Šiaudai sudaro didžiausią augalinės kilmės atliekų potencialą. Jie gali padėti papildyti organinių medžiagų kiekį dirvose, tik svarbu pasirinkti tinkamą panaudojimo būdą.

Intensyvinant agrarinę veiklą, nepapildant ir nepraturtinant dirvožemio organinių medžiagų, jų atsargos senka dėl nuolatinio ilgalaikio žemės dirbimo, dirvožemio netausojančių sėjomainų taikymo, intensyvaus tręšimo didelėmis mineralinių trąšų normomis (ypač azoto), augalų apsaugos priemonių naudojimo, besikeičiančių oro sąlygų dėl kintančio klimato ir kitų veiksnių. Šie procesai skatina dirvožemio organinės medžiagos mineralizaciją, humuso ir bendrojo azoto kiekių mažėjimą.

Vykstant žemės ūkio gamybos specializacijai, daugelis ūkių Lietuvoje pasuko augalininkystės kryptimi. Remiantis Statistikos departamento 2021 m. duomenimis, pasėlių struktūroje 63,6 proc. sudaro javai – vieni iš labiausiai dirvožemį alinančių augalų. Žinant, jog dirvožemis yra iš esmės neatsinaujinantis resursas su aukštu degradacijos ir labai žemu regeneracijos laipsniu, naivu tikėtis, kad vien mineralinėmis trąšomis galima išlaikyti nepakitusią jo kokybę, į kurios sampratą įeina ne vien augalų mitybos elementai.

Dar prieš keletą dešimtmečių atkreiptas dėmesys, kad, norint Lietuvos klimato ir dirvožemio sąlygomis užauginti gerus visų žemės ūkio augalų derlius, būtina kiekvienam ariamosios žemės hektarui kasmet skirti ne mažiau kaip po 7–10 t mėšlo. Kadangi ne visi žemės ūkio augalai gali būti tręšiami mėšlu, tai kiekvienas ariamosios žemės hektaras bent kas 4 metus turėtų gauti po 30–40 t mėšlo. Ši rekomendacija, pabrėžiant organinės medžiagos svarbą dirvos derlingumui palaikyti ir didinti, tebėra aktuali.

Deja, intensyvios augalininkystės ūkiai dažniausiai visai neplėtoja gyvulininkystės, todėl juose nėra organinių trąšų (mėšlo) dirbamoms dirvoms tręšti. Nepakankamai laikomasi dirvožemį tausojančių sėjomainų, tinkamos augalų kaitos. Ūkiuose neauginama arba auginama labai mažai daugiamečių ankštinių žolių. Tačiau plečiasi vadinamųjų komercinių augalų (žieminių ir vasarinių javų, rapsų) plotai. Derlingose Vidurio Lietuvos dirvose nemažai auginama ir dotuojamų cukrinių runkelių. Neigiamas netinkamų priešsėlių poveikis dažniausiai kompensuojamas mineralinėmis trąšomis ir gausiu pesticidų naudojimu.

Šiaudų kiekiai

Norint bent iš dalies papildyti organinių medžiagų kiekį ir nenualinti dirvų, vienas iš galimų kelių – palikti lauke ir įterpti į dirvą augalų liekanas (visų pirma, javų šiaudus), bet neišvežti iš lauko.

Augalų liekanoms tenka svarbus vaidmuo mažinant laipsnišką dirvos degradaciją dėl organinių medžiagų išeikvojimo. Taikant šiuolaikines agrotechnines priemones, pasiekiami nemaži derliai. Žieminių kviečių kuliama po 6–8, vasarinių miežių 4–5 t/ha, o našiose Vidurio Lietuvos dirvose – ir daugiau. Didėjant derliams didėja ir šalutinės produkcijos – šiaudų masės. Sudėjus šiaudus, šaknis ir ražienas, kurie lieka po derliaus nuėmimo, dirvos kokybei gerinti galima būtų panaudoti net 7–9 t/ha ir daugiau augalų liekanų. Palikti dirvoje šiaudai pamažu skaidosi ir papildo dirvožemio organinių medžiagų ir maisto medžiagų atsargas, gerina fizikines savybes, taip pat pagyvina mikrobiotos aktyvumą.

Šiaudai sudaro didžiausią augalinės kilmės atliekų potencialą. Tiesa, statistiniai duomenys, kiek kasmet Lietuvoje gaunama šiaudų, nekaupiami. Tačiau tai galima apskaičiuoti pagal grūdų ir šiaudų santykį. Eurostato duomenimis, daugiausia šiaudų yra paruošiama Prancūzijoje ir Vokietijoje. Šiaudų kiekis, tenkantis vienam km², Lietuvoje yra panašus kaip ir Austrijoje, Rumunijoje. Tačiau, skaičiuojant šiaudų kiekį, tenkantį kg/1 gyventojui, tai beveik prilygsta Prancūzijos, Bulgarijos, Danijos rodikliams.

Lietuvoje didžiausia šiaudų dalis susidaro iš kviečių pasėlių. 2019 m. duomenimis, gauta 3 075,1 tūkst. tonų kvietinių šiaudų. Iš jų net 87 proc. sudarė žieminių kviečių ir 13 proc. – vasarinių kviečių šiaudai. Antroje vietoje – rapsų šalutinė produkcija – 1 108,0 tūkst. tonų. Rapsų liekanos sudarė 19 proc. visų grūdinių augalų liekanų. Miežių šiaudai – 8 proc. visų šiaudų.

Anksčiau šiaudus naudojo daugiausia kraikui. Pirmaisiais nepriklausomybės metais, kai aplinkosauga nebuvo tokia griežta, juos net degino laukuose. Šiandien gyvulininkystei tiek daug šiaudų nereikia. Didžiosios fermos nekreikiamos. Mėšlas iš tvartų išstumiamas mechanizuotai, kartu su srutomis pumpuojamas į rezervuarus. Naudojant kraikui šiaudus, susidarytų daugiau organinių trąšų, kurių, pasak specialistų, dabar labiausiai reikia jau nualintiems laukams. Bet štai labai išsivysčiusiose šalyse aplinkosaugos specialistai ir politikai į mėšlą vis dažniau žiūri kaip į vandens ir oro taršos šaltinį. Vis dėlto mokslininkai teigia, kad ir mėšlas, ir šiaudai yra veiksminga priemonė dirvožemio našumui palaikyti. Kai kurie mūsų specialistai siūlo visus šiaudus palikti dirvoje. Dabar, kaip ir daugelyje kitų šalių, pas mus didžioji šiaudų dalis susmulkinama ir tolygiai paskleidžiama ražienose supūti. Iš augalų liekanų susidaro humusas – pagrindinis dirvos derlumo veiksnys.

Tačiau yra ir kita nuomonė – prancūzų, ispanų, danų ir kitų šalių mokslininkai teigia, kad humusui susidaryti dirvoje pakanka ražienų ir augalų šaknų, kurių bendra masė sudaro trečdalį augalų masės. Danai šiaudų ritinius ir granules masiškai naudoja šilumos energijai gaminti. Kiek procentų augalų liekanų turi likti lauke, moksliškai nėra apskaičiuota ir tyrimais neįrodyta. Norint tiksliai pasakyti, kiek atliekų turėtų likti, kiekvienu atveju reikia žiūrėti, koks dirvos biologinis aktyvumas, koks degradacijos laipsnis. Šiaudų naudą dirvai lemia ir tai, kaip jie įterpiami. Juos reikia susmulkinti, tolygiai paskleisti lauko paviršiuje, o vėliau įterpti į dirvą. Kad ir kokie vertingi dirvai būtų šiaudai, per daug jų palikti laukuose negalima.

Efektyvumas nevienodas

LAMMC Žemdirbystės institute nustatyta, kad šiaudų efektyvumas skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose yra nevienodas. Vidutinio sunkumo priemolyje šiaudai veikė kaip dirvožemį purenanti priemonė, padidindama bendrą tranzitinių ir vandenį išlaikančių porų tūrį.

Smėlingame lengvame priemolyje šiaudai veikė priešingai. Jų įterpimas sumažino minėtų porų tūrį. Be to, nežiūrint į plačiai aprašomą šiaudų potencialą taupyti drėgmę, LAMMC ŽI nustatyta, kad sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemyje (vidutinio sunkumo priemolis) bearimio žemės dirbimo su šiaudų įterpimu sistemoje užsitęsusios sausros sąlygomis (tokios buvo 2018, 2019 m. ir 2020 m. pavasarį) augalams pasiekiamo vandens kiekis armens viršutiniame sluoksnyje buvo esmingai mažesnis nei kitose žemdirbystės sistemose.

Lengvesnės granuliometrinės sudėties dirvožemyje (smėlingas lengvas priemolis) kompleksinis bearimio žemės dirbimo ir šiaudų įterpimo taikymas padėjo išlaikyti didesnį augalams prieinamo vandens kiekį nei kitos žemės dirbimo sistemos. Svarbu tai, kad šiaudų įterpimas į dirvą tiek vidutinio sunkumo, tiek smėlingame lengvame priemolyje parodė didžiausią potencialą švelninti CO₂ emisiją.

Žemdirbiai, augindami javus, neretai susiduria su ekonomiškai naudingo ir technologiškai tinkamo šiaudų panaudojimo problemomis. Jais tiesiogiai tręšti dirvožemį mažai efektyvu, nes pirmais metais irimo procesui sunaudojama daug dirvožemio mineralinio azoto. Atlikti agrocheminiai bandymai su laukų tręšimu šiaudais patvirtino šią hipotezę.

Neretai rudenėjančiuose laukuose styro nesuirusių pernykščių šiaudų liekanos. Tai rodo, kad jų mineralizacija buvo lėta. Per pirmus šiaudų irimo etapus matyti, kad juose yra mažai azoto, kurio trūksta normaliai dirvožemio mikroorganizmų veiklai ir greitam šiaudų skaidymuisi. Visiems yra žinoma sena tiesa, jog tręšiant šiaudais būtina pridėti mineralinių azoto trąšų. Vėlesniuose šiaudų irimo tarpsniuose sumažėja jų sudėtyje esančių lengvai skaidomų junginių, lieka tik lėtai yrantys, t. y. celiuliozė, hemiceliuliozė, ligninas ir kt. Sulėtėja metabolizacijos greitis, o tada azotas jau mažai lemia šiaudų irimą.

Kiek įterpti azoto

Nors daugelyje rekomendacijų žemės ūkio gamybai teigiama, kad šiaudų mineralizacijai paspartinti vienai jų tonai reikia įterpti 8–10 kg azoto veikliosios medžiagos, tikrai ne visi ūkininkai šiuo patarimu naudojasi.

Šiauduose gausu neazotinių medžiagų, C:N santykis yra gana didelis 55– 100:1. Juos skaidyti mikroorganizmams nepakanka azoto, tad jį naudoja eikvodami dirvožemio išteklius. Dažnai dėl šiaudų, skirtų dirvoms gerinti, dorojimo technologinių reikalavimų nesilaikymo blogėja dirvožemio kokybė. Augalų liekanų mineralizacijai spartinti neišbėrus azoto trąšų, šiaudai skaidosi lėtai, ypač sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiuose. Dirvos aerobus, reikalingus organinei medžiagai skaidyti ir ją paversti augalams prieinamais mineraliniais junginiais, išstumia anaerobai. Dirvoje vyksta ne jų mineralizacija, o tarsi „silosavimas“. Sulėtėja dirvožemio kvėpavimas, anglies apykaitos procesuose anglies dvideginį (CO₂) išstumia metanas (CH₄). Toks šiaudų „silosas“ kemša dirvožemio poras, pakeičia dirvožemio drėgmės ir temperatūros režimą. Tai ypač nenaudinga augalų augimui ir vystymuisi vyraujant drėgniems orams.

Tad kyla natūralus poreikis ieškoti naujų ir (ar) papildomų priemonių, preparatų, galinčių padėti sureguliuoti ir palaikyti mineralizacijos (humifikacijos) procesų balansą dirvožemyje įterpus šiaudus.

Organinės anglies kiekiai

Nuo 2014 m. LAMMC Žemdirbystės institute atliekami šiaudų panaudojimo būdų eksperimentai. Pirmieji tyrimų rezultatai „Mano ūkio“ žurnale paskelbti 2017 metais. Toliau supažindiname skaitytojus su naujo tyrimų etapo rezultatais. Tiriama smulkintų šiaudų, šiaudų + amonio salietros (mineralizacijai skatinti) ir šiaudų + bioproduktų (mineralizacijai skatinti) įtaka dirvožemiui, nenaudojant mineralinių trąšų ir jas naudojant. 2014–2021 m. buvo auginami žieminiai kviečiai, vasariniai miežiai, pupos, vasariniai kviečiai, vasariniai kvietrugiai, sideralinių augalų mišinys, žieminiai kviečiai. Visais tyrimo metais taikėme bearimį žemės dirbimą – seklų skutimą, priešsėjinį purenimą ir tiesioginę sėją.

Per septynerius metus išryškėjo šiaudų naudojimo būdų įtaka organinės anglies sekvestracijai. Didžiausios C_-org sankaupos nustatytos įterpiant smulkintus šiaudus, apdorotus bioproduktais (tiek netręšiant, tiek ir tręšiant mineralinėmis NPK trąšomis), nežymiai mažesnės – įterpiant smulkintus šiaudus, apdorotus amonio salietra ir tręšiant mineralinėmis NPK trąšomis. Smulkintų šiaudų be priedų jų mineralizacijai skatinti įterpimas lėmė vidutiniškai 1,24 t/ha (arba 3,7 proc.) mažesnes C_-org sankaupas nei naudojant priedus.

Azoto kiekiai

Didžiausios bendrojo azoto sankaupos nustatytos įterpiant smulkintus šiaudus, apdorotus bioproduktais tiek netręšiant, tiek ir tręšiant mineralinėmis NPK trąšomis. Įterpiant smulkintus šiaudus, apdorotus amonio salietra ir tręšiant mineralinėmis NPK trąšomis, jos buvo vos 1,7 proc. mažesnės, tačiau augalų netręšiant N sankaupos jau buvo 5,1 proc. mažesnės nei naudojant bioproduktus. Smulkintų šiaudų be priedų jų mineralizacijai skatinti įterpimas lėmė vidutiniškai 0,14 t/ha (arba 4,0 proc.) mažesnes N sankaupas nei naudojant priedus.

Dirvožemio poringumas

Pasaulyje pabrėžiama dirvožemių vandens taupymo svarba. Įvairaus intensyvumo žemės dirbimo, įterpiamų organinių medžiagų įtaka bendrajam poringumui, dirvožemio porų pasiskirstymui ir nuo to priklausančiai vandentalpai yra neginčytina. Tačiau mūsų tyrimai parodė, kad šiaudų panaudojimo (apdorojimo priemonėmis, skirtomis mineralizacijai skatinti) būdai minėtoms dirvožemio fizikinėms savybėms esminės įtakos neturėjo, tačiau jos skyrėsi skirtingai tręšiamuose plotuose). Bendrasis poringumas mineralinėmis NPK trąšomis tręšiamuose plotuose buvo vidutiniškai 5 proc. didesnis nei netręšiamuose plotuose, tačiau mezoporų tūris, lemiantis augalams pasiekiamo vandens kiekį, esmingai nesiskyrė. Bendrojo poringumo skirtumus lėmė tai, jog kasmet tręšiant mineralinėmis trąšomis buvo užauginami didesni grūdų derliai ir atitinkamai didesni vėliau į dirvą įterpiami šiaudų kiekiai.

Grūdų derlius

Šiaudų panaudojimo (apdorojimo priemonėmis, skirtomis mineralizacijai skatinti) būdai ir tręšimas mineralinėmis NPK trąšomis nulėmė ir auginamų augalų derlingumą. 2021 m. plotuose, kuriuose įterpiami šiaudai buvo apdorojami bioproduktais, o javai tręšiami NPK trąšomis, žieminių kviečių derlingumas buvo 5–7 proc. didesnis nei plotuose, kuriuose taikėme kitus šiaudų tvarkymo būdus. Netręštų žieminių kviečių derlingumas taip pat buvo 2–9 proc. didesnis plotuose, kuriuose įterpiami šiaudai buvo apdorojami bioproduktais, nei plotuose, kuriuose taikėme kitus šiaudų tvarkymo būdus.

Šių metų pavasaris ir vasaros pradžia buvo labai panašūs į 2017 metų – vyravo vėsūs ir lietingi orai. Tad, nesvarbu, kaip naudojate šiaudus – paliekate lauke ar iš vežate – stebėkite ne tik pasėlius (augalus), bet ir dirvos būklę. Kai meteorologinės sąlygos tampa vis sunkiau numatomos, nebūtina siekti aukštų derlingumų, tręšiant labai didelėmis trąšų normomis, ypač perteklinės drėgmės sąlygomis. Reikėtų siekti optimalaus pelno, o tai padaryti galima taikant tausojamąjį tręšimą.

***

Pirmaujančios Europos Sąjungos šalys, auginančios javus, yra Prancūzija, Vokietija, Lenkija, Ispanija. Lietuva pagal javų plotą užima 13 vietą tarp ES šalių, o pagal derlių – 15 vietą. Nuo 2012 m. javais apsėti plotai nuosekliai auga. Per 2012–2020 m. Lietuvoje javų plotų padaugėjo 18,2 proc. (2020 ir 2021 m. – beveik nepakito). Vis dėlto, esant didelėms žemės ūkio augalų, skirtų maistui, auginimo apimtims, neišvengiamai didėja ir antrinės produkcijos kiekiai.