Tarpinių pasėlių įtaka azoto išsiplovimo mažinimui sunkaus ...

LIETUVOS SODININKYSTĖS IR DARŽININKYSTĖS INSTITUTO
IR LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETO MOKSLO DARBAI.
SODININKYSTĖ IR DARŽININKYSTĖ. 2008. 27(1).
Tarpinių pasėlių įtaka azoto išsiplovimo mažinimui
sunkaus priemolio rudžemyje
Aušra Arlauskienė, Stanislava Maikštėnienė
Lietuvos žemdirbystės instituto Joniškėlio bandymų stotis, LT-39301 Joniškėlis,
Pasvalio r., el. paštas joniskelio_lzi@post.omnitel.net
Straipsnyje pateikti Lietuvos žemdirbystės instituto Joniškėlio bandymų stotyje
sunkaus priemolio glėjiškame rudžemyje 2006–2007 m. atliktų tyrimų duomenys.
Tyrimais siekta nustatyti tarpinių pasėlių skirtingų posėlinių augalų – siauralapių lubinų
(Lupinus angustifolius L.), siauralapių lubinų ir avižų (Avena sativa L.) mišinio bei baltųjų
garstyčių (Sinapis alba L.) – ir jų sėjos būdų įtakа mineralinio azoto dinamikai dirvožemyje
rudens–pavasario periodu bei nitratinio azoto išsiplovimui. Nustatyta, kad tarpinių pasėlių
augalų derlius priklausė nuo augalų biologinių savybių, sėjos būdo ir laiko, meteorologinių
sąlygų. Tarpinių pasėlių augalus įsėjus į dirvą, į kurią susmulkinti šiaudai įterpti skutiku, ar į
javus jiems esant ankstyvosios vaškinės brandos, buvo išsaugota drėgmė ir sudarytos geros
sąlygos augalams dygti ir augti. Baltosios garstyčios, suformuodamos didesnę antžeminę
masę, iš dirvožemio paėmė ir sukaupė didesnį azoto kiekį negu kiti tarpinių pasėlių augalai.
Rudens laikotarpiu tarpiniai posėliniai augalai sumažino mineralinio azoto kiekį dirvožemio
0–40 cm sluoksnyje 51,5–58,8 %, dirvų skutimas – 28,1 %, palyginti su dirvožemiu neskustu
paviršiumi ir be tarpinių pasėlių. Kuo daugiau mineralinio azoto buvo viršutiniame (0–40 cm)
dirvožemio sluoksnyje, tuo daugiau jo migravo į gilesnius (40–80 cm) sluoksnius. Netgi
nedidelės mineralinio azoto normos, išbertos ant neįterptų šiaudų lietingą ir šiltą rudenį, nebuvo
sunaudotos jų mineralizacijai ir labiausiai spartino azoto migracijа į gilesnius dirvožemio
sluoksnius. Tarpinių posėlinių augalų auginimas sunkaus priemolio rudžemyje mažino nitratų
koncentraciją (31,7–62,1 %) dirvožemio filtraciniuose vandenyse. Mineralinio azoto kiekiui
pavasarį įtakos turėjo meteorologinės sąlygos, rudenį įterptos biomasės sausųjų medžiagų
kiekis ir cheminė sudėtis.
Reikšminiai žodžiai: tarpiniai pasėliai, mineralinis azotas, sunkaus priemolio
rudžemis.
Įvadas. Plėtojant intensyviа žemdirbystę, augalų mitybos poreikiai dažniausiai
tenkinami mineralinėmis trąšomis. Dėl to kyla pavojus pažeisti ekologinę pusiausvyrą.
Atlikta nemažai tyrimų ir pateikta įvairiems augalams tinkamiausių trąšų formų ir
normų, tręšimo laiko ir būdų rekomendacijų (Loges ir kt., 2006, Olesen ir kt., 2000,
Tripolskaja, 2005). Tačiau nuėmus pagrindinių pasėlių derlių, kai dirvožemis ilgą
laiką lieka be augalų, taikytų technologijų poveikis maisto medžiagų, ypač azoto,
imobilizacijai dirvožemyje ir išsiplovimo galimybėms tirtas nedaug. Nustatyta, kad
intensyviai tręšiant augalus, juos nuėmus rudenį labai padidėja mineralinio azoto kiekis
dirvožemyje, nes augalų nesunaudoto azoto dirvožemyje lieka nuo 25 iki 155 kg ha -1 .
Tai sukelia realų gruntinių vandenų užterрimo pavojų (Hansen ir kt., 2000). Mineralinio
139

azoto susikaupimas ir dinamika dirvožemyje priklauso nuo jo granuliometrinės sudėties
bei humusingumo, nuo augalų vegetacijos laikotarpio sąlygų, auginamų augalų rūšies,
žemdirbystės technologijų, naudojamų trąšų (mineralinių ir organinių), jų normų ir
būdo (Antil ir kt., 2005; Loges ir kt., 2006).
Siekiant sumažinti aplinkos taršą, svarbu tinkamai parinkti prevencines priemones,
įtraukiant augalų nepasisavintа azotą ir kitas maisto medžiagas į biologinį apytakos
ratą. Tam tikslui Vakarų Europoje plačiai taikomos technologijos su tarpiniais
posėliniais pasėliais, kurie vasaros pabaigoje–rudenį dirvožemyje likusias maisto
medžiagas akumuliuoja biomasėje ir neleidžia joms išsiplauti. Lietuvoje tyrimų
su tarpiniais pasėliais atlikta nedaug. Lietuvos ir užsienio šalių tyrėjų duomenimis
lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose įterpta tarpinių pasėlių biomasė
pradeda skaidytis rudenį. Kuo intensyviau irsta įterpta organinė medžiaga, tuo labiau
didėja mineralinio azoto kiekis dirvožemyje (Tripolskaja, 2005; Stadler ir kt., 2005).
Jei tuo metu jis nesuriрamas į dirvožemio organinius junginius arba jo nepasisavina
augantys augalai, tai žiemos–ankstyvo pavasario laikotarpiu galimi nuostoliai.
Mažinti įterptos organinės medžiagos mineralizacijos intensyvumą ir mineralinio
azoto nuostolius galima vėlinant tarpinių pasėlių biomasės įterpimo laiką, auginant
žieminius tarpinius pasėlius (deja, jų pasirinkimas рiandien yra nedidelis) arba tarpinių
pasėlių nušalusią masę paliekant per žiemą ir įterpiant pavasarį kaip mulčią (Lahti,
Kuikman, 2003; Crandall ir kt., 2005; Larsson ir kt., 2005). Vokietijoje atlikti tyrimai
rodo, kad šiaudus naudojant laukams tręšti, ne tik sujungiamas dirvožemyje esantis
mineralinio azoto perteklius, bet ir atkuriamas buvęs dirvožemio humusas, didėja
stabilių huminių medžiagų kiekis, gerėja aeracija (Stumpe ir kt., 2000; Barzegar ir kt.,
2002). Aptinkama ir tokia nuomonė, kad nepertraukiamai auginant žieminius javus,
vidutiniškai per penkerius metus nitratų dirvožemio tirpale rasta mažiau nei auginant
įvairios vegetacijos trukmės javus su tarpiniais pasėliais (Catt, Howse ir kt., 1998).
Tyrimai, atlikti LŽi Joniškėlio bandymų stotyje sunkios granuliometrinės sudėties
dirvožemiuose, parodė, kad įterpus azotingą daugiamečių žolių (liucernų ir dobilų)
atolą žaliajai trąšai pavasarį, prieš miežių sėją arba atsinaujinus žieminių kviečių
vegetacijai, dirvožemio 0–40 cm sluoksnyje N min.
buvo nedaug (30–40 kg ha -1 ), tačiau
gauti esminiai javų grūdų derlius priedai (Arlauskienė, Maikštėnienė ir kt., 2005). Tai
leidžia manyti, kad sunkios granuliometrinės sudėties dirvožemiuose įterptų organinių
trąšų mineralizacija yra lėtesnė.
Darbo tikslas – nustatyti skirtingų tarpinių posėlinių pasėlių augalų biomasėje
sukauptą azoto kiekį, azoto dinamiką dirvožemyje rudens ir pavasario laikotarpiu ir
jo išsiplovimo galimybes.
Tyrimo objektas, metodai ir sąlygos. Lietuvos žemdirbystės instituto Joniškėlio
bandymų stotyje 2006–2007 m. atlikti lauko bandymai, siekiant nustatyti įvairių tarpinių
pasėlių įtakа mineralinio azoto dinamikai, pasiskirstymui dirvožemio sluoksniuose ir
sumažinti jo migraciją į gruntinius vandenis.
Bandymai buvo įrengti giliau karbonatingame giliau glėjiškame rudžemyje
(RDg4-k2), kurio dirvodarinė uoliena – limnoglacialinis molis. Dirvožemis pagal
granuliometrinę sudėtį – sunkus priemolis ant dulkiрkojo molio su giliau esančiu
smėlingu priemoliu (p2/m2/p1). Armens agrocheminė charakteristika tokia:
pH KCl
– 6,4, judriųjų P 2
O 5
ir K 2
O – atitinkamai 118–120 ir 240–265 mg kg -1 dirvožemio,
humuso – 2,1–2,2 %.
140

T y r i mų s c h e m a:
Veiksnys A: Žieminių kviečių (Triticum aestivum L.) šiaudų naudojimo būdai:
A 1
Šiaudai išvežti iš lauko;
A 2
Šiaudai susmulkinti ir paskleisti.
Veiksnys B: Tarpiniai pasėliai ir jų sėjos būdai:
B 1
Be tarpinių pasėlių, ražienos neskustos (kontrolė fone A 1
);
B 2
Be tarpinių pasėlių, ražienos skustos;
B 3
Siauralapiai lubinai (Lupinus angustifolius L.) įsėti javus nuėmus;
B 4
Siauralapių lubinų ir avižų (Avena sativa L.) mišinys įsėtas javus nuėmus;
B 5
Baltosios garstyčios (Sinapis alba L.) įsėtos žieminiams kviečiams esant
ankstyvosios vaškinės brandos;
B 6
Baltosios garstyčios įsėtos javus nuėmus.
Tyrimai atlikti sėjomainos grandyje, kurioje gausu varpinių javų: žieminiai
kviečiai + tarpiniai pasėliai, vasariniai miežiai, vasariniai miežiai. Kaip tarpiniai pasėliai
po žieminių kviečių buvo auginti: siauralapiai lubinai, veislė ‘Boruta’, sėklos norma –
180 kg ha -1 ; lubinų mišinys su avižomis (santykis 1 : 1), veislė ‘Migla’; baltosios
garstyčios, veislė ‘Braco’, sėklos norma – 18 kg ha -1 . Posėliniai augalai sėjami tа pačiа
dienа nuėmus kviečius, išvežus arba susmulkinus ir paskleidus šiaudus (veiksnys A)
ir nuskutus dirvas (veiksnio B variantai 2, 3, 4, 6), kol dirvos paviršius neperdžiūvęs.
Į nuskustas ražienas sėjama sėjamąja su specialiais noragėlių priedais, skirtais
smulkioms sėkloms įsėti į susigulėjusią dirvą. Įsėlinės baltosios garstyčios, padidinus
sėklos normą iki 25 kg ha -1 , įsėjamos prieš žieminių kviečių derliaus nuėmimą (kai jie
yra ankstyvosios vaškinės brandos) rankomis, modeliuojant sėjimą diskiniu tręštuvu.
Kad baltosios garstyčios (abiejuose šiaudų fonuose) optimaliai augtų ir vystytųsi ir
mineralizuotųsi šiaudai, pasėjus tarpinius pasėlius (išskyrus siauralapius lubinus ir jų
mišinį su avižomis), išberta amonio salietra (N 45
). Spalio viduryje visi tarpinių pasėlių
augalai privoluoti, įterpti lėkštiniais skutikais, po to aparti. Įterpus tarpinių pasėlių
augalus, ateinančiais metais auginti vasariniai miežiai (Hordeum vulgare L.) pagal
įprastinę agrotechniką, tręšiant N 60
, P 60
, K 60
.
Tarpiniuose pasėliuose augintų augalų antžeminei masei nustatyti prieš jų
biomasės įterpimą dviejose kiekvieno laukelio vietose, 0,25 m 2 dydžio aikštelėse,
nupjauta ir pasverta augalų antžeminė masė. Ji perskaičiuota į sausаsias medžiagas
ir, nustačius azoto koncentraciją ( %) Kjeldalio metodu (distiliuojant Kjeltec aparatu),
apskaičiuotas įterptas į dirvą azoto kiekis (kg ha -1 ). Organinė anglis augalų biomasėje
buvo nustatyta analizatoriumi VARIO EL III, žalia ląsteliena – Henebergo-Рtomano
metodu. Dirvožemio ėminiai mineraliniam azotui (N-NO 3
+ N-NH 4
) nustatyti imti
rudenį, prieš tarpinių augalų biomasės įterpimą (0–40 ir 40–80 cm sluoksniai), ir
anksti pavasarį, prieš miežių sėjа (0–40 cm sluoksnis). Skirtingų rūšių tarpinių pasėlių
(pupinių, pupinių ir miglinių mišinio, bastutinių ir be tarpinių pasėlių) laukeliuose
(10 × 20 m) į dirvožemio 0–80 cm profilio sluoksnį įkasti pjezometrai filtraciniam
dirvožemio vandeniui surinkti ir nitratų koncentracijai jame nustatyti. Dirvožemyje ir
jo filtraciniuose vandenyse amoniakinis azotas nustatytas spektrometriškai su aparatu
Carry 50, nitratinis – jonometriniu metodu.
Vidutinė paros oro temperatūra ir kritulių kiekis svarbesniais bandymo periodais
pateikti 1 lentelėje.
141

1 lentelė. Meteorologinės sąlygos augalų augimo laikotarpiu
Table 1. Meteorological conditions during crop growing season
Joniškėlis, 2006–2007 m.
Gegužės–liepos mėn. sąlygos žieminiams kviečiams augti buvo nelabai palankios,
trūko drėgmės. Per šį periodą, kai javai auga intensyviai ir ima iš dirvožemio maisto
medžiagas, iškrito 38,9 % kritulių daugiamečio vidurkio, o temperatūra birželio ir
liepos mėnesiais buvo atitinkamai 0,7 ir 3,7 °C aukštesnė. 2006 m. ruduo buvo ilgas,
рiltas ir lietingas. Tarpiniai pasėliai buvo pasėti liepos 24 d. (įsėlinė baltoji garstyčia).
Rugpjūčio 3 d. tarpiniai posėliniai augalai sudygo ir vystėsi greitai ir vienodai, nes
drėgmės ir Šilumos šį mėnesį pakako. Kritulių iškrito du kartus daugiau nei daugiametis
vidurkis, daugiausia – antrąjį mėnesio dešimtadienį. Oro temperatūra buvo 1,5 °C
aukštesnė nei daugiametis vidurkis. Aukštesnė oro temperatūra išsilaikė ir kitus du
mėnesius – rugsėjį ir spalį (atitinkamai 2,9 ir 3,1 °C aukštesnė už daugiametį vidurkį),
kai intensyviausiai auga antžeminė augalų masė. Daugiausiai kritulių iškrito spalio
mėnesį – 23,3 mm daugiau nei daugiametis vidurkis. Įterpus tarpinių pasėlių augalus,
lapkričio, gruodžio ir sausio mėnesiais orai vėso, tačiau išliko gan šilti, palyginti su
daugiamečiu vidurkiu. Lapkričio mėnesį oro temperatūra buvo 3 °C aukštesnė už
daugiametį vidurkį, o gruodžio ir sausio mėnesių vidutinė paros oro temperatūra
buvo teigiama, nors tai nebūdinga mūsų žiemoms. Tik vasario mėnesį orai buvo
tikrai žiemiрki, net 1,1 °C рaltesni už daugiametį vidurkį. Pavasaris prasidėjo anksti
ir buvo sausesnis nei įprasta. Kovo mėnesio atskirų dešimtadienių vidutinė paros oro
142

temperatūra buvo teigiama, tačiau balandį ir gegužę ji mažai skyrėsi nuo vidutinės
daugiametės. Daugiau kritulių iškrito tik gegužės mėnesį, kai pasėti vasariniai miežiai
naudojo įterptos tarpinių pasėlių biomasės mineralizacijos produktus.
Rezultatai. Tarpinių pasėlių augalų, augintų laukeliuose, kuriuose šiaudai buvo
susmulkinti ir paskleisti, antžeminė biomasė buvo vidutiniškai 6,0 % didesnė nei
augintų laukeliuose, iš kurių šiaudai išvežti (pav.). Didžiausią antžeminę masę išaugino
baltosios garstyčios. Jas įsėjus į javus šiems esant ankstyvosios vaškinės brandos,
antžeminės masės kiekis, palyginti su sėtomis nuėmus javus tiesiogiai į skustas
ražienas, padidėjo 36,2 %. Siauralapių lubinų bei lubinų ir avižų mišinio antžeminė
masė buvo mažiausią – atitinkamai 43,0 ir 51,9 % mažesnė, palyginti su baltosiomis
garstyčiomis, sėtomis tuo pačiu laiku.
Pav. Tarpinių pasėlių augalų antžeminė biomasė, s. m. t ha -1
Fig. Biomass of catch crops (t ha -1 DM)
Joniškėlis, 2006 m.
Azoto koncentracija tarpinių pasėlių augalų biomasėje mažai skyrėsi, tačiau
baltąsias garstyčias sėjant į dirvą, kur paskleisti šiaudai ir išberta pradinė azoto trąšų
norma, ji buvo gerokai (32,3–39,7 %) didesnė, palyginti su garstyčiomis, augintomis
dirvoje, iš kurios šiaudai buvo išvežti.
Vertinant bendrą azoto kiekį, sukauptą antžeminėje tarpinių pasėlių biomasėje,
nustatyta, kad iš esmės daugiau azoto buvo sukaupta baltųjų garstyčių antžeminėje
biomasėje, palyginti su siauralapiais lubinais (2 lentelė). Vidutiniais tyrimų duomenimis
baltosios garstyčios, sėtos į dirvą, kurios paviršiuje paskleisti šiaudai ir įterpta N 45
,
sukaupė 33,6 % daugiau azoto nei ten, kur šiaudai buvo išvežti iš lauko.
143

2 lentelė. Tarpinių pasėlių antžeminėje biomasėje sukauptas azotas
Table 2. Nitrogen content in the biomass of catch crop
Joniškėlis, 2006 m.
Spalio viduryje, prieš įterpiant tarpinių pasėlių biomasę, nustatytas mineralinio
azoto kiekis dirvožemyje (3 lentelė). Vidutiniais duomenimis dirvos skutimas tuoj
po javų pjūties ir tarpinių pasėlių auginimas iš esmės mažino mineralinio azoto kiekį
dirvožemyje. Skutimas, išvežus šiaudus iš lauko, mineralinio azoto kiekį dirvožemio
0–40 cm sluoksnyje sumažino 40,6 %, palyginti su dirvožemiu be tarpinių pasėlių,
tarpinių pasėlių auginimas – 58,1–64,9 %. Tačiau susmulkinus ir paskleidus šiaudus bei
iрbėrus pradinę azoto normą, dirvų skutimas ir tarpinių pasėlių auginimas mineralinio
azoto kiekį dirvožemyje didino.
Gilesniame dirvožemio sluoksnyje mineralinio azoto buvo vidutiniškai 29,4 %
mažiau nei 0–40 cm sluoksnyje. Šiame sluoksnyje išryškėjo esminiai skirtumai tarp
šiaudų panaudojimo būdų ir skirtingų rūšių tarpinių pasėlių įtakos azoto migravimui
į gilesnius sluoksnius. Ant dirvos paviršiaus susmulkinus ir paskleidus šiaudus ir
iрbėrus pradinę azoto trąšų normą, 40–80 cm dirvožemio sluoksnyje mineralinio azoto
kiekis padidėjo iš esmės (77,5 %). Smulkintus šiaudus įterpus skutiku, mineralinio
azoto kiekis buvo tik 17,6 % didesnis nei kontroliniame variante (išvežti šiaudai ir
neskustos ražienos). Išvežus šiaudus ir baltąsias garstyčias įsėjus į javus, šiems esant
ankstyvosios vaškinės brandos, ir į skustą ražieną javus nuėmus, mineralinio azoto
kiekis gilesniame dirvožemio sluoksnyje buvo iš esmės mažesnis – atitinkamai 51,9
ir 49,2 %, palyginti su kontroliniu variantu. Tręšiant šiaudais, mineralinio azoto
kiekis dirvožemyje labiausiai sumažėjo baltąsias garstyčias įsėjus į javus, jiems esant
ankstyvosios vaškinės brandos (61,7 %). Siauralapiai lubinai, jų mišinys su avižomis bei
144

skutimas abiejuose variantuose, kur buvo panaudoti šiaudai, taip pat mažino mineralinio
azoto kiekį dirvožemio 40–80 cm sluoksnyje, tačiau skirtumai buvo neesminiai.
3 lentelė. Tarpinių pasėlių auginimo ir šiaudų naudojimo būdų įtaka mineralinio
azoto kiekiui dirvožemyje (mg kg -1 dirvožemio) rudenį, prieš užariant tarpinių
pasėlių biomasę
Table 3. Influence of catch crops and straw use methods on the soil mineral nitrogen
content (mg kg -1 soil) in autumn before incorporation biomass of catch crop
Joniškėlis, 2006 m.
Anglies ir azoto santykis (C : N) tarpinių pasėlių augalų antžeminėje biomasėje
buvo panašus (4 lentelė). Tręšti naudojant šiaudus, anglies ir azoto santykis baltųjų
garstyčių antžeminėje biomasėje, palyginti su be šiaudų augintomis garstyčiomis, turėjo
tendencijа mažėti (25,6 %). Atskirų augalų rūšių žalios ląstelienos kiekis įvairavo nuo
27,6 iki 39,5 % ir didžiausias buvo baltosiose garstyčiose. Tręšti naudojant šiaudus,
ląstelienos kiekis tarpinių pasėlių augalų biomasėje nežymiai mažėjo.
Įterpus tarpinių pasėlių augalų biomasę, nuo 2006 metų spalio iki 2007 sausio
išsilaikė palyginti šilti orai (1 lentelė). Sausio pradžioje dirvožemio filtraciniuose
vandenyse nustatytas nitratinio azoto (N-NO 3
) kiekis (mg L -1 ) (5 lentelė). Palyginus
šiaudų panaudojimo būdus, nustatyta, kad šiaudų kartu su pradine azoto trąšų norma
įterpimas padidino nitratų kiekį dirvožemio filtraciniuose vandenyse vidutiniškai
51,6 %.
145

4 lentelė. Tarpinių pasėlių augalų antžeminės masės charakteristika
Table 4. Characteristics of the overground mass of catch crops
Joniškėlis, 2006 m.
Visi tarpinių pasėlių augalai mažino nitratų koncentracijа (28,6–34,7 %). Skirtumai
labiausiai išryškėjo variantuose, iš kurių šiaudai išvežti. Mažiausiąi nitratų dirvožemio
filtraciniuose vandenyse buvo po siauralapių lubinų ir avižų mišinio (sumažėjo 57,4 %)
bei baltųjų garstyčių (sumažėjo 62,1 %), palyginti su laukeliu be tarpinių pasėlių.
Grynas siauralapių lubinų pasėlis nitratų koncentracijа sumažino tik 31,7 %. Trąšai
panaudojus šiaudus, nitratų kiekio filtraciniuose vandenyse skirtumai tarp variantų
ne tokie nuoseklūs.
Pavasarį, po vasarinių miežių sėjos, mineralinio azoto kiekis dirvožemio 0–40 cm
sluoksnyje įvairavo nuo 12,79 iki 20,38 mg kg -1 dirvožemio (6 lentelė). Rudeninis
ražienų skutimas mineralinio azoto kiekį dirvožemyje sumažino 13,0 %, palyginti
su neskustu. Tačiau susmulkinus ir paskleidus šiaudus, rezultatai buvo priešingi.
Paskleidus šiaudus ir iрbėrus pradinę azoto trąšų normą, bet jų neįterpus, mineralinio
azoto kiekis dirvožemyje sumažėjo 10,7 %. Šiaudus įterpus skutiku, mineralinio azoto
kiekis dirvožemyje padidėjo 14,5 %, palyginti su kontroliniu variantu.
146

5 lentelė. Tarpinių pasėlių auginimo ir šiaudų naudojimo būdų įtaka nitratinio
azoto (N-NO 3
) išsiplovimui iš dirvožemio žiemos laikotarpiu
Table 5. Influence of catch crops and straw use methods on the nitrate nitrogen (N-NO 3
)
leaching from the soil in winter period
Joniškėlis, 2007 m. gruodis / December 2007
Vidutiniais tyrimų duomenimis mineralinio azoto kiekį labiausiai padidino rudenį
įterpta siauralapių lubinų ir baltųjų garstyčių biomasė. Iš esmės didesnis (vidutiniškai
43,5 %) mineralinio azoto kiekis 0–40 cm dirvožemio sluoksnyje buvo įterpus azoto
turtingą baltųjų garstyčių, įsėtų į javus jiems esant ankstyvosios vaškinės brandos,
biomasę. Garstyčias įsėjus į skustą ražieną nuėmus javus, mineralinio azoto kiekis
padidėjo kiek mažiau (vidutiniškai 27,2 %). Posėliniai siauralapiai lubinai mineralinio
azoto kiekį padidino mažiausiąi (vidutiniškai 12,9 %). Ražienų skutimo ir kaip tarpiniai
pasėliai auginamų siauralapių lubinų ir avižų mišinio duomenys, skirtingai naudojant
šiaudus, buvo nevienareikšmiai.
Palyginus su duomenimis rudenį, nustatyta, kad laukeliuose be tarpinių pasėlių
mineralinio azoto kiekis turėjo tendenciją mažėti (5,7–5,8 %). Rudeninis ražienų
skutimas mineralinio azoto kiekį padidino: išvežus iš lauko šiaudus – 37,9 %, šiaudus
panaudojus trąšai – 40,7 %, palyginti su analogiškais duomenimis rudenį. Tarpinių
pasėlių auginimas po javų pjūties mineralinio azoto kiekį dirvožemyje padidino
gerokai daugiau: šiaudus išvežus iš lauko – 2,0–3,6 karto, šiaudus panaudojus trąšai –
1,9–3,0 kartus.
147

6 lentelė. Tarpinių pasėlių auginimo ir šiaudų naudojimo būdų įtaka mineralinio
azoto kiekiui dirvožemio 0–40 cm sluoksnyje pavasarį
Table 6. Influence of catch crops and straw use methods on the soil mineral nitrogen
content in spring
Joniškėlis, 2007 m. gegužė / May 2007
Aptarimas. Tyrimų laikotarpiu per tarpinių pasėlių vegetacijа (rugpjūčio–spalio
mėnesiais) drėgmės ir Šilumos netrūko, todėl jie išaugino didelę antžeminę biomasę
ir sukaupė joje didelį azoto kiekį. Be to, didelės Reikšmės tarpinių pasėlių augalų
antžeminės masės susiformavimui turėjo per sausą vegetacijos periodą (gegužės–liepos
mėn. buvo sausa, kritulių iškrito tik 38,9 % daugiamečio vidurkio) pagrindinių augalų
nepanaudotos dirvožemio maisto medžiagos. Paskleidus susmulkintus šiaudus dirvos
paviršiuje ir įterpus skutiku, buvo sudarytos dar geresnės sąlygos, išsaugota drėgmė
tarpiniams posėliniams pasėliams dygti ir augti. Be to, tarpinių pasėlių augalai –
baltosios garstyčios teigiamai reagavo į apšvietimo trukmę ir intensyvumą. Tai rodo
jų sėjos laiko įtaka antžeminės biomasės derliui: anksčiau pasėtų (javų vaškinės
brandos pradžioje) baltųjų garstyčių antžeminės biomasės derlius buvo gerokai
didesnis nei sėtų tuoj po javų derliaus nuėmimo. Tai lėmė ir geresnės sąlygos augalams
dygti, nes antsėlis teikė pavėsį, o jį nupjovus, susidarė palankios sąlygos augalams
vystytis. Pasėjus siauralapių lubinų ir avižų mišinį, antžeminės biomasės derlius buvo
mažesnis (15,5 %) nei auginant tik lubinus. Mūsų duomenys nesutampa su literatūros
duomenimis, kurie rodo, kad maksimalus augalų produktyvumas pasiekiamas, juos
auginant daugiakomponentėse ekoagrosistemose (mišiniuose). Tam įtakos galėjo turėti
148

netinkamai parinktas sėklų santykis mišinyje (Grebenikov, Elnikov, 2001). Literatūros
šaltiniuose teigiama, kad biologiškai derantys pagal šaknų mitybа augalai skirtingu
intensyvumu ir ritmu pasisavina ir iрskiria į aplinkа maisto medžiagas – sumažėja
konkurencija tarp augalų mišinyje. Todėl mišiniuose 1,5–2 kartus padidėja maisto
medžiagų pasisavinimas (Wichmann ir kt., 2003).
Daugiausia azoto antžeminėje biomasėje sukaupė baltosios garstyčios. Joms reikia
daug azoto, todėl intensyviai jį pasisavino po javų pjūties. Tam įtakos turėjo ir garstyčių
sėjos laikas bei augimo trukmė. Literatūros duomenimis augalų sugebėjimą intensyviai
pasisavinti maisto medžiagas lemia šaknų augimo intensyvumas ir prasiskverbimo
gylis (Thorup-Kristensen, 2006). Mūsų tyrimų duomenimis kuo daugiau augalai
paėmė iš dirvožemio azoto, tuo daugiau užaugino antžeminės biomasės sausųjų
medžiagų (r = 0,94, P < 0,01). Kaip teigiama literatūroje, pupiniai augalai vertinami
dėl biologinės azoto fiksacijos. Jų masėje didesnioji dalis (2/3) azoto sukaupta iš
atmosferos, mažesnioji – iš dirvožemio. Todėl kaip posėliniai tarpiniai augalai jie nėra
labai tinkami azotui paimti iš dirvožemio (Rinnofner ir kt., 2005). Tačiau auginant jų
mišinius su migliniais, bastutiniais ar kitų rūšių augalais, jų, kaip posėlinių tarpinių
augalų, efektyvumas labai padidėja dėl tos priežasties, kad migliniai (ar kiti nepupiniai)
augalai mažina nitratų koncentraciją dirvožemyje šaknų zonoje ir padidina pupinių
augalų molekulinio azoto fiksacijos efektyvumą (Rinnofner ir kt.; 2005). Mūsų
tyrimų duomenimis, auginant siauralapių lubinų ir avižų mišinį, jų biomasėje azoto
koncentracija turėjo tendenciją didėti, palyginti su grynų lubinų pasėliu. Ankstesnių
tyrimų duomenimis mažiau palankiais posėliniams tarpiniams pasėliams augti metais
įsėliniai raudonieji dobilai sukaupė daugiau antžeminės masės sausųjų medžiagų negu
posėlinės baltosios garstyčios (Maikštėnienė, Arlauskienė, 2007).
Tyrimų duomenimis, didėjant tarpinių pasėlių antžeminės masės sausųjų medžiagų
derliui (x), iš esmės mažėjo mineralinio azoto kiekis (y) dirvožemio Viršutiniame
sluoksnyje (0–40 cm): y = 9,15 - 1,30 x; r = -0,72; P > 0,01. Statistinės analizės
duomenimis tarpinių pasėlių augalų vienos tonos antžeminės masės sausųjų medžiagų
derlius mineralinio azoto kiekį sumažino 1,3 mg kg -1 dirvožemio.
Kuo daugiau mineralinio azoto išliko po tarpinių posėlinių augalų Viršutiniame
dirvožemio sluoksnyje, tuo daugiau jo migravo į gilesnius sluoksnius (r = 0,67,
P < 0,05). Gilesniame dirvožemio sluoksnyje (40–80 cm) mineralinio azoto kiekis
(y 2
) taip pat priklausė nuo tarpinių pasėlių antžeminės masės sausųjų medžiagų kiekio
(x 1
) : y 2
= 7,94 - 0,87 x 1
, r = -0,59, P < 0,05. Tyrimų duomenys rodo, kad nedidelės
mineralinio azoto normos, išbertos ant neįterptų šiaudų lietingą ir šiltą rudenį, išsiplauna
į gilesnius sluoksnius (40–80 cm) ir nepanaudojamos šiaudams mineralizuotis. Tačiau
įterpus šiaudus į Viršutinį dirvožemio sluoksnį skutiku, dalis dirvožemyje esančio laisvo
azoto mikroorganizmų yra įjungiama į dirvožemio organinius junginius, todėl jo mažėja
gilesniame dirvožemio sluoksnyje. Skutant ražienas laukeliuose su šiaudais ir be jų,
mineralinio azoto kiekis 40–80 cm dirvožemio sluoksnyje sumažėjo (atitinkamai 33,8
ir 41,9 %, palyginti su laukeliu be tarpinių pasėlių). Po pupinių augalų, kurie didžiąją
dalį azoto ima iš oro, mineralinio azoto kiekis gilesniuose sluoksniuose turėjo tendenciją
didėti. Siauralapių lubinų ir avižų mišinys turėjo tendenciją mažinti mineralinio azoto
kiekį dirvožemio gilesniame sluoksnyje, palyginti su grynų lubinų pasėliu.
Vėliau (lapkričio–gegužės mėnesiais) dirvožemio mineralinio azoto ir nitratų
kiekis filtraciniame dirvožemio tirpale priklausė ne tik nuo rudenį susikaupusio azoto
kiekio dirvožemyje, bet ir tarpinių pasėlių augalų biomasės skaidymosi. Kaip teigia
149

literatūros šaltiniai (Stadler ir kt., 2005; Velička ir kt.,2006), augalų biomasė pradeda
skaidytis per pirmuosius tris mėnesius įterpus į dirvožemį. Intensyviausiai skaidosi ta
augalų masė, kurios sudėtyje yra daugiausia azoto. Augalų požeminės ir antžeminės
masės skaidymosi greitis ir kryptis priklauso ne tik nuo jų cheminės sudėties (C : N
santykio, lignino kiekio biomasėje), bet ir derliaus dydžio, dirvožemio granuliometrinės
sudėties, fizikinių, cheminių ir biologinių savybių, meteorologinių sąlygų, žemdirbystės
intensyvumo lygio ir t. t. (Thorup –Kristensen, Nielsen, 2003; Antil ir kt., 2005). Tirtų
skirtingų posėlinių tarpinių augalų antžeminės biomasės anglies ir azoto (C : N) santykis
buvo palankus organinėms medžiagoms skaidytis ir tarp augalų rūšių mažai skyrėsi.
Tai lėmė ir augalų išsivystymo tarpsnis: biomasė buvo įterpta žydėjimo pabaigoje,
susiformavus apatinėms ankštims (ankštaroms) ir pradėjus medėti stiebui. Šiaudų,
kuriuose gausu anglies, įterpimas kartu su tarpinių pasėlių biomase mažino anglies ir
azoto santykį bendroje biomasėje. Statistinės analizės duomenimis, didėjant įterptų
augalų sausųjų medžiagų masei (augalams bręstant), didėjo ir žalios ląstelienos kiekis
(r = 0,84, P < 0,01). Tai lėtino įterptos organinės medžiagos skaidymаsi.
Aparus neapdorotas javų ražienas, kai ruduo ir žiemos pradžia buvo palyginti
šilti, nitratų (N-NO 3-
) koncentracija dirvožemio filtraciniuose vandenyse pasiekė
ES direktyvoje 91/676/EEB numatytа 50 mg L -1 ribа. Tarpinių pasėlių auginimas
po javų pjūties mažino nitratų koncentracijа dirvožemio filtraciniuose vandenyse
(31,7–62,1 %). Statistinės analizės duomenimis, rudenį, prieš dirvų arimą, didėjant
mineralinio azoto kiekiui, didėjo ir nitratų koncentraciją dirvožemio filtraciniuose
vandenyse (y = 19,48 + 2,53 x, r = 0,62, P < 0,05). Danijoje atlikti tyrimai parodė,
kad tarpiniai pasėliai azoto išsiplovimą iš lengvų dirvožemių sumažino nuo 23
iki 38 % (Olesen ir kt., 2000). Sunkios granuliometrinės sudėties dirvožemiuose,
atsižvelgiant į rudeninio arimo laiką, nitratų koncentracija gruntiniuose vandenyse yra
34,1–39,0 % mažesnė nei lengvuose dirvožemiuose (van Es ir kt., 2002). Mūsų tyrimų
duomenimis, didėjant anglies ir azoto santykiui tarpinių pasėlių augalų biomasėje bei
žalios ląstelienos kiekiui (atitinkamai r = -0,68 ir r = -0,66, P < 0,05) arba mažėjant
įterptos organinės medžiagos mineralizacijai, mažėjo ir nitratų patekimas į dirvožemio
filtracinius vandenis. Panašūs rezultatai gauti ir Lietuvoje priesmėlio išplautžemyje.
Užarus žaliąją trąšą (lubinų ar dobilų atolą), kurioje gausu azoto, nustatyta, kad azoto
išplovimas į poarmenį (25–100 cm) spalio ir lapkričio mėnesiais padidėja vidutiniškai
24–63 %, palyginti su šio elemento išsiplovimu užarus ražienas (Tripolskaja, 2005).
Mūsų tyrimų duomenys sutampa su kitų šalių tyrėjų duomenimis, kad tarpinių pasėlių
auginimas sėjomainoje užtikrina dirvožemio filtraciniuose vandenyse tokią nitratų
koncentraciją, kuri neviršija ES standartų (Vos, van der Putten, 2004).
Vasario, kovo ir balandžio mėnesiai buvo sausesni nei įprasta, kritulių iškrito
34,5 % mažiau nei šio laikotarpio daugiametis vidurkis. Be to, kovo mėnesį ir balandžio
II ir III dešimtadienius vidutinė paros oro temperatūra buvo aukštesnė, palyginti su
daugiamečiu vidurkiu, todėl galimybė azotui išsiplauti buvo nedidelė. Dirvožemio
0–40 cm sluoksnyje susikaupė gausios mineralinio azoto atsargos (63,9–101,9 kg ha -1 ).
Net ir laukeliuose, kur neauginti tarpiniai pasėliai ir neskustos ražienos, mineralinio
azoto kiekis buvo: šiaudus išvežus iš lauko – 73,6 kg ha -1 ; šiaudus panaudojus trąšai –
65,7 kg ha -1 . Gerokai didesnis (skirtumas – 24,5–36,2 kg ha -1 ) mineralinio azoto
kiekis buvo tuose laukeliuose, kur rudenį su tarpinių pasėlių augalų biomase buvo
įterpta 140 kg ha -1 ir daugiau azoto, t. y. baltąsias garstyčias įsėjus į javus jiems esant
ankstyvosios vaškinės brandos (abiejuose šiaudų panaudojimo fonuose) ir baltąsias
150

garstyčias įsėjus po javų nuėmimo, trąšai naudojant šiaudus. Statistinės analizės
duomenimis mineralinio azoto kiekiui dirvoje pavasarį įtakos turėjo tarpinių pasėlių
antžeminės masės sausųjų medžiagų (r = 0,81; P < 0,01) ir su jomis įterpto azoto kiekis
(r = 0,84; P < 0,01), iš tarpinių pasėlių augalų antžeminės masės kokybės rodiklių –
žalios ląstelienos kiekis (r = 0,60; P < 0,05).
Išvados. 1. Posėlinių tarpinių pasėlių biomasės kiekis priklausė nuo augalų rūšies,
biologinių savybių, sėjos laiko ir meteorologinių sąlygų. Augalai, suformuodami
didesnę antžeminę masę, iš dirvožemio paėmė ir daugiau azoto.
2. Posėlinių augalų auginimas tarpiniuose pasėliuose rudenį, prieš dirvų arimą,
sumažino mineralinio azoto kiekį dirvožemio 0–40 cm sluoksnyje 51,5–58,8 %,
ražienų skutimas – 28,1 %, palyginti su laukeliu neskustomis ražienomis. Nedidelės
mineralinio azoto normos, išbertos ant neįterptų šiaudų lietingą ir šiltą rudenį, nebuvo
sunaudotos šiaudų mineralizacijai ir labiausiai didino azoto migraciją į gilesnius
dirvožemio sluoksnius.
3. Tarpinių posėlinių augalų auginimas sunkaus priemolio rudžemyje nuėmus javų
derlių mažino nitratų (NO 3
-N) koncentraciją (31,7–62,1 %) dirvožemio filtraciniuose
vandenyse.
4. Užarus tarpinių pasėlių biomasę, mineralinio azoto kiekiui dirvožemyje pavasarį
įtakos turėjo meteorologinės sąlygos, įterptas tarpinių augalų sausųjų medžiagų kiekis
ir jų savybės.
Literatūra
Gauta 2007 10 31
Parengta spausdinti 2008 03 26
1. Antil R. S., Gerzabek M. H., Haberhauer G., Eder G. 2005. Long-term effects of
cropped vs. fallow and fertilizer amendments on soil organic matter II. Nitrogen.
Journal of Plant nutrition and Soil Science, 168(2): 212–218.
2. Arlauskienė A., Maikštėnienė S. 2005. Skirtingų biologinių savybių augalų
panaudojimas dirvožemyje biogeniniams elementams kaupti ir filtracinių vandenų
tarрai mažinti. Ekologija, 2: 54–65.
3. Barzegar A. R., Yousefi A., Daryashenas A. 2002. The effect of addition of different
amounts and types of organic materials on soil physical properties and yield of
wheat. Plant and soil, 247(2): 295–301.
4. Catt J. A., Howse K. R., Christian D. G., Lane P. W., Harris G. L., Goss M. J.
1998. Strategies to decrease nitrate leaching in the Brimstone Farm Experiment,
Oxfordshire, UK, 1988–1993: the effects of winter cover crops and unfertilised
grass leys. Plant and soil, 203(1): 57–69.
5. Crandall S. M., Ruffo M. L., Bodlero G. A. 2005. Cropping system and nitrogen
dynamics under a cereal winter cover crop preceding corn. Plant and soil,
268: 209–219.
6. van Es H. M., Czymmek K. J., Ketterings Q. M. 2002. Management effects on
nitrogen leaching and guidelines for a nitrogen leaching index. Journal of soil
and water conservation, 57: 499–504.
7. Grebenikov A. M., Elnikov I. I. 2001. Ekologiceskije funkciji kulturnoj rastitelnosti
v agrocenoze. Agrochemija, 9: 75–84.
151

8. Hansen E. M., Kristensen K., Djurhuus J. 2000. Yield parameters as affected by
introduction or discontinuation of catch crops use. Agronomy Journal, 92(5): 909–
914.
9. Lahti T., Kuikman P. J. 2003. The effect of delaying autumn incorporation of
green manure crop on N mineralization and spring wheat (Triticum aestivum L.)
performance. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 65(3): 265–280.
10. Larsson M. H., Kyllmar K., Jonasson L., Johnsson H. 2005. Estimating reduction
of nitrogen leaching from arable land and the related costs. A Journal of the Human
Environment, 34(7): 538–543.
11. Loges R., Kelm M., Taube F. 2006. Nitrogen balances, nitrate leaching and energy
efficiency of conventional and organic farming systems on fertile soils in Northern
Germany. Advances in GeoEcology, 38: 407–414.
12. Maikštėnienė S., Arlauskienė A. 2007. Sustainable cropping system for the solution
environment protection problems. Ekologija, 53(1): 89–97.
13. Olesen J. E., Askegaard M., Rasmussen I. A. 2000. Design of an organic farming
crop-rotation experiment. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B – Plant Soil
Science, 50(1): 13–21.
14. Rinnofner T., Farthofer R., Friedel J. K., Piestch M. G., Loiskandl W., Freyer B.
2005. Stickstoffaufnahme und Biomasseertrag von Zwischenfrüchten und
deren Auswirkungen auf Bodennitratgehalte und die Folgekultur unter den
Bedingungen des ökologischen Landbaus im pannonischen klimagebiet. Beiträge
zur 8. Wissenschaftstagung zum ökologischen Landau. Ende der Nische. 23–26
February, Kassel, Germany, 249–253.
15. Stadler C., Heuwinkel H., von Tucher S., Gutser R., Scheu-Hekgert M. 2005.
Beeinflusst der Boden die N-Freisetzung aus pflanzlichen Dünger? Beiträge zur
8. Wissenschaftstagung zum ökologischen Landau. Ende der Nische. 23–26
February, Kassel, Germany, 217–219.
16. Stumpe H., Wittenmajer L., Merbach W. 2000. Effects and residual effects of
straw, farmyard manuring, and mineral fertilization at Field F of the long-term
trial in Halle (Saale), Germany. Journal of Plant Nutrition and Soil Science,
163(6): 649–656.
17. Thorup-Kristensen K. 2006. Effect of deep and shallow root systems on the
dynamics of soil inorganic N during 3- year crop rotations. Plant and Soil,
288(1–2): 233–248.
18. Thorup-Kristensen K., Nielsen N. E. 1998. Modelling and measuring the effect
of nitrogen catch crops on the nitrogen supply for succeeding crops. Plant and
soil, 203(1): 79–89.
19. Tripolskaja L. 2005. Organinės trąšos ir jų poveikis aplinkai. Arx Baltica,
Akademija.
20. Velička R., Rimkevičienė M., Marcinkevičienė A., Kriaučiūnienė Z. 2006. Sausųjų
medžiagų, organinės anglies ir azoto pokyčiai augalų liekanose pirmaisiais jų
skaidymosi metais. Žemės ūkio mokslai, 1: 14–21.
21. Vos J., van der Putten P. E. L. 2004. Nutrient cycling in a cropping system
with potato, spring wheat, sugar beet, oats and nitrogen catch crop. II. Effect
of catch crops on nitrate leaching in autumn and winter. Nutrient Cycling in
Agroecosystems, 70(1): 23–31.
152

22. Wichmann S., Loges R., Taube F. 2003. Vergleich vo verschiedene
Leguminosenarten in Reinsaat und Gemenge im Hinblick Ertrag, Futterqualität,
Stickstofffixierungsleistung und Vorfruchtwirkung. Beiträge zur 7.
Wissenschaftstagung zum ökologischen Landbau. ökologischer Landbau der
Zukunft. 1–4 March, Wien, Austria, 505–507.
SODININKYSTĖ IR DARŽININKYSTĖ. SCIENTIFIC ARTICLES. 2008. 27(1).
The use of catch crops for the reduction of nitrogen leaching in
a heavy loam Cambisol
A. Arlauskienė, S. Maikštėnienė
Summary
The present paper provides the findings of research carried out at the Lithuanian Institute
of Agriculture’s Joniškėlis Experimental Station on a heavy loam Cambisol during the period
of 2006–2007. The tests were designed to ascertain the effects of different post-harvest catch
crops – narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius L.), narrow-leafed lupin and oats (Avena
sativa L.) mixture and white mustard (Sinapis alba L.) and their sowing methods on mineral
nitrogen dynamics in the soil and on nitrate nitrogen leaching into ground water during the
autumn–spring period of intensive leaching complex. It was found that the amount of biomass
accumulated by the catch crops depended on biological characteristics of plants, sowing method
and agrometeorological conditions. Having sown catch crops into winter wheat at early wax
maturity stage or during wheat post-harvest period into the soil when chopped straw had been
incorporated at stubble breaking, the highest content of moisture was conserved in the soil and
better conditions were created for the emergence and growth of catch crops. By producing
more of above ground mass, white mustard took from the soil and accumulated in the biomass
the highest nitrogen contents. Cultivation of post-harvest catch crops reduced N min.
content by
51.5–58.8 % at the 0–40 cm soil layer, and stubble cultivation in the autumn by 28.1 %, compared
with the soil where the stubble had not been broken and no catch crops had been grown. The
higher the contents of mineral nitrogen were in the soil top layer (0–40 cm depth), the higher
its contents migrated into deeper (40–80 cm) layers. Low rates of mineral nitrogen, spread on
unincorporated straw in rainy autumn, were not utilized for its mineralization and increased
nitrogen migration into deeper soil layers most of all. In heavy loam Cambisol, cultivation of
catch crops during the cereal post-harvest period reduced nitrate (N-NO 3
) concentration in the
soil filtration water (31.7–62.1 %). Having incorporated the biomass of catch crops in a heavy
loam soil in the autumn the changes in N min
. content in the soil in the spring were determined
by the amount of biomass of catch crops incorporated, its quality parameters, and the weather
conditions.
Key words: catch crops, mineral nitrogen, heavy loam Cambisol.
153