Kaunas. Lietuva yra drėgmės pertekliaus zonoje, tad būtų natūralu manyti, kad drėgmės išteklių netrūksta, tačiau pastarųjų dešimtmečių tendencijos rodo, kad sausringi laikotarpiai dažnėja, intensyvėja ir ilgėja, o krituliai laike pasiskirsto netolygiai. Tai lemia liūtinius lietus, kaitras ir šalčius, keičia augalų vegetaciją, sukelia daugiau ekstremalių reiškinių. 

Tokios sąlygos kelia naujų iššūkių ūkininkams – kaip išsaugoti drėgmę dirvoje ir užtikrinti stabilų derlių. Pasak VDU Žemės ūkio akademijos Vandens inžinerijos katedros vedėjos doc. dr. Ingos Adamonytės, keičiantis klimatui ir persiskirstant kritulių kiekiui, labai svarbu yra taupyti vandens išteklius ir efektyviai juos valdyti. 

Remdamasi Lietuvos hidrometeorologijos tarnybos duomenimis, mokslininkė atkreipia dėmesį į vidutines daugiametes kritulių normas, jų dinamiką ir vidutinę metinę temperatūrą, kuri didėja. Būtent temperatūros didėjimas yra reikšmingas veiksnys, tiesiogiai veikiantis vandens išteklius, dirvožemį ir žemės ūkio augalus. 

Vandens ištekliams tiesioginę įtaką daro temperatūros pokyčiai, pvz., vidutinė metinė oro temperatūra Lietuvoje per pastaruosius 30 metų pakilo apie 2 °C. Tikėtina, kad dėl klimato pokyčių žiemos bus šiltesnės ir daugės kritulių, o nesusidarant sniego dangai ir karštėjant bei sausėjant vasaroms intensyvės drėgmės deficito dirvožemyje laikotarpiai. Augalų vegetacijos laikotarpis (> 5 °C) gali pailgėti 20–50 parų (daugiau kaip 200 parų), didės vėlyvų pavasario ir ankstyvų rudens šalnų tikimybė.

Nors kalbant apie kritulius, jų vidutinis daugiametis kiekis (standartinė kritulių norma) reikšmingai nesiskiria (vidutiniškai per metus iškrenta 682 mm kritulių, jų dinamika nuo 520 iki 850 mm/m), tačiau blogiausia, kad jie pasiskirto labai netolygiai laike.

„Analizuojant vidutinį daugiametį kritulių kiekį, skirtumai nėra reikšmingi, bet ekstremumai atsiranda dėl drėgmės persiskirstymo – daugiau liūtinių lietų, didesnis vandens kiekis iškrenta per trumpą laiką, ilgesni ir dažnesni sausringi periodai. Taip atsiranda dviguba problema: intensyvus lietus kelia dirvožemio eroziją, o sausra kenkia augalams.

Vadinasi, turime sugebėti subalansuoti ir valdyti vandens pasiskirstymą ir tuos ekstremumus – sniego tirpsmo, liūtinių lietų ir sausringų laikotarpių formuojamus vandens išteklius – „išlyginti“, – vandens valdymo svarbą pabrėžia I. Adamonytė, atkreipdama dėmesį ir į pagrindines skirtingas vandens rūšis gamtoje: dirvožemio, atmosferinius, paviršinius vandenis.

Lietuvoje dirvožemio drėgmės atsargos formuojasi dėl kritulių, sniego tirpsmo, gruntinio vandens, dirvožemio gebėjimo sulaikyti vandenį ir augalų poveikio. Drėgmė kaupiasi apatiniuose sluoksniuose, o paviršinė drėgmė dažniausiai priklauso nuo metų laiko ir kritulių pasiskirstymo. 

Jei lietus papildo paviršinius drėgmės išteklius, tai gruntiniams vandens ištekliams, taip pat ir dirvožemio drėgmei labai svarbus sniego tirpsmo vanduo. 

„Tai dar viena su klimato pokyčiais ir šiltėjančiomis žiemomis susijusi problema: sniego nėra, todėl jo tirpsmo vanduo nesusidaro, dirvožemis neprisotinamas, nes vandeniui absorbuoti reikia laiko ir pakankamai drėgmės. Vadinasi, per žiemą dirvožemis nesukaupia drėgmės atsargų ir tampa sausesnis“, – pastebi pašnekovė.

Nuo drėkinimo iki reguliuojamojo drenažo

Ar drėkinimas galėtų spręsti šią problemą? Mokslininkė sako, kad tik iš dalies, nes pirmiausia tai brangi investicija ir ekonomiškai efektyviausia didesnę pridėtinę vertę turintiems augalams, kurie itin jautrūs drėgmės deficitui. 

Tam tikrais laikotarpiais technologiškai būtina šiuos augalus laistyti, tačiau drėkinamų plotų Lietuvoje nėra daug, tai lemia ekonominis efektyvumas. Kita vertus, jei įrengtos sausinimo sistemos, tai ir paties drėkinimo nauda mažėja. 

„Sprendžiant drėgmės išteklių dirvožemyje problemą, reikia atkreipti dėmesį į daugelį tarpusavyje susijusių ir vienas kitą veikiančių veiksnių. Šiai problemai spręsti tinka reguliuojamasis drenažas, kurio paskirtis – prisitaikyti prie ekstremalių situacijų ir tą drėgmės kiekį, kurį drėgnesniu laikotarpiu galima sutaupyti, sukaupti dirvožemio sluoksnyje“, – apie technologinį drenažo sistemos pokytį kalba mokslininkė.

Šių sistemų inžineriniai sprendimai (šulinių ir požeminių vožtuvų įrengimas) leidžia reguliuoti gruntinio vandens lygį pagal augalų poreikius ir sumažinti maisto medžiagų išplovimą su drenažo nuotėkio vandeniu.

Tiesa, I. Adamonytė pastebi, kad reguliuojamasis drenažas nėra universali ir visur tinkama vandens išteklių valdymo priemonė, nes jo efektyvumas pagrįstas tam tikromis sąlygomis, tokiomis kaip žemės paviršiaus nuolydis, gruntinio vandens lygis, žemėnauda, sausinimo sistemų techninė būklė, dirvožemio granuliometrinė sudėtis ir kt. 

„Jei nori vandens išteklius valdyti efektyviai, reikia protingai priimti sprendimus, įvertinus optimalų kiekį rodiklių ir sąlygų. Ne mažiau svarbu – tinkamas projektavimas, statybos kokybė ir valdymas, t. y. drenažo efektyvumas labai priklauso ir nuo žmonių kompetencijos“, – žinių ir specialistų klausimą iškelia I. Adamonytė.

Tinkama žemėnauda ir tvari ūkininkavimo praktika 

Nors reguliuojamasis drenažas yra svarbi ir efektyvi techninė inžinerinė vandens išteklių valdymo priemonė, tačiau ne mažiau svarbu yra tinkama žemėnauda, taip pat tvarių praktikų taikymas, ypač tuose regionuose, kur nėra sąlygų reguliuojamajam drenažui įrengti.

Tarp tokių tvaraus ūkininkavimo praktikų – minimalus žemės dirbimas, sėjomaina, organinių trąšų naudojimas, humuso ir organinės anglies kiekio didinimas, tam tikrų medžiagų, sugeriančių ir išlaikančių vandenį, įterpimas į dirvožemį. Visa tai padeda išlaikyti drėgmę, gerina dirvožemio struktūrą, ilgainiui mažina priklausomybę nuo laistymo, didina atsparumą nepalankioms klimato sąlygoms. 

Ypač svarbus vaidmuo tenka organinei dirvožemio angliai. Taikant bioekonomikos principus, bioanglis yra tyrinėjama kaip dirvožemio gerųjų savybių užtikrinimo, jo sveikatinimo ir reguliuojamojo drenažo veikimo efektyvumo didinimo priemonė (įterpiant ją į dirvožemį). Ji išsiskiria dideliu paviršiaus plotu, todėl gerai absorbuoja drėgmę (didelė absorbcinė geba) ir mažina jos praradimus (suminį išgaravimą), kaupia ir sulaiko vandenį viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose ir ilgiau palaiko palankesnį augalams drėgmės balansą. Tai labai naudinga savybė prisitaikant prie ilgesnių sausringų periodų ir užtikrinant stabilesnį augalų aprūpinimą vandeniu. 

Dėl drėgmės trūkumo augalai patiria stresą, sumažėja jų fotosintezės efektyvumas, biomasės kaupimo greitis ir derlingumas, sunkiau pasisavinamos maisto medžiagos, augalai skursta ir mažėja jų atsparumas ligoms.

„Tiesą sakant, reikia kompleksinio požiūrio, o sprendimus priimti konkrečiam atvejui, tačiau grunto savybių, t. y. absorbcinės gebos, gerinimas žemėnauda, taikoma žemės ūkio technologija ir įterpiant tam tikras medžiagas galima padidinti drėgmės atsargas dirvožemyje. 

Žodžiu, dar tik įsibėgėjanti anglies ūkininkavimo praktika skatins bioanglies panaudojimą žemės ūkyje, o tai – vienas iš būdų vandens ištekliams dirvožemyje valdyti“, – sako Žemės ūkio akademijos mokslininkė, primindama, kad dirvožemio dykumėjimą sukelia organinės anglies praradimas ir humuso kiekio sumažėjimas, o tai lemia ūkininkavimo praktika.

Biologinės anglies tyrimai

Kaip tik šiuo metu Žemės ūkio akademijos mokslininkai atlieka bioanglies panaudojimo žemės ūkyje tyrimus, ieško tinkamų augalinių atliekų, iš kurių pirolizės būdu gauta biologine anglimi būtų galima papildyti ir pagerinti dirvožemį, siekiant padidinti jo absorbcinę gebą ir pagerinti kitas savybes.

Tarp tokių tiriamų atliekų – kanapgrūdžių lukštai ir paulovnijos mediena (literatūroje teigiama, kad tai sparčiausiai pasaulyje augantis hibridinis medis). Dar viena tyrimų kryptis – bioanglimi apvelti augalų sėklas.

Trumpai pristatydama pirmuosius tyrimų rezultatus I. Adamonytė sako, kad iš kanapgrūdžių lukštų gauta bioanglimi tręštoje lauko dalyje dirvožemio drėgnumas vidutiniškai buvo 30,4 proc., o netręštoje – 28 proc., todėl 2,4 proc. skirtumas yra statistiškai patikimas ir reikšmingas.

„Atlikti tyrimai, imituojant ypač nepalankias augalams drėgmės sąlygas, rodo, kad be bioanglies dirvožemio drėgnis iki augalams nepalankios žemutinės ribos nukrenta per 2 paras, tai 50 proc. tūrio masės įterpimas šį rodiklį padidina 50 proc., tačiau veiksmingesnis rezultatas pasiektas įterpiant 25 proc., t. y. 100 proc. efektas. Vadinasi, jei drėgmė išgarinama per tam tikrą parų skaičių, tai 25 proc. bioanglies, pagamintos iš kanapgrūdžių, įterpimas pailgina tinkamas drėgmės sąlygas dvigubai. 

Įterpus 75 proc. bioanglies, keturis kartus ilgiau išlaikomos drėgmės atsargos augalams prieinamame lygyje“, – iš augalinių atliekų gautos bioanglies įterpimo į dirvožemį rezultatus pristato doc. dr. I. Adamonytė, neabejodama biologinės anglies įterpimo nauda gerinant dirvožemį ir jo absorbcinę gebą.

Kuo daugiau organinės medžiagos turi dirvožemis, tuo efektyviau bioanglis prisideda prie drėgmės išteklių dirvožemyje kaupimo, ypač tai efektyvu moliniuose humuso turtinguose dirvožemiuose.

Taigi, kartu derinant dirvožemio sveikatinimo priemones, įrengiant reguliuojamąjį drenažą ir jį išmaniai valdant, būtų galima pasiekti gerų rezultatų valdant ir tausojant vandens išteklius.