Ekologinis žemės ūkis yra dinamiškai besivystantis sektorius Europoje. Šiuo metu svarbiausi uždaviniai - mažinti gamybos išlaidas, naudoti ekologiškas ir tausojančias žemdirbystės sistemas bei spręsti socialines kaimo užimtumo problemas.

Mikroorganizmų vaidmuo dirvožemyje

Mikroorganizmai turi bioaktyvių medžiagų (fermentų), kurių pagalba organikoje esančias ilgamolekulines medžiagas (celiuliozė, baltymai) skaido į mažamoliakulines medžiagas (anglies dioksidas, nitratai). Beskaidydami mikroorganizmai iš organikos gauna maisto - energijos. Neteisinga būtų manyti, kad mikroorganizmai minta tik kitais mikroorganizmais.

Mikroorganizmų egzistavimui reikia energijos, kurią jie gauna:

1. kvėpuodami;
2. maitindamiesi.

Dirvožemio organizmai įkvėpia deguonį ir iškvepia anglies dvideginį, kuris patenka į dirvožemį.

Pagrindinį maistą ir energiją mikroorganizmai gauna skaidydami organiką. Virškindami organiką mikroorganizmai išskiria į aplinką biologiškai aktyvias medžiagas (vitaminus, fermentus, hormonus), kurie prie augalų šaknų sudaro maistingą „sriubą“. Fermentų „sriubą“ valgo visi, kas tik pasiekia.

Tačiau mikroorganizmų egzistavimui dar reikia kitokios energijos, gaunamos iš gliukozės, be kurios neįmanoma jokia gyvybė. Vieninteliai gliukozės gamintojai yra augalai, kurie apie pusę savo pagamintos gliukozės per šaknis išskiria į dirvą (turbūt drėgmės pavidalu arba ištirpusi vandenyje?). Gliukozės yra bet kokioj organikoj, tik skirtingi kiekiai, todėl saprofitiniai mikroorganizmai jos gauna iš augalinės organikos. O simbiontai, kurie evoliuciškai prisitaikę bendraut su augalais, gauna tiesiai iš augalų per šaknis.

Augalai per šaknis gliukozę išskiria kaip nektarą iš žiedų- lygiai tas pats "medus". Mikroorganizmai ypač grybai, be skaidymo vaidmens ypač svarbus ir tuo, kad iš augalų tikėdamėsi gliukozės apraizgo augalų šaknis, skverbiasi į augalų audinius, tuo pagerindami vandens su „maistinę sriuba“ įsiurbimą. Yra augalų, kurie neturėdami simbiontinių grybelių iš vis neauga, nors turi visas kitas reikalingas sąlygas.

Tyrimų Tikslai ir Metodika

LAMMC filiale, Žemdirbystės institute, 2010-2014 m. atlikti tyrimai tęsė 2005 m. pradėtus eksperimentus. Lauko eksperimentai buvo įrengti lengvo priemolio giliau karbonatingame sekliai glėjiškame rudžemyje. Mineralinės trąšos ir cheminės augalų apsaugos priemonės nenaudotos. Visos augalinės liekanos įterptos į dirvą. Žemė dirbta tradiciniu būdu.

Tyrimų tikslai:

• Nustatyti dirvožemio cheminės ir fizikinės kokybės kitimo intensyvumą skirtingose ekologinėse sėjomainose.
• Ištirti piktžolėtumo paplitimą skirtingose ekologinėse sėjomainose.
• Nustatyti sėjomainą, palankiausią mezofaunos vystymuisi.
• Lauko sąlygomis įvertinti bei palyginti skirtingose ekologinėse sėjomainose auginamų žemės ūkio augalų fotosintezės proceso intensyvumą.
• Nustatyti augalų derlingumą.
• Nustatyti dirvožemio suminio (autotrofinio ir heterotrofinio) kvėpavimo, kaip pagrindinio dirvožemio gyvybingumą iliustruojančio veiksnio, intensyvumo priklausomybę nuo meteorologinių sąlygų ir auginamų augalų.

Tyrimo schemą sudarė 4 skirtingos ekologinės sėjomainos:

• 40 proc. varpinių ir 60 proc. ankštinių (raudonieji dobilai) augalų.
• 50 proc. varpinių ir 50 proc. kitų augalų. Auginti tik 2 rūšių vasariniai augalai - miežiai ir grikiai.
• 40 proc. varpinių ir 60 proc. ankštinių (žirniai ir lubinai) augalų.
• 50 proc. varpinių ir 50 proc. kitų augalų. Auginti 4 skirtingi augalai: baltosios garstyčios, grikiai, žieminiai rugiai, vasariniai kviečiai.

Tyrimų Rezultatai ir Išvados

Atlikus tyrimus, nustatyta, kad dirvožemio suminio azoto (N) kiekis per ketverius antrosios rotacijos metus sėjomainose su ankštiniais augalais (1 ir 3 var.) padidėjo 21 proc., sėjomainose be jų (2 ir 4 var.) - 15 proc., palyginus su N kiekiu pirmosios rotacijos pabaigoje.

Per antrąją rotaciją judriojo P labiausiai (14 proc.) sumažėjo sėjomainoje su dobilais (1 var.) ir sėjomainoje, kurioje kaitalioti tik 2 rūšių vasariniai augalai (19 proc.; 2 var.). Judriojo K kiekis 1 var. per tą patį laikotarpį padidėjo 12 proc., o 3-4 variantuose jo pokyčiai nebuvo esminiai.

Per antrąją rotaciją ankštiniai augalai sėjomainoje (1 ir 3 var.) lėmė organinės C pagausėjimą net 29-30 procentų. Kadangi visos augalinės liekanos buvo įterptos į dirvą ir sėjomainose be ankštinių augalų (2 ir 4 var.), jose organinės C taip pat pagausėjo (20-23 proc.). Nepaisant dirvožemio C ir N kiekių esminių pokyčių, šių elementų santykis per antrąją rotaciją visose sėjomainose nepakito.

Raudonieji dobilai sėjomainoje (1 var.) iš esmės pagerino dirvožemio hidrofizikinę būklę ir dirvožemio vandens taupymą. Agronominiu požiūriu vertingiausių dirvožemio mezoporų kiekis šioje sėjomainoje buvo 6-11 proc. didesnis nei kitose. Todėl didžiausia dirvožemio drėgmė ir didžiausias augalams pasiekiamo vandens kiekis armenyje buvo sėjomainoje su dobilais.

Sėjomainoje su dobilais (1 var.) susidarė palankiausios sąlygos mezofaunai vystytis. Sliekų skaičius (vnt. m-2) čia buvo 64-91 proc., o masė (g m-2) 1,9-2,7 karto didesnė nei kitose sėjomainose (2-4 var.).

Vidutiniais duomenimis, sėjomainose, kuriose varpiniai javai ir kiti augalai sudarė po 50 proc. (2 ir 4 var.), trumpaamžių piktžolių buvo 90 proc. daugiau nei sėjomainose su ankštiniais (1 ir 3 var.).

Nustatyta, kad sėjomainos su raudonaisiais dobilais (1 var.) gebėjimas optimizuoti dirvožemio drėgmę ir dobilų biologinės savybės lėmė daug didesnį dirvožemio CO2 apykaitos intensyvumą (NCER).

Nepaisant to, kad ekologinės žemdirbystės sistemose organinių medžiagų atsargos yra didesnės nei įprastos žemdirbystės sistemose, tikėtina, jog mažesnį augalų derlių paprastai lemia būtent limituota augalų mitybos elementų apykaita.

Sėjomainos Schemų Tobulinimas

Aukšto našumo dirvožemiuose rekomenduojama tobulinti sėjomainos schemas, įtraukiant tarpinius pasėlius. Pavyzdžiui:

1. Pupos
2. Žieminiai kviečiai
3. Žieminiai rapsai ir tarpiniai pasėliai
4. Žieminiai kviečiai ir tarpiniai pasėliai
5. Vasariniai kviečiai ir tarpiniai pasėliai

Atsižvelgiant į naujas ES programas, pasiūlytas dar vienas sėjomainos schemos variantas aukšto našumo dirvožemiuose:

1. Žieminiai rapsai ir tarpiniai pasėliai
2. Žieminiai kviečiai ir tarpiniai pasėliai
3. Kukurūzai
4. Pupos
5. Žieminiai kviečiai ir tarpiniai pasėliai
6. Cukriniai runkeliai
7. Vasariniai kviečiai

Šioje schemoje 3 ir 6 narį galima keisti į kitos rūšies augalus. Tinka kukurūzai, jei sureguliuotas vandens režimas bei dirvožemių aeracija, o po jų sėti vasarinius miežius salyklui ar palikti vasarinius kviečius.

Klimato Kaita ir Augalininkystė

Žemės ūkis ir konkrečiai augalininkystė kasmet iš atmosferos „išsiurbia“ šimtus milijonų tonų anglies dioksido. Padidėjus vidutinei oro temperatūrai, pailgėjo augalų vegetacijai tinkamas laiko periodas. Apskaičiuota, kad Lietuvoje per paskutinius 20 metų tik dėl klimato kaitos kompleksinių padarinių vidutinis žieminių kviečių derlingumas padidėjo apie 0,70-0,85 t/ha, cukrinių runkelių - 15-20 t/ha, žieminių rapsų - 0,9-1,1 t/ha.

1 lentelė. Dirvožemio agrocheminių savybių pokyčiai armenyje per antrąją sėjomainos rotaciją

Sėjomainos variantas	Suminis azotas (N)	Judrusis fosforas (P)	Judrusis kalis (K)	Organinė anglis (C)
40 proc. varpinių ir 60 proc. ankštinių (raudonieji dobilai)	Padidėjo 21%	Sumažėjo 14%	Padidėjo 12%	Pagausėjo 29%
50 proc. varpinių ir 50 proc. kitų augalų (miežiai ir grikiai)	Padidėjo 15%	Sumažėjo 19%	Pokyčiai neesminiai	Pagausėjo 20%
40 proc. varpinių ir 60 proc. ankštinių (žirniai ir lubinai)	Padidėjo 21%	-	Pokyčiai neesminiai	Pagausėjo 30%
50 proc. varpinių ir 50 proc. kitų augalų (4 skirtingi augalai)	Padidėjo 15%	-	Pokyčiai neesminiai	Pagausėjo 23%

---