Dirvožemio tarša, daugiausia dėl žmogaus ūkinės veiklos, dabar yra nuolatinė. Tačiau yra žinoma ir dirvožemio savaiminio apsivalymo sąvoka. Panagrinėkime, ką tai reiškia, kokias savybes ir būdus dirvožemis gali savaime išsivalyti: aerobinis, anaerobinis, mineralizacija, nitrifikacija ir humifikacija. Taip pat higieninė svarba, kurią įgyja savaiminis dirvožemio išsivalymas.
Koncepcija ir charakteristikos
Kai dirvožemyje susikaupia tam tikras toksinių junginių kiekis, pakinta jo cheminė sudėtis, sutrinka geocheminės aplinkos vientisumas, slopinama mikroflora. Iš dirvožemio susikaupęs vanduo gali patekti į gyvūnų ir žmonių organizmus, o tai daro neigiamą poveikį sveikatai.
Dirvožemio savaiminis apsivalymas – tai gebėjimas mineralizuoti organinės kilmės medžiagas, paversti jas į sanitarine prasme nepavojingas, augalų pasisavinamas organines ir mineralines formas.
Bet kokio tipo dirvožemyje nuolat vyksta biologiniai, fiziniai, cheminiai ir kiti sudėtingi procesai. Dirvožemyje esančios bakterijos, pirmuonys ir grybai gali apdoroti anglies monoksidą, pesticidus ir kitus kenksmingus junginius, lėtai paversdami juos netoksiškomis medžiagomis.
Savaiminiame dirvožemio valyme dalyvauja ir dirvos gyvūnai: vabzdžiai, sliekai, sliekai, kurmiai, kasa žemėje tunelius ir ją maišo. Valymo greitis priklauso nuo klimato sąlygų, drėgmės ir temperatūros – kuo ji aukštesnė, tuo procesas vyksta greičiau, todėl pietiniuose rajonuose žemė apsivalo greičiau. Taršos medžiagos mastas ir pobūdis. Didelę įtaką turi drenažo laipsnis, humuso sluoksnio bioaktyvumas ir storis, kritulių kiekio ir išgaravimo santykis.
Savaiminio išsivalymo metodai
Organinės medžiagos perdirbamos į mineralines formas keliais būdais. Kiekvienas procesas turi savo chemines ir biologines savybes ir vyksta skirtingai. Organinių junginių skilimas dirvožemio sluoksnyje vyksta veikiant mikroorganizmams, kurių jame yra daug. Šis natūralus procesas gali vykti tiek aerobiškai (dalyvaujant deguoniui), tiek anaerobiškai, padedant puvimo bakterijoms, kurioms deguonis nereikalingas.
Aerobinis metodas
Procesas vyksta veikiant bakterijoms, dalyvaujant deguoniui. Organinės medžiagos, daugiausia turinčios azoto, skyla į paprastus mineralinius junginius. Šis procesas vadinamas amonifikavimu, jam būdingas baltymų skilimas iki amino rūgščių, vėliau į vandenilio sulfidą, indolą, amoniaką, skatolą, šios medžiagos virsta nitritais, o vėliau nitratais, kuriuos jau gali pasisavinti augalai. Proceso metu išsiskiria šiluma, kurią sugeria mikroorganizmai. Lygiagrečiai su amonifikacijos procesu vyksta huminių rūgščių, kurios didina dirvožemio derlingumą, sintezė.
Anaerobinis metodas
Tai vyksta be deguonies, organines medžiagas taip pat apdoroja bakterijos. Procesas primena fermentaciją ir vyksta absorbuojant energiją, todėl susidaro organiniai alkoholiai ir rūgštys, anglies dioksidas, metanas, vandenilis ir kitos dujos, kurios dažniausiai turi nemalonų kvapą.
Savaiminio išsivalymo procesai
Į dirvą patekusios organinės medžiagos pirmiausia paverčiamos neorganiniais junginiais ir mineraliniais elementais, kurie vėliau naudojami augalams šerti. Likusi dalis palaipsniui virsta humusu.
Mineralizacija
Tai organinių junginių pavertimo mineraliniais elementais procesas. Pirmasis etapas susideda iš baltymų, angliavandenių ir riebalų skaidymo į paprastesnius junginius – atitinkamai amoniaką, anglies dioksidą ir vandenį, glicerolį ir riebalų rūgštis.
Nitrifikacija
Amoniakas paverčiamas nitritais ir azoto rūgštimi, tada nitratais ir azoto rūgštimi. Šis procesas – nitrifikacija – daro azotą prieinamą visiems augalams ir mikroorganizmams, kurie jį naudoja ląstelėms maitinti ir kurti.
Dirvožemyje vyksta ir atvirkštinis procesas – denitrifikacija, tai yra bakterijų, mažinančių amoniaką iš nitratų, veiklos rezultatas.Denitrifikacija išeikvoja dirvožemį azotui, sumažindama jo prieinamumą augalams.
Humifikacija
Tai paskutinis organinių likučių perdirbimo į humusines medžiagas proceso etapas, vykstantis viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose. Humifikacija – tai visuma biocheminių reakcijų, vykstančių dirvožemio mikroorganizmų pagalba, kurių metu susidaro specifinės humusinės rūgštys, fulvo rūgštys ir jų druskos, organinės rūgštys, riebalų rūgštys, angliavandeniai ir anglies junginiai. Humino rūgštys, kaip didelio polimero junginiai, suyra lėčiau nei kiti organiniai junginiai, todėl išlieka ir kaupiasi dirvoje, tapdamos humuso pagrindu. Kuo daugiau jo yra dirvožemyje, tuo jis laikomas derlingesniu.
Humusas, susidaręs veikiant aerobinėms ir anaerobinėms bakterijoms ir grybams, turi didelę agrotechninę ir sanitarinę reikšmę. Humusas nepūva, neskleidžia nemalonaus kvapo, jame nėra infekcijų sukėlėjų.
Higieninė vertė
Dirvožemio savaiminio apsivalymo procesai būtini ne tik augalų gyvybei, bet svarbūs gyvūnų ir žmonių sveikatai palaikyti. Savaiminis apsivalymas prasideda nuo to, kad jame randamos organinės liekanos kartu su patogenais ir helmintų kiaušinėliais yra filtruojamos ir, veikiamos biologinių, geocheminių reakcijų, neutralizuojamos, sunaikinamos ir skaidomos. Taigi jie praranda galimybę užsikrėsti. Savaiminis dirvožemio apsivalymas sumažina infekcinių ligų sukėlėjų kiekį joje, patogenų, kurie perduodami kontaktuojant su dirvožemiu ir lieka ant žaliųjų augalų ir vaisių dalių.
Iš dviejų skaidymo būdų – aerobinio ir anaerobinio – pirmenybė teikiama aerobiniam, jis vyksta neišskiriant nuodingų ar nemalonaus kvapo dujų ir medžiagų, kurios blogina vandens ir oro savybes. Aerobinis savaiminio apsivalymo būdas būdingas struktūrizuotiems dirvožemiams, kurie gerai sugeria orą ir vandenį.
Dirvožemio gebėjimas sugerti ir sugauti organinius komponentus, suskaidyti į paprastas medžiagas ir mineralinius elementus yra itin svarbus sanitariškai ir higieniškai. Jei dirvožemis neturėtų šios galimybės, mikroorganizmų ir augalų gyvenimas joje taptų neįmanomas. Kad savaiminio apsivalymo procesai vyktų teisingai ir stabiliai, būtina, kad organinių ir sintetinių likučių pasiūla neviršytų dirvožemio gebėjimo savaime išsivalyti. Viršijus organinės medžiagos ne mineralizuojasi, o pūva, nuodingomis dujomis užteršdamos dirvą ir orą.