Klimato kaitos požiūriu Lietuvos geografinė padėtis pakankamai dėkinga, ir ateityje galime tikėtis santykinai palankesnių sąlygų žemės ūkio veiklai. Bet mūsų šalyje neretai susikerta oro srautų, slenkančių nuo jūros bei nuo žemyninės dalies, keliai, o tai apsunkina orų prognozavimą ilgesniam laikotarpiui. Dar sunkiau numatyti, koks bus visas vegetacijos periodas ir kaip jis paveiks žemės ūkio verslą.

Europos aplinkos agentūra prognozuoja, kad iki 2100 m. vidutinė oro temperatūra, palyginti su 1990-ųjų lygiu, Europoje pakils 2 °C pagal optimistinius vertinimus ir net 6,3 °C - pagal pesimistinius. Jūros lygis turėtų kilti, o gamtos stichijos turėtų siautėti dažniau ir stipriau. Kaip vienas iš klimato šiltėjimo veiksnių minimas CO₂ kiekio didėjimas atmosferoje. Šiuo metu akivaizdžiai matomi klimato pokyčiai turėtų tęstis dar daugelį dešimtmečių, net jei pavyktų visiškai sustabdyti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą į aplinką. Todėl ir Europa, ir visas pasaulis privalės prisitaikyti prie neišvengiamai įvyksiančių klimato kaitos nulemtų pokyčių.

Lietuvoje meteorologiniai stebėjimai vykdomi kiek daugiau negu pusantro šimto metų, o augalų derlingumas išsamiau registruojamas taip pat tik nuo XIX amžiaus vidurio. Pastarųjų metų meteorologiniai stebėjimai rodo, kad vidutinė metinė oro temperatūra nuolat viršija klimatinę normą nuo +0,2 °C iki daugiau kaip +2,3 °C. Vasaros laikotarpis darosi šiltesnis, jau nebenustebina ir temperatūra, pasiekusi rekordines aukštumas per visą stebėjimo istoriją.

Kintančio klimato pasekmės palies ir Lietuvą. Meteorologiniai matavimai Lietuvoje pradėti meteorologinėse stotyse nuo 1869 metų. Atliktos studijos parodė, kad tais metais, kai būna aukštesnė temperatūra, iškrenta mažiau kritulių ir atvirkščiai, kai jų iškrenta daugiau, būna mažiau šilumos. Dėl tos priežasties šiltesnę vasarą, net jei kritulių buvo daug, augalams dažnai pritrūksta drėgmės, o šaltesnę - atsiranda drėgmės perteklius, net jei kritulių buvo mažokai.

Augalų derlingumui svarbus vandens balansas: kiek iškrito kritulių, kiek vandens išgaravo iš dirvos, kiek išgarino augalai, kiek prasisunkė į gilesnius dirvožemio sluoksnius ir kiek dirvos paviršiumi nutekėjo pasėliuose. Esant vandens stygiui, prasideda sausra. Meteorologai ir hidrologai sausrą apibūdina iš bendresnio stebėjimo taško: kaip padėtį, kai tam tikro regiono atmosferoje ir dirvožemyje pastebimas didesnis negu statistiškai tikėtinas tam regionui vandens trūkumas. Žemdirbiui sausra suprantama kaip situacija, kuomet vandens būna per mažai, kad būtų galima pasiekti įprastinį augalų derlių.

Augalų reakcija į klimato pokyčius

Didėjanti anglies dvideginio koncentracija atmosferoje ir kylanti temperatūra - dvi neatsiejamos grandys ilgoje besikeičiančio klimato proceso grandinėje. Klimato pokyčiai palies kiekvieną planetos individą, tačiau žmogus prisitaikė gyventi nuo pačių atšiauriausių sąlygų Arktyje iki dykumų, kur dieną oras įkaista kaip pirtyje, o naktį smarkiai atvėsta.

Tačiau žemdirbiams labai svarbu, kaip į klimato pokyčius reaguos augalija. Klimato kaitos poveikio augalams mastai priklauso nuo augalų rūšies, veislės genetinių ir vietos dirvožemio savybių, tiesioginio CO₂ poveikio augalams, sąveikos tarp CO₂, oro temperatūros, vandens režimo, mineralinių maisto medžiagų, oro kokybės bei adaptacinių procesų. Manoma, kad ateityje vienas svarbiausių aplinkos veiksnių, ribojančių augalų augimą bei derlių, bus vandens ištekliai.

Mokslininkai neatsitiktinai ieško vandens buvimo požymių Marse - tai svarbiausia mums pažįstamų gyvybės formų klestėjimo sąlyga. Vandens gausa (net 70 procentų Žemės paviršiaus dengia vanduo!) vaidino išskirtinį vaidmenį formuojant mūsų planetos žaliąjį rūbą. Visa žmonijos civilizacijų raidos istorija rodo, kad jos kūrėsi prie vandens išteklių. Ir šiandien daugelis didžiųjų pasaulio miestų telkiasi prie vandens telkinių.

Vandens trūkumas sukelia ligas, gaisrus, žemdirbiui lemia menkesnį derlių. Kai jo per daug, vėl negerai - visa griaunanti potvynių vandens jėga atneša didžiulę materialinę žalą. Lietuvos geografinė padėtis lemia, kad vis dar esame perteklinio drėkinimo zonoje, tik dėka melioracijos sistemų mūsų laukai neužmirksta, o vidurvasarį tampa net per daug sausi.

Gegužė - sausesnė, liepa - drėgnesnė

Kelerių pastarųjų metų stebėjimai Dotnuvoje parodė, kad balandžio paskutinį dešimtadienį kritulių visiškai nebūna arba būna tik simboliškai, o neretai periodas be kritulių užsitęsia ir gegužės pirmąjį dešimtadienį, kuomet dirvoje ima trūkti drėgmės tolygiam pasėlių sudygimui. Pastarųjų trejų metų (2010-2012 m.) stebėjimai parodė, kad kritulių kiekis gerokai skiriasi nuo klimatinės normos. Gegužės mėnesį pastaraisiais metais iškrito vidutiniškai 67-75 proc. klimatinės normos kritulių kiekis.

Besikeičiantis klimatas pasižymi meteorologinių sąlygų variacija, ir jau kelinti metai stebimas kritulių pagausėjimas liepos mėnesį, kai jų kiekis klimatinę normą viršija daugiau kaip du kartus. Toks kritulių pagausėjimas kelia daug rūpesčių ūkininkams, norintiems kulti sausus grūdus ir rapsus. Bet ilgesnė vegetacija augalams naudinga - kukurūzai, cukriniai runkeliai drėgmės išteklius panaudoja savo produktyvumui didinti.

Pagrindinis augalo augimo ir vystymosi variklis yra šiluma. Tačiau pastebimai aukštesnė negu optimali aplinkos temperatūra augalui sukelia stresą. Jis ima skubėti vykdyti svarbiausią savo genuose įrašytą tikslą - suformuoti ir subrandinti sėklą. Augalas net ir nepalankiomis sąlygomis stengiasi subrandinti visavertes sėklas, tačiau jų skaičius būna gerokai mažesnis. O jei prie to prisideda drėgmės stygius, patiriamas stresas dar padidėja.

Sausros poveikis priklauso nuo augimo tarpsnių

Žinoma, kad patiriamo drėgmės stygiaus poveikis priklauso ir nuo laiko, kuriuo vegetacijos metu augalams stinga drėgmės. Įvairių tyrimų duomenimis sausra, veikdama fotosintezės procesus, miežių derlių sumažina 30-40 proc., jei stresas patiriamas augalų vegetacijos pradžioje, ir 10-20 proc., jei drėgmės stoka pasireiškia vėlesniais augalo augimo etapais.

Tyrimais nustatyta, kad miežių derlingumą labiausiai lemia gegužės ir birželio pirmosios pusės meteorologinės sąlygos. O žieminių javų derlingumui didesnės įtakos turi sėjos metų rugsėjo mėnesio ir derliaus metų gegužės bei birželio meteorologinės sąlygos. Ankštiniai augalai drėgmės stygiui jautresni ankstyvaisiais augimo tarpsniais. Panašūs rezultatai gauti ir su bulvėmis - sausra intensyvaus augimo tarpsniais sumažina jų derlingumą.

Kompiuterinė analizė leidžia prognozuoti tiksliau

Klimato kaitos poveikio žemės ūkio augalams analizė yra labai sudėtingas reikalas ir be šiuolaikinių kompiuterių ir specialių programų bei duomenų bazių tokio darbo geriau net nepradėti. LAMMC Žemdirbystės institute, vertinant klimato kaitos galimus padarinius javų derlingumui, buvo panaudotas kompiuterinis modelis DSSAT, kuris ne kartą sėkmingai panaudotas kitose šalyse vykdant panašius skaičiavimus.

Modelio skaičiavimai rodo, kad šiltėjantis vasaros laikotarpis galėtų netiesiogiai daryti įtaką javų grūdų derliui - pagreitėtų jų fenologinis vystymasis, sutrumpėtų augalų vegetacija. Trumpėjant augalų vegetacijai, mažėtų sugeriamos saulės spinduliuotės kiekis, o tai mažintų augalų biomasę, atsilieptų ir grūdų derliui. Tačiau tinkama adaptacija (veislės, agrotechnika, žemės ūkio technika ir infrastruktūra) leidžia ne tik išvengti nuostolių, bet ir gauti naudos.

Modeliuojant galima pasirinkti įvairius klimato kaitos scenarijus. Pasirinkus optimistinį scenarijų, kai vidutinė oro temperatūra išlieka šiandienos lygyje, bet didėja CO₂ koncentracija, būtų galima tikėtis didesnio vasarinių miežių grūdų derlingumo. Pavyzdžiui, CO₂ koncentracijos padidėjimas 100 ppm (šiandien jis svyruoja apie 375 ppm), auginant javus pagal tradicinę agrotechniką leistų tikėtis 15-16 proc. didesnio grūdų derliaus.

Padidėjusi anglies dvideginio koncentracija galėtų kompensuoti neigiamas temperatūros padidėjimo pasekmes grūdų derlingumui. Visgi vanduo išliks svarbus veiksnys javų produktyvumui. Racionaliam CO₂ išnaudojimui fotosintezės metu reikia pakankamo kiekio drėgmės. Net ir nedidelis kritulių kiekio padidėjimas vegetacijos metu galėtų padidinti vasarinių miežių derlingumą. Skaudžių klimato kaitos pasekmių būtų mažiau javus auginant ekologiškai.

Modelio DSSAT skaičiavimais, vidutinės temperatūros padidėjimas 1 °C vasarinių miežių vegetaciją sutrumpintų 5 dienomis. Temperatūros pokytis 2 °C vegetacijos trukmę sutrumpintų 11 dienų, o vidutinės temperatūros padidėjimas 3 °C vegetacijos trukmę sutrumpintų 14 dienų. Modelis DSSAT leidžia skaičiuoti derliaus potencialą darant prielaidą, kad augalai nuolat gerai aprūpinami vandeniu ir maisto medžiagomis. Vasarinių miežių derliaus potencialo modeliavimas parodė, kad didėjant vidutinei vegetacijos laikotarpio oro temperatūrai, derliaus potencialas, nekeičiant sėjos laiko ir kitų agrotechnikos sąlygų, mažės.

Klimato kaita palies ir žieminius kviečius. CO₂ koncentracijos atmosferoje padidėjimas iki 485 ppm galėtų padidinti grūdų derlingumą daugiau kaip 5 procentais. Tikėtinas kritulių kiekio padidėjimas taip pat tūrėtų paskatinti žieminius kviečius subrandinti didesnį derlių.

Skaičiavimai rodo, kad 2 °C padidėjusi vidutinė oro temperatūra, žieminių kviečių vegetacijos laikotarpį sutrumpintų 6 dienomis, o grūdų derlingumą sumažintų 8-10 procentų. Temperatūros padidėjimas vegetacijos metu 3 °C, palyginti su vidutine temperatūra, žieminių kviečių vegetaciją iki brandos sutrumpintų dar 5 dienomis, o grūdų derlingumą sumažintų dar 2-3 procentais.

Šiltėjanti vegetacija palanki kukurūzams

Toks scenarijus ir rezultatas tikėtini tik tuo atveju, jei pakitus klimatui būtų taikoma įprastinė agrotechnika - sėjama šiuo metu rekomenduojamais terminais, auginamos šiuo metu populiarios augalų veislės. Eksperimentai rodo, kad naujos javų veislės išaugina mažiau biomasės, bet suformuoja daugiau grūdų ploto vienete, daugiau fotosintezės produkcijos nukreipia į grūdus.

Nauja technika ir infrastruktūra leidžia daug greičiau ir kokybiškiau atlikti darbus, ypač esant nelabai palankioms sąlygoms. Žieminių kviečių ir rapsų pasėlių plėtra ir spartus derlingumo didėjimas mūsų šalyje - vienas iš tokių pavyzdžių. Lietuvos sąlygomis bene svarbiausia - švelni ir pastovi žiema. Tikėtina, kad žiemos bus švelnios, tačiau dėl jų pastovumo kyla daug abejonių. Keičiant agrotechniką - parenkant ilgesnės vegetacijos augalų veisles, koreguojant sėjos laiką - galima būtų kompensuoti neigiamus derliaus potencialo pokyčius.

Šiltėjantis vegetacijos sezonas palankiausias būtų kukurūzams. Lauko eksperimentų, atliktų Žemdirbystės instituto Augalų mitybos ir agroekologijos skyriuje 2010-2012 m., rezultatai parodė, kad kukurūzams šilti orai bei gausūs krituliai patinka. Tarkime, 2010 m. vegetacijos sezonas buvo gerokai šiltesnis negu klimatinė norma, tačiau kritulių Dotnuvoje stigo, tad kukurūzai (trešti azotu N₁₈₀ norma) žalios biomasės sukaupė tik 35 t ha^-1. 2011 ir 2012 m. temperatūra taip pat buvo aukštesnė negu klimatinė norma, bet kritulių nestigo, todėl kukurūzai žalios biomasės užaugino daug daugiau - atitinkamai 42 ir 46 t ha^-1.

Galimus kukurūzų derlingumo pokyčius modeliuojant kompiuteriniu modeliu DSSAT gauti rezultatai parodė, kad jei išliktų tokios pat tendencijos - ilgas šiltas ruduo, būtų galima auginti ir ilgesnės vegetacijos veisles. Bet nereikia pamiršti, kad mūsų šalies meteorologinės sąlygos nepasižymi pastovumu, tad nederėtų ignoruoti ankstyvų rudeninių šalnų, kurios gerus norus gauti didesnį derlių gali paversti per nieką.

Vertinant klimato pokyčius iškyla svarbus klausimas, kokias adaptacijos priemones reikėtų taikyti ir kokio jų efektyvumo galima būtų tikėtis. Neaišku, kiek pasikeistų žemės ūkio augalų derlingumas kintant klimatui, jei būtų ankstinama vasarinių augalų sėja ar vėlinama žieminių augalų sėja.

Galima ginčytis, ar reikia skubėti ieškoti naujų sprendimų kaip prisitaikyti prie kintančio klimato sąlygų, ar verčiau palaukti nieko nedarant - pavasaris juk vis tiek ateis. Tačiau pamąstyti, kaip sušvelninti dažnėjančių ekstremalių reiškinių pasekmes, kaip koreguoti auginamų veislių asortimentą ir kaip pasinaudoti klimato kaitos fenomenu plėtojant savo verslą, tikrai verta.

Virmantas POVILAITIS, Sigitas LAZAUSKAS

Mano ūkis, 2013/09