Pastaruoju metu vėl suaktyvėjo diskusijos aktualia žemdirbiams tema - ar šiaudus naudoti kaip biokurą katilinėse, ar vis tik juos reikėtų įterpti į dirvą? Apie tai, kokią naudą organinė medžiaga - šiaudai - duodą dirvožemiui, verta pasvarstyti plačiau.

Žemdirbiai, siekdami, kad laisvos rinkos sąlygomis jų ūkis būtų konkurencingas ne tik šiandien, bet ir ateityje, privalo rūpintis dirvų derlingumo atkūrimu, kad užaugintų kuo didesnius derlius. Norisi priminti kelias klasikines tiesas, kurios ir mūsų dienomis yra aktualios. Kalbėsime apie dirvos organinę medžiagą.

Organinė medžiaga dirvoje yra vienas iš esminių dirvos savybes bei jos derlingumą lemiančių veiksnių. Mokslo įrodyta, kad dirvožemio organinė medžiaga yra labai svarbus žemės ūkio augalų maisto medžiagų (N, P, K ir mikroelementų) šaltinis. Ši medžiaga yra energijos šaltinis ir daugeliui dirvožemio mikroorganizmų, kurie padeda kaupti maisto medžiagų atsargas kultūriniams augalams. Be to, dirvožemiai, kuriuose yra pakankamas organinės medžiagos kiekis, pasižymi geromis agrofizikinėmis ir biologinėmis savybėmis. Jie yra purūs, su gera aeracija, struktūringi, su aktyvia dirvožemio mikro- ir makrofauna bei flora. Po lietaus tokie dirvožemiai neištęžta, o išdžiūvę - nesupuola, nesusidaro dirvos pluta.

Laukams trūksta mėšlo

Intensyvinant agrarinę veiklą, dirvožemio organinės medžiagos atsargos mažėja dėl nuolatinio ilgalaikio žemės dirbimo, dirvožemio netausojančių sėjomainų, intensyvaus žemės ūkio augalų tręšimo didelėmis mineralinių trąšų normomis (ypač azoto), augalų apsaugos priemonių naudojimo, šiltėjančio oro sąlygų dėl kintančio klimato ir kitų veiksnių. Minėti procesai skatina dirvožemio organinės medžiagos mineralizaciją, organinės anglies ir bendrojo azoto kiekio mažėjimą.

Dar prieš keletą dešimtmečių mūsų šalies žemės ūkio gamybai buvo rekomenduojama, kad Lietuvos klimato ir dirvožemio sąlygomis, norint užauginti gerus visų žemės ūkio augalų derlius, būtina kiekvienos ariamos žemės hektarui kasmet skirti ne mažiau kaip po 7-10 t mėšlo. Kadangi ne visi žemės ūkio augalai gali būti tręšiami mėšlu, tai kiekvienas ariamos žemės hektaras bent kas 4 metus turėtų gauti po 30-40 t mėšlo. Ši rekomendacija, akcentuojant organinės medžiagos svarbą dirvos derlingumui palaikyti ir didinti, išlieka teisinga bei nepraranda savo aktualumo ir mūsų dienomis.

Šiandien Lietuvoje, vykstant žemės ūkio gamybos specializacijai, daugelis ūkių pasuko augalininkystės kryptimi. Remiantis 2010 metų visuotinio žemės ūkio surašymo duomenimis, pasėlių struktūroje net 76 proc. sudaro javai - vieni iš labiausiai dirvožemį alinančių augalų. Žinant, kad dirvožemis yra iš esmės neatsinaujinantis resursas su aukštu degradacijos ir labai žemu regeneracijos laipsniu, naivu tikėtis, kad vien mineralinėmis trąšomis įmanoma išlaikyti nepakitusią jo kokybę, į kurios sampratą įeina ne tik augalų mitybos elementai.

Paprastai intensyvios augalininkystės ūkiai gyvulininkystės atsisako. Dėl šios priežasties tokie ūkiai neturi organinių trąšų (mėšlo) dirbamoms dirvoms tręšti. Juose faktiškai nebesilaikoma dirvožemį tausojančių sėjomainų, tinkamos augalų kaitos, nebeauginama arba auginama labai mažai daugiamečių ankštinių žolių. Tačiau plečiasi vadinamųjų komercinių augalų - žieminių ir vasarinių javų, rapsų - plotai. Derlingose Vidurio Lietuvos dirvose nemažai auginama ir cukrinių runkelių. Netinkamų priešsėlių neigiamas poveikis dažniausiai kompensuojamas mineralinėmis trąšomis ir gausiu pesticidų naudojimu.

Dar vienas veiksnys, verčiantis susimąstyti apie ūkininkavimo pasekmes dirvožemiui - tai nepakankamas taikomų žemės dirbimo technologijų ir naudojamos technikos poveikio dirvožemiui įvertinimas. Dirbamose dirvose, kur naudojama šiuolaikinė moderni, naši, tačiau sunki žemės dirbimo-sėjos bei derliaus nuėmimo technika, dirvos labai sutankėjusios, neretai jų paviršiuje telkšo vanduo.

Dirvos kvėpavimo pokyčiai

Sutrikusį drėgmės režimą galime pastebėti greitai, tačiau yra plika akimi nematomų veiksnių, įrodančių žemės alinimą. Tai dirvožemio kvėpavimo pokyčiai. Yra žinoma, kad dirvožemyje anglies (vienos svarbiausių jo organinės medžiagos sudedamųjų dalių) yra du kartus daugiau negu atmosferoje ir tris kartus daugiau negu augaluose, todėl dirvožemio kvėpavimo pokyčiai kintant anglies kiekiui gerai atspindi ir dirvožemio našumą ir gyvybingumą.

Dirvožemio kvėpavimą sudaro atskiri biologiniai procesai: mikrobiologinis kvėpavimas, šaknų bei faunos kvėpavimas. Jis aktyviausiai vyksta dirvožemio paviršiuje, kuriame būna susikaupusi pagrindinė augalų šaknų masė. Sumažėjus dirvoje organinių medžiagų kiekiui, sulėtėja mikrobiologinis aktyvumas, pakinta mineralizacijos procesų pobūdis bei judriųjų mitybos elementų prieinamumas augalams, o visa tai atspindi sulėtėjęs dirvožemio kvėpavimas.

Dirvožemio kvėpavimas skirtingą organinių medžiagų kiekį turinčiose dirvose

Taigi, norint bent iš dalies papildyti organinių medžiagų kiekį ir nenualinti savo dirvų, lieka vienintelis kelias - augalų liekanas (visų pirma javų šiaudus) palikti lauke ir įterpti į dirvą, o ne pašalinti iš lauko. Augalų liekanoms tenka svarbus vaidmuo mažinant laipsnišką dirvos degradaciją dėl organinių medžiagų išeikvojimo. Taikant šiuolaikines agrotechnines priemones, pasiekiami nemaži derliai. Žieminių kviečių kuliama po 5-7,vasarinių miežių 4-5 t/ha, o našiose Vidurio Lietuvos dirvose - ir dar daugiau.

Augant derliams, didėja ir šalutinės produkcijos - šiaudų - masė. Susumavus šiaudus ir šaknis bei ražienas, kurios lieka po derliaus nuėmimo, dirvos kokybės gerinimui galima būtų panaudoti net 7-9 t/ha ir daugiau augalų liekanų. Šiaudus palikus dirvoje, jie palaipsniui skaidosi ir papildo dirvožemio organinių bei maisto medžiagų atsargas, taip pat pagyvina mikrobiotos aktyvumą. Tai vėlgi parodo aktyvesnis dirvožemio kvėpavimas.

Taupymo politika ne visada teisinga

Deja, neretai rudenėjančiuose laukuose - ir artuose, ir neartuose - tenka matyti nesuirusių pernykščių šiaudų. Tai byloja, kad jų mineralizacija buvo lėta. Pirmiesiems šiaudų irimo etapams būdinga tai, jog šiauduose yra mažas azoto kiekis, kurio trūksta normaliai dirvožemio mikroorganizmų veiklai ir greitam šiaudų skaidymuisi. Visiems yra žinoma sena tiesa, kad tręšiant šiaudais būtina pridėti mineralinių azoto trąšų. Vėlesniaisiais šiaudų irimo tarpsniais sumažėja jų sudėtyje esančių lengvai skaidomų junginių kiekiai, o lieka tik lėtai irstantys, t. y. celiuliozė, hemiceliuliozė, ligninas ir kt. Sulėtėja metabolizacijos greitis, o azotas jau mažai belemia šiaudų irimą.

Nūdienos visų gamybos priemonių brangimo tendencijos verčia daugelį ūkininkų laikytis taupymo politikos. Taupoma degalų, trąšų, papildomų darbų sąskaita. Nors šiandien daugelyje žemės ūkio gamybos rekomendacijų teigiama, kad mineralizacijai paspartinti vienai tonai šiaudų reikia įterpti 8-10 kg azoto veikliosios medžiagos, tikrai ne visi ūkininkai šiuo patarimu naudojasi. Šiauduose gausu neazotinių medžiagų, C:N santykis yra gana didelis 55-100:1. Šiaudams skaidyti mikroorganizmams nepakanka azoto, tad jie eikvoja dirvožemio resursus. Todėl neretai, ypač nesilaikant šiaudų, skirtų dirvoms gerinti, dorojimo technologinių reikalavimų, dirvožemyje sumažėja azoto.

Žemės dirbimo reikšmė dirvožemio organinių medžiagų kaupimuisi bei pasiskirstymui armeniniame sluoksnyje taip pat svarbi. Supaprastinant žemės dirbimą, sumažėjus dirvų dirbimo gyliui ir intensyvumui, visa organinė medžiaga dirvožemyje pradeda kauptis viršutiniame jo sluoksnyje. Kokiu gyliu yra dirbama dirva, tokiame gylyje koncentruojasi ir organinė medžiaga.

Tačiau, kaip rodo tyrimų duomenys, taikant tradicinį žemės dirbimą (skutimas + gilus arimas + priešsėjinis dirvos purenimas) ir įterpiant smulkintus šiaudus + N₃₀, per 12 metų laikotarpį, organinės anglies dirvožemyje buvo sukaupta 14 proc. daugiau negu išvežant šiaudus iš lauko, o kasmet taikant tiesioginę sėją dirvoje, kurios paviršiuje būdavo paskleidžiami smulkinti priešsėlio šiaudai, organinės anglies kiekis buvo vos 7 proc. didesnis negu šiaudus iš lauko pašalinus.  

Tai reiškia, kad tiesioginė sėja išties lemia organinių medžiagų kaupimąsi, bet kadangi žemė nemaišoma, kaip kad būna taikant tradicinį dirbimą, o šiaudai paliekami dirvos paviršiuje, net ir išbertos azoto trąšos mineralizacijos nepaspartina.

Mūsų agroklimato ir dirvožemio sąlygomis tokia praktika, kai dirvos paviršiuje paskleisti susmulkinti šiaudai yra paliekami iki arimo neįterpti, turėtų būti vertinama kaip vienas iš pagrindinių šiaudų naudojimo trąšai technologinių pažeidimų.

Tyrimų duomenys rodo, kad lietingą ir šiltą rudenį dalis mineralinio azoto normos, išbertos ant neįterptų šiaudų, išsiplauna į gilesnius sluoksnius (40-80 cm) ir šiaudų mineralizacijai nepanaudojama. O šiaudus įterpus į viršutinį dirvožemio sluoksnį, dalį dirvožemyje esančio laisvojo azoto mikroorganizmai įjungia į dirvožemio organinius junginius, todėl jo kiekiai gilesniame dirvožemio sluoksnyje esti mažesni.

Į gilesnius sluoksnius neišsiplovęs azotas - tai rezervas kitų metų augalų derliui. Tyrimų duomenimis, šiltėjant rudens laikotarpiui nerekomenduojama didinti azoto trąšų normų šiaudų mineralizacijai, kadangi dirvožemio mikroorganizmai jo panaudoti nespėja ir jis migruoja į gilesnius dirvožemio sluoksnius.

Augalų liekanų ir šiaudų mineralizacija, neišbėrus azoto trąšų, yra lėta, ypač sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiuose. Dirvos aerobus, reikalingus organinei medžiagai skaidyti ir ją paversti augalams prieinamais mineraliniais junginiais, išstumia anaerobai. Tada dirvoje vyksta ne šiaudų mineralizacija, o tarsi „silosavimo" procesas. Sulėtėja dirvožemio kvėpavimas, anglies apykaitos procesuose anglies dvideginį (CO₂) išstumia metanas (CH₄). Tai įrodo ir 2012 m. pradėti eksperimentiniai tyrimai ilgalaikiame lauko bandyme LAMMC Žemdirbystės institute, Dotnuvoje.

Dirvožemio kvėpavimas tiesioginės sėjos ir azotu netręštų šiaudų panaudojimo sistemoje

Toks šiaudų „silosas" kemša dirvožemio poras, pakeičia dirvožemio drėgmės ir temperatūros režimą. Tai ypač nenaudinga augalų augimui ir vystymuisi, vyraujant drėgniems orams.

Laikantis visų agrotechninių reikalavimų ir nepažeidžiant šiaudų naudojimo trąšai technologinių taisyklių, jie yra puiki priemonė, palaikanti tinkamą dirvožemio drėgmės bei temperatūros režimą. Šiaudai padeda taupyti dirvožemio drėgmę sausringu augalų vegetacijos ir, kaip termoreguliacinė priemonė, apsaugo jį nuo perkaitimo. Tai užtikrina atitinkamą dirvožemio gyvybingumą, kuris yra būtinas žemės ūkio augalų augimui ir vystymuisi.

Tampa aišku, jog mūsų klimato ir dirvožemio sąlygomis vien mechaninėmis dirvos purenimo priemonėmis ir mineralinėmis trąšomis, neįterpiant į dirvą organinių medžiagų, gerą dirvožemio fizikinę ir cheminę būklę išlaikyti bus labai sunku.

Ar tikrai racionalu kūrenti šiaudais

Pabaigai noriu pateikti vieną praktinį argumentą dėl šiaudų, kaip biokuro, perspektyvumo. Tie, kurie naudojasi centralizuoto šildymo šiaudais kūrenamų katilinių paslaugomis, pajuto, kad žiemą, jei oro temperatūra nenukrenta žemiau -10 ºC, tai gyvenamuosiuose butuose šilumos dar pakanka. Tačiau jei orai dar labiau atšąla, tuomet šiaudų deginimo procese išskiriamo šilumos kiekio reikiamai oro temperatūrai patalpose palaikyti jau per mažai. Priežastis paprasta: degdami šiaudai išskiria nedaug šilumos ir daug dūmų. Pavyzdžiui, sumedėję augalai (beržai ar gluosniai) išskiria atitinkamai 18,24 ir 17,6 MJ/kg šilumos energijos, o miežinių šiaudų kilogramas išskiria 16,54, kvietinių - 16,52 MJ. Taigi žiemą, deja, tenka trūkstamą šilumos kiekį papildyti ne kūrenant daugiau šiaudų, bet keičiant šiaudus kita kuro rūšimi - tradiciškai kūrenant medieną arba iškastinį atsivežtinį kurą.

Jei norime, kad dabartinis dirvožemis ir toliau išliktų gyvybingas, neuždusintas ir tinkamas žemės ūkio veiklai būsimoms kartoms, teks kiekvienam žemdirbiui pamąstyti ne tik, kaip pelningai pačiam ūkininkauti, bet ir kaip „sumokėti' dirvožemiui, kad jame bent jau nemažėtų organinės medžiagos kiekis.

Dalia FEIZIENĖ

Mano ūkis, 2014/07