9 procentų jėga ir ledo lęšiai
Fizikos dėsniai laukuose galioja negailestingai. Vanduo yra viena iš nedaugelio medžiagų Visatoje, kuri šaldoma ne traukiasi, o plečiasi. Tūrio padidėjimas siekia apie 9 procentus. Atrodytų, nedaug? Tačiau uždaroje erdvėje, pavyzdžiui, dirvožemio porose, tai sukuria milžinišką slėgį.
Tačiau dirvožemyje vyksta dar sudėtingesnis procesas nei paprastas plėtimasis. Kai temperatūra svyruoja apie nulį (kaip dažnai šiuo metu Lietuvoje, nuo -3°C iki +3°C), dirvožemis tampa gyvas. Susidaro sąlygos formuotis vadinamiesiems ledo lęšiams. Šąlantis viršutinis sluoksnis veikia kaip siurblys – jis kapiliarais traukia nesušalusį vandenį iš gilesnių sluoksnių į viršų. Čia vanduo sušąla, formuodamas vis storėjančius ledo sluoksnius.
Naktį, vandeniui virstant ledu, dirvos paviršius kyla į viršų – tai vadinamasis šalčio iškilnojimas. Ledo kristalai ir lęšiai, formuodamiesi dirvožemio kapiliaruose, veikia kaip galingi mikroskopiniai domkratai. Dieną, ledui ištirpus, dirva suslūgsta ir krenta žemyn.
Lietuvos ūkininkams tai ypač aktualu. Kaip rodo dirvožemio tyrimai, didelė dalis derlingų Vidurio Lietuvos žemių yra sunkūs priemoliai ir moliai. Būtent tokios, smulkių porų turinčios dirvos pasižymi didžiausiu kapiliarumu ir yra labiausiai veikiamos šio fizikinio reiškinio. Priešingai nei smėlis, kuris vandenį praleidžia, molis jį laiko ir maitina ledo lęšius, paversdamas lauką judančia zona.
Šis nuolatinis judėjimas „aukštyn-žemyn“ augalui yra mirtinai pavojingas. Žiemkenčio šaknis nėra guminė. Jei ji silpna, ji nesitampo. Dirvai kylant, augalas tempiamas kartu, o dirvai leidžiantis, šaknis dažnai lieka kaboti arba, dar blogiau, yra tiesiog nutraukiama. Tai veikia lygiai taip pat, kaip bandymas išrauti įšalusį kuoliuką – galiausiai kažkas turi lūžti.
Šaknys kaip armatūra
Kodėl vieni pasėliai pavasarį atrodo lyg volu pervažiuoti, o kiti laikosi tvirtai? Atsakymas slypi požeminėje inžinerijoje. Stipri, išvystyta šaknų sistema veikia tarsi betono armatūra.
Šią pamoką puikiai išmoko Skandinavijos šalių agronomai. Jų tyrimai rodo, kad vėlyvos sėjos ar silpno įsišaknijimo pasėliuose augalų iškilnojimas gali sunaikinti net iki 30–50 proc. augalų. Todėl pagrindinis jų rudens strategijos tikslas – ne tik lapų masė, bet ir kritinė šaknų masė bei gylis, pasiekiantis stabilesnius, neįšąlančius sluoksnius.
Kuo daugiau smulkiųjų šaknelių ir šakniaplaukių augalas suformavo rudenį, tuo tvirčiau jis suriša dirvožemį aplink save. Toks augalas neleidžia dirvai judėti chaotiškai – jis laiko ją, o ji laiko jį. Tai abipusė sąjunga. O silpnas, vėlai sėtas ar prastai įsišaknijęs augalas yra lyg vienišas siūlas betone – jis neturi jėgos pasipriešinti ledo plėtimuisi ir yra nutraukiamas. Pavasarį toks augalas, neturėdamas kontakto su drėgme ir maistu gilesniuose sluoksniuose, tiesiog išdžiūsta vėjyje.
Praktinės strategijos, siekiant sušvelninti šios griaunamosios fizikos poveikį, turėtų prasidėti dar rudenį. Sėjos laikas, sėklos norma ir pasirinkta veislė yra kritiniai veiksniai, užtikrinantys maksimalų įsišaknijimą iki žiemos. Vėlyva sėja ar netolygus sėklos gylis sumažina šaknų sistemos masę ir gylį, tarsi paliekant augalą silpnesnį.
Be to, vengiantiems gilaus arimo, svarbu užtikrinti tinkamą lauko drenažą. Stovintis vanduo dirvožemio paviršiuje, ypač molingose žemėse, žymiai sustiprina ledo lęšių formavimąsi. Efektyvus vandens nutekėjimas sumažina perteklinės drėgmės tiekimą kapiliarais, taip silpninant mikroskopinių „domkratų“ jėgą.
Mikroskopiniai klijai: biologinė apsauga nuo fizikos
Tačiau mechaninis šaknų tvirtumas yra tik pusė darbo. Gamta turi dar vieną, subtilesnį mechanizmą kovai su šalčio kilnojimu, kurį moderni agronomija bando atkartoti. Tai – dirvožemio struktūros stabilumas.
Mokslininkai jau seniai pastebėjo, kad struktūringas, biologiškai aktyvus dirvožemis šalčio ciklams priešinasi geriau nei suslėgta ar negyva žemė. Kodėl? Paslaptis slypi natūraliuose „klijuose“. Dirvožemio mikroorganizmai (grybai ir bakterijos) savo veiklos metu išskiria medžiagas, pavyzdžiui, glomaliną , kurios sulipdo dirvožemio daleles į stabilius trupinėlius.
Šie trupinėliai sukuria erdvę – poras. Kai vanduo šąla ir plečiasi poringame, biologiškai aktyviame dirvožemyje, jis turi kur plėstis nesuardydamas visos struktūros. Tai veikia kaip amortizatorius automobilyje.
Štai kodėl rudenį naudoti biologiniai preparatai ar biostimuliantai nėra tik „trąša“. Skatindami šaknų vystymąsi, jie kūrė tą minėtą armatūrą, o aktyvindami mikrobiotą – gamino amortizuojančius klijus. Dabar, kai lauke vyksta tyli ledo ir žemės kova, būtent šie, dar rudenį padėti pamatai, lemia, ar augalas atlaikys 9 procentų ledo plėtimosi jėgą, ar tiesiog pasiduos fizikai.
Tad stebint termometro stulpelį, šokinėjantį aplink nulį, verta prisiminti: tai nėra ramybės periodas. Tai – didysis pasėlių inžinerinis testas, kurio rezultatus pamatysime tik pavasarį.
