- Dr. Aušra ARLAUSKIENĖ LAMMC ŽI Joniškėlio bandymų stotis Dr. Regina REPŠIENĖ LAMMC ŽI Vėžaičių filialas
- Mano ūkis
Ne kasmet pavyksta užauginti visavertį posėlinį tarpinį pasėlį. Augalų masės derlius parodo, ar toks pasėlis atliks jam priskirtas funkcijas, pateisins ūkininko lūkesčius. Derlių lemia daugelis veiksnių: pasirinkti augalai (mišiniai), meteorologinės ir dirvožemio sąlygos, taikoma agronominė praktika (sėjos laikas ir būdas, technologijų intensyvumas ir kt.).
Tyrimai parodė, kad tarpinio pasėlio augalų masė ir joje sukauptas maisto medžiagų kiekis, skaidymosi intensyvumas (jis priklauso nuo anglies ir azoto santykio C:N) kasmet gali skirtis. Per 2002–2014 metų tyrimus, kurie buvo atlikti Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro (LAMMC) Žemdirbystės instituto Joniškėlio bandymų stotyje, baltųjų garstyčių derlius svyravo nuo 397 iki 5 119 kg/ha sausųjų medžiagų (SM), jame sukauptas azoto (N) kiekis – nuo 6 iki 202 kg/ha, C:N santykis buvo 15–27.
Ilgainiui dėl klimato kaitos, taikomų technologijų intensyvumo šie skirtumai mažėjo. Aišku viena – tarpinio pasėlio derlius ir jame sukauptos maisto medžiagos glaudžiai tarpusavyje susiję. Pagrindiniai veiksniai, ribojantys tarpinio pasėlio augalų antžeminės masės augimą, yra drėgmės trūkumas ir staigus vidutinės paros temperatūros mažėjimas (kai minimali paros temperatūra nukrinta žemiau nei +10 °C).
Daugelį augalų taip pat neigiamai veikia trumpėjančios dienos ir saulės apšvietimo trukmė. Vokietijos ūkininkai naudojasi tokia taisykle: viena liepos mėnesio vegetacijos diena = vienai rugpjūčio vegetacijos savaitei = visam rugsėjo vegetacijos mėnesiui. Todėl labai svarbu kuo anksčiau pasėti tarpinį pasėlį.
Bastutinių ir miglinių šeimų augalams augti labai svarbus azotas. Šių šeimų augalai yra pagrindiniai laisvo N surinkėjai iš dirvos ir saugotojai nuo jo išsiplovimo rudens laikotarpiu. Po pagrindinio pasėlio derliaus nuėmimo dirvoje daug N lieka šiais atvejais:
- naudojant dideles mineralinių azoto trąšų normas,
- tręšiant papildomai (ypač vėlesniais tarpsniais),
- užsitęsus pavasarinėms sausroms (balandžio pabaigoje–gegužę),
- tręšiant organinėmis trąšomis.
Ankstesnių tyrimų duomenimis, posėlinės baltosios garstyčios viršutiniame dirvožemio sluoksnyje (0–40 cm) mineralinio N kiekį sumažino 52 proc., gilesniame (40–80 cm) sluoksnyje – 65 proc. Augalų parinkimas su giliai į poarmenį prasiskverbiančiomis šaknimis (pvz. šakniniai ir pašariniai ridikai, rapsai), ankstyva jų sėja yra efektyvi priemonė surinkti laisvam N iš dirvos.
Kiek efektyvus tarpinis pasėlis rudenį, parodo jo derlius (ūkininkai gali spręsti pagal pasėlio aukštį). Laisvo N trūkumas dirvoje gali riboti tarpinio pasėlio augalų derlių, kartu ir anglies, ir kitų maisto medžiagų sukaupimą jame. Tręšimas pagrindinio pasėlio šiaudais taip pat gali sukelti augalų ir mikroorganizmų konkurenciją dėl azoto.
Jeigu dirvoje mažai mineralinio N, verta į tarpinio pasėlio augalų mišinį įdėti pupinių augalų. Augdami mišinyje su kitais nepupiniais augalais, jie sumažina N trūkumą, be to, gali sušvelninti (siaurinti) antžeminės masės mineralizacijos intensyvumo rodiklį (C:N). Kai kuriose šalyse taikoma praktika, kai nepupiniai tarpinio pasėlio augalai prieš sėją tręšiami nedidele (pradine) mineralinių azoto trąšų norma (30–45 kg/ha N).
Tarpinio pasėlio augalų maisto medžiagų (P, K, Mg, Ca ir kt.) pasisavinimas didėja:
- ankstinant jų sėją,
- sėjant į tinkamai paruoštą dirvą,
- pasirenkant imlesnes maisto medžiagoms augalų rūšis,
- augant palankiomis aplinkos sąlygomis (svarbu dirvožemio drėgmė ir temperatūra).
Gerai išsivystęs tarpinis pasėlis (apie 120 cm aukščio) gali sukaupti antžeminėje masėje apie 80–120 kg/ha N ir panašiai tiek pat kalio. Kalio daugiausia kaupia migliniai augalai. Kitų rūšių augalų biomasėje kalio sukaupimas dažnai teigiamai koreliuoja su azoto sukaupimu. Anksčiau atlikti tyrimai parodė, kad baltosios garstyčios antžeminėje masėje sukaupė daugiau fosforo nei raudonieji dobilai.
Kai kurių augalų šaknys išskiria eksudatus (įvairius cheminius junginius), kurie gali tirpdyti dirvožemio uolienas arba organines medžiagas, atpalaiduoti P, K ir kitas maisto medžiagas (pvz., sėjamieji grikiai, bitinės facelijos, valgomieji lęšiai ir kt.). Be to, augalų šaknys gali sudaryti simbiozę su mikorizės grybais, tai daug kartų padidina šaknų paviršių, maisto medžiagų (ypač fosforo) ir vandens pasisavinimą. Šia savybe pasižymi daugelis augalų, išskyrus bastutinių šeimos augalus.
Maisto medžiagų atsipalaidavimas iš augalų masės
Augalų biomasėje kalio randama jonų formos (K+). Jis yra tirpus. Po to, kai tarpinis pasėlis įterpiamas, kalis tampa vėl greitai prieinamas augalams.
Augaluose azoto ir fosforo randama organiniuose junginiuose. Vėlesniems augalams šie elementai yra prieinami po to, kai tarpinio pasėlio augalų masė susiskaido (arba iš dalies susiskaido). Dažniausiai maisto medžiagos atpalaiduojamos iš organinių junginių visą ateinantį vegetacijos laikotarpį.
Maisto medžiagų išsiskyrimą veikia daugelis tarpusavyje susijusių veiksnių. Pirmiausia įterptų organinių medžiagų mineralizacijos intensyvumą (skaidymosi greitį) lemia C ir N santykis. Vokiečių tyrėjų duomenimis, kai augalų antžeminės masės C:N santykis yra mažesnis už 15 (siauras), intensyviai vyksta įterptų organinių medžiagų mineralizacija, t. y. iš tarpinio pasėlio augalų masės išsiskiria apie 50 proc. N. Kai C:N = 16–20, išsiskiria 40 proc. N, kai C:N = 25–30 – 25 proc. N, o kai C:N > 30 (platus), vyksta mikrobinė N imobilizacija. Per šį procesą dirvoje mažėja N, jį mikroorganizmai panaudoja skaidyti atsparius skilimui organinius junginius. Vėliau, žuvus mikroorganizmams, azotas vėl grįžta į dirvožemį ir tampa prieinamas augalams.
Pateikti N atpalaidavimo duomenys yra apytiksliai, nes skaidymosi intensyvumą lemia konkreti dirvožemio granuliometrinė sudėtis, temperatūra ir drėgmė, žemės dirbimo intensyvumas ir kt. veiksniai.
Rodiklis C:N priklauso nuo augalų masės azotingumo. Kuo didesnė N koncentracija (> 2,0 proc.), tuo siauresnis C:N santykis ir greitesnis augalų masės skaidymasis.
Kaip atpažinti, kokia augalų masė skaidosi greitai? Augalų antžeminė masė skaidosi greičiau nei požeminė; pupinių augalų – greičiau nei miglinių; jaunų augalų (iki žydėjimo) – greičiau nei subrendusių.
Augalų rūšys su vešlia lapija, dideliu lapų plotu, minkštos ir vandeningos ūglių ir stiebų dalys (pupiniai augalai ir dauguma bastutinių augalų) pasižymi siauru C:N santykiu ir greitu skaidymusi. Augalų rūšims, formuojančioms antžeminę masę su daugybe sumedėjusių stiebų, mažai lapų ir daug šaknų, ekstensyviai žydintiems augalams (soroms, saulėgrąžoms, grikiams, miglinėms žolėms) būdingas platus C:N santykis ir lėtas maisto medžiagų atpalaidavimas.
Auginant tarpinius pasėlius, svarbu jų neperauginti (ypač aktualu garstyčioms, ridikams). Augalams bręstant, daugėja sunkiai skaidomų organinių medžiagų (lignino), tai sunkina jų masės įterpimą, gali sumažėti kitais metais auginamų augalų derlius (dėl mikrobinės N imobilizacijos). Tinkamiausias įterpimo laikas yra augalų žydėjimo pradžioje.
Tarpinių pasėlių biomasė ir jos kokybė skirtinguose šalies regionuose
Šiame skyrelyje pateikiame LAMMC Žemdirbystės instituto mokslininkų atliktų bandymų duomenis apie tarpinių pasėlių derlių ir maisto medžiagų sukaupimą, jų variacijas skirtingose vietovėse 2022 metų rudenį. Tarpinių pasėlių bandymai buvo įrengti skirtingose šalies pedoklimatinėse zonose – skirtingų tipų (balkšvažemyje, rudžemyje, išplautžemyje) įvairios granuliometrinės sudėties ir įvairiomis cheminėmis savybėmis pasižyminčiuose dirvožemiuose.
Pagal granuliometrinę sudėtį dirvožemiai įvairavo nuo lengvų (priesmėlis) iki sunkių (sunkus priemolis). Dirvožemių pH rodiklis kito nuo vidutinio rūgštumo (Klaipėdos r. – pH 4,8) iki rūgštokų (Šakių r., Alytaus r. pH 5,6–5,9) ir neutralokų ar šarmiškų (Pasvalio r., Kėdainių r., Pakruojo r., Šilalės r. – pH 6,5–6,8–7,5).
Lauko eksperimentų dirvožemiai pagal maisto elementų kiekį – judriųjų P2O5 ir K2O įvairavo nuo neturtingų iki labai turtingų. Labai didelio fosforingumo ir kalingumo dirvožemiai buvo Alytaus ir Šakių rajonuose. Pastarųjų ir Šilalės r. eksperimentų dirvožemiuose buvo nustatytas didžiausias ir C org. / humuso kiekis. Lauko eksperimentų vietovėse buvo pasėti du skirtingi tarpinių pasėlių augalų mišiniai:
- nušąlančių ir subyrančių augalų mišinys (keturių rūšių augalai): bitinės facelijos, avižos netikšės, egiptiniai dobilai, persiniai dobilai;
- bastutinių augalų mišinys (dviejų rūšių augalai): baltosios garstyčios, pašariniai ridikai.
Daugumoje vietovių tarpiniai augalai buvo pasėti 2022 m. rugpjūčio 18–21 d., išskyrus Šakių r. – rugpjūčio 22 d. Alytaus r. – 28 d. Dėl drėgmės stokos tarpiniams pasėliams dygti nebuvo palankios sąlygos. Kai kuriose vietovėse buvo vėlinama sėja iki lietaus, kad augalai galėtų sudygti.
Nors ir pasėjus vėliau, Alytaus r. tarpinių augalų tiek vieno mišinio (nušąlantis ir subyrantis), tiek antrojo (bastutiniai) žalioji biomasė užaugo gana didelė, atitinkamai 23,08 ir 22,93 t/ha. Kitose vietovėse tarpiniai pasėliai užaugino skirtingą antžeminės masės derlių. Nušąlančio ir subyrančio tarpinio pasėlio augalų biomasė, palyginti su bastutinių augalų biomase, didesnė buvo Pakruojo, Kėdainių, Šakių r. eksperimentuose. Remiantis gautais tyrimų duomenimis, galime konstatuoti, kad didžiausia tarpinių augalų biomasė užaugo turtinguose maisto medžiagų ir humusinguose dirvožemiuose.
Išanalizavus ir įvertinus 1 tonoje sausosios biomasės (SM) sukauptas maisto medžiagas (NPK), galime konstatuoti, kad atskiruose regionuose bastutinių augalų mišiniai vienoje tonoje masės sukaupė daugiau NPK, palyginti su nušąlančiu ir subyrančiu mišiniu. Vidutiniai duomenys rodo, kad bastutiniai augalai azoto sukaupė 13,6 proc., kalio – 10,2 proc., fosforo – 33,3 proc. daugiau nei nušąlantys ir subyrantys mišiniai. O analizuojant abiejuose mišiniuose NPK sukaupimą atskirais regionais, nustatyta, kad labiausiai varijavo fosforo susikaupimas.
Prieš tarpinių augalų sėją dirvožemyje (0–60 cm sluoksnyje) buvo nustatyta mineralinio azoto (Nmin) koncentracija. Atskirose tyrimų vietovėse Nmin įvairavo nuo 3,92 mg/kg iki 30,10 mg/kg dirvožemio. Didžiausi jo kiekiai buvo Alytaus ir Šakių r. lauko eksperimentuose, t. y. turtingiausiuose maisto elementų ir turinčiuose didžiausią kiekį organinės anglies arba humuso (C org. / humuso) dirvožemiuose.
Spalio pabaigoje–lapkričio pradžioje (atsižvelgiant į vietovę) buvo pakartotos Nmin analizės. Visose vietovėse buvo nustatyta mažiau Nmin. Tai rodo, kad tarpiniai augalai surinko laisvą N iš dirvožemio ir panaudojo augimui, surišdami jį į patvarius organinius junginius. Daugeliu atvejų Nmin labiausiai sumažėjo ten, kur buvo didžiausias tarpinių pasėlių augalų derlius, t. y. Šakių ir Alytaus r., atitinkamai 2,6 ir 2,9 karto. Kituose eksperimentų dirvožemiuose Nmin sumažėjo 24–36 proc.
Atlikus tarpinių pasėlių augalų antžeminės masės cheminę analizę (spalio pabaigoje–lapkričio pradžioje), buvo apskaičiuotas rodiklis C:N, kuris rodo mineralizacijos intensyvumą. Vidutiniais duomenimis, bastutinių augalų antžeminės masės rodiklis buvo siauras – C:N = 11,2, o nušąlančio ir subyrančio mišinio šiek tiek platesnis – C:N = 14,0. Įvertinus šį rodiklį atskirose vietovėse, bastutinio mišinio C:N įvairavo nuo 6,8 iki 17,0, nušąlančio ir subyrančio mišinio – nuo 9,8 iki 17,9. Visais atvejais šis rodiklis nesiekė 20, todėl galima teigti, kad tokios cheminės sudėties biomasė mineralizuojasi labai greitai ir gali atpalaiduoti iki 50 proc. sukaupto N.