Europos žalinimo scenarijus, iš pradžių šokiravęs žemdirbius, jau kelerius metus daugiau ar mažiau sėkmingai įgyvendinamas. Jo plėtrą iš dalies skatina papildomos tiesioginės išmokos ir žemdirbių pajausta įvairiapusė nauda, kuri atsirado vykdant keliamus reikalavimus. Kur judėsime toliau?

Europos Komisija pabrėžia, kad dėl intensyvaus naudojimo net 70 proc. ES dirvožemių pastaruoju metu nėra geros būklės. Intensyvėjant žemės ūkio gamybai, natūralus dirvožemio našumas mažėja. Tarp augalų produktyvumo didinimo gausiu tręšimu mineralinėmis trąšomis ir organinės anglies kiekio dirvožemyje dažnai nustatoma atvirkštinė priklausomybė. Didėjant augalų produktyvumui, natūralus ir potencialusis dirvožemio našumas mažėja.

Siekiant tvaresnio žemės ūkio, ES strateginiuose dokumentuose, be privalomų žalinimo priemonių, siūloma dalis savanoriškai pasirenkamų ekoschemų, kurios sudarytų galimybę kauptis organinei angliai dirvožemyje ir mažintų klimato šiltėjimo procesus dėl CO₂ ir kitų dujų emisijos.

Padidinus sėjomainos bioįvairovę vienmečiais, daugiamečiais pupiniais augalais, posėliu ir tarpiniais pasėliais, dėl aukštesnio standarto augalų kaitos, geresnių priešsėlių susidaro galimybė mažinti augalų apsaugos priemonių ir azoto trąšų naudojimą, patiriant ūkinę ir net finansinę naudą. Tačiau Lietuvos žemės ūkio ir kaimo plėtros 2023–2027 m. strateginiame plane numatyta ir daugiau aplinkai draugiškų priemonių, siekiant įgyvendinti tvarų ūkį; tai ekoschemos, kurios neramina žemdirbius, nors jų pasirinkimas bus savanoriškas, bet tai lems papildomas išmokas.

Lietuvos teritorija nedidelė ir, nors tai lygumų kraštas, dirvožemiai labai margi ir labai nevienodai tinkami žemės ūkio veiklai. Žemės ūkio plėtros strategija – ir strategijos rengėjų, ir žemdirbių, kuriems teks numatytus reikalavimus įgyvendinti, galvos skausmas. Problema ta, kad reikalavimai bendri, o dirvožemiai ir daugelis kitų sąlygų skirtingos, gerai, kad pasirinkti ekoschemas numatyta savanoriška galimybė.

Ne visi dirvožemiai vienodo našumo

Lietuvos dirvožemiai margi, skirtingo našumo, todėl ir tvaraus ūkio įgyvendinimo keliai skirtinguose dirvožemiuose negali būti vienodi. Kaip teigia dirvožemio ir agrochemijos mokslo tyrėjai G. Staugaitis ir Z. J. Vaišvila, našiausi yra pirmai ir antrai našumo grupėms priskiriami dirvožemiai: karbonatingieji rudžemiai, išplautžemiai. Jie drenuoti, neutralaus rūgštumo ar panašūs į neutralų, humusingi, vidutiniškai ar labai turtingi fosforo, kalio ir kitų maisto medžiagų. Tokie dirvožemiai vyrauja Vidurio Lietuvos zonoje ir sudaro daugiau kaip 40 proc. žemės ūkio naudmenų, juose gerai dera kviečiai, rapsai, cukriniai runkeliai, nekalbant apie kitus mažiau reiklius augalus.

Trečiai našumo grupei priskiriami vidutiniškai derlingi glėjiški balkšvažemiai ir kiti panašių savybių dirvožemiai, kurie sudaro apie 14 proc. žemės ūkio naudmenų. Juose gerai dera ne tokie reiklūs augalai: kvietrugiai, miežiai, rugiai, pupos, žirniai, o intensyviau tręšiant – žieminiai ir vasariniai kviečiai.

Mažiau derlingi, o dalis ir rūgštesnių, įvairios dangos glėjiški balkšvažemiai, pajaurėję išplautžemiai priskiriami ketvirtai našumo grupei. Jie plyti Rytų ir Vakarų Lietuvoje, sudaro apie 15 proc. žemės ūkio naudmenų. Pagerinus dirvožemio savybes gausiu tręšimu ir kalkinimu, tinkami nereikliems augalams: rugiams, avižoms, kvietrugiams.

Dirvožemio tinkamumą auginti vienokius ar kitokius žemės ūkio augalus galima vadinti santykiniu dirvožemio derlingumu – vieniems augalams jis potencialiai derlingas, kitiems gali būti visai netinkamas. Labiausiai santykinį dirvožemio derlingumą lemianti savybė – rūgštumas.

Agrosistemos stabilumas

Įvairios žemės ūkio augalų produktyvumą skatinančios priemonės (tręšimas, dirvožemio drėgmės režimo ir rūgštumo reguliavimas, piktžolių kontrolė, žemės įdirbimas) nevienodai keičia agrosistemos funkcionavimo stabilumą. Agrosistemų ekologinė destabilizacija ypač didėjo pastaraisiais dešimtmečiais, kai suintensyvėjo sintetinių trąšų ir pesticidų naudojimas mažesnio našumo dirvose.

Gausiai naudojant mineralines trąšas, ypač azoto, vyksta greita organinių medžiagų mineralizacija dirvožemyje. Lengvesniuose dirvožemiuose, vyraujant stambesnėms smėlio dalelėms, cheminė sorbcija silpna, todėl susidaro jų išsiplovimo ir požeminių vandenų užteršimo pavojus. Tokius pat padarinius gali sukelti ir neracionalus tręšimas organinėmis trąšomis, ypač įvairių rūšių azotingu mėšlu ar žalia, augalams nepasiekus žydėjimo tarpsnio, tarpinių pasėlių biomase.

Kita problema – skirtingi dirvožemiai, skirtingos jų genetinės agrocheminės savybės. Vieni turtingi fosforo, kiti – kalio. Dėl didesnių kalio ir fosforo kainų ir dabar dar daugelyje pasėlių jų normos neatitinka optimalių derliaus formavimuisi reikalingų kiekių. Todėl pagal ES strategijoje numatytą tikslą 20 proc. sumažinti trąšų kiekį tenka galvoti apie azoto trąšų dalies mažinimą jas kompensuojant azotą fiksuojančiais iš atmosferos pupiniais augalais ir daugianariais tarpiniais pasėliais.

Svarbu išlaikyti optimalų NPK santykį, kai trūksta vieno elemento, mažėja ir kitų elementų pasisavinimas. Kai trūksta fosforo, ypač ankstyvaisiais javų vystymosi tarpsniais, augalai silpniau pasisavina azotą. Mažinant fosforo ar kalio trąšų normą, reikėtų atsižvelgti į vieno ar kito dirvožemio genetinę savybę – šių elementų kiekį.

Daugelis tyrimų rodo, kad dirvožemio genetinės agrocheminės savybės gerokai pastovesnės, greičiau kinta dirbtinai gausiu tręšimu praturtintų dirvožemių savybės. Todėl, agrotechninėmis ir agrocheminėmis priemonėmis pasiekus palyginti didelį augalų produktyvumą, negalima tikėtis šių priemonių ilgalaikiškumo be pastovaus agrofono palaikymo.

Teks ieškoti būdų, kaip sumažintą mineralinį tręšimą kompensuoti organinėmis trąšomis, keisti pasėlių struktūrą, siekti, kad vieni augalai sukurtų palankią mitybinę terpę kitiems. Pereinant prie tvaresnio ūkio modelio, skirtingo našumo dirvožemiai atskiruose regionuose kelia nevienodų rūpesčių žemdirbiams. Tai sunkina ne tik dirvožemių fizinių ir cheminių savybių, bet ir reljefo, meteorologinių sąlygų skirtingumas. Pavyzdžiui, Vidurio Lietuvoje vidutinis metinis kritulių kiekis sudaro 560–600 mm, o Vakarų Lietuvoje – 750–800 mm, vietomis ir daugiau.

Visi dirvožemiai turi savų pozityvių ir negatyvių savybių, tik reikia rasti galimybių išnaudoti specifines savybes pasirinktai ekoschemai. Dažnas teiginys, kad sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiai yra našiausi ir ūkininkauti juose lengviau, yra tik viena tiesos pusė. Iš tiesų tai ne tik našiausi, bet ir kaprizingiausi dirvožemiai, kuriuose atskirų augalų derliai labiausiai skiriasi atskirais metais – nuo maksimalių iki vidutinių ar minimalių.

Pavyzdžiui, 2021-aisiais žieminiai kviečiai ir rapsai, jei ne kaitra liepos mėnesį, būtų subrandinę rekordinį derlių, vasariniai kviečiai ir miežiai dėl dygimui nepalankių pavasario sąlygų davė mažesnį už vidutinį derlių, o žirniai ir pupos neatseikėjo ir pusės palankiais metais gaunamo derliaus.

Didžiausias potencialusis šių dirvožemių derlingumas duoda pridėtinę vertę, jei gebame prisitaikyti ir jiems nepalankiomis meteorologinėmis sąlygomis, kurioms jie ypač jautrūs, išlaikyti nuolatinį didelį augalų produktyvumą.

Potencialios dirvožemio našumo savybės silpnėja orientuojantis į gausius augalų derlius ir tręšiant didelėmis mineralinių trąšų normomis. Migliniais javais ir rapsais apkrautose sėjomainose organinių ir maisto medžiagų balansas dirvožemyje tampa neigiamas, nes su augalų mase išnešama daug mitybos elementų, o įnešama mažai.

Kintant klimatui, dėl vis dažniau pasikartojančių liūčių ir sausringų periodų, svarbesnę reikšmę turi gebėjimas biologinėmis ir agrotechninėmis priemonėmis prisitaikyti prie pakitusių sąlygų. Tręšimas labiliomis mineralinėmis trąšomis gali kelti pavojų užteršti požeminius vandenis. Todėl ypatingą reikšmę įgyja organinės anglies sekvestravimas (kaupimas) dirvožemyje, palaikantis didesnes jo sorbcines galimybes.

Ilgalaikiai tyrimai rodo, kad dirbtinai praturtintų fosforo ir kalio dirvožemių potencialas greičiau mažėja už genetinę dirvų savybę. Todėl, mažinant trąšų kiekius, į tai reikėtų atsižvelgti: svarbu žinoti, ar tai šių dirvožemių genetinė savybė, ar pastarųjų metų intensyvaus tręšimo rezultatas.

Minimaliomis sąlygomis – maksimalūs rezultatai

Siekiant išlaikyti žaliojo kurso reikalavimus, teks labiau augalus derinti prie dirvožemio savybių, nes siekis bet kokiomis priemonėmis didinti pagrindinių kultūrų derlingumą, jas auginant netinkamuose dirvožemiuose, nėra tvarus ūkininkavimas.

Atsižvelgiant į dirvožemio genetines savybes, sukultūrinimo laipsnį, svarbu pasirinkti tokias žemdirbystės sistemas, kuriose, nealinant dirvožemio, minimaliomis sąnaudomis būtų pasiekiami maksimalūs rezultatai. Augalininkystės ar mišrios krypties ūkiuose tenka parinkti dirvožemio sąlygas atitinkančius augalus ir racionalią jų kaitą, biologinius augalų poreikius ir dirvosauginius reikalavimus atitinkantį žemės dirbimą.

Biologinės, fizinės ir agrocheminės dirvožemių savybės didele dalimi priklauso nuo organinės anglies (C) kiekio. Kuo didesnis organinės C kiekis, tuo dirvožemis biologiškai aktyvesnis, patvaresnės struktūros, geresnės aeracijos ir paviršinis sluoksnis atsparesnis negatyviems ekstremaliems atmosferos reiškiniams. Organinės anglies pokyčiai – sankaupų didėjimas ar mažėjimas – tam tikra prasme atspindi ūkininkavimo tvarumą.

Organinės anglies kiekis dirvožemyje mažėja, kai intensyviu tręšimu mineralinėmis trąšomis skatinama mineralizacija ir intensyviu žemės dirbimu didinama aeracija. Skirtinguose dirvožemiuose organinės anglies kiekis labai skiriasi – tai lemia natūralūs abiotiniai ir biotiniai veiksniai.

Didelę įtaką ekosistemoms daro antropogeninė veikla, skatinanti naudingų komponentų dominavimą. Intensyvinant kurios nors vienos dominantės plėtrą, ekosistemoje mažėja augalijos ir gyvūnijos įvairovė, trikdoma kiekybinė ir kokybinė pusiausvyra, vyksta dirvožemio destrukcija.

Be to, intensyviai naudojamos cheminės priemonės gali turėti ir netiesioginę įtaką faunai: piktžolėms naikinti naudojant herbicidus ar kitus pesticidus, neišvengiama jų sąlyčio su dirvožemio fauna ir neigiamo poveikio jai. Be to, vienų rūšių arba populiacijų naikinimas skatina kitų dominavimą.

Augalų reikšmė dirvožemio tvarumui

Augalai gamtoje yra pagrindiniai energijos kaupikai (autotrofai), nes pasižymi ypatingu gebėjimu – turėdami chlorofilo fotosintezės būdu iš paprastų neorganinių junginių CO₂ ir šaknimis siurbiamo vandens jie geba sukurti organinę medžiagą. Todėl jų reikšmė gerai agrarinei ir aplinkosauginei būklei palaikyti labai svarbi.

Fotosintezės metu sukauptos organines medžiagos, perėjusios į šaknis, patekusios į dirvožemį, skaidosi lėtai (dėl platesnio C:N santykio) ir tampa pagrindiniais organinės anglies kaupikais dirvožemyje ir nuolatiniais dirvožemio našumo palaikymo šaltiniais.

Per augalus į biologinį apykaitos ratą patenka didelis kiekis mineralinių mitybos elementų. Taip pat augalai šaknų išskyromis palaiko dirvožemyje vykstančių biocheminių, fizinių ir cheminių, mikrobiologinių procesų balansą. Augalų šaknys ir augalų, ypač plačialapių, liekanos tampa svarbiu organinių medžiagų šaltiniu. Joms skaidantis dirvožemyje didėja humuso.

Žmogaus ūkinė veikla, kuo ilgiau išlaikant augalais uždengtą dirvos paviršių, yra svarbi organinės anglies ir geros fizinės būklės stabilumo palaikymui dirvožemyje. Tai sudaro galimybę susidaryti ir išsilaikyti patvaresnei dirvožemio struktūrai, tinkamam vandens ir oro balansui. Dirvožemio našumui palaikyti ir organinės anglies sankaupoms reikšmingiausi yra daugiamečiai ankštiniai ir įvairūs migliniai augalai.

Ekologinio ūkininkavimo svarba

Intensyvėjant antropogeninei veiklai, silpnėja ekosistemų savireguliacijos procesai. Išryškėjus neigiamiems ilgalaikio intensyvaus žemdirbystės sistemų taikymo padariniams, iškyla ekologinio (natūralaus, stabilaus, subalansuoto) ūkininkavimo prioritetai. Tačiau jo įgyvendinimas yra sudėtingas, nes tenka atkurti natūralias biologines dirvožemio savybes.

Perėjimas prie ekologinės žemdirbystės turi būti daugiapakopis, tausojamasis, su pereinamuoju laikotarpiu, atkuriantis natūralius ryšius tarp ekosistemų komponentų, pamažu mažinant kitas sąnaudas, sudarant palankias sąlygas funkcionuoti natūralioms agrosistemoms. Agrosistemos savybių atkūrimas, perėjus iš intensyvaus naudojimo į ekologinį, yra ilgalaikis procesas. Žinių ir mokslinių tyrimų, kokios priemonės, atsisakius cheminių trąšų ir pesticidų naudojimo, labiausiai skatina teigiamus pokyčius skirtinguose dirvožemiuose, vis dar trūksta.

Pradėjus ekologiškai ūkininkauti, nenaudojant sintetinių trąšų ir kitų cheminių medžiagų, pirmaisiais metais neišvengiamai mažėja augalų produktyvumas ir atsiranda tam tikrų finansinių nuostolių. Tyrimai, atlikti didelę ekologinio ūkininkavimo patirtį turinčiose Vakarų Europos šalyse, rodo, kad reikia ilgesnio laikotarpio dirvožemiui apsivalyti nuo užteršimo ir tik po to jame atsikuria natūralūs našumo didėjimo procesai.

Tikriausiai dabartinė parama per mažai kompensuoja finansinius nuostolius, todėl ekologinių plotų dydis Lietuvoje kinta lėtai: ekologiniai laukai sudaro tik apie 8 proc. visų žemės ūkyje naudojamų plotų. Norint pasiekti numatytus planus – iki 2030 m. ekologinius plotus padidinti iki 25 proc. – reikia didesnio dėmesio ir pastangų.

Žemės dirbimo intensyvumas

Intensyvus žemės purenimas, siekiant sudaryti kuo palankesnes sąlygas augalams, gali turėti neigiamą poveikį ekosistemai. Verstuvinis arimas, intensyvus priešsėjinis purenimas dirbtinai didina dirvožemio purumą ir struktūringumą, tačiau taip suformuoti struktūriniai agregatai savo stabilumu neprilygsta natūraliems, susidariusiems dėl augalų šaknų išskyrų ir kitų biogeninių veiksnių sąveikos.

Toks žemės dirbimo technikos suformuotas purumas ir struktūra laikosi stabiliai tik iki gausesnių kritulių, po to dirva staiga grįžta į pirminį būvį. Pasirodo vis daugiau tyrimų duomenų, rodančių, kad rudeninis arimas verstuviniais plūgais skatina organinių medžiagų mineralizaciją, CO₂ emisiją į aplinką ir organinės anglies mažėjimą, o kartu natūralaus dirvožemio potencialo nykimą.

Kai kuriais atvejais tai turi neigiamą poveikį ne tik dirvožemio mikrofaunai, bet ir megafaunai ar net makrofaunai. Naudojant intensyvias žemės dirbimo technologijas, sunkiasvorė technika labiau suslegia molingus dirvožemius negu lengvesnius.

Arimo keitimas sekliu bearimiu žemės dirbimu asocijuojasi su aplinkosauginiais reikalavimais – seklesnis ar juostinis žemės dirbimas palaikys didesnes organinės anglies sankaupas dirvožemyje, mažins dujų emisiją į aplinką, o kai kurie tyrimai rodo, kad tai neturi žymesnės neigiamos įtakos daugelio augalų produktyvumui.

Lengvesniuose dirvožemiuose, kuriuose dėl dalelių stambumo aeracija intensyvi, suarus ji dar padidinama, o tai sukelia fizinę degradaciją, palankias sąlygas vėjo ir vandens erozijai.

Lengvesniuose priesmėlio dirvožemiuose sunkiau išlaikyti potencialų ir pasiekti efektyvųjį našumą, jie turi mažesnę sorbcinę gebą ir šiltėjant klimatui intensyvėja organinių medžiagų mineralizacija, o dėl didelio laidumo gausūs krituliai lengvai išplauna atpalaiduotus augalų mitybos elementus.

Šiuose dirvožemiuose svarbu didinti bioįvairovę, augalų kaitą tenka sudaryti iš mažiau derlingas, net rūgščias dirvas toleruojančių augalų: rugių, avižų, grikių ir įvairių aliejinių augalų. Lengvesniuose dirvožemiuose dar svarbiau negu sunkiuose kuo ilgesnį laiką dirvos paviršių palaikyti su dengiamaisiais augalais – maisto medžiagų kaupikais.

Todėl po derliaus nuėmimo tuoj pat turi būti sėjami tarpiniai pasėliai. Sunkesniuose našiuose dirvožemiuose intensyviai auga tarpiniuose pasėliuose įprasti trumpos vegetacijos augalai (baltosios garstyčios, įvairūs ridikai), tačiau nederlinguose lengvuose dirvožemiuose be papildomo tręšimo jie užaugina mažai biomasės. Todėl lengvos ganuliometrinės sudėties dirvožemiuose, neturtinguose maisto medžiagų, ypač azoto, verta tarpiniuose pasėliuose auginti pupinius augalus: lubinus, pašarinius žirnius, ar juos derinti su kitais trumpos vegetacijos augalais.

Kai keisti sunku, tenka toleruoti ir prisitaikyti

Jei sunku keisti dirvožemio prigimtines savybes, tenka jas toleruoti ir ieškoti galimybių parinkti tinkamus augalus. Skirtingų dirvožemių regionai turėtų išlikti su jiems būdingų genetinių savybių atspindžiu. Brangstant trąšoms ir kitiems resursams, ne visada apsimokės mažiau našiuose dirvožemiuose auginti tuos pačius pelningiausius javus.

Dirvožemio turtingumas maisto medžiagų yra jo derlumo pagrindas. Tačiau dažniausiai augalams nepakanka judriųjų formų maisto medžiagų atsargų, todėl reikia papildomo tręšimo, norint pasiekti efektyvųjį dirvožemio derlumą. Be to, nemažai dirvožemių Vakarų ir Rytų zonoje yra rūgštesni, ir tai riboja kai kurių augalų, ypač netoleruojančių rūgščios terpės, maisto medžiagų pasisavinimo lygį.

Tyrimai rodo, kad rūgštesni dirvožemiai, nors buvo intensyviai kalkinti, tačiau, pastarąjį laikotarpį nekalkinus, dėl didėjančių kritulių išplaunamojo poveikio, besitęsiančio beveik ištisus metus, netenka didelių kalcio kiekių ir intensyvėja grįžtamasis rūgštėjimo procesas.

Dilema, kaip stabdyti dirvožemių rūgštėjimą – ieškoti cheminių galimybių, biologinių ir agrotechninių priemonių, jų visumos ar žemėnaudos pokyčių – svarbus klausimas. Įvairių aliejinių, pluoštinių augalų, rūgščią terpę toleruojančių vaiskrūmių auginimas, vaistažolės tik iš pirmo žvilgsnio gali pasirodyti neverti dėmesio variantai. Be to, šiltėjant klimatui, gali susidaryti galimybė auginti ir kitus šiltesniam klimatui būdingus augalus.