Ieškant šilumos efektą sukeliančių priežasčių, nemaža dalis kaltės priskiriama intensyviam žemės ūkiui, nors kai kuriems teiginiams pagrįsti mokslinių tyrimų nepakanka. Kaip mažinti intensyvios žemės ūkio veiklos neigiamą poveikį dirvožemiui ir klimatui?

Dėl mažo organinių medžiagų įterpimo su augalų liekanomis ir šalutine produkcija bei intensyvesnių mineralizacijos procesų dirvožemiuose humuso balansas vis dažniau būna neigiamas. Tai skatina naudoti daugiau cheminių trąšų. Lengvesniuose dirvožemiuose, kur vyrauja stambios smėlio dalelės, galimi dideli labilių mitybos elementų nuostoliai dėl greitos migracijos, o sunkesniuose mažo humusingumo dirvožemiuose, linkusiuose plyšinėti keičiantis lietingiems ir sausringiems periodams, reikšmingas ir išsiplovimo pavojus.

Svarbu tausoti mineralinį azotą dirvožemyje

Šiltėjant klimatui, atsiranda didesnis pavojus maisto medžiagoms išsiplauti į gilesnius sluoksnius, nes intensyviau vyksta organinių medžiagų mineralizacija dirvožemyje. Be to, nemažai azoto dirvoje lieka vasaros pabaigoje, kai pagrindinių pasėlių augalai, vegetacijos pabaigoje užėjus sausrų periodui, negeba jo pasisavinti.

Kai nėra augalų (maisto medžiagų vartotojų), azoto migracija į gilesnius sluoksnius intensyvioje žemdirbystėje net sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiuose vyksta labai greitai, tai rodo ir išsamūs Lietuvos dirvožemininkų draugijos tyrimai, publikuoti G. Staugaičio ir Z. Vaišvilos leidinyje „Dirvožemio agrocheminiai tyrimai“ (2019 m.).

Iš lentelėje pateiktų duomenų matyti, kad jau po mėnesio po pagrindinių pasėlių nuėmimo N_min numigravęs iš armens 0–20 cm ir podirvio 20–40 cm sluoksnio ir gerokai didesnės jo sankaupos 60–100 cm gylio sluoksniuose. Tokių sluoksnių jau nepasiekia augalų šaknys. Taip ne tik produktyviai nepanaudojamos azoto liekanos po pagrindinių pasėlių ir besimineralizuojančio humuso, bet ir susidaro reali galimybė užteršti požeminius vandenis.

Azoto nuostolių būtų mažiau, jei žemdirbystės sistemoje būtų apgalvota augalų kaita. Reikėtų sudaryti pastovesnį paviršių dengiančių ir maisto medžiagas pasisavinančių augalų grandinę. Todėl taip svarbu pagrindinių pasėlių popjūtiniu periodu palaikyti dirvožemio paviršių uždengtą augalais, sulaikančiais azotą paviršiniame sluoksnyje, o augalų šaknys jo sankaupas panaudotų fitomasei kaupti. Dėl giliai nuplauto azoto kiekio poreikį augalams tenka kompensuoti didesnėmis mineralinių trąšų normomis, nes periodiškai maitinami augalai atskirais periodais dėl migracijos į gilesnius sluoksnius nepatirtų streso. N_min sulaikymas armenyje – viena svarbiausių tarpinių pasėlių funkcijų.

Tausojamoji žemdirbystė ir organinių medžiagų įterpimas su tarpinių augalų fitomase – tai vienas esminių dirvožemio našumo potencialo palaikymo rezervas augalininkystės ūkiuose. Svarbiausia, kad įterpiama tarpinių pasėlių azotinga antžeminė biomasė sudaro tinkamus derinius su daug organinės anglies turinčiais miglinių javų šiaudais, paskleistais ant dirvos, ir skatina jų mineralizaciją.

Pastaraisiais metais didėja tausojamosios žemdirbystės svarba gausinant organinių medžiagų kiekį dirvožemyje, nes dažnėja ekstremalių situacijų dėl besikartojančio liūtinio lietaus ar užsitęsiančių sausringų periodų. Kuo didesnis organinių medžiagų ir humuso kiekis dirvožemyje, tuo lengviau amortizuojamas neigiamas atmosferos reiškinių poveikis ir mažesnį stresą patiria augalai.

Daugiau ankstyvų sausrų ir vėjuotų orų

Keičiasi ir sausringų bei lietingų laikotarpių pasikartojimas. Prieš porą dešimtmečių sausringas periodas prasidėdavo birželį ir didesnę neigiamą įtaką padarydavo vasarinių augalų pasėliams. Per pastarojo dešimtmečio pirmąją pusę sausra pasėlius užklupdavo gegužę, vėliau – balandžio pabaigoje, o šiais metais daugelyje rajonų didesnio lietaus nebuvo nuo kovo trečios dekados.

Tai neigiamai paveikė ne tik vasarinių augalų, ypač vėlesnės sėjos, dygimą, bet ir žieminių javų augimą. Nors tręšta intensyviai, dėl mitybos tirpalo stygiaus dirvoje augalai maisto medžiagų tuo metu iki galo nepasisavino. Užsitęsus sausringam periodui žieminiams javams labiau kenkia besikartojančios šalnos, todėl kurį laiką augalai buvo pageltę, lapų viršūnėles apsvilino šalnos. Toks skurdokas žieminių javų pasėlių vaizdas paskatino gausesnį azoto trąšų naudojimą, o tai, prasidėjus liūčiai birželio paskutinėmis dienomis, tam tikra dalimi padidino išgulimą.

Su sausromis ateina stiprūs vėjai, kurie dar sparčiau džiovina dirvas. Siekiant kuo daugiau per žiemą sukaupti ir pavasarį išsaugoti drėgmės ir azoto atsargų, vis didesnę svarbą įgyja bearimis žemės dirbimas, ypač derinamas su tarpiniais pasėliais.

Jei sausringas ruduo, žieminiai javai ir rapsai visada geriau sudygsta be arimo, ypač sunkesnėse dirvose, kuriose ariant prilaužoma grumstų, susidaro didelės ertmės, neužtikrinamas natūralus sėklų drėkinimas.

Ariamasis ir neariamasis žemės dirbimas

Viena iš galimybių mažinti šilumos efektą sukeliančių dujų (ŠESD) emisiją ir stabdyti maisto medžiagų migraciją laikoma spartesnė tausojamosios žemdirbystės plėtra, kurios prioritetas neariamoji žemdirbystė. Žemės dirbimas be arimo jau daugelį metų yra vienas dažniausiai tiriamų objektų Lietuvoje ir kitose pasaulio šalyse, nes tai svarbi aplinkosauginės ir dirvosauginės problemos sprendimo dalis. Beje, kelianti ir daug diskusijų. Viena vertus, mažėja kuro sąnaudos, lėtėja organinių medžiagų mineralizacija dirvožemyje ir mažėja dujų emisija į aplinką. Kita vertus, yra tyrimų, rodančių, kad, naudojant seklų bearimį žemės dirbimą, plonėja armens sluoksnis, dėl to mažėja humuso sankaupos ir, siekiant nemažinti augalų produktyvumo, prireikia daugiau mineralinių trąšų ir augalų apsaugos produktų.

Žemdirbių ir mokslininkų nuomonės prieštaringos – vieni pripažįsta ariminę žemdirbystę, kiti jau daugelį metų taiko bearimę ir prie plūgo grįžti negalvoja. Galima rasti daug ir ariminės, ir bearimės žemdirbystės sistemų privalumų ir trūkumų.

Dažnai naudojant tą pačią priemonę, gaunami skirtingi rezultatai, nes nevienodi dirvožemiai, jų sukultūrinimo lygis, be to, nemažai įtakos turi ir meteorologinės sąlygos. Jei žieminiai sėjami po vėliau nuimto priešsėlio, lieka trumpas priešsėjinio paruošimo laikotarpis. Naudojant neariminį žemės dirbimą suspėjama laiku pasėti, o ariant dirvą, jos įdirbimui reikia ir daugiau energijos, ir sąnaudų, ir sėja suvėlinama, todėl sudygimas būna prastesnis.

Dar svarbią reikšmę sėkmingam bearimio dirbimo efektyvumui turi anksčiau taikytos žemės dirbimo sistemos ir suformuotas dirvožemio potencialusis našumas. Po ilgalaikio arimo suformuoto gilaus armens sluoksnio ir geros augalų kaitos, kai humuso daugiau kaip 2,0– 2,5 proc., neariamasis dirbimas ilgą laiką gali būti efektyvesnis už arimą.

Jei po sėjos pasėlį plovė lietūs ir bearimėje žemdirbystėje dirvožemis stipriai sutankėjo, dėl užmirkimo pablogėjo aeracija ir žiemojimo sąlygos, gali būti mažesnis augalų produktyvumas.

Pastaraisiais metais vis dažniau užklumpant sausringiems periodams ir trūkstant drėgmės dirvose pavasarį, tenka keisti požiūrį į neariamąjį žemės dirbimą. Ypatingą svarbą įgauna drėgmės kaupimas ir išsaugojimas dirvožemyje, o tam didesnės galimybės, taikant neariamąjį dirbimą, ypač auginant tarpinius pasėlius ir siekiant juos išlaikyti kaip mulčią iki pavasario. Kai kurių šalių tyrėjų duomenys rodo, kad, taikant tausojamąją žemės dirbimo sistemą ir racionalią pagrindinių bei tarpinių pasėlių augalų kaitą, galima išsaugoti 50 proc. per žiemą sukaupiamos drėgmės.

Didesnės tarpinių pasėlių auginimo galimybės

Siekiant stabdyti dirvožemių degradaciją dėl nuo šiltėjančio klimato suintensyvėjusio humuso skaidymosi, vis didesnis dėmesys kreipiamas į organinių medžiagų gausinimą auginant tarpinius pasėlius ir įterpiant jų biomasę žaliajai trąšai. Intensyvesnė tarpinių pasėlių plėtra prasidėjo prieš dvejus ar trejus metus pailgėjus šiltajam periodui. Svarbus paskatinimas juos auginti buvo ir papildomos išmokos kaip už žalinimo reikalavimus atitinkančius plotus.

Pažangiuose ūkiuose tarpiniai pasėliai tampa įprasta sėjomainos grandimi. Nors kai kurie tyrėjai teigia, kad ankstesniais metais, esant trumpesniam šiltajam periodui, po ne itin vešlių per žiemą paliktų tarpinių pasėlių pavasarį sunkesnio priemolio dirva buvo labiau sutankėjusi, mažesnio poringumo ir ilgiau džiūvo, nes buvo blogesnė aeracija. Tam įtakos galėjo turėti suvėlintas sėjos laikas (dėl vėliau nuimto javų derliaus), silpnesni augalai, menkai uždengiantys ir apsaugantys dirvos paviršių. Tačiau vidutinio sunkumo ar lengvo priemolio dirvožemyje, kuriuose labai svarbu išlaikyti drėgmės ir maisto medžiagų sankaupas, rezultatai buvo geresni.

Svarbu, kad tarpiniai pasėliai ne tik nuolat palaikytų dirvožemį su paviršių dengiančiais maisto medžiagas biomasėje akumuliuojančiais augalais, praturtintų dirvožemį organinių medžiagų, sukurtų palankų fitosanitarinį foną, bet ir sudarytų tinkamas sąlygas priešsėjiniam dirbimui ir sėklų guolio paruošimui. Įsėlinių ir posėlinių tarpinių pasėlių poveikis dirvožemių našumui priklauso nuo įvairių sąlygų, bet svarbiausia, kad jie su pagrindiniais pasėliais sudarytų nepertrūkstamą maisto medžiagų pasisavinimo konvejerį.

Naudojant neariamąją žemdirbystę, didesnės tarpinių pasėlių biomasės panaudojimo galimybės, atsižvelgiant į augalų išsivystymo tarpsnį. Jei augalai pasiekia brendimo tarpsnį, verta jų vegetaciją nutraukti rudenį, biomasę skutikliais įterpiant į dirvą, kad pribrendusios sėklos neužterštų po jų auginamų pagrindinių pasėlių, o augalai neprarastų azoto ir per daug nesukauptų lignino bei celiuliozės, nesumedėtų stiebai. Po augalų žydėjimo perbrendęs tarpinis pasėlis pirmais metais po biomasės įterpimo dėl užsitęsusios jos mineralizacijos gali neturėti teigiamos įtakos augalų produktyvumui, bet bus potencialas dirvos humusingumui didinti.

Pagrindinių pasėlių popjūtiniu periodu neturi susidaryti ilgas tuščias tarpas, kai vėlinama sėja, o nesant augalų, labilios maisto medžiagos numigruoja iš šaknų zonos į gilesnius sluoksnius. Maisto medžiagų sulaikymo požiūriu, vertingesni ilgesnį laiką vegetuojantys įsėliniai augalai tarpiniuose pasėliuose, tačiau, siekiant pasisavinti azotą, likusį dirvožemyje, reikėtų auginti ne pupinių, o miglinių augalų įsėlį.

Tačiau šiam tikslui tinkamų miglinių augalų pasirinkimas mažesnis. Jei nėra galimybės parinkti azoto nefiksuojančių, o įmančių jį iš dirvos augalų, reikėtų sudaryti bent pupinių ir miglinių (pavyzdžiui, dobilų ir gausiažiedžių svidrių) derinius.

Kyla klausimas, ar tarpinių pasėlių agrotechnikoje reikšmingesnė ariminė ar neariminė technologija.

Užsitęsus šiltajam periodui, tarpiniams pasėliams vystytis sąlygos vienareikšmiškai geresnės neariminėje žemdirbystėje, nes galima išlaikyti juos ilgesnį laiką – net iki pavasario, kam nebūtų galimybių ariant dirvas rudenį, o pavasarinis arimas toleruotinas tik lengvesnėse dirvose. Vešlių pasėlių augalų stiprios šaknys (ypač aliejinių, pašarinių ar šakninių ridikų) dirvos purenimo požiūriu tam tikra dalimi kompensuoja plūgo funkcijas.

Tačiau ilgesnės vegetacijos ar vėlesnės sėjos augalus tarpiniuose pasėliuose verta išlaikyti per žiemą. Pavasarį, subrendus dirvai, jų nušalusi biomasė skutikliais sekliai įterpiama į dirvą. Pavasarį svarbu parinkti purenimo laiką, kai dirva subrendusi, nesiverčia grumstai, augalų biomasė pakankamai pradžiūvusi ir trapi.

Praėjusiais metais ten, kur vešėjo tarpiniai pasėliai, nors šalnos vasarinius augalus nušaldė gruodį, tačiau jų masė kaip mulčias apsaugojo dirvos paviršių, išliko daugiau drėgmės. Pavasarį nušalusią masę sutrupinus kombinuotais agregatais, jos dalis ir toliau po purenimo liko kaip mulčias, stabdantis drėgmės išgaravimą. Dalis augalų liekanų, likusių dirvos paviršiuje, sausą pavasarį būna labai trapios ir netrukdo sėjamųjų darbui ir sėklų įterpimui optimaliu gyliu.

Kas lemia dirvos būklę pavasarį

Įvairių vasarinių augalų vešliam mišiniui tarpiniuose pasėliuose per žiemą nušalus, pavasarį dirvos paviršiuje lieka nemažas kiekis augalų stiebų liekanų, kurios lengvai sutrupa atliekant priešsėjinį purenimą skutikliais optimalios drėgmės dirvoje. Po purenimo jų liekanos, pridengdamos dirvos paviršių, atlieka mulčio funkcijas – mažina iš bręstančios dirvos gilesnių sluoksnių drėgmės išgaravimą.

Kombinuotos sėjamosios dar sutrupina nušalusių augalų stiebų liekanas, po sėjos dirvos paviršiuje lieka tik smulkūs augalų likučiai, kurie ir toliau išlaikys mulčio funkcijas – mažins dirvožemio drėgmės garavimą, neleis susidaryti plutai gausiau užlijus, palaikys stabilesnę struktūrą ir kitas svarbias dirvosaugines savybes.

Po tarpinių pasėlių biomasės įterpimo pavasarį sudaromos palankios sąlygos sėkloms sudygti, nes smulkios dalelės lieka prie sėklos, o paviršiuje – stambesni trupinėliai ir augalinės liekanos, kurios apsaugos paviršių nuo plutos susidarymo gausiau užlijus.

Svarbu tarpinių pasėlių biomasės įterpimui parinkti optimalų laiką: supurenus per anksti ir per drėgną dirvą, gali pablogėti struktūra, mažai susiformuoti agronominiu požiūriu vertingiausių struktūrinių agregatų. Grumstėtą dirvą prieš sėją teks purenti papildomai.

Po įprasto rudeninio arimo ir intensyvesnio priešsėjinio dirbimo, po sėjos smulkiai supurentos dirvos paviršius vizualiai atrodo gerai. Tačiau agronominiu požiūriu toks dirbimas turi negatyvių savybių – intensyvus purenimas suardo kapiliarinį drėgmės režimą, padaro daug smulkių dalelių, todėl kyla didesnis pavojus plutai susidaryti, jei iki sudygimo gausiau palytų.

Užsitęsus sausrai ir dažniau kartojantis vėjuotiems orams, tokiame susmulkintame dirvos paviršiuje kyla pavojus vėjo erozijai, kuri šiais metais dulkių debesimis jau praskriejo ne viename lengvesnių dirvožemių rajone.

Dirvožemyje vykstantys procesai sudėtingi – įterptų tarpinių pasėlių biomasės skaidymąsi labai daug lemia jo biologinis aktyvumas, drėgmės ir šilumos sąlygos, todėl tokios pat sudėties biomasės skaidymasis gali tęstis skirtingą laikotarpį ir įgyti skirtingą mineralizacijos ir humifikacijos pusiausvyros kryptį. Tarpinių pasėlių nušalusią biomasę, kuri teoriškai neturėjo būti azotinga, įterpus pavasarį, teko matyti labai vešlius, ruožais išgulusius vasarinius miežius, kuriems įtakos galėjo turėti ne tik smarkus lietus, bet ir perteklinis azotas. Todėl po tarpinių pasėlių įterpimo labai svarbu nustatyti mineralinio azoto kiekį dirvožemyje, kad nepatirtume jo ir derliaus nuostolių.

***

Jei nušalusių augalų liekanų daug, ypač svarbu pavasarį pradėti purenti pakankamai subrendusią dirvą, siekiant, kad darbinės dalys trupintų augalinę masę ir kuo daugiau įmaišytų į dirvą, o ne veltų ir tampytų paviršiuje.

***

Kodėl, šiltėjant klimatui, svarstyklės krypsta neariamojo žemės dirbimo pusėn?

• Besikartojant sausringiems periodams vis didesnę svarbą įgyja tausojamoji žemdirbystės sistema su daugiau drėgmės dirvoje išsaugojančiu neariamuoju žemės dirbimu.
• Neariamasis žemės dirbimas sudaro didesnes galimybes pasirinkti tarpinių pasėlių išlaikymo periodą, biomasės įterpimo laiką ir būdą. Jei tarpiniuose pasėliuose augalai pasiekia brendimo tarpsnį vėlai rudenį, juos galima skutikliais susmulkinti ir įterpti į dirvą; jei pasėlis vešliai žaliuoja iki žiemos, jį taip pat galima įterpti pavasarį. Abiem atvejais dalis tarpinių pasėlių augalų liekanų pasklinda dirvos paviršiuje ir atlieka drėgmę ir C_org išsaugančio bei CO₂ emisiją mažinančio mulčio funkcijas.
• Tarpinių pasėlių biomasę skutikliais įterpus į dirvą pavasarį, ir po vasarinių sėjos lieka grubesnis dirvos paviršius su augalų likučiais, mažinančiais drėgmės garavimą ir vėjų sukeliamos erozijos pavojų.