Saimnieks LV / 2024.gads (Decembris)

Tauriņziežu spēcīgajai sakņu sistēmai, kas iesniedzas dziļi zemē, un unikālajai spējai ar gumiņbaktēriju palīdzību simbiotiski saistīt atmosfēras slāpekli ir liela nozīme augsnes bioloģisko procesu norisēs. Tauriņzieži paaugstina augsnes auglību – uzlabojas tās struktūra, pieaug organiskās vielas saturs un augsne bagātinās ar slāpekli. Līdz ar to vairs nav tik liela vajadzība pēc rūpnieciski ražotiem minerālmēsliem. Tātad tauriņziežu lietojums ļauj gan ieekonomēt, gan ievērot ekoloģiskos aspektus. Ne velti tos ļoti bieži izvēlas zaļmēslojumam un starpkultūru maisījumos.

Pētījumu dati rāda, ka tauriņziežos var būt daudz saistītā slāpekļa. Tas variē ļoti plašās robežās un ir atkarīgs no vairākiem faktoriem, to skaitā sugas, augšanas apstākļiem, sezonas u.c. Taču – jo lielāka virszemes biomasa, jo lielāka sakņu masa un arī kopējais akumulētā slāpekļa daudzums. Tauriņziežu saknēs jeb pazemes biomasā uzkrātā slāpekļa daudzums pākšaugiem svārstās ap 10 %, bet daudzgadīgajiem tauriņziežiem tas var sasniegt līdz pat 60 % no kopējā saistītā slāpekļa daudzuma. Precīzus datus iegūt grūti, jo saknes atmirst un sadalās pakāpeniski.

Nereti valda uzskats, ka bioloģiski saistītais slāpeklis ir videi absolūti nekaitīgs un tam ir pilnīgi atšķirīga iedarbība nekā mēslošanā izmantotajiem minerālmēsliem. Tomēr arī bioloģiski saistītais slāpeklis var nodarīt būtisku kaitējumu videi, ja tiek ignorēti daži pamatnoteikumi. Lai gūtu priekšstatu, kas notiek ar augsnē esošajām un tauriņziežu biomasā saistītajām slāpekļa rezervēm, nedaudz ielūkosimies augsnes sarežģīto mikrobioloģisko procesu norisēs. 

Pēc tauriņziežu iestrādes augsnē nonāk gan virszemes, gan apakšzemes biomasā akumulētais slāpeklis, kā arī dažādi organiskie savienojumi. Mineralizācijas rezultātā augsne bagātinās ar slāpekli, kuru ideālā variantā izmanto pēcaugi ražas veidošanai. Ja augsnes virskārta nav nosegta ar veģetāciju un tūlīt pēc biomasas iestrādes netiek sēts nākamais kultūraugs, tad pastāv risks, ka liela daļa atbrīvotā slāpekļa pazudīs no augsnes vai nu emisiju, vai izskalošanās rezultātā. Jāatceras, ka slāpeklis ir ļoti kustīgs elements un augu barošanās procesā neizmantoto nitrātu jonu spējas saistīties augsnē ir niecīgas. Ar lejupejošo ūdens plūsmu nitrātu joni nonāk drenu notecē vai pārvietojas uz pazemes ūdeņiem. Izskalošanās risks sevišķi paaugstinās nokrišņiem bagātās sezonās, viegla granulometriskā sastāva augsnēs un vietās ar augstu gruntsūdens līmeni. Un tad vairs nav nozīmes tam, vai slāpekļa pārbagātība augsnē radusies pārmērīgas N minerālmēslu lietošanas, organisko mēslu izmantošanas vai arī straujas bioloģiski saistītā slāpekļa mineralizācijas dēļ. 

Zirņi starpkultūras maisījumā.

Augu biomasā saistītais slāpeklis un citi augu barības elementi pēcaugam kļūst pieejami tikai pēc biomasas mineralizācijas. Biomasas mineralizācijas procesi visstraujāk norisinās, ja tā ir iestrādāta augsnē. Ja augu masa atrodas augsnes virspusē un tā ir sažuvusi, tad biomasas sadalīšanās praktiski nenotiek un no tās pakāpeniski izdalās amonjaks. Slāpekļa zudumi emisiju veidā var sasniegt pat 20 % no kopējā slāpekļa daudzuma. Lai izvairītos no slāpekļa emisijām, nopļautā augu masa jāiestrādā augsnē pēc iespējas ātrāk.

Mineralizācijas ātrums atkarīgs no augu materiāla ķīmiskā sastāva. Liela nozīme ir gan augu sugai, gan attīstības fāzei – jo augs vairāk nobriedis, jo tajā augstāks lignīna saturs un biomasas mineralizācija norisinās lēnāk. Sadalīšanās kļūst apgrūtināta, ja lignīna saturs pārsniedz 15 % no sausnes masas. Tauriņziežos tas parasti ir zem 10–15 %, tāpēc augsnē iestrādāta tauriņziežu biomasa sadalās salīdzinoši strauji. 

Svarīga ir arī oglekļa un slāpekļa (C/N) attiecība. Labāk mineralizējas augi, kuriem ir augstāks kopslāpekļa saturs un zemāka C/N attiecība. Vairums mikroorganismu visaktīvāk darbojas, ja C/N attiecība ir <25. Iestrādājot svaigu augu biomasu, C/N attiecība parasti ir pietiekami zema un mineralizācijas procesi norisinās diezgan strauji.

Viegla granulometriskā sastāva augsnēs pastāv palielināts izskalošanās risks, tādēļ jādara viss iespējamais, lai iestrādātās biomasas mineralizācija būtu pieskaņota augu slāpekļa uzņemšanas spējām. Nevajadzētu atstāt ar veģetāciju nenosegtu augsni rudens un ziemas mēnešos, kad parasti mūsu reģionā ir palielināts nokrišņu daudzums.

Ideālā variantā starpkultūru, jo sevišķi tauriņziežu biomasas iestrādi augsnē ieteicams veikt nevis rudenī, bet gan pavasarī. Tad tā saucamajā tukšajā periodā rudens un ziemas mēnešos starpkultūras nodrošinās minerālā slāpekļa savienojumu uzkrāšanos augu biomasā un būtiski samazinās slāpekļa un citu kustīgo augu barības elementu izskalošanos. Savukārt pavasarī, pēc biomasas iestrādes augsnē, uzlabosies nākamā kultūrauga nodrošinājums ar augu barības elementiem ilgākā laika periodā, jo biomasā saistītās augu barības vielas atbrīvojas pakāpeniski. 

Tas ļauj ekonomēt uz mēslojuma (sevišķi slāpekļa) rēķina, ņemot vērā, ka atkarībā no audzētās tauriņziežu sugas un izveidotās biomasas apjoma veģetācijas periodā mineralizētā slāpekļa daudzums var sasniegt 60 kg/ha N. Tiesa, jāatceras, ka šis slāpeklis atbrīvosies un pēcaugam būs pieejams pakāpeniski. Šāds mēslojums darbosies ilgtermiņā. Ja pēcauga ražas veidošanā paļausies tikai uz to slāpekļa daudzumu, kas iestrādāts ar augu biomasu, var iznākt vilties. Augstu ražu ieguvei mazāk auglīgās augsnēs kultūraugiem ar augstām prasībām pēc slāpekļa būs nepieciešams papildmēslojums.

Dažādu pētījumu dati rāda, ka apmēram 10–22 % no tauriņziežu biomasā akumulētā slāpekļa uzņem nākamajā sezonā audzētais kultūraugs, 52–78 % uzkrājas augsnes organiskajās vielās un tikai pavisam niecīgs daudzums – 0.6–3.5 % paliek augsnē minerālo savienojumu veidā. Biomasā akumulētā slāpekļa saistīšanās augsnes organisko vielu sastāvā lielā mērā pasargā to no izskalošanās riskiem. Galvenais risks attiecībā uz tauriņziežu atliekās esošā slāpekļa izskalošanos saistās ar to, ka slāpekļa mineralizācija norisinās laikā, kad nenotiek tā uzņemšana augos. Lai no tā izvairītos, izaudzētās biomasas iestrāde augsnē jāveic pēc iespējas vēlāk rudenī vai vēl labāk pavasarī. 

Cik lieli var būt slāpekļa zudumi pēc zelmeņa pāraršanas?

Tauriņzieži būtiski nepalielina nitrātu saturu augsnē audzēšanas laikā, bet var radīt ievērojamus slāpekļa zudumus pēc to iestrādes. Lai būtu priekšstats, cik lieli tie var būt, attēlā apkopoti Īrijā veikto pētījumu rezultāti (Davies u.c., 2001). No augošu zālāju platībām ar un bez tauriņziežu klātbūtnes slāpekļa izskalošanās zudumi bija niecīgi un būtisku atšķirību starp tiem nebija. Vislielākie nitrātu zudumi konstatēti pēc stiebrzāļu zelmeņa aparšanas: 250 kg/ha N-NO₃ pirmajā gadā un 296 kg/ha N-NO₃ otrajā gadā. Tas skaidrojams ar pastiprinātu minerālā N mēslojuma lietošanu stiebrzāļu platībās. Uzarot un nepārsējot stiebrzāļu/tauriņziežu zelmeni, slāpekļa zudumi pirmajā gadā sasniedza 106 kg/ha N-NO₃ un 197 kg/ha N-NO₃ otrajā gadā. Pēc āboliņa un stiebrzāļu zelmeņa aparšanas mazāka mineralizācijas intensitāte saistāma ar slāpekļa saistīšanu biomasā. Jebkurā gadījumā veiktie pētījumi parāda, cik būtiski ir neatstāt lauku neapsētu, sevišķi gadījumos, kad priekšaugs atstājis pēc sevis lielu organisko masu ar augstu slāpekļa saturu. Pārsēšanas gadījumā slāpekļa zudumi ir ievērojami zemāki. Minētajā pētījumā pirmajā gadā tie svārstījās ap 4–50 kg/ha N-NO₃, otrajā gadā samazinājās līdz minimumam, nokrītoties līdz 0.5–1.3 kg/ha N-NO₃. Pārsējas gadījumā netika konstatētas būtiskas atšķirības stiebrzāļu un stiebrzāļu/tauriņziežu zelmeņu starpā. 

Slāpekļa zudumi augsnes izskalošanās rezultātā pēc zālāju aparšanas (pēc Davies u.c., 2001)

Kopsavilkums

Jo lielāka izveidotā virszemes un pazemes biomasa, jo lielāks akumulētā slāpekļa daudzums un lielāki gan vispārējie ieguvumi, gan riski neatbilstoša agrotehnisko pasākumu kompleksa izmantošanas gadījumā. Jācenšas izvairīties no starpkultūru un jo īpaši tauriņziežu biomasas iestrādes augsnē bez tūlītējas pārsējas, sevišķi vieglākās augsnēs. Protams, vienmēr ir jāvērtē reālā situācija – augsnes apstākļi, tehniskais nodrošinājums utt. Iespējams, smagākās, mālainākās augsnēs starpkultūru iestrāde pavasarī var ļoti sarežģīt augsnes sagatavošanas darbus un aizkavēt sēju. Arī tas jāņem vērā. Pozitīvi, ka smagākās augsnēs augu barības elementu saistīšanās spējas ir lielākas, līdz ar to izskalošanās riski samazinās. Ja dažādu apsvērumu dēļ starpkultūru iestrādi plāno veikt rudenī, tas jādara pēc iespējas vēlāk, kad gaisa un augsnes temperatūra jau ir pazeminājusies un mikrobioloģisko procesu intensitāte augsnē mazinājusies.