Pasirenkant kalkines medžiagas, pirmiausia reikia atsižvelgti į jų chemines ir fizikines savybes, veikimo efektyvumą ir paskleidimo technologiją. Neutralizuojantis kalkinių medžiagų poveikis priklauso nuo dalelių dydžio. Greičiausiai dirvožemį neutralizuoja dulkiosios frakcijos kalkinės medžiagos, lėčiausiai – trupintos, o granuliuotos užima tarpinę padėtį.

Dirvožemio rūgštėjimas yra natūralus procesas, kurį skatina šiltėjantis rudens– žiemos periodas su gausiu lietumi, darančiu įtaką bazinių katijonų išsiplovimui. Rūgštėjimą spartina ir intensyvi antropogeninė veikla – intensyvios sėjomainos ir gausus mineralinių trąšų naudojimas.

Rūgštėjimo procesas tiesiogiai susijęs su vandenilio (H⁺) jonų koncentracijos didėjimu dirvožemio tirpale dėl anglies, azoto ir sieros cikluose vykstančių įvairių biogeocheminių procesų: organinių rūgščių sintezės, nitrifikacijos, amonio asimiliacijos, organinės sieros mineralizacijos bei oksidacijos ir kt.

Visa tai rodo, kad intensyviai tręšiant mineralinėmis sieros ir azoto trąšomis (o ypač trąšomis, kurių dominuojančią dalį sudaro amonio jonai, pvz., amonio sulfato (NH₄)₂SO₄), dirvožemio tirpale kaupiasi vandenilio jonai ir dirvožemis rūgštėja.

Dirvožemio rūgštėjimo žala

Rūgščiuose dirvožemiuose sutrinka maisto medžiagų ir sunkiųjų metalų transformacija, o tai turi įtakos dirvožemio fizikinėms, cheminėms ir biologinėms savybėms. Vandenilio jonų (H⁺) ir stiprių rūgščių anijonų (NH₄ ⁺, NO³⁻ ir SO₄ ²⁻) patekimas į dirvožemį greitina dirvožemio rūgštėjimo procesus, dėl to susidaro sąlygos medžiagų išsiplovimui ir vandens ekosistemų taršai. Pagrindinių bazinių katijonų (K⁺, Ca⁺², Mg⁺²) išplovimas sumažina dirvožemio derlingumą, augalams pradeda trūkti maisto medžiagų.

Be to, rūgščiuose dirvožemiuose padidėja tirpių sunkiųjų metalų, kurie yra toksiški daugumai gyvų organizmų, o ypač mikroorganizmams, nes sutrinka jų funkcijos. Kai dirvožemio pH nukrenta žemiau kaip 5,5, tada padidėja fitotoksiškų elementų mangano (Mn⁺³) bei aliuminio (Al⁺³) tirpumas ir augalai juos lengvai pasisavina.

Dirvožemio tirpale padidėjusi Al⁺³ koncentracija iki 5 μmol/l stabdo šiam cheminiam elementui jautrių augalų (mėlynžiedžių liucernų, raudonųjų dobilų, vasarinių miežių ir kviečių, žieminių kviečių ir kt.) vystymąsi dėl esminių ir negrįžtamų pokyčių šaknies augimo kūgelių ląstelėse.

Aliuminio toksiško poveikio simptomai pastebimi tik aktyviai augančiose ląstelėse šaknies viršūnėje: slopinamas šaknies ilgėjimas dėl sutrikdytų procesų ląstelių vakuolėse ir mitochondrijose. O dėl aliuminio išsiplovimo gali padidėti jo koncentracija drenažo ir paviršiniuose vandenyse. Aliuminis yra kenksmingas žuvims ir vandens augalams.

Moksliniais tyrimais nustatyta, kad aliuminis kaupiasi augalinėje produkcijoje (daugiamečių žolių biomasėje) ir karvių piene, o tai gali neigiamai veikti žmonių sveikatą. Rūgščiuose dirvožemiuose fitotoksiško Al⁺³ koncentracija gali būti sumažinta arba visai panaikinta įterpiant į dirvožemį kalkines medžiagas.

Rūgščių dirvožemių kalkinimas

Lietuvoje yra apie 620 tūkst. ha rūgščių dirvožemių, kurių pH mažesnis negu 5,5. Vakarinėje šalies dalyje rūgštūs dirvožemiai sudaro apie 29 proc., rytinėje dalyje – 27 proc. viso ž. ū. naudmenų ploto. Tokiuose dirvožemiuose labai prastai auga vertingiausi žemės ūkio augalai: liucernos, raudonieji dobilai, kviečiai ir miežiai, o pasėlyje vyrauja tipingos rūgščių dirvožemių piktžolės – vienmetės klėstenės, dirviniai kežiai ir smulkiosios rūgštynės.

Šiandien šalies dirvožemiai kai kur yra parūgštėję net iki pH 4,5–4,6 ar daugiau. Tokius dirvožemius reikia nedelsiant kalkinti. Tik neutralizavus rūgštumą galima tikėtis efektyvaus trąšų poveikio augalams, nes tik silpnai rūgštaus ir artimo neutraliam rūgštumo dirvožemyje augalai gali pasisavinti maisto medžiagas.

Rūgščiuose dirvožemiuose jau pirmais metais po kalkinimo kai kurių žemės ūkio augalų, o ypač vasarinių miežių, derlius padidėja nuo 15 iki 35 proc. arba net 3 ir daugiau kartų. Esant dirvožemio pH 4,0–4,2 ir judriojo Al 80–120 mg/ kg, miežiai augti negali, jei ir sudygsta, jie skursta ir nyksta, varpose nesiformuoja grūdai. Pakalkinus tokius dirvožemius, aliuminis pereina į netirpius junginius, t. y. jo toksiškumas panaikinamas. Kalkinimu sudaromos palankios dirvožemio sąlygos augalams augti ir derėti.

Kokias kalkinimo medžiagas rinktis?

Kaip jau minėta, kalkinės medžiagos gali būti dulkiosios, trupintos ir granuliuotos frakcijos. Granuliuotos kalkinės medžiagos šiandien yra vienos iš perspektyviausių, nes jos nedulka, granulės būna panašaus dydžio kaip trąšų, todėl galima išberti tikslesnę normą ir tolygiau paskleisti dirvos paviršiuje. Svarbu ir tai, kad nereikia įsigyti papildomos technikos, nes dauguma ūkininkų turi išcentrinio tipo trąšų barstytuvus.

Pastaruoju metu šalies rinkoje yra skirtingo stambumo granuliuotos kalkinės medžiagos, kurios neutralizuojantis poveikis skirtingas. Greičiau dirvožemio rūgštumą neutralizuoja smulkioji frakcija, o ilgiau veikia stambesnioji.

Kaip apskaičiuoti reikalingą kiekį?

Įterpiamų kalkinių medžiagų kiekis priklauso nuo dirvožemio granuliometrinės sudėties, jo parūgštėjimo laipsnio, kalcio išsiplovimo greičio, nuo auginamų augalų, tręšimo ir kitų veiksnių. Kasmet iš dirvožemio ariamojo sluoksnio netenkama apie 200–400 kg/ha kalcio ir dėl to dirvožemis parūgštėja per 0,1–0,2 pH vieneto.

Jeigu sistemingu kalkinimu yra pasiektas optimalus pH (5,8–6,5), norint, kad dirvožemis nerūgštėtų ir augalai gautų pakankamai kalcio, reikėtų kasmet įterpti 0,5–1,0 t/ha kalcio karbonato. Tik tada galime sakyti, kad kalkinės medžiagos naudojamos kaip trąšos, reikalingos augalams ir dirvožemio biotos pusiausvyrai palaikyti. Tačiau, kai dirvožemio pH yra žemesnis negu 5,5 tada kalkinių medžiagų normas reikia didinti iki 2–4 t/ha.

Negalima kalkinti ant arimo

Labai svarbu, kad kalkinamas plotas būtų lygus, negalima kalkinti ant arimo. Moksliniais tyrimais nustatyta, kad kalkinių medžiagų paskleidimo kokybę lemia:

• dirvos išlyginimas;
• išbarstymo tolygumas;
• įterpimo gylis.

Visi šie trys išvardyti etapai dirvožemio rūgštumui neutralizuoti yra labai svarbūs. Netgi tolygiai išbertos kalkinės medžiagos nebus pakankamai veiksmingos, jeigu bus blogai įterptos.

Pagrindinis reikalavimas – kuo tolygiau įterpti kalkines medžiagas į dirvožemio armens sluoksnį. Negalima jų giliai užarti plūgu. Geriausiai kalkines medžiagas įterpti sekliai, t. y. įkultivuoti, įakėti ar kt. Vėliau ariant jos galutinai permaišomos visame armenyje.

Rūgščių dirvožemių kalkinimą galima atlikti bet kada, išskyrus žiemą, svarbu, kad lauke nebūtų kultūrinių augalų ir drėgmės sąlygos leistų naudoti techniką. Geriausia kalkinti prieš nejautraus rūgštumui priešsėlio sėją, kad būtų sudarytos geros sąlygos posėliui augti.

Kalkinimas – tvaraus ūkininkavimo dalis

Tvariu ūkininkavimu siekiama optimalaus augalų derliaus ir ekologinio tvarumo agroekosistemoje, atsižvelgiant į regiono gamtines sąlygas ir potencialųjį dirvožemio derlingumą. Tik įvertinus potencialias dirvožemio galimybes galima pasirinkti jas atitinkančią žemės ūkio veiklą, kuri leistų išauginti optimalų augalų derlių ir išsaugoti sveiką dirvožemį, galintį atlikti pagrindines funkcijas.

Pagrindinės dirvožemio funkcijos:

• vandens reguliavimas;
• augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų gyvenamosios aplinkos išsaugojimas;
• maistinių medžiagų sorbcija ir transformacija;
• teršalų filtravimas, imobilizavimas ir detoksikacija.

Tai glaudžiai susiję su Dirvožemio apsaugos teminės strategijos svarbiausiu tikslu – tvariai naudoti dirvožemį išsaugant pagrindines funkcijas ir neleidžiant jam toliau degraduoti, t. y. neleisti mažėti organinei medžiagai, stabdyti eroziją, suspaudimą ir rūgštėjimą.