Dirvožemis: susidarymas, sandara ir reikšmė

Įsivaizduokite mūsų planetą kaip didžiulį obuolį. Viskas, ką mes vadiname gyvybe sausumoje – nuo mažiausios žolytės iki didingiausių miškų, nuo mikrobų iki dramblių, įskaitant ir mus pačius – egzistuoja ant plonytės odelės. Ta odelė – tai dirvožemis. Dažnai jį nuvertiname, vadiname tiesiog „purvu“ ar „žemėmis“, bet iš tiesų tai yra vienas sudėtingiausių, dinamiškiausių ir gyvybiškai svarbiausių Žemės komponentų.

Šioje pamokoje mes pasinersime į šį paslaptingą pasaulį po mūsų kojomis. Tai nebus tiesiog pasakojimas apie smėlį ir molį. Tai bus kelionė laiku, trunkanti tūkstančius metų, kurios metu uolienos virsta derlinga terpe. Išsiaiškinsime, kaip klimatas, augalai, gyvūnai ir netgi kalnų šlaitai, tarsi slapti architektai, kuria unikalius dirvožemius skirtingose pasaulio vietose. Išmoksime skaityti dirvožemio „biografiją“ – jo profilį, kuriame kiekvienas sluoksnis, arba horizontas, pasakoja savo istoriją.

Suprasime, kodėl vienur auga vešlūs ąžuolynai, o kitur vargsta skurdžios pušys. Išsiaiškinsime, kas yra tikrasis dirvožemio derlingumas ir kodėl jis yra trapus turtas, kurį privalome saugoti. Ši pamoka pakeis jūsų požiūrį: kitą kartą eidami per pievą ar mišką, jūs žinosite, kad po jūsų kojomis yra ne tiesiog pagrindas, o gyva, kvėpuojanti, nepaprastai sudėtinga ekosistema, nuo kurios priklauso mūsų visų ateitis.

Pirmiausia, turime nubrėžti aiškią ribą. Dirvožemis nėra tas pats, kas tiesiog suirusi uoliena ar smėlis. Tai kur kas daugiau. Moksliškai tariant, dirvožemis – tai viršutinis, purus Žemės plutos sluoksnis, susidaręs dėl sudėtingos uolienų, klimato, organizmų, reljefo ir laiko sąveikos. Svarbiausia, jis pasižymi derlingumu – gebėjimu aprūpinti augalus maisto medžiagomis, vandeniu ir oru.

Dirvožemis yra tiltas tarp negyvosios ir gyvosios gamtos. Jis yra keturių pagrindinių komponentų mišinys, ir kiekvienas jų atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį.

Keturios dirvožemio sudedamosios dalys

Įsivaizduokite stiklainį, pripildytą dirvožemio. Nors iš pirmo žvilgsnio jis atrodo vientisas, iš tikrųjų jį sudaro kietosios dalelės ir tarpai tarp jų (poros), užpildyti vandeniu ir oru.

Taigi, dirvožemis yra dinamiška sistema, kurioje nuolat vyksta mainai tarp šių keturių komponentų. Pavyzdžiui, po lietaus vanduo išstumia orą iš porų, o sausros metu, atvirkščiai, oro dalis didėja. Sveikas dirvožemis palaiko optimalų visų keturių dalių balansą.

Dirvožemis neatsiranda per naktį. Tai nepaprastai lėtas procesas, vadinamas dirvodara. Vidutiniškai, norint suformuoti vos 1 cm storio dirvožemio sluoksnį, priklausomai nuo sąlygų, gali prireikti nuo 100 iki 1000 metų. Šį procesą valdo penki pagrindiniai veiksniai, kuriuos geografai dažnai įsimena naudodami anglišką akronimą CLORPT.

Penki dirvodaros veiksniai

Kiekvienas iš šių veiksnių veikia ne atskirai, o sąveikaudamas su kitais. Būtent jų deriniai ir sukuria tokią didžiulę dirvožemių įvairovę visame pasaulyje.

Pagrindiniai dirvodaros procesai

Veikiant šiems penkiems veiksniams, dirvožemyje vyksta specifiniai procesai, kurie ir suformuoja jo unikalią struktūrą:

• Dūlėjimas. Fizikinis (temperatūros svyravimai, šalčio-šilumos kaita), cheminis (vandens, deguonies, rūgščių poveikis) ir biologinis (organizmų veikla) uolienų ir mineralų irimas.
• Humifikacija. Organinių liekanų skaidymas ir pavertimas stabiliu, tamsios spalvos organiniu junginiu – humusu.
• Mineralizacija. Humuso ir kitų organinių junginių skaidymas iki paprastų mineralinių medžiagų (nitratų, fosfatų), kurias gali įsisavinti augalai.
• Išplovimas (Eluviacija). Vandens srautui filtruojantis žemyn, iš viršutinių sluoksnių išnešamos smulkios molio dalelės ir ištirpusios maisto medžiagos.
• Įplovimas (Iluviacija). Iš viršaus išneštų dalelių ir medžiagų nusėdimas ir kaupimasis gilesniuose dirvožemio sluoksniuose.
• Gleizacija (Pelkėjimas). Procesas, vykstantis perteklinės drėgmės sąlygomis (aukštas gruntinis vanduo), kai dėl deguonies trūkumo geležies junginiai įgauna melsvai pilką ar žalsvą atspalvį.

Jei perkastume dirvožemį gilyn, pamatytume, kad jis nėra vientisas. Atsivertų skirtingų spalvų ir savybių sluoksniai. Šis vertikalus pjūvis nuo paviršiaus iki nepakitusios gimtosios uolienos vadinamas dirvožemio profiliu. Jį sudarantys sluoksniai vadinami genetiniais horizontais. Kiekvienas horizontas – tai tarsi metraštis, atspindintis tūkstančius metų vykusius dirvodaros procesus. Nors dirvožemių profiliai labai įvairūs, daugumą jų galima aprašyti naudojant pagrindinių horizontų sistemą, žymimą didžiosiomis raidėmis.

Pagrindiniai dirvožemio horizontai

Svarbu suprasti, kad ne visi dirvožemiai turi visus šiuos horizontus. Jų buvimas, storis ir išreikštumas priklauso nuo penkių dirvodaros veiksnių. Pavyzdžiui, jaunuose dirvožemiuose kalnų šlaituose gali būti tik A ir C horizontai, o senuose, gerai išsivysčiusiuose miškų dirvožemiuose rasime visą O-A-E-B-C seką.

Dirvožemio derlingumas – tai ne viena savybė, o sudėtingas fizinių, cheminių ir biologinių ypatybių kompleksas. Norint suprasti, kodėl vienas dirvožemis yra derlingas, o kitas – ne, reikia išanalizuoti šias pagrindines jo charakteristikas.

Fizinės savybės

Tai savybės, kurias galime pamatyti, pačiupinėti ir išmatuoti. Jos lemia, kaip dirvožemyje juda vanduo ir oras bei kaip lengvai jame auga šaknys.

• Tekstūra (granuliometrinė sudėtis). Tai santykinis smėlio, dulkių ir molio dalelių kiekis dirvožemyje. Ji beveik nekinta ir yra paveldėta iš gimtosios uolienos.
  • Smėlio dirvožemiai (smėlžemiai): Lengvi, purūs, gerai praleidžia vandenį ir orą, bet blogai sulaiko maisto medžiagas (jos greitai išplaunamos). Greitai įšyla pavasarį, bet sausroms neatsparūs.
  • Molio dirvožemiai (molžemiai): Sunkūs, lipnūs, tankūs. Gerai sulaiko vandenį ir maisto medžiagas, bet yra prastai aeruojami, šlapi – permirkę, o išdžiūvę – kieti ir suskeldėję. Pavasarį lėtai įšyla.
  • Priemolio dirvožemiai (priemoliai): Idealus variantas žemdirbystei. Turi subalansuotą smėlio, dulkių ir molio kiekį, todėl pasižymi geriausiomis abiejų tipų savybėmis: yra laidūs orui ir vandeniui, bet kartu ir gerai sulaiko drėgmę bei maisto medžiagas.
• Struktūra. Tai būdas, kaip smėlio, dulkių ir molio dalelės susijungia į didesnius agregatus (grumstelius). Gera struktūra (grūdėta, trupininė) yra gyvybiškai svarbi. Ji sukuria porų tinklą, kuris užtikrina gerą vandens ir oro apykaitą, palengvina šaknų skverbimąsi. Humusas ir sliekų veikla yra pagrindiniai geros struktūros kūrėjai. Arimas netinkamu laiku (kai per šlapia) ar sunkiąja technika gali suardyti dirvožemio struktūrą.
• Spalva. Dirvožemio spalva yra svarbus indikatorius, suteikiantis informacijos apie jo sudėtį ir vyraujančius procesus.
  • Tamsiai ruda, juoda: Rodo didelį humuso kiekį, todėl dažniausiai reiškia didelį derlingumą.
  • Raudona, rausva, gelsvai ruda: Rodo gerą aeraciją ir didelį geležies oksidų kiekį.
  • Pilka, melsva, žalsva: Rodo prastą aeraciją ir nuolatinį perteklinį drėgnumą (gleizacija). Tokie dirvožemiai dažnai būna nederlingi.
  • Šviesiai pilka, balkšva: Rodo stiprų išplovimą (E horizontas) arba didelį kiekį karbonatų ar druskų (sausringuose regionuose).

Cheminės savybės

Jos apibūdina dirvožemyje vykstančias chemines reakcijas ir maisto medžiagų prieinamumą augalams.

• pH (rūgštingumas). Tai vienas svarbiausių cheminių rodiklių. Daugumai žemės ūkio augalų tinkamiausias yra neutralus arba silpnai rūgštus pH (nuo 6,0 iki 7,0). Per daug rūgščiuose (pH < 5,5) arba per daug šarminiuose (pH > 7,5) dirvožemiuose dalis maisto medžiagų (pvz., fosforas) tampa augalams neprieinamos, o kai kurie elementai (pvz., aliuminis) gali tapti toksiški. Rūgščius dirvožemius galima neutralizuoti kalkinant.
• Maisto medžiagų kiekis. Augalams, kaip ir žmonėms, reikia subalansuotos mitybos. Makroelementai (azotas (N), fosforas (P), kalis (K)) reikalingi dideliais kiekiais. Mikroelementai (geležis, manganas, cinkas ir kt.) reikalingi mažais kiekiais, bet taip pat yra būtini. Derlingas dirvožemis sugeba šias medžiagas sulaikyti ir tiekti augalams.

Lietuvos dirvožemių žemėlapis yra labai margas. Tai lėmė paskutinis ledynmetis, kuris atsitraukdamas paliko labai įvairią gimtąją uolieną – nuo riedulingų moreninių priemolių iki smėlingų lygumų ir pelkėtų įdubų. Dėl šios priežasties net ir nedideliame plote galime rasti keletą skirtingų dirvožemių tipų. Vyrauja vidutinio derlingumo dirvožemiai.

Pagrindiniai Lietuvos dirvožemių tipai

Rekomenduojama nuoroda -> Lietuvos dirvožemių žemėlapis. Rekomenduojame interaktyviai panagrinėti, kokie dirvožemiai vyrauja jūsų mieste ar kaime.

Dirvožemis, kuris formavosi tūkstančius metų, gali būti sunaikintas arba smarkiai nualintas vos per kelis dešimtmečius dėl netinkamos žmogaus veiklos. Dirvožemio degradacija – tai procesas, kurio metu blogėja dirvožemio savybės, mažėja jo derlingumas ir gebėjimas palaikyti ekosistemas. Tai viena iš didžiausių pasaulinių aplinkosaugos problemų, tiesiogiai susijusi su apsirūpinimu maistu, bioįvairovės nykimu ir klimato kaita.

Pagrindinės dirvožemio degradacijos formos

Darnaus dirvožemio naudojimo principai

Siekiant išsaugoti dirvožemius ateities kartoms, būtina taikyti darniosios žemdirbystės principus, kurie ne tik užtikrina derlių, bet ir saugo bei gerina patį dirvožemį.

• Sėjomaina. skirtingų augalų auginimas tame pačiame lauke kasmet. Tai padeda išvengti dirvožemio nualinimo, nes skirtingi augalai naudoja skirtingus maisto medžiagų kiekius ir turi skirtingas šaknų sistemas. Ankštiniai augalai (dobilai, žirniai) praturtina dirvą azotu.
• Minimalus žemės dirbimas (beariminė žemdirbystė). Vietoj gilaus arimo naudojamos technologijos, kurios tik minimaliai pajudina dirvos paviršių. Laukas paliekamas padengtas augalų liekanomis (ražiena), kurios apsaugo nuo erozijos ir didina organinės medžiagos kiekį.
• Tarpiniai pasėliai ir dengiamieji augalai. Augalų auginimas tarp pagrindinių kultūrų derliaus nuėmimo. Jie apsaugo dirvą nuo erozijos rudenį ir žiemą, gerina struktūrą, o užarti pavasarį – praturtina organine medžiaga.
• Apsauginės juostos. Medžių ir krūmų juostų sodinimas laukų pakraščiuose. Jos sulaiko vėją, mažina vėjo eroziją, suteikia prieglobstį naudingiems vabzdžiams ir paukščiams.
• Tikslingas tręšimas ir kalkinimas. Trąšų ir kalkių naudojimas remiantis dirvožemio tyrimų rezultatais, naudojant tik tiek, kiek reikia augalams. Tai apsaugo nuo perteklinės chemijos patekimo į aplinką.
• Organinė žemdirbystė. Ūkininkavimo sistema, atsisakanti sintetinių trąšų ir pesticidų, o derlingumą palaikanti organinėmis trąšomis (mėšlu, kompostu), sėjomaina ir biologiniais kenkėjų kontrolės metodais.