, .
cloudy 10.2℃
Vārda dienu svin: Armands, Armanda

Augu barības elementu bilance – tās iespējamais pielietojums modernajā lauksaimniecībā

Aldis Kārkliņš , 01-02-2021
Augu barības elementu bilance –  tās iespējamais pielietojums modernajā lauksaimniecībā

Vajadzība pēc kvalitatīvas, lētas un daudzpusīgas pārtikas arvien palielinās. Lauksaimniekiem tāda ir jāsaražo, turklāt izmantojot metodes, kuras ir videi drošas un sabiedrībai pieņemamas. Idejas, kā to paveikt ir dažādas, tāpat arī tehnoloģiskās iespējas. Tāpēc ir nepieciešami noteikti kritēriji, kurus varētu pielietot, lai izvērtētu esošās vai plānotās lauksaimnieciskās prakses atbilstību mūsdienu jau salīdzinoši stingrajiem darbības noteikumiem. Viens no tādiem varētu būt arī augu barības elementu budžeta un bilances aprēķins.

Kultūraugiem, tāpat kā jebkuram dzīvajam organismam, augšanai un attīstībai ir nepieciešamas konkrētas barības vielas – ūdens, oglekļa dioksīds un noteikti ķīmiskie elementi, tā sauktie augu barības elementi. Ja ir vēlme iegūt lielāku ražu, kultūraugs labāk un pilnīgāk ar šīm barības vielām jāapgādā. Taču ir jāievēro arī samērība, jo arī kaut kas vienpusīgs, nesabalansēts vai pārmērīgs nenāks par labu kultūraugam. Otrs aspekts ir vide. Atsevišķi augu barības elementi, sevišķi slāpeklis un fosfors, kas tiek ienests augsnē ar mēslojumu, taču netiek izmantots kultūraugiem, var nonākt atmosfērā, pazemes vai virszemes ūdeņos un radīt nelabvēlīgas blakus parādības. Lai tas nenotiktu, kultūraugu mēslošanā stingri ir jāievēro princips – ar iespējami mazāku šos elementus saturošo mēslošanas līdzekļu lietošanu panākt iespējami lielāku kultūraugu ražu. Tad pielietotais mēslojums tiks iespējami pilnīgāk izmantots, bet tā elementu nekontrolēta nonākšana vidē būs minimāla jeb pārfrazējot – mēslošanas lietderības koeficients būs augstāks. Taču, tāpat kā citviet dabā, mēslojuma izmantošanās nekad nebūs absolūta jeb 100 %, tomēr par tā kāpināšanu ir jārūpējas nepārtraukti. Kā to paveikt, metodes ir vairākas. Viena no tām – augu barības elementu budžeta izveidošana un bilances aprēķins.

Nelielam salīdzinājumam, kā mēs rūpējamies par savām naudas lietām jeb pārvaldām finanšu plūsmu. Viens no veidiem – izveidojam budžetu, t.i., ieņēmumu un izdevumu plānu kādam noteiktam laika posmam, darbam, pasākumam vai funkcijai. Savstarpēji salīdzinot budžeta divas daļas (aktīvus ar pasīviem), iegūstam bilanci. Vai līdzīgi nevarētu rīkoties ar mūs interesējošiem barības elementiem, piemēram, slāpekli un fosforu? Noteiktam laika periodam, piemēram, kalendāram gadam, uzskaitīt visus avotus, kā augsnē ir nonākuši šie augu barības elementi un kā tie augsni ir atstājuši. Uzskaites vienība šādam aprēķinam var būt kāds konkrēts saimniecības lauks, lauksaimniecībā izmantojamā zeme, pati saimniecība kopumā, iekļaujot gan augkopības, gan lopkopības nozares, valsts vai pat noteikts reģions, piemēram, Eiropas Savienība. Gala rezultātā veidosies bilance, kura būs pozitīva (ienests vairāk nekā iznests) vai negatīva (barības elementi iznesti vairāk nekā ienesti, tātad ir izmantoti iepriekš izveidotie krājumi). Iegūtie rezultāti ļaus izdarīt virkni svarīgu secinājumu: kāda ir bijusi mēslošanas līdzekļu lietošanas prakse, cik efektīvi ir izmantots lietotais mēslojums, kā mainās augsnes auglība (krājumi palielinājušies vai samazinājušies), kādi ir bijuši vides riski u.c.

Augu barības elementu budžeta vai bilances sastādīšana nav nekas jauns. Jau tālajos 19. gs. 30. gados agroķīmijas zinātnes pamatlicēji Ž. Busengo un J. Lībigs izmantoja šo metodi, lai pētītu augu barošanās likumsakarības un pamatotu mēslošanas vajadzību. Turklāt Busengo uzsvēra, ka augu barības elementu attiecība un bilance augsnes – augu sistēmās ir nozīmīgāka kopsakarību izpratnei nekā tikai šo elementu koncentrācijas vērtēšana augsnē vai augos pati par sevi.

Laika gaitā šī metode ir pielietota gan agroķīmijas teorētisko jautājumu skaidrošanā, gan arī tīri praktiskas ievirzes aprēķinos, piemēram, mēslošanas normu noteikšanai. Budžeta un bilances izveidošanas princips ir universāls; savstarpēji salīdzināt divus aspektus – interesējošā barības elementa ienesi ar tā iznesi, tad vērot iegūto rezultātu. Taču praktiski to var veikt atšķirīgi, tādējādi veidojas vairākas bilances aprēķina metodes.

Kas veido atšķirības un kāpēc tādas ir nepieciešamas? Galvenokārt to nosaka aprēķina pielietošanas mērķis, kā arī pieejamās sākotnējās informācijas apjoms un kvalitāte. Pielietošanas mērķis, piemēram, var būt augu barības elementu vajadzības noteikšana, audzējot augus kontrolētos apstākļos, tāpēc tiek uzskaitīta šī elementa ienese augsnē vai substrātā un iznese ar novākto ražu. Savukārt, vērtējot ne tikai kultūrauga nodrošinājumu ar barības elementiem, bet arī vides riskus, tiek uzskaitīti arī šī elementa iespējamie zudumi no augu sakņu zonas, lauka vai pat saimniecības kopumā.

Teorētiski ir zināms, kā noteikts ķīmisks elements nonāk un uzvedas augsnē, kā notiek tā iekļaušanās augu biomasas sastāvā, kā tas no augsnes vai auga var pazust u.tml. Taču, veidojot budžetu, visas parādības ir jāizsaka kvantitatīvi, t.i., skaitļu formā. Piemēram, slāpeklis augsnē nonāk arī no atmosfēras ar nokrišņu palīdzību, bet no augsnes tas emitē atmosfērā noteiktu gāzveida savienojumu veidā. Tātad gada laikā notiek gan slāpekļa ienese augsnē, kas nav saistīta ar cilvēka tiešu darbību, gan arī iznese, kas savukārt nav saistīta ar kultūrauga barošanās procesu. Kāda ir starpība un ar kādu zīmi – pozitīvu vai negatīvu? Zinātnieki mērījumus ik pa laikam veic, taču tas notiek konkrētās pētījumu vietās, un iegūtie rezultāti ir svārstīgi. Tāpēc, sastādot slāpekļa budžetu konkrētam laukam vai saimniecībai, pastāv zināmas šaubas, kādu lielumu piemērot, jo tiešus mērījumus šajā vietā un laikā izdarīt nav iespējams, un varbūt vispār šos budžeta posteņus ignorēt. Dažkārt tā dara, dažkārt tomēr tiek veiktas aplēses gan vienam, gan arī otram no iepriekšminētajiem rādītājiem. Tāpēc arī veidojas atšķirības pielietotajās metodēs un aprēķinu rezultātos.

Viens no vienkāršākajiem slāpekļa, fosfora un kālija bilances pielietojuma piemēriem ir šāds: mēslojuma normu nosaka atbilstoši konkrēta augu barības elementa iznesei ar plānoto ražu, pielietojot noteiktus korekcijas koeficientus. Vai arī kultūraugu mēslojuma vajadzības tabulā tiek norādīts, vai rekomendētā mēslojuma norma vēlamajam ražas līmenim veidos pozitīvu (situācijās, kad barības elementa daudzums augsnē ir zems vai ļoti zems) vai arī negatīvu bilanci (ja barības elementa daudzums augsnē ir ļoti augsts). Tādā veidā ar rekomendētajām mēslošanas normām cenšas pakāpeniski izlīdzināt augsnes auglības rādītājus.

Aktualizējoties jautājumam par cilvēka darbības kopumā, tajā skaitā lauksaimniecības ietekmi uz vidi, rodas nepieciešamība stingrāk kontrolēt augu barības elementu plūsmas lauksaimniecībā, sevišķi intensīvas ražošanas apstākļos. Tāpēc arī vairākās valstīs, piemēram, Dānijā un Vācijā, augu barības elementu (vismaz slāpekļa un fosfora) budžeta reģistrācija ir obligāts pasākums jebkurai saimniecībai, kas izmanto mēslošanas līdzekļus – organiskos vai minerālmēslus. Pārējās valstīs šādas uzskaites veikšana tiek uzskatīta par vienu no labas lauksaimniecības prakses izpausmēm un tiek silti ieteikta.

Neskatoties uz administratīvajiem pamudinājumiem, augu barības elementu bilancei ir arī svarīga loma mēslošanas līdzekļu racionālā pielietojumā un augsnes auglības stāvokļa kontrolē, kas ir jebkura zemkopja interesēs. Šis rādītājs, kas iegūts, uzskaitot augsnē ienesto un no turienes iznesto barības elementu daudzumu, ļauj spriest par augu apgādi ar tiem kārtējā audzēšanas periodā. Barības elementu iztrūkums, pārbagātība, nesabalansētība, iespējamās augsnes krājumu izmaiņas – tā ir daļa no atziņām, kuras var gūt, analizējot iegūtos rezultātus. Tāpēc augu barības elementu budžeta sastādīšana varētu būt kā sastāvdaļa gan mēslošanas plānošanā (plānotais budžets), gan arī lauka vēstures uzskaitē (realizētais budžets). Tas viss kopā: mēslošanas plāns, augu barības elementu budžets un lauku vēsture veidos gudras (viedas) augkopības pamatu un būs priekšnoteikums precīzai lauksaimniecībai.

Taču augu barības elementu budžets ir nepieciešams arī lauksaimniecības darbības vērtējumam jau citā, daudz plašākā mērogā. Šajā gadījumā interesi par to izrāda starptautiskās organizācijas, kuras pārrauga un koordinē lauksaimniecības darbības, mēģina tās sabalansēt ar vides aspektiem. Atrast kompromisu starp divām mūsdienu cilvēces aktualitātēm, nepieciešamību palielināt zemas pašizmaksas pārtikas produkcijas daudzumu un mazināt lauksaimniecības ietekmi vidē. Mēslošanas līdzekļu lietošanai, gan organisko, gan arī minerālo, šeit ir liela loma, gan vienā, gan arī otrā aspektā. Tātad bilance paliek kā tādi svaru kausi, kuriem jāparāda, uz kuru pusi sveras realizētā (vai plānotā) lauksaimniecības prakse – vai uz augu barības elementu nepietiekamību, augsnes resursu pakāpenisku noplicināšanu un tādējādi arī uz ražošanas kritumu, vai arī otrādi – uz pārmērīgu to lietojumu un tātad vides risku palielināšanu. Tāpēc tādas organizācijas kā FAO, Eurostat, OECD un HELCOM šos rādītājus izmanto dalībvalstu (un arī citu valstu) lauksaimniecības efektivitātes un drošuma vērtēšanā. Savukārt Eiropas Savienība – Kopējās lauksaimniecības politikas realizācijai.

Eiropas Statistikas sistēma 2017. gada 16. novembrī ir noslēgusi vienošanos ar ES dalībvalstīm par vienota formāta slāpekļa un fosfora kopējās bilances aprēķinu ikgadēju veikšanu katrai dalībvalstij. Vienošanās paredz, ka aprēķins ir jāveic ik gadus, sākot retrospektīvi vismaz ar 2000. gadu un izmantojot vienotu metodiku. Aprēķinos izmantotiem koeficientiem ir jābūt zinātniski pamatotiem un harmonizētiem nacionālā mērogā, kā arī tādiem, ko izmanto citu starptautisko pārskatu veidošanā, kā, piemēram, Siltumnīcefekta veidojošo gāzu emisiju monitoringa ietvaros vai arī Amonjaka emisiju uzskaitei lauksaimniecībā, kas Latvijā jau tiek īstenotas vairākus gadus. Augu barības elementu budžets ir jāveido valsts mērogā (ja vēlas, to var darīt arī atsevišķi pa valsts reģioniem) un vismaz slāpeklim un fosforam.

Slāpeklis un fosfors ir izvirzīts prioritārā sarakstā tāpēc, ka tieši šie ķīmiskie elementi, bez kuriem nevar pastāvēt neviens dzīvais organisms, rada vislielākos vides riskus, ja nekontrolēti nonāk vidē. Vides piesārņošana ar šiem elementiem notiek ne tikai no lauksaimniecības, lai gan šai tautsaimniecības nozarei, protams, te ir sava loma. Aprēķini saistībā ar augsnes auglību un mēslošanu ir vēlami arī attiecībā uz citiem augu barības elementiem, piemēram, kāliju, magniju, sēru u.tml., un tos var veikt analoģiski kā jau iepriekšminētajiem slāpeklim un fosforam.

Pamatojoties uz šo kopējo ES vienošanos, Latvijas Centrālā statistikas pārvalde uzsāka atbilstošu slāpekļa un fosfora budžeta un bilances sastādīšanu visam pārskata periodam no 2000. gada līdz mūsdienām. 2018. gads tika izvēlēts kā gads, kad tiek pārbaudīta metodoloģija, izvērtēti piemērojamie koeficienti, veikta datu analīze un saskaņošana ar citām programmām, piemēram, Siltumnīcefekta veidojošo gāzu emisiju monitorings un Amonjaka emisiju uzskaite lauksaimniecībā.

Kopējā bilance bija pozitīva gan slāpeklim, gan arī fosforam. Slāpeklim pozitīva tā ir arī tad, ja atrēķina to daļu, kas, domājams, aizplūst atmosfērā kā amonjaks vai arī slāpekļa oksīdi. Emisijas galvenokārt notiek, izgaistot amonjakam no kūtsmēsliem dzīvnieku novietnēs, mēslu krātuvēs, transportēšanas un izkliedes laikā, no augsnē neiestrādātiem mēsliem, arī nedaudz no augsnes. Tāpat amonjaks rodas, sadaloties urīnvielai (dabiskai vircā un sintētiskai minerālmēslos). Nedaudz amonjaks veidojas un arī daļēji pazūd, sadaloties augsnes organiskajai vielai, pēcpļaujas atliekām. Savukārt slāpekļa oksīdi veidojas denitrifikācijas procesā no jebkura slāpekli saturoša materiāla, kas nonāk augsnē.

Lai gan lopkopības apmēri Latvijā ir samazinājušies, joprojām tā vismaz teorētiski ir avots 25 % slāpekļa un 36 % fosfora, kas tiek izmantoti kultūraugu barības elementu nodrošināšanai (2. tab.). Šeit izteikti dominē no liellopiem uzkrātie kūtsmēsli (pieskaitot arī tos, kas paliek ganībās).

Minerālmēslu devums ir nedaudz virs 50 % gan slāpeklim, gan arī fosforam (3. tab.). Citi organiskie mēsli galvenokārt ir digestāts un notekūdeņu dūņas. Nedaudz arī dažādi komposti un pārtikas rūpniecības blakusprodukti vai atkritumprodukti.

Samērā daudz slāpekļa augsnē nonāk, mikroorganismiem to piesaistot no atmosfēras. Galvenokārt to nodrošina Latvijā ievērojami apjomīgās zālāju platības, gan aramzeme, gan arī pļavas un ganības. Kaut arī tiek rēķināts, ka šajos zālājos piesaiste ir tikai 10 kg N/ha gadā, kopējais daudzums ir ievērības cienīgs.

Depozīcija ar nokrišņiem – uzskata, ka tie ir 5.0 kg N/ha gadā, bet, ņemot vērā kopējo lauksaimniecības zemes platību Latvijā, kas ir 1938 tūkst. ha, kopējie apjomi nav mazi. Depozīciju uzskaitīt un interpretēt var dažādi. Augsnē atgriežas gan daļa no tā slāpekļa, kas jau ir emitējis no lauksaimniecības zemēm, gan arī tas, kas ar gaisa plūsmu ir atceļojis no citurienes (no pilsētām, transporta maģistrālēm, kaimiņvalstīm u.tml.) un tad ar nokrišņu palīdzību tiek nosēdināts uz augsnes.

Neliels daudzums slāpekļa un fosfora augsnē arī atgriežas ar sēklas un stādāmo materiālu.

Lai šos aprēķinus uztvertu labāk, rezultātus var izteikt uz hektāru zemes, kura atbilstoši statistikai ir iekļauta kategorijā – lauksaimniecībā izmantojamā jeb LIZ.

Slāpeklis un fosfors ir izteikti kā tīrvielas. Ja vēlamies to salīdzināt ar kaut ko praktiskāku, tad kopējā slāpekļa bilance būs ekvivalenta 80.6 kg amonija nitrāta, bet neto bilance (atskaitītas emisijas) – 60.9 kg šī mēslojuma. Te gan jāpiebilst, ka tas ir tikai prāta vingrinājums un tie bilances plusi galvenokārt būs veidojušies no citiem ieneses avotiem, ne no jau pieminētajiem minerālmēsliem.

Dažkārt, lai labāk izprastu iegūtos rezultātus, lieto jēdzienu – bilances intensitāte. To iegūst, dalot ienesi ar iznesi un pareizinot ar 100. Tādējādi labāk var redzēt pārpalikuma daļu no kopējās ieneses – izneses. Tātad 2018. gadā kopumā Latvijā tā slāpeklim sastādīja 164 %, bet, atskaitot emisijas, – 149 %. Šis rādītājs liecina par relatīvi zemu slāpekļa izmantošanos lauksaimniecībā. Savukārt fosforam bilances intensitāte bija 154 %.

Jautājums par to, kādai vajadzētu būt slāpekļa bilancei lauksaimniecībā, lai neradītu vides riskus, taču vienlaicīgi nodrošinātu intensīvu lauksaimniecisko ražošanu, ir aktuāls. Vairums pētnieku uzskata, ka slāpekļa bilances intensitātei vajadzētu atrasties robežās no 100 līdz 130 %. Ja par pamatu ņem slāpekļa neto bilanci, kas no agronomiskā viedokļa būtu loģiski, tad vidēji Latvijā tāda veidotos situācijā, kad slāpekļa ienese augsnē nepalielinās, bet vidējās iegūtās kultūraugu ražas ir vismaz par 20 % augstākas.

Salīdzinoši zemais kultūraugu ražas līmenis, kādu iegūst vidēji Latvijā, ir galvenais pozitīvās slāpekļa bilances iemesls (5. tab.). Daudzgadīgās zāles aramzemē, kā arī pļavas un ganības aizņem lielu LIZ platību, taču to produktivitāte (jeb arī uzskaitītā raža) ir zema. Parasti šajās platībās netiek lietoti slāpekļa (arī fosfora) mēslošanas līdzekļi, tās netiek pienācīgi koptas (neskaitot appļaušanu), taču slāpekļa bioloģiskā fiksācija un depozīcija veido zināmu šī augu barības elementa ienesi, kas tiek ņemta vērā aprēķinos. Acīmredzot tās nav potenciālās slāpekļa zudumu (izskalošanās, noskalošanās) platības, jo zālaugu veģetācija to ierobežo. Lielāku risku var radīt graudaugu un rapšu aizņemtās platības, jo parasti šie kultūraugi saņem salīdzinoši augstākas mēslojuma (organiskā, minerālā) devas, taču arī šiem kultūraugiem iegūtās ražas līmenis nav augsts.

Fosfora aprite augsnē būtiski atšķiras no slāpekļa aprites. Tā kā līdz ar fosfora saistīšanos augsnē ievērojami pavājinās augu spējas uzņemt to no augsnes, tiek uzskatīts, ka bilances intensitātei vajadzētu būt robežās no 160 līdz 200 %.

Vēlamā fosfora bilances intensitāte lielā mērā ir atkarīga no fosfora nodrošinājuma augsnē. Ja tas ir mazāks (ļoti zema vai zema nodrošinājuma grupa), tad intensitātei vajadzētu būt augstākai (absolūtie skaitļi lielāki). Savukārt, ja fosfora nodrošinājums ir vidējs, augsts vai ļoti augsts, bilances intensitāte samazinās. Bilances intensitātes negatīvā vērtība varētu būt attaisnojama tikai pie ļoti augsta nodrošinājuma.

Projekta gaitā tika adaptēta vienotā ES metodika slāpekļa un fosfora kopējā budžeta sastādīšanai lauksaimniecībā. Kāda varētu būt šī pasākuma praktiskā nozīme lauksaimniekam? Veidojot aprēķiniem nepieciešamos koeficientus, atbilstoši pašreizējam zināšanu līmenim tos pamatojot, savstarpēji saskaņojot ar citām monitoringa programmām un publicējot, ir radīts pamats, ka šādu budžeta sastādīšanu un bilances aprēķinu var veikt un izmantot savas saimniecības darbības vērtējumā jebkurš interesents. Metodi, kā tehniski vienkāršot aprēķinus, kā iegūtos rezultātus padarīt uzskatāmākus un kā tos izmantot kā lēmumu atbalsta sistēmu, var piemeklēt katrs pēc savām vēlmēm.

Varbūt rodas jautājums, vai tas nav pārlieku sarežģīts pasākums. Manuprāt nē. Jebkura budžeta veidošanas pamats ir sakārtotas informācijas pieejamība. Tātad, ja saimniekošana nenotiek haotiski, bet ir balstīta uz elementāru darbību plānošanu un arī lauku vēstures datu reģistrāciju, tad pārējais ir tīri tehniska lieta. Protams, iegūtie rezultāti ir prasmīgi jāpielieto. Gan īstermiņa lēmumu pieņemšanā un darbību realizācijā, gan arī ilgtermiņa stratēģijas izveidē. Piemēram, cenšoties saprast, vai noteiktus kultūraugus sistemātiski nepārmēslo, citu vajadzības netiek ignorētas, kāda ir atsevišķu augu barības elementu sabalansētība saimniecībā u.tml.

Pētījums veikts projekta Augu barības vielu bilances (GNB) aprēķins saskaņā ar ESS vienošanos par barības vielu budžetiem atbilstoši Latvijas situācijai (Latvijas Centrālā statistikas pārvalde)ietvaros.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Komentāri


Jūsu komentārs

Iesakām izlasīt Skatīt vairāk
Konvencionālo slaukšanas iekārtu starpdezinfekcijas sistēmas
Konvencionālo slaukšanas iekārtu starpdezinfekcijas sistēmas

Pierasts, ka visas automātiskās slaukšanas iekārtas ir aprīkotas ar automāt...

Izaicinājumi slaukšanas zālē: pupu mazgāšanas un tesmeņa atrietināšanas sistēmu izmantošana
Izaicinājumi slaukšanas zālē: pupu mazgāšanas un tesmeņa atrietināšanas sistēmu izmantošana

Šajā rakstā gribu pastāstīt par izaicinājumiem, ar kādiem sastopas piena ra...

100 kilogrami eksotikas
100 kilogrami eksotikas

Strausu fermā Mazzariņi, kas atrodas Glūdas pagastā starp Jelgavu un Dobeli...

Mūsu pēdu veselība
Mūsu pēdu veselība

Ziema un tumšais laiks ir atkāpies. Fiziskās aktivitātes un slodzes pieaug....