Dirvožemis yra didžiulis gamtos turtas. Ji aprūpina gyvūnus pašarais, žmones – maistu, o pramonę – prekių gamybai reikalingomis žaliavomis. Dirvožemio kūrimas vyksta šimtmečius ir tūkstantmečius. Ir šiandien žmonija susiduria su tinkamo žemės naudojimo klausimu. Ir tai neįmanoma be žinių apie dirvožemio struktūrą, savybes, sudėtį ir struktūrą.
Derlingojo žemės sluoksnio tyrimo istorija
Net XVIII amžiuje mokslininkai pastebėjo, kad dirvožemis susideda iš įvairių komponentų. Susidomėjimas šiuo turtu atsinaujino daug vėliau. Taigi Vokietijoje 1879–1899 metais Volney ir jo mokykla kasmet skelbdavo šios srities studijas. Daugybė laboratorinių tyrimų parodė, kad dirvožemio fizikinės savybės priklauso nuo jo gumulų dydžio ir dulkių kiekio.
1877 m. mokslininkas P. A. Kostačiovas pastebėjo, kad, suarus neapdorotas žemes, jos greitai išsisklaido, todėl sumažėja derlius. Dirvožemio struktūra buvo atkurta tik laukus palikus daugiametei žolinei augmenijai. Šie tyrimai buvo labai svarbūs. Jie įrodė, kad žemės ūkyje dirvožemio struktūraatlieka svarbų agrotechninį vaidmenį.
Daug dėmesio buvo skirta viršutinio žemės sluoksnio tyrimams praėjusio amžiaus 30-40-aisiais. Tuo pačiu metu mokslininkai dirvožemio struktūrai skyrė itin didelę reikšmę derlingumo klausimais. Jie iškėlė šiuos du terminus į sinonimų reitingą.
Dirvožemio sandara ir jos reikšmė praėjusio amžiaus 50–60-ųjų mokslininkų praktiškai nebuvo svarstoma. To priežastis buvo žolės sistemos kritika. Tyrėjai pradėjo abejoti dirvožemio struktūros vaidmeniu derlingumo klausimais. Ir kartais jie visiškai tai neigdavo.
Tačiau kai kurie mokslininkai ir toliau atliko tyrimus šioje srityje. O čia ypač išsiskiria akademiko V. V. Medvedevo darbai. Mokslininkai mikromorfologiniais metodais tyrė dirvožemio struktūrą ir jos reikšmę. Kartu jis naudojo šiuolaikines matematines priemones, leidžiančias analizuoti ir apibendrinti gautus duomenis. Medvedevo darbo rezultatas – 2008 metais išleista monografija apie dirvožemių struktūrą. Šiame darbe buvo apibendrinti tyrimai, kurie įtikinamai įrodė, kad viršutinių žemės sluoksnių šilumos ir oro režimo gerinimas tiesiogiai ir netiesiogiai veikia augalų augimą.
Pagrindinis apibrėžimas
Kas yra dirvožemio struktūra? Šio termino apibrėžimas rodo, kad tai įvairių agregatų (gabalų), kurie skiriasi dydžiu ir forma, rinkinys. Kiekvienas iš šių elementų susideda iš medžiagų, tarpusavyje sujungtų augalų šaknimis, humusu ir kt.
Dirvožemio struktūra turi didelę reikšmę. Tai yra pagrindinis veiksnys, atsakingas už dirvožemio derlingumą. Žmonėms ypač svarbi viršutinio horizonto dirvožemių struktūra. Tai sluoksnis, kuriame vystosi augalų šaknų sistema. Jame gyvena įvairūs dirvožemio organizmai. Iš šio horizonto ateina augalų augimui reikalingų maisto medžiagų ir vandens tiekimas. Štai kodėl viršutiniame dirvožemio sluoksnyje turi būti optimalus skystos, kietos ir dujinės fazės santykis. Ši proporcija atrodo taip – 25:50:25.
Dirvožemių klasifikacija pagal struktūrą
Viršutiniai žemės horizontai gali atrodyti kitaip. Jie yra nestruktūruoti ir struktūriniai. Pirmasis iš šių tipų apima granulometrinius elementus, kurių būsena apibūdinama kaip atskira dalelė. Ryškus bestruktūrinio dirvožemio pavyzdys yra smėlingas. Jame yra mažai humuso ir molio dalelių. Pereinamieji dirvožemio struktūros tipai yra tarp bestruktūrių ir struktūrinių. Juose labai silpnai išreikšti agregatų ryšiai tarpusavyje.
Derlingas dirvožemis laikomas struktūriniu. Jis geriau atsparus vėjo ir vandens erozijai, be to, ariant lengvai trupa. Jei dirvožemio sudėtis ir struktūra leidžia jį priskirti prie derlingo, tada jis turi subalansuotą oro, šilumos ir vandens režimų derinį. Šis veiksnys teigiamai veikia augalų mitybą ir biologinių procesų vystymąsi.
Nestruktūrinis dirvožemis negali gerai sugerti vandens. Be to, lietaus nuotėkis tokiose žemėse sukelia eroziją. Oras ir vanduo tokiuose dirvožemiuose yra antagonistai. Liūtys tokiuose žemės horizontuose nepalieka drėgmės. Taip nutinka dėl intensyvaus kapiliarinio vandens kilimo. Dirva išdžiūsta. Tuo pačiu metu augalai nėra aprūpinti reikiamu skysčių ir maistinių medžiagų kiekiu. Nepaisant viso to, laukuose su nestruktūriniais dirvožemiais galima gauti didelį derlių. Tačiau tam reikės nuolat dirbti, kad žemės ūkio technologijos būtų aukšto lygio.
Vaisingo sluoksnio struktūros susidarymas
Viršutinis žemės horizontas tampa tinkamas augalams, veikiant dviem procesams, vykstantiems vienu metu. Taigi dirvožemio struktūra susidaro dėl mechaninio sluoksnio atskyrimo į įvairių formų ir dydžių agregatus. Antrasis procesas yra vidinių savybių ir struktūros suteikimas gautiems elementams.
Mokslininkų tyrimai parodė, kad dirvožemio struktūros formavimasis tampa įmanomas veikiant cheminiams, fizikiniams-cheminiams, biologiniams ir fizikiniams-mechaniniams veiksniams.
Taigi, agregatai susidaro pakaitomis džiovinant ir drėkinant, užšaldant ir atšildant. Dirvožemio sudėtis ir struktūra keičiasi dėl besikasančių gyvūnų gyvybinės veiklos, dėl augančių augalų šaknų daromo spaudimo. Pakeičia viršutinio žemės sluoksnio savybes ir įvairius padargo apdorojimo laukus.
Be to, dirvožemio sudėtis ir struktūra priklauso nuo klijų buvimo. Paprastai jie yra huminiai koloidai. Šie elementai, koaguliuodami, gali virstidirvožemio struktūra atspari vandeniui. Ši savybė priklauso nuo humuso kiekio, mechaninės sudėties, gebėjimo sulaikyti ir sugerti vandenį, taip pat tiekti jį į paviršių per kapiliarus. Po lietaus tokiose žemėse nesusidaro pluta, dėl ko sumažėja deguonies patekimas į augančių augalų šaknis.
Sunkūs dirvožemiai
Pagal mechaninę sudėtį derlingos žemės skirstomos į molio ir priemolio, smėlio ir durpynus. Kaip jie apibrėžiami? Dirvožemio mechaninė sudėtis tiriama mėginiais. Dirvožemio dalelės paimamos iš kelių viršutinio horizonto vietų, padarant po 20 cm įdubimus, tada mėginiai sumaišomi vienas su kitu ir sudrėkinami paprastu vandeniu iki pastos pavidalo. Jei gauni rutulį, bet jo neįmanoma susukti į virvelę, tada žemė priskiriama priesmėlio priemoliui. Lengvai įgyvendinus tokius veiksmus, žemę galima priskirti prie priemolio. O tuo atveju, kai iš rutulio išrieda virvelė, kuri vėliau susisuka į žiedą, žemė priskiriama prie molio. Šio tipo viršutinis dirvožemio sluoksnis laikomas sunkiu. Šie dirvožemiai turi didelį tankį ir klampumą. Jie lengvai sulimpa ir yra sunkiai apdorojami, todėl patvirtina jų vardą.
Kasant molinga žemė netrupa. Susidaro dideli grumstai, kuriuos sunku sulaužyti ir sutraiškyti. Jei tokią žemę suars ir leis kurį laiką pagulėti, tada visi darbai nueis į kanalizaciją. Po kurio laiko grumstai vėl sulips. Lauką teks vėl suarti.
Kokia tokio sunkaus dirvožemio elgesio priežastis? Tai siejama su per maža struktūraagregatų dalelių, paliekant tik nedidelį tarpą tarp jų.
Didelis molio dirvožemio sutankėjimas blogai praleidžia orą. Tai savo ruožtu lemia tai, kad augalų šaknys nėra pakankamai aprūpinamos deguonimi. Taip pat ribotas oro patekimas į tokius mikroorganizmus, kurie gyvena tokiose dirvose. Nedidelis deguonies kiekis sulėtina organinių medžiagų skilimo iki galutinių skilimo produktų procesą. Dėl to dirvožemis skursta, negali aprūpinti augalų organinėmis medžiagomis, kurių jiems reikia augti. Štai kodėl molio sluoksniuose yra menka biologinė gyvybė. Kai kurios tokių žemių dalys netgi vadinamos mirusiomis. Jiems trūksta išvystytos mikrobiologinės aplinkos.
Sudėtinių dirvožemio dalelių suspaudimas yra susijęs su tokiomis žemės savybėmis kaip jų pralaidumas vandeniui. Išsivysčiusi kapiliarinė sistema molinguose horizontuose nesusidaro. Štai kodėl drėgmė pro juos nepraeina. Augalų šaknys tokiuose laukuose vargu ar gali gauti savo gyvenimui taip reikalingo vandens.
Sunkūs dirvožemiai turi dar vieną neigiamą savybę. Jei jose kaupiasi vanduo, tai jis nepatenka į apatinius molio horizonto sluoksnius. Augalų šaknų sistemos augimo zonoje išlieka dideli kiekiai, o tai veda prie jos irimo.
Vargu ar galima sakyti, kad geriausia dirvožemio struktūra yra molis. O tai patvirtina ariamo sluoksnio užliejimas lietaus metu. Krintantys lašai suardo smulkius dirvožemio agregatus. molingasgabalėliai pereina į smulkesnius komponentus, iš dalies tirpius vandenyje. Susidariusios srutos labai tvirtai suriša dirvožemio agregatus. Po džiovinimo tokie laukai pasidengia kieta ir labai tankia pluta, kuri riboja deguonies, drėgmės ir šviesos prasiskverbimą į augalų šaknų sistemas. Šis reiškinys vadinamas „betoniniu gruntu“. Saulės šviesa sukelia dirvožemio įtrūkimus, kurių struktūra dėl šios priežasties tampa dar tankesnė.
Taip, molinguose dirvožemiuose gausu mikroelementų ir mineralų. Tačiau augalai negali jomis visiškai išnaudoti. Faktas yra tas, kad šaknų sistema gali absorbuoti tik tas maistines medžiagas, kurios yra ištirpusios, taip pat yra galutinis mikroorganizmų perdirbimo produktas. Molio dirvožemiai turi prastą vandens pralaidumą. Jie turi prastą biologinį gyvenimą. Tai turi įtakos normalios augalų mitybos negalimybei.
Mažas tokių žemių derlius yra to, kad molio sluoksniai dėl savo tankumo prastai šildomi saulės spindulių. Ekstremaliausios žemės ūkio sritys nešildomos visą vasaros laikotarpį.
Sunkus dirvožemio gerinimas
Norint gauti normalų derlių iš molio laukų, žemei turi būti suteikta puresnė ir gumbuota struktūra. Tik tokiu atveju bus sudarytos palankios sąlygos augalams augti. Kaip pagerinti dirvožemio, kuris laikomas sunkiu, struktūrą? Tai įmanoma reguliariai į dirvą įvedant purenamuosius ir lengvinančius komponentus. Jie galibūti durpės arba smėlis, kalkės arba pelenai. Be to, norint sukurti palankias sąlygas augalams augti, reikės mėšlo ir komposto. Šie komponentai sukurs normalią biologinę ir maistinę aplinką dirvožemyje.
Dirvožemio struktūros gerinimas drėgmės talpos požiūriu galimas, kai į jį įpilama smėlio. Tai tuo pačiu padidins sunkaus dirvožemio šilumos laidumą. Po šlifavimo procedūros molingi horizontai įšyla, greitai išdžiūsta ir tampa paruošti tolesniam apdorojimui.
Lengvas arba smėlio dirvožemis
Tokiems horizontams būdinga nedidelė molio dalelių dalis. Didžiąją šio dirvožemio dalį užima smėlis. Humuso juose randama tik nedideliais kiekiais.
Smėlio dirvožemiai ne veltui vadinami lengvaisiais. Juk juos apdoroti gana paprasta. O tai palanki granuliuota dirvožemio struktūra. Jo dėka tokie horizontai pasižymi dideliu vandens ir oro pralaidumu. Tačiau jie yra eroziniai ir nesugeba išlaikyti drėgmės savo sluoksniuose. Be to, smėlio dirvožemiai ne tik gerai įšyla. Jie taip pat labai greitai atvėsta.
Tačiau tai ne vienintelė priežastis, kodėl negalima teigti, kad geriausia dirvožemio struktūra yra smėlingas. Biologinė gyvybė tokiais horizontais skurdi. Taip yra dėl to, kad tokiuose dirvožemiuose gyvenantiems mikroorganizmams trūksta maistinių medžiagų ir drėgmės.
Smėlio dirvožemio gerinimas
Norint gauti gerą derlių, lengvoje dirvoje reguliariai dedami rišantys ir tankinantys komponentai. dirvožemio struktūros gerinimas,priskiriamas lengviesiems, tampa įmanomas susimaišius su durpių ar dumblo dariniais, gręžimo miltais ar moliu. Tai užpildys poras tarp smėlio dalelių. O kad atsirastų palanki augalams biologinė aplinka, reikės įnešti humuso ir komposto.
Į smėlingo dirvožemio ypatybes taip pat reikia atsižvelgti sprendžiant dėl jų sodrinimo trąšomis. Lengvi dirvožemiai puikiai praleidžia drėgmę, kuri išplauna iš jų visus naudingus elementus. Štai kodėl mineralinėse trąšose tokiuose laukuose naudojamos tik greitai veikiančios trąšos ir jos tręšiamos dažnai, bet mažais kiekiais.
Vidutinės dirvos
Priemolio žemės yra palankiausios žemdirbystei ir sodininkystei. Jie turi geriausią dirvožemio struktūrą, kurios skirtumai slypi granuliuotume. Tokio dirvožemio sudėtyje yra ir kietų, gana didelių dalelių, ir smulkių į dulkes panašių komponentų. Žemę tokiuose laukuose gana lengva įdirbti. Po arimo jie nesulipa ir nesudaro tankių gumuliukų.
Priemolio dirvožemyje yra daug mineralinių ir maistinių medžiagų, kurių atsargos pasipildo dėl aktyvaus mikroorganizmų gyvenimo. Tokie dirvožemiai pasižymi dideliu oro ir vandens pralaidumu. Jie puikiai išlaiko drėgmę, taip pat greitai ir tolygiai įšyla saulės spindulių įtakoje. Dėl subalansuotos drėgmės priemolyje palaikomas pastovus temperatūros režimas.
Vidutinių dirvožemių gerinimas
Palaikytimaisto medžiagų tiekimas yra tinkamo lygio, priemolio žemes reikia periodiškai tręšti kompostu. Papildomos mineralinės ir organinės trąšos tręšiamos tikslingai atlikus išankstinę dirbamos žemės būklės analizę.
