humuso stabilizavimas irldd.asu.lt/doc/zemdirbio vasara 2015 pranesimai/doc. dr. j. aleinikoviene ir...

HUMUSO STABILIZAVIMAS IR

MINERALIZACIJA DIRVOŽEMYJE –

ŪKININKŲ IR MOKSLININKŲ

GALIMYBĖS

Mokslinė-praktinė konferencija „ŽEMDIRBIO VASARA 2015“,

2015 m. birželio 18 d., ASU Bandymų stotis, Akademija,

Kauno raj.

Jūratė Aleinikovienė, Vaclovas Bogužas, Irena Pranckietienė,

Rimantas Vaisvalavičius, Romutė Mikučionienė

Agroekosistemų ir dirvožemio mokslų institutas, ASU, Agronomijos fakultetas,

Studentų g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r.,

El. paštas: [email protected] ir Vaclovas.Boguž[email protected]

1

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

„Humuso stabilizavimas ir mineralizacija dirvožemyje – ūkininkų ir mokslininkų

galimybės“, J.Aleinikovienė, V.Bogužas, I.Pranckietienė, R.Vaisvalavičius, R.Mikučionienė

2

Organinė anglis Lietuvos dirvožemiuose

(EUR 21209 EN - European Communities, 2004; Jones et al., 2004)



3

Dirvožemio humuso susidarymas

Augalinės liekanos {baltymai, angliavandeniai, ligninas,

rauginės medžiagos, lipoidai}

Tarpiniai skilimo produktai

Galutiniai mineralizacijos produktai

Mineralinė dirvožemio dalis

Baltymai, angliavandeniai, lipoidai ir kt.

Tarpiniai skilimo produktai

Humuso rūgštys

Organiniai-mineraliniai humuso rūgščių dariniai

Skaidymas (hidrolizė, oksidacijos-redukcijos reakcijos)

Mineralizacija

Išplaunama arba išgaruoja

Sunaudoja augalai Sąveika (druskų susidarymas, adsorbcija)

Kaupiasi dirvožemyje Išsiplauna

Mikroorganizmų atliekama sintezė

Humifikacija

(pagal L.Aleksandrovą)



4

Žiemoti paliktos ražienos – alternatyva arimui

Pagal KPP priemonės „Kraštovaizdžio tvarkymo“ programos sritį

„Ražienų laukai per žiemą“ žemdirbiams mokamos 500 litų už hektarą

išmokos už tai, kad jie rudenį laukų neartų.

Žemdirbiai, vykdantys veiklą „Ražienų laukai per žiemą“, po javapjūtės

privalo: išvežti šiaudus arba juos susmulkinti ir paskleisti paviršiuje, nepurkšti

augalų apsaugos produktų, ražienų netręšti, nekalkinti ir neganyti gyvulių,

atlikti lengvą paviršiaus kultivavimą (atlikus kultivavimo darbus turi aiškiai

matytis ražienos) iki rugsėjo 30 d., laukus palikti nesuartus iki kitų metų kovo

1 d.

Nustatyta, kad jei ne mažiau kaip 30 % dirvos paviršiaus nuo rudens iki

pavasario lieka padengta augalinėmis liekanomis (ražienomis, smulkintais

šiaudais) – gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą, mažėja

dirvožemio erozija, tuo pačiu ir maisto medžiagų nuostoliai išsiplovimo metu.



5

Vykdytų tyrimų tikslas – nustatyti humuso stabilizavimo

ir mineralizacijos dirvožemyje tendencijas, vertinant

dirvožemio organinės anglies ir mikrobiotos pokyčius

ilgalaikiuose bandymuose Aleksandro Stulginskio

universitete ir eksperimentiniuose bandymuose

bendradarbiaujant su ūkininkais.



6 6

EKSPERIMENTO ĮRENGIMAS IR ATLIKIMAS (ASU)

Stacionarus bandymas įrengtas 1999 m.

Aleksandro Stulginskio universiteto Bandymų

stotyje.

Bandymo vietos dirvožemis – giliau

glėjiškas pasotintas palvažemis (Endohypogleyi-

Eutric Planosol).

Ariamo horizonto dirvožemis silpnai

šarminis – pH – 7,2-7,4, humuso kiekis vidutinis

– 28,6 g kg-1, vidutinis kalingumas – 134 mg kg-1

ir didelis fosforingumas – 266 mg kg-1.

Bandymas įrengtas laukelių skaidymo metodu, 4 pakartojimais, iš viso 48 laukeliai. Laukelių dydis:

pradinis - 102 m2 (6m x 17m), apskaitomasis – 30 m2 (15m x 2,0 m).

Bandyme žemės ūkio augalai kaityti tokia tvarka: žieminiai kviečiai, miežiai, vasariniai rapsai.



7 7

EKSPERIMENTO VARIANTAI

A veiksnys: Šiaudų įterpimas:

1. Šiaudai pašalinti (-Š)

2. Šiaudai susmulkinti ir paskleisti (+Š)

B veiksnys: Žemės dirbimo sistemos:

1. Įprastas gilus arimas 23 – 25 cm gyliu rudenį (GA) (kontrolė),

2. Seklus arimas 10 – 12 cm gyliu rudenį (SA),

3. Seklus purenimas kultivatoriumi strėliniais noragėliais ir

lėkštiniais padargais 8 – 10 cm gyliu rudenį (KL),

4. Seklus purenimas rotoriniu kultivatoriumi 5 - 6 cm gyliu (RK),

5. Seklus žaliosios trąšos įterpimas rotoriniu kultivatoriumi 5 – 6 cm

gyliu (ŽTRK),

6. Tiesioginė sėja į neįdirbtą dirvą (ND).



8 8

Vienoje bandymo dalyje šiaudai pašalinti (-Š), o kitoje dalyje – susmulkinti ir

paskleisti (+Š). Tiek fone be šiaudų, tiek fone su paskleistais šiaudais tirtos visos žemės

dirbimo sistemos. Sėta ražieninėmis sėjamosiomis.

Giliai arti tik pirmo varianto (GA) laukeliai, o antro varianto laukeliai – arti sekliai

(SA). Trečio varianto (KL) laukeliai po derliaus nuėmimo sekliai kultivuoti

kultivatoriumi plokščiapjūviais noragėliais ir lėkštiniais padargais 8 – 10 cm gyliu.

RK ir ŽTRK variantų laukeliai įdirbti tik rotoriniu kultivatoriumi prieš sėją. Po

javų nuėmimo ŽTRK laukeliuose sėtas tarpinis pasėlis – baltosios garstyčios žaliajai

trąšai. ND varianto laukeliuose dirva neįdirbta nei rudenį, nei pavasarį, sėta tiesiai į

ražienas.

Organinės anglies tyrimai vykdyti 2011 ir 2013 metais.

Dirvožemio mikrobiotos gausumo tyrimai atlikti 2013 metais (LAMMC Miškų institute).

EKSPERIMENTO ĮRENGIMAS IR TYRIMŲ VYKDYMAS



9

Parodomasis bandymas ūkininkės Onos Varnienės ūkyje. Klovainiai, Klovainių sen. Pakruojo raj.

9 9



10

EKSPERIMENTO VARIANTAI

A veiksnys:

1. Tarpiniai pasėliai (baltoji garstyčia)

2. Be tarpinių pasėlių

B veiksnys: Žemės dirbimo sistemos:

1. N kompensacinis tręšimas,

2. Be jokių priemonių (kontrolė),

3. Biologiniai preparatai Azofitas ir Amalgerolis



11 11

TYRIMŲ REZULTATAI

Žemės dirbimo intensyvumo ir šiaudų įterpimo įtaka

organinės anglies koncentracijai dirvožemyje 2003 m.

B – be šiaudų , Š – šiaudai susmulkinti ir paskleisti, GA – giliai arta, SA – sekliai arta, KL – sekliai purenta

kultivatoriumi plokščiapjūviais noragėliais ir lėkštėmis rudenį, RK – sekliai purenta rotoriniu kultivatoriumi pavasarį,

ŽTRK – žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi pavasarį, NT – neįdirbta dirva, tiesioginė sėja.

Tikimybės lygiai: * - P ≤ 0.05 > 0.01; ** - P ≤ 0.01 > 0.001; *** - P ≤ 0.001.



12 12

Žemės dirbimo intensyvumo ir šiaudų įterpimo įtaka organinės

anglies kiekiui 0-15 cm ir 15-25 cm armens sluoksniuose 2003 m.

B – be šiaudų , Š – šiaudai susmulkinti ir paskleisti, GA – giliai arta, SA – sekliai arta, KL – sekliai purenta

kultivatoriumi plokščiapjūviais noragėliais ir lėkštėmis rudenį , RK – sekliai purenta rotoriniu kultivatoriumi

pavasarį, ŽTRK – žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi pavasarį, NT – neįdirbta dirva, tiesioginė sėja.


1,58 1,561,34

1,481,51,63

**

1,88*

1,67

*

1,73

1,37

**

1,791,751,62

1,3 1,421,47

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

B Š GA SA KL RK ŽTRK ND

Org

an

inė C

, %

0-15 cm 15-25 cm



13 13

Žemės dirbimo intensyvumo ir šiaudų įterpimo įtaka

organinės anglies kiekiui 0-10 cm ir 10-20 cm armens sluoksniuose 2011 m.

-Š – be šiaudų , +Š – šiaudai susmulkinti ir paskleisti, GA – giliai arta, SA – sekliai arta, KL – sekliai purenta

kultivatoriumi strėliniais noragėliais ir lėkštiniais padargais rudenį , RK – sekliai purenta rotoriniu kultivatoriumi

pavasarį, ŽTRK – žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi pavasarį, ND – neįdirbta dirva, tiesioginė sėja.




14 14

Žemės dirbimo intensyvumo ir šiaudų įterpimo įtaka organinės anglies

kiekiui dirvožemyje 2013 m. (14 metų nuo tyrimų pradžios, vasariniai rapsai)







15

Žemės dirbimo intensyvumo ir šiaudų įterpimo įtaka organinės anglies

sankaupoms dirvožemyje 2013 m. (14 metų nuo tyrimų pradžios, vasariniai rapsai)







16

Suminis dirvožemio mikrobiotos gausumas (mln. g-1 SD)

vasarinių rapsų pasėliuose 2013 m.

0,82 A

2,64 D

2,02 C

0,98 A0,90 A

1,27 B

0,67 b

1,58 d

1,04 c

0,48 a0,46 a 0,64 ab

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

GA SA KL RK ŽTRK ND

0-10 cm 10-20 cm

GA – giliai arta, SA – sekliai arta, KL – sekliai purenta kultivatoriumi strėliniais noragėliais ir lėkštiniais padargais rudenį ,

RK – sekliai purenta rotoriniu kultivatoriumi pavasarį, ŽTRK – žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi pavasarį, ND –

neįdirbta dirva, tiesioginė sėja.

Statistiškai patikimai (p<0,05) skirtingos reikšmės tirtame dirvožemyje: 0-10 cm gylyje pažymėtos didžiosiomis raidėmis,

10-20 cm gylyje - mažosiomis.

mln. g-1



17

Neariminio žemės dirbimo, šiaudų ir žaliosios trąšos įterpimo poveikis dirvožemio organinės anglies kiekiui skirtinguose armens gyliuose, 2011 ir 2013 m.

17

2011 Žieminiai kviečiai 2013 Miežiai

1

19.2 2

1.5

**

16.5

16.5 17.7

20.6

*

21.8

**

22.1

**

19.1

17.8 19.3

22.8

* 25.1

**

24.7

**

0

5

10

15

20

25

30

R S

CP

SP

SL

SR

GM

R

NT

CP

SP

SL

SR

GM

R

NT

Dir

vože

mio

org

anin

ė a

ngl

is g

kg

-1

Be šiaudų Su šiaudais

0-20 cm

20

.5 22

.4

17

.5

17

.6

19

.9 21

.3 23

.4*

23

.2*

19

.6

19

.1 20

.3

24

.0 25

.4*

26

.0*

0

5

10

15

20

25

30

R S

CP

SP

SL

SR

GM

R

NT

CP

SP

SL

SR

GM

R

NT

Dir

vože

mio

org

anin

ė an

glis

kg

-1

Be šiaudų Su šiaudais

0-20 cm

20

.2

22

.9**

17

.9

17

.7 19

.5

23

.8**

*

25

.4**

*

25

.2**

*

18

.3

20

.0

17

.8

16

.6

17

.5 19

.6 21

.6*

21

.6*

0

5

10

15

20

25

30

R S

CP

SP

SL

SR

GM

R

NT

Dir

vože

mio

org

anin

ė an

glis

g k

g-1

0-10 cm 10-20 cm

21

.3

23

.9*

18

.8

18

.7

21

.3

24

.1** 26

.4**

*

26

.4**

*

19

.6 20

.9

18

.3

18

.0

18

.9

21

.2 22

.4*

22

.9*

0

5

10

15

20

25

30

R S

CP

SP

SL

SR

GM

R

NT

Dir

vože

mio

org

anin

ė an

glis

g k

g-1

0-10 cm 10-20 cm

R – be šiaudų, S – šiaudai susmulkinti

ir paskleisti, CP – giliai arta, SP – sekliai arta, SL – sekliai purenta kultivatoriumi strėliniais noragėliais ir lėkštiniais padargais rudenį, SR – sekliai purenta rotoriniu kultivatoriumi pieš sėją, GMR – žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi prieš sėją, NT – neįdirbta dirva, tiesioginė sėja. Tikimybės lygiai: * - P ≤ 0,05 > 0,01; ** - P ≤ 0,01 > 0,001; *** - P ≤ 0,001.



18

Neariminio žemės dirbimo, šiaudų ir žaliosios trąšos įterpimo poveikis žieminių kviečių derliui

18

7,7

9

8,4

0**

7,9

7

7,7

8

7,8

0

8,0

0 8,7

8*

8,2

5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-Š +Š GA SA KL RK ŽTRK ND

de

rlin

gum

as

t h

a-1

-Š – be šiaudų, +Š – šiaudai susmulkinti ir paskleisti, GA – giliai arta, SA – sekliai arta, KL – sekliai purenta kultivatoriumi strėliniais noragėliais ir lėkštiniais padargais rudenį, RK – sekliai purenta rotoriniu kultivatoriumi pieš sėją, ŽTRK – žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi prieš sėją, ND – neįdirbta dirva, tiesioginė sėja.

Tikimybės lygiai: * - P ≤ 0,05 > 0,01; ** - P ≤ 0,01 > 0,001.



19

• Pastovus tręšimas šiaudais dirvožemio organinės anglies kiekį didina 9,3 ir 12,0 %, palyginus su dirva be šiaudų. Mažiausio intensyvumo žemės dirbimo sistemos be rudeninio dirbimo (seklus ražienų įterpimas prieš sėją, seklus baltųjų garstyčių tarpinio pasėlio įterpimas prieš sėją, tiesioginė sėja į neįdirbtą ražieną), palyginus su tradiciniu arimu, dirvožemio organinės anglies kiekį didina nuo 19,4 iki 33,9 %. Pagerėja ir dirvožemio kokybė, nes dirvožemio organinės anglies kiekis 0−10 cm sluoksnyje, palyginus su 10−20 cm sluoksniu, padidėja nuo 14 iki 21 %.

• Žieminių kviečių derlingumas buvo esmingai didesnis dirvoje su paskleistais šiaudais. Lyginant su dirva be šiaudų gautas 0,6 t/ha derliaus priedas. Žalioji trąša įterpta rotoriniu kultivatoriumi prieš sėją (ŽTRK), palyginus su giliu arimu, padidino žieminių kviečių derlingumą 10,2 %. Kitos žemės dirbimo sistemos kviečių derliui esminės įtakos neturėjo.



20

• Ilgalaikis žemės dirbimo intensyvumo sumažinimas ir augalinių

liekanų panaudojimas didina organinės anglies sankaupas

dirvožemyje. ŽTRK ir ND tiek be šiaudų, tiek paskleidžiant šiaudus

dirvos paviršiuje esmingai didino (21,3-41,8 %) organinės anglies kiekį

dirvožemyje. RK organinės anglies kiekį didino, tačiau gilesniuose (10-

20) sluoksniuose esminė įtaka nenustatyta. Ilgalaikis šiaudų įterpimas

(S), palyginus su laukeliais be šiaudų (-S), yra reikšmingas anglies

išteklius ir didina organinės anglies kiekį dirvožemyje 9,3-12,0 %, ypač

viršutiniame 0-10 cm ariamojo horizonto sluoksnyje.

• ŽTRK ir ND esmingai didino (20,9-41,9 %) organinės anglies

sankaupas dirvožemyje paskleidus šiaudus ir be šiaudų, lyginant su

giliuoju arimu.

• RK ir ŽTRK esmingai didino (iki net 3 kartų) dirvožemio

mikroorganizmų suminį gausumą. Tačiau, tik seklus purenimas

kultivatoriumi strėliniais noragėliais ir lėkštiniais padargais rudenį ir

tiesioginė sėja į neįdirbtą dirvą įtakojo patikimą dirvožemio

mikromicetų gausumo didėjimą .



21

Dirvožemio organinė anglis armenyje vasarinių miežių pasėlyje.

Klovainiai, 2014 m.

21 21

2,75 2,84

2,46

3,37 3,57

3,06

2,33 2,11

1,88

2,38

2,82

2,30

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

ŽNŠ ŽŠ ŽBŠ ŠN Š ŠB

Dir

vo

žem

io o

rga

nin

ė a

ng

lis

%

Tręšimo variantai

0-10 cm 10-20 cm

ŽNŠ–baltoji garstyčia žaliajai trąšai, kompensacinis azotas ir paskleisti šiaudai, ŽŠ – baltoji garstyčia žaliajai

trąšai ir paskleisti šiaudai, ŽBŠ – baltoji garstyčia žaliajai trąšai, biologiniai preparatai ir paskleisti šiaudai,

ŠN – paskleisti šiaudai ir kompensacinis azotas, Š– paskleisti šiaudai ŠB – paskleisti šiaudai ir biologiniai

preparatai.



22

Judriosios humuso medžiagos armenyje vasarinių miežių

pasėlyje. Klovainiai, 2014 m.

22 22

0,500

0,536

0,455

0,634

0,737

0,599

0,353

0,315 0,307

0,403

0,526

0,404

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

ŽNŠ ŽŠ ŽBŠ ŠN Š ŠB

Ju

dri

osi

os

hu

mu

so m

edži

ag

os

%

Tręšimo variantas

0-10 cm 10-20 cm

ŽNŠ–baltoji garstyčia žaliajai trąšai, kompensacinis azotas ir paskleisti šiaudai, ŽŠ – baltoji garstyčia žaliajai trąšai

ir paskleisti šiaudai, ŽBŠ – baltoji garstyčia žaliajai trąšai, biologiniai preparatai ir paskleisti šiaudai, ŠN –

paskleisti šiaudai ir kompensacinis azotas, Š– paskleisti šiaudai ŠB – paskleisti šiaudai ir biologiniai preparatai.



23 23 23

Suminis dirvožemio mikrobiotos gausumas armenyje vasarinių

miežių pasėlyje. Klovainiai, 2014 m.

ŽNŠ–baltoji garstyčia žaliajai trąšai, kompensacinis azotas ir paskleisti šiaudai, ŽŠ – baltoji garstyčia žaliajai

trąšai ir paskleisti šiaudai, ŽBŠ – baltoji garstyčia žaliajai trąšai, biologiniai preparatai ir paskleisti šiaudai, ŠN –

paskleisti šiaudai ir kompensacinis azotas, Š– paskleisti šiaudai ŠB – paskleisti šiaudai ir biologiniai preparatai.

24

“The nation that destroys its soil destroys itself”

- Franklin D. Roosevelt (1937)

humuso stabilizavimas irldd.asu.lt/doc/zemdirbio vasara 2015 pranesimai/doc. dr. j. aleinikoviene ir...

Documents