Įrengę reguliuojamas drenažo sistemas žemės naudotojai sausais metais gali gauti papildomą 5,6–10 proc. didesnį derlių (ir pajamas), nes ilgesnį laiką palaikomas optimalus dirvos drėgnumas. Sausringi 2018 m. buvo ypač palankūs reguliuojamo drenažo efektyvumui išryškėti.

Augalams augti ir vystytis reikia palankių sąlygų, t. y. turi būti pakankamai šviesos, šilumos, oro, vandens ir maistingųjų medžiagų. Kai šie veiksniai optimalūs, gaunamas didžiausias augalų derlius, tačiau sukurti optimalias sąlygas yra sunku, nes padidinus ar sumažinus vieną charakteristiką pasikeičia ir kitos. Pavyzdžiui, didėjant temperatūrai, reikia daugiau vandens ir maistingųjų medžiagų, o trūkstant šilumos – sulėtėja augalųmedžiagų apykaita ir derlius užauga menkesnis.

Vokiečių mokslininkas J. Lybigas suformulavo minimumo dėsnį, jo esmė, kad augalų augimą apriboja santykinai mažiausias veiksnys. Taigi, jei dirvožemyje trūksta drėgmės, augalai nepasisavina maistingųjų medžiagų ir augimas lėtėja arba sustoja. J. Lybigas tai vaizduoja statine, kur statinės šulai atitinka skirtingus augalų augimo veiksnius, o vanduo statinėje – derlių. Dėl skirtingo statinės šulų aukščio vanduo (t. y. derlius) per žemiausio šulo viršų nusipila iš statinės.

Sausros augalų vegetacijos laikotarpiu dažnėja

Lietuvoje juntami klimato pokyčiai pasireiškia dideliu neigiamu kritulių kiekio nuokrypiu ir dažniausiai teigiamu oro temperatūros nuokrypiu nuo standartinės klimato normos (SKN). Lietuvos hidrometeorologijos tarnybos klimatologo dr. Donato Valiuko teigimu, sausros ne tik padažnėjo, bet ir apima kur kas didesnę Lietuvos teritorijos dalį nei būdavo anksčiau. Išanalizavus 1961–2010 m. laikotarpio klimatinius duomenis, nustatyta, kad 1992 ir 1994 m. buvo registruotos stichinės sausros, apėmusios daugiau kaip du trečdalius šalies teritorijos. Sausringi laikotarpiai dar dažnesni nei stichinės sausros, jie pasikartoja dažniau nei kartą per dvejus metus.

2018 m. buvo sausringi. Hidrometeorologijos tarnyba daugiau nei 15 savivaldybių fiksavo stichinę sausrą – jose nelijo ilgiau kaip 30 dienų. Dar dešimtyje nustatytas sausringas laikotarpis – jose nelijo ilgiau kaip 15 dienų, o 16 savivaldybių pačios paskelbė ekstremalią padėtį.

Lietuvai būdingas stichinių sausrų skaičiaus ir jų išplitimo teritorijoje didėjimas augalų vegetacijos laikotarpiu. 2018 m. svarbiausiais augalų augimo mėnesiais – gegužę ir birželį – kritulių kiekis Vidurio Lietuvoje buvo beveik perpus mažesnis už standartinę klimato normą, o vidutinė oro temperatūra nuo balandžio pradžios iki rugsėjo buvo 2,7 ?C didesnė už daugiametį vidurkį.

Dėl nepalankių meteorologinių sąlygų nereguliuojamoje drenažo sistemoje augalai negalėjo gerai vystytis ir augti, todėl vasariniai miežiai sudygo retai ir blogai krūmijosi. Reguliuojamoje drenažo sistemoje augalams drėgmės užteko ir jų vystymasis reikšmingai pralenkė minėtuosius.

Pasak žemdirbių, 2018 m. sausra pridarė daugiau žalos negu praėjusių metų lietūs. Atsižvelgdami į vegetacijos laikotarpio meteorologines sąlygas, Agrarinės ekonomikos instituto mokslininkai nustatė, kad prognozuojamas derlius 2018 m. yra 30 proc. mažesnis už pastarųjų penkerių metų vidurkį. Vidutiniškai Lietuvoje prikuliama apie 5 mln. tonų grūdų, šiemet jų apie 1,5 mln. tonų mažiau. Pietų Lietuvoje bendrasis javų derlingumas, palyginti su kitais Lietuvos regionais, šiemet buvo prasčiausias ir nesiekė 3 t/ha, kai šalies vidurkis – 3,5 t/ha. Beveik perpus mažiau nei pernai prikulta grūdinių kultūrų, o mažiausiai – vasarinių kviečių. Paprastai vasarinių pasėlių derliaus nuostoliai dėl sausros gali siekti 15–50 procentų.

Kaip veikia reguliuojamas drenažas

Dirvožemio drėgmės atsargas lemia sausinimo sistemos, o drenažo nauda žemės ūkiui neabejotina. Jis sudaro optimalias drėgmės sąlygas, todėl didėja dirvožemių našumas. Drenažo sistemos sukurtos tam, kad kuo greičiau pašalintų drėgmę iš dirvožemio pavasarį. Veikiant įprastam drenažui, dirvožeminio vandens lygis nuolat žemėja ir dažniausiai gegužės pirmąjį dešimtadienį drenažo nuotėkis pasibaigia, tačiau dėl pasikartojančių sausrų, kurios kaip tik prasideda gegužę, yra tikslinga drenažo nuotėkį pristabdyti ir panaudoti susikaupusią drėgmę augalų reikmėms.

Derliaus nuostoliams sumažinti ūkininkams siūloma pertvarkyti įprasto drenažo konstrukcijas į reguliuojamo nuotėkio drenažo sistemas. Jos gali būti rengiamos ant jau esamų ar rekonstruojamų drenažo sistemų pastatant specialius įrenginius – šulinius su vandens lygio reguliavimo įranga. Reguliuojamas drenažas per pavasarinį polaidį veikia įprastiniu sausinamuoju režimu. Jam baigiantis reguliavimo įrenginys pakeliamas, siekiant sulaikyti nuotėkį ir sukaupti drėgmės atsargas dirvožemyje.

Reguliavimo pradžią reikia pasirinkti taip, kad vandens lygis netrukdytų pavasario darbams atlikti. Vasarą vandens lygis reguliuojamas pagal augalų poreikius: esant sausrai reguliavimo įrenginys laikomas aukščiausioje pozicijoje, o jei pasitaiko lietingų laikotarpių, vandens lygis pažeminamas, kad šaknų zona nebūtų patvenkta.

Rudenį, prasidėjus derliaus nuėmimo darbams, jei sausa ir drenažas neveikia, reguliavimo įrenginys paliekamas pakeltas, kol pradės veikti drenažas, o jei šlapia – vandens lygis pažeminamas. Kai darbai baigti, įrenginys pakeliamas į aukščiausią lygį. Žiemos laikotarpiu vandens lygis laikomas pakeltas ir taip skatinama azoto denitrifikacija, t. y. azoto išsiskyrimas iš nitratų, jų irimas dėl deguonies stokos dirvožemyje, kurį sukelia denitrifikuojančios bakterijos. Tai naudinga aplinkosauginiu požiūriu, nes stabdomas nitratinio azoto išsiplovimas drenažu į vandens telkinius.

Vykdant Europos inovacijų partnerystės (toliau – EIP) projektą ,,Drėgmės režimo dirvožemyje reguliavimas“ 2017 m. rudenį šešiuose Kauno, Kėdainių, Raseinių, Rietavo ir Biržų rajonų ūkiuose buvo įrengta 11 drenažo nuotėkio reguliavimo šulinių. Reguliuojamos drenažo sistemos užima nuo 2,25 iki 8,2 ha plotą, iš viso patvenkta 34,54 ha. 2017 m. buvo šlapi, todėl įrengus nuotėkio reguliavimo įrenginius (šulinius) drenažas veikė sausinamuoju režimu. Nuotėkis pradėtas reguliuoti 2018 m. kovo–balandžio mėnesiais.

Tyrimais nustatyta, kad didesnis dirvožemio drėgmės kiekis 0,60 m gylyje reguliuojamoje drenažo sistemoje buvo visą 2018 m. vegetacijos laikotarpį. Didžiausias skirtumas (8,3 proc.) buvo gegužės viduryje. Vėliau, pasibaigus drenažo nuotėkiui, šis skirtumas po truputį mažėjo, tačiau dirvožemio drėgmės atsargos reguliuojamame plote išliko didesnės negu nereguliuojamame.

Literatūros šaltiniai teigia, kad laukuose, kuriuose įrengtas reguliuojamas drenažas, augalai jautriai reaguoja į dirvožemio vandens lygio pokyčius. Nuo patvankos reikšmingai priklauso krūmijomosi koeficientas, javų stiebų aukštis, grūdų stambumas. Reguliuojamo drenažo sistemų įrengimas žemės naudotojams sausais metais leidžia gauti papildomą 5,6–10 proc. didesnį derlių (ir pajamas), sunaudojant mažesnes mineralinių trąšų normas. Reikšmingesnis ekonominis efektas reguliuojant drenažą pasiekiamas sausais metais, kai ilgesnį laiką palaikomas optimalus dirvos drėgnumas.

Derlingumo tyrimai

Siekiant nustatyti, kokį poveikį dirvožemio drėgmės režimo reguliavimas turi augalų derlingumui, vykdant EIP projektą partnerių (ūkininkų) ūkiuose 2018 m. buvo atlikti auginamų žemės ūkio augalų derlingumo tyrimai. Skirtumams įvertinti pasirinkta prof. R. Veličkos parengta biologinio derlingumo nustatymo metodika, kai grūdams pasiekus vaškinę–kietąją brandą iš kuo vienodesnio ir tipingo pasėlio ploto išpjaunami 0,25 m² augalų pėdeliai. Iš vieno hektaro pasėlio išpjaunama 10–15 augalų pėdelių. Pėdeliai išdžiovinami ir nustatomi pagrindiniai derliaus struktūros elementai: pasėlių produktyvus tankumas, grūdų kiekis varpoje, vidutinė grūdų masė varpoje ir 1 000 grūdų masė.

Derliaus struktūros elementai parodo, kokie biometriniai rodikliai lėmė derlingumą, pavyzdžiui, ar derlius buvo didesnis dėl grūdų stambumo (1 000 grūdų masė), o gal dėl grūdų skaičiaus varpoje ar geresnio krūmijimosi (daugiau produktyvių stiebų ir t. t.).

Nustatyta, kad drėgmės režimo reguliavimas didžiausią poveikį darė grūdų kiekiui varpoje ir grūdų stambumui, 1 000 grūdų masė reguliuojamose sistemose buvo didesnė negu nereguliuojamose. Visuose ūkiuose biologinis derlingumas reguliuojamuose plotuose buvo reikšmingai didesnis.

Žieminių kviečių laukuose (2 ūkiai) reguliuojant drenažo nuotėkį buvo gautas 3,1–3,8 t/ha derliaus priedas. Auginant vasarinius miežius (3 ūkiai), derliaus priedas gerokai skyrėsi: viename ūkyje jis siekė tik 1,0 t/ha, kitame – 2,0 t/ ha, trečiame – 3,2 t/ha. Ankštinių augalų derliaus skirtumai reguliuojamose ir nereguliuojamose sistemose menkesni: pupų – 2,1 t/ha, žirnių – 0,7 t/ha. Didesnį žirnių ir pupų derlių lėmė ankščių kiekis augale ir pėdelio sėklų masė, kuri buvo atitinkamai 13 ir 33 proc. didesnė.

Faktinis arba „bunkerinis“ derlius paprastai mažesnis už biologinį. Jis skiriasi apie 15–20 proc., tačiau skirtumas tarp žemės ūkio augalų derlingumo, gauto reguliuojant dirvožemio drėgmės režimą ir nereguliuojant, yra toks pat, kaip ir skaičiuojant pagal biologinio derlingumo nustatymo metodiką. Reguliuojant drenažo nuotėkį sausais 2018 m. gautas vidutiniškai 37 proc. didesnis žieminių kviečių derlingumas, vasarinių miežių – 25, žirnių – 12, pupų – 24 proc. 2018 m. buvo sausi, todėl derliaus priedo ir pajamų rezultatai yra reikšmingai didesni.

Ekonominis efektas

Derliaus priedas yra vienas iš ūkio konkurencingumą skatinančių veiksnių. Papildomą teigiamą ekonominį efektą turi maisto medžiagų ekonomija augalams prieinamame dirvožemio sluoksnyje, nuostolių sumažinimas laistant. Lentelėje pateiktos papildomos pajamos dėl derlingumo pokyčių reguliuojamoje ir nereguliuojamoje drenažo sistemose. Testuotų žemės ūkio augalų derlingumas įvairiuose ūkiuose buvo skirtingas. Tikėtina, kad tai nulėmė dirvožemio struktūra, klimato skirtumai, agrochemija ir auginami žemės ūkio augalai bei jų vegetacijos laikotarpis, per kurį trūko drėgmės.

Vidutinė kaina eurais buvo nustatyta pagal VĮ Žemės ūkio informacijos ir kaimo verslo centro duomenis, pateiktus 2018 m. liepą, rugpjūtį ir rugsėjį, neatsižvelgiant į žemės ūkio augalų klasę. Papildomos pardavimo pajamos apskaičiuotos 1 ir 2 ha reguliuojamo ploto (ploto dydis priklauso nuo vietovės reljefo ir esamos sausinimo sistemos parametrų). Didžiausios papildomos pardavimo pajamos buvo gautos iš žieminių kviečių pasėlių, mažiausios – iš žirnių.

Darant prielaidą, kad veiklos išlaidos yra vienodos reguliuojamuose ir nereguliuojamuose drenažo nuotėkio plotuose, periodiniai teigiami pinigų srautai sutampa su papildomomis pardavimo pajamomis. Tikėtina, kad drenažo nuotėkio reguliavimo įranga be kapitalinių investicijų bus eksploatuojama apie 30 m. Jų vertė – 1 984 eurai.

Atlikus empirinius tyrimus, nustatytas 6–7 proc. vidutinis ūkininkų ūkių nuosavo kapitalo (ūkininkų pageidaujamas) pelningumas. Ūkininkai suinteresuoti ne tik kuo didesne NPV, bet ir kuo greitesniu atsipirkimo laiku.

Lentelėje pateikta investicijų į sausinimo sistemų nuotėkio reguliavimą NPV ir atsipirkimo laikas, vertinant 2018 m. gautus derliaus padidėjimus auginant skirtingus žemės ūkio augalus. Visais atvejais NPV yra teigiama. Tai rodo, kad investicijos yra efektyvios tiek esant 6, tiek esant 7 proc. diskonto normai. Vertinant tik 2018 m. derliaus priedo rezultatus, greičiausiai investicijos atsiperka auginant žieminius kviečius ir pupas.

Dabartiniame tyrimų etape nėra tikslių duomenų apie mineralinių trąšų sutaupymą dėl jų neišplovimo sulaikant drenažo nuotėkį. Turint šiuos duomenis NPV ir atsipirkimo laikas bus patikslintas.

Gauti rezultatai patvirtina, kad drenažo nuotėkio reguliavimas skatina vandens išteklius tausojantį, ekonomiškai perspektyvų, klimato kaitos poveikiui atsparų žemės ūkį. Labai svarbu pabrėžti, kad 2018 m. buvo ypač palankūs reguliuojamo drenažo efektyvumui išryškėti, tačiau tikimybė, kad tokios gamtinės sąlygos kartosis dažnai, nėra didelė, todėl nustatyta NPV ir atsipirkimo laikas bus tikslinami.

Reguliuojamo drenažo moksliniam pagrindimui ir pritaikymui įvertinti Lietuvoje vykdomas projektas „Drėgmės režimo dirvožemyje reguliavimas“. Projekto partneriai – ūkininkai, konsultantai ir žemdirbius vienijančios organizacijos. Projektas vykdomas pagal Lietuvos KPP 2014–2020 m. programą. EIP veiklos grupių kūrimo idėja paremta bendradarbiavimu tarp mokslo, verslo ir konsultavimo veiklas vykdančių institucijų. Projekto veikla nukreipta į žemės ūkio verslo problemos sprendimą, grindžiama turima praktine-moksline patirtimi, užsienio šalyse taikomomis inovacijomis. Projekto esmė yra pasirengti inovacijų įgyvendinimo procesams, įtraukiant į aktualių žemdirbiams problemų sprendimą EIP veiklos grupės narius, suteikti žemdirbiams specialių žinių ir skatinant diegti savo ūkiuose dirvožemio drėgmės reguliavimo (reguliuojamo drenažo) sistemas, optimizuoti maisto medžiagų naudojimą, mažinant jų patekimą į paviršinius vandens telkinius ir taip užtikrinti ūkio konkurencingumą ir tausų gamtos išteklių valdymą.