Mokslininkai aiškinasi, kaip javų derlingumą, grūdų kokybę ir augalų biomasės sudėtį veikia pasėlių tręšimas įvairių trąšų deriniais, papildytais selenu arba siliciu.

Apie trečdalis pasaulio dirvožemių gali būti apibūdinami kaip mažesnio derlingumo, tačiau jie irgi svarbūs apsirūpinant maistu ir pašarais. Mažesnio derlingumo dirvožemių yra ir Lietuvoje, geriausias jų pavyzdys – smėlžemiai, kurių, įvairiais skaičiavimais, gali būti daugiau kaip 13 proc. Dalyje jų vykdoma ūkinė veikla, auginami žemės ūkio augalai, kurie nėra reiklūs dirvožemiui ir gali pasiekti ekonomiškai priimtiną derlingumą.

Lengvi dirvožemiai laidūs drėgmei ir dėl to jautresni klimato pokyčiams: bet koks didesnis kritulių stygius pajuntamas daug greičiau nei sunkesniuose dirvožemiuose, o tai turi įtakos augalų produktyvumui. Derlių lemia ne vien drėgmės, pagrindinių makroelementų (azoto, fosforo, kalio, sieros, kalcio, magnio) ir mikroelementų (boro, cinko, geležies, mangano ir kt.) prieinamumas, bet ir kiti rečiau minimi makroelementai ir jų junginiai, tarp jų – silicis.

Silicio ir seleno reikšmė

Silicis (Si) užima apie 27 proc. Žemės plutos masės ir yra antras pagal gausą elementas Žemėje po deguonies. Gamtoje jis dažniausiai randamas kaip silicio dioksidas, kitaip tariant, tai visiems gerai žinomas smėlis.

Nors silicis nėra toks svarbus kaip azotas, fosforas ar kalis, kurie lemia augalų produktyvumą, tačiau jis atlieka daug įvairių vaidmenų augaluose, ir jo veiksmingumas dažniausiai išryškėja jiems patiriant stresą: augant skurdžiuose dirvožemiuose, vyraujant nepalankioms aplinkos sąlygoms (sausros, šalnos ir t. t.). Teigiama, kad augalai, gerai aprūpinti siliciu, sausros sąlygomis efektyviau naudoja absorbuotą vandenį. Augalai šį elementą pasisavina silicio rūgšties formos, kuri transportuojama į žaliąsias jų dalis, o vėliau, augalams senstant ir prarandant vandenį, lapų ir stiebų paviršiuje polimerizuojasi kaip silikogelis. Pagal asimiliuojamo silicio kiekį augalai skirstomi į du tipus: kaupiančius silicį ir mažai kaupiančius. Gerokai kaupiantiems priskiriama dauguma miglinių žolinių augalų, taip pat kviečiai, miežiai.

Augalinės produkcijos praturtinimas mikroelementų gali padidinti jos vertę. Dažnai kalbama apie seleno reikšmę žmogaus ir gyvūnų sveikatai. Selenas (Se) įvardijamas kaip svarbus elementas mitybos piramidėje ir nedideliais kiekiais būtinas žmogui, gyvūnams, augalams.

Paprastai selenas apibūdinamas kaip kietas, vandenyje netirpus elementas, priskiriamas metaloidams. Jis įeina į kai kurių aminorūgščių sudėtį, kurios dalyvauja oksidacijos ir redukcijos procese gyvuose organizmuose. Seleno junginiai dalyvauja daugelyje svarbių biocheminių procesų, tokių kaip antioksidacinis aktyvumas, jie pasižymi veiksmingumu nuo navikų, laikomi kaip antivirusiniai, antibakteriniai ar antigrybiniai agentai.

Augaluose selenas gali teigiamai veikti fotosintezę – mažinti chlorofilo irimą. Augalai minėtą elementą paima iš aplinkos, daugiausia iš dirvožemio. Jiems prieinamo seleno kiekius lemia tokios dirvožemio savybės, kaip pH reakcija, organinės medžiagos, molio frakcijos dalelių kiekiai. Taip pat tam tikrą vaidmenį atlieka ir kai kurie dirvožemio mikroorganizmai, kurie sunkiau prieinamas seleno struktūras gali paversti į lengviau augalams prieinamas daleles.

Išbandyta dešimt tręšimo variantų

Siliciu ir selenu augalai gali būti papildomai tręšiami skystomis trąšomis. Siekiant įvertinti jų efektyvumą mažo našumo dirvožemiuose, ypač smėlžemiuose, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro (LAMMC) Žemdirbystės instituto Vokės filiale, bendradarbiaujant su kolegomis iš Estijos, Lenkijos, Prancūzijos, Belgijos ir Vokietijos, 2021–2023 m. vykdyti tikslieji lauko tyrimai vasarinių miežių Fantex (2021 m.), sėjamųjų avižų Symphony (2022 m.) ir žieminių rugių VB Duoniai (2023 m.) pasėliuose.

Eksperimente naudotos mineralinės, organinės trąšos ir papildomai per lapus augalai tręšti skystomis seleno ir silicio trąšomis. Minėti javai pasirinkti kaip universalūs, kurie gali būti naudojami maisto ir pašarų gamybai.

Tiksliuosiuose lauko eksperimentuose smėlžemyje augalai auginti taikant 10 skirtingų tręšimo variantų: visiškai netręšiant, tręšiant vien tik mineralinėmis trąšomis, vien tik organinėmis trąšomis – komposto granulėmis ir minėtų trąšų variantus papildant skystomis seleno ar silicio trąšomis. Tręšimo lygis parinktas remiantis planavimo metodais ir tikintis pasiekti 3,5–4 t/ha derlingumą. Komposto granulių norma imta pagal leidžiamus organinių trąšų kiekius, atsižvelgiant į jose esantį azoto kiekį ir tai, kad pirmaisiais metais iš organinių trąšų augalai sugeba pasisavinti apie ketvirtadalį esančių maisto medžiagų. Silicio ir seleno trąšos panaudotos kelis kartus per vegetaciją: javų krūmijimosi ir bamblėjimo tarpsniais, o silicio trąšos papildomai panaudotos dar ir augalams pasiekus vėliavinio lapo tarpsnį.

Derlingumo pokyčiai

Tyrimų metais meteorologinės sąlygos per vegetaciją varijavo: buvo ir drėgmės stygiaus, ir karščio bangų periodų, kurie nepalankiai veikia augalų augimą ir vystymąsi. Smėlžemiuose auginamus javus labiau paveikia nepalankūs meteorologiniai veiksniai: miglinių javų derlingumas skyrėsi nuo planuoto. Geriausi rezultatai pasiekti auginant avižas (2022 m.) ir žieminius rugius (2023 m.), o vasarinių miežių produktyvumas buvo mažesnis, nei planuotas.

Javus papildomai tręšiant silicio trąšomis, pastebėtos tam tikros teigiamos tendencijos. Silicio panaudojimas vasarinių miežių derlingumą didino iki 2 proc., avižų – iki 3 proc., o žieminių rugių – 1–5 proc., tačiau šie skirtumai nebuvo statistiškai esmingi. Papildomai naudotos skystos seleno turinčios trąšos esmingesnės įtakos augintų javų derlingumui neturėjo – skirtumai varijavo neperžengiant paklaidų.

Javų grūdų baltymingumui esminės įtakos turėjo tręšimo technologijos: mineralinėmis trąšomis tręštų vasarinių miežių ir žieminių rugių grūdų baltymingumas buvo aukštesnis nei kompoto granulėmis tręštuose variantuose. Avižų grūdų baltymingumas buvo didesnis variantuose, kuriuose naudotos organinės trąšos. Seleno ir silicio trąšos reikšmingesnės įtakos grūdų baltymingumui neturėjo.

Per tyrimus nustatyta, kad seleno ir silicio trąšos taip pat neturėjo esmingo poveikio 1 000 grūdų masei ar piltiniam grūdų tankiui, tačiau pastebėtos teigiamos silicio trąšų tendencijos vieno augalo subrandintų grūdų skaičiui.

Ką parodė biomasės ir grūdų analizė

Buvo atlikta javų biomasės (šiaudų) ir grūdų cheminė analizė, siekiant įvertinti, kiek silicio ir seleno sukaupiama augaluose, papildomai patręšus skystomis šių elementų trąšomis.

Silicio kiekis javų biomasėje tarp papildomai tręštų ir netręštų variantų neturėjo esminių skirtumų, vasariniuose javuose jis varijavo tarp 400 ir 500 mg/ kg sausosios medžiagos (SM), žieminių rugių biomasėje silicio kiekis varijavo tarp 650 ir 700 mg/kg SM.

Įdomesni rezultatai gauti vertinant seleno kiekį augalų biomasėje: avižų augaluose daugiausia šio elemento rasta tik tuose variantuose, kuriuose panaudotos skystos seleno trąšos. Neesmingai didesnis seleno kiekis nustatytas avižų šiauduose, o grūduose − mažesnis.

Žieminiuose rugiuose 2023 m. seleno koncentracija išlaikė panašias tendencijas, kaip ir vasariniuose javuose: esmingai didesni šio elemento kiekiai nustatyti tik tuose variantuose, kuriuose augalai papildomai tręšti skystomis seleno trąšomis, tačiau jo koncentracija buvo mažesnė nei avižose. Didesnis seleno kiekis buvo šiauduose – nuo 0,255 iki 0,260 mg/kg SM, o grūduose šio elemento buvo nuo 0,16 iki 0,18 mg/kg SM.

Taip pat atlikti bandymai papildomai tręšiant selenu daugiamečius žolynus LAMMC Žemdirbystės institute. Rezultatai parodė, kad seleno trąšų panaudojimas žolynų produktyvumui įtakos neturėjo, o nustatyti seleno kiekiai žolynų biomasėje buvo panašūs į miglinių javų rezultatus. Seleno trąšomis netręštuose variantuose šio elemento rasta nuo 0,09 iki 0,15 mg/kg SM, o tręštuose variantuose šis kiekis skirtingais tyrimų metais siekė 0,28–0,32 mg/kg SM.

Remiantis rezultatais galima teigti, kad, augalus papildomai tręšiant seleno trąšomis, įmanoma augalinę produkciją praturtinti šio elemento, tačiau reikėtų išsamesnių tyrimų, kiek šio elemento išliktų tolesniuose augalinės produkcijos perdirbimo ir sandėliavimo etapuose.