Daugelyje augalininkystės ūkių vyrauja komercinės javų ir rapsų sėjomainos, spartinančios dirvožemio degradaciją. Siekiant sustabdyti šį nepageidaujamą ir pavojingą procesą, reikia plėsti pupinių augalų plotus.

Sėjomainų rotacijų sudėtyje pupiniai javai turėtų užimti ne mažiau kaip 12,5 proc., o realiai dabar jais užsėjama tik apie 4 proc. bendro pasėlių ploto. Dėl to dirvožemyje nuosekliai mažėja humuso, o sėjomainose trūksta gerų priešsėlių. Išplėtus pupinių javų plotus bent iki 3 kartų, atsirastų galimybė mineralinių azoto trąšų poreikį sumažinti apie 20 procentų. Žirnių auginimas sėjomainoje padėtų spręsti azoto problemą, siekiant nepažeisti ekosistemų, optimaliai naudoti mineralinių trąšų azotą ir maksimaliai - biologinį azotą.

Dėl maistinių, pašarinių ir biologinių savybių sėjamieji žirniai yra vieni iš labiausiai auginamų ankštinių augalų įvairiose pasaulio dalyse. Visame pasaulyje ir Lietuvoje žirniai yra priskiriami didelę agronominę svarbą turintiems žemės ūkio augalams. Tai vieni iš svarbiausių pupinių augalų.

Žirniai yra svarbūs kaip neatsiejama gerosios žemdirbystės dalis ir pageidaujami sėjomainose dėl daugelio savo unikalių savybių. Auginant sėjomainoje, jie suardo ligų ir kenkėjų vystymosi ciklą ir taip mažina jų plitimą. Taip pat padidina dirvožemio mikroorganizmų įvairovę ir jų aktyvumą, todėl duoda svarią ekonominę naudą.

Lietuvoje auginami palyginti nedideli žirnių plotai. 2011m., 2012 m. ir 2013 m. žirniais buvo užsėta atitinkamai 27,0 tūkst. ha, 24,9 tūkst. ha ir 24,4 tūkst. ha, o tai sudarė atitinkamai 58,4; 57,1 ir 51,6 proc. viso pupinių augalų auginamo ploto. Sėklinių žirnių pasėlių auginama dar mažiau, o aprobuotų sėklinių žirnių pasėlių plotai dar mažesni - 2011 m., 2012 m. ir 2013 m. atitinkamai 881, 1 167 ir 1 442 ha, o tai sudarė atitinkamai 63, 79 ir 68 proc. visų aprobuotų pupinių augalų sėklinių plotų.

Pusiau belapės žirnių veislės

Naujų pusiau belapių žirnių veislių vidutinis derlingumas Lietuvos dirvožemio ir klimato sąlygomis siekia 3,2-5,0 t ha^-1, didžiausias pasiektas derlius yra 6,86- 7,77 t ha^-1 (AVTS duomenimis). Norint maksimaliai išnaudoti tokį derliaus potencialą, reikia tinkamai parinkti auginimo technologiją, kurioje svarbią grandį užima mityba. Žirniams iki šiol buvo rekomenduojamos mažai Lietuvoje tirtos NPK ir mikroelementinių trąšų normos, dažniausiai buvo pritaikoma kitų šalių patirtis žirnių tręšimo klausimais.

Anksčiau buvo atliekami fragmentiški žirnių tręšimo tyrimai. Jie vyko jau seniai, su senos kartos lapuotomis veislėmis, kurios buvo ne tokios derlingos, skyrėsi savo morfologija. Sukūrus pusiau belapes žirnių veisles, pasikeitė žirnių pasėliai: nuo senųjų lapuotųjų veislių pusiau belapių veislių augalai skiriasi lapijos struktūra, šviesos skverbimusi tarp augalų, pasėlio mikroklimatu ir kitais parametrais.

Šių veislių žirniai su trumpesniais stiebais, kurie susikibę tvirtais ūsais ilgiau išlaiko pasėlį stačią, neišgulusį. Be to, jie derlingesni. Pasikeitus pasėliui, turėjo keistis ir tręšimo technologijos. Tačiau daugiausia buvo pritaikomos kitose šalyse rekomenduojamos maisto elementų normos, tinkamos kitoms klimato ir dirvožemio sąlygoms.

Žirnių tręšimo principai

Pastaraisiais metais auginamus žirnius mineralinėmis trąšomis tręšia tik retas žirnių augintojas. Dėl to nereikia stebėtis, kad vidutinis derlius siekia apie 2 t ha^-1 žirnių sėklų. Norint išauginti 4-5 t ha^-1 žirnių sėklų, jų pasėlius būtina tręšti azoto, fosforo, kalio ir kitomis trąšomis, jeigu jų kiekiai dirvožemyje yra mažesni už vidutinius.

Literatūroje nurodomos labai įvairios ir tarpusavyje 3-5 kartus besiskiriančios fosforo ir kalio trąšų normos žirniams. Vieni autoriai teigia, kad azotu tręšti nereikia, nes juo žirniai apsirūpina patys. Kitur nurodoma, kad, siekiant užauginti 5-6 tonų sėklų derlių, lengvuose dirvožemiuose žirnius rekomenduojama tręšti 30-40 kg ha^-1 azoto norma. Taip pat yra skirtingų nuomonių dėl žirnių tręšimo azotu laiko. Kaip matyti, rekomendacijos pakankamai skiriasi, tad kyla klausimas, kokių NPK normų reikia šiuolaikinių pusiau belapių veislių žirniams.

Maisto medžiagų svarba

Pagrindinės maisto medžiagos ir mikroelementai turi didelės įtakos ne vien žirnių augimui ir vystymuisi, bet ir gumbelinių bakterijų virulentiškumui, aktyvumui ir efektyvumui. Kai rizosferoje yra nedaug mineralinio azoto, gumbelines bakterijas stimuliuoja augalų sukurti asimiliatai ir mainais sintetina fiziologiškai aktyvias medžiagas, skatinančias žirnių augimą ir vystymąsi.

Jeigu šaknų zonoje trūksta azoto, augalai daugiau jo fiksuoja iš oro. Azotingesniuose dirvožemiuose augalai intensyviai naudoja azotą, sparčiau ir gausiau sintetina baltymus, todėl šaknyse įsikūrusioms gumbelinėms bakterijoms pradeda trūkti angliavandenių ir jos pradeda parazituoti. Nyksta žirnių šakniaplaukiai ir mažėja šaknų siurbiamasis paviršius, prastėja maisto medžiagų pasisavinimas.

Fosforas yra vienas svarbiausių ankštinių augalų ir gumbelinių bakterijų maisto elementų. Kai jo trūksta, silpniau formuojami gumbelinių bakterijų gumbeliai, jie silpniau auga ant šaknų, mažėja efektyvumas. Fosforas turi įtakos antžeminės augalo dalies vykdomai fotosintezei ir biologinio azoto fiksacijai. Fosforas skatina šaknų vystymąsi, todėl pagerėja kitų maisto medžiagų pasisavinimas, fotosintezė, padidėja derlius, žaliųjų baltymų ir pigmento karoteno procentas. Šis elementas taip pat labai svarbus ankščių vystymuisi, sėklų stambumui ir viso augalo atsparumui ligoms.

Kalio reikšmė ne ką mažesnė negu fosforo. Kalis gerina ankštinių augalų sacharidų ir azoto junginių apykaitą, todėl gumbelyje stimuliuojama gumbelinių bakterijų veikla. Be to, kalis stimuliuoja ankštinių augalų fotosintezės procesus. Pastebėta, kad simbiozės sistemos kalio junginius geriausiai pasisavina tik tuomet, kai dirvožemio tirpale yra pakankama fosforo koncentracija.

Taip pat žirniams svarbi siera, kurios junginiai stimuliuoja chlorofilo susidarymą, didina šaknų ilgį ir jų paviršių, palankiai veikia azoto fiksavimo procesą, silpnina žalingą mineralinio azoto įtaką gumbelinėms bakterijoms. Neapsieinama ir be mikroelementų: molibdeno, boro, kobalto, vario, cinko, dalyvaujančių svarbiuose augalų biocheminiuose procesuose, pigmento leghemoglobino sintezėje bei azoto fiksavimo iš oro procese.

Žirnių tyrimai Dotnuvoje

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institute Dotnuvoje 2014 m. pradėtas vykdyti pusiau belapių žirnių veislių mitybos sąlygų tyrimas. Eksperimentui pasėti trijų veislių žirniai: Danijoje sukurtos Respect ir dviejų lietuviškų, LAMMC Žemdirbystės instituto selekcininkų sukurtų veislių Simona ir Ieva DS (pastaroji iki šiol buvo žinoma kaip DS 3318). Į Nacionalinį augalų veislių sąrašą ir ES žemės ūkio augalų rūšių veislių bendrąjį katalogą dvi pirmosios veislės įrašytos atitinkamai 2009 m. ir 2008 m., o Ieva DS Nacionalinį augalų veislių sąrašą papildė tik 2015 metais.

Tyrimų duomenimis, vidutinis veislių derlingumas siekė 4,86 t ha^-1. Veislių Ieva DS ir Respect žirnių derlingumas buvo labai panašus - atitinkamai 5,16 ir 5,24 t ha^-1 - ir veislių vidurkį pranoko 0,30 bei 0,38 t ha^-1. Mažiausią sėklų derlių subrandino Simona - 4,19 t ha^-1 arba 0,67 t ha^-1 mažiau negu eksperimento vidurkis.

Augalų veislių tyrimo stotyse vienodo tręšimo sąlygomis buvo registruota vienoda šių žirnių veislių vegetacijos trukmė. Mūsų eksperimente, taikant skirtingą NPK tręšimą, išryškėjo nevienoda žirnių veislių reakcija į jį. 2014 m. vasaros laikotarpio meteorologinėmis sąlygomis Simona veislės žirnių vegetacijos trukmė buvo apie 5-6 dienomis ilgesnė negu kitų dviejų veislių. Derliaus nuėmimo metu Simona veislės augalų viršutinės ankštys nebuvo pasiekusios visiškos brandos, todėl sėklų drėgnis buvo 1-3 proc. didesnis už Ieva DS ir Respect sėklų drėgnį.

Vidutiniais veislių derlingumo duomenimis, 2014 m. meteorologinėmis sąlygomis vidutinio fosforingumo ir kalingumo dirvožemyje be NPK trąšų auginti žirniai davė 4,29 t ha^-1. P₄₀ K₈₀ trąšų derinys derlingumą padidino 10 proc. - prikulta 4,72 t ha^-1. Tręšimo P₄₀ K₈₀ fone išbertos azoto trąšų normos nuo N₃₀ iki N₆₀ davė 11-18 proc. sėklų derliaus priedą.

Netręšti NPK trąšomis gausiausiai derėjo Ieva DS veislės žirniai, subrandinę 4,70 t ha^-1 sėklų derlių. Nedaug nuo jų atsiliko Respect - prikulta 4,31 t ha^-1 derlius, o Simona davė mažiausią, tačiau taip pat pakankamai gausų derlių - 3,84 t ha^-1. Vertinant atskirai pagal veisles, žirnių derlingumui tręšimas darė nevienodą įtaką. Nuo trąšų žirnių veislės Ieva DS derlius padidėjo 7-16 proc., Simona - 5-20 proc., Respect - 17-35 procentais.

Nustatyta nevienoda skirtingų žirnių veislių reakcija į fosforo ir kalio trąšas. Palyginti su netręštais žirniais, P₄₀ K₈₀ norma sėklų derlių padidino 0,37, 0,20 ir 0,72 t ha^-1 (atitinkamai Ieva DS, Simona ir Respect). Tręšimas NPK trąšų deriniais daugeliu atvejų iš esmės didino žirnių sėklų derlingumą. Nustatyta, kad 2014 m. orų sąlygomis palankiausias tręšimas žirniams buvo P₄₀ K₈₀ fone prieš sėją atiduota 30-60 kg ha^-1 azoto norma. Tręšiant dvigubai didesne fosforo ir kalio trąšų norma P₈₀ K₁₆₀ derinyje su N₆₀, Ieva DS ir Simona žirnių veislių derlingumas padidėjo nežymiai - tik 0,15-0,16 t ha^-1, palyginti su N₆₀ P₄₀ K₈₀. O štai Respect veislės augalai į gausesnį tręšimą fosforu ir kaliu reagavo ryškiau - davė iš esmės didesnį (0,46 t ha^-1) sėklų derlių negu tręšiant N₆₀ P₄₀ K₈₀.

Į papildomą tręšimą azotu visos tirtos žirnių veislės reagavo panašiai: 30 kg ha^-1 azoto normos skaidymas į dvi dalis nebuvo efektyvesnis už vienkartinį tręšimą. Trąšos turėjo įtakos žirnių biometriniams rodikliams: augalo aukštis padidėjo 7-12 proc., vieno augalo ankščių skaičius - 8-32 proc., augalo sėklų skaičius - 14-31 procentu.

Vidutinis azoto trąšų efektyvumas Ieva DS veislės žirniams siekė 5,3 kg, Simona - 4,4 kg, Respect - 10,8 kg sėklų už kilogramą trąšų azoto.

Taigi auginant produktyvias pusiau belapių žirnių veisles ir sudarant joms optimalias mitybos sąlygas, galima visiškai išnaudoti palyginti aukštą jų derlingumo potencialą. Be to, dirvožemį skurdinančios sėjomainos būtų papildytos puikiu priešsėliu, dirvožemį tausojančiu ir jį biologiniu azotu turtinančiu nariu.

***

Žirnius (Pisum sativum L.) žmonija augina nuo neolito laikų. Šie augalai kildinami iš keturių pagrindinių kilmės centrų: Abisinijos, Viduržemio jūros regiono, Artimųjų Rytų Azijos ir Pietvakarių Azijos, iš kurių žirniai vėliau paplito į kitas Europos ir Azijos dalis. Prieš milijonus metų žirniai vystėsi ir kito pusdykumių bei stepių dirvožemiuose, kur didelis drėgmės ir azoto deficitas.

***

Dėl azoto trūkumo per ilgalaikę evoliuciją žirniai puikiai „susidraugavo" su gumbelinėmis bakterijomis, gyvenančiomis šaknyse ir sugebančiomis fiksuoti atmosferos azotą baltymų sintezei. Žirniai tokiomis sąlygomis suformavo pakankamai stiprias šaknis, kurių pagrindinė masė išsikerojusi 0-20 cm ir 20-40 cm dirvožemio sluoksniuose ir kurios gali pasiekti maisto elementus ir drėgmę iš dar gilesnių dirvožemio sluoksnių.