Dirvožemis – viršutinis, purus Žemės plutos sluoksnis, susidaręs paviršutinėse uolienose (nuogulose), veikiamas vandens, oro, organizmų. Paprastai gebantis duoti augalų derlių, pagrindinė žemės ir miškų ūkio gamybos priemonė.
Dirvožemio savybės
Dirvožemio fizinės savybės
Nuo dirvožemio fizinių savybių priklauso, kiek jame susikaupia augalams reikalingų maisto medžiagų ir ar jiems užtenka vandens bei oro. Dirvožemių fizines savybes galima suskirstyti į bendrąsias ir fizines – mechanines. Bendrosioms fizinėms savybėms priskiriamas dirvožemio (kietosios dalies) tankis (lyginamasis svoris). Įvairių dirvožemių lyginamasis svoris yra nuo 1,3 iki 2,75 g/cm³.
Dirvožemio tankis išreiškiamas masės tūrinio tankio rodikliais (g/cm³). Pagal tankį skiriami tokie dirvožemiai:
Dirvožemio savybės priklauso ir nuo jo struktūringumo – gebėjimo susiskaidyti į įvairaus dydžio bei formos grumstelius. Pagal tų grumstelių formą skiriamos įvairios dirvožemių struktūros: tarpinė, riešutinė, grūdinė, plytelinė, plokštelinė ir kt. Kai kurių dirvožemių skirtingi horizontai turi savą struktūrą. Lemiami struktūringumo veiksniai yra dirvožemio koloidai (0,0001 mm), kurie suklijuoja dirvožemio daleles į atskirus struktūrinius agregatus, ir kalkės, suteikiančios jiems patvarumo. Didesniu strukūringumu pasižymi sunkesni, o mažesniu – lengvesni dirvožemiai.
Dirvožemio poringumu vadiname bendrą visų jame esančių porų bei tarpelių tūrį, išreikštą dirvožemio tūrio procentais. Didžiausias poringumas būdingas viršutiniams dirvožemio sluoksniams – 50-70 % (durpių – 90 %), o mažesnis – 35-50 % – gilesniems.
Iš dirvožemio fizinių – mechaninių savybių svarbiausios yra plastiškumas, brinklumas ir rišlumas:
Dirvožemio plastiškumas yra jo gebėjimas keisti savo formą veikiant kokiai nors išoriniai jėgai.
Brinklumas (higroskopiškumas) – dirvožemio savybė didinti savo tūrį drėkstant.
Rišlumas rodo dirvožemių gebėjimą pasipriešinti išorinėms jėgoms, besistengiančioms perskirti susijusias dirvožemio daleles. Didžiausiu rišlumu pasižymi molio, mažiausiu – smėlio dirvožemiai.
Viena forma – aktualusis rūgštingumas, priklausantis nuo dirvožemio tirpale esančių laisvų vandeniliojonų. Jei vandenilio jonų koncentracija tirpale yra didesnė už hidroksilo jonų koncentraciją, tai jo reakcija rūgšti, priešingu atveju – šarminė. Vandenilio jonų koncentracija dirvožemio tirpale svyruoja nuo 10-4 ligi 10-9 jonų vandens litre. Šie dydžiai (pH) reiškiami jų neigiamais dešimtainiais logaritmais, pvz., pH 4, pH 6 ir t. t.
Kita forma – kietosios dirvožemio fazės rūgštingumas, vadinamas potencialiuoju rūgštingumu. Jis skirstomas į mainų ir hidrolitinį rūgštumą:
Mainų rūgštingumą sudaro vandenilio jonų kiekis, kurį iš sorbento gali išstumti neutralių druskų (pvz., NaCl, KCl, BaCl) perteklius. Šis rūgštumas paprastai išreiškiamas pH dydžiais arba miliekvivalentais 100 g dirvožemio.
Hidrolitinį rūgštumą sudaro vandenilio jonų kiekis, kurį iš sorbento išstumia silpnų rūgščių ir stiprių šarmų tirpalas.
Šiuo metu apie 18,7 % Lietuvos žemės ūkio naudmenų yra rūgščios, o beveik 1 mln.ha – linkusios parūgštėti. Šiuos dirvožemius reikia reguliariai kalkinti.
Dirvožemio sorbcija
Dirvožemio sorbcija – tai dirvožemio galėjimas prisitraukti iš dirvožemio tirpalo įvairias medžiagas ir jas sulaikyti. Skiriamos kelios sorbcijos rūšys: mechaninė, biologinė, fizikinė, cheminė, fizikinė – cheminė. Dirvožemiuose didelę reikšmę turi fizikinė – cheminė, arba mainų sorbcija, tai yra dirvožemio sugebėjimas sugerti tirpalo jonus (katijonus ir anijonus) ir atiduoti tirpalui kitus anksčiau sorbuotus jonus.
Sorbavimo galią turi ne visa dirvožemio masė, bet tik jo dalis, sudaryta iš smulkiausių (0,00025 mm) mineralinių bei organinių dalelių – koloidų. Ji vadinama sorbuojančiuoju kompleksu (sorbentu). Neutraliame dirvožemyje paprastai esti sorbuoti šarminių metalų (bazių) (pvz., kalcis (Ca), magnis (Mg), natris (Na)) ir amonio (NH4)jonai. Sorbuotų bazių suma parodo, kiek dirvožemis turi sorbavęs šarminių metalų katijonų [išreiškiama miliekvivalentais (mekv.) 100 g dirvožemio].
Dirvožemio cheminė sudėtis
Dirvožemis susideda iš mineralinių, organinių ir organinių-mineralinių medžiagų. Mineralinių medžiagų šaltinis – gimtoji uoliena. Organinė medžiaga dirvožemyje yra augalinės ir gyvūninės kilmės. Dėl mineralinių ir organinių tarpusavio sąveikos susidaro sudėtingi organiniai – mineraliniai junginiai. Dirvožemių mineralinė dalis paprastai sudaro 80-90 %, o organinė mažiau negu 10 %.
Cheminiai elementai dirvožemyje yra įvairiuose junginiuose. Daugelio cheminių elementų labai reikia gyvūnams ir augalams augti. Svarbiausi makroelementai yra fosforas, kalis, azotas, siera, kalcis ir kt. Daugelio cheminių elementų rezervai dirvožemyje nedideli, kiek daugiau yra kalio. Kai kurių elementų augalijai reikia labai nedaug. Tokie vadinami mikroelementais. Tai boras, molibdenas, varis, cinkas ir kt. Makroelementų ir mikroelementų trūkumas kompensuojamas trąšomis.
Pirmoji – higroskopinis vanduo, kurį stipriai laiko dirvožemio dalelės. Ji galima pašalinti tik kaitinant dirvožemį 100 °C temperatūroje. Higroskopinis vanduo augalams neprieinamas.
Antroji forma – plėvelinis, arba puriai surištas, vanduo. Jis plona plėvele aptraukia dirvožemio daleles. Dirvožemyje jis juda lėtai, augalams sunkiai prieinamas.
Trečioji forma – kapiliarinis vanduo. Jis laikosi smulkiuose dirvožemio plyšeliuose – kapiliaruose.
Ketvirtoji forma – gravitacinis vanduo, kuris užpildo didžiuosius dirvožemio tarpus ir lengvai juda veikiamas žemės traukos.
Dirvožemio laidumas vandeniui. Laidumas vandeniui yra dirvožemio gebėjimas praleisti vandenį. Jis išreiškiamas ilgiu per laiko vienetą. Ši dirvožemio savybė priklauso nuo porų, plyšių skaičiaus ir jų dydžio. Labiausiai laidūs – smėlis ir žvyras, o mažiausiai – molio dirvožemiai.
Dirvožemio vandens imlumas yra jo savybė paimti ir išlaikyti drėgmę. Toks drėgmės kiekis dirvožemyje, kai augalai dėl jo stokos pradeda vysti, vadinamas augalų vytimo drėgme, arba vytimo koeficientu.
Lietuvos dirvožemiai
Lietuvos dirvožemiai priklauso jaurinių dirvožemių zonai. Jų vertikaliajame pjūvyje išskiriami trys pagrindiniai horizontai – A, B, C:
Viršutinysis horizontas (A) dažniausiai skirstomas į horizontus A 0, A 1 ir A 2. Horizontą A 0 sudaro miško augalų liekanų – spyglių, lapų, šakelių – paklotė. Horizontas A 1 yra pilkas ir vadinamas akumuliaciniu arba puveninguoju, nes jame telkiasi dirvožemio humusas (puvenų liekanos), susidaręs iš augalų bei gyvulių organinių medžiagų. Horizontas A 2 yra balzganas (pelenų spalvos), vadinamas jauriniu, arba išplaunamuoju. Nuo A 2 horizonto išsivystymo priklauso dirvožemių rūgštingumas ir maisto medžiagų kiekis. Kuo A 2 ryškesnis, tuo dirvožemis rūgštesnis ir tuo mažiau maisto medžiagų.
Po jauriniu horizontu (A 2) slypi iliuvinis įplautasis įvairių atspalvių rudas horizontas B, kuriame telkiasi iš viršutinių horizontų išplautos medžiagos.
Dar giliau (1-2 m) slūgso gimtoji uoliena – horizontas C.
Tarp šių horizontų įvairiuose dirvožemiuose skiriami dar tarpiniai (A1A2, A2B ir kiti) horizontai. Dirvožemių genetiniai horizontai vieni nuo kitų skiriasi ne tik išore, bet ir daugeliu fizinių bei cheminių savybių.
Lietuvos dirvožemiai susidarė ant jūrinių, upinių, ledyninių, vėjinių nuogulų. Šių nuogulų nevienodas karbonatingumas, jos skiriasi augalams reikalingų maisto medžiagų elementais. Karbonatingiausia gimtoji uoliena yra Vidurio Lietuvoje (karbonatų iki 30 %), mažiausia yra Aukštaitijos aukštumų nuogulose, o mažiausiai – Žemaičių ir Medininkų aukštumų nuogulose. Pagal mechaninę sudėtį Lietuvoje vyrauja priesmėliai, priemoliai, smėliai bei moliai.
Dirvožemio mechaninė sudėtis turi labai didelę reikšmę dirvožemių susidarymui, taip pat dirvožemių naudojimui žemės ūkio gamybai. Nuo mechaninės sudėties priklauso beveik visos dirvožemių fizinės ir fizinės – mechaninės savybės: tankumas, drėgmės imlumas, laidumas vandeniui, oro bei šilumos režimai ir kt.
Organinė dirvožemio dalis
Dirvožemio organinė dalis susideda iš organinių liekanų ir humuso – tamsios spalvos organinių medžiagų, lygiai persunkiančių viršutinę dirvožemio horizonto dalį. Humuso šaltinis yra aukštesniųjų augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų liekanos.
Lietuvos dirvožemiuose humuso kiekis labai nevienodas. Tai daugiausia priklauso nuo dirvožemių gimtosios uolienos mechaninės sudėties ir kiek joje yra augalams reikalingų maisto medžiagų. Jei Rytų Lietuvos vėlėniniuose jauriniuose dirvožemiuose yra 0,5-1 % humuso, tai derlinguose Vidurio Lietuvos karbonatiniuose dirvožemiuose jo esti 3 % ir daugiau.
Tyrimais ir stebėjimais nustatyta, kad kai kuriuose Lietuvos dirvožemiuose humuso kiekis mažėja. Tam didžiulę įtaką darė labai staigus perėjimas nuo arklių prie traktorių. Arkliniais padargais ardavo 12-18 cm, o traktoriniais – 18-25 cm gyliu. Humuso kiekis prasiskiedė pastorėjus ariamajam horizontui. Antra vertus, ūkiai pokario metais ir kolektyvizacijos pradžioje į galulaukes mažiau išgabeno organinių bei mineralinių trąšų. Tačiau Lietuvos žemdirbystės instituto tyrimais nustatyta, kad priemolinius dirvožemius tręšiant vidutinėmis mineralinių trąšų normomis, kasmet iškratant 10 t/ha mėšlo ir sėjomainoje auginant 2 metus daugiametes žoles, humuso ne mažėja, o daugėja.
