Padoms zemniekam. Optimāli uztvērējaugu izmantošanas risinājumi 2
Pēteris Lakovskis, Agroresursu un ekonomikas institūta pētnieks
Lauksaimnieciskā darbība ir viens no nozīmīgākajiem slāpekļa savienojumu avotiem virszemes ūdeņos. Pēdējos gados aizvien lielāka uzmanība tiek pievērsta dažādām vides iniciatīvām lauksaimnieciskajā praksē, taču pašlaik īstenotie pasākumi joprojām nav pietiekami, lai sasniegtu labu Baltijas jūras vides stāvokli.
Uztvērējaugi uzņem barības vielas, neļaujot tām izskaloties, palielina barības elementus augsnē, samazina augsnes eroziju, saglabā un palielina organisko vielu augsnē. Atkarībā no izvēlētajiem uztvērējaugiem tie var uzlabot augsnes struktūru, kā arī ierobežot nezāles un kaitēkļus. Jāatzīmē, ka jēdziens uztvērējaugi (catch crops) Latvijā ir salīdzinoši jauns, tāpat kā zināmā mērā pēc funkcijām līdzīgās starpkultūras (intermediate crops) un sedzējaugi (cover crops). Arī zaļmēslojumā audzētie kultūraugi daļēji veic tās pašas funkcijas ko uztvērējaugi.
Ventas un Lielupes baseinu piesārņojums liek meklēt risinājumus
Vajadzība risināt ūdens piesārņojuma problēmas mudināja lauksaimniecības un vides ekspertus kopīgi meklēt vispiemērotākos pasākumus, lai nodrošinātu ilgtspējīgu lauksaimniecības praksi un dabas resursu saglabāšanu. Agroresursu un ekonomikas institūtā (AREI) pēc divu gadu darba Lietuvas Vides politikas centra vadībā un kopā ar partneriem no Vītauta Dižā universitātes pabeigts projekts Optimāli uztvērējaugu izmantošanas risinājumi pārrobežu upju – Venta un Lielupe – baseinu piesārņojuma mazināšanai, kas tika atbalstīts programmā “Interreg V–A Latvija–Lietuva. Programma 2014–2020.”
Pētījuma ietvaros analizējām dažādus faktorus, kas ietekmē esošo situāciju un ir būtiski uztvērējaugu audzēšanas prakses ieviešanā. Izvērsti apraksti pieejami AREI mājas lapā sadaļā par Catch Pollution projektu, tāpēc turpmāk minētas tikai atsevišķas atziņas no veiktajiem pētījumiem.
Uztvērējaugi un to audzēšanas potenciāls
Uztvērējaugi labi iederas dažādās kultūraugu rotācijās periodos starp divu kultūraugu audzēšanu, kad citādi augsne paliktu tukša uz ilgāku laiku (piemēram, pēc ziemas kviešu ražas novākšanas un pirms vasaras kultūraugu, piemēram, kukurūzas, cukurbiešu vai kartupeļu, iesēšanas). Bieži vien galvenais faktors, kas ierobežo uztvērējaugu izmantošanu, ir pārāk īsais veģetācijas periods pēc galveno kultūraugu novākšanas. Lai izaudzētu pietiekamu biomasu, pat krustziežu sugas ar visvēlāko iesēšanas laiku ir jāiesēj līdz augusta vidum, kad liela daļa galveno kultūraugu vēl atrodas uz lauka. Laika intervāls starp galvenajiem kultūraugiem ir izšķirīgs uztvērējaugu audzēšanas potenciālam.
Latvijā un Lietuvā ziemas kviešiem parasti seko ziemas rapši. Ja priekšaugs ir bijis labs, ziemas kviešus gada laikā iesēj atkārtoti. Tomēr pēc ražas novākšanas, ja ziemas kviešiem seko ziemāji, uztvērējaugu audzēšana nav iespējama. Ja ziemas kviešiem seko vasarāji (graudaugi, rapši, rušināmaugi), laikā starp ražas novākšanu un sēju pastāv laba iespēja uztvērējaugu audzēšanai pēc ražas novākšanas. Ņemot vērā šābrīža kultūraugu maiņas struktūru, tikai līdz 30% platību, kur tiek audzēti ziemas kvieši, var tikt izmantotas uztvērējaugu veidošanai.
Vasaras kviešiem ir salīdzinoši vēla raža, tāpēc tie nav piemēroti uztvērējaugu sēšanai pēc ražas novākšanas. Uztvērējaugu (sevišķi krustziežu) sēklas var izkliedēt tikai pirms vasaras kviešu ražas novākšanas. Potenciālā platība uztvērējaugu audzēšanai ir apmēram 20% no vasaras kviešu platībām.
Vasaras rapšu ražas novākšanas laiks ir pārāk vēls, lai iesētu uztvērējaugus. Vasaras rapši tiek uzskatīti par labu priekšaugu ziemas kviešiem, bet vasaras rapšiem nav pieejams atbilstošs periods uztvērējaugu audzēšanai.
Rudzi nereti tiek audzēti mazāk ražīgā, nabadzīgā smilšainā augsnē un pat augsnē ar zemu pH ≤ 5,5. Šāda tipa augsne parasti nav labvēlīga uztvērējaugu audzēšanai. Ražīgākās augsnēs rudzus parasti izmanto kā priekšaugus pirms ziemas rapšiem un ziemāju audzēšanas. Šādos gadījumos starp galvenajiem kultūraugiem nav pietiekama laika intervāla uztvērējaugu audzēšanai. Uztvērējaugu audzēšana ir iespējama tikai gadījumā, ja ziemas rudziem seko vasaras graudaugi vai citi vasaras kultūraugi. Tādējādi tikai apmēram 10 procenti platību pēc ziemas rudzu audzēšanas var tikt izmantoti uztvērējaugu audzēšanai.
Agros kartupeļus var novākt pat jūnija beigās vai jūlija sākumā. Tāpēc laikā pēc agro kartupeļu ražas novākšanas ir ļoti labas iespējas audzēt pākšaugus un citus uztvērējaugus ar ilgu veģetācijas periodu. Pretēja situācija ir novērojama vēlās ražas kartupeļiem – šādā gadījumā uztvērējaugu audzēšana nav iespējama. Atkarībā no kartupeļu šķirnes potenciālā platība uztvērējaugu audzēšanai ir apmēram 30% no kartupeļu platībām.
Līdzīgā veidā izvērtējot abās valstīs raksturīgo kultūraugu maiņu un lauksaimniecisko praksi, balstoties uz ekspertu zināšanām, tika sagatavoti kritēriji potenciālo uztvērējaugu platību noteikšanai.
Veiktie aprēķini rāda, ka uztvērējaugu audzēšanai var tikt izmantoti vidēji 20 procenti no aramzemes. Teritorijās, kur augu maiņai vairāk tiek izmantoti kultūraugi ar agru ražas novākšanas laiku un kas tādējādi atstāj pietiekami daudz laika uztvērējaugu audzēšanai, to potenciāls ir lielāks.
Šābrīža raksturīgākajās kultūraugu maiņās uztvērējaugu audzēšanas potenciālu galvenokārt nosaka ziemas kviešu un vasaras miežu platības.
Potenciāli nozīmīgākie uztvērējaugi
Uztvērējaugi neaizņem atsevišķu lauku kultūraugu rotācijā. Tie tiek audzēti pirms vai pēc galvenajiem kultūraugiem, lai nodrošinātu, ka lauksaimniekam svarīgie kultūraugi, kas veido gan ienākumus, gan uzlabo augsnes apsaimniekošanu, aug visa veģetācijas perioda laikā. Trīs galvenās parasti audzējamo uztvērējaugu kategorijas ir graudaugi, pākšaugi un krustzieži. Pētījuma gaitā kā potenciāli nozīmīgākie uztvērējaugi, ko var audzēt Ventas un Lielupes baseinos, tika identificēti.
Krustzieži: baltās sinepes; sareptas sinepes;vasaras rapši; ziemas rapši; eļļas rutks; Japānas redīsi (daikons).
Graudaugi un graudzāles: rudzi; daudzziedu airene;auzas un velnauzas.
Tauriņzieži: vasaras vīķi; ziemas vīķi;zirņi, pupas; facēlija; griķi.
Pieņemot lēmumu par to, kādus uztvērējaugus audzēt, lauksaimniekam jāņem vērā kultūraugu maiņa, augsnes īpašības, klimatiskie apstākļi, kā arī dažādu uztvērējaugu sagaidāmā ietekme.
Uztvērējaugu loma un potenciālā ietekme
Kā jau minēts, uztvērējaugi pilda dažādas funkcijas un tiem ir dažādas priekšrocības. Lai no uztvērējaugiem gūtu maksimālu labumu, ir svarīgi pārzināt un saprast to potenciālo lomu un iedarbību. Uztvērējaugu svarīgākās priekšrocības ir šādas:
– barības vielu aizturēšana un barības vielu noteču samazināšana;
– barības vielu pārnese uz nākamo galveno kultūru;
– siltumnīcefekta gāzu (SEG) emisiju samazināšana;
– organiskā oglekļa daudzuma palielināšana augsnē;
– nezāļu daudzuma samazināšana un kaitēkļu, slimību kontrole;
– augsnes erozijas samazināšana.
Barības vielu aizturēšana un to noplūdes samazināšana
Augšanas laikā uztvērējaugi no augsnes virskārtas savāc un uzkrāj ievērojamu daudzumu slāpekļa, ko izmanto savas biomasas veidošanai (nitrātu bioloģiskā akumulācija), tādējādi samazinot nitrātu noplūdi. Uztvērējaugu efektivitāti ļoti lielā mērā ietekmē sakņu dziļums. Latvijā, Lietuvā un citās Eiropas (galvenokārt Skandināvijas) valstīs veikto eksperimentālo pētījumu rezultāti apstiprina, ka lielākajā daļā gadījumu uztvērējaugi samazina slāpekļa noplūdi par vairāk nekā 50%. Dažādām uztvērējaugu sugām atkarībā no to sakņu dziļuma ir atšķirīgs augsnes slāpekļa uzkrāšanas potenciāls. Tādi uztvērējaugi kā redīsi, rutki, ziemas rapši un facēlija izdzen dziļākas saknes ātrāk nekā graudaugi (rudzi, auzas) vai viengadīgā airene. Tāpēc tie labāk spēj samazināt slāpekļa noplūdi. Dažos gadījumos ātri augošie krustzieži var samazināt slāpekļa noplūdi pat vairāk nekā par 80%.
Pākšaugiem salīdzinājumā ar graudzālēm un krustziežiem parasti ir ievērojami zemāki slāpekļa aizturēšanas un noplūdes samazināšanas rādītāji un noplūdes samazināšanas potenciāls. Pākšaugu ietekme uz slāpekļa noplūdes samazināšanu ir neliela, jo tie saista galvenokārt atmosfērā, nevis augsnē esošo slāpekli.
Aprēķināts, ka uztvērējaugu izmantošana var novērst vairāk nekā 10 kg/ha slāpekļa noplūdes ūdenstilpēs, ja tiktu pilnībā izmantots uztvērējaugu audzēšanas potenciāls. Tādējādi slāpekļa noplūde ūdenstilpēs var tikt samazināta par apmēram 1800 t/gadā Lielupes baseinā un par apmēram 1100 t/gadā Ventas baseinā.
Barības vielu pārnese uz nākamo galveno kultūru un mēslošanas vajadzības mazināšana
Uztvērējaugu biomasai sadaloties, organiskais slāpeklis mineralizācijas procesā pārvēršas amonija formā (NH4), bet vēlāk – nitrātu slāpeklī (NO3), ko pēc tam var izmantot nākamie kultūraugi, tādējādi samazinot vajadzību pēc mēslošanas ar slāpekli saturošiem mēslošanas līdzekļiem. Pētījumi liecina, ka pirmajā gadā ir sagaidāma augsta slāpekļa mineralizācija, bet atliekas, kas šajā gadā nav mineralizējušās, ļoti lēni mineralizēsies nākamajos gados.
Jāņem vērā, ka tikai daļa slāpekļa no uztvērējaugu atliekām nākamā kultūrauga dzīves cikla laikā izdalīsies NH4 un NO3 formā.
Zinātnieki ir secinājuši, ka tikai tādu augu atliekas, kuru oglekļa/slāpekļa attiecība ir zemāka par 24, paaugstina minerālā slāpekļa koncentrāciju. Ja augsnei tiks pievienotas vielas, kuru oglekļa/slāpekļa attiecība ir lielāka par 24, rezultāts būs pagaidu slāpekļa deficīts (imobilizācija).
Mineralizācijas procesu papildus augu atlieku sastāvam un kvalitātei būtiski ietekmē arī klimatiskie faktori, piemēram, temperatūra un mitrums. Augsnē esošie mikroorganismi, kas atbild par sadalīšanos, visefektīvāk strādā siltos laikapstākļos un mazāk enerģiski auksto pavasara mēnešu laikā.
Arī aršana dažādi ietekmē augu atlieku sadalīšanos. Augu atliekas, kas ir iestrādātas augsnē, parasti sadalās un atbrīvo barības vielas daudz ātrāk nekā atliekas, kas ir atstātas uz augsnes virsmas, piemēram, gadījumā, ja lauks netiek aparts.
Saskaņā ar veikto pētījumu pākšaugiem ir visaugstākais potenciāls pārpalikušā slāpekļa atdošanā. Pākšaugi atstās apmēram 30–40 kg minerālā slāpekļa nākamajiem kultūraugiem. Līdzīgu daudzumu var atdot arī sinepes un eļļas rutki. Divas trešdaļas no pākšaugiem pieejamā slāpekļa tie saista no atmosfēras, savukārt sinepes un eļļas rutki saista augsnē esošo slāpekli, šādi nodrošinot divpusēju labvēlīgu efektu – tie novērš pārpalikušā slāpekļa noplūdi un atdod to nākamajiem kultūraugiem.
Graudzālēm un graudaugiem parasti ir zemāks augiem pieejamā slāpekļa izdalīšanas potenciāls nekā pākšaugiem vai sinepēm, tomēr tie labvēlīgi ietekmē minerālā slāpekļa krājumus (piemēram, graudzāles un graudaugi var nodrošināt minerālo slāpekli apmēram 10 kg/ha apjomā). Tādējādi visus uztvērējaugus var uzskatīt par potenciāliem slāpekļa avotiem, kas veicina minerālmēslu izmantošanas samazināšanu. Pētījuma ietvaros aprēķināts, ka gadījumā, ja pilnībā izmantotu uztvērējaugu audzēšanas potenciālu, katru gadu Lielupes baseinā nākamajiem kultūraugiem var tikt atdotas apmēram 5200 t slāpekļa, savukārt Ventas baseinā – 3300 t slāpekļa.
SEG līdzsvarošana un organiskās vielas daudzuma palielināšana
Uztvērējaugiem ir pozitīva ietekme uz SEG līdzsvarošanu, pateicoties oglekļa piesaistei (uzkrāšanai), kā arī zināms SEG samazināšanas efekts ir saistīts ar izmaiņām slāpekļa oksīda (N2O) emisijās. Uztvērējaugu audzēšanas sagatavošanā un likvidēšanā ir nepieciešams veikt papildu darbības, kurās var rasties CO2 emisijas, taču emisiju kopsumma uztvērējaugu audzēšanā nav negatīva.
Uztvērējaugu augsnes organiskās vielas daudzuma palielināšanas potenciālu būtiski ietekmē augu atlieku ķīmiskais sastāvs. Pastāv cieša saistība starp humifikācijas intensitāti un celulozes un lignīna daudzumu biomasā. Svarīga loma ir arī oglekļa/slāpekļa attiecībai. Pētījuma ietvaros iegūtie rezultāti liecina, ka graudzālēm ir visaugstākais potenciāls uz augsnes organiskās vielas krājumu palielināšanu, jo salīdzinājumā ar citiem uztvērējaugiem tās parasti satur vairāk lignīna, kas turklāt ir stabils un noturīgs pret mineralizāciju.
Kaitīgo organismu samazināšana un apkarošana
Saskaņā ar līdz šim veiktiem pētījumiem un lauku izmēģinājumiem vislabākās spējas nezāļu samazināšanā uzrāda baltā sinepe, rapši, redīsi, rutki, ziemas rudzi, auzas un griķi. Šie uztvērējaugi var samazināt nezāļu blīvumu par vairāk nekā 70%. Salīdzinājumam – zirņu, ložņu āboliņa, smiltāja vīķa, facēliju, kā arī daudzziedu airenes un daudzgadīgās airenes nezāļu samazināšanas potenciāls ir daudz zemāks un nepārsniedz 30%.
Pētījuma ietvaros konstatētais liecina, ka uztvērējaugu loma kaitēkļu un slimību kontrolē ir neviennozīmīga. No vienas puses, uztvērējaugi palielina bioloģisko daudzveidību, nodrošinot dzīvotnes labvēlīgajiem kukaiņiem, kas palīdz apkarot kaitēkļus. Savukārt no otras puses – tie var kalpot par slēptuvi kultūraugu kaitēkļiem un patogēnajiem organismiem, jo īpaši, ja uztvērējaugs ir no tās pašas dzimtas kā audzētais galvenais kultūraugs. Tādēļ ļoti svarīgi ir izvēlēties piemērotu uztvērējaugu.
Nedrīkst pieļaut to, ka vienas dzimtas sugas tiek audzētas vienuviet, secīgi cita pēc citas, – šādi var tikt novērsta šīm sugām kopēju kaitēkļu un slimību pārnese.
Augsnes erozijas kontrole
Uztvērējaugiem var būt būtiska loma augsnes erozijas kontrolē. Ātri augošās kultūras palīdz saglabāt augsni, samazina augsnes garozas veidošanos un aizsargā pret eroziju, kas var rasties vēja un lietus ietekmē. Erozijas kontrolei bieži vien tiek izmantotas tieši graudzāles, jo tās ātri izveido zelmeni, aizsargājot augsni pret tiešu lietus ietekmi, tām ir bārkšsaknes, kas palīdz samazināt augsnes eroziju, kā arī tām ir augsts blīvums, kas samazina lietus noteces ātrumu. Erozijas kontroli īstenot palīdz arī augi, kam ir mietsakne (piemēram, eļļas rutks Raphanus sativus un rapsis Brassica napus), kas uzlabo ūdens iesūkšanos un samazina augsnes sablīvēšanos, tādējādi samazinot noteci.
Lielākā daļa aramzemju lauku gan Latvijā, gan Lietuvā, kurus potenciāli var izmantot uztvērējaugu audzēšanai, atrodas līdzenās teritorijās un tādējādi nav pakļauti erozijas riskam. Tikai apmēram 13% lauku Lielupes un 24% lauku Ventas baseinā var ietekmēt plakniskā ūdens erozija (lielākajā daļā šo lauku nogāzes slīpums ir no 2 līdz 50). Iegūtie rezultāti liecina, ka uztvērējaugu izmantošana, pilnībā izmantojot to potenciālu, Lielupes baseinā var katru gadu pasargāt apmēram 44 tūkst. tonnas augsnes pret zudumu ūdens radītas erozijas dēļ, savukārt Ventas baseinā šis rādītājs ir aptuveni 58 tūkst. tonnu. Jāņem vērā, ka noskalotā augsne satur arī zināmu daļu organiskās vielas, tādējādi netieši uztvērējaugu audzēšana samazina arī slāpekļa zudumus.
Plašāks materiāls žurnāla Agro Tops janvāra numurā
Turpinājums Agro Topa februāra numurā.
