Durpžemiai užima mažą dalį Lietuvos žemės ūkio naudmenų, bet didžiulis jų potencialas gali būti panaudotas aplinkosaugai ir žemės ūkio veiklos tvarumui. Straipsnyje nagrinėjami durpžemių savybių pokyčiai, jų būklės vertinimo metodai ir tvaraus naudojimo galimybės.

Lietuvoje durpžemiai neužima nė 6 proc. žemės ūkio naudmenų. Nacionalinės mokėjimo agentūros duomenimis, jie patenka net į 23 proc. deklaruotų kadastrinių žemės sklypų (2024 m. deklaruota 1 mln. 213,5 tūkst. sklypų, t. y. apie 85 proc. visų žemės ūkio naudmenų). Tvariam durpžemių naudojimui palankios naudmenos patenka į 59 proc. šių sklypų – tai ganyklos ir daugiametės pievos, kraštovaizdžio elementai, šlapynės ir kita sumedėjusi augmenija.

Situacija atspindi besikeičiantį požiūrį ir galimybių derinti žemės ūkio veiklos ir ekologinių agroekosistemų funkcijas paieškas. Taip pat tai rodo, kad vis dažniau į durpžemius žemės ūkio naudmenų struktūroje žvelgiama ne kaip į potencialią problemą, o kaip į galimybę prisidėti prie gamtinės aplinkos ir žemės ūkio naudmenų tausojimo, aplinkos ekologinių funkcijų atgaivinimo ir reintegravimo į žemės ūkio teritorijas.

Profilio vertinimas

Aplinkosauginiam požiūriui skatinti naudojant durpžemius svarbu paprasti ir lengvai nustatomi kokybiniai rodikliai, kurie leistų ne tik nesunkiai, bet ir nebrangiai ar net nemokamai įvertinti savo dirvožemių būklę ir pasirinkti tinkamus metodus jai palaikyti.

Vienas iš tokių būdų durpžemių kokybei ir naudojimo tvarumui vertinti yra profilio morfologinių pakitimų nustatymas.

Morfologiniai durpžemio profilio pakitimai dėl žmogaus ūkinės veiklos yra akivaizdūs ir nesunkiai identifikuojami net neturint specifinių mokslinių žinių, todėl jais remdamasis ūkininkas gali savarankiškai priimti sprendimus dėl tolesnio jo naudojimo.

Durpžemio profilio morfologinių pakitimų svarba

Durpžemio profilio morfologiniai pakitimai yra svarbūs, nes, keičiantis durpių struktūrai, vykstant jos mineralizacijai, ne tik prarandama organinė anglis, tačiau vyksta kokybiniai drėgmės režimo, cheminių ir fizikinių savybių pokyčiai.

Morfologinių, cheminių ir fizikinių savybių pokyčiai labiausiai matyti viršutinėje durpžemio profilio dalyje, t. y. labiausiai paveiktoje žemės dirbimo ir sausinimo. Šių pokyčių pobūdis ir intensyvumas skiriasi, nelygu taikytas ar taikomas žemės naudojimo intensyvumas (t. y. kasimas, žemės dirbimas, daugiametės žolės, savaiminė renatūralizacija ir pan.).

Poveikis durpžemiui ir įvykę pokyčiai turėtų būti vertinami atsižvelgiant į pirmines gamtos sąlygas, kuriomis jis natūraliai formavosi. Kadangi Lietuvos teritorijoje vyrauja drėgmės pertekliaus sąlygos (> 500 mm per metus kritulių), visi durpžemiai susiformavo miškingame kraštovaizdyje, todėl jų natūralų profilį teoriškai turėtų sudaryti miško paklotė (O) (sudaryta iš durpiškos dalies arba žolių, lapų ar spyglių nuokritų), durpinis sluoksnis (H-...-H) (menkai, vidutiniškai ar stipriai suirusi durpinė medžiaga) ir mineralinio (karbonatingas arba ne smėlis, sapropelis ar priemolis) pagrindo horizontas su aiškiai išreikštomis užmirkimo savybėmis (2C(k)r).

Iš dalies natūralūs durpžemiai – tai tokie organiniai dirvožemiai, kurių profilio morfologiniai pokyčiai yra nežymūs arba jų iš viso nėra, o pakitimus dėl žmogaus ūkinės veiklos galima atpažinti tik iš pakitusių cheminių savybių (pH, C/N santykis ir pan.). Jiems dažnai yra būdingas (dėl melioracijos) išsausėjęs, tačiau savo struktūrą išsaugojęs viršutinis durpinis horizontas. Iš viršaus jis būna pridengtas miško paklote (O), kurią sudaro durpiška medžiaga ir (ar) lapų nuokritos. Tokie durpžemiai yra paplitę miškų teritorijose (apie 290 tūkst. ha) ir patiria silpniausią antropogeninę transformaciją, yra išsaugoję dėl užmirkimo susidariusias redukcines sąlygas apatinėje profilio dalyje (2Cr). Pagrindinis jų natūralumo identifikatorius – išsausėjusių stipriai suirusių durpių horizonto (mineralizuotos ir granuliuotos durpių medžiagos) (Hap) nebuvimas ir durpingos miško paklotės (O) buvimas. Gilesnių drėgnų skirtingo suirimo laipsnio durpinių horizontų seka nėra svarbi, nes ji atspindi tik natūralią gamtos sąlygų kaitą.

Agrogenizuoti durpžemiai (žemės ūkio veiklos paveikti) yra labiausiai Lietuvos teritorijoje paplitę durpžemiai ir susiję su žemės ūkio teritorijomis. Apie 192 tūkst. ha jų tenka žemapelkių ir tik 112 ha – aukštapelkių durpžemiams. Šie durpžemiai yra paveikti ne tik tikslinės melioracijos, bet ir žemės dirbimo, todėl jie neturi miško paklotės ar velėninio (O horizontas, susidarantis dėl velenėjimo procesų daugiametėse pievose) horizonto, o paviršiuje dėl žemės dirbimo yra susidaręs birus purus granuliuotas durpiškas horizontas (Hap). Dėl intensyvios mineralizacijos šis sluoksnis yra suslūgęs ir įgavęs jam būdingą vidutinį 30 cm storį.

Dėl melioracijos taip pat pakinta ir giluminių durpžemio sluoksnių savybės. Mineralinis durpžemio padas (2Cr) praranda savo redukcines ir įgauna glėjines (2Cg) savybes. Tai rodo susilpnėjusią durpžemio drėgmės apytaką ir kylančią durpių mineralizacijos grėsmę. Šiuos procesus lėtina ir mineralizacijos grėsmę mažina velėnėjimo procesai ir velėninio ar miško paklotės (O) horizonto formavimas, inicijuojant savaiminę ar tikslinę renatūralizaciją ar įveisiant daugiametes pievas.

Jeigu durpžemyje ir toliau intensyviai dirbama žemė, reiškiasi tolesnis durpinės medžiagos irimas, o kartu humuso medžiagų ir azoto kiekio didėjimas. Tai turi įtakos ir pH didėti, kuris tampa beveik 6. Fosforo ir kalio koncentracijos priklauso nuo taikyto ar netaikyto tręšimo, todėl negali būti laikomos būdingais durpžemio agrogenizacijos požymiais.

Durpžemiai žemės ūkio vietovėse paprastai būna susitelkę nedideliuose plotuose tarpukalvėse arba išsidėstę laukų pakraščiuose, tačiau jie visada susiję su reljefo pažemėjimais. Todėl dėl taikomo ar praeityje taikyto tradicinio žemės dirbimo jie gali būti su humusingais mineralinio dirvožemio ir deliuvinių nuosėdų sluoksniais (IAh). Lietuvos teritorijoje tai nėra dažnas reiškinys, jis būna susijęs su kalvotu reljefu ir nedidelėmis pelkėmis ir atlieka natūralų durpžemio ekranavimo vaidmenį. Nors deliuvių formavimasis yra laikomas neigiama netvaraus ūkininkavimo tendencija ir tiesiogiai susijęs su mineralinių dirvožemių erozija, agrogenizuotų durpžemių atžvilgiu tai tampa netyčine jų apsauga ir organinės anglies imobilizacija.

Technogenizuoti durpžemiai. Tai durpių gavybos (paveikta apie 30 tūkst. ha) procese suformuoti durpžemiai. Jiems priskiriami tie durpžemiai, kurie dėl kasimo darbų prarado dalį savo durpinio profilio ir (ar) yra tikslingai (vykdant rekultivavimo priemones ar formuojant paviršių) palaidoti po mineraliniu-organiniu grunto sluoksniu. Šiems durpžemiams yra būdinga ne visa profilio morfologinė struktūra. Tokiuose dirvožemiuose dažnai nukasamas viršutinis durpių sluoksnis ir paliekamas plonas (iki 50 cm) durpinis sluoksnis. Jei durpžemį ir toliau veikia kasybos technika, viršutinėje jo profilio dalyje susidaro bestruktūris homogenizuotas sluoksnis (Haτ). Jei durpžemis rekultivuojamas siekiant pakeisti jo paskirtį ir vėliau naudoti jį žemės ūkiui, susiformuoja mineralinis, daug organinės anglies turintis horizontas (Ahτ).

LAMMC Žemdirbystės institute atlikti tyrimai rodo, kad, tokiame durpžemyje vykdant žemės ūkio veiklą, savo cheminėmis savybėmis jis tampa panašus į mineralinį dirvožemį: pH tampa didesnis nei 6, organinės anglies kiekis sumažėja nuo 25–50 proc. iki 2–9 proc.; stipriai padaugėja judriųjų humuso rūgščių; jei naudojamos mineralinės trąšos, palyginti su natūraliais durpžemiais, gerokai padaugėja fosforo ir kalio. Todėl apie kažkada čia buvusį durpžemį liudija tik palaidoti (50 cm ir giliau) centrinėje profilio dalyje buvę durpiniai horizontai.

Kokių sprendimų imtis?

Prielaidų sukūrimas O horizonto formavimuisi turėtų tapti prioritetiniu tvaraus durpžemių naudojimo klausimu. Durpžemiuose auginamų pasėlių keitimas į daugiametes pievas gali būti viena iš labiausiai priimtinų ūkinės veiklos reguliavimo priemonių, nes kartu teikia ir žemės ūkio naudą, prisideda prie aplinkosauginių, tarp jų – ir klimato kaitos, anglies kaupimo dirvožemyje uždavinių sprendimo.

Formuojantis O horizontui kinta durpžemio paviršiaus mikroklimatas, o šaknų zonoje, nelygu žolinės augalijos rūšinė sudėtis, prasideda arba intensyvėja humifikacijos procesai ir savo ruožtu yra stabdoma organinės medžiagos mineralizacija. Senesniuose nei 5 metų žolynuose dirvožemio paviršiuje jau susikaupia pakankamas organinės medžiagos nuokritų sluoksnis, kad susiformuotų apčiuopiamas O horizontas. Pastarasis dėl savo medžiaginės sudėties ir struktūros didina drėgmės kiekį viršutinėje profilio dalyje taip kompensuodamas jos trūkumą, atsiradusį dėl melioracijos.

Durpžemio arimas neatsiejamas nuo mineralinių trąšų, skatinančių durpių mineralizaciją, naudojimo. Vis dėlto tai yra kompensuojama organinės medžiagos kiekio padidėjimu durpžemio viršutiniuose sluoksniuose, todėl mineralinių trąšų naudojimas šiuo atveju vertinamas nevienareikšmiškai, o tręšimo neigiamas poveikis turėtų būti vertinamas labiau ekologiniu požiūriu, t. y. azoto ir fosforo migracijos į požeminius vandenis kontekste.

Vienintelio sprendimo, kaip naudoti durpžemius, nėra. Turi būti atsižvelgiama į kompleksą veiksnių, kuriuos siekiama suvaldyti. Taip pat visada aktualu suprasti, kad bet kuris iš sprendimų bus susijęs su naudojimo ir ribojimų santykiu, o rezultatas turės tiesioginių ir netiesioginių, taip pat teigiamų ir neigiamų padarinių. Visuomet bus sprendžiamas pasirinkimo klausimas – ko esame pasiruošę atsisakyti dėl siektino rezultato.

Miško įveisimas, kaip priemonė, taip pat yra svarbi, siekiant apsaugoti durpžemį nuo mineralizacijos. Tačiau, jei daugiametės pievos yra trumpalaikė priemonė ir jų teigiamas poveikis matyti jau po 5 metų, tai miško įveisimas yra orientuotas į ilgalaikį poveikį (20 m. ir daugiau) – lapų paklotės ir O horizonto formavimąsi. Sumedėjusi augalija formuoja tinkamą mikroklimatą, reguliuoja dirvožemio viršutinio sluoksnio drėgmės režimą ir užtikrina organinių medžiagų kaupimąsi. Miškų įveisimas taip pat kelia diskusijų. Nors jis trumpuoju laikotarpiu padeda sumažinti CO₂ emisijas, tačiau poveikis N₂O išmetimui yra ribotas ir matyti tik ilguoju laikotarpiu. Atliekant mokslinius tyrimus taip pat pastebėta, kad savaiminė durpžemio renatūralizacija lapuočių medžiais yra ne tokia veiksminga ŠESD emisijos kontekste nei tikslinis spygliuočių medyno sodinimas. Taip yra todėl, kad lapuočių nuokritos yra linkusios greičiau skaidytis ir didinti ŠESD emisiją nei spygliuočių.

Visiems tinkamo vieno recepto nėra

Apibendrinant galima teigti, kad nėra vienos universalios priemonės, kaip tvariai naudoti ar rekultivuoti durpžemius, o jų profilių morfologiją ir diagnostinius, būklę rodančius horizontus reikia interpretuoti atsargiai. Vienos priemonės labiau tinka siekiant išlaikyti žemės ūkio produktyvumą, kitos – kai norime atkurti ekosistemas ir formuoti ekologines žemės ūkio naudmenas. Taip pat turime orientuotis į tikslines, reguliuojamas renatūralizavimo ar rekultivavimo priemones.

Tvaraus žemės naudojimo principų ir klimato kaitos kontekste pavojingiausias yra ariamasis mineralizuotų durpių horizontas (Hap), kuris formuojasi įvykdžius melioraciją ir pašalinus O horizontą.

Durpžemio naudojimo tvarumui riziką kelia jo mikrobiologinį aktyvumą skatinančios priemonės, jos apima nusausintos būklės palaikymą ir kultivavimą, per kurį į durpžemio paviršinį horizontą patenka papildomo deguonies. Iš esmės veiksmingiausia priemonė yra antrinis drėkinimas, to nesiejant tik su patvankos formavimu. Taip pat nereikia pamiršti, kad durpžemių naudojimas darnaus vystymosi kontekste yra ekologinių, socialinių ir ekonominių interesų derinimas. Todėl durpžemiams, ypač žemės ūkyje, skirtos priemonės turi būti taikomos taip, kad padėtų išlaikyti jų ūkinę veiklą ir nepažeistų jų tvaraus naudojimo principų.

Šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo kontekste palankiausia priemonė durpžemio profilio morfologijai palaikyti ir atkurti būtų O horizonto formavimas, taikant daugiamečius augalus. Natūraliems durpžemiams būdingo drėgmės režimo atkūrimo priemonė turėtų būti taikoma tik tiems durpžemiams, kurių eliminavimas iš žemės ūkio naudmenų balanso duotų didžiausią ekologinę naudą. Todėl iš ūkinio balanso išeliminuoti geriau aukštapelkių durpžemius, o žemapelkių durpžemiai turėtų būti naudojami vadovaujantis ekologinio žemės naudojimo koncepcija.