Klimato kaitos kontekste labai reikia dėmesio dirvožemio saugai. Tik stebina kai kurių menkai kompetentingų asmenų drąsa kalbėti apie dirvožemį jo nepažįstant, skaudina dirvožemio mokslo paskaitose sėdėjusių dalies agronomų ir miškininkų paviršutiniški pasisakymai. Nemenkas pastarųjų būrelis yra Seimo nariai, bet įstrigusio dirvožemio saugos įstatymo projekto iš apatinio stalčiaus jie neskuba traukti.

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institute vykusioje mokslinėje-praktinėje diskusijoje „Lietuvos dirvožemio būklė: dabartis ir perspektyvos“ dalyvavusi ir paklausta apie minėto įstatymo aktyvesnį svarstymą ir priėmimą, Aplinkos ministerijos atstovė paskelbė, kad laukiama panašios paskirties Europos Komisijos dokumento, su kuriuo bus suderintas lietuviškas įstatymas. Galima suprasti, kad mes neįgalūs leisti savo įstatymus: europinį išsiversime, adaptuosime Lietuvos sąlygoms bei reikmėms ir turėsime lietuvišką dokumentą.

Dirvožemio danga – kiek siekia augalų šaknys

Dirvodara – labai sudėtingas reiškinys, apimantis medžiagų ir energijos apykaitos ir judėjimo visumą dirvodarinėje uolienoje bei susidariusiame ir kintamame dirvožemyje. Padariniai – skirtingų dirvožemių, turinčių apibrėžtus diagnostinius požymius ir pavadinimus, pažyminčius esmines jų savybes, atsiradimas.

Planetos sausumos sluoksnis, kuriame vyksta dirvodara, vadinamas dirvožemio danga. Jos storis labai nevienodas, sutarta, kad ji baigiasi augalų šaknų paplitimo gylyje. Lietuvoje priimta tirti iki 1,5 m laukų, žolynų dirvožemio dangą, miškų – iki 2 m gylio. Tinka kalbėti apie lauko, žolyno, miško, net povandeninį dirvožemį, maitinantį augalus vandens telkiniuose.

Dirvožemis yra gyvas organizmas, augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų buveinė apibrėžtame gylyje ir plote. Dirvožemio susidarymo procesas nuolat vyksta paviršiniame sausumos sluoksnyje, vadinamame dirvodarine uoliena. Jos formavimas tęsiasi nuo paprasčiausių gyvybės formų atsiradimo laikų iki šių dienų.

Žemė ir dirvožemis – skirtingi dalykai

Baiminantis suklysti, kalbant apie sudėtingą gamtos kūną dirvožemį, neretai jis vadinamas platesnės prasmės žodžiu – žeme. Žemė – gamtinė-istorinė, kartu socialinė-ekonominė sąvoka gamtos ištekliams su dirvožemiu ir geografine aplinka nusakyti: Žemė – planeta, kurioje gyvename (tikrinis pavadinimas); jos paviršinį sluoksnį sudaranti medžiaga; vaikščiojamasis paviršius; sausuma; šalis, kraštas; dirbamas ir naudojamas paviršiaus plotas; dirva (iš čia – dirvotyra, arba dirvožemio mokslas); dugnas (vandenyje).

Žemė neturi sisteminių vienetų, tik savybes: dirbama (iš čia – žemdirbystė), nedirbama, miško, lengva (smėlio, priesmėlio), vidutinio sunkumo (įvairaus sunkumo priemolio), sunki (molio), humusinga, nehumusinga, derlinga, nederlinga, šlapia, sausa, puri, kieta, supuolusi, rūgšti, neutrali, šarminė ir kitokia. Šnekamojoje kalboje apie dirbamą žemę (dirvą) ar nedirbamą žemę (paviršinį sluoksnį) tokiais apibūdinimais ir tenkinamasi. Beje, miške dirvos nėra. Šių sluoksnių minėtas savybes detaliau ir konkrečiau nustatyti imamas vieno kilogramo žemės ėminys, iš jo sudaromas tinkamas žemės mėginys, kuris tiriamas laboratorijoje.

Dirvožemių skirstymas grupėmis

Dirvožemį pažinti ir aprašyti daug sunkiau. Jis pradedamas vietovės geomorfologinės ir geologinės sąrangos studija, būdingos vietos dirvožemio kasiniui parinkimu, dirvožemio profilio (vertikalios sienelės) ir diagnostinių horizontų aprašymu kasinyje, dirvožemio taksonominio vieneto nustatymu pagal galiojančias Lietuvos ir tarptautinę klasifikacijas (V. Buivydaitė, M. Vaičys, J. Juodis, A. J. Motuzas. Lietuvos dirvožemių klasifikacija. Lietuvos mokslas, 34 knyga, 2001), pvz., glėjiškasis rudžemis (Gleyic Cambisol), dirvožemio ėminių ėmimu visuose išskirtuose horizontuose analizuoti laboratorijoje.

Čia įvardytas rudžemis yra laikinai įmirkęs, karbonatingas, neišplautas, nerūgštus, derlingas dirvožemis (Lietuvos dirvožemiai. Lietuvos mokslas, 32 knyga, 2001). Šis dirvožemis paplitęs Žiemgalos lygumoje. Vidurvasarį išdžiūvęs jis „žydi“: sueižėjusio paviršiaus plyšių pakraščiuose nusėda balti karbonatiniai kristalai.

Dirvožemio pavyzdžiai – kasinyje į specialią dėžę paimtas monolitas, sienelėje išpjauti specialūs ėminiai, skirti išdžiovinus demonstruoti išorines savybes (glėjiškumo arba įmirkimo, karbonatines ir kt.) mokomaisiais tikslais.

Visa Lietuvos dirvožemio danga yra kartografuota, jos žemėlapius galima rasti Nacionalinės žemės tarnybos fonduose ir interneto erdvėje. Ten galima sužinoti ir bazinį žemės našumo balą, nustatytą pagal galiojančius sisteminius dirvožemio vienetus.

Dirvožemio degradacijos reiškiniai gamtoje

Tik išaiškinę pamatines dirvožemio sąvokas, galime aptarti jo degradacijos reiškinius gamtoje. Teoriškai tai sunku padaryti. Dirvožemio mokslas degradaciją traktuoja kaip ryškų humusinio ir gilesnių horizontų derlingumo mažėjimą, susijusį su fizikinių, cheminių ir biologinių savybių blogėjimu: humuso ir karbonatinės medžiagos netekimu, struktūros irimu, suslėgimo ir rūgštumo didėjimu, vandeninės ir vėjinės erozijos intensyvėjimu, didesniu taršos poveikiu ir kt.

Intensyviai naudojant mineralines trąšas ir chemines augalų apsaugos priemones, diegiant tobulą žemės ūkio techniką, kurį laiką šių reiškinių galima nepajusti, arba nepastebėti dirvožemio nuovargio, kuris aiškiausiai pasireiškia auginant tuos pačius augalus tame pačiame dirvožemyje kelerius metus iš eilės. Staiga mažėja augalų derlingumas. Suprantama, įtakos tam turi ir patogeninių organizmų plitimas. Atsėliavimą pakenčia rugiai, kukurūzai, morkos. Tačiau teisingiausias sprendimas – augalų sėjomaina.

Kaip stabdyti dirvožemio eroziją

Populiariai kalbant, per augalų vegetaciją laukai visada turi žaliuoti, juose turi augti augalai. Kai jų dangos nėra, tuoj prasideda tekančio paviršinio vandens sukelta vandeninė dirvožemio erozija (ardymas) ar vėjo sukelta vėjinė dirvožemio erozija (pustymas, defliacija).

Dėl vandeninės dirvožemio erozijos atsiranda srūvinės nuoplovos ar susidaro išgraužos ir griovos. Tai bene pavojingiausi, sunkiausiai suvaldomi dirvožemio degradacijos reiškiniai. Kilmės požiūriu, natūraliai jie yra geologiniai. Jų pasireiškimą ir intensyvumą lemia klimatas (krituliai ir vėjas), reljefas, dirvodarinė uoliena ir jos granuliometrinė sudėtis, dirvožemio naudojimas.

Besikeičiančio klimato sąlygomis ypač pavojingos vis dažnesnės labai intensyvios liūtys. Neretai pastebima ir mechaninė arba technogeninė erozija, kai dirva žemės ūkio padargais nustumiama šlaitu žemyn. Eroduojami dirvožemiai priskiriami pradžiažemių (Regosols) tipologinei dirvožemių grupei, nes netenka per šimtmečius susidariusio humuso.

Dirbamuose laukuose reikia taikyti antierozines ir antidefliacines žemės dirbimo ir augalų auginimo technologijas:

• 7–10^o nuolydžio lengvos ir 10–15^o nuolydžio sunkios granuliometrinės sudėties šlaitų pradžiažemius siūloma apsėti ilgaamžėmis daugiametėmis žolėmis ir naudoti kaip kalvų ganyklas ir pievas.
• 5–7^o nuolydžio lengvos ir 7–10^o sunkios granuliometrinės sudėties šlaitų pradžiažemiuose taikomos daugiamečių žolių (80–50 proc.) ir javų (50–20 proc.) sėjomainos.
• 2–5^o nuolydžio lengvos ir 3–7^o nuolydžio sunkios granuliometrinės sudėties šlaitų pradžiažemiuose daugiametės žolės turi užimti 50–33 proc., o javų pasėliuose taikomos antierozinės agrotechnikos priemonės.
• 2–3^o šlaituose diegiamos lygių laukų sėjomainos ir taikomos antierozinės agrotechnikos priemonės.

Dirvožemį nuo vandeninės erozijos gerai saugo stiprias šaknis turinčios daugiametės žolės – liucernos, esparcetai, gargždeniai, šunažolės, pievinės miglės, eraičinai ir kt.

Dirvožemio drėgmės reguliavimo sistemos

Nevalia, kad užmarštin nueitų žemdirbystės mokslinės mokyklos vadovo, šviesaus atminimo profesoriaus Petro Vasinausko neretai kartota sentencija: „Lietuvos žemės ūkio ateitis – veikiančios dvipusio dirvožemio drėgmės reguliavimo sistemos“. Dirbamuose laukuose gerai veikiantys hidrotechniniai drenažo ir drėkinimo įrengimai besikeičiančio klimato sąlygomis, kai vis stipriau reiškiasi pragaištingos liūtys ir sausros, yra būtina sąlyga ir pagrindas taikyti pažangias žemdirbystės ir daržininkystės technologijas.

Nereguliuojamą ilgalaikį perteklinį dirvožemio įmirkimą ar užsitęsusį drėgmės trūkumą galima įvardyti dirvožemio degradacijos reiškiniais, kurių kilmę lemia dirvodaros sąlygos: sunki dirvodarinės uolienos granuliometrinė sudėtis, jos geologinis dvilytiškumas (kai dirvožemio dangoje lengvesnės granuliometrinės sudėties uoliena slūgso ant sunkesnės), drėgmei sunkiai laidus iliuvinis sluoksnis, susidarantis žemiau armens dėl molio dalelių išplovimo (išmolėjimo, arba lesivažo), kaip ir gruntinio vandens slūgsojimo gylis, nelygus reljefas.

• Iki 1940 m. Lietuvoje buvo nusausinta 18 tūkst. ha įmirkusių dirvožemių.
• 2000 m. buvo 2 mln. 619 tūkst. ha dirvožemių, drenuotų horizontaliuoju sisteminiu drenažu.
• 1991 m. buvo drėkinama apie 42 tūkst. ha, o 2000 m. – tik apie 9 tūkst. ha sausringų dirvožemių.

Intensyviausiai sausintini (tankiu drenažu) nuolat įmirkę (glėjiniai, profilio sienelė melsvai žalsva) dirvožemiai – šlynžemiai (Gleysols), durpžemiai (Histosols), salpžemiai (Fluvisols).

Retu drenažu reikia sausinti laikinai įmirkusius glėjiškuosius (nepastovaus gruntinio įmirkimo, profilio sienelėje melsvai žalsvos dėmės, liežuviai) ir stagniškuosius (laikino kritulių ar polaidžio vandens viršutinio įmirkimo, profilio sienelėje melsvai žalsvos dėmės, liežuviai) rudžemius (Cambisols), išplautžemius (Luvisols), palvažemius (Planosols), balkšvažemius (Albeluvisols), smėlžemius (Arenosols), jauražemius (Podzols), trąšažemius (Anthrosols).

Ką daryti? Išvalyti krūmais apžėlusius ir nešmenimis užpiltus melioracijos griovius, rekonstruoti susidėvėjusius, užsikimšusius drenažo sistemų sausintuvus ir rinktuvus, atstatyti drenažo žiotis. Tada būtina tinkamai išlyginti dirvas, kad neužsistovėtų paviršinis vanduo.

Laukuose net pro mašinos langą matyti piktžolėtos lomos, kuriose žuvo įmirkęs pasėlis. Kad to nebūtų, taikykime sausinimą šuliniais. Ūkininkai visa tai bando daryti, bet vieni jie nesusidoros, neįstengs, arba darbai tęsis nedovanotinai ilgai. Teisingai elgiasi valstybė, skirdama vis daugiau lėšų padėti atstatyti ar įrengti dvipusio dirvožemio drėgmės reguliavimo sistemas.

Lietuvai būdingas išplaunamasis drėgmės režimas

Lietuvoje klimato sąlygos lemia, kad turime išplaunamąjį dirvožemio drėgmės režimą. Vadinasi, per metus iš atmosferos dujoį gruntinį vandenį prasisunkia daugiau drėgmės, negu jos pakyla kapiliarais iš gruntinio vandens į dirvožemį ir išgaruoja į atmosferą. Prasisunkiantis gravitacinis vanduo kasmet išplauna dirvožemį iki gruntinio vandens. Todėl gamtoje natūraliai pasireiškia dar du dirvožemio degradacijos reiškiniai – jau įvardytas dirvožemio išplovimas ir jaurėjimas. Jie intensyviausi pajūrio zonoje, Žemaitijoje.

Dėl išplovimo pirmiausia karbonatingosios medžiagos netenka (jei jos yra dirvodarinėje uolienoje) viršutiniai dirvožemio horizontai, gilesniuose sluoksniuose jos dar lieka. Dėl molio daleliųnetekties atsiranda balzganos spalvos, lengvesnės granuliometrinės sudėties išmolėjęs (eliuvinis) horizontas. Dirvožemio savybės prastėja. Išplovimas gali būti rudžemiuose (Cambisols), išplautžemiuose (Luvisols), balkšvažemiuose (Albeluvisols), palvažemiuose (Planosols).

Dar ryškesnis šios kilmės nepalankus dirvodaros procesas kartu ir dirvožemio degradacijos reiškinys yra jaurėjimas, kurį spygliuočių miškuose sukelia besiskaidančios paklotės rūgštus ir chemiškai agresyvus dirvožemio tirpalas. Žemiau humusinio horizonto susidaro balkšvos pelenų spalvos jaurinis horizontas, netenkantis judriosios geležies, humuso junginių, molio dalelių, ir turintis iš dalies didelį kiekį kvarco. Jis yra jauražemiuose (Podzols) ir smėlžemiuose (Arenosols).

Abiem atvejais išplautos medžiagos ir junginiai iš dalies telkiasi giliau tankesniame, kietesniame rusvos, rausvos spalvos įplautajame (iliuviniame) horizonte. Susidaro gražus, bet sudėtingas eliuvinis iliuvinis dirvožemio profilis.

Kodėl apie tai rašome ūkininkams? Todėl, kad suvoktume gamtos reiškinius, dėl kurių atsiranda rūgštus dirvožemis (pH < 5,5). Tokiame dirvožemyje augalai ribotai pasisavina fosforą, kalį, kalcį, magnį, iš dirvožemio išplaunami mikroelementai, vyksta denitrifikacija arba azoto netekimas.

Kalkinimas – melioracijos būdas

Kalkinimas – dirvožemio cheminės melioracijos būdas. Jis taikomas vieną kartą per 3–6 metus arba per sėjomainos rotaciją. Kalkinamos medžiagos norma apskaičiuojama pagal jos cheminę sudėtį, dirvožemio pH, granuliometrinę sudėtį, auginamus augalus.

Dažniausiai taikomas paviršinis dirvos kalkinimas, kai kalkės paskleidžiamos ir įterpiamos humusiniame arba dirbamame horizonte. Liucernoms ir kitiems šarminę aplinką mėgstantiems augalams efektyvus giluminis dirvožemio kalkinimas, kai kalkės specialiu agregatu įterpiamos iki pusės metro gylio.

Lietuvoje reikia kalkinti apie 1,2 mln. hektarų rūgščių dirvožemių. Pažangūs ūkininkai tai daro, bet ne visi ir nepakankamai. Reikalingi valstybiniai nutarimai sparčiai mažinti rūgščių dirvožemių degradaciją.

Kas kaltas dėl dirvožemio taršos

Dirvožemio ekologija yra aplinkos ekologijos dalis. Iki šiol kalbėjome apie ekologiškus dirvožemius. Dirvožemio tarša – įvairios kilmės kenksmingų medžiagų kaupimasis ir buvimas dirvožemyje, kuris pavojingas augalams ir gyviems organizmams. Kai taršos lygis viršija didžiausių leistinų koncentracijų (DLK) reikšmes, dirvožemis tampa užterštas ir degraduojantis.

Daugiausia dirvožemį, kaip ir aplinką, teršia naudingųjų iškasenų perdirbimo, cheminės pramonės įmonės, bet ir chemizuota žemdirbystė. Pavojingiausi teršalai – organinės ir mineralinės rūgštys, sunkieji metalai, radioaktyvūs elementai, naftos produktai. Jie patenka į dirvožemį su krituliais, dulkėmis, dujomis, drėkinamaisiais ir nutekamaisiais vandenimis, mineralinėmis trąšomis ir pesticidais. Skiriama koncentruotoji ir išsklaidytoji dirvožemio tarša.

Pirmuoju atveju kalbama apie dirvožemio teršimą šalia gamyklų, gyvulininkystės kompleksų, sąvartynų, plentų ir geležinkelių, antruoju – apie foninį dirvožemio teršimą dėl nuolat patenkančių toksiškų medžiagų. Koncentruotą aplinkos, kartu ir dirvožemio, taršą sukėlė neseniai įvykęs gaisras padangų perdirbimo įmonėje Alytuje. Jo padariniai sukėlė daug žalos aplinkiniams ūkiams, esantiems šiaurės vakarų kryptimi nuo gaisro židinio, nuostoliai dar tebeskaičiuojami.

Išsklaidytąją dirvožemio taršą pastaraisiais metais kelia ir didelę žalą dirvožemiui daro rūgštūs lietūs, iš Vakarų Europos šalių atnešantys sieros, druskos ir azoto rūgščių. Patekusios į viršutinius dirvožemio horizontus, jos didina rūgštumą (žemina pH rodiklį), intensyvina šarminės kilmės biogeninių katijonų (K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) ir geležies, aliuminio bei mangano išplovimą, didina sunkiųjų metalų (Cd, Pb, Zn ir kt.) aktyvumą, judrumą ir toksiškumą.

Kalkinimas yra ne tik dirvožemio derlingumo didinimo, bet ir svarbi aplinkos apsaugos priemonė. Nepalankių dirvožemio savybių, agrotechnikos klaidų negalima kompensuoti nesaikingai naudojant trąšas ir pesticidus. Cheminių medžiagų naudojimas turi būti subalansuotas. Kitaip neišvengiamai ateis laikas, kai dirvožemis nepajėgs priešintis chemizavimui, praras gerąsias savybes ir taps vienaip ar kitaip pažeistas, mažiau ar daugiau degradavęs.

Kultūrinis dirvožemis – sėkmingo ūkininkavimo pagrindas

Kultūrinį dirvožemį, pas mus pavadintą trąšažemiu (Anthrosol), pirmais nepriklausomos Lietuvos metais studijavome mišriame ūkyje Pietų Švedijoje, netoli Kristianstado. Įspūdingiausia buvo tai, kad, vaikštant įdirbtame lauke, kojų pėdsakų beveik nelikdavo (tarsi vaikštant per gumą), nes armuo labai humusingas, struktūringas ir purus. Jo pH artimas neutraliam, pasotintas bazių, turtingas maisto medžiagų.

Laukuose įrengtos ir veikia efektyviai sausinančios ir drėkinančios melioracijos sistemos, saugančios nuo liūčių ir sausrų. Drenažo vanduo kaupiamas baseinuose. Šalia labai gražiai žaliuoja vešlūs cukriniai runkeliai. Beje, ūkininkas visai nedejavo dėl blogo oro.

Lėktuvu parskridus į Palangą, pakeliui į Kauną rudavo saulėje išdegusios Žemaitijos kalvos, žolės ieškojo ir sunkiai jos rado baubiančios karvės... Ir tai vos keli šimtai kilometrų nuo Švedijos pakrantės... Štai ką reiškia kultūrinis dirvožemis.

Tankus drenažas – kai sausinimo sistemos sausintuvai klojami kas 8–10 m (intensyvus dirvožemio sausinimas).

Retas drenažas – kai sausinimo sistemos sausintuvai klojami kas 16 m ir rečiau (palaikomasis dirvožemio sausinimas).

Projektuojama pagal dirvožemio įmirkimą.