. Baltosios garstyčios žaliajai trąšai mikroorganizmų gausumą sumažino, nes aliejiniai augalai pasižymi antibakteriniu poveikiu.

Viršutiniame sluoksnyje gausiau rasta aktinomicetų, kurie yra dirvožemio derlingumą didinantys mikroorganizmai, reiklūs dirvožemio sukultūrinimui ir deguonies režimui. Aktinomicetų daugiau rasta laukeliuose, kur šiaudai buvo susmulkinti ir paskleisti, bei viršutiniame sluoksnyje, 0-10 cm gylyje.

Abiejuose dirvožemio sluoksniuose rastas panašus bakterijų kiekis, gausiau jų buvo laukeliuose be tarpinių pasėlių žaliajai trąšai. Tačiau mikromicetų daugiau rasta laukeliuose su baltosiomis garstyčiomis žaliajai trąšai, nes pavasarį per sėją į dirvožemį įterptos garstyčių liekanos yra gera terpė šiems mikroorganizmams plisti.

Pavasarį dirvožemyje, kur buvo įterpti šiaudai, gausiau buvo aktinomicetų ir bakterijų, nes pirminį šios organikos ardymą mikromicetai atliko iš rudens. Ir atvirkščiai, pavasarį įterpus baltąsias garstyčias, gausiau rasta mikromicetų, kurie vykdė pirminį organinės medžiagos ardymą.

Dėl ko mažėja derlingumas

Dirvožemio derlingumas mažėja dėl įvairių priežasčių: sėjomainų nesilaikymo, nesubalansuoto tręšimo, netinkamo žemės dirbimo, sumažėjus dirvožemio gyvybingumui, mažėjant dirvožemio buferingumui, didėjant erozijos mastams. Paprastai sulaukiama grandininės pokyčių reakcijos, nes, pasikeitus vienam indikatoriui, atsiranda daugiau problemų, kurių priežastys yra tarpusavyje susijusios.

Pavyzdžiui, armens suspaudimą parodo dirvožemio tankis, poringumas, kietumas, o sukelia drėgnų dirvų dirbimas, sunki technika, pakartotinis žemės dirbimas tuo pačiu gyliu ir perteklinis gyvulių judėjimas. Kai armuo suspaustas, plinta žemės ūkio augalų ligos, pasikeičia infiltracijos sąlygos, pasireiškia erozija ir pan.

Taigi, labai svarbu palaikyti dirvožemio derlingumą ir užtikrinti tvarų naudojimą, mažinant organinės medžiagos nuostolius ir didinant jos įnašą, taip palaikant šios medžiagos teigiamą balansą. Šiaudų įterpimas yra viena tinkamiausių priemonių organinės medžiagos kiekiui dirvožemyje didinti, ypač augalininkystės krypties ūkiuose.

Kaip tvarkytis, kad būtų didžiausias efektas

Tyrimai rodo, kad, sėjomainoje vyraujant javams, per metus dirvožemyje netenkama apie 40-100 kg ha^-1 organinės anglies. Jei šiaudai išvežami iš lauko ir tręšiama tik mineralinėmis trąšomis, šie nuostoliai siekia net 200 kg ha^-1.

Tinkamas šiaudų ir augalų liekanų paruošimas bei jų įterpimas į dirvą ypač svarbus taikant nearimes žemės dirbimo technologijas. Labai svarbu, kad iki sėjos būtų suardyta kuo daugiau šiaudų. Nuėmus javų derlių, ražienas su paskleistais susmulkintais šiaudais rekomenduojama iš karto (per parą) nuskusti skutikliais su volais. Volai prispaudžia įdirbtą armens sluoksnį ir susidaro palankesnės sąlygos organikai ardyti, nes šiaudus greičiau pasiekia drėgmė ir mikroorganizmai.

Ražiena turėtų būti trumpa, o šiaudai susmulkinti 4-5 cm ilgio pjausniais ir tolygiai paskleisti ir įterpti sekliai 5-7 cm viršutiniame dirvožemio sluoksnyje, kuriame daugiausia mikroorganizmų ir geriausia aeracija. Šiaudų ir kitų augalų liekanų mineralizacijai paskatinti įterpimo metu išberiamas kompensacinis azotas. Vienai tonai šiaudų reikėtų skirti maždaug 8 kg azoto.

Jei bus sėjami ne žiemkenčiai, o vasarojus, įterpiant šiaudus geriau panaudoti tik dalį kompensacinio azoto (trečdalį ar pusę), o likusią dalį išberti pavasarį, per sėją.

Kitas dirvožemio organinės medžiagos šaltinis yra tarpiniai pasėliai. Lietuvos klimato sąlygomis, ilgo rudens ir pavasario laikotarpiu, kai vyrauja teigiamos oro temperatūros ir dirvožemis būna prisotintas drėgmės, susidaro palankios sąlygos mitybos elementams išsiplauti į gilesnius dirvožemio sluoksnius arba drenažo vandenis.

Efektyvu anksti nuimtų javų ražienoje su smulkintais šiaudais auginti tarpinius pasėlius žaliajai trąšai. Tam į javų ražienas su paskleistais šiaudais geriausiai tinka įsėti baltąsias garstyčias. Jų rudenį nereikia įterpti, per žiemą likę stagarai pavasarį, ruošiant dirvožemį sėjai, subyra savaime.

Per žiemą paliktas tarpinis pasėlis sumažina azoto išsiplovimą rudens-pavasario laikotarpiu, kai didelis kritulių perteklius. Augalų biomasėje likusį azotą mikroorganizmai ardo ir atpalaiduoja kaip tik tada, kai augalai intensyviai auga ir jį jau gali panaudoti. ASU atlikti tyrimai rodo, kad tokia baltųjų garstyčių panaudojimo technologija efektyvumu nedaug atsilieka nuo tręšimo mėšlu (30 t ha^-1), vienodai gerai tinka tiek dirvas ariant, tiek taikant nearimę žemdirbystę.

Tarpiniai pasėliai dar svarbūs ir dėl to, kad stabdo ražieninių piktžolių augimą ir jų generatyvinių organų formavimąsi. Turėdami stiprią stelbiamąją gebą, tarpiniai augalai užgožia net daugiametes piktžoles, silpnina jų šaknų sistemos vystymąsi, mažina ligų plitimą ir gerina fitosanitarinį foną. Pastaruoju poveikiu ypač pasižymi bastutiniai (kryžmažiedžiai) augalai.

Organinės medžiagos šaltinis taip pat gali būti mėšlas, durpės, sapropelis.  Mėšlas yra svarbiausia organinė trąša - 4-10 proc. mėšlo dirvožemyje virsta humusu. Geriausias yra kraikinis mėšlas ir jo vertė priklauso ne tik nuo kraike esančio medžiagų kiekio, bet ir nuo gyvulių rūšies, amžiaus, pašarų sudėties.

Durpės humusui gausinti mažai veiksmingos, C:N yra 50:1, kad jos virstų humusu, reikia ilgo laiko ir papildomo azoto.

Sapropelis - skystos drebutinės medžiagos, susidariusios ežerų dugne. Valant vandens telkinius iškastas sapropelis gali būti naudojamas netoliese esančių laukų organinėms medžiagoms gausinti, tačiau reikėtų patikrinti, ar jis neužterštas sunkiaisiais metalais.

***

Papildomo azoto berti reikėtų tik pirmais trečiais metais pradėjus taikyti šiaudų įterpimą. Vėlesniais metais mikroorganizmai šviežiems šiaudams ardyti ima naudoti anksčiau mineralizuotų šiaudų azotą, šiaudų ardymo procesas savaime susireguliuoja ir kompensacinis azotas nebebūtinas.

***

Norint atkurti dirvoje suardytą 1 toną humuso, reikia įterpti mažiausiai 12-15 t kokybiško mėšlo arba apie 5 t javų šiaudų. Tačiau tręšiant šiaudais turi būti sudarytas mikroorganizmams palankus C:N santykis.