Dirvožemio analizė yra vertingas įrankis žemės ūkyje, padedantis pasirinkti tinkamus pasėlius, įvertinti dirvožemio derlingumą ir pateikti tręšimo rekomendacijas. Norint gauti patikimą informaciją, būtina paimti reprezentatyvius dirvožemio mėginius ir analizuoti dirvožemį naudojant metodus, kurie yra suderinti su tręšimo bandymais konkrečiame regione. Kita vertus, keli mokslininkai jau seniai pastebėjo, kad esant pakankamai drėgmės dirvožemyje, elektrinis laidumas (EC) gerai arba net geriau nei dirvožemio analizė apibūdina augalų augimo sąlygas.
Makroelementai dirvožemyje
Pagrindiniai makroelementai, kurie nustatomi atliekant dirvožemio analizę, yra azotas (N), fosforas (P) ir kalis (K) – jų augalai reikalauja dideliais kiekiais. Antriniai makroelementai, tokie kaip kalcis (Ca), magnis (Mg) ir siera (S), taip pat yra svarbūs, tačiau jų trūkumai ir poreikis juos papildomai įterpti pasėliuose yra retesni. Paprastai dirvožemio analizės atliekamos ankstyvą pavasarį, kai nitrato (NO3), svarbiausios augalams prieinamos azoto formos, lygis dirvožemyje yra žemas. Bendras maistinių medžiagų kiekis dirvožemyje yra daug didesnis nei augalams prieinamas kiekis. Pavyzdžiui, kalis sudaro apie 1 % pasaulio dirvožemių (kaip nurodyta H.L. Bohm, B.L. McNeal ir G.A. O’Connor knygoje „Soil Chemistry“, John Wiley & Sons, 2001), tačiau dirvožemio tyrimuose augalams prieinamos dalies yra apie 100-200 mg/kg, tai sudaro tik 1-2 % bendro K kiekio.
Dirvožemio mėginių ėmimas: ką ir kaip matuojama
Tas pats principas taikomas visoms augalų maistinėms medžiagoms. Todėl buvo sukurti laboratoriniai metodai, skirti konkrečiai nustatyti augalams prieinamas maistines medžiagas, ir šie metodai yra patvirtinti tręšimo bandymais. Vien Europoje naudojami 12 skirtingų dirvožemio analizės metodų, kurie naudoja įvairius ekstrakcinės tirpalus, todėl rezultatų, gautų skirtingose laboratorijose, tiesiogiai palyginti negalima. Atliekant šias analizes, į dirvožemį įpilamas tam tikras kiekis ekstrakcinio tirpalo (pvz., Mehlich 3, AL, DL), dirvožemis maišomas nustatytą laiką, o tirpale esančios maistinės medžiagos yra išmatuojamos. Standartinės pavasarinės dirvožemio analizės (reikalaujamos kas 5 metus) paprastai matuoja K, P, taip pat Mg ir Ca kiekį mg/kg. Norint paimti mėginius automatizuotu ar rankiniu būdu turi būti tinkamos oro ir dirvožemio sąlygos, ištyrimas gali kartais trukti ir mėnesį laiko priklausomai nuo paimto mėginio drėgmės kiekio ir laboratorijų apkrovimų.
Elektrinio laidumo vaidmuo dirvožemio duomenyse
Augalų mityba vyksta per dirvožemyje esantį vandenį, kuriame maistinės medžiagos yra ištirpusios. Tai terpė, iš kurios augalai tiesiogiai pasisavina maistines medžiagas per šaknis. Ištirpę jonai dirvožemio vandenyje sukelia elektrinį laidumą, ir bendras jonų kiekis gali būti visuotinai įvertinamas matuojant prisotinto dirvožemio ekstrakto elektrinį laidumą, kuris yra Paul-Tech maistinių medžiagų indikatorius. Fosforas paprastai yra stipriai surištas su dirvožemio dalelėmis netirpstančiu būdu, todėl jo judėjimas nėra atspindimas elektriniame laidume. Pagrindiniai katijonai, tokie kaip K+, Mg++ ir Ca++, yra daugiau ar mažiau surišti su dirvožemio struktūra (neigiamai įkrautomis koloidinėmis dalelėmis) per katijonų mainų talpą (CEC).
Ar šie mainomi katijonai ištirps dirvožemio vandenyje ar bus mainų vietose, priklauso nuo daugelio veiksnių, ypač dirvožemio tekstūros (molinio dalelių kiekio, kuris lemia CEC vertę), organinės medžiagos kiekio, temperatūros, dirvožemio drėgmės ir kt. Pavyzdžiui, žinoma, kad K+ jonai gana greitai ir stipriai prisijungia prie dirvožemio dalelių, ir šis procesas taip pat yra paveiktas žiemos užšalimo-atšilimo ciklų, kurie atsispindi Paul-Tech maistinių medžiagų vertėje. Katijonų prisijungimo prie dirvožemio struktūros stiprumas lemia jų išplovimo potencialą; pavyzdžiui, dirvožemiuose, kuriuose yra daugiau molio ir (arba) humuso (didesnė CEC), K išplovimo rizika yra maža, o smėlėti dirvožemiai (maža CEC) turi didesnę riziką.
Tradicinėse dirvožemio analizėse bendras potencialiai augalams prieinamų maistinių medžiagų kiekis nustatomas naudojant ekstrakcinius tirpalus, o Paul-Tech sistema realiu laiku matuoja dirvožemio tirpale esančių augalams prieinamų maistinių medžiagų sumą.
Santrauka:
Bendras maistinių medžiagų kiekis dirvožemyje yra 10–100 kartų didesnis nei augalams prieinamos dalies (tos dalies, kuri turi įtakos augalų augimui).
Laboratorinėse dirvožemio analizėse maistinės medžiagos iš dirvožemio ekstrahuojamos naudojant skirtingus ekstrakcijos tirpalus, ir neaišku, kiek iš šių analizės metu gautų maistinių medžiagų (bendras dirvožemio maistinių medžiagų kiekis) šiuo metu yra prieinamos augalams, o tai gali skirtis laikui bėgant. Analizės metodai yra kalibruoti tręšimo bandymais ir yra pritaikyti vietos kontekstui.
Augalų mityba vyksta per dirvožemio vandens tirpalą. Matavimas elektriniu laidumu ir maistinių medžiagų apskaičiavimas pagal Paul-Tech sistemą realiu laiku apibūdina tikrąją situaciją dirvožemio vandenyje šalia šaknų zonos (o ne ekstrakciniame tirpale).
Ilgalaikiam dirvožemio derlingumo valdymui laboratorinė analizė naudojant ekstrahavimo tirpalą yra būtina, nes ji rodo bendrą maistinių medžiagų rezervą, įskaitant tuos, kurie nėra iš karto prieinami.