DIRVOŽEMIO DEGRADACIJA

DIRVOŽEMIO DEGRADACIJA

ĮVADAS

Dirvožemį galima apibūdinti įvairiai, tačiau pagal tarptautinį standartą, dirvožemis – tai viršutinis Žemės plutos sluoksnis, sudarytas iš mineralinių dalelių, organinės medžiagos, oro ir organizmų (Nadzeikienė, 2012). Tai vienas iš seniausių aplinkos darinių ir gamtos išteklių, žmonių, augalų ir gyvūnų gyvavimo sistema. Be to, dirvožemis yra vienas iš pagrindinių gamtos išteklių, nuo kurio priklauso aplinkos kokybė, apsirūpinimas maistu, šalies pajamos. Galiausiai tai pagrindinė gamybos terpė žemės ir miškų ūkyje (Vingrienė, 2016).

Dirvožemių išsaugojimo tematika yra aktuali ir, kai kuriais atvejais, probleminė. Visų pirma, dirvožemio ištekliai pasaulyje yra riboti: jūros ir vandenynai sudaro apie 71 % viso Žemės paviršiaus, o didžiąją sausumos dalį užima kalnai, ledynai, dykumos,  pelkės, druskingi plotai, amžino įšalo teritorijos, upės ir ežerai. Antra, kai kurie dirvožemiai yra išdžiūvę, sukietėję, kiti yra užmirkę, žvyringi, akmeningi. Trečia, gana didelė dalis dirvožemių dėl nualinimo ir pažeidimų yra nebetinkami naudojimui. Ketvirta, didelį rūpestį dirvožemio apsaugos klausimais kelia žmogaus veikla: netinkamas ūkininkavimas, masinis miškų kirtimas, pramonės veikla, turizmas, miestų augimas. Visa tai generuoja pažeistų žemės plotų augimą, užteršimą, naikinimą, kitaip tariant dirvožemio degradaciją (Nadzeikienė, 2012).

Apie patį degradacijos procesą galima kalbėti daug ir plačiai, tačiau siaurąja prasme dirvožemio degradacija – tai procesas, kurio metu dėl antropogeninio, fizinio bei cheminio poveikio kinta dirvožemio savybės ir jis praranda savo pagrindines, derlingumą apsprendžiančias savybes. Degradaciją galima suskirstyti į fizinę ir cheminę. Fizinę degradaciją sukelia dirvožemio erozija, suspaudimas, užmirkimas. Cheminę – lokali ir išsklaidyta dirvožemio tarša, rūgštėjimas. Visa tai radikaliai keičia per tūkstančius metų nusistovėjusias dirvožemio biotos gyvensenos sąlygas, visos ekosistemos stabilumą ir tvarumą (Svirskis, 2015).

DIRVOŽEMIO DEGRADACIJOS MĄSTAI

Jungtinių Tautų aplinkos programos duomenimis, daugiausia dėl dirvožemių erozijos sukeltos žemės degradacijos kiekvienais metais prarandama iki 50 000 km2 žemės. Kasmet planeta netenka 24 mlrd. tonų dirvožemio (Juozapavičiūtė, 2012). Bendra išlaidų, kurias įmanoma apskaičiuoti, suma, remiantis turimais duomenimis apie erozijos, organinių medžiagų mažėjimo, įdruskėjimo, nuošliaužų ir taršos ekonomines pasekmes, ES šalyse kasmet sudaro iki 38 mlrd. eur. (Nadzeikienė, 2012).

DIRVOŽEMIO RŪGŠTĖJIMAS

Dirvožemio rūgštingumas – tai viena iš dirvožemio savybių, nuo kurios priklauso daugelis dirvožemyje vykstančių cheminių procesų. Dirvožemio rūgštingumas išreiškiamas vandenilio jonų koncentracija tirpale ir žymimas simboliu pH. Dirvožemio rūgštumas pH lemia maisto medžiagų prieinamumą bei įsisavinimą, tuo pačiu normalų augalų augimą, vystymąsi ir mikroorganizmų biologinę veiklą. Siekiant geriausių rezultatų augalininkystės ūkiuose, reikia sureguliuoti dirvos rūgštingumą ir medžiagų prieinamumą, o dirvožemio pH nustatymas gali žymiai prisidėti prie augalų tinkamo išauginimo (Mačiukas, 2015).

Rūgšti reakcija susidaro tuomet, kai dirvožemio tirpale ar komplekse vyraus H+ jonai (Mačiukas, 2015). Tai gali lemti natūralūs bei antropogeniniai procesai. Natūralūs procesai vyksta vėsaus ir drėgno klimato zonose, kuriose dirvožemiai vystosi praplaunamojo vandens rėžimo sąlygomis, todėl dėl atmosferinių kritulių poveikio iš viršutinių dirvožemio sluoksnių išplaunami ne tik lengvai tirpstantys vandenyje cheminiai elementai, bet ir smulkios dispersinės organinės ir mineralinės dalelės. Didžioji dalis metinio kritulių kiekio iškrenta vėsiuoju metų laiku, kai dirvožemis nėra padengtas augalais, todėl suintensyvėja ne tik smulkiųjų dispersinių dalelių, bet ir kalcio, magnio bei geležies katijonų išsiplovimas, o to pasekoje dirvožemis rūgštėja ir jo sorbuojamajame komplekse įsivyrauja vandenilio bei aliuminio jonai (LAMMC, 2014).

Antropogeninį dirvožemio rūgštėjimą lemia cheminių priemonių naudojimas, tręšimas rūgštinančiomis trąšomis (pvz., azoto trąšomis) ar  rūgščiųjų lietų (kuriuose yra sieros, druskos ir azoto rūgščių) poveikis. Į dirvožemį patekę tokie teršalai padidina jo rūgštingumą, skatina augalams būtinų maisto medžiagų išplovimą bei sutrikdo kitus natūraliai vykstančius dirvodaros procesus (Mačiukas,  2015).

Remiantis ilgamečiais tyrimais bei žemės ūkio praktika, apibendrintai galima išskirti šiuos neigiamus dirvožemio rūgštėjimo padarinius (Mačiukas,  2015):

  • Rūgščioje dirvoje susikaupia per daug mangano, geležies, aliuminio, kurie stabdo augalų augimą;
  • Rūgščioje dirvoje sunkiai pasisavinami magnis ir kalcis, o dėl pastarųjų trūkumo prastai vystosi augalų šaknys;
  • Rūgščiame dirvožemyje sumažėja fosforo, kalio, sieros ir azoto įsisavinimas;
  • Rūgščiame dirvožemyje susilpnėja dirvos mikroorganizmų veikla;
  • Rūgščioje terpėje blogėja dirvos struktūra, laidumas vandeniui ir orui.

Visą tai reikalauja didesnių investicijų siekiant gauti norimą derlių auginant įvairias kultūras.

Šiuo metu apie 18,7 % Lietuvos žemės ūkio naudmenų yra rūgščios, o beveik 1 mln. ha – linkusios rūgštėti, todėl į šią problemą būtina pažvelgti rimtai. Remiantis moksliniais tyrimais, atliktais Lietuvoje ir kitose pasaulio šalyse, dirvų kalkinimas yra pagrindinė priemonė, siekiant neutralizuoti rūgščius dirvožemius ir pagerinti jų cheminę būklę. Labiausiai dirvožemio rūgštumą mažina pirminis kalkinimas didelėmis chemiškai aktyvių kalkinių trąšų normomis, o pakartotinio kalkinimo efektyvumas priklauso nuo pirminio kalkinimo normos ir augalų fiziologinio poreikio dirvožemio cheminei būklei. Tačiau, pasak dirvožemininkų draugijos pirmininko dr. Jono Volungevičiaus, intensyvus dirvos kalkinimas duoda atvirkštinį efektą. Tokiomis sąlygomis vyksta intensyvus šarmėjimas, kurio pasekoje suintensyvėja išplovimas ir jaurėjimo procesai. Mokslininkas dirvų kalkinimui siūlo rinktis didelių frakcijų kalkinimo priemones, kad šarminimo procesai vyktu palaipsniui  ir duotų ilgalaikį efektą (Mačiukas,  2015;   LAMMC, 2014).

Neatmetama galimybė kad ir kitos priemonės, tokios kaip žolių pelenai, įvairus substratai ir pan.  yra veiksmingos priemonės siekiant sumažinti dirvožemio rūgštingumą. Dažniausiai įvairaus substrato, žemių mišinio ar biohumuso pH reakcija yra neutrali arba didesnė (7-9), todėl  šiuos produktus sumaišius su rūgščiu dirvožemiu, galimai galima pagerinti dirvožemio pH reakciją.

DIRVOŽEMIO EROZIJA

Dirvožemio erozija – tai dirvožemio viršutinių sluoksnių irimas, sukeliamas judančio vandens, vėjo, mechanizmų ar gyvūnų, pernešančių dirvožemio daleles į kitą vietą. Gamtoje nuolat vyksta natūralioji dirvožemio erozija, kurią sukelia vėjas ir vanduo, tačiau vėjo erozija nėra tokia žalinga kaip vandens. Dirbamose žemėse vyrauja antropogeninė dirvožemio erozija, dažnai vadinama skatinamąja, kurią sukelia žmogaus veikla.  Žemės ūkio gamyboje ženklų poveikį dirvožemio erozijai turi mechaniniai veiksniai,  kuriuos sukelia žemės ūkio technika  ardama, akėdama, kultivuodama ir purendama, bei suslėgdama dirvas. Dirbant kalvotuose laukuose žemės sluoksniai nustumiami šlaitu žemyn, o viršuje lieka nederlingas podirvis. Nemažai žalos dirvožemiui daro žemės ūkio, miškų, melioracijos ir statybos technika, kuri kasa, perstumia, sumaišo humusą su nederlingu podirvio gruntu. Taip pat neigiamą poveikį daro gyventojai, turistai ir gyvuliai, kurie mindo, sutrypia dirvožemį (Nadzeikienė, 2012; LŽI Agrocheminių tyrimų centras, 2009).

Lietuvoje apie 15 % žemės ūkio naudmenų yra nuolat veikiami erozijos, o 38 % yra potencialios sąlygos erozijai pasireikšti. Iš viso šalyje yra apie 360 tūkst. ha eroduojančių žemės ūkio naudmenų. Svarbu ir tai, kad dirvožemio erozija yra viena pavojingiausių dirvožemio degradacijos formų. Įvairių formų dirvožemio erozija blogina dirvožemio fizikines savybes, mažina dirvožemio derlingumą, mažina organinės medžiagos atsargas, trukdo žemdirbystei, gali dirvožemį iš dalies ar visiškai pašalinti (Nadzeikienė, 2012, Jankauskas, Jankauskienė, 2006; LŽI Agrocheminių tyrimų centras, 2009).

Priešerozinių dirvožemio apsaugos priemonių tikslas – sumažinti arba visiškai sustabdyti vykstančią eroziją bei atkurti eroduojančių dirvų derlingumą. Apsaugos priemones galima suskirstyti į tokias grupes: teisines-normines, ūkines-organizacines, agronomines, žemės dirbimo, hidrotechnines (Nadzeikienė, 2012 LŽI Agrocheminių tyrimų centras, 2009; ).

Teisinės-norminės. Dirvožemio  apsaugą nuo erozijos reglamentuoja įvairūs norminiai teisės aktai. Pradedant nuo LR konstitucijos, ES reglamentų ir baigiant įvairiomis taisyklėmis ir rekomendacijomis (Nadzeikienė, 2012).

Ūkinės-organizacinės. Eroduotose dirvose svarbu parengti tinkamą ūkininkavimo planą: žemės ūkio kultūrų išdėstymą, sėjomainas, gyvulių ganymą, technikos panaudojimą ir kt. (Nadzeikienė, 2012).

Agronominės. Labai gerai dirvožemį nuo erozijos saugo miškų ir krūmų augalija, daugiametės žolės. Remiantis Dūkšto ir Kaltinėnų bandymo stočių tyrimų duomenimis, daugiametės žolės yra patikimiausia ir realiausia dirvų apsaugos nuo erozijos priemonė. Tankūs ir vešlūs augalai savo lapija dirvožemį saugo nuo lietaus lašų ir vėjo ardomosios veiklos, o šaknų sistema, ypač jei ji sudaro velėną, efektyviai saugo ir nuo šlaitų nutekančio vandens srauto. Eroduojamų vietovių apželdinimui puikiai tinka ir šienavimui skirti žolynai. Taip pat, viena iš šiuolaikinių agropriemonių, sauganti dirvožemį nuo ardymo, yra dirvos ir augalų mulčiavimas. Mulčas – tai medžiaga, kuria padengiamas dirvos paviršius. Mulčiavimas saugo dirvą nuo išdžiūvimo, krintančių lietaus lašų, grunto išpustymo, ardymo, plovimo ir kt. Mulčas gali būti organinis ir neorganinis. Organinės medžiagos – durpės, medžių žievė, lapai, žolė, kompostas, medienos skiedros, šiaudai ir pan. Neorganinės medžiagos – skalda, žvyras, keramzitas, popieriaus atliekos ir pan. (Nadzeikienė, 2012; LŽI Agrocheminių tyrimų centras, 2009).

Žemės dirbimo. Pagrindinė priešerozinė priemonė kalvotuose laukuose yra kontūrinis žemės dirbimas. Ariant lygiagrečiai reljefo horizontalėmis kiekviena vaga ar jos ketera sudaro kliūtį vandeniui. Tai gali sumažinti sukeliamus erozijos nuostolius beveik dvigubai. Panašų efektą duoda mažų duobučių bei pertvarėlių formavimas, taikant pertraukiamą vagojimą, sėjimą ir pan. Antieroziniu požiūriu svarbu suarti dirvas rudenį, kad iki žiemos jos natūraliai susigulėtų ir pasidarytų atsparesnės ardymui (Nadzeikienė, 2012).

Hitrotechninės. Tai statiniai skirti paviršiniam vandeniui saugiai nuleisti iš eroduojamo vandens baseino į imtuvą. Erozijai sumažinti griovos baseino šlaituose įrengiami pylimėliai – terasos, vandenį sulaikantys pylimai, vandenį nukreipiantys grioviai, nuotėkio skaitytuvai, drenažo nuleidžiamieji šuliniai (Nadzeikienė, 2012).

DIRVOŽEMIO TARŠA 

Dirvožemio tarša – veikla, dėl kurios į dirvožemį patenka įvairios žmonių sveikatai ir aplinkai kenksmingos medžiagos ir organizmai tokiais kiekiais, kad prastėja dirvožemio derlingumas ir ekologinė, higieninė ar sanitarinė aplinkos būklė. Tarša gali būti natūralioji ir antropogeninė. Natūraliąją taršą sąlygoja dirvožemio druskėjimas, vulkanų pelenai, rūgštieji lietūs, dulkių audros, grunto nuošliaužos, potvyniai, audros ir kiti gamtiniai reiškiniai. Antropogeninę taršą generuoja pramonė, žemės ūkis, transportas, statybos, energetika, žmonių gyvensenos būdas. Taip pat, dirvožemio tarša pagal savo apimtis gali būti skirstoma į lokaliąją ir pasklidąją. Lokalioji tarša – tai vietinių dirvožemių teršimas, o pasklidusioji tarša – tai rajonų, regionų ir didesnių dirvožemių plotų tarša (Nadzeikienė, 2012).

Taršą žemės ūkyje sukelia medžiagos (Rutkovienė, Sabienė, 2008): sąmojingai paskleidžiamos aplinkoje, žemės ūkyje naudojamos cheminės medžiagos (pesticidai, trąšos, nuotekų dumblas ir kt.), žemės ūkio gamybinių procesų atliekos (siloso arba fermų nuotekos),  medžiagos atsirandusios suaktyvėjus biologiniams procesams (azoto oksidai ariamose dirvose).

Dabartinės problemas susijusias su žemės ūkio tarša galima suskirstyti taip (Rutkovienė, Sabienė, 2008):

  • požeminio ir paviršinio vandens tarša pesticidais, nitratais, fosfatais, organinėmis atliekomis, dėl kurių suardomos gėlųjų vandenų ir jūrų ekosistemos, atsiranda pavojus žmonių sveikatai;
  • agroekosistemos suardymas dėl pesticidų vartojimo, įskaitant florą ir fauną pasėliuose bei gretimuose plotuose;
  • dirvos ir žemės ūkio augalų tarša sunkiaisiais metalais ir kitomis kenksmingomis medžiagomis, naudojant trąšas, gyvulininkystės atliekas bei nuotekų dumblą;
  • atmosferos tarša amoniaku, (kur žemės ūkis Europoje yra didžiausias jo taršos šaltinis), metanu ir azoto oksidais, kurie turi didelę įtaką formuojantis globaliniam atšilimui, rūgštiesiems lietums ir ozono sluoksnio nykimui.

Siekiant sumažinti žemės ūkio daromą žalą reiktų taikyti tvaraus ūkininkavimo praktiką: mažinti ūkių chemizavimą ir daugiau naudoti organinių-natūralių produktų, laikytis sėjomainos rekomendacijų, pesticidus ir trąšas naudoti subalansuotai didinant jų panaudojimo efektyvumą bei laikytis normatyvinių visų reikalavimų, siekiant užtikrinti aplinkos saugumą.

ORGANINĖS MEDŽIAGOS MAŽĖJIMAS

Vienas iš nepageidaujamų reiškinių, kurį sukelia intensyvios žemdirbystės technologijų taikymas – tai dirvožemio organinės medžiagos (kitaip organinės anglies) mažėjimas: kai į dirvožemį patenka mažesnis organinių medžiagų kiekis nei jos suyra (Arlauskienė, Maikštėnienė, 2009). Dirvožemio organinė medžiaga svarbi tuo, kad veikia daugelį dirvožemio savybių: dirvožemio drėgmės imlumą, dirvožemio bazingumą, dirvožemio maisto medžiagų prieinamumą, dirvožemio struktūringumą, struktūros patvarumą, dirvožemio oro ir šilumos savybes. Dirvožemio organinė medžiaga pripažįstama dirvožemio kokybės indikatoriumi ir biosferos ekologinės pusiausvyros bei stabilumo rodikliu (Jankauskas, Jankauskienė, 2006).

Mažėjant organinės medžiagos atsargoms, mažėja aeracinis poringumas, drėgmės imlumas, agregatacija ir agregatų patvarumas vandens ir mechaniniam poveikiui. Dėl to didėja dirvožemio tankis, paviršinio vandens kiekis, prasideda dirvožemio erozija. Taip  ūkininkaujant ilgesnį laiką, dirvožemis tarsi apmiršta, o siekiant išlaikyti pasėlių derlingumą, tenka didinti mineralinių trąšų (ypač azoto) ir pesticidų naudojimą. Apibendrinant galima išskirti tokius veiksnius, kurie labiausiai įtakoja organinės medžiagos mažėjimą (Jankauskas, Jankauskienė, 2006; Arlauskienė, Maikštėnienė, 2009):

  • Intensyvus žemės dirbimas;
  • Intensyvus mineralinių trąšų naudojimas;
  • Intensyvus pesticidų naudojimas;
  • Sėjomainos ignoravimas;
  • Išplovimo procesai.

Pasaulinėje literatūroje pateikiamos šios elementariausios vietinio mąsto priemonės, kurios padidina dirvožemyje organinių medžiagų kiekį ir kokybę bei stabilizuoja pasėlių produktyvumą: tinkama sėjomaina, šiaudų ir augalų biomasės naudojimas žaliajai trąšai, tarpiniai pasėliai, minimalus žemės dirbimas, agromiškininkystė, organinė žemdirbystė, biologinių preparatų naudojimas.

APIBENDRINIMAS

Netvaraus dirvožemio vartojimo pavyzdžių galime rasti bene kiekviename ūkyje. Dažnai ūkininkai didesnį dėmesį skiria naujai technikai, įrangai, o investicijas į dirvožemį atidėlioja ateičiai. Tai lemia ankščiau aptartų dirvožemio problemų iškilimą. Neretai susiklosto situacija, kai  daug sunkiau ir brangiau atsieina atstatyti nualintą dirvožemį į pradinę būklę, nei nuolat laikytis tvaraus ūkininkavimo rekomendacijų (Mano ūkis, 2017a).

Žemės ūkiu besiverčiantieji privalo pažinti dirvožemį ir ūkininkauti taikant moksline bei praktine patirtimi pagrįstus metodus. Siekiant išmintingai naudoti gamtos išteklius reikia plėsti bazines žinias, suderintas su žaibiškai besikeičiančio pasaulio dinamika. Patikima informacija gali padėti išvengti įvairių dirvožemio problemų, pagelbėti rengiant inžinerinius projektus, įvertinti teritorijos tinkamumą konkrečioms reikmėms, sutaupyti investicijas. Mokslininkų patarimais ir rekomendacijomis reikėtų naudotis individualiai – atsižvelgiant į savo ūkio poreikius ir esamą situaciją. Iš visų patarimų ir rekomendacijų gausos  reikėtų pasirinkti tuos, kurie konkrečiai pritaikomi jūsų ūkyje (Gregorauskienė, 2008; Mano ūkis, 2017b).

Taigi, norint išsaugoti dirvožemį, būtinas naujas požiūris į žemės ūkį, atsisakant mikroflorą naikinančio dirvos dirbimo ir nelaukiant stebuklų iš augalininkystės chemizavimo (Juozapavičiūtė, 2012).

 

Mantas Rubežius, 2017

INFORMACIJOS ŠALTINIAI

Arlauskienė A., Maikštėnienė S. 2009. Dirvožemio organinės anglies pokyčiai Šiaurės Lietuvoje intensyviausiose žemdirbystės sistemose. Ekonomika ir vadyba: aktualijos ir perspektyvos. Nr. 3 (16), P. 132–138.
Gregorauskienė V. 2008. Dirvožemis – gyvoji Žemės oda. Lietuvos geologijos tarnyba. 10 p.
Vingrienė V. 2016. ei rūpiniesi Lietuva, imkis spręsti jos dirvožemio problemų! Prieiga per: http://www.agroakademija.lt/augalininkyste/technologijos/?SId=1574.
Jankauskas B., Jankauskienė G. 2006. Kiekybiniai eroduojamų dirvožemių organinės medžiagos pokyčiai dėl skirtingo žemės naudojimo. Žemės ūkio mokslai. Nr. 4, P. 1-10.
Juozapavičiūtė K. 2012. Mokslininkai: pastaraisiais metais stebima ryški Lietuvos dirvožemio degradacija. Prieiga per: http://www.delfi.lt/grynas/aplinka/mokslininkai-pastaraisiais-metais-stebima-ryski-lietuvos-dirvozemio-degradacija.d?id=59214483.
Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Agrocheminių tyrimų laboratorija (LAMMC). 2014. Ilgamečiai dirvožemio agrocheminių savybių stebėjimo tyrimai. Galutinė ataskaita. Kaunas: 116 p.
LŽI Agrocheminių tyrimų centras. 2009. Projekto „ Priemonių vandensaugos tikslams siekti galimybių studijos parengimas“ 11 dalies „Rekomendacijų žemės ūkio teritorijų erozijos mažinimui ir efektyviam geros ūkininkavimo praktikos priemonių įgyvendinimui parengimas, siekiant sumažinti vandens telkinių taršą“ tarpinė ataskaita. Kaunas: 83 p.
Mačiukas. 2015. Dirvožemio rūgštingumas. Prieiga per: http://www.agrozinios.lt/portal/categories/109/1/0/1/article/12265/dirvozemio-rugstingumas.
Mano ūkis. 2017a. Investicija į dirvą – investicija į ateitį. Prieiga per: http://www.manoukis.lt/naujienos/ukis/23286-investicija-i-dirva-investicija-i-ateiti.
Mano ūkis. 2017b. Kiekvienas pats pasirenka dirvožemio gerinimo priemones. Prieiga per: http://www.manoukis.lt/naujienos/ukis/23339-kiekvienas-pats-pasirenka-dirvozemio-gerinimo-priemones.
Nadzeikienė J. 2012. Aplinkos apsaugos inžinerija. Mokomoji knyga. Akademija: 121 p.
Rutkuvienė V. M., Sabienė N. 2008. Aplinkos tarša. Mokomoji knyga. Lietuvos žemės ūkio universitetas. Akademija: 204 p.
Svirskis A. 2015. Dirvožemis – mikrokosmosas po kojomis. Prieiga per: http://mokslolietuva.lt/2015/02/dirvozemis-mikrokosmosas-po-kojomis/.

 

Connect with Me: