Skirtingo intensyvumo žemės dirbimo technologijos tausoja neatsinaujinančius energinius resursus, mažina laiko sąnaudas ir didina darbo našumą – štai kodėl pasaulyje plinta neariamoji žemdirbystė. Kaip tai veikia patį dirvožemį?

Remiantis Eurostato duomenimis, Lietuvoje neariamoji žemdirbystė 2010 m. – naujesnių duomenų, deja, nėra – taikyta apie 8 proc. visos ariamos žemės plotų. Šis skaičius yra apie 2,8 karto mažesnis už ES 27 vidurkį. Plačiausiai neariamoji žemės dirbimo sistema Europoje buvo taikyta Bulgarijoje – 55 proc. ir Kipre – 53 proc. Senosios Europos dalyje neariamosios žemdirbystės plotai buvo tokie: Vokietijoje – 40 proc., Prancūzijoje – 28 proc., Šveicarijoje – 25 proc., Ispanijoje – 26, Jungtinėje Karalystėje – 30 procentų.

Latvijoje ir Lenkijoje neariamosios žemdirbystės plotas buvo panašus kaip ir Lietuvoje ir sudarė 8–9 proc. tų šalių ariamos žemės ploto. Tiesa, paveiksle pateikti duomenys nėra nauji, tačiau naujesnių oficialioji statistika dar neskelbia. Labai tikėtina, kad neariamosios žemdirbystės plotai Lietuvoje bus didesni, paskelbus atnaujintus duomenis.

Europos dirvožemio kokybė prastėja – blogėja dirvožemio fizikinės savybės, mažėja augalams pasiekiamos drėgmės ir organinės medžiagos kiekis, tad kyla augalų mitybos disbalansas. Lietuvoje naudojamos įvairaus intensyvumo žemdirbystės sistemos, tad pokyčiai, vykstantys dirvožemyje, taikant kontrastingas žemdirbystės sistemas, Lietuvos žemdirbiams taip pat aktualūs.

LAMMC Žemdirbystės institute vykdomi ilgamečiai žemės dirbimo ir tręšimo lauko eksperimentai. Vienas iš jų buvo įrengtas 1999 m., o kitas – 2000 metais. Apie žemės ūkio augalų derlingumą, taikant skirtingas žemdirbystės sistemas minėtuose bandymuose, buvo rašyta žurnalo „Mano ūkis“ šių metų kovo numeryje. Šiame straipsnyje pristatysime agrocheminių ir kai kurių fizikinių dirvožemio savybių pokyčius, įvykusius per tyrimų laikotarpį.

Tirtos trys žemės dirbimo sistemos: tradicinė ariamoji (T), supaprastintas seklus neariamasis dirbimas (S) ir tiesioginė sėja (M), taip pat trys tręšimo lygiai: netręšta, tręšta vidutinėmis ir padidintomis mineralinių NPK trąšų normomis. Tręšimo normos kiekvienam sėjomainos augalui buvo nustatomos pagal dirvožemio agrochemines ir fizikines savybes bei planuojamą derlių.

Per 17 tyrimo metų ryškiausi pokyčiai įvyko 0–10 cm dirvožemio sluoksnyje. Ilgametis S ir M žemės dirbimo taikymas lėmė ariamojo sluoksnio virsmą derlingesniu, augalų maisto medžiagų turtingą viršutinį (0–10 cm) ir ne tokį derlingą apatinį (10–20 cm) sluoksnį.

Kaip keitėsi fosforo ir kalio kiekiai

Įrengiant pirmą lauko eksperimentą 1999 m. vidutinio sunkumo priemolio dirvožemis buvo labai fosforingas (armenyje vidutiniškai net 360 mg/kg P₂O₅) ir didelio kalingumo (armenyje vidutiniškai 214 mg/kg K₂O). Netgi siekiant didelių derlių, per visą tyrimų laikotarpį laukas fosforo trąšomis buvo netręšiamas, kadangi dirvožemis iš tiesų fosforingas. 2015 m. nustatyta, kad fone, kur buvo dirvoje paliekami šiaudai, taikant T ir S žemės dirbimo sistemas, dirvožemio fosforingumo lygis sumažėjo nuo labai didelio iki didelio (vidutiniškai 233 ir 254 mg/kg P₂O₅), o taikant M žemės dirbimo sistemą – išliko labai fosforingas (vid. 336 mg/kg P₂O₅).

Fosforo trąšomis netręštos dirvos fosforingumo lygis išliko aukštas dėl šiaudų panaudojimo. Tačiau fone, kur šiaudai buvo iš lauko išvežti, didžiausias fosforo kiekio sumažėjimas nustatytas taikant T žemės dirbimo sistemą. Čia dirvožemis iš labai fosforingo tapo fosforingas (vidutiniškai 190 mg/kg P₂O₅), o taikant S ir M sistemas – dirvožemis liko labai fosforingas (vid. atitinkamai 228 ir 213 mg/kg P₂O₅).

Verti dėmesio faktai, išryškėję analizuojant atskirus dirvožemio sluoksnius. Nustatyta, kad netręšiant mineralinėmis P trąšomis, S ir M sistemose 0–10 cm dirvožemio sluoksnis nuskurdo labiau negu 10–20 cm sluoksnis. Tai paaiškinama tuo, kad didžioji augalų šaknų masė telkiasi būtent 0–10 cm dirvožemio sluoksnyje, tad ir maisto medžiagos iš jo labiausiai ir išnaudojamos. Svarbu ir tai, kad dirvoje palikti šiaudai beveik perpus sumažino fosforo nuostolius T ir S sistemose, jei dirva netręšiama fosforo trąšomis.

Kalio vidutinio sunkumo priemolio dirvožemyje per 17 metų mažėjo intensyviau negu fosforo. Taikant T žemės dirbimo sistemą fone su šiaudais ir fone be šiaudų, 0–10 ir 10–20 cm dirvožemio sluoksniai iš buvusio didelio kalingumo tapo tik kalingi, o taikant S ir M sistemas 0–10 cm dirvožemio sluoksnyje išliko labai kalingi, tačiau 10–20 cm – sumažėjo iki kalingo (fone be šiaudų) arba netgi dar labiau – iki vidutinio kalingumo lygio (fone su šiaudais).

Antrasis lauko eksperimentas buvo priemolio dirvoje. Čia dirvožemis buvo vidutinio fosforingumo (armenyje vidutiniškai 137 mg/kg P₂O₅) ir kalingas (vidutiniškai 160 mg/kg K₂O). Kasmet sėjomainos augalai buvo tręšiami mineralinėmis NPK trąšomis. Eksperimento pabaigoje, 2015 m., jau buvo nustatyta, kad neariamojo žemės dirbimo sistemose 0–10 cm sluoksnyje susikaupė daug fosforo. S sistemoje judriojo P₂O₅ kiekis šiame sluoksnyje buvo dvigubai didesnis, o taikant M žemės dirbimo sistemą, net 6 kartus didesnis negu 10–20 cm dirvožemio sluoksnyje. Kitaip tariant, su mineralinėmis trąšomis įterpto fosforo kiekį S ir M sistemose augalai ne visai išnaudojo, jis kaupėsi tik dirvos viršutiniame sluoksnyje, dėl mažo judrumo nemigravo į gilesnius dirvos sluoksnius.

Smėlingo lengvo priemolio dirvos 0–10 cm sluoksnio kalingumas per tyrimų laikotarpį iš esmės nepakito. Tiesa, visose žemės dirbimo sistemose buvo nustatytas judriojo K₂O kiekio padidėjimas, tačiau taip pat tik viršutiniame 0–10 cm sluoksnyje: T žemės dirbimo sistemoje apie 7 proc., S sistemoje – apie 14 proc., o M žemės dirbimo sistemoje – daugiausiai – apie 19 proc.

Vis dėlto 10–20 cm sluoksnyje registruoti žymūs kalio nuostoliai. Juo labiau supaprastinta žemės dirbimo sistema buvo taikoma, tuo nuostoliai buvo pastebimesni. Tradiciškai dirbant žemę, šis sumažėjimas siekė apie 12 proc., o nuo 2000 m. taikant supaprastintą žemės dirbimą ir tiesioginę sėją, 10–20 cm dirvožemio sluoksnyje kalio sumažėjo net 30–32 proc.

Struktūringumo pokyčiai

Granuliometrinė dirvožemio sudėtis ir taikomos skirtingos žemės dirbimo sistemos turėjo pastebimos įtakos ne tik augalų mitybos elementų stratifikacijai, bet ir fizikinių bei hidrologinių dirvožemio savybių pokyčiams.

Sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemio – vidutinio sunkumo priemolio – struktūringumas vertintinas kaip geras. Ir šiaudus iš lauko pašalinus, ir juos palikus dirvoje, vandenyje patvarių dirvožemio dalelių (> 0,25 mm skersmens agregatų) kiekis labiausiai padidėjo taikant tiesioginę sėją (M) ir supaprastintą seklų žemės dirbimą (S). Tokių dalelių (> 0,25 mm skersmens) kiekis šiose sistemose, 0–10 ir 10–20 cm dirvožemio sluoksniuose, svyravo atitinkamai 56–59 ir 54–60 proc. ribose. Šiaudų panaudojimo būdas mažiausiai įtakos dirvožemio struktūringumo pokyčiams turėjo taikant tradicinį žemės dirbimą (T). Čia 0–10 ir 10–20 cm dirvožemio sluoksniuose vandenyje patvarių agregatų kiekis buvo labai panašus ir siekė apie 47–49 procentus.

Šiek tiek mažesnis, tačiau taip pat geras buvo ir smėlingo lengvo priemolio dirvožemio struktūringumas. Geriausias jis nustatytas taikant tiesioginę sėją. Ir šiaudus iš lauko pašalinus, ir juos palikus dirvoje, vandenyje patvarių dirvožemio dalelių kiekis T ir S sistemose, 0–10 cm bei 10–20 cm sluoksniuose, buvo atitinkamai 44–47 ir 44–46, o M sistemoje – 55 ir 50 procentų. Tad galima teigti, kad, taikant tiesioginę sėją, dirvožemio struktūra gerėja labiau negu kitose žemės dirbimo sistemose.

Beje, S ir M sistemų taikymas labiausiai pagausino 0–10 cm dirvožemio sluoksnio > 1 mm vandenyje patvarių dirvožemio agregatų kiekį. Agronominiu požiūriu tai yra gerai, kadangi juo daugiau yra vandenyje patvarių agregatų, tuo stabilesnė dirvožemio struktūra. Po intensyvios liūties tokios dirvos nesuplakamos, nesusidaro pluta.

Dirvožemio drėgmės potencialas

Kitas svarbus rodiklis, charakterizuojantis fizikinę dirvožemio būklę – dirvožemio drėgmės potencialas. Jis nusako ne tik sukauptą, bet ir išlaikomą vandens kiekį visose dirvožemyje esančiose porose (didžiausiose makro-, vidutinėse mezoir mažiausiose mikro-), esant tam tikrai išorės siurbimo jėgai. Siurbimo jėga nuo 0 iki 100 hPa reprezentuoja vandens kiekį makroporose, 100–300 hPa – mezoporose ir 15 500 hPa – mikroporose. Juo didesnis drėgmės potencialas, tuo daugiau dirvožemis sugeba prikaupti vandens. Ši fizikinė dirvožemio būklė padeda įvertinti ir naudojamų žemės dirbimo sistemų ilgalaikį efektyvumą.

Nustatyta, kad vidutinio sunkumo priemolyje S ir M žemės dirbimo sistemų taikymas didino viršutinio 5–10 cm dirvožemio sluoksnio drėgmės potencialą, palyginti su T žemės dirbimo sistema. Taikant šias dvi žemės dirbimo sistemas, drėgmės buvo išlaikoma daugiau (iki 4 procentų pagal tūrį) naudojant beveik visas tirtąsias siurbimo jėgas. Vadinasi, pavasarį, netgi nudrenavus pertekliniam dirvos vandeniui, dirvožemyje dar lieka daug vandens. Tačiau 15–20 cm sluoksnyje situacija pasikeičia iš esmės. Šio dirvožemio sluoksnio drėgmės potencialas didesnis nustatytas T žemės dirbimo sistemoje. Vadinasi, seklus žemės dirbimas ir tiesioginė sėja didina tik viršutinio dirvožemio sluoksnio drėgmės potencialą. Drėgmės potencialas mezo- ir mikroporose buvo panašus taikant T, S arba M žemės dirbimo sistemas.

Smėlingo lengvo priemolio drėgmės potencialas buvo šiek tiek mažesnis negu vidutinio sunkumo priemolio. T žemės dirbimo sistema didino šio lengvesnio dirvožemio 5–10 bei 15–20 cm sluoksnių makroporų kiekį, kartu didino ir drėgmės kiekį, kuris kaupėsi didžiosiose dirvožemio porose. Tačiau 5–10 ir 15–20 cm dirvožemio sluoksnių drėgmės potencialas mezo- ir mikroporose buvo panašus visose žemės dirbimo sistemose.

Kitas labai svarbus rodiklis – tai augalams prieinamos drėgmės kiekis dirvožemyje, kuris apima dirvožemio slėgio zoną, siekiančią tarp 100 ir 15 500 hPa. Vidutinio sunkumo priemolyje, 5–10 cm dirvožemio sluoksnyje, esmingai didesnis prieinamos drėgmės kiekis nustatytas taikant S ir M žemės dirbimo sistemas, palyginti su T sistema.

Ta pati tendencija nustatyta ir 15–20 cm dirvožemio sluoksnyje. Smėlingame lengvame priemolyje, 5–10 cm sluoksnyje, didžiausias prieinamos drėgmės kiekis taip pat nustatytas taikant M žemės dirbimo sistemą. 15–20 cm dirvožemio sluoksnyje esminių skirtumų tarp skirtingų žemės dirbimo sistemų nebuvo nustatyta.

Ar ilgai bus galima taikyti neariamąjį gamybinių laukų žemės dirbimą, lems ne tik konkretaus lauko armuo, bet ir podirvio savybės. Jei dirvos pavasarį ims džiūti lėtai, o jų paviršiuje ilgai stovės paviršinio vandens telkiniai – tai bus požymis, jog dirvožemis užmirko dėl jame vyraujančių smulkiųjų mikroporų.

Kad būtų galima pasirinkti tinkamą būdą dirvožemio poringumui padidinti, reikėtų nustatyti, kuris dirvožemio sluoksnis ir kokiame gylyje yra sutankėjęs. Gali sutankėti ir keli tokie sluoksniai. Vienu atveju dirvą galėtų padėti supuren0– 10 cm sluoksnis 10–20 cm sluoksnis ti įsėti giliašakniai pupiniai augalai (raudonieji dobilai, mėlynžiedės liucernos, rytiniai ožiarūčiai), kitu – mechaninis purenimas – neverstuvinis giluminis purenimas, arba dirvų suarimas su specialiu purenamuoju peiliu, pritvirtintu prie galinio plūgo korpuso.

***

Rezultatai parodė, jog taikydami neariamąjį žemės dirbimą, bet netręšdami dirvų, mes skurdiname viršutinį dirvožemio sluoksnį, tačiau, jei dirvas gausiai tręšime mineralinėmis NPK trąšomis, turėsime maisto medžiagų turtingą, tik palyginti ploną viršutinį 0–10 cm dirvožemio sluoksnį.