Žemės ūkyje naudojamas drenažas keičia dirvožemį labiau ir greičiau nei manyta
Dirvožemis ne tik kaupia anglį, bet ir veikia kaip filtravimo sistema, palaikanti paviršinio ir gruntinio vandens švarą. Dirvožemyje esančios mineralinės dalelės (pavyzdžiui, molis) yra labai svarbios organinės medžiagos ir maisto medžiagų (pavyzdžiui, fosfatų) gerčiai ir stabilizavimui. Jos taip pat gali sumažinti pesticidų toksinį poveikį. 2008 m. atlikto tyrimo metu nustatyta, kad mineralinių dalelių šalia drenažo įrenginių reikšmingai sumažėja praėjus vos 16 metų nuo jų įrengimo. Anksčiau buvo manyta, kad tokie pokyčiai užtrunka šimtmečius ar tūkstantmečius. Nepaisant šių išvadų, tyrimas nebuvo pakartotas iki ES lėšomis finansuojamo projekto IDESoWa (Increased drainage effects on soil properties and water quality). Jo metu pirmą kartą bandyta nustatyti, kaip dirvožemio mineralinės sudėties pokyčiai veikia organinių ir maisto medžiagų apykaitą. Panašiai kaip ir 2008 m. tyrime, projekto IDESoWa metu nustatyta, kad netoli drenažo įrenginių mažėja molio dalelių. „Daroma prielaida, kad dirvožemio mineralinės sąlygos per visą žmogaus gyvenimą išlieka gana statiškos“, – aiškina programos „Marie Skłodowskos-Curie veiksmai“ stipendijos gavėja Antra Boča, dirbanti projektą įgyvendinančiame Latvijos gyvybės mokslų ir technologijų universitete.
Žemės ūkyje naudojamos drenažo sistemos ir dirvožemio evoliucija
Dirvožemio vandens tvarkymo metodai, tokie kaip požeminio drenažo sistemos, gali pakeisti dirvožemio procesus. Nepaisant to, atlikta stebėtinai mažai tyrimų apie žmogaus veiklos poveikį dirvožemio mineralinei sudėčiai. IDESoWa komanda, norėdama daugiau sužinoti apie žemės ūkyje naudojamų drenažo sistemų poveikį dirvožemio procesams, iškasė duobes statmenai keraminiams drenažo vamzdžiams pagal tris skirtingus žemės naudojimo scenarijus: sunkus priemolis įdirbtoje dirvoje ir ganyklose, susidariusiose ant ledyninių nuogulų, ir dulkiškasis priemolis neįdirbtoje dirvoje, susidariusioje ant ledyninių ežerų nuogulų. Tyrėjai rinko dirvožemio mėginius įvairiais atstumais nuo drenažo įrenginių. Labiausiai nutolusiame dirvožemyje vandens prisotinimo sąlygos yra panašiausios į tas, kurios buvo prieš drenažo įrengimą, todėl galima palyginti nepakitusius ir pakitusius dirvožemius. Dirvožemio mėginiai buvo imami kasant iki drenažo vamzdžių, maždaug vieno metro gylyje, siekiant nustatyti jo mineralinę sudėtį, fosforo įgerties savybes, organinės anglies stabilumą ir azoto apykaitą. „Nors dėl pandemijos kai kurių duomenų dar negavome, jau turime įdomių rezultatų. Nustatėme, kad per 40 metų požeminis drenažas gali taip pakeisti dirvožemio mineralinę sudėtį, kad pokyčiai akivaizdūs net tokiose heterogeninėse medžiagose kaip ledyninės nuogulos“, – teigia Antra Boča. Šiek tiek netikėtai komanda nustatė, kad, kitaip nei molio atveju, bendra geležies koncentracija nesikeičia, kad ir koks būtų atstumas iki drenažo. „Kadangi geležis yra glaudžiai susijusi su molio dalelėmis, galima tikėtis sumažėjimo, panašaus į molio. Be to, nevienodos dirvožemio rūgštingumo atsistatymo sąlygos skirtingu atstumu nuo drenažo taip pat turėtų veikti geležies mobilumą. Arčiau drenažo esančiame dirvožemyje deguonies trūkumas paprastai būna mažesnis, nes vanduo greitai nuteka, tuo tarpu toliau esančiame dirvožemyje deguonies koncentracija mažėja, nes yra daugiau vandens prisotinimo galimybių“, – tęsia Antra Boča. Komanda ketina ištirti įvairias geležies formas, nes dabartinė išvada atrodo nelogiška. „Geležis yra labai svarbi maisto medžiagų ir organinės medžiagos apykaitai, todėl turime suprasti, kas vyksta“, – priduria Antra Boča.
Tvarus dirvožemio valdymas
Mineralai yra dirvožemio pagrindas. Jie daro poveikį daugeliui biologinių ir cheminių procesų. Perpratus požeminių drenažo įrenginių sukeliamus pokyčius bus lengviau į žemdirbystę įtraukti ekosistemines paslaugas, tokias kaip dirvožemio organinės medžiagos saugojimas ir maisto medžiagų / pesticidų filtravimas. „Išanalizavus visus duomenis, rezultatai gali padėti pagerinti dirbtinai nusausintų dirvožemių valdymo praktiką, paplitusią daugelyje Europos šalių“, – pažymi Antra Boča. Ateityje bus tiriama, kaip dirvožemio mineralogijos pokyčiai veikia pesticidų toksiškumą. Tai bus daroma laukuose, kuriuose įrengtos valdomos (kai vanduo paliekamas dirvožemyje ilgiau) ir nevaldomos drenažo sistemos. Abi sistemos sukuria skirtingas redukcijos-oksidacijos sąlygas mineralų dūlėjimui ir transformacijai – tai greičiausiai taip pat turi įtakos dirvožemio mineralų ir pesticidų sąveikai.
Keywords
IDESoWa, drenažas, vanduo, organinė medžiaga, maisto medžiagos, teršalai, dirvožemis, mineralai, molis, geležis, pesticidai
