DIRVOŽEMIS – MIKROKOSMOSAS PO KOJOMIS

Prof. habil. dr. Antanas Svirskis

Dirvožemis Žemėje susidarė per eilę tūkstantmečių, vykstant sudėtingai sąveikai tarp dirvodarinių uolienų ir vandens, veikiant temperatūros pokyčiams, orui ir kitiems aplinkos veiksniams, abipusiai dalyvaujant šiame procese mikroorganizmams, augalijai ir gyvūnijai, o taip pat ir žmogui. Dirvožemis yra didžiulis žmonijos turtas, nes jis sudaro sąlygas vystytis gyvybei Žemėje. Taigi beveik visos planetos gyvybės egzistencija priklauso nuo keliasdešimt centimetrų storio paviršinio sluoksnio.

 

Dirvožemio mikroorganizmai ir jų reikšmė

Dirvožemyje pilna gyvybės. Čia  nuolat gyvena, bendrauja, kovoja,  gimsta ir miršta milijardai įvairiausių  mikroorganizmų. Jie aktyviai dalyvauja  augalų ir gyvūnų liekanų skaidyme.  Šiame procese dalyvauja ne tik  mikroorganizmai, bet ir visa dirvos  paviršiaus ir viršutinio dirvos sluoksnio  biota: moliuskai, kirmėlės, vabzdžiai –  smulkūs žinduoliai ir t.t.
Dirvožemyje pilna gyvybės. Čia nuolat gyvena, bendrauja, kovoja, gimsta ir miršta milijardai įvairiausių mikroorganizmų. Jie aktyviai dalyvauja augalų ir gyvūnų liekanų skaidyme.
Šiame procese dalyvauja ne tik mikroorganizmai, bet ir visa dirvos paviršiaus ir viršutinio dirvos sluoksnio biota: moliuskai, kirmėlės, vabzdžiai –
smulkūs žinduoliai ir t.t.

Dirvožemiu vadinamas purus paviršinis Žemės sausumos sluoksnis, sudarytas iš smulkių mineralinių dalelių, turintis organinės medžiagos – humuso, turtingas gyvaisiais organizmais ir apsprendžiantis augalų derlingumą. Vieni iš pirmųjų ant gimtosios uolienos apsigyveno autotrofiniai organizmai – nitrifikuojančios bakterijos, sierabakterės, ciano bakterijos, dumbliai, kerpės ir grybai. Jų yra daugybė rūšių ir porūšių. Mikroorganizmai, sąveikaudami su dumbliais, pirmuoninių vabzdžių lervomis, kirmėlėmis, stuburiniais gyvūnais bei aukštesniaisiais augalais, sąlygoja biocheminių procesų dirvožemyje įvairovę, eigą bei kryptis. Jie yra svarbiausi įvairių organinių ir mineralinių medžiagų transformacijos (kitimo) dalyviai, lemiantys augalų derlių. Be gyvojo dirvožemio nevyktų anglies, azoto, deguonies ir kitų dujų bei vandens apykaita gamtoje.

Dirvožemio „kvėpavimas“ kartu su fotosinteze ir organiniu kvėpavimu lemia atmosferos oro sudėtį. Daug mikroorganizmų rūšių sukelia augalų ir gyvūnų ligas, bet taip pat yra pesticidų ir daugelio kitokių teršalų destruktoriai. Gamtoje įvairūs mikroorganizmai gyvena kartu su aukštesniaisiais augalais ir gyvūnais. Jų tarpusavio santykiai yra įvairūs: simbiozė, komensalizmas, sinergizmas, metabiozė, antagonizmas, parazitizmas.

Mikroorganizmų dauginimuisi, augimui ir kvėpavimui reikalingos maisto medžiagos ir energija. Jų ląstelės specialių mitybos organų neturi. Vandenyje ištirpusios maisto medžiagos įsiurbiamos visu ląstelės sienelės ir citoplazmos membranos paviršiumi dviem būdais: pasyviu – osmoso ir aktyviu – pernešimo. Tokiais pat būdais iš ląstelių pašalinami ir medžiagų disimiliaciniai produktai. Mikroorganizmų ląstelėse vyksta labai intensyvi medžiagų apykaita. Palankiomis sąlygomis viena ląstelė suvartoja maisto 30 – 40 kartų daugiau nei pati sveria.

Nors atliekama daugybė mokslinių  tyrimų apie dirvos sluoksnelį po  kojomis žinoma kur kas mažiau nei  apie kosmosą
Nors atliekama daugybė mokslinių tyrimų apie dirvos sluoksnelį po
kojomis žinoma kur kas mažiau nei apie kosmosą

Augalų šaknys į dirvą išskiria organines rūgštis (obuolių, gintaro, vyno, citrinos, oksalo ir kitokias), cukrus, aminorūgštis (alaniną, liziną ir kitas), vitaminus, augimą skatinančias medžiagas, alkaloidus ir daugelį kitų medžiagų. Kiekvienos rūšies augalai išskiria tik jiems būdingas medžiagas. Tokiomis augalų išskyromis maitinasi aplink šaknis gyvenantys mikroorganizmai, vadinami šaknų zonos mikroorganizmais. Jie skirstomi į rizoplanos (šaknų) ir rizosferos (pašaknės) mikroorganizmus.

Rizoplanos mikroorganizmai tiesiogiai kontaktuoja su augalų šaknimis. Čia jų būna šimtus kartų daugiau negu dirvoje, už rizosferos ribų. Rizoplanos zonoje vyrauja Pseudomonas, žymiai mažiau Azotobacter, dar mažiau – celiuliozę skaidančių mikroorganizmų. Mikroorganizmų pasiskirstymas rizosferoje yra laipsniškas: kuo arčiau šaknų, tuo jų daugiau.

Saprofitiniai šaknų zonos mikroorganizmai nepatenka į augalo šaknis. Jie minta augalų išskyromis ir dirvos organinėmis medžiagomis. Tokie mikroorganizmai, mineralizuodami dirvos organines medžiagas, paruošia maistą augalams.

 

Mikorizė

Pirmasis mikorizę aprašė prof. F.  Kamenskis 1881 metais
Pirmasis mikorizę aprašė prof. F.
Kamenskis 1881 metais

Augalų šaknų zonoje gyvena ir specifiniai grybai (Glomus, Gigaspora, Acaulospora, Sclerocystis), su augalų šaknimis sudarantys mikorizę. Pirmiausia buvo ištirta, kad mikorizę sudaro sumedėję miško augalai – tiek lapuočiai, tiek spygliuočiai. Dabar nustatyta, kad mikorizę sudaro beveik visi sausumos augalai. Mikorizė gali būti ektotrofinė, endotrofinė, ektoendotrofinė ir įvairių pereinamų tipų. Ektotrofinė mikorizė būdinga sumedėjusiems augalams. Jų šaknys būna apipintos grybų hifais ir sudaro iš grybienos lyg ir makštį. Grybų hifai patenka ir į augalų šaknų ektodermos tarpuląsčius. Endotrofinė mikorizė būdinga žoliniams augalams. Grybų hifai patenka ne tik į šaknies tarpuląsčius, bet ir į pačias šaknų ląsteles. Šią mikorizę sudaro dauguma žemės ūkio augalų, net ir ankštiniai (pupiniai). Ektoendotrofinę mikorizę sudaro pievų ir ganyklų augalai. Endotrofinė mikorizė būdinga žoliniams augalams.

Augalai, sudarę mikorizę su grybais, geriau apsirūpina vandeniu ir mineralinėmis medžiagomis, lengviau pakelia sausras. Mikorizės grybai gerai skaido humusą bei kitas organines medžiagas ir gamina biologiškai aktyvias medžiagas. Kai sodinamas miškas arba įveisiamas parkas, daigų ir sodinukų šaknis reikia mikorizuoti. Tam gali būti panaudotas nedidelis miško dirvožemio kiekis, su šiuo dirvožemiu perkeliami ir mikorizės grybai.

 

Mineralizacijos procesas

Vykstant mineralizavimo (humifikavimo) procesui, iš organinių liekanų išlaisvinami cheminiai elementai, užtikrinama jų apykaita ir palaipsniui sudaroma dirvos derlingumo elementų atsarga – humusas. Tai dirvos organinių junginių kompleksas. Nors atlikta daugybė tyrimų, humuso susidarymo procesas ir sudėtis dar nėra visiškai ištirta. Humuso kiekis dirvoje priklauso nuo dviejų priešingų procesų – sintezės ir irimo. Be to humuso kiekis priklauso ir nuo drėgmės, temperatūros, rūgštingumo, sėjomainos, dirvos suspaudimo ir daugelio kitų veiksnių. Jį skaido dauguma bakterijų, proaktinomicetų, aktinomicetų ir grybų.

Mikrobiologinių procesų dinamika dirvoje priklauso nuo organinių medžiagų, temperatūros, rūgštingumo, augalinės dangos ir daugelio kitų veiksnių. Intensyviausiai mikrobiologiniai procesai dirvožemyje vyksta ir gausiausiai joje mikroorganizmų būna pavasarį, lėčiau rudenį, dar lėčiau vasarą ir lėčiausiai žiemą.

 

Prieš daug metų daktarė Eugenija Šimkūnaitė kiekvieno pasėlių purškimo  pesticidais neigiamą įtaką dirvožemio mikroorganizmams prilygino Černobilio  avarijos padariniams gyvajai gamtai. Kai kurie mikroorganizmai skaido pesticidus,  tačiau kasmet registruojami nauji, dažniausiai be rimtesnių tyrimų dirvos gyvybei
Prieš daug metų daktarė Eugenija Šimkūnaitė kiekvieno pasėlių purškimo
pesticidais neigiamą įtaką dirvožemio mikroorganizmams prilygino Černobilio avarijos padariniams gyvajai gamtai. Kai kurie mikroorganizmai skaido pesticidus, tačiau kasmet registruojami nauji, dažniausiai be rimtesnių tyrimų dirvos gyvybei

Dirvožemio degradacija ir tarša

Dirvožemio degradacija – tai procesas, kurio metu dėl antropogeninio, fizinio bei cheminio poveikio kinta dirvožemio savybės ir jis praranda savo pagrindines, derlingumą lemiančias savybes. Dirvožemio degradacija gali būti fizinė ir cheminė. Fizinę degradaciją sukelia dirvožemio erozija, suspaudimas, užmirkimas. Cheminę – lokali ir išsklaidyta dirvožemio tarša, rūgštėjimas. Visa tai radikaliai keičia dirvožemio biotos – per tūkstančius metų nusistovėjusias, gyvensenos sąlygas.

Dirvožemio tarša sąlyginai skirstoma į dvi grupes – pramoninės (tarp jų ir transporto) ir žemės ūkio kilmės. Pramoninės kilmės dirvožemio tarša dažnai būna lokali, greta pramonės įmonių, tačiau šiluminių jėgainių ir transporto priemonių išmetami teršalai gali pasklisti didelėse teritorijose.

Žemės ūkio skleidžiama tarša, kaip minėta, gali būti lokali ir išsklaidyta. Dirvožemio tarša, skirtingai nei oro ir vandens, gali būti ilgai nepastebėta. Žmogus su dirvožemiu nekontaktuoja taip artimai kaip su oru ar vandeniu. Be to, dėl dirvožemio buferinių ypatumų, jo savybių ar sudėties jo pokyčiai gali pasireikšti ne iš karto. Vis didėjantis žalingas antropogeninis poveikis dirvožemio mikroorganizmams stebimas nuo XIX a. pabaigos. Kasdien yra sukuriama naujų cheminių medžiagų, kurios patekusios į dirvą dažniausiai neigiamai veikia gyvuosius dirvožemio komponentus.5

Ypač pavojingas daugkartinis įvairių pesticidų ir jų kompleksų naudojimas, kai neatsigavę po eilinio purškimo dirvos mikroorganizmai gauna pakartotinę dozę nuodų. Įvairūs pesticidai skirtingai veikia dirvos mikroorganizmus, daugiau ar mažiau suardydami natūralią biologinių procesų pusiausvyrą dirvoje. Dirvožemio gyvybei labai kenksmingas masinis glifosatų naudojimas. Nemaža dalis Lietuvos žemdirbių, naudodami vis didesnius mineralinių trąšų ir pesticidų kiekius, gauna didelius įvairių žemės ūkio kultūrų derlius. Tačiau tai – lazda su dviem galais. Trąšos yra tarsi dopingas ar narkotikai. Kai prarandamas natūralus dirvožemio derlingumas, jų reikia vis daugiau, prastėja produkcijos kokybė, didėja savikaina ir nukenčia gamtinė aplinka. Gamtoje niekas iš nieko neatsiranda. Nekompensuojant išnešamų maisto medžiagų ir nesilaikant sėjomainų, degraduoja dirvos makro- ir mikroorganizmai, silpnėja jų biologinis aktyvumas.

Pertręšimas organinėmis trąšomis irgi žalingas dirvožemio mikroorganizmams. Stažuojantis Olandijoje ne kartą teko girdėti, kad daug jų laukų yra pertręšta organinėmis trąšomis ir dirvožemis tapo negyvas. Todėl ten dirvai atgaivinti plačiai naudojami dirvos mikroorganizmų preparatai, o gyvulių galima laikyti tiek, kiek galėsi panaudoti mėšlo, neviršydamas leistinų tręšimo normų. Sovietų sąjungos įtakos zonoje buvusioje Rytų Vokietijoje, po Berlyno sienos griūties atgavę savo ūkius, savininkai susidūrė su negyvo dirvožemio problema ir tik po kelerių ūkininkavimo metų atkūrė natūralų dirvos derlingumą, nes su mėšlu patekę antibiotikai buvo pražudę dirvos mikroorganizmus.

Ūkininkavimo pagrindas turėtų  būti – sveikas dirvožemis – sveiki  augalai – saugus maistas, nes gamtoje  niekas niekur nedingsta. Dirvožemių  erozija, degradacija, urbanizacija,  dykumėjimas, rūgštėjimasis bei  druskėjimas kelia pavojų visai vis  sparčiau besidauginančiai planetos  Žemės civilizacijai. Atitolinti tą grėsmę  yra visų mūsų, dabar gyvenančių,  pareiga
Ūkininkavimo pagrindas turėtų būti – sveikas dirvožemis – sveiki
augalai – saugus maistas, nes gamtoje niekas niekur nedingsta. Dirvožemių erozija, degradacija, urbanizacija,
dykumėjimas, rūgštėjimasis bei druskėjimas kelia pavojų visai vis
sparčiau besidauginančiai planetos Žemės civilizacijai. Atitolinti tą grėsmę yra visų mūsų, dabar gyvenančių,
pareiga

Ilgalaikiais, daugiau kaip 20 metų trukusiais tyrimais, atliktais Šveicarijoje, Vokietijoje, Švedijoje ir kitose šalyse, įrodyta, kad organinės žemdirbystės sistemos yra žymiai pranašesnės ir stabilesnės už intensyviąsias beveik pagal visus dirvožemio derlingumo parametrus: didesnė biotos įvairovė, jų biomasė ir aktyvumas, daugiau mikorizinių grybų. Todėl geriau panaudojamas fosforas, daugiau naudingų artropodų, geresnė dirvos struktūra, didesnis bendras organinės anglies (humuso) kiekis ir efektyviau panaudojamos maisto medžiagos. Panašūs duomenys gauti atliekant ilgalaikius dirvožemio tyrimus Lietuvoje, kai buvo palyginta dirvos suslėgimo, įvairių sėjomainų, tręšimo mineralinėmis ir organinėmis trąšomis bei organinės ir intensyvios žemdirbystės sistemų įtaka įvairiems mikrobiologniams procesams (naudingų mikroorganizmų paplitimui, aminorūgščių susikaupimui, hidrolitinių fermentų aktyvumui) bei jų sąveikai su dirvos agrocheminėmis, fizikinėmis savybėmis ir augalų derliumi.

Nepaisant naujausių mokslinių tyrimų rekomendacijų ir dėl gausaus mineralinių trąšų bei pesticidų naudojimo, Lietuvos dirvožemis prastėja. Apie 90 proc. dirvų negauna mėšlo ir komposto, vis mažiau šiaudų patenka į dirvą. Didžioji dauguma ūkių augina tik varpinius javus ir rapsus. Taip alindami dirvas mažina humuso kiekį jose, o siekiamam derliui gauti reikia vis daugiau trąšų ir pesticidų. Daug vilčių teikia žalinimo programa, nes pievose ir dirvonuose bujoja įvairių rūšių augalai ir dirvožemio mikroorganizmai, didėja dirvos potencinė galia. Didelį pavojų dirvos mikroorganizmams ir visai gyvajai gamtai kelia ir dar sukels vis labiau plintantis evoliucijos vėžys – GMO. Parengta pagal: Mikorizės reikšmė žemės ūkio ir miško augalams. Aleksandro Stulginskio universitetas, 2014 m. spalio 24 d. Autorius yra Lietuvos ekologinės žemdirbystės asociacijos ir sambūrio „Patirtis“ narys.

Buvo manoma, kad mikroorganizmai  yra kosmopolitai. Naujausi tyrimo  duomenys rodo, jog įvairių tipų  dirvožemiuose ne tik kad nevienodas  mikroorganizmų kiekis, bet ir skirtinga  genetinė ir rūšinė sudėtis. Tai sudaro  prielaidas efektyvesnių mikrobų  selekcijai ir ji jau vykdoma daugelyje  šalių
Buvo manoma, kad mikroorganizmai yra kosmopolitai. Naujausi tyrimo duomenys rodo, jog įvairių tipų dirvožemiuose ne tik kad nevienodas mikroorganizmų kiekis, bet ir skirtinga genetinė ir rūšinė sudėtis. Tai sudaro prielaidas efektyvesnių mikrobų selekcijai ir ji jau vykdoma daugelyje šalių
Palikti atsiliepimą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.