Suslėgimas yra pagrindinė fizinės dirvožemių degradacijos rūšis. Dirvožemių suslėgimas įvardijamas kaip daugiareikšmė problema, galinti turėti sunkių ekonominių ir gamtosauginių pasekmių žemės ūkyje. Kaip šiai problemai užbėgti už akių arba ištaisyti esamas bėdas?

Dirvožemio sutankėjimas parodo laipsnį (mastą), kiek suslėgimo procesas paveikė dirvožemio struktūros kietųjų dalelių suspaudimą. Ši būsena gali būti įvertinta ir išreikšta plataus spektro dirvožemio savybių rodikliais: tankiu, kietumu, poringumu, porų dydžiu, santykiu ir pasiskirstymu bei kitais rodikliais. Pagrindiniais rodikliais laikomi dirvožemio tankis, poringumas ir kietumas.

Ir natūralūs, ir antropogeniniai veiksniai dažniausiai veikia kartu, ir tai dar labiau sustiprina neigiamas reiškinio pasekmes. Europos šalyse dirvožemių polinkis sutankėti didėja einant iš Pietų į Šiaurę.

Dirvožemio suslėgimo intensyvumas ir pobūdis

Suslėgimas veikia visus dirvožemius, nors jo laipsnis nevienodas. Didžiausia suslėgimo rizika yra priemolio ir molio dirvožemiuose, kai technika dirba esant drėgnai dirvai. Sausi tokie dirvožemiai suslėgimui atsparūs. Pavasarį, važinėjant sunkia technika, neišvengiamas ne tik armens, bet ir poarmenio suslėgimas, nes tuo laiku perteklinė drėgmė būna susikaupusi giliame sluoksnyje.

Be to, anksti pavasarį dirvožemio struktūra yra nepatvariausia ir dėl to suslėgimo poveikis būna didesnis. Anksti rudenį žalingas suslėgimo poveikis gali būti mažesnis, nes poarmenis po vasaros dar ilgai gali likti pakankamai sausas. Tokios sąlygos dažnai būna nuimant javus. Vėliau, nuimant cukrinius runkelius, kukurūzus, per rudeninį arimą ir atliekant kitus darbus, ir poarmenis jau dažnai būna per drėgnas.

Intensyvios šiuolaikinės augalų auginimo technologijos lemia tai, kad didesniąją lauko dalį važiuoklės slegia 2–4 kartus, o atskiras vietas, ypač posūkių juostas ir technologines vėžes – net iki 15 ir daugiau kartų. Kad objektyviai įvertintume dirvožemio suslėgimo tikimybę, galima apskaičiuoti tonkilometriais į hektarą (tkm/ha) išreikštą slėgimo intensyvumą. Auginant javus, dirvožemio slėgimo intensyvumas vidutiniškai siekia 150–200, o cukrinius runkelius ar kukurūzus – apie 300 tkm/ha per metus.

Poarmeninio sluoksnis beveik visada mažiau atsparus suslėgimui negu armuo, ypač sunkių dirvožemių, nes turi daugiau molio dalelių, mažiau organinės medžiagos ir dažnai būna drėgnesnis. Suslegiant poarmenį, armuo nebūtinai turi būti drėgnas. Dažnai svarbiausiu laikomas tiesioginis poarmenio slėgimas darbinėmis plūgų dalimis ir ypač traktoriaus ratais, arimo metu važiuojant atvira vaga.

Priklausomai nuo pradinės dirvožemio būklės (drėgnumo ir tankio), technikos svorio, važiuoklių konstrukcijos ir slėgio poveikio dažnumo, dirvožemio deformacijos gylis gali siekti nuo 20–30 iki 50–60 cm ar net iki 1,5 m. Dirvožemis suslegiamas ne tik vertikaliai, bet ir horizontaliai – 35–70 cm nuo važiuoklės vėžės centro horizontalia kryptimi.

Dirvožemio suslėgimo pavojus didėja dėl to, kad šis reiškinys turi liekamąjį pobūdį. Žalingas armens suslėgimo poveikis išsilaiko iki penkerių, o poarmenio – net iki 11 metų. Dirvožemio suslėgimo žala labiau pasireiškia pirmuosius dvejus metus po to, kai važinėjant smarkiau sugadinama armens struktūra. Armens suslėgimas atkuriamas greičiau, o poarmenis nuolat yra suslėgtos būsenos ir beveik negali natūraliai atsikurti.

Kinta suslėgto dirvožemio fizikinės savybės

Suslėgto dirvožemio tankis dažniausiai pasiekia kritines ribas. Dėl to pastebimai sulėtėja drėgmės ir augalų šaknų skverbimasis į dirvožemį, kartais šaknys visai nustoja augti. Dėl ilgalaikio suslėgimo poveikio visų pirma pasikeičia dirvožemio struktūra. Slegiant šlapią dirvožemį, jis gniuždomas, o slegiant sausą – sutrinamas, virsta dulkėmis. Abiem atvejais dirvožemio struktūringumumas blogėja, nes mažėja agronominiu požiūriu vertingiausių struktūrinių agregatų kiekis ir struktūros patvarumas. Tokiam dirvožemiui išdžiūvus, jis supleišėja, susidaro grumstai.

Pagal struktūros sugadinimą dėl suslėgimo išskiriamos trys dirvožemių grupės:

• smėlio dirvožemiai (struktūra lengvai atkuriama);
• dulkiški dirvožemiai (struktūra silpna);
• vidutiniai ir sunkūs priemoliai bei moliai (atsparūs suslėgimui sausi ir labai jautrūs šlapi).

Dėl suslėgimo suirus dirvožemio struktūrai ir padidėjus tankiui, sumažėja dirvožemio poringumas. Pirmiausia sumažėja tarpagregatinis poringumas, kuris lemia oro ir drėgmės laidumą, po to – poringumas struktūrinių agregatų viduje, kuris paprastai lemia drėgmės išsilaikymą. Stipriai suslėgus dirvožemį, gali visai nelikti orui ir vandeniui laidžių porų.

Taigi dėl suslėgimo sumažėja augalams prieinamos ir padidėja neprieinamos drėgmės kiekis dirvožemyje, nes pirmiausia sumažėja stambių ir vidutinių porų, o padidėja smulkių, kuriose esanti drėgmė augalams mažai prieinama. Suslėgimas labai pablogina drėgmės ir oro santykį dirvožemyje. Geriausios sąlygos dirvožemyje, kai vanduo užima 60 proc., o oras – 40 proc. porų tūrio.

Slopina augimą ir mažina derėjimą

Negatyvus dirvožemio suslėgimo poveikis tęsiasi per visą augalų vegetaciją. Į suslėgtą dirvą blogai ir netolygiai įterpiamos augalų sėklos, sumažėja jų lauko daigumas. Pasėlis formuojasi nelygus, augalai bręsta nevienodai. Suslėgtuose plotuose augalų lapai įgauna šviesesnį atspalvį, susiformuoja mažesnis bendras asimiliacinis augalų paviršius.

Pagrindinė augalų derliaus mažėjimo dėl per didelio dirvožemio suslėgimo priežastis yra pajėgios šaknų sistemos formavimo bei aktyvios jų veiklos pablogėjimas. Didėjant suslėgimui, smarkiai sumažėja šaknų ilgis, formuojasi paviršinė šaknų sistema, joje dažnai nesusidaro antriniai šakniaplaukiai. Dėl to labai pablogėja augalų mityba. Nustatyta, kad augalų derliaus nuostoliai dėl per didelio dirvožemių suslėgimo gali siekti nuo 5 proc. normaliomis iki 60 proc. ekstremaliomis sąlygomis.

Apie augalų derliaus sumažėjimo mastus dėl armens suslėgimo galima orentuotis pagal tokią gradaciją:

1. menkas suslėgimas (priemolio ir molio dirvožemių armens tankis ≤ 1,3 Mgm^-3, o priesmėlio ir smėlio ≤ 1,4 Mgm^-3) ir galimas nedidelis (5–10 proc.) augalų derliaus sumažėjimas;
2. vidutinis suslėgimas (priemolio ir molio dirvožemių armens tankis 1,3–1,5 Mgm^-3, o priesmėlio ir smėlio 1,4–1,6 Mgm^-3) ir galimas 20–30 proc. augalų derliaus sumažėjimas;
3. smarkus suslėgimas (priemolio ir molio dirvožemių armens tankis > 1,5 Mgm^-3, o priesmėlio ir smėlio > 1,6 Mgm^-3) bei galimas (pastebėtas) 50–60 proc. augalų derliaus sumažėjimas.

Dirvožemio suslėgimo įtaka įvairių žemės ūkio augalų augimui nevienoda. Jautriausi suslėgimui kaupiamieji, pupiniai ir aliejiniai augalai. Ne tokie jautrūs – žieminiai migliniai javai ir avižos. Tarpinę padėtį užima kiti vasariniai javai ir daugiametės žolės. Augalų derlius suslėgtuose dirvožemiuose mažiau nukenčia normaliais ir drėgnais metais negu sausais. Tačiau ir šlapiais metais suslėgtuose molinguose dirvožemiuose augalų derlius gali sumažėti 40–60 procentų. Suslėgtame dirvožemyje ilgiau išsilaiko ligų sukėlėjai, o augalai auga silpni ir ligotesni, pasėliuose dažnai būna daugiau piktžolių.

Ekonominės ir aplinkosauginės pasekmės

Dirvožemių suslėgimas pridaro didelių ekonominių nuostolių. Gerokai sumažėja augalų derlius, suslėgtoms dirvoms įdirbti reikia daugiau kuro. Dirvožemio suslėgimas iki 40 proc. sumažina trąšų efektyvumą.

Dirvožemio suslėgimas sukelia žalingų pasekmių aplinkai. Į atmosferą patenka daugiau azoto ir anglies junginių, pesticidais ir trąšomis labiau užteršiami paviršiniai, drenažo ir gruntiniai vandenys. Tenka naudoti daugiau trąšų ir pesticidų. Dirbant suslėgtas dirvas, į orą pakeliama labai daug dulkių. Dirvožemio suslėgimo pasekmės didina šiltnamio efektą.

Kaip sumažinti suslėgimą

• Svarbu visus darbus atlikti tinkamu laiku, kai dirva yra fizinės brandos būklės arba pusiau tvirtos būsenos. Juo didesnis dirvos drėgnumas, tuo stipriau ir giliau suslegiamas armuo ir ypač poarmenis. Todėl pavasarį dirvas (ypač molingas) reikia įdirbti pakankamai subrendusias, o rudeninį žemės dirbimą reikia pradėti anksčiau, kol dar nešlapia.
• Reikia vengti ir per sausos dirvos dirbimo, nes, sugadinus jos struktūrą, vėliau tai taps suslėgimo priežastimi. Nuo suslėgimo saugo ir tręšimas organinėmis trąšomis, organinės medžiagos gausinimas augalų liekanomis ir žaliosiomis trąšomis. Atsparumą suslėgimui taip pat didina dirvožemių kalkinimas, nes dėl kalcio poveikio didėja patvarių dirvožemio agregatų.
• Svarbu racionali augalų kaita. Sunkesniuose, suslėgimui jautriuose dirvožemiuose reikėtų auginti mažiau augalų, kurių technologija reikalauja naudoti sunkiąją techniką ir kurių derlius nuimamas vėlai rudenį. Čia daugiau reikėtų auginti trumpesnės vegetacijos ir ankstyvesnių veislių augalus, vengti monokultūrų.
• Šiuo požiūriu verta auginti daugiau žieminių augalų, nes jiems skirta dirva ruošiama, jie sėjami, dažnai ir jų derlius nuimamas sausuoju periodu. Ypač vertingos daugiametės žolės. Apsaugoti dirvožemį nuo suslėgimo padeda ir gerai veikiantis drenažas.
• Vienas iš pagrindinių dirvožemio suslėgimo mažinimo būdų yra traktorių su tobulesnėmis važiuoklėmis naudojimas. Važiuoklės su sudvejintais ratais, plataus profilio padangomis, pusiau vikšrinės ar vikšrinės važiuoklės gerokai sumažina slėgimo intensyvumą. Kai ratai buksuoja, dirva suslegiama nuo 15 iki 20 proc. labiau.
• Pravažumą gerina, suslėgimą mažina ir slėgio sumažinimas padangose. Poarmenio suslėgimą važiuoklėmis labiausiai lemia ašies apkrovimas. Technologinės vėžės javų pasėliuose leidžia sumažinti suslėgtos dirvos plotą daugiau kaip 2,5 karto.
• Per didelį dirvožemio sutankėjimą daug sunkiau panaikinti poarmenyje, kuris tiesiogiai kasmetiniu žemės dirbimu neliečiamas ir augalų šaknų mažiau veikiamas negu armuo. Dažnai šis labiausiai suslėgtas 12–17 cm storio sluoksnis yra 25–45 cm gylyje. Tačiau dabar, vis dažniau taikant seklų bearimį žemės dirbimą, jau galimi ir du labiau sutankėję sluoksniai – armuo apačioje ir poarmenis.
• Neigiamas suslėgimo pasekmes poarmenyje, labiau armens pado gylyje, šiek tiek galima sumažinti keičiant arimo gylį. Tačiau dažnai to padaryti neleidžia armens storis arba suslėgto sluoksnio nepasiekia įprastiniai plūgai, todėl tenka naudoti įvairius gilaus purenimo padargus. Armens padui likviduoti reikėtų purenti bent 5 cm giliau už apatinę šio pado ribą.
• Purenti galima ištisai, juostomis ir po augalų eilėmis. Supurenus poarmenį juostomis, dirvožemis išlieka atsparesnis pakartotiniam suslėgimui. Poarmenio purenimui tinka panaudoti įvairios konstrukcijos giluminius purentuvus. Tą galima atlikti ir per arimą su prie plūgų įtaisytais vagos dugno purentuvais. Labiausiai paplitę sunkiųjų kultivatorių tipo poarmenio purentuvai. Dažnai naudojami ir pasvirieji purentuvai, kurių darbinės dalys yra kampu pasuktos ar išlenktos plokštės su keičiamais noragėliais. Daugumos poarmenio purentuvų konstrukciniai ypatumai leidžia kartu gana gerai išpurenti ir armenį.
• Vandens laidumui pagerinti suslėgtuose, ypač sunkiuose dirvožemiuose galima naudoti gilų plyšinimą ir kurminimą. Gilaus purenimo efektyvumą lemia purenamo sluoksnio drėgnumas. Purenant per sausą dirvą, susidaro dideli grumstai, į paviršių iškeliama dalis poarmenio. Purenant drėgną dirvą purentuvų darbinės dalys ją gniuždo ir gali dar labiau sugadinti. Tinkamiausios sąlygos giliam purenimui dažniausiai būna vasaros – ankstyvo rudens laikotarpiu.

LAMMC Joniškėlio bandymų stotyje buvo tirtos galimybės giliu purenimu atkurti vidutiniškai (po žieminių kviečių auginimo) ir smarkiai (po cukrinių runkelių auginimo) suslėgto sunkaus priemolio (armenyje) ant sunkaus molio (poarmenyje) dirvožemio potencialų derlingumą. Suslėgtam dirvožemiui atkurti labiausiai tiko purenimas sunkiojo kultivatoriaus tipo purentuvu 35–40 cm gyliu. Šiuo purentuvu gana intensyviai supurenamas ne tik poarmenis, bet kartu ir armuo. Purenimas plokščiapjoviu ir pasviruoju purentuvais buvo mažiau efektyvus. Šie padargai silpniau supurena armenį, dėl to po tokio smarkiai suslėgto divožemio purenimo netgi sumažėjo vasarinių miežių derlius, palyginti su tradiciniu arimu. Todėl suslėgtuose molinguose dirvožemiuose purenant poarmenį šio tipo giluminiais purentuvais, jie turėtų būti komplektuoti su darbinėmis dalimis armeniui purenti arba armenį reikėtų papildomai supurenti kitais padargais.

***

Natūraliems dirvožemių sutankėjimo veiksniams priklauso:

• didelis molio dalelių kiekis
• pernelyg didelis drėgnumas
• viršutinių sluoksnių ir dirvodarinių procesų suslėgti gilesni horizontai
• mažas organinės medžiagos kiekis
• liūtiniai lietūs ir kt.

Pagrindiniai antropogeniniai dirvožemių suslėgimo veiksniai, kurių poveikis Lietuvoje stiprėja, yra šie:

• didėjanti traktorių ir žemės ūkio mašinų masė
• nepakankamas humusingo sluoksnio (armens) storis
• žemės dirbimas ir kiti važinėjimai laukuose tuomet, kai dirva per daug drėgna
• nepakankamas organinių medžiagų įterpimas
• netinkama sėjomaina, monokultūrų auginimas ir kt.

Kas blogo vyksta suslėgtame dirvožemyje?

• Suslėgtame dirvožemyje labai pablogėja oro apykaita, o CO₂ išsiskyrimas sumažėja iki 1,5 karto.
• Labai suprastėja laidumas vandeniui. Suslėgtame sunkaus priemolio dirvožemyje vandens laidumas gali sumažėti nuo kelių iki keleto tūkstančių kartų. Limnoglacialinės kilmės priemoliai ir moliai, kurie apskritai mažai laidūs vandeniui, dėl gilesnių sluoksnių suslėgimo gali visai nepraleisti vandens.
• Drėgmė greičiau išgaruoja negu filtruojasi gilyn iki drenažo, gruntinis vanduo negali pakilti iki augalų šaknų, padidėja paviršinis vandens nuotėkis.
• Suslėgtas dirvožemis pavasarį ilgiau neišdžiūsta, o vasarą labiau nukenčia nuo sausrų ir liūčių.
• Suslėgtuose molinguose dirvožemiuose sausringais periodais labai supleišėja ne tik paviršiniai, bet ir gilesnieji sluoksniai.
• Tiek dėl padidėjusio paviršinio vandens nuotėkio, tiek ir dėl vandens nuotėkio per gilius plyšius nuplaunama daug trąšų ir pesticidų, teršiama aplinka.
• Dėl intensyvesnio drėgmės kilimo kapiliarais ir padidėjusio išgaravimo, suslėgtų dirvožemių temperatūra būna 1–2 ^oC žemesnė.
• Suslėgti dirvožemiai laidesni šilumai ir dėl to didesni temperatūros svyravimai neigiamai veikia augalus jų vegetacijos pradžioje.
• Dėl suslėgimo didėjantis dirvožemio kietumas lemia augalų šaknų sistemos vystymosi ir augalų augimo sutrikimus, didina pasipriešinimą dirvą dirbant. Didėjant suslėgimui, dirvožemio kietumas gali padidėti kelis kartus.
• Suslėgtos, sugadintos struktūros dirvos paviršiuje pavasarį po gausesnio lietaus susidaro kieta pluta, kuri ypač kenkia dygstantiems augalams.
• Dėl tų pačių priežasčių, nespėjus susigerti vandeniui, žiemą dirvos paviršiuje dažnai susidaro ledo pluta, po kuria dėl deguonies trūkumo augalai žūsta.
• Padidėjęs dirvožemio suslėgimas pablogina mikroorganizmų veiklą ir kartu sulėtina organinių medžiagų mineralizaciją. Sunkiuose dirvožemiuose dėl to dažnai susidaro anaerobinės sąlygos. Dėl jų rūgštėja dirvožemis, augalų šaknims trūksta deguonies, atsiranda ir kaupiasi anaerobiniai metabolitai.
• Suslėgtame dirvožemyje labai sulėtėja gumbelinių bakterijų veikla ir pupiniams augalams pradeda trūkti azoto, jų augimas sutrinka.
• Dėl nepalankių sąlygų suslėgtame dirvožemyje labai sumažėja sliekų.

***

Vadinamąjį biologinį dirvožemio purenimą geriausiai atlieka giliašakniai augalai: liucernos, dobilai ir kt. Aktyviai suslėgimą mažina ir kai kurie vienmečiai pupiniai (pupos, lubinai) ir bastutiniai (rapsai, aliejiniai ridikai, garstyčios) augalai. Tvirtinama, kad biologinis purenimas molingų dirvožemių struktūringumui yra net svarbesnis negu mechaninis.