Humuso kiekio dirvožemiuose padidinimo galimybės bei būdai

2019-01-14 Humuso kiekio dirvožemiuose padidinimo galimybės bei būdai

Tęsiame straipsnių ciklą apie dirvožemių našumo didinimo būdus. Pirmajame iš jų aptarėme lauko reljefo, žemės granuliometrinės (mechaninės) sudėties, reakcijos laipsnio bei drėgmės rėžimo parametrų įtaką dirvožemių našumui ir auginamų augalų derlingumui. Taip pat įvertinome ir humuso reikšmę dirvožemyje. Šiame straipsnyje pagrindinį dėmesį skirsime humuso kiekio Lietuvos dirvožemiuose padidinimo galimybėms ir aptarsime pagrindinius būdus, kaip tai padaryti.

Humuso didinimas vertas tik priesmėlių, priemolių bei molio dirvožemiuose

Didžioji dauguma kultūrinių augalų mūsų šalyje auginami priesmėlio ir priemolių dirvose. Žinoma, dar turime molių ir smėlio žemių, tačiau molynų yra labai mažai, o smėlio žemėse, kurių yra daug daugiau nei molių, dėl įvairių priežasčių didesnių derlių neišauginsi. Dėl to ir bet kokios didesnės investicijos smėlynuose bus žemo efektyvumo. Yra dar ir sukultūrintų durpžemių, tačiau juose organinių medžiagų ir taip yra per daug. Išvada: tik priesmėlių, priemolių bei molio dirvožemiuose humuso didinimas yra ekonomiškai efektyvus.

Ekspedicinių tyrimų duomenys rodo, kad priesmėlių ir priemolių dirvožemiuose dabartiniu metu yra aiškiai per mažai humuso. Mūsų duomenimis, ši dirvožemių grupė pagal savo humusingumą skirstoma taip: labai žemo (iki 1,50 %) humusingumo - yra 6-8 %; žemo (1,51-1,80 %) – 43-45 %; vidutinio (1,81-2,25 %) – 34-36 %; aukšto (2,26-2,75 %) - 10-15 % ir labai aukšto humusingumo (>2,76 %) - iki 5 % nuo visų priesmėlio bei priemolių žemių. Taigi, pusė mūsų perspektyviausių dirvų (priesmėliai + priemoliai) vis dar yra žemesnio nei vidutinio 1,85-2,25 % humusingumo. Būtent jose ir būtina pradėti humuso didinimo programą, siekiant sumažinti žemesnio našumo dirvų kiekį ūkyje.

Vidutinio našumo žemėse jau galime pelningai auginti kviečius, cukrinius runkelius, kukurūzus, rapsus, žirnius, pupas bei kitus brangesnės produkcijos augalus. Dėl to, bent iki 2026-2028 metų mūsų minimalus uždavinys būtų padidinti minėtų žemių vidutinį humusingumą - nors 0,3-0,5 procentinio vieneto, lyginant su dabartiniais parametrais. Įvykdžius šią programą, mūsų ūkiuose neliktų priesmėlio ir priemolio dirvožemių, kuriuose humuso būtų mažiau vidutinio lygio (1,8-2,25 %). Ir jei šias žemes reguliariai kalkinsime ir renovuosime drenažo sistemą, tai jų vidutinis našumas gali pasiekti net iki 50 boniteto balų lygį (priklausomai nuo esamo dabar).

 

Humuso formavimosi procesas ir sandara

Pagrindinė bei pradinė humuso formavimosi žaliava yra augalinės liekanos. Ir tik po to prie jų prisijungia dirvoje esančių gyvūnų bei įvairių mikroorganizmų masė po jų žūties. Dalis, patekusių į dirvožemį augalinių liekanų bei kitų organinių medžiagų (35-45 %), skyla į paprastus mineralinius-organinius junginius. Dalį šių junginių mikroorganizmai (grybai ir bakterijos) bei sliekai visiškai mineralizuoja, o jų skilimo galutinius mineralinius produktus pasisavina tiek nauja augalų karta, tiek kiti dirvos mikroorganizmai. Kita dalis augalinių liekanų (55-65 %) patenka į humifikacijos procesą. Kitą dalį likusios organinės medžiagos sunaudoja heterotrofiniai mikroorganizmai (naudojantys kitų organizmų pagamintas ar išskirtas organines medžiagas) ir sintetina antrinius baltymus, riebalus, angliavandenius bei kitus junginius, kuriuos eilės tvarka savo mitybai dar naudoja įvairūs mikroorganizmai bei sliekai. Ir dėl šio ilgalaikio mitybinio proceso palaipsniui susidaro organinė plazma (humusas), kuria tiesiogiai maitintis mažai kas nori. Humusas prilimpa prie dirvožemio mineralinių fizinio molio ir dalinai fizinio smėlio dalelių, kas apsaugo jį nuo išsiplovimo.

Dirvožemio humusas yra labai sudėtingas organinis junginys, kurį sudaro specifinės ir nespecifinės medžiagos. Nespecifinės medžiagos (10-20 %) yra baltymai, amino rūgštys, gliukozė, fruktozė, lipidai, įvairūs fermentai, aromatiniai junginiai ir kt. Specifinės medžiagos (80-90 %) yra humuso rūgštys ir jų druskos, huminės ir fulfo rūgštys, humatai bei nehidrolizuojama liekana huminas. Pastarasis - tai netirpios humusinės medžiagos: lipoidai, vaškai, dervos, bitumai, nehidrolizuotos organinės liekanos. Jis kaupiasi dirvoje, kartu su mikro ir makro elementais yra organinių higroskopinių koloidų sandaroje. Huminas pati inertiškiausia humuso dalis, susijusi su dirvožemio fizinio molio mineralais. Dėl to jis yra daug atsparesnis rūgščių ir šarmų poveikiui. Šioje humuso frakcijoje yra net 20-30% dirvožemyje esančio bendrojo azoto kiekio. Huminiame horizonte, gausėjant kalcio, humuso, geležies hidroksido bei ulmino kiekiams, net nederlingi blogos struktūros priesmėlio ar lengvo priemolio jauriniai dirvožemiai, organinių koloidų (humuso) dėka gali įgyti trupininę struktūrą, padidintą rišlumą, sugebėjimą išsaugoti drėgmę  ir daug aukštesnį jų našumą.

 

Skaičiavimai: humuso didinimo galimybės

Humifikacijos proceso tyrėjai yra nustatę, kad Lietuvos dirvožemių sąlygomis, auginant javus, vienai tonai humuso susiformuoti vidutiniškai reikia 3,78 tonų įvairių rūšių augalinių liekanų, skaičiuojant sausosiomis medžiagomis.  Svarbu žinoti, kad net sukultūrintame dirvožemyje humifikacijos procesas (nuo augalinių liekanų įterpimo į dirvą iki galutinio humuso susiformavimo) tęsiasi 1,5-2,5 metus. Žinoma, tai tik vidutiniai humifikacijos efektyvumo rodikliai, kurie dar turi daug „nežinomųjų“. Be to, tonoje humuso yra apie 40-60 kg azoto. Tuo tarpu miglinių javų šiauduose jo būna tik apie 0,5 %, arba 3,78 tonoje šiaudų yra 18,9 kg azoto. Iš šių skaičių matyti, kad esama rekomendacija - išberti po 10 kg azoto vienai tonai užariamų šiaudų yra teisinga. 3,78 tonai šiaudų reikėtų įterpti į dirvą 37,8 kg azoto. Tada gauname: 37,8 + 18,9 = 56,7 kg azoto, būtent tiek, kiek jo yra tonoje humuso.

Mums dar būtina išmokti teisingai apskaičiuoti patenkančių į dirvą augalinių liekanų kiekį. Užariame ne tik po kūlimo likusius šiaudus, bet ir augalų ražienas, šaknis, pelus, išbyrėjusius grūdus. Be to, vasarą nuolatos nunyksta pasenę lapai bei atskiri stiebeliai. Kolekciniuose bandymuose esame nustatę vasarinių kviečių, kurių vidutinis derlingumas buvo 6,56 t ha-1, vidutinę augalo anatominę struktūrą pagal SM masę: grūdai-1,2 g; šiaudas – 0,95 g; pelai ir varpos lukštai – 0,18 g; šaknys – 0,24 g;  nunykę lapai ir atskiri stiebeliai – 0,12 g. Iš viso vienas augalas sukaupė 2,69 g sausųjų medžiagų. Augalinių liekanų bendra dalis 55,4 %, o grūdų išeiga 44,6 %, kuri 1,24 karto mažesnė už augalines liekanas. Dėl to ir siūlome šią proporciją naudoti, apskaičiuojant augalinių liekanų kiekį. Skaičiavimo pavyzdys: javų derlingumas – 6,0 t ha-1. Augalinių liekanų masė yra: 6,0 x 1,24 = 7,44 t ha-1.  Azoto poreikis  augalinių liekanų mineralizacijai ir humuso formavimuisi sudaro – 74,4 kg ha-1. Pusę šios normos išberiame rudenį, o likusią dalį pavasarį ar net vasarą. Teorine prasme tokio derlingumo javų lauke galėtų susiformuoti 1,97 t ha-1 humuso (7,44 : 3,78 = 1,97), kuris dirvožemio humusingumą tepadidina tik apie 0,066 %.

Kad dirvožemio armens horizonto, kurio masė yra apie 3000 t ha-1,  humusingumas padidėtų nors 0,1 procentiniu vienetu, reikia humuso sankaupas dirvožemyje padidinti apie 3 t ha-1. Tačiau negalima pamiršti, kad nors humusas turi daug inertiškų savybių, vis dėlto jis nėra visiškai stabilus nei fizine, nei biologine - chemine prasme. Perteklinis vanduo dalį humuso iš armens horizonto įplauna į gilesnius dirvožemio sluoksnius. Humusas dalyvauja ir dirvožemyje vykstančiose cheminėse reakcijose bei mikroorganizmų mitybos procese,  dėl kurių galiausiai dalis jo mineralizuojasi ir vėl tampa augalų ir mikroorganizmų „maistu“ ir taip apsaugo kultūrinius augalus nuo galimo badmečio pasireiškimo.

Mūsų atliktų ekspedicinių tyrimų duomenys rodo, kad esant optimaliam tręšimui bei nuosaikiai žemės dirbimo sistemai, kasmet suyra apie 0,6-0,9 t ha-1 humuso. Auginant kaupiamuosius augalus ar laikant juodąjį pūdymą, humuso kasmet suyra apie 1,8-2,0 t ha-1. Šie mūsų tyrimų duomenys dalinai paneigia kai kurių autorių nuomonę, kad humuso „nuostoliai“ javų pasėliuose per metus siekia net 2,0-2,5 t ha-1, kas stipriai viršija net intensyvaus humifikacijos proceso našumą. Dėl to siūlome Jums dirvožemio našumo padidinimo skaičiavimuose naudoti kasmetinius humuso nuostolius 0,6-0,9 t ha-1 ribose.

 

Tarpiniai augalai ir sėjomainų rotacijos laikymasis

Normaliame javų ar rapsų lauke, po jų derliaus nuėmimo užariant ar kitu žemės dirbimo būdu įterpiant visas augalines liekanas, humuso kiekis dirvožemyje, net ir įskaitant galimus jo „nuostolius“, turėtų padidėti 0,9-1,3 t ha-1. Auginamų grūdams kukurūzų lauke, augalinių liekanų susidaro net 13-15 t ha-1, iš kurių gali susiformuoti net apie 3,5-3,8 t ha-1 humuso, o jo likutis siektų >2,5 t ha-1. Panašus humuso kiekis susidaro ir liucernų lauke. Tačiau apie 85 % ariamų dirvų yra užsėjama javais (migliniais ir pupiniais) ir rapsais, kurie nėra ypač derlingi ir humifikacijos procesas yra nuosaikus. Dėl to siekiant per trumpesnį laiko tarpą pasiekti dirvožemių humusingumo padidėjimą 0,3-0,5 procentiniais vienetais, be tarpinių augalų auginimo ir be sėjomainų rotacijos pokyčių šio tikslo greitai nepasieksime. Taip pat didesnį dėmesį reikia skirti ir dirvožemio gyvybingumui didinti, į dirvą įterpiant specializuotas bakterijas, kurios skatina humuso formavimąsi, azoto kaupimąsi, fosforo efektyvesnį panaudojimą bei sukuria palankesnes augalų augimo ir mitybos sąlygas.

 

Sekančiame straipsnyje ir aptarsime galimą sėjomainos sistemų renovaciją, iš jų ir posėlinių ar įsėlinių augalų auginimą.

 

Andrius Lukoševičius
AB „Linas Agro“ technologijų vystymo ir mikroelementų prekybos vadovas
Mob.: 8 686 56652

Prof. Albinas Šiuliauskas
Mob.: 8 698 46122