23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2019/09
Pupiniai augalai rūgščiuose dirvožemiuose
  • Habil. dr. Liudmila TRIPOLSKAJA LAMMC Vokės filialas
  • Mano ūkis

Pupiniai augalai tradiciškai labai svarbūs žemdirbystėje, nes jie užaugina ne tik geros kokybės baltymingą produkciją, bet ir pasižymi svarbia ekologine funkcija – simbiozėje su bakterijomis asimiliuoja atmosferos azotą. Tai sumažina mineralinių azoto trąšų panaudojimą žemdirbystėje.

Dirvožemio ir klimato sąlygos Europoje palankios pupiniams augalams auginti, todėl jų pasėliai užima nemažus plotus. FAOSTAT duomenimis, Europoje 2017 m. pupos grūdams buvo auginamos 434 185 ha, žirniai – 2 739 646 ha, lubinai – 274 394 ha plote. Palyginti su 2010 m., plotai padidėjo atitinkamai 79, 45 ir 34 procentais.

Lietuvoje pupinių augalų plotai pastaraisiais metais taip pat plėtėsi, tai susiję su išmokomis už pupinių augalų auginimą pagal žalinimo programą. Didžiausi pupinių augalų grūdams plotai – 247,3 tūkst. ha – buvo pasėti 2017 m., bet 2018 m. jų sumažėjo iki 189 tūkst. ha.

Lietuvoje ūkininkai daugiau augina žirnių, jų plotai sudaro apie 60 proc. pupinių augalų pasėlių, pupos užima apie 39 proc. plotų ir lubinai apie 1,5 procento.

Pupinių augalų auginimo arealus lemia jų jautrumas dirvožemio derlingumui. Dauguma pupinių augalų rūšių, kaip pupos ir žirniai, geriau auga ir užaugina didesnį grūdų derlių neutralios reakcijos derlinguose dirvožemiuose. Kiti (lubinai, peliuškos) gerai dera ir rūgščiuose nederlinguose dirvožemiuose. Tačiau pagal pupinių plotų kitimą skirtinguose Lietuvos rajonuose galima pastebėti, kad dabartinės pupų ir žirnių veislės gerai dera ir lengvos granuliometrinės sudėties rūgščiuose dirvožemiuose.

Be dirvožemio reakcijos, pupiniams svarbi ir mitybos elementų koncentracija. Dažniausiai jie yra jautrūs fosforo trūkumui, nes bakteroidų, kuriuose dauginasi azotą fiksuojančios bakterijos, vystymuisi reikalingas fosforas, įeinantis į ATF ir ADF sudėtį ir dalyvaujantis energijos pernašos procesuose.

Nederlinguose dirvožemiuose fosforo deficitas apriboja pupinių augalų derlingumą, todėl fosforo trąšų panaudojimas dažniausiai turi teigiamą efektą ir gerokai didina jų grūdų derlių. Kalio taip pat reikia visaverčiam augalų vystymuisi, o dėl pupinių augalų tręšimo azotu yra įvairių nuomonių. Vieni tyrėjai teigia, kad saikingos azoto trąšų normos (30– 60 kg/ha azoto) didina grūdų derlių, kiti pabrėžia, kad trąšų azotas slopina gumbelinių bakterijų veiklą, sumažėja simbiozinė azoto fiksacija, augalai formuoja derlių naudodami mineralinį azotą ir mažiau asimiliuoja atmosferos azoto.

Eksperimentai pupinių augalų pasėliuose

Vokėje LAMMC Vokės filiale 2016– 2018 m. atlikti eksperimentai, kurių tikslas buvo įvertinti mineralinių NPK trąšų įtaką pagrindinių pupinių augalų, auginamų Lietuvoje, derlingumui. Eksperimente tirti augalai, skirtingai toleruojantys dirvožemio rūgštumą. Siauralapiai lubinai (Lupinus angustifolium L.) priskiriami rūgščių dirvožemių augalų grupei, nes jie gerai auga labai rūgščiame dirvožemyje su didele judriojo aliuminio koncentracija. Pašarinės pupos (Faba beans L.) ir žirniai (Pisum sativus L.) geriau auga silpnai rūgščios ir neutralios reakcijos dirvožemiuose. Auginant juos rūgščiame dirvožemyje galimas esminis derliaus ir azoto fiksacijos sumažėjimas.

Eksperimento tikslas buvo nustatyti, ne tik kokią įtaką trąšos daro augalų derlingumui, bet ir kaip dėl tręšimo keičiasi augalų atmosferinio azoto fiksacija, nes būtent dėl šios pupinių augalų savybės jie labai vertinami kaip kitų augalų priešsėliai.

Azoto fiksaciją vykdo dirvožemyje gyvenančios tam tikrų rūšių bakterijos, kurios pradedant augalams augti prasiskverbia į augalų šaknis, ten pradeda daugintis ir dėl to ant šaknų susidaro netaisyklingos formos gumbai (bakteroidai).  Bakterijos fiksuoja iš oro azotą, kurį augalai panaudoja savo mitybai, o mainais aprūpina bakterijas mineraliniais elementais ir asimiliatais. Suformuotų šaknyse bakteroidų gausumas atspindi dirvožemyje esančių azotą fiksuojančių bakterijų potencialą sudaryti simbiozę su augalais.

Atlikus eksperimentą nustatyta, kad rūgščiame priesmėlio dirvožemyje daugiau bakteroidų (59 vnt./1 augale) suformuoja žirniai. Palyginti su žirniais, siauralapiai lubinai turėjo esmingai mažiau bakteroidų (43 vnt. /1 augale), bet jų kiekis buvo didesnis negu pupų šaknyse. Iš visų tirtų augalų pupų simbiozė su azotą fiksuojančiomis bakterijos buvo mažiausia – 1 augalas vidutiniškai formavo 35 vnt./1 augale. Dėl reiklumo dirvožemio derlingumui pupos rečiau auginamos rūgščiuose dirvožemiuose ir, matyt, tokiuose dirvožemiuose yra mažiau bakterijų, galinčių sudaryti simbiozę su pupų augalais.

Tręšimo įtaka bakteroidų susidarymui ir derliui

Tręšimas turėjo nevienodą įtaką bakteroidų susidarymui. Fosforo ir kalio trąšos pastebimai didino bakteroidų kiekį pupų ir žirnių augaluose. Kodėl? Nes tai derlingų dirvožemių augalai ir, tikriausiai, auginant rūgščiame nederlingame dirvožemyje, augalams trūko mitybos elementų, siekiant užtikrinti optimalias simbiozės su azotą fiksuojančiomis bakterijomis sąlygas. Tačiau tręšimas azoto trąšomis esmingai mažino jų kiekį.

Siauralapių lubinų tręšimas mineralinėmis trąšomis esminės įtakos bakteroidų skaičiui neturėjo. Lubinai yra nederlingų dirvožemių augalai, jų gili šaknų sistema, tad jie geba pasisavinti iš dirvožemio sunkiai prieinamas augalams maisto medžiagas, todėl ir papildomas šių elementų įterpimas su PK arba NPK trąšomis neturėjo reikšmingos įtakos bakteroidų susidarymui.

Auginant pupinius, svarbu, kad jie sukauptų derliuje kuo daugiau simbiozinio azoto, nes tai rodo, kad bus mažiau azoto paimta iš dirvožemio derliui brandinti, kita vertus, augalų liekanų azotas papildys mineralinio azoto atsargas dirvožemyje.

Rūgščios reakcijos dirvožemyje siauralapiai lubinai, palyginti su pupomis ir žirniais, buvo derlingiausi. Auginant be trąšų, jų grūdų derlius vidutiniškai sudarė 4,88 t ha-1, pupų ir žirnių buvo mažesnis – atitinkamai 3,83 ir 2,70 t ha-1. Tokį lubinų pranašumą lėmė jų šaknų sistemos struktūra, gebėjimas pasisavinti fosforą iš mažo tirpumo junginių ir tolerancija didesnei aliuminio koncentracijai dirvožemyje.

Tręšimas azoto, fosforo ir kalio trąšomis turėjo skirtingą poveikį pupinių augalų grūdų derliui. Pupoms ir žirniams fosforo ir kalio trąšos buvo efektyvios – grūdų derlius, palyginti su netręštu dirvožemiu, padidėjo atitinkamai 26,2 ir 36,8 proc. Žirniams taip pat buvo efektyvios ir azoto trąšos, jų derlius, palyginti su tręšimu tik PK trąšomis, padidėjo dar 7,6 proc. Tačiau pupų derlingumas, patręšus azotu, mažėjo ir buvo analogiškas, kaip ir netręštame dirvožemyje.

Lubinų derlingumas dėl tręšimo PK trąšomis iš esmės nepasikeitė, o azoto trąšos, palyginti su netręštu dirvožemiu, derlingumą sumažino vidutiniškai 22,3 proc. Vadinasi, nederlingame rūgščiame priesmėlio dirvožemyje žirnių ir pupų augalams judriųjų fosforo ir kalio būna nepakankamai, kad visiškai patenkintų šių elementų poreikį grūdų derliaus formavimui.

Žirnių šaknų sistema, palyginti su pupomis ir lubinais, yra mažiau išvystyta, daugiau šaknų auga viršutiniame dirvožemio sluoksnyje, dėl to jos negali, kaip lubinai, pasisavinti maisto medžiagų iš gilesnių dirvožemio horizontų ir tręšimas mineralinėmis trąšomis buvo efektyvus.

Pupinių augalų grūdų derliuje sukaupiami dideli kiekiai azoto. Daugiausia suminio azoto sukaupia siauralapiai lubinai ir pupos – vidutiniškai 160–220 ir 149–230 kg/ha, žirniai mažiau – 93– 129 kg N ha-1. Tai susiję su didesniu lubinų grūdų derliumi ir didesne azoto koncentracija lubinų grūduose, palyginti su pupomis ir žirniais. Sukauptas derliuje azotas iš dalies pasisavintas iš dirvožemio, kitą dalį sudaro simbiozinis azotas, kurį asimiliavo gumbelinės bakterijos.

Rūgščiuose dirvožemiuose, netręšiant augalų mineralinėmis trąšomis, daugiau simbiozinio azoto grūduose sukaupia lubinai – vidutiniškai 195 kg/ha, mažiau pupos – 121, ir mažiausiai žirniai – tik 67,5 kg/ha. Tręšimas PK trąšomis pastebimai padidina pupų augalų azoto asimiliaciją (+ 57 proc.) ir tokiame tręšimo fone ji prilygsta lubinų azoto fiksacijai netręštame dirvožemyje (193 kg/ha).

Žirniai irgi didina azoto fiksaciją patręšus juos PK trąšomis, bet ne taip pastebimai kaip pupos. Simbiozinio azoto sukaupimas padidėja tik 28 procentais. Žirnius tręšti ir PK, ir NPK trąšomis verta: grūdų derlius atitinkamai padidėja vidutiniškai 26–36 proc., simbiozinio azoto fiksacija – 12–21 proc. Kaip buvo minėta anksčiau, žirnių šaknynas, palyginti su pupomis ir lubinais, yra mažiau išvystytas ir augalai gali mažiau maisto medžiagų pasisavinti iš dirvožemio.

Tačiau, įvertinant trąšų įtaką pupinių augalų azoto fiksacijai, reikia atkreipti dėmesį dar į tai, kaip keičiasi dirvožemio mineralinio azoto panaudojimas derliaus formavimui. Apskaičiavus simbiozinio ir dirvožemio mineralinio azoto santykį augalų derliuje, matyti, kad santykinai daugiau simbiozinio azoto buvo sukaupta lubinų derliuje – 88,5 proc. nuo viso N kiekio, pupos sukaupė nežymiai mažiau azoto – 82,6 proc., o žirniai – mažiausiai (72,6 proc.), tai yra lubinų azotofiksacijos efektyvumas buvo 20 proc. didesnis negu žirnių.

Tręšimas fosforo ir kalio trąšomis nekeitė santykinio Nsimb kiekio pupų derliuje, bet lubinų ir žirnių augaluose jo kiekis atitinkamai sumažėjo 7,6 ir 4,1 procento. Tai rodo, kad mineralinės trąšos slopino azoto fiksaciją, dėl to didėjo azoto pasisavinimas iš dirvožemio.

Norint suderinti du tikslus – gerą pupinių augalų derlingumą ir efektyvią azoto fiksaciją – rekomenduotina rūgščiuose dirvožemiuose siauralapius lubinus auginti be trąšų, pašarines pupas tręšti fosforo ir kalio trąšomis (P60K90), žirnius galima tręšti dar ir nedidele azoto trąšų norma (apie 30 kg azoto į hektarą).

Daugiau azoto trąšų – silpnesnė atmosferos azoto asimiliacija

Patręšus augalus azoto trąšomis, sumažėjo visų tirtų rūšių augalų atmosferos azoto asimiliacija. Žirniuose Nsimb kiekio dalis grūduose sumažėjo iki 59,2 proc., o 40,8 proc. buvo pasisavinta iš dirvožemio. Netręštame dirvožemyje žirniai derliaus formavimui iš dirvožemio panaudojo tik 27,4 proc. azoto. Pupų ir lubinų grūdų derliuje simbiozinio azoto dalis dėl tręšimo azotu sumažėjo iki 67,1–68,9 proc., o beveik trečdalis azoto buvo pasisavinta iš dirvožemio.

Šie skaičiai leidžia teigti, kad azoto trąšos slopina atmosferos azoto fiksaciją ir augalai derliui formuoti naudoja daugiau dirvožemio azoto. Tai yra, norėdami padidinti grūdų derlingumą azoto trąšomis, mažiname pupinių azoto fiksacijos gebą, augalai daugiau azoto pasisavina iš trąšų ir dirvožemio, o pupų ir lubinų derlingumas net sumažėja.

Apibendrinant trąšų poveikį pupinių augalų derlingumui ir azoto fiksacijai rūgščiame dirvožemyje, galima konstatuoti, kad siauralapiai lubinai suformuoja didesnį grūdų derlių ir asimiliuoja didesnį kiekį simbiozinio azoto netręštame dirvožemyje. Pupas reikia tręšti fosforo ir kalio trąšomis, nes tai esmingai padidina grūdų derlių (+ 26 proc.) ir simbiozinę azoto fiksaciją (+72 kg/ha azoto arba + 60 proc.). Azoto trąšos pupoms neefektyvios, nes, palyginti su netręštu dirvožemiu, pupų grūdų derlius nepadidėja, o azoto fiksacija net šiek tiek sumažėja.