Ateityje pagal griežtesnio trąšų reglamento pagrindines sąlygas reikalaujama, kad prekinių ir pašarinių kultūrų ūkiuose būtų taikomi aukščiausi auginimo sistemų standartai. Visų pirma, svarbiausia - efektyvus aplinkai svarbių maistinių medžiagų azoto ir fosforo naudojimas. Tam reikia subalansuotos augalų mitybos, kuri ūkininkams rekomenduojama pagal trąšų rekomendacijas, parengtas remiantis nusistovėjusiais dirvožemio analizės metodais ir ilgamečiais lauko bandymais.

Christoph Weidemann, Prof. Dr. Karl H. Mühling, Kylio universitetas, ir Dr. Lars Biernat, Šlėzvigo-Holšteino žemės ūkio rūmai

Anksčiau augalininkystės problemas buvo galima veiksmingai išspręsti naudojant augalų apsaugos produktus ir "taisomąjį azotą". Tačiau pagal būsimus tikslus šios galimybės leidžiamos tik labai ribotai ir turi būti realizuojamos kur kas plačiau taikant optimizuotas gamybos technologijas. Šiuo tikslu reikia vėl atkreipti dėmesį į agronomijos principus, ypač į dirvožemio analizę, analizės rezultatų aiškinimą ir atitinkamas trąšų rekomendacijas. Juk saugaus derliaus ir didelio maistinių medžiagų kiekio pagrindas yra aktyvus dirvožemio gyvenimas, optimali dirvožemio pH vertė ir subalansuotas augalų aprūpinimas pagrindinėmis maistinėmis medžiagomis.

Atsižvelgiant į tai, dėl didėjančių žemės ūkio praktikos iššūkių daug kritiškiau vertinami oficialios konsultavimo tarnybos rekomenduojami dirvožemio tyrimo metodai, kuriais remiantis rengiamos regionui būdingos trąšų rekomendacijos. Iš esmės skirtingų augalų trąšų poreikis priklauso nuo auginamų vaisių maistinių medžiagų poreikio ir gebėjimo jas įsisavinti, atitinkamo derliaus ir kokybės lūkesčių bei dirvožemio aprūpinimo maistinėmis medžiagomis, atsižvelgiant į vyraujančias klimato sąlygas.

Dirvožemio tyrimų standartai

Atsižvelgiant į tai, visame pasaulyje buvo ištirta ir sukurta daug įvairių metodų, skirtų maistinių medžiagų sudėčiai ir prieinamumui dirvožemyje nustatyti. Tačiau tik atlikus kalibruotus lauko bandymus reprezentatyviomis eksperimentinėmis sąlygomis galima parengti atitinkamas, užtikrintas, vietovei būdingas trąšų rekomendacijas.

Šiuo pagrindu Vokietijos žemės ūkio bandymų ir tyrimų institutų asociacija (VDLUFA) standartizavo Vokietijoje taikomus dirvožemio tyrimo metodus. Daugelį metų vykdytų lauko bandymų metu buvo sukurta kiekio koncepcija, kuri buvo suskirstyta į turinio klases (A-E) ir pagal ją parengtos tręšimo rekomendacijos.

Priešingai, dėl įvairios privačių institucijų veiklos katijonų mainų talpos (KEK) nustatymo metodas, kuriuo remiantis priimami sprendimai dėl trąšų, šiuo metu dažnai laikomas "modernesniu" arba "pažangesniu". Tačiau jos ištakos siekia XX a. ketvirtąjį dešimtmetį JAV. Šeštajame ir septintajame dešimtmetyje Vokietijoje universitetai ir oficialios patariamosios organizacijos taip pat atliko intensyvius tyrimus šiuo klausimu. Čia įgytos žinios padėjo sukurti dabartinius VDLUFA metodus.

Taikant vadinamuosius alternatyvius metodus, vietoj turinio klasių sistemos dirvožemio derlingumas pirmiausia nustatomas pagal teigiamai įkrautų maistinių medžiagų (katijonų) tarpusavio santykį mainų dalelėse (molio mineraluose, organinėse medžiagose).

Tačiau taip neatsižvelgiama į kalkių poreikį arba selektyvų ir specifinį maistinių medžiagų prisijungimą prie įvairių dirvožemio mainų dalelių. Be to, regioniniai lauko tyrimai, pagrįsti dirvožemio ir klimato sąlygomis bei derliaus sąlygomis, nelaikomi tinkamais. Taip visiškai neatsižvelgiama į augalo ir dirvožemio sąveiką. Iš esmės katijonų mainai yra svarbi dirvožemio savybė, tačiau ūkininkas, interpretuodamas analizės metodus ir pagal juos parengtas tręšimo rekomendacijas, turi kritiškai vertinti gautus rezultatus. Toliau pateiktame skyriuje siekiama padėti paaiškinti ir suklasifikuoti esminius parametrus.

Kaip teisingai apskaičiuoti pH vertę?

pH vertė rodo rūgščių teigiamų vandenilio jonų (W) koncentraciją. Jį galima išmatuoti įvairiais metodais. Anksčiau žemės ūkio paskirties dirvožemių serijiniams tyrimams buvo naudojamas dirbtinis dirvožemio tirpalas su kalio chloridu. Tačiau dabar šiam tikslui pagal pripažintą standartinę procedūrą naudojamas kalcio chloridas. Ypatingas tirpalo su kalcio chloridu privalumas yra tas, kad matavimo metodas yra pastovus, atsižvelgiant į suspensijos skysčio koncentracijos ir tūrio svyravimus, taip pat į bet kurio dirvožemio kalkių potencialą. Kita vertus, jei naudojamas tik vanduo, kaip, pavyzdžiui, taikant Kinsey metodą, išmatuotos vertės yra maždaug 0,3-1,0 vieneto didesnės. Tik dirvožemyje, kurio pH 7 ir daugiau, abu metodai nesiskiria. Tie, kurie į tai neatsižvelgia, pervertina rūgščių dirvožemių pH vertę. Be to, taikant standartinę procedūrą, remiantis daugybe lauko bandymų, buvo nustatytos tikslinės pH vertės dirvožemio tipui ir humuso kiekiui, taip pat nustatyti reikalingi kalkių kiekiai šioms vertėms pasiekti.

Ką rodo katijonų mainų talpa?

Katijonų mainų talpa (CEC) - tai dirvožemio gebėjimas adsorbciškai surišti katijonus ir taip neleisti jiems išsiplauti, kartu išlaikant juos augalams prieinamu pavidalu. CAC nustatymas pirmiausia naudojamas vietovei apibūdinti arba dirvožemio derlingumui įvertinti. Skiriama potenciali ir efektyvi katijonų mainų talpa. Potencialus CEC nustato didžiausią galimą dirvožemio mainų gebą, kai pH vertė yra 7. Kadangi daugelio lengvesnių ar organinių dirvožemių optimali pH vertė yra gerokai mažesnė už pH 7, šios gebos negalima išnaudoti ir ja negalima remtis apskaičiuojant trąšų rekomendacijas.

Yra maždaug aštuoni skirtingi galimo KAK nustatymo metodai, kurių kiekvienas duoda skirtingus rezultatus ir nėra tiesiogiai palyginamas. Veiksmingasis KAK nustato teigiamai įkrautų maistinių medžiagų kiekį, kuris gali būti keičiamas esant dabartinei pH vertei. Keičiantis dirvožemio pH, keičiasi ir efektyvioji CAC, nes didėjant pH, didėja ir efektyvioji mainų talpa, ir atvirkščiai. Magnio ir kalio kiekis, kuris gali būti prijungtas prie dirvožemio dalelių, tiesiogiai priklauso nuo veiksmingo CAC. Todėl jį galima apskaičiuoti pagal standartinio tyrimo metu nustatytą K ir Mg kiekį. Todėl paprastai nereikia ilgai nustatinėti CAC. Tiek potencinį, tiek efektyvųjį CEC galima labai tiksliai apskaičiuoti, jei žinomas molio, dumblo ir humuso kiekis dirvožemyje bei pH vertė. (1 lentelė).

Kas yra katijonų mainai?

Dirvožemio tirpale yra katijonų (teigiamą krūvį turinčių maistinių elementų), turinčių viengubą arba dvigubą teigiamą krūvį. Kiekvieną iš jų, nesvarbu, ar tai būtų amonis, kalis, magnis, kalcis ar natris, supa vandens molekulių sluoksnis. Norint pritvirtinti prie mainų dalelės, šis vandens apvalkalas turi būti nuimtas. Kadangi tiek teigiamų krūvių skaičius (valentingumas), tiek vandens apvalkalo dydis turi įtakos šio prisijungimo mastui, šis procesas yra labai sudėtingas ir gali būti apskaičiuotas tik teoriniuose modeliuose. Todėl tręšiant kaliu, kalciu ar magniu negalima savavališkai pakeisti šilumokaičių užimtumo, tiesiog apskaičiuojant jų kiekį.

Jei vis dėlto pabandytume apskaičiuoti reikiamus maistinių medžiagų kiekius, greitai suprastume, kokie milžiniški dydžiai susidaro perskaičiuojant trąšų rekomendacijas, kad teoriškai pakeistume tik vieną atitinkamo katijono vienetą (cmolc/kg dirvožemio) keitiklio užimtume (2 lentelė). Todėl, pavyzdžiui, dėl galimo kalio pertekliaus keitiklis negali išstumti daugelio kitų katijonų ir dėl to gali pablogėti dirvožemio struktūra. Prastos dirvožemio struktūros priežastys dažnai glūdi per daug vienpusiškuose žemės dirbimo metoduose ir nesavalaikiame ariamosios žemės kultivavime ar derliaus nuėmime ir paprastai gali būti veiksmingai išspręstos žinomomis agronominėmis priemonėmis (žemės dirbimas, sėjomaina, kalkinimas, pritaikytos padangos ir oro slėgis ir t. t.).

Katijonų santykis

Katijonų santykis suteikia informacijos tik apie dabartinę ekologinę dirvožemio būklę, tačiau neatspindi augimo ir pelno veiksnių. Tai apskaičiuotos vertės, kurios svyruoja plačiose ribose, nedarydamos jokios naudos ar žalos augalams. Yra pakankamai dirvožemių, kuriuose gana smarkiai nukrypstama nuo idealiu laikomo santykio: 60-70 proc. kalcio, 10-20 proc. magnio, 2-5 proc. kalio ir 0,5-3 proc. natrio (3 lentelė), ir vis tiek gaunamas optimalus derlius. Todėl neteisingas katijonų mainų supratimas gali lemti neefektyvų trąšų naudojimą.

Trąšų formos

Nors trąšų rekomendacijos teikiamos remiantis standartinio dirvožemio tyrimo rezultatais pagal VDLUFA, nurodant maistinių medžiagų kiekį, kai kurie alternatyvių dirvožemio tyrimų, į kuriuos įtrauktas KAK, tiekėjai nurodo ir trąšų formą. Reikėtų suabejoti, nes augalai skirtingai reaguoja į maistinių medžiagų formas (pvz., tolerancija chloridams), o po tręšimo gali pasikeisti maistinių medžiagų prieinamumas ir pH vertė. Pavyzdžiui, tręšimas elementine siera labai parūgština dirvožemį (100 kg 90 % elementinės sieros atitinka 162 kg CaO kalkių nuostolius), o tręšimas siera per kizeritą yra neutralus pH atžvilgiu. Be to, elementarioji siera tampa augalams prieinama tik tada, kai virsta sulfato siera. Šis konversijos procesas priklauso nuo dirvožemio temperatūros, o tai reiškia, kad nepasiekiama tikslinga augalų mityba siera ir efektyvus azoto panaudojimas.

Priklausomai nuo kalcio ir magnio santykio ir dažnai nepriklausomai nuo pH reikšmės, kartais siūloma įterpti nemažai kalcio (angliarūgštės kalkės) arba magnio trąšų (dolomitas, kizeritas). Geologiškai nustatytas didelis Mg kiekis molinguose dirvožemiuose (pvz., pelkių dirvožemiuose) arba didelis Ca kiekis karbonatiniuose dirvožemiuose ir jų poveikis dirvožemio savybėms tręšimu gali būti paveiktas tik labai ribotai, jei apskritai gali būti paveiktas. Be to, moksliniai tyrimai rodo, kad Ca-Mg santykis gali svyruoti labai plačiose ribose, nedarydamas įtakos augalų augimui ir derliui. Pavyzdžiui, siauresni Ca Mg santykiai taip pat gali būti priskiriami prie neprobleminių. Jei pH vertė yra didelė ir (arba) magnio kiekis didelis, alternatyvius dirvožemio tyrimus atliekantys specialistai dažnai rekomenduoja tręšti gipsu (CaSO). Nors tai neveikia pH, dėl didelio kalcio kiekio augalas gali konkuruoti dėl magnio įsisavinimo. Taip pat didesnis grynojo kalio kiekis gali sukelti kalio ir magnio antagonizmą, t. y. konkurenciją augalui jį pasisavinant.

Todėl tręšiant dideliu kalcio ar kalio kiekiu gali trūkti magnio. Kita vertus, didesnis magnio kiekis dirvožemyje neturi jokio tiesioginio poveikio augalams, nes augalai magnio nepriima selektyviai ir jo nepriima daugiau, nei jiems reikia. Tuo tarpu taip pat įrodyta, kad magnis neturi neigiamo poveikio dirvožemio struktūrai. Nukrypstant nuo konkrečiai vietovei būdingo katijonų santykio, trąšų sąnaudos, reikalingos idealiam maistinių medžiagų santykiui dirvožemyje nustatyti, remiantis alternatyvių metodų idėjomis, paprastai yra neekonomiškai didelės. Šiuo atveju siekiama, kad maistingųjų medžiagų kiekis pagal konkrečiam augalui skirtas trąšų rekomendacijas sėjomainos būdu būtų suderintas su C klase - tuomet nereikia baimintis neigiamo poveikio.

Užuot atlikus kelis brangiai kainuojančius tyrimus, kurie neatspindi visų vietovių, siekiant optimizuoti kalkių ir maistinių medžiagų tiekimą, daug sėkmingiau paimti mėginius ir ištirti skirtingus dirvožemio tipus, ypač skirtinguose laukuose. Be to, tik Šlėzvige-Holšteine naudojamas CAL metodas arba DL metodas yra patvirtintas dokumentuoti P dirvožemio analizę pagal trąšų reglamentą.

Vokietijoje pagal VDLUFA nustatyti dirvožemio tyrimo metodai yra pagrįsti dešimtmečius trunkančiais moksliniais tyrimais, turi būti nuolat tikrinama jų kokybė, o pagal juos parengtos trąšų rekomendacijos kalibruojamos atliekant daugybę regioninių lauko bandymų. Bet kokie katijonų pasiskirstymo neatitikimai yra tinkamai atspindėti turinio klasifikacijose (A-E) ir iš to išplaukiančiose trąšų rekomendacijose. Nustatant trąšų poreikį, kaip pagrindą aukštam maistinių medžiagų efektyvumui, remiantis gera profesine praktika, galima be išlygų rekomenduoti oficialių institucijų rekomenduojamus nebrangius analizės metodus. Labai naudingos gali būti išsamesnės dirvožemio tipo (dumblo analizė), humuso kiekio ir mikroelementų analizės dirbamose vietose. Konkretaus ploto maistinių medžiagų balansas, susidarantis dėl trąšų tiekimo ir jų pašalinimo, gali suteikti vertingos informacijos apie trąšų naudojimą pagal reikalavimus.