Dirvožemio derlingumas yra vienas svarbiausių veiksnių, užtikrinančių stabilų augalų derlingumą ir darnų agroekosistemų funkcionavimą. Numatyta, kad ekologiniai ūkiai dabar kasmet turės skaičiuoti maisto medžiagų balansą. Tačiau tai tikrai nėra paprasta, įvertinus visus azoto balanso skaičiavimo ypatumus.

Daug metų dirvožemio derlingumui išsaugoti buvo skiriamas minimalus dėmesys, todėl šiuo metu Lietuvoje vyrauja mažo ir vidutinio derlingumo dirvožemiai. Be to, agroekosistemose dėl antrapogeninės veiklos suaktyvėję organinių medžiagų mineralizacijos procesai prastina dirvožemio kokybę.

Dirvožemio derlingumo atkūrimas yra ilgas procesas, todėl jo išsaugojimu turime ir turėsime rūpintis nuolat. Esminių dirvožemio derlingumo pokyčių galima pasiekti tik sistemingai tręšiant organinėmis trąšomis ar auginant sėjomainoje daugiametes žoles, tarpinius pasėlius.

Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad dėl dirvožemio sistematinio vieneto (tipo), granuliometrinės sudėties, meteorologinių sąlygų ir kitų veiksnių yra skirtingas organinių medžiagų kaupimosi, mineralizacijos ir mineralinių junginių migracijos procesų intensyvumas. Siekiant įvertinti taikomų tręšimo technologijų, sėjomainų įtaką dirvožemio derlingumui (humuso ir maisto medžiagų kiekiui) ir numatyti optimalius maisto medžiagų srautus, rekomenduojama ekologiniuose ūkiuose skaičiuoti humuso ir lauko maisto medžiagų balansus. Tačiau dėl pastarojo kyla daug klausimų.

Veikia ne vienas veiksnys

Sunkiausia yra skaičiuoti azoto balansą, nes jo galutinį rezultatą veikia daugelis dirvožemio ir meteorologinių veiksnių. Skaičiuojant azoto balansą, galima gana tiksliai įvertinti įterpiamą azoto kiekį su organinėmis trąšomis (mėšlu, tarpiniais pasėliais ir kt.), priešsėlio paliekamą azoto kiekį ir azoto kiekį, įterptą su sėklomis.

Azoto kiekio svyravimai dėl skirtingo kritulių kiekio ir skirtingos teritorinės taršos azoto junginiais žymiai nekeistų balanso, nes Lietuvoje su krituliais į hektaro plotą patenka apie 9 kg azoto, ir tai nėra didelis azoto kiekis. Didžiausi azoto balanso netikslumai galimi dėl į balanso skaičiavimą neįtraukto (dėl išsamių tyrimų stokos) ar netinkamai pasirinkto mikroorganizmų (bakterijų) fiksuoto atmosferos azoto kiekio ir azoto nuostolių dėl išplovimo ir išgaravimo.

Dirvožemyje atmosferos azotą kaupia gumbelinės (Rhizobium) bakterijos, asociatyvūs (Azospirillum) ir dirvožemyje laisvai gyvenantys (Clostridium, Azotobacter ir kt.) mikroorganizmai. Pvz.: gumbelinės bakterijos gali sukaupti nuo 50 iki 300 kg ha^-1 azoto, kai kuriais atvejais - iki 460 kg ha^-1.

Hektaras liucernų pasėlio, sėjant efektyviomis gumbelinėmis bakterijomis inokuliuotą sėklą, per metus fiksuoja iki 300 kg, dobilų ir lubinų - iki 200 kg, vienamečių pupinių augalų (žirnių, pupų, pupelių ir kitų) - iki 120 kg azoto. Liucernų šaknyse azoto lieka apie 100-140 kg ha^-1, o vienamečių pupinių (ankštinių) - 30-60 kg ha^-1. Tai azotas kitų metų augalams. Nesimbiotiniai mikroorganizmai azoto gali sukaupti 26-86 kg ha-1

Sunku įvertinti tikslų kiekį

Kokį kiekį biologinio (atmosferos) azoto sukaupia gumbelinės bakterijos konkrečiame lauke konkrečiais metais, įvertinti gana sunku, nes tai lemia gumbelinių bakterijų virulentiškumas (bakterijų savybės prasiskverbti į augalo šaknį ir sudaryti gumbelius), konkurencingumas (bakterijų savybės konkuruoti su kitais štamais), efektyvumas (bakterijų savybės fiksuoti atmosferos azotą).

Gamyboje įvertinti tikslų bakterijų fiksuoto azoto kiekį nėra galimybių, nes tai brangus tyrimas, kurį reikėtų atlikti pupinių (ankštinių) augalų pasėlyje kiekvienais metais. Skaičiuojant azoto balansą, nevertinti gumbelinių bakterijų sukaupto azoto kiekio negalima, nes tai vienas iš pagrindinių azoto šaltinių ekologiniuose ūkiuose. Pvz., atlikę ekologinio ūkio žieminių kviečių lauko azoto balanso skaičiavimą, galime gauti labai skirtingus rezultatus, ir tai labiausiai priklauso nuo to, kokį pasirenkame azoto kiekį, kuris lieka po ankštinių augalų.

Situacija: ekologiniame ūkyje išauginti žieminiai kviečiai, kurių derlingumas 4,0 t ha^-1;

• priešsėlis - pupiniai (ankštiniai) augalai;
• azoto kiekis, patekęs į dirvožemį su krituliais - 9 kg ha^-1;
• azoto kiekis, patekęs į dirvožemį su sodinamąja medžiaga - 3 kg ha^-1;
• azoto kiekis dirvožemyje iš priešsėlio - 40; 60; 90 kg ha^-1 ir kt. kiekiai;
• azoto nuostoliai - tai azoto kiekis, paimamas su derliumi, ir azoto nuostoliai dėl išplovimo, išgaravimo ir erozijos. Jeigu azoto kiekį iš priešsėlio (ankštinių augalų) vertiname 40 kg ha^-1, gaunamas neigiamas (-23 kg ha^-1) lauko balansas. Jeigu azoto kiekį iš priešsėlio vertiname 60 kg ha^-1 - balansas artimas nuliniam (-3 kg ha^-1), o kai azoto kiekis iš priešsėlio 90 kg ha^-1 - balansas teigiamas (+27 kg ha^-1).

Kiek azoto išplaunama

Azoto junginių išplovimas iš dirvožemio taip pat neturi būti vertinamas viena verte, nes tai priklauso nuo žemės dirbimo, kalkinimo, tręšimo, augalų rūšies, dirvožemio savybių, prasisunkusio vandens kiekio, dirvožemio azotingumo ir kitų veiksnių. Tyrimais nustatyta, kad išplaunamo azoto kiekis, nelygu dirvožemio ir kiti veiksniai, svyruoja nuo 14,4 iki 126 kg ha^-1, todėl azoto balansas gali gana smarkiai pasikeisti, pasirinkus skirtingas vertes nurodytame intervale. Neteisingai įvertinus išplaunamo azoto kiekį, galime turėti gana skirtingą azoto balansą, šiuo atveju nuo -12 iki -51 kg ha^-1.

Dar vienas rodiklis, veikiantis azoto balansą, - azoto nuostoliai dėl išgaravimo. Šiuo atveju, ekologiniuose ūkiuose azoto išgaravimas galimas dėl denitrifikacijos proceso ir mėšlo panaudojimo augalams tręšti. Tyrimais nustatyta, kad mėšlą įterpiant per 6 val. nuo paskleidimo, išgaruoja apie 9 kg ha^-1 azoto, o įterpiant per 48 val. - 30 kg ha^-1. Azoto išgaravimo nustatymo netikslumai balansą gali keisti nuo -7 (išgaravimas 0 kg ha^-1) iki -37 kg ha^-1 (išgaravimas 30 kg ha^-1).

Azoto balansas, apskaičiuotas pagal vidutinius Lietuvos ar konkretaus rajono rodiklius, neatsako į pagrindinį klausimą: ar lauko balansas konkrečiame ūkyje (lauke) yra teigiamas, ar neigiamas, ir koks jo nuokrypis nuo nulinio balanso. Įvertinus visus azoto balanso skaičiavimo ypatumus, atsiranda abejonių, ar ekologiniams ūkiams numatytas maisto medžiagų balanso skaičiavimas (kasmet) duos naudos ir ar turėsime atsakymą, kurio pagrindu bus mažiau alinamas dirvožemis. Humuso kiekio vertinimas ir jo balanso skaičiavimas kas ketveri metai tiksliausiai atsakytų apie dirvožemio kokybės pokyčius ūkiuose.

***

Lauko maisto medžiagų balansas - tai skirtumas tarp patenkančių į lauko dirvožemį ir išvežtų iš lauko su augalų derliumi bei išplaunamų, nuplaunamų ir išgaravusių (azoto) iš dirvožemio maisto medžiagų. Gali būti skaičiuojamas azoto, fosforo, kalio ir kitų mineralinių mitybos elementų balansas, tačiau dažniausiai skaičiuojami azoto ir fosforo bei humuso balansai.