Žemės ūkio augalų produktyvumą ir derliaus kokybę lemia aplinkos veiksniai, dirvožemis ir auginimo technologijos. Į tai būtina atkreipti dėmesį, renkantis ūkio strategiją ir siekiant rentabilaus derlingumo.

Kalbant apie augalų augimą ir jų produktyvumo potencialo realizavimą, aplinkos veiksniai gali būti abiotiniai ir biotiniai.

Abiotiniams veiksniams galima priskirti dirvožemio savybes (pH, fizikines, chemines ir biologines savybės), klimato sąlygas (sausras, šalčius, potvynius, karščio bangas, vėjus ir kt.).

Biotiniai veiksniai – visi gyvų organizmų, egzistuojančių ekosistemoje, tarpusavio ryšiai. Biotiniams veiksniams galima priskirti augalams naudingus vabzdžius – apdulkintojus ir natūralius augalų kenkėjų priešus (klasikinis pavyzdys: boružių lervos naikina amarus). Piktžolės ir fitopatogenai labiausiai žinomi ir matomi dėl akivaizdaus poveikio augalų produktyvumui, o klimato kaitos procesai dar labiau sustiprina jų poveikį.

Abiejų rūšių veiksniai gali būti naudingi augalų produktyvumui, tačiau tik iki tam tikros ribos, kurią peržengus jų poveikis tampa žalingas.

Dirvožemio įtaka

Ko reikia, kad žemės ūkis klestėtų? Daugelis atsakys, kad gerų orų ir gero dirvožemio. Šiuolaikinės technologijos leidžia augalus auginti be dirvožemio – naudojant hidroponiką, tačiau ne visada ir ne visus augalus galima taip auginti ir ne visada tai ekonomiškai tikslinga. Nors mūsų šalis nedidelė, tačiau dirvožemiai labai įvairūs, o tai lemia ne tik augalų produktyvumą, bet ir skirtingas galimybes rentabiliai auginti vienus ar kitus žemės ūkio augalus.

Dirvožemį galima suskirstyti į kietąją, skystąją (dirvožemio tirpalas), dujinę ir gyvąją (dirvožemyje esantys mikroorganizmai) fazes. Aktualiausia yra kietoji dirvožemio fazė, kurią sudaro mineralinės ir organinės medžiagos.

Dirvožemyje nuolat vyksta dirvodaros procesai, kurie iš lėto keičia jo savybes, o stiprėjanti klimato kaita, antropogeninė veikla daugelį procesų paspartina, ir dažnai – ne į teigiamą pusę. Visiems geriausiai žinomi tokie dirvožemio rodikliai, kaip pH reakcija, organinės medžiagos kiekis, granuliometrinė sudėtis, kurių skirtingos vertės sudaro nevienodas augalų augimo sąlygas ir galimybes jiems pasiimti maisto medžiagas iš dirvožemio.

Dažniausiai kalbama apie žemą dirvožemio pH rodiklį (rūgštūs dirvožemiai), kurį galima pakoreguoti ir paversti augalams palankesniu kalkinant dirvas. Sumažinus dirvožemio rūgštumą, augalai gali efektyviau panaudoti maisto medžiagas, esančias jame ir gautas su trąšomis.

Taip pat svarbus ir dirvožemio turtingumas organinių medžiagų, kurių didžiąją dalį sudaro humusas. Jis yra svarbus mikroorganizmų ir augalų maisto šaltinis, pagerina dirvožemio struktūrą, mažina maisto medžiagų išsiplovimą. Kad būtų išlaikytas stabilus organinių medžiagų kiekis dirvožemyje, būtina tręšti jomis: mėšlu, kompostais, taip pat auginti tarpinius pasėlius, daugiametes žoles ir taikyti tinkamą agrotechniką.

Vandens svarba

Be dirvožemio, augalams svarbūs aplinkos veiksniai yra šviesa, temperatūra, vanduo (drėgmė) ir mityba. Jei kuris nors aplinkos veiksnys nutolsta nuo optimalaus palankumo ribos, jis tampa vienu iš augalų produktyvumą ribojančių veiksnių.

Lietuva yra vidutinių platumų klimato zonoje, kurioje jūrinis klimatas laipsniškai pereina į žemyninį. Net ir dėl nedidelių geomorfologinių Lietuvos regionų skirtumų susidaro nevienodos klimato sąlygos, kurios dažnai lemia augalų produktyvumo potencialo išnaudojimą.

Pagrindinis drėgmės šaltinis yra krituliai, kurių pasiskirstymas Lietuvos teritorijoje taip pat nevienodas: jų daugiausia iškrenta Pajūrio ir Žemaitijos zonoje, mažiausiai – Vidurio Lietuvoje. Vanduo svarbus nuo pat dirvos paruošimo, sėklos sudygimo iki derliaus subrandinimo. Vanduo gali sudaryti 80–90 proc. augalų žaliosios masės. Augaluose vanduo svarbus turgoro slėgiui ląstelėse: jis palaiko augalų struktūrą (lapus, šaknis), atveria ir užveria lapų žioteles. Kai stinga vandens ir mažėja augalo ląstelių turgoras, augalas ima vysti.

Be vandens nevyktų fotosintezės procesas, per kurį naudojant saulės energiją iš vandens (H₂O) ir anglies dvideginio (CO₂) sukuriami augalui reikalingi angliavandeniai, o į aplinką išskiriamas deguonis (O₂).

Vanduo, esantis dirvožemyje, tirpdo mineralinius ir organinius junginius, todėl augalai gali absorbuoti maisto medžiagas iš dirvožemio. Augaluose vanduo išnešioja per fotosintezę susintetintus junginius. Vandens reikia ir transpiracijos procesui, kai pro atvertas lapų žioteles išgarinama drėgmė – tai augalo vėsinimosi mechanizmas, saugantis nuo perkaitimo. Drėgmės stygius kritiniais augalo augimo tarpsniais, kai formuojami produktyvumo elementai (stiebai krūmijimosi tarpsniu, žiedynai), formuojami ir užpildomi grūdai, gali neigiamai paveikti šiuos procesus ir lemti mažesnį derlingumą.

Drėgmės perteklius gali sukelti pasėlių užmirkimą, nes sutrinka oro apykaita dirvožemyje, o tai neigiamai veikia augalo šaknų sistemą ir patį augalą. Ilgesnis užmirkimas gali sumažinti pasėlių produktyvumą arba net visai pražudyti augalus.

Pakankamas drėgmės kiekis augalams svarbus ir per žydėjimą. Moksliniuose straipsniuose pažymima, kad lietus per augalų žydėjimą sumažina jų derlingumą – augalai prasčiau apsidulkina (vėjo apdulkinamų augalų atveju) arba dėl mažesnio vabzdžių aktyvumo prasčiau apdulkinami (augalų, kuriuos apdulkina vabzdžiai atveju). Lietingais metais susidaro palankesnės sąlygos augalų ligoms plisti, o ligoti augalai nesubrandina didelio ir kokybiško derliaus.

Temperatūros poveikis

Daugiamečiams ir žiemojantiems augalams yra svarbus vidutinės temperatūros perkopimas per +5 °C – prasideda augalų vegetacija. Ši riba svarbi ne tik pavasarį, bet ir rudenį – vidutinei temperatūrai nukritus žemiau nei +5 °C, laikoma, kad augalų vegetacija baigiasi. Daugelis augalų aktyviai vegetuoja, kai paros vidutinė temperatūra aukštesnė kaip +10 °C. Todėl ši temperatūra laikoma atskaitos tašku, skaičiuojant aktyviosios oro temperatūros sumą, kuri siejama su augalo augimo ir vystymosi tarpsniais: tam, kad augalas pasiektų tam tikrą augimo tarpsnį ar brandą, reikia tam tikros aktyviosios temperatūros sumos. Pavyzdžiui, nelygu veislė, žieminiai kviečiai nuo sėjos iki žydėjimo turi „sukaupti“ nuo 532 iki 700 °C, o iki brandos – nuo 1 173 iki 1 643 °C aktyvių temperatūrų sumą.

Augalams šilumos reikia, tačiau karščio bangos (kai temperatūra aukštesnė nei +30 °C) jiems sukelia stresą: augalai padidina kvėpavimo, transpiracijos intensyvumą. Intensyvėjant kvėpavimo procesui, augalai ima sparčiau naudoti per fotosintezę susintetintus ir sukauptus junginius ir gali viršyti fotosintezės greitį. Tokiu atveju jie nustoja augti, greičiau vystosi, kitaip sakant, pagreitėja augalų branda. O kai stinga ir drėgmės, mažėja produktyvumo elementų kiekis: mažesnis krūmijimasis, šakojimasis (rapsai), mažiau produktyvių varpų (ankštarų), mažesnis grūdų (sėklų) skaičius varpoje (ankštaroje). Tokios istorijos atomazga – ne itin džiuginantys pasėlių produktyvumo rezultatai.

Augalų mityba ir tręšimas

Augalai sugeba patys susintetinti organinius junginius iš mineralinių junginių ir vandens. Augalų mitybai būtini anglis, deguonis, vandenilis. Šiuos elementus jie gauna iš oro ir vandens. Be minėtų elementų, augalams reikia azoto, fosforo, kalio, sieros, kalcio, magnio. Kaip ir bet kuriam gyvam organizmui, reikia ir mikroelementų: geležies, mangano, cinko, vario, boro, molibdeno ir kt., kad visavertiškai funkcionuotų visi augalo gyvybiniai procesai.

Augalai maisto medžiagas iš dirvožemio pasisavina jonų formos: azotą − anijonų (NO₃-) ir katijonų (NH₄+); fosforą, sierą, molibdeną, borą – anijonų; kalį, kalcį, magnį, geležį, manganą, varį, cinką − katijonų.

Maisto medžiagos iš dirvožemio paimamos nevienodai, tai priklauso nuo augalų augimo tarpsnio, maisto medžiagų koncentracijos, aplinkos sąlygų (temperatūros, drėgmės išteklių ir t. t.). Daugiausia maisto medžiagų reikia intensyvaus augimo tarpsniu, kai formuojasi stiebai ir lapai. Augalai turi savybę kai kuriuos elementus (kalį, fosforą, magnį) senėjimo proceso metu pernešti iš senstančių dalių (lapų ar kitų organų) į vis dar tebeaugančias dalis.

Augalų tręšimas mineralinėmis, organinėmis, biologinės kilmės ir kitomis rinkoje esančiomis trąšomis pagerina jų mitybą ir padidina produktyvumą. Bet vien tręšimas negali išspręsti augalų produktyvumo klausimo, nes, kaip jau anksčiau aptarta, juos veikia daugybė aplinkos veiksnių.

Derėtų prisiminti dar 1840 m. J. Lybigo suformuotą minimumo dėsnį, teigiantį, kad augalo augimą apriboja santykinai mažiausiai gaunamas veiksnys. Tad besaikis tręšimas neduos naudos, jeigu augalai stokos drėgmės, bus užpulti ligų ar kenkėjų, ar tiesiog natūralios dirvožemio savybės limituos jų produktyvumo potencialo realizavimą. Taip pat svarbu paminėti, kad didinant trąšų normą jų efektyvumas mažėja.

Kviečių derliaus pokyčiai

Be aplinkos veiksnių ir tręšimo, augalų produktyvumui įtakos turi pasirinktos veislės, sėklų kokybė, sėjomaina ir sėjos laikas, augalų apsaugos produktų panaudojimas, taikoma žemės dirbimo technologija ir derliaus nuėmimo laikas, kurį neretai pakoreguoja ir meteorologinės sąlygos. Net ir kasmet viską darant vienodai, negarantuojamas toks pat rezultatas. Tai puikiai iliustruoja LAMMC Žemdirbystės instituto Augalų mitybos ir agroekologijos skyriaus atliekamų ilgalaikių tiksliųjų lauko tyrimų rezultatai, vertinant žieminių kviečių derlingumą. Šio eksperimento, taikant sėjomainą: raudonieji dobilai, žieminiai kviečiai, vasariniai kviečiai, vasariniai miežiai su dobilų įsėliu, tyrimai vykdomi nuo 2006 metų. Bandymų laukeliuose žemė dirbama įprastai, intensyvioje auginimo sistemoje mineralinių trąšų norma apskaičiuota, planuojant 6−7 t ha^-1 žieminių kviečių derlingumą, o augalų apsaugos produktai naudojami įvertinus tikslingumą. Ekstensyvioje sistemoje nenaudojamos mineralinės trąšos ir augalų apsaugos produktai. Nuo 2006 iki 2022 metų auginta lietuviška žieminių kviečių veislė Ada.

Rezultatai parodė, kad, nepaisant vienodos agrotechnologijos, skirtingais metais žieminių kviečių produktyvumas skiriasi. Tokius rezultatus lėmė rudens, pavasario, vasaros žieminių kviečių vegetacijos ir augalų žiemojimo sąlygos. Be to, raudonųjų dobilų priešsėlis skirtingais metais palieka nevienodą organinės medžiagos kiekį, kuris svarbus maisto medžiagų, drėgmės išsaugojimui dirvožemyje.

Ekstensyvioje sistemoje produktyvumo svyravimai mažesni nei intensyvioje – augalai panaudojo tik tiek maisto medžiagų, kiek sugebėjo natūraliai paimti jų iš dirvožemio.

Kitas svarbus aspektas – stiprėjantys klimato kaitos procesai, tokie kaip drėgmės stygius, karščio bangos, dėl kurių sunku pasiekti stabilų augalų produktyvumą. Tad svarbu sutelkti dėmesį į naujų augalų veislių teikiamas galimybes, perimant ir adaptuojant gerąsias piečiau Lietuvos esančių šalių agrotechnologines praktikas. Lieka tikėtis, kad mokslo ir agroverslo sukaupta patirtis ir žinios leis rasti tinkamų sprendimų, padedančių pasiekti ir išlaikyti rentabilų augalų produktyvumą.

***

Remiantis Oficialios statistikos portalo duomenimis, 2022 metais Lietuvoje grūdiniai augalai (javai, ankštiniai augalai) auginti daugiau kaip 1,47 mln., rapsai – 0,35 mln. ha plote.

***

Besaikis tręšimas neduos naudos, jeigu augalai stokos drėgmės, bus užpulti ligų ar kenkėjų, ar tiesiog dirvožemio natūralios savybės ribos augalų produktyvumo potencialo realizavimą.