Pasikartojantys dirvų įšalimo-atitirpimo ciklai dirvožemyje lemia jo fizikinę būklę. Po šaltų žiemų, kai slūgso susiformavęs gilus įšalas, dirvos būna struktūringos, gerai šalčio išpurentos. Deja, jau trečia žiema iš eilės įšalo mūsų dirvose nėra, taigi ir gerojo jo poveikio dirvožemio struktūrai nėra ko tikėtis.

Lietuva yra vidutinio klimato zonoje, kurioje gana ryškus metų laikų sezoniškumas. Oro temperatūros svyravimai ir kritulių kiekis yra vieni iš svarbiausių veiksnių, darančių įtaką dirvožemio struktūros pokyčiams dirvožemyje, kurie yra svarbūs žemdirbiams.

Mums įprasta, kad, pasibaigus augalų vegetacijai, pagausėja kritulių, dirvos tampa drėgnos ar net šlapios. Orai atvėsta, sulaukiame neigiamų temperatūrų. Dirvose susiformuoja įšalas. Tačiau pastebime, kad tai vyksta ne kasmet, o jei vyksta, tai neretai šalčius keičia atlydžiai. Įšalo gylis atskirais metais būna labai įvairus. LAMMC Žemdirbystės institute atlikti stebėjimai parodė, jog buvo žiemų, kai įšalas siekė net 74 cm gylį (2011–2012 m.). Tačiau dabar jau trejus metus iš eilės dirvose įšalo visai nebuvo.

Mūsų dirvožemiai yra moreninės kilmės. Juose yra apie 45–50 proc. smėlio (2,0–0,063 mm) dydžio dalelių. Jų savybė ta, kad dirvos greitai supuola, sutankėja. Blogai praleidžia vandenį, užmirksta. Įšalas svarbus, nes po šaltos žiemos dirvos būna purios, struktūringos, šalčio išpurentos. Ir visa tai nieko nekainuoja.

Pasikartojantys dirvų įšalimo-atitirpimo ciklai dirvožemyje lemia dabartinę jo fizikinę būklę. Drėgmės kiekis (orasausis dirvožemis; dirvožemis, sukaupęs lauko drėgmės vandens kiekį, ir dirvožemis, sukaupęs 90–95 proc. vandens kiekio nuo maksimalaus imlumo) turėtų būti itin svarbus dirvožemio struktūros formavimo veiksnys veikiant įšalimo- atitirpimo procesams dirvožemyje. Žemdirbiams naudinga žinoti, kokių dirvožemio struktūros pokyčių galima tikėtis pavasarį, jei, mažėjant iškrentančių kritulių kiekiui, vandens kiekis dirvose taip pat sumažėtų.

LAMMC Žemdirbystės institute atliktų tyrimų tikslas buvo nustatyti vandenyje patvarių dirvožemio agregatų (grumstelių) sudėties pokyčius vykstant įšalimo-atitirpimo procesams rudžemyje ir balkšvažemyje, esant natūraliai ir antropogeniškai žemėnaudos ir skirtingo intensyvumo žemės dirbimo įtakai.

Vandenyje patvarūs agregatai

Dirvožemio agregatai yra svarbus dirvožemio kokybės vertinimo rodiklis, nes jie didina poringumą, infiltraciją, vandens išlaikymą, mažina eroziją ir taip skatina augalų derlingumą. Be to, jie turi įtakos vandens judėjimui, aeracijai, temperatūrai ir dirvožemio mechaniniam atsparumui išorinėms jėgoms. Žemės dirbimas yra vienas dažniausiai minimų dirvožemio struktūrą ir organinės medžiagos kiekį lemiančių veiksnių. Atsižvelgiant į tai, dirvožemio agregatų tyrimai buvo vykdomi dirbamoje dirvoje (taikant tradicinį ir supaprastintą žemės dirbimą), taip pat natūraliose gamtinės aplinkos fonuose – miško dirvožemiuose.

Nustatyta, kad balkšvažemyje, nesvarbu, koks jo naudojimo būdas (žemėnaudos), buvo rasta daugiausia vandenyje patvarių dirvožemio agregatų. O pats didžiausias jų kiekis buvo miško dirvožemyje.

Dirvožemyje, kuriame taikytas supaprastintas žemės dirbimas, nepriklausomai nuo drėgmės kiekio prieš dirvos užšalimą-atitirpimą, buvo daugiau vandenyje patvarių agregatų, palyginti su tradiciškai dirbta dirva. Bet balkšvažemyje jų buvo 1,7–2,2 karto daugiau negu rudžemyje.

Taikant tradicinį žemės dirbimą, skirtumai buvo mažesni, tačiau balkšvažemyje patvarių agregatų vis tiek buvo vidutiniškai 1,2 karto daugiau negu rudžemyje. Drėgmės kiekis rudžemyje, prieš jį užšaldant, esminės įtakos agregatų patvarumui neturėjo. O balkšvažemyje didėjantis drėgmės kiekis prieš dirvožemio užšalimą mažino agregatų patvarumą.

Vidutinis vandenyje patvarių agregatų kiekis tirtuose dirvožemio tipuose ir dirvožemių gyliuose mažėjo tokia seka: miškas > supaprastintas žemės dirbimas > tradicinis žemės dirbimas.

Vidutinis vandenyje patvarių agregatų kiekis rudžemyje nepriklausė nuo drėgmės kiekio prieš užšalimą, o balkšvažemyje visose žemėnaudose mažėjo tokia seka: orasausis dirvožemis > dirvožemis, sukaupęs lauko drėgmės vandens kiekį > dirvožemis, sukaupęs 90–95 proc. vandens kiekio nuo maksimalaus imlumo.

Dirvožemio organinė anglis

Dirvožemio organinės anglies kiekis 0−40 cm dirvožemio sluoksnyje vidutiniškai siekė nuo 9,2 iki 18,2 g/kg rudžemyje ir nuo 6,5 iki 15,8 g/kg balkšvažemyje. Dirvožemio organinės anglies kiekis pamažu mažėjo gilėjant horizontų sluoksniams.

Padidėjęs antropogeninis aktyvumas lėmė reikšmingą organinės anglies kiekio sumažėjimą visame 0–40 cm sluoksnyje. Tiek tradicinis, tiek ir supaprastintas žemės dirbimas rudžemio 0–40 cm sluoksnyje šią vertę sumažino 2 kartus, palyginti su organinės anglies kiekiu miško dirvožemyje. Didžiausi skirtumai nustatyti 0–10 cm sluoksnyje – nesvarbu, koks žemės dirbimas, organinės anglies kiekis buvo 3,1 karto mažesnis negu miške.

Balkšvažemyje organinės anglies kiekis dirvožemyje visame 0–40 cm sluoksnyje, naudojant tradicinį žemės dirbimą, buvo 2,4 karto mažesnis, supaprastintą žemės dirbimą – 1,2 karto mažesnis negu tame pačiame miško sluoksnyje. Tradicinis žemės dirbimas ypač smarkiai (3,4 karto) sumažina dirvožemio organinę anglį 0–10 cm sluoksnyje, o 10–25 cm sluoksnyje dirvožemio organinės anglies kiekis sumažėjo 1,8 karto, palyginti su tuo pačiu miško dirvožemio sluoksniu.

Taikant supaprastintą žemės dirbimą, organinės anglies sumažėjo 0–10 ir 10–25 cm sluoksniuose, palyginti su mišku, mažiau – atitinkamai 1,8 ir 1,3 karto. Be to, balkšvažemyje organinės anglies kiekis, taikant intensyvų (tradicinį) žemės dirbimą, 0–10 cm, 10–25 cm ir 25–40 cm sluoksniuose buvo atitinkamai 2,0, 1,5 ir 4,3 karto mažesnis, negu taikant supaprastintą žemės dirbimą.

Žemės dirbimo būdai ir žemėnauda lėmė pakitusią organinės anglies stratifikaciją, t. y. pasiskirstymą dirvožemyje tarp 0–10 cm ir 10–25 cm sluoksnių. Rudžemyje tradiciškai dirbant dirvožemį organinės anglies santykis tarp šių sluoksnių buvo 0,94, dirbant supaprastintai – 1,13, o miške – net 3 kartus didesnis ir siekė 3,34. Balkšvažemyje šie santykiai buvo atitinkamai 0,84, 1,17 ir 1,54.

Organinės anglies įtaka vandenyje patvariems agregatams

Vandenyje patvarių agregatų kiekis dirvožemyje per užšalimą tiesiogiai priklausė nuo organinės anglies kiekio. Esant įvairiam dirvožemio drėgmės lygiui (orasausiam, sukaupusiam lauko drėgmės vandens kiekį ir sukaupusiam 90–95 proc. vandens kiekio nuo maksimalaus vandens imlumo), visame 0–40 cm sluoksnyje didėjantis organinės anglies kiekis lėmė nuosekliai didėjantį agregatų patvarumą.

Organinės anglies kiekis turėjo tiesioginę teigiamą įtaką vandenyje patvarių agregatų formavimuisi tiek rudžemyje, tiek ir balkšvažemyje, tačiau didesnis vandenyje patvarių agregatų susiformavimo potencialas 0–40 cm sluoksnyje nustatytas balkšvažemyje, palyginti su rudžemiu.

Labai tikėtina, kad mūsų vidutinio klimato zonoje klimatas sausės. Vanduo taps labai svarbiu veiksniu žemdirbystėje ir augalininkystėje. Šią žiemą vasario pradžioje Dotnuvoje sniego storis laukuose buvo nemenkas, 20–25 cm, o įšalo, deja, nebuvo iki pat pavasario. Galima spėti, kad dirvų struktūra šį pavasarį, deja, nebus gera.

Remiantis Dotnuvos meteorologijos stoties duomenimis, esant 20–22 cm sniego storiui laukuose, vandens atsargos sniege buvo 57 mm. Vasario pabaigoje sniego storis sumažėjo iki 6 cm, vandens atsargos jame taip pat sumažėjo ir buvo 48 mm. Prisimenant, jog praėjusių metų rudenį Lietuvoje buvo hidrologinė sausra, dirvos rudenį buvo gana sausos, o žiemą įšalo beveik nebuvo, šį pavasarį galime tikėtis greito vandens iš laukų nudrenavimo bei ankstyvo laukų džiūvimo.

Jei orai staiga ir anksti atšiltų, turbulentinis drėgmės garavimas, gairinant pavasariniams vėjams, labai greitai išdžiovintų ne tik viršutinį dirvos sluoksnį, bet ir armenį. Taigi, žemdirbiai, kurie sugebės operatyviai pasėti vasarinius augalus, esant minėtoms drėgmės sąlygoms, gali tikėtis greito sėklų sudygimo ir vienodo pasėlio suformavimo.