Dėl klimato kaitos visame pasaulyje, taip pat ir Lietuvoje, visų pirma kyla oro temperatūra, o to pasekmė – dažnesnės sausros ir ilgesnės karščio bangos. Švelnėja žiemos, dėl to būna mažesnis įšalas ir trumpesnė nuolatinės sniego dangos trukmė.

Visi šie klimato pokyčiai veikia ir žemės ūkyje auginamus augalus, tarp jų – ir pašarines žoles. Kaip tai atsiliepia pašarinių žolių derliui ir pašarų kokybei? Kaip turėtų keistis pašarinių žolių rūšinė sudėtis?

Norėdami rasti atsakymus į šiuos klausimus savo jėgas sujungė Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos ir LAMMC Žemdirbystės instituto mokslininkai. Akademijos mokslininkai tyrimus atliko laboratorijose ir vegetaciniuose induose, o instituto – bandymų laukuose. Tyrimą finansuoja Lietuvos mokslo taryba (sutarties Nr. S-SIT-20-4). Tyrimas įgyvendintas autoriams bendradarbiaujant su Vytauto Didžiojo universitetu.

Dirvožemio drėgmė yra vienas iš svarbiausių fizikinių parametrų žemės ūkyje ir turi lemiamą įtaką pašarinių augalų derlingumui ir kokybei. Nevienodas kritulių pasiskirstymas per augalų vegetaciją ir sausros mažina pašarinių žolių produktyvumą ir jas išretina, vyksta augalų rūšinės sudėties, dujų ir maisto medžiagų apykaitos pokyčiai. Tyrimai parodė, kad keičiantis klimatui pašarinių augalų maistinė vertė ir virškinamumas sumažėja dėl jų fiziologinių ir morfologinių pokyčių, padedančių išvengti vandens trūkumo ir karščio stresų. Todėl svarbu parinkti tokias pašarinių žolių rūšis ir veisles, kurios yra atsparesnės sausrai ir turi didesnes adaptacijos galimybes bei didesnę toleranciją vandens trūkumui dirvožemyje.

Tyrimai parodė, kad patręštos daugiametės žolės yra atsparesnės įvairiems klimato kaitos sukeltiems stresams. Sudaryti tinkami pašarinių žolinių augalų mišiniai padėtų gauti ne tik stabilų derlių, nepaisant klimato kaitos sukeltų stresų, bet ir padėtų tausoti aplinką. Kuo didesnė augalų įvairovė, tuo pasėliai tampa atsparesni sausrai. Klimato kaita ir jos sukeliami padariniai yra svarbi mokslinių tyrimų sritis, kuriant klimato kaitos švelninimo ir prisitaikymo strategijas.

VDU Žemės ūkio akademijos Atviros prieigos žemės ir miškų jungtinio tyrimų centro šiltnamyje 2020 m. vasario–birželio mėn. atliktas dviejų veiksnių vegetacinis eksperimentas. Tyrimų tikslas – nustatyti skirtingų azoto normų poveikį pašarinių žolių mišinių produktyvumui ir maistinei kokybei, dažniausiai pasikartojančių klimato kaitos ekstremalių situacijų – dirvožemio drėgmės trūkumo ir pertekliaus – sąlygomis.

Eksperimento variantai

Veiksnys A. Dirvožemio drėgmės režimo sąlygos: 1. Drėgmės trūkumo sąlygos (sausros imitacija); 2. Optimalios drėgmės režimo sąlygos; 3. Drėgmės pertekliaus sąlygos (užmirkimo imitacija).

Veiksnys B. Azoto normos: 1. N₂₅P₆₀P₉₀ (foninis tręšimas); 2. N₂₅P₆₀P₉₀ + N60; 3. N₂₅P₆₀P₉₀ + N₁₂₀.

Tyrimams pasirinkti du daugiamečių pašarinių žolių mišiniai: raudonųjų dobilų (Trifolium pratense L.) Vytis ir pašarinių motiejukų (Phleum pratense L.) Gintaras II bei mėlynžiedžių liucernų (Medicago sativa L.) Malvina ir eraičinsvidrių (× Festulolium) Lina DS. Šiltnamyje vidutinė oro temperatūra – +25 ºC, drėgnis – 75–70 proc. Apšvietimui naudotos 6 lempos po 400 W. Apšvietimas taikytas 14 val. Tyrimai atlikti 4 pakartojimais.

Daugiamečių žolių mišiniai sudaryti iš 40 proc. pupinių ir 60 proc. miglinių augalų. Pasirinkta mišinių sėklos norma – 18 kg ha^-1: 12,9 kg ha^-1 dobilų ir 5,10 kg ha^-1 motiejukų bei 3,50 kg ha^-1 liucernų ir 14,5 kg ha^-1 eraičinsvidrių.

2020 m. vasario 11 d. į vieną vegetacinį indą (0,047 m²) sėta 0,061 g dobilų ir 0,024 g motiejukų bei 0,017 g liucernų ir 0,068 g eraičinsvidrių. Žolių sėklos įterptos į dirvožemį 1 cm gyliu. Sėjos metu tręšta kompleksinėmis trąšomis NPK 8-19-29. Tręšimo norma 310 kg ha (N₂₅P₆₀K₉₀), 1,46 g vienam vegetaciniam indui. Trąšos įterptos daugiamečių žolių sėjos gylyje.

Optimalaus ir maksimalaus tręšimo azoto trąšomis sąlygomis, praėjus mėnesiui po sudygimo, tręšta amonio salietra (34,4 proc. N v. m.), atitinkamai 0,82 ir 1,64 g vegetaciniam indui. Trąšos išbarstytos vegetacinių indų paviršiuje. Augalai laistyti du kartus per savaitę (išskyrus sausros ir užmirkimo laikotarpius). Liejimo norma – 0,5–1,0 l vegetaciniam indui.

Drėgmės trūkumo (sausros imitacijos) ir drėgmės pertekliaus (užmirkimo imitacijos) sąlygos daugiamečių žolių mišiniams sukeltos du kartus per jo augimo laikotarpį: pirmąjį kartą dobilų (BBCH 13–14) ir liucernų (BBCH 15–16) daigų tarpsniu bei motiejukų (BBCH 21–22) ir eraičinsvidrių (BBCH 23–24) krūmijimosi tarpsniu, antrąjį kartą dobilų stiebo augimo pradžioje (BBCH 30–31), liucernų intensyvaus stiebo augimo tarpsniu (BBCH 35–36), motiejukų (BBCH 31–32) ir eraičinsvidrių (BBCH 37–39) bamblėjimo tarpsniu.

Tarp laikotarpių palikta 21 d. mišinių atsistatymui. Sausros imitacijos laikotarpiais augalai nelaistyti 15 parų. Užmirkimo imitacijos laikotarpiais vegetaciniai indai buvo dedami į voneles su 3 l vandens ir laikyti tris paras. Po trijų parų likęs vanduo išpiltas. Daryta trijų dienų pertrauka. Po to tas pats procesas pakartotas dar kartą. Daugiamečių žolių mišinių produktyvumas įvertintas 2020 m. birželio 18 dieną.

Pašarinių žolių mišinių augimas labiausiai buvo slopinamas sausros imitacijos sąlygomis. Gausiau patręšti augalai tapo jautresni sausros ir drėgmės pertekliaus stresams tiek ankstyvuose, tiek ir vėlesniuose augimo tarpsniuose. Eraičinsvidrių jautrumas sausros stresui buvo mažesnis negu kitų pašarinių žolių.

Užmirkimo imitacijos sąlygomis dobilų ir motiejukų augimas iš pradžių buvo stimuliuojamas, tačiau jį nutraukus, sumažėjus drėgmės kiekiui dirvožemyje, esminio augalų aukščio skirtumo nuo jų aukščio optimaliomis dirvožemio drėgmės sąlygomis nebuvo. Užmirkimo streso sąlygomis liucernų augimas buvo stimuliuojamas tręšiant mažesnėmis azoto normomis, o eraičinsvidrių – didžiausia azoto norma. Dobilų ir motiejukų mišinio atsistatymas po sausros truko 21 d., liucernų ir eraičinsvidrių mišinio – 14 dieną.

Sausros imitacijos sąlygomis dobilų asimiliacinis lapų plotas susiformavo iš esmės – nuo 25 iki 62 proc. – mažesnis negu optimalios dirvožemio drėgmės ir užmirkimo imitacijos sąlygomis. Sausros imitacijos sąlygomis didinant azoto normą, palyginti su minimalia azoto norma, esmingai 46 ir 33 proc. mažėjo dobilų asimiliacinis lapų plotas. Skirtingos dirvožemio drėgmės sąlygos ir azoto normos neturėjo ryškios įtakos motiejukų asimiliaciniam lapų plotui.

Sausros streso sąlygomis liucernų asimiliacinis lapų plotas susiformavo esmingai nuo 2,0 iki 20,0 kartų mažesnis, negu optimalios dirvožemio drėgmės ir užmirkimo sąlygomis. Skirtingos dirvožemio drėgmės sąlygos neturėjo ryškios įtakos eraičinsvidrių asimiliaciniam lapų plotui. Didėjant azoto normai, palyginti su minimalia azoto norma, liucernų asimiliacinis lapų plotas mažėjo, o eraičinsvidrių didėjo, nepriklausomai nuo skirtingų dirvožemio drėgmės sąlygų.

Sausros sąlygomis augusio dobilų ir motiejukų mišinio antžeminės dalies sausųjų medžiagų biomasė (30,3-35,4 g iš vegetacinio indo) susiformavo esmingai nuo 36,3 iki 47,2 proc. mažesnė negu optimalios dirvožemio drėgmės (49,0-56,7 g iš vegetacinio indo) ir užmirkimo sąlygomis (54,4-67,2 g iš vegetacinio indo).

Sausros sąlygomis augusio liucernų ir eraičinsvidrių mišinio antžeminės dalies biomasė (22,7-35,4 g iš vegetacinio indo) susiformavo esmingai nuo 19,5 iki 48,1 proc. mažesnė, o užmirkimo sąlygomis (54,4-71,4 g iš vegetacinio indo) – esmingai nuo 45,8 iki 62,3 proc. didesnė negu optimalios dirvožemio drėgmės sąlygomis (37,3-44,0 g iš vegetacinio indo).

Sausros ir užmirkimo stresų sąlygomis didinant azoto normą, palyginti su minimalia norma, esmingai mažėjo dobilų antžeminės dalies biomasė, o užmirkimo streso sąlygomis – ir bendra mišinio antžeminės dalies biomasė, atitinkamai 16 ir 19 proc. Motiejukai į dirvožemio  drėgmės ir azoto kiekio pokyčius, palyginti su dobilais, reagavo mažiau. Didėjant azoto normai, palyginti su minimalia azoto norma, liucernų sausųjų medžiagų biomasė mažėjo, o eraičinsvidrių didėjo, nepriklausomai nuo skirtingų dirvožemio drėgmės sąlygų.

Kitaip negu vegetaciniuose induose, 2021 m. pavasarį lauko sąlygomis sukėlus sausrą išryškėjo didesni skirtumai tarp atskirų rūšių žolių sausųjų medžiagų derliaus.

Bandymo laukeliai šienauti specialia technika

Pirmos pjūties mėlynžiedės liucernos sausųjų medžiagų derlius buvo netgi didesnis negu kontroliniame laukelyje, o raudonųjų dobilų ir eraičinsvidrių buvo gautas panašus kaip ir kontroliniuose laukeliuose, tik motiejukų jis nežymiai sumažėjo. Tik antros pjūties visų rūšių žolių derlius buvo jau mažesnis. Liucernų jis sumažėjo nežymiai, raudonųjų dobilų ir eraičinsvidrių vidutiniškai 30 proc., o motiejukų – daugiau nei 50 proc.

Kas galėjo nulemti tokius rezultatus? 2021 m. pavasaris buvo gana drėgnas ir vėsus, tad dirvožemyje buvo susikaupę pakankamai drėgmės, o pakėlus temperatūrą žolės augo netgi geriau. Tad sausros poveikis išryškėjo tik nupjovus žolę. Liucernų atsparumą sausrai nulėmė ne jos fiziologinės ypatybės, o ilgas šaknynas, kuris pasiekia drėgmę gilesniuose dirvožemio sluoksniuose.

Mažiausia pašarinių žolių mišinių šaknų biomasė susiformavo sausros sąlygomis tręšiant didžiausia azoto norma (N₂₅₊₁₂₀). Užmirkimo sąlygomis didinant azoto normą, nustatyta augalų šaknų masės mažėjimo tendencija.

Sausros imitacijos sąlygomis didinant azoto normą, žalių baltymų ir žalios ląstelienos kiekis dobilų ir motiejukų mišinio antžeminėje biomasėje didėjo, o žalių pelenų – mažėjo. Liucernų ir eraičinsvidrių antžeminėje biomasėje didžiausias žalių proteinų ir žalios ląstelienos kiekis nustatytas tręšiant azoto norma  N₂₅₊₆₀, o didžiausias pelenų kiekis – tręšiant didžiausia azoto norma (N₂₅₊₁₂₀). Užmirkimo imitacijos sąlygomis azoto normos didinimas neturėjo reikšmingos įtakos pastarųjų rodiklių pokyčiams abiejų mišinių antžeminėje biomasėje.

Apibendrinimas

Sausros ir užmirkimo stresų sąlygomis raudonųjų dobilų ir pašarinių motiejukų mišinio tręšimas didelėmis azoto normomis yra neefektyvus, o mėlynžiedžių liucernų ir eraičinsvidrių mišinio tręšimas didelėmis azoto normomis – efektyvus. Dobilų ir motiejukų mišinio atsistatymas po sausros trunka 21 d., liucernų ir eraičinsvidrių mišinio – 14 d. Sausros streso sąlygomis augintų dobilų ir motiejukų bei liucernų ir eraičinsvidrių mišinių maistinę kokybę didina didesnės trąšų normos. Didžiausią sausųjų medžiagų derlių sausrų metu išaugina liucernos, vidutinišką – eraičinsvidrės ir raudonieji dobilai, o mažiausią – pašariniai motiejukai.

Aušra Marcinkevičienė, Vaclovas Stukonis, Vilma Živatkauskienė

LAMMC Žemdirbystės institutas, VDU Žemės ūkio akademija