Ilgus metus taikytos dvinarės kviečių ir rapsų sėjomainos gerokai paspartino dirvožemių degradaciją, juose sumažėjo humuso. Dabar sėjomainos optimizuojamos, praplečiant jas pupiniais augalais. Plečiantis pupinių augalų plotams, dirvožemis mažiau alinamas, atsiranda galimybė spręsti azoto problemą, maksimaliai naudojant biologinį azotą ir optimaliai - mineralinių trąšų azotą. Vis dėlto lieka klausimas - ar reikia tręšti žirnius, vienus iš populiariausių pupinių augalų?

Tyrėjai jau daugelį metų žemdirbius ragino auginti daugiau pupinių augalų savo sėjomainose. Buvo atliekami įvairūs šių išskirtinių augalų veislių, agrotechnikos, tręšimo ir kiti tyrimai. Ilgai buvo kalbama apie jų įvairialypę naudą dirvožemiui ir sėjomainos augalams; buvo liaupsinamos maistinės ir pašarinės savybės. Tačiau visos liaupsės ir raginimai žemdirbiams pro vieną ausį įeidavo, o pro kitą išeidavo. Tikriausiai čia tiktų senas geras posakis, kad savame krašte pranašu nebūsi.

Žemdirbiai mieliau augino komercinius žieminius kviečius ir rapsus, juos atsėliuodami daugybę metų. Taip buvo alinamas dirvožemis, jame kaupėsi įvairių pašaknio ligų užkratas. Ir šlovė Europos Komisijai, kuri nuo 2015 metų ES narėse, tarp jų ir Lietuvoje, siekdama spręsti dirvožemio, vandens ir klimato apsaugos klausimus, ėmėsi įgyvendinti žalinimo programą. Taikydama ekonomines priemones (išmokas už auginamus pupinius augalus ir palyginti aukštas baltyminių augalų supirkimo kainas), EK privertė ūkininkus ne tik prisiminti azotą fiksuojančius pupinius augalus, bet ir juos pradėti auginti. Praėjusius 2016-uosius metus Europos Komisija net buvo paskelbusi pupinių augalų metais.

Žirniai aplenkė pupas

Vieni iš seniausių tiek pasaulyje, tiek Lietuvoje auginamų pupinių augalų yra žirniai, pastaraisiais metais auginamais plotais gerokai aplenkę pupas. Iki 2014 metų žirnių plotai Lietuvoje buvo nedideli - siekė tik 24-28 tūkst. ha. Nuo 2014 metų žirnių plotai kasmet didėjo beveik dvigubai: apie 41 tūkst. ha. užsėta 2014-aisiais, apie 80 tūkst. ha - 2015-aisiais, o 2016 m. pasiektas rekordinis deklaruotas žirnių plotas - 154,5 tūkst. ha.

O štai pupų užsėta tik apie 68 tūkst. ha. Pernai daugiausiai žirnių buvo auginama Raseinių, Biržų, Panevėžio ir Radviliškio savivaldybėse (ŽŪIKVC duomenimis). Už žirnių sėklų toną mokama apie 235 eurus. Didžioji dalis pupinių augalų eksportuojama į įvairias šalis. Pernai apie pusė jų eksportuota į Indiją, Pakistaną, Malaiziją, šiemet - į Indiją, Norvegiją ir kitas šalis.

Augintojui yra svarbu tinkamai pasirinkti žirnių veislę. Svarbiausias ne vien jos derlingumas, bet ir atsparumas ligoms, išgulimui, sėklų išbyrėjimui iš ankščių. Lietuvos selekcininkai yra sukūrę mūsų sąlygomis tinkamų auginti žirnių veislių, iš kurių dvi - Simona ir Ieva DS - šiuo metu yra Nacionaliniame augalų veislių sąraše tarp kitų 12 žirnių veislių. 2017 m. šis sąrašas buvo papildytas lietuviška žaliagrūdžių žirnių veisle Jūra DS.

Tręšimas iš akies - technologinė blogybė

Žirnių šaknų sistemos stipri absorbcinė galia, pagrindinė šaknų masė išsidėsto 0-40 cm gylyje, o pagrindinė šaknis skverbiasi giliau ir iš gilesnių dirvožemio sluoksnių sugeba paimti drėgmę ir pasisavinti maisto medžiagas. Kad būtų išnaudotas visas žirnių derlingumo potencialas, nepakanka vien dirvožemyje esančių maisto elementų, reikia duoti ir trąšų.

Auginant pusiau belapių veislių žirnius, netinka senosios technologijos. Tačiau netinka ir pasiskolintos iš užsienio. Dabar žirnius augina kaip kas išmano, tręšia iš akies, o toks nesubalansuotas tręšimas yra viena iš technologinių blogybių. Žirnių augintojai dažniausiai jų netręšia mineralinėmis trąšomis, nes mano, kad žirniai yra nereiklūs maisto medžiagoms. Dėl to nereikia stebėtis, kad žirnių vidutinis derlius siekia tik apie 2 t ha-1. Siekiant aukštesnio - 4-5 t ha-1 - sėklų derliaus, žirnius būtina tręšti azoto, fosforo, kalio ir kitomis trąšomis. Jei fosforo ir kalio kiekiai dirvožemyje yra mažesni už vidutinius (51-100 mg kg-1), augalai skurs, jei negaus jiems būtinų elementų.

Aišku, prieš planuojant tręšimą, reikia atlikti dirvožemio tyrimus ir nustatyti augalams prieinamą azoto, fosforo ir kalio kiekį. Literatūroje nurodomos labai įvairios ir tarpusavyje net kelis kartus besiskiriančios žirniams skirtos fosforo ir kalio trąšų normos. Vieni autoriai teigia, kad vidutiniškai fosforu ir kaliu apsirūpinusiame dirvožemyje, kuriame P2O5 ir K2O yra 101-150 mg kg-1, 5 t ha-1 žirnių derliui gauti reikia tręšti P50 K90, kiti nurodo didesnes normas - P60-80 K100-120. Pagal su derliumi pasisavinamų maisto elementų kiekį nurodoma, kad 1 tonai žirnių sėklų su atitinkamu kiekiu virkščių užauginti reikia apie 62 kg N, 18 kg P2O5 ir 21 kg K2O.

Skirtingos nuomonės yra ir dėl azoto. Dažnas mano, kad azotu tręšti nereikia, nes juo žirniai apsirūpina patys. Tačiau gausiems - 5-6 t ha-1 - derliams pasiekti lengvuose dirvožemiuose žirnius rekomenduojama tręšti 30-40 kg ha-1 azoto norma. Taip pat yra skirtingų nuomonių dėl žirnių tręšimo azotu laiko. Kaip matome, kyla daug klausimų, į kuriuos atsakę, galėsime tikėtis, kad bus maksimaliai išnaudotas genetiškai užprogramuotas auginamų veislių produktyvumo potencialas.

Pigus biologinio azoto fabrikas

Žirniai, kaip palyginti pigus biologinio azoto fabrikas, funkcionuoja dėl su jais simbiozėje gyvenančių gumbelinių bakterijų. Todėl maisto medžiagos gyvybiškai svarbios ne vien žirniams, bet ir bakterijoms. Joms egzistuoti reikia baltymų, kuriems sintetinti reikalingą azotą bakterijos pasisavina iš atmosferos ir tam tikra šio fiksuoto azoto dalimi naudojasi augalas, ant kurio šaknų gyvena bakterijos.

Fosforas yra gyvybiškai svarbus ne tik žirniams, bet ir gumbelinėms bakterijoms. Jis lemia lapijos fotosintezės procesą ir spartina žirnių simbiozę su gumbelinėmis bakterijomis ir biologinio azoto fiksaciją. Fosforas skatina šaknų augimą ir vystymąsi, todėl pagerėja ne tik paties fosforo, bet ir kitų maisto medžiagų pasisavinimas. Kai jo trūksta, gumbelinės bakterijos prasiskverbia į šaknis, tačiau silpniau formuoja gumbelius, mažėja jų efektyvumas. Fosforas taip pat teigiamai veikia ankščių skaičių, jų vystymąsi, sėklų stambumą ir augalų atsparumą ligoms.

Žirniams taip pat svarbus kalis, turintis įtakos fotosintezei ir azoto junginių apykaitai, todėl gumbelyje stimuliuojama gumbelinių bakterijų veikla. Nustatyta, kad pakankamai fosforo aprūpintame dirvožemyje simbiozės sistemos geriau pasisavina kalio junginius.

Žirniams reikia ir mikroelementų, ypač tada, kai jų dirvožemyje yra mažai. Pupiniams augalams ir gumbelinėms bakterijoms svarbiausias yra molibdenas, kuris kaip katalizatorius didina azoto fiksavimą. Pagal situaciją reikia ir boro, vario, cinko, kobalto.

Maisto medžiagų pasisavinimą ir biologinio azoto fiksacijos procesą gali keisti įvairūs veiksniai: dirvožemio reakcija, meteorologinės sąlygos - krituliai, lemiantys dirvos drėgmę, ir oro temperatūra. Gumbelinėms bakterijoms drėgmės reikia kiek daugiau negu pupinių augalų sėklai sudygti. Dėl nepalankių veiksnių (sausros, anaerobinių sąlygų ir kt.) judrumo netekusios bakterijos nepajėgia užkrėsti augalo, sudaryti gumbelių, todėl silpnėja azoto fiksacija iš atmosferos, lėtėja ir sutrinka žirnių fotosintezės procesai. Gumbelinės bakterijos yra jautrios dirvožemio rūgštumui, optimalios reakcijos intervalas pH 6,0-7,0. Tokios elementarios žinios, kurių reikia kiekvienam žirnių augintojui.

Ką parodė žirnių mitybos sąlygų eksperimentas

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institute Dotnuvoje trečius metus tęsiamas pusiau belapių žirnių veislių mitybos sąlygų eksperimentas. Tiriamos trys žirnių veislės: lietuviškos Ieva DS ir Simona bei daniška Respect. Simona ir Respect veislių žirniai jau auginti nuo 2008-2009 metų, žirnių augintojams žinomos šių veislių teigiamos ir neigiamos savybės. Ieva DS Nacionaliniame augalų veislių sąraše yra tik nuo 2015 metų, todėl jos auginimo ypatumai, reakcija į dirvos, klimato ir mitybos sąlygas nėra iki galo ištirta.

Žirnių vegetacijos laikotarpio orai 2016 m. buvo permainingi ir ne itin palankūs žirniams augti ir vystytis. Vegetacijos periodas buvo apie 1,7 °C šiltesnis negu vidutinis daugiametis vidurkis. Balandį ir ypač gegužę buvo ryški temperatūros kaita - nuo šalnų naktimis iki 25-28 °C šilumos dienomis, o vidutinė oro temperatūra šiais mėnesiais buvo atitinkamai 1,2 ir 2,7 °C aukštesnė už daugiametį vidurkį.

Kritulių pasiskirstymas buvo netolygus, gausiai jų iškrito balandį, o gegužę išlijo tik pusę daugiametės normos. Senkant dirvos viršutinio sluoksnio drėgmės atsargoms, gegužės pabaigoje situacija tapo sudėtinga ir prilygo sausrai. Liepa buvo lietinga - išlijo 1,7 karto daugiau kritulių negu vidutinė norma, o mėnesio pabaigoje liūtiniai lietūs vertė atidėlioti pjūties darbus.

Tokiomis sąlygomis žirniai subrandino vidutinį 4,13 t ha-1 derlių. Gausiausiai derėjo Ieva DS, išauginusi vidutinį 4,70 t ha-1 derlių ir 0,57 t ha-1 pranokusi veislių vidurkį. Veislės Respect prikulta vidutiniškai 4,02 t ha-1. Mažiausias derlingumas buvo Simona veislės žirnių - 3,68 t ha-1 arba 0,45 t ha-1 mažiau negu eksperimento vidurkis. Simona veislės žirnių vegetacijos trukmė tręšimo eksperimente, kaip ir ankstesniais tyrimo metais, buvo maždaug 5 dienomis ilgesnė už Ieva DS ir Respect žirnių. Per kūlimą Simona veislės sėklos buvo 1-2 proc. drėgnesnės negu kitų dviejų veislių.

Mažo azotingumo, vidutinio fosforingumo ir vidutinio kalingumo dirvožemyje auginti žirniai be trąšų (NPK 0:0:0) subrandino vidutinį 3,52 t ha-1 sėklų derlių. Netręšti Ieva DS veislės žirniai derėjo gausiausiai - 4,24 t ha-1, Respect ir Simona atitinkamai 3,26 ir 3,07 t ha-1. Fosforo ir kalio trąšos, duodant jų P40 K80, vidutinį žirnių veislių derlių padidino 0,33 t ha-1 arba 9 proc. derliaus priedo.

Azoto, kaip fosforo ir kalio, trąšos eksperimente buvo išbertos prieš sėją dirvos paviršiuje ir įakėtos. Tręšimas skirtingais NPK trąšų deriniais iš esmės didino žirnių derlingumą. Vertinant atskirai pagal veisles, derlingumą tręšimas paveikė nevienodai. NPK trąšos Ieva DS grūdų derlių padidino vidutiniškai 0,32- 0,81 t ha-1 arba 7-19 procentų. Respect ir Simona į tręšimą reagavo stipriau: nuo NPK gautas 0,49-1,09 t ha-1 arba 16-35 proc. Respect ir 0,89-1,42 t ha-1 arba 27- 43 proc. Simona veislės derliaus priedas.

Pernai metų sąlygomis optimalus tręšimas lietuviškoms veislėms Ieva DS ir Simona buvo P40 K80 fone prieš sėją išberta N45 norma, derlių padidinusi atitinkamai 0,81 ir 0,87 t ha-1 arba 19 ir 28 procentais. Respect veislės žirnių P40 K80 fone daugiausiai prikulta tręšiant N60.

Dvigubai didesnė fosforo ir kalio trąšų norma (P80 K160) derinyje su N60 Ieva DS žirnių pasėlyje nepranoko perpus mažesniame P40 K80 trąšų fone atiduotos N60. Simona ir Respect žirniai dvigubai gausesnio fosforo ir kalio tręšimo fone (P80 K160) patręšti N60 subrandino gausiausią derlių, palyginti su N60 P40 K80 - gautas atitinkamai 0,33 ir 0,29 t ha-1 derliaus priedas.

Visos tirtos žirnių veislės į papildomą tręšimą, kai N30 norma buvo išberta per du kartus, t. y. prieš sėją ir stiebo augimo tarpsniu, žirniams turint 9-10 lapų porų, reagavo panašiai: normos skaidymas buvo neefektyvus, palyginti su vienkartine trąšų norma.

Butonizacijos tarpsniu įvertinus lapų plotą, nustatyta, kad tręšimas Ieva DS žirniuose didino lapų ploto indeksą 21- 55 proc., Simona 3-26, Respect - 2-24 procentais. Tuo pačiu tarpsniu įvertinus chlorofilo indeksą (SPAD) žirnių lapuose, esminė tręšimo įtaka šiam rodikliui nenustatyta, tačiau pastebėti SPAD veislių skirtumai: Ieva DS veislės žirnių SPAD buvo vidutiniškai 31 vnt., Simona 32, Respect - 37 vienetai.

Baltymų kiekis skirtingų veislių sėklose buvo panašus - vidutiniškai sukaupta 21-22 proc. baltymų. Per grūdų derlių tręšimas darė įtaką baltymų derliui. Palyginti su netręštais (N0P0K0) žirniais, nuo PK trąšų vidutiniškai veislėse sukaupta 4-9 proc. daugiau baltymų hektare. NPK trąšos baltymų derlių padidino 5-16 proc., 11-26 ir 21-37 proc. atitinkamai Ieva DS, Simona ir Respect žirnių veislėse.

Jei, kaip žada Europos Komisija, siekiant didesnės aplinkosauginės naudos, nuo 2018 metų ekologiniu atžvilgiu svarbiose vietovėse (žalinimo plotuose) atmosferos azotą fiksuojančių augalų pasėliuose bus uždrausta naudoti augalų apsaugos produktus, tuomet ten žirnius auginti bus sunku. Sparčiai plečiantis jų plotams, neišvengiamai susidursime su didėjančia ligų rizika ir per vegetaciją juos puolančiais kenkėjais.

Piktžolės, kenkėjai ir ligos žirnių derlingumą gali sumažinti 40-60 procentų. Tikėtina, kad pesticidų uždraudimas privers koreguoti šių augalų auginimo technologijas, turės įtakos plotų didėjimui ir derlingumui, tačiau nebus galima atsisakyti šių pelningų augalų, puikaus priešsėlio ir palyginti nebrangaus biologinio azoto fabrikėlio sėjomainose.

***

Žirniai per metus iš atmosferos gali fiksuoti nuo 30 iki 90 kg ha-1 biologinio azoto. Lietuvos dirvožemio ir klimato sąlygos yra palankios žirniams augti ir kurti tokius nieko nekainuojančio azoto kiekius. Šiuo metu auginamos pusiau belapės žirnių veislės subrandina vidutiniškai nuo 3 iki 5 t ha-1 sėklų derlių, o palankiais derėti metais didžiausias pasiektas derlius buvo 6,8-7,8 t ha-1.