- Dr. Donata DRAPANAUSKAITĖ LAMMC Žemdirbystės institutas
- Mano ūkis
Kalkinimas yra ekonomiškiausias dirvožemio rūgštumo gerinimo būdas, tik reikia pasirinkti tinkamas medžiagas, nes jų sudėtis ir efektyvumas skiriasi.
Dirvožemio rūgštumas yra viena pagrindinių augalininkystės ir dirvožemio degradacijos problemų visame pasaulyje. Bendras rūgščių dirvožemių plotas pasaulyje yra apie 4 mlrd. hektarų.
Dėl dirvodarinės uolienos genetinės prigimties ir didesnio kritulių kiekio dirvožemiai daugelyje šalių rūgštėja, Lietuvoje taip pat.
Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro (LAMMC) Agrocheminių tyrimų laboratorijos ilgalaikiai tyrimai rodo, kad nuolat didėja rūgščių dirvožemių plotai. Tai ypač matyti Vakarų ir Rytų Lietuvoje. Tyrimų duomenimis, dabar Lietuvoje yra 21,8 proc. rūgščių dirvožemių, kurių pH yra mažesnis nei 5,6, tai yra dvigubai mažiau nei buvo 1960-aisiais, bet daugiau nei prieš 10–15 metų, o tai rodo, kad dirvožemis rūgštėja.
Dirvožemio rūgštėjimas yra nuolatinis natūralus procesas, tačiau jį taip pat gali paskatinti rūgštūs lietūs, maisto medžiagų išsiplovimas ir žmogaus veikla, pavyzdžiui, rūgščių trąšų naudojimas ar augalinių medžiagų nuėmimas ir jų negrąžinimas į dirvą.
Remiantis ilgalaikiais tyrimais, dirvožemio rūgštėjimo (pH) pokyčiai keičia jo cheminę sudėtį, o tai daro didelę įtaką augalų derlingumui. Rūgštėjantis dirvožemis keičia biologinę įvairovę ir padidina maisto medžiagų, tokių kaip kalis (K), natris (Na), kalcis (Ca) ir magnis (Mg), išplovimą, todėl sumažė ja augalų produktyvumas ir padidėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija. Sumažėjęs dirvožemio pH kenkia daugelio pasėlių (miežių, rapsų, dobilų, cukrinių runkelių) produktyvumui. Be to, dirvožemio pH turi įtakos maisto medžiagų prieinamumui ir padidina toksiškų metalų tirpumą, dėl ko augaluose atsiranda disbalansas.
Kalkinimas yra ekonomiškiausias dirvožemio rūgštumo gerinimo būdas. Jo kaina ir efektyvumas priklauso nuo pasirinktų medžiagų. Kalkinimo medžiagos skirstomos į grupes pagal jų prigimtį ir funkciją. Ilgą laiką populiariausios buvo maltos natūralios kalkinimo medžiagos. Tačiau gamtos ištekliai riboti, ne visos šalys gali pasigirti dideliais jų kiekiais, o maltas medžiagas laikyti ir transportuoti yra brangu, nepatogu, todėl ieškoma alternatyvų.
Kalkinimo medžiagos skiriasi chemine sudėtimi ir kokybe. Svarbiausi veiksniai, lemiantys jų kokybę yra šie: cheminė sudėtis (neutralizacijos vertė; reaktyvumas), dalelių dydžio pasiskirstymas ir drėgmės kiekis.
Kalkinimo medžiagų kokybė
Neutralizacijos vertė (NV) parodo medžiagos kiekį procentais, kuris gebės neutralizuoti rūgštį, išreikštą kalcio oksido (CaO) ekvivalentu. Pagal naujausią Europos Sąjungos reglamentą 2019/1009 mažiausia kalkinimo medžiagų neutralizacijos vertė turi būti 15 proc., išreikšta CaO ekvivalentu.
Kitas ne mažiau svarbus kalkinimo medžiagų kokybės rodiklis yra reaktyvumas. Jis parodo reakcijos greitį, kaip greitai medžiagos reaguoja su dirvožemiu, kad neutralizuotų jo rūgštumą. Šį rodiklį kalkinimo medžiagose taip pat nustato ES reglamentas 2019/1009. Mažiausias kalkinimo medžiagų reaktyvumas turėtų būti 10 proc., kai jis nustatomas su druskos rūgštimi, arba 50 proc., kai reaktyvumas nustatomas atliekant 6 mėnesių inkubacijos bandymą.
Kalkinimo medžiagų reaktyvumas priklauso nuo jų fizinių savybių, tokių kaip dalelių dydis. Reaktyvumą mažina jose esantis magnio kiekis.
Kalkinimo medžiagų drėgmės kiekis neturi įtakos jų efektyvumui. Tačiau tai yra labai svarbus veiksnys skaičiuojant medžiagų normas. Drėgmė gali pagerinti miltinių kalkinimo medžiagų paskleidimą ir sumažinti jų dulkėtumą. Neturėtų būti daugiau nei 10 proc. drėgmės kalkinimo medžiagose.
Smulkumas arba dalelių dydžio pasiskirstymas yra vienas iš trijų labai svarbių parametrų, turinčių įtakos kalkinimo medžiagų efektyvumui. Kalkinimo medžiagų dalelių dydis lemia, kaip greitai medžiaga gali reaguoti su dirvožemiu ir neutralizuoti rūgštį. Medžiagos su daugiau smulkesnių dalelių turi didesnį paviršiaus plotą, kuris reaguoja su rūgščiu dirvožemiu. Smulkesnės kalkinimo medžiagų dalelės greičiau tirpsta ir reaguoja su rūgštimi, esančia dirvožemyje. O stambesnės dalelės tirps lėčiau, dėl to dirvožemis bus neutralizuojamas lėčiau – jų poveikis išryškės po ilgesnio laiko.
Ištirti fizikiniai ir cheminiai rodikliai
LAMMC buvo vykdomi jungtiniai kalkinimo medžiagų tyrimai. Pasirinkus 5 skirtingas kalkinimo medžiagas, buvo atlikti ne tik lauko ir vegetaciniai tyrimai, bet ir ištirti šių medžiagų fizikiniai ir cheminiai rodikliai.
Atlikti fiziniai kalkinimo medžiagų tyrimai parodė, kad didžiausiais neutralizacijos verte, reaktyvumu ir smulkumo rodikliu pasižymėjo malta kreida. Mažiausia neutralizacijos vertė nustatyta granuliuotos kalkinimo medžiagos su pelenais, o mažiausias reaktyvumas – trupinto dolomito ir granuliuotos kalkinimo medžiagos, taip pat pastarojoje medžiagoje nustatytas didesnis nei 10 proc. drėgmės kiekis, kuris nėra pageidautinas.
Granulių stipris yra svarbus granuliuotų kalkinimo medžiagų fizinis parametras, nurodantis reikalingą slėgį granulei sutraiškyti. Esant mažam granulių stipriui, jos gali lengvai sutrupėti, dėl to gali sulipti sandėliuojamos ar transportuojamos, taip pasunkėtų jų paskleidimas. Kita vertus, per didelis granulių stiprumas taip pat gali būti problemiškas, nes gali sulėtinti ir galbūt užkirsti kelią maisto medžiagų išsiplovimui.
Atlikti tyrimų rezultatai parodė, jog kalkinimo medžiagų granulių stiprumas tiesiogiai priklauso nuo jų dydžio.
Eksperimentai laukuose
Laboratorijoje ištyrus kalkinimo medžiagų fizikinius ir cheminius parametrus, LAMMC Vėžaičių filialo bandymų laukuose buvo atliktas lauko eksperimentas, siekiant įvertinti skirtingų kalkinimo medžiagų efektyvumą natūraliomis sąlygomis.
Greičiausias ir didžiausias dirvožemio pH padidėjimas buvo gautas panaudojus maltą kreidą, kuri praėjus 4 mėnesiams po kalkinimo dirvožemio pH padidino 1,05 pH vieneto. Tačiau po 15 mėnesių pastebėta pH mažėjimo tendencija dėl iškritusio didelio kritulių kiekio 2017 m., kuris, tikėtina, paskatino kalcio (Ca) jonų išsiplovimą.
Dirvožemio pH padidėjimas kalkinant trupintu dolomitu ir granuliuota kalkinimo medžiaga (2–5 mm dalelės) nebuvo statistiškai reikšmingas, palyginti su nekalkintu dirvožemiu.
Tarpusavyje vertinant kalkinimo medžiagas, rezultatai parodė, kad granuliuota kalkinimo medžiaga su pelenų priedu reikšmingai efektyviau neutralizavo dirvožemio rūgštumą nei trupintas dolomitas. Nors dirvožemio pH padidėjo, bet jis yra statistiškai nereikšmingas, palyginti su malta kreida ar smulkios ir vidutinės frakcijos granuliuotomis kalkinimo medžiagomis.
LAMMC atlikti tyrimai su įvairios cheminės ir fizinės sudėties kalkinimo medžiagomis parodė, kad pirmaisiais metais, kai kalkinimo norma buvo 5 t/ha, didžiausias derliaus padidėjimas (10 proc.) gautas kalkinant malta kreida. Tačiau, praėjus dviem metams po kalkinimo, didžiausią derliaus priedą (32–40 proc.) davė kalkinimas granuliuotomis medžiagomis, trečiais tyrimo metais kalkinimas visomis medžiagomis derlių padidino vienodai.
Tad renkantis kalkinimo medžiagas svarbu įvertinti, kokio efekto tikimės. Greitai neutralizuoti dirvožemį tinkamiausios medžiagos, kurių dalelės mažiausios, o pakalkinus granuliuotomis ar trupintomis kalkinimo medžiagomis efekto galime tikėtis tik po kelerių metų.