Kokią žemės dirbimo technologiją pasirinkti? Arti ar jau nebearti, dirbti sekliai ar visai atsisakyti žemės dirbimo? Kodėl vieni ūkininkai, perėję prie tiesioginės sėjos, džiaugiasi rezultatais, o kitiems nesiseka ir jie grįžta prie tradicinio žemės dirbimo?

Šiame straipsnyje per Žemės ūkio akademijos Žemės ūkio inžinerijos ir saugos katedros (anksčiau – Žemės ūkio mašinų katedra) veiklos prizmę apžvelgsime, kaip pastaruosius 30 metų kito žemės dirbimo tendencijos.

Tausojamojo dirbimo užuomazgos

Žemės dirbimo technologijų ir mašinų analizę reikėtų pradėti nuo paskutinio praėjusio amžiaus dešimtmečio, kuris sutapo su pirmuoju nepriklausomos Lietuvos dešimtmečiu. Nusileidus „uždangai“, skyrusiai mus nuo Vakarų Europos, Lietuvos jaunuoliams, studijavusiems tuometinės Lietuvos žemės ūkio akademijos Žemės ūkio inžinerijos fakultete (ŽŪIF), atsirado galimybė vykti į Angliją, Airiją, Vokietiją, Šveicariją ir kitas šalis, kuriose žemės ūkio išsivystymo lygis buvo gerokai aukštesnis.

Jeigu viena dalis tuometinių studentų vyko į Anglijos ir Airijos daržininkystės bei sodininkystės ūkius, kur atliko sunkius, dažniausiai rankų darbus, tai kita dalis studentų, pasinaudodami programomis, vyko į gamybines praktikas Vakarų Vokietijoje. Nors uždarbis vokiečių ūkiuose nebuvo toks didelis, kaip Anglijoje ar Airijoje, tačiau susipažinimas su naujomis žemės ūkio technologijomis, naujais technologiniais procesais ir galimybė dirbti su modernia vakarietiška žemės ūkio technika davė labai daug tuometiniams ŽŪIF studentams. Nemaža dalis jų dar labiau pamėgo savo pasirinktas studijas, tęsė mokslus magistrantūroje ir doktorantūroje ir šiuo metu dirba Žemės ūkio inžinerijos ir saugos katedroje (ŽŪISK), tarp jų – docentai Edvardas Vaiciukevičius, Sigitas Petkevičius, profesorius Dainius Steponavičius ir šių eilučių autorius. Grįžtant prie žemės dirbimo, reikia pažymėti, kad Lietuvoje ir Vakarų Europoje tuo metu beveik visi žemės plotai buvo giliai ariami plūgais.

Tuometinės Žemės ūkio mašinų (ŽŪM) katedros dėstytojai paskutinį XX a. dešimtmetį taip pat vyko į užsienio universitetus, žemės ūkio technikos parodas, prisidėjo organizuojant žemės ūkio technikos parodas Lietuvoje. Bendradarbiaudama su žemės ūkio technikos tiekėjais, katedra pasipildė įvairiomis žemės dirbimo mašinomis, daugiausia skirtomis tradiciniam žemės dirbimui. Tačiau domėjosi ir naujovėmis. Tuomet prof. dr. Broniaus Juralevičiaus komanda, kurioje svarbų vaidmenį vaidino iš pradžių magistrantas, o vėliau doktorantas Kęstutis Lukošiūnas, projektavo ir gamino įvairias žemės dirbimo mašinas. Per keletą metų jie sukūrė ir pagamino dvi gilaus purenimo su mineralinių trąšų įterpimu mašinas, du vertikalių rotorių kultivatorius (2 ir 3 m pločio), 3,05 m horizontalaus veleno rotorinį kultivatorių (frezą) ir du vagų formuotuvus.

Kadangi vakarietiškų traktorių Lietuvoje dar nebuvo daug, ta pati mokslininkų komanda suprojektavo ir pagamino priekinio kabinimo įtaisus MTZ-82 ir T-150K markės traktoriams, kurie Lietuvoje buvo gana populiarūs. Jau tuo metu buvo galima vienu važiavimu atlikti keletą technologinių operacijų, pvz., gilaus purenimo kultivatoriumi, kabinamu traktoriaus priekyje, supurenti ir įterpti mineralines trąšas, rotoriniu vertikalių rotorių kultivatoriumi sekliai įdirbti, vagų formuotuvu suformuoti vagas ir bulvių sodinamąja pasodinti bulves. Tai buvo pirmosios tausojamojo žemės dirbimo užuomazgos, kurias tyrė katedros mokslininkai ir viešino žemdirbiams.

XX a. paskutinio dešimtmečio viduryje, baigęs inžinerines studijas ŽŪIF, dabartinis katedros vedėjas E. Šarauskis, laimėjęs Vokietijos akademinių mainų tarnybos (DAAD) stipendiją, išvyko studijuoti magistrantūros į Vokietiją. Vienoje seniausių Vokietijos mokslo įstaigų – Halės-Vitenbergo M. Liuterio universitete – jam buvo pasiūlyta rengti magistrantūros baigiamąjį darbą, susijusį su tiesiogine sėja. Nors tuo metu ši tema buvo naujiena, vėliau ji tapo jo paties ir jo mokinių viena iš svarbiausių tematikų. Grįžęs iš Vokietijos, jis tęsė studijas ŽŪIF doktorantūroje ir, parengęs disertaciją apie cukrinių runkelių tiesioginės sėjos noragėlių technologinius parametrus, sėkmingai ją apgynė.

Eksperimentinius tyrimus vykdyti nebuvo paprasta, Lietuvoje nebuvo nė vienos tiesioginės sėjos mašinos. Todėl didesnę dalį mokslinių tyrimų reikėjo atlikti Vokietijoje, Hohenheimo universiteto dirvos kanale po stogu. Tuo metu tai buvo labai modernios sąlygos žemės dirbimo mašinų darbinėms dalims tirti. Dirvos kanale buvo galima paruošti įvairias dirvožemio sąlygas (kietumą, tankumą, drėgnumą, poringumą ir t. t.), kurios geriausiai tenkino tyrėjus.

Hohenheimo universiteto dirvos kanalo ilgis 46 m, plotis – 5 m, dirvožemio sluoksnio storis – 1,2 m. Dirvožemio sudėtis: 72 proc. smėlio, 16 proc. dulkinės frakcijos ir 12 proc. molio. Žemės dirbimo padargus ir kitus tyrimų įrenginius traukė dirvos kanalo šoniniais betoniniais takais važiuojanti savaeigė 6 m pločio tiltinės konstrukcijos važiuoklė Gantry su hidrauline pavara. Ant važiuoklės buvo sumontuota traukos jėgų matavimo aparatūra, kurią sudarė dviejų dalių rėmas su pritvirtintais šešiais matavimo jutikliais. Viena rėmo dalis buvo tvirtinama prie traukiančios tiltinės savaeigės mašinos, kita – prie tiriamos mašinos arba jų darbinių dalių (sekcijų). Matavimo ribos buvo nuo 0 iki 10 kN.

Jau tuo metu buvo naudojami modernūs žemės dirbimo arba tiesioginės sėjos sėjamųjų noragėlių išbrėžiamų vagučių dirvožemio kietumo nustatymo daugiafunkciai penetrometrai, galintys matuoti vagutės dugne, sienelėse ir dirvos paviršiuje greta vagučių. Tokio pobūdžio daugiafunkcį penetrometrą sudarė vienuolika 2 mm skersmens plieninių adatėlių, išdėstytų kas 13 mm. Adatėlės rėmėsi į žiedus, prie kurių buvo pritvirtintos dvi poros jutiklių. Žiedai pritvirtinti prie rėmo ir buvo stumdomi rankena. Stumiant rankeną adatėlės smigo į dirvą, jų smigimo gylį ir dirvožemio kietumą fiksavo specialūs jutikliai (atitinkamai 4 ir 3). Visų jutiklių sustiprintus impulsus buvo galima kaupti kompiuterio atmintyje.

Tiesioginei sėjai labai svarbu, kad noragėliai nesikimštų augalinėmis liekanomis. Todėl buvo lyginami skirtingi sėjos noragėliai: įprastinis su diskiniais peiliais ir be jų. Dirvos paviršiuje buvo paskleista 0,5 kg/m² šiaudų. Tyrimai parodė, kad įprastinis noragėlis be diskinių peilių nuo pirmo susidūrimo su šiaudais ėmė juos stumti į priekį, o noragėlis su diskiniais peiliais puikiai šiaudus perpjaudavo arba įspausdavo į noragėlio suformuotą vagutę. Tai lėmė dirvožemio kietumas: kuo dirvožemis kietesnis, tuo šiaudai geriau perpjauti. Esant minkštesniam dirvožemiui šiaudai buvo įspaudžiami į vagutę.

Diskinių peilių konstrukcijai pagrįsti buvo pagaminti 5 skirtingų ašmenų formų peiliai, kurie po vieną arba poromis buvo montuojami prieš įprastinį noragėlį. Tyrimams naudoti 38 cm skersmens lygių ašmenų (be išpjovų) arba 11, 12, 15 ir 18 išpjovų diskiniai peiliai. Išpjovų gyliai ir spinduliai buvo skirtingi. Eksperimentiniai tyrimai vykdyti nedirbtos ražienos dirvoje. Vieno metro dirvos paviršiaus ruožo ilgyje buvo suguldoma po 100 vienetų peržiemojusių kviečių šiaudų. Tyrimams naudoti sausi (5,1 proc.) ir drėgni (35 proc.) vidutinio 19,5 cm ilgio šiaudai.

Kadangi cukriniai runkeliai sėjami gana sekliai, buvo parinkti du diskinių peilių smigimo į dirvą gyliai – 2,0 ir 3,5 cm. Sėjamosios sekcijos su pritvirtintais diskiniais peiliais buvo traukiamos vidutiniu 5 km/val. greičiu, peiliai riedėjo statmenai suguldytų šiaudų. Po to buvo skaičiuojami perpjauti ir neperpjauti šiaudai. Tyrimai parodė, kad iš viendiskių peilių daugiausia sausų (86 proc.) ir drėgnų (58 proc.) šiaudų perpjovė 18 išpjovų peilis, nežymiai mažiau (sausų 85 proc. ir drėgnų 45 proc.) – 15 išpjovų peilis. Mažiausiai sausų šiaudų perpjovė 12 išpjovų peilis (67 proc.), o drėgnų – lygių ašmenų diskinis peilis (tik 25 proc.).

Tyrimai su dvidiskiais peiliais, kai tarpusavyje buvo kombinuojami skirtingą išpjovų skaičių turintys peiliai, parodė geresnius rezultatus negu viendiskiai. Daugiausia sausų (96 proc.) ir drėgnų (84 proc.) šiaudų perpjovė dvidiskis peilis, sudarytas iš 15 ir 18 išpjovų diskinių peilių. Nežymiai mažiau (apie 2,5 proc.) šiaudų perpjovė 11 ir 18 išpjovų dvidiskis peilis. Diskiniams peiliams smingant 3,5 cm gyliu, nepriklausomai nuo ašmenų formos, perpjautų šiaudų kiekis buvo nuo 3 iki 14 proc. didesnis negu diskiniams peiliams smingant 2,0 cm gyliu.

Tačiau įdomiausias eksperimentas tuo metu buvo praktinis pritaikymas ir cukrinių runkelių auginimas LŽŪU bandymų stotyje. Buvo sunku įsivaizduoti, kad cukriniai runkeliai gali būti auginami neįdirbtoje dirvoje, nes tai prieštaravo agronomijos vadovėliuose nurodytoms cukrinių runkelių auginimo rekomendacijoms.

Tyrimai buvo atliekami 2 metus pagal dvi technologijas: ražienoje ir suartoje bei supurentoje dirvoje. 2000 m. buvo ilgas (apie 180 dienų), 2001 m. – 163 dienų cukrinių runkelių vegetacijos laikotarpis. Pirmaisiais metais ražienoje augintų cukrinių runkelių šaknų derlius buvo 57,5 t/ha, antraisiais – 71,4 t/ha, o artoje ir supurentoje dirvoje pirmaisiais metais nežymiai didesnis (58,3 t/ha), o antraisiais – mažesnis (63,9 t/ha). Nors esminio skirtumo tarp variantų nebuvo, bet šie pirmieji rezultatai parodė, kad Lietuvoje cukriniai runkeliai gali būti auginami ir nedirbtose dirvose. Ne mažiau svarbu buvo išsiaiškinti, kaip į auginimo technologiją reaguoja cukrinių runkelių šaknys ir cukringumas. Buvo nustatyta, kad antraisiais metais cukrinių runkelių šakotumas buvo nežymiai didesnis ražienoje, o cukringumui įtakos technologija neturėjo.

Taip sutapo, kad Bandymų stoties direktorius ŽŪM katedros mokslininkų eksperimentiniams tyrimams lauką skyrė greta žinomiausios tuo metu cukrinių runkelių auginimo specialistės prof. habil. dr. Reginos Žulienės ir jos tuometinio doktoranto, dabartinio prof. dr. Kęstučio Romanecko iš Agronomijos fakulteto, atliekamų tyrimų. Todėl abiem mokslininkų grupėms buvo įdomu stebėti, kaip cukriniai runkeliai auga neįdirbtoje dirvoje. Vėliau ŽŪM (dabar ŽŪISK) mokslininkai, bendradarbiaudami su prof. K. Romanecko komanda, atliko dar daug įdomių žemės dirbimo ir sėjos tyrimų.

Neariminių technologijų pradžia

XXI a. pirmame dešimtmetyje vis didesnį susidomėjimą tausojančiomis žemės dirbimo technologijomis ėmė rodyti naujos žemės ūkio technikos tiekėjai. ŽŪM katedros studentai vis dažniau ėmė rinktis baigiamųjų darbų temas, susijusias su tausojančiomis žemės dirbimo mašinomis ir technologijomis. Teoriniai moksliniai darbai vis stipriau buvo integruojami į gamybinius plotus. Tuometinis ŽŪM katedros vedėjas doc. dr. Antanas Sakalauskas subūrė perspektyvią tarpdisciplininę jaunų tyrėjų grupę iš ŽŪM katedros ir Agronomijos fakulteto. Jis, turėdamas puikius kontaktus su žemės ūkio sektoriuje dirbančiomis verslo įmonėmis, gaudavo mokslo tiriamųjų darbų užsakymus ir kartu su moksline tyrėjų grupe sėkmingai juos įgyvendindavo.

Vieni iš pirmesnių ir įdomesnių buvo UAB „Väderstad“ užsakytų tyrimų. Buvo iškelti tikslai atlikti skirtingų dirvožemio fizikinių savybių, žemės dirbimo, sėjos ir derliaus nuėmimo tyrimus, pagrįsti sėjos technologinius procesus skirtinguose dirvožemiuose naudojant „Väderstad“ mašinas: sėjamąsias Rapid 400 C ir Rapid A 600 C, žemės dirbimo padargus Carrier 500, Carrier 650 ir Top Down 300.

Eksperimentiniai tyrimai buvo atliekami skirtingų regionų – Marijampolės savivaldybės Padovinio ŽŪB ir Pasvalio rajono Ustukių kaimo ūkininko laukuose. Žemės dirbimo ir sėjos technologinių procesų tyrimai vykdyti artose ir neartose dirvose, auginant Lietuvoje populiariausių veislių žieminius kviečius ir žieminius rapsus. Tyrimais buvo vertinama mašinų įtaka dirvožemio agregatų sudėčiai, dirvos paviršiaus gubriuotumui, dirvožemio drėgnumui, kietumui ir kt. savybėms, sėklų įterpimo kokybei, sudygimui, augalų vegetacijai, augalų derliui ir biometriniams rodikliams.

Tyrimų rezultatai neartose dirvose daugeliu atveju buvo panašūs ar net geresni, palyginti su rezultatais, gautais artose dirvose. Taip pat nustatyta, kad neartose dirvose, kurių paviršiuje buvo daugiau šiaudų, tiek žieminiai rapsai, tiek ir žieminiai kviečiai geriau peržiemojo net ir esant didesnėms šalnoms. O artose dirvose peržiemojimas buvo prastesnis ir atskirais metais reikėjo netgi persėti vasariniais augalais.

Kitas ne mažiau įdomus eksperimentinis mokslinis darbas buvo atliekamas pagal tuometinės KŽŪB „Kretuvos Agroservisas“ užsakymą. Tuo metu ši verslo įmonė tiekė Lietuvos ūkininkams prancūzų žemės ūkio technikos gamintojos „Agrisem International“ žemės dirbimo ir sėjos techniką. Tai buvo nauja technika, kuri dar buvo mažai žinoma ir kurią reikėjo išbandyti realiomis sąlygomis Lietuvos ūkininkų laukuose.

Ši žemės ūkio technikos gamintoja gana drąsiai eksperimentavo su žemės dirbimo ir sėjos mašinomis, ypač naudojant giluminius purentuvus su specifinės formos noragais, pakeliančiais atpjaunamą dirvožemio sluoksnį, bet jo neapverčiančiais. Taip pakėlus dirvožemio sluoksnį aukštyn ir pravažiavus noragui nuleidus jį žemyn, dirvožemyje atsirasdavo įtrūkimų, sutankėję sluoksniai geriau praleisdavo drėgmę, kartu ir maisto medžiagas, augalų šaknys galėjo lengviau skverbtis į gilesnius dirvožemio sluoksnius. Eksperimentiniai tyrimai buvo atliekami Pasvalio ir Kretingos savivaldybių ūkininkų ūkiuose.

Neariminės žemės dirbimo technologijos, kuriose plūgą keitė giluminiai purentuvai ir lėkštiniai skutikliai, pateikė gana daug įdomių technologinių sprendimų. Pavyzdžiui, buvo išbandyta, kad vienu važiavimu galima atlikti gilųjį purenimą ir išbarstyti rapsų sėklas, kurios vėliau gana gerai sudygo. Tuo metu buvo gana neįprasta, kad „Agrisem“ žemės dirbimo technika buvo plačiai kombinuojama su sėjamosiomis, sėjančiomis pakrikai. Sudygus augalams bendras lauko vaizdas neatrodė toks, kaip pasėjus eilinėmis sėjamosiomis, nesimatė lygių eilučių, tačiau vegetacijos sąlygos buvo gana palankios augalams augti ir derliaus rezultatai būdavo gana geri.

Giluminį dirvos purenimą atliekant atskirai, seklus purenimas su pakrika sėja gali būti atliekamas kur kas greičiau, mūsų atveju buvo taikomas 20–25 km/val. darbinis greitis. Tai gerokai padidino darbo našumą. Be to, dirbant dideliu greičiu darbo kokybei mažesnę įtaką turėjo ir didesnis dirvožemio drėgnis. Taikant neariminį žemės dirbimą (skutimą, gilųjį purenimą) buvo pastebėta teigiama įtaka dirvožemio struktūrai. Neartoje dirvoje, palyginti su arta, buvo rasta 8–10 proc. mažiau dulkinių dalelių ir daugiau struktūrinių patvarių dirvos agregatų.

Skirtinguose regionuose buvo išbandyta daug įvairių žemės dirbimo ir sėjos mašinų kombinacijų. Viena iš įdomesnių buvo naudota Pakruojo rajono ūkininko ūkyje. Ten buvo naudojama gana unikali žemės dirbimo ir sėjos technologija, kai šiaudai susmulkinti per derliaus nuėmimą ir paskleisti dirvos paviršiuje. Po derliaus nuėmimo dirva skusta „Agrisem“ lėkštiniu skutikliu 5–8 cm gyliu. Sėta kombinuotu „Agrisem“ agregatu, sudarytu iš giluminio purentuvo ir sėjamosios. Giluminis purentuvas dirbo 35 cm gyliu, o žieminių rapsų sėklos buvo išbarstytos pakrikai dirvos paviršiuje ir ardeliniu volu įterptos viršutiniame dirvos sluoksnyje. Sėjos greitis buvo apie 14 km/val.

XXI a. pirmo dešimtmečio pabaigoje pasaulyje neariminės technologijos sparčiai plito – maždaug po 3 mln. ha per metus. Amerikos žemynuose neariminės technologijos padėjo spręsti aplinkos veiksnių (vėjo ir vandens erozijos) poveikio problemas. Europoje šios žemės dirbimo technologijos taip pat pradėjo populiarėti, tačiau jas daugiausia ūkininkai rinkosi dėl darbo laiko, našumo, degalų sąnaudų ir kt. ekonominių aspektų, žinoma, neaplenkiant ir dirvožemio tausojimo.

Tęsinys kitame numeryje