• Temos
• Augalininkystė

Reguliuojamas drenažas užtikrintų darnų gamtinių vandens išteklių naudojimą

Ramunė Sutkevičienė

Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnybos vyriausioji redaktorė, agroakademija.lt

2018-03-06

Lietuvos klimatas žemdirbystei ne visuomet palankus: trumpas vegetacijos periodas, netolygiai pasiskirstęs laike kritulių kiekis, o pavieniais metais tarsi besisukanti karuselė: po ekstremalaus lietingo laikotarpio pasireiškia sausra. Drenažo sistemos, įrengtos laukų masyvuose, turi vienpusį veikimo pobūdį ir yra nevaldomos. Akivaizdu, kad tokia ekstremali temperatūros ir drėgmės deficito grėsmė paskutiniais metais didėja, todėl ūkininkai patiria nemenkų nuostolių ir dėl nenuimto derliaus, ir dėl išplautų maisto medžiagų. Išspręsti šią problemą padėtų Aleksandro Stulginskio universiteto (ASU) mokslininkų siūlomas sprendimas – sausinimo sistemose įrengti dvipusį drėgmės režimo reguliavimą.

ASU mokslininkai šešiuose skirtinguose šalies regionų (Biržų r., Kauno r., Kėdainių r., Raseinių r. ir Rietavo sav.) augalininkystės ūkiuose, atsižvelgdami į agroklimatines sąlygas, ūkinę veiklą, dirvožemio granuliometrinę sudėtį bei reljefą, esamas melioracijos sistemas ir kt. sąlygas, iki 2019 metų atliks tyrimus ir kompleksiškai tirs dirvožemio drėgmės reguliavimo efektyvumą. Projektas atliekamas pagal Kaimo plėtros programos Europos inovacijų partnerystės (EIP) priemonę. Jei tyrimai projekte „Drėgmės režimo dirvožemyje reguliavimas“ patvirtins reikšmingą aplinkosauginį ir ekonominį efektą, po projekto bus pagrįsta galimybė vykdyti parodomųjų bandymų projektus, kuriuose siūlomi sprendimai būtų pateikiami žemdirbiams ir technologija taikoma plačiau.

Šiuo metu esamomis drenažo sistemomis vanduo teka viena kryptimi į priimtuvus (griovius ar upelius), todėl sniego tirpsmo ar lietaus vanduo sausringais laikotarpiais nepanaudojamas kaip dirvožemio drėgmės atsargos, nes jis nekaupiamas. Be to, su drenažo vandeniu į melioracijos griovius bei kitus atvirus vandens telkinius išplaunamos su trąšomis paskleidžiamos maisto ir kitos agrocheminės medžiagos. ASU mokslininkai prie vandens priimtuvo (griovio) – siūlo įrengti specialų šulinį (ar kitą priemonę) su reguliavimo įranga – automatine sklende.

„Pažangiai dirbantys ūkininkai yra suinteresuoti didinti savo ūkių konkurencingumą, nori būti draugiški aplinkai, taupiai naudoti gamtinius vandens išteklius. Žmonės supranta, kad, sausros metu lietinti brangiai kainuojančiomis lietinimo sistemomis nėra efektyvu, jei vanduo drenažo sistemomis išteka į vandens priimtuvą. Mokslininkų užduotis yra sudėtingesnė, nes reikia įvertinti visas „dedamąsias“ – kaip įrengus drenažo nuotėkio valdymo sistemą keičiasi dirvožemio drėgmė, drenažo nuotėkis, maisto medžiagų išplovimas, ir kiek tai efektyvu auginant įvairias kultūras, taip pat į technologiją įdėtas lėšas pagrįsti ekonomiškai, inovacijų pritaikymo galimybes įvertinti ūkiniu požiūriu“, – sako projekto vadovė, ASU Vandens išteklių inžinerijos instituto mokslininkė doc. dr. Inga Adamonytė.

Sausringų laikotarpių daugės

Paskaičiuota, kad dėl nepalankių orų Lietuvoje 2000–2014 m. žemdirbių patirti nuostoliai siekia vidutiniškai apie 5 proc. bendrosios augalininkystės produkcijos, o neįprastai lietingi 2017 metai preliminariais skaičiavimais žemdirbiams atnešė apie 40 mln. eurų nuostolių. „Pagal klimato kaitos scenarijų, numatyta ateityje nemenkas dirvos drėgmės sumažėjimas gegužės–rugpjūčio mėnesiais visoje Lietuvoje. Lyginant su 1971–2000 m., dirvožemio drėgmė jau 2001–2030 m. sumažės 15–18 proc. Didžiausi pokyčiai tikėtini Vakarų Lietuvoje bei Šiaurės Rytų dalyje, vidutinis pokytis visoje Lietuvos teritorijoje sudarys 15,9 proc. Prognozuojama, kad labiausiai išdžius ant lengvų dirvodarinių uolienų (smėlių ir priesmėlių) susiformavęs dirvožemio paviršinis sluoksnis, todėl racionalus natūraliai besikaupiančios dirvožemio drėgmės naudojimas gali būti priemone nepalankiam dirvožemio drėgmės režimui reguliuoti“, – sako mokslininkė doc. dr. Inga Adamonytė.

Pasak Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnybos (LŽŪKT) Technologinių paslaugų skyriaus vadovo Rimo Magylos, kritulių kiekis per metus pasiskirsto nevienodai. Pavasarį dažniausiai trūksta drėgmės, todėl kenčia žieminiai, o ypač vasariniai augalai. Pavyzdžiui, praeitais metais gegužę iškrito labai mažai kritulių (vidurkis apie 10 mm / mėn., o kai kuriuose rajonuose tik apie 2 mm), kai tuo tarpu daugiametė gegužės mėnesio kritulių norma – 36 mm. „Kai augalas pradeda vystytis, jam turi būti pakankamai ir maisto medžiagų, ir drėgmės. Jei pastarosios trūksta, augalas nepasisavina reikalingų medžiagų ir skursta. Galima pilti trąšų kiek nori, bet augalas jų nepaims. Štai 2017 m. birželį kritulių buvo daugiau negu vidutinė metinė kritulių norma, atrodo, kad augalai turėtų gauti daugiau vandens, bet dirvožemyje drėgmė taip greitai neatsistato. Tad dirvožemiai 20 cm ir gilesniuose sluoksniuose buvo sausi (orasausis). Praktiškai augalai du mėnesius kentė vieno mėnesio kritulių nepriteklių“, – konstatavo Rimas Magyla, apžvelgdamas projekte dalyvaujančiuose ūkiuose pernai metais iškritusių kritulių ir dirvožemio drėgmės rodiklius (žr. diagramas).

Atsakingai tvarkyti maisto medžiagas – kiekvieno ūkininko pareiga

Taisyklių ir reikalavimų, reglamentuojančių maisto medžiagų, taip pat ir trąšų bei mėšlo, naudojimą, yra labai daug, tačiau kiekvienas save gerbiantis ūkininkas turi žiūrėti globaliau. Netinkamai naudojant maisto medžiagas kenkiama ne tik sau, bet ir gamtai. „Kol uždaroje Baltijos jūroje pasikeičia vanduo, praeina 25-eri metai. Viena iš problemų – Baltijos jūroje per daug maisto medžiagų. Paskaičiuota, kad 2014 m. iš 8 ES Baltijos jūros šalių amoniako nuostoliai siekė daugiau kaip 1 mln. tonų azoto. Prie šios situacijos net 93 proc. prisideda žemės ūkis, 63 proc. – mėšlo naudojimas, apie 40 proc. – mineralinių trąšų naudojimas, netinkamas dirvožemio tvarkymas“, – konstatavo LŽŪKT augalininkystės specialistas Rimas Magyla.

Aplinkos ministerija informuoja, kad Lietuvoje švarus tik kas antras vandens telkinys, todėl vykdomas valstybinis monitoringas, kurio metu vertinama didžiųjų Lietuvos ežerų ir upių būklė (Lietuva priėmusi vandens apsaugos nuo taršos azoto junginiais iš žemės ūkio šaltinių reikalavimus, o ES yra išsikėlusi tikslą pasiekti, kad iki 2027 m. 100 proc. vandens telkinių būklė taptų gera). Teigiama, kad didžiausią poveikį Lietuvos vandens telkiniams daro pasklidoji tarša, daugiausiai iš žemės ūkio šaltinių ir gyventojų, kurie nepakankamai gerai tvarko nuotekas. Kiti svarbūs veiksniai, darantys įtaką vandens telkinių būklei, yra hidromorfologiniai vandens telkinių pakeitimai dėl sausinamosios melioracijos, vandens telkinių patvenkimo ir hidroelektrinių veiklos, taip pat tarptautinė tarša ir sutelktosios taršos šaltiniai. Vienas iš galimų sprendimų, siekiant sumažinti biogeninių medžiagų prietaką iš žemės ūkio plotų, – įprasto drenažo konstrukcijos pertvarkymas į reguliuojamo drenažo sistemas.

„Drėgmės reguliavimo procesas įgyvendinant projektą, nors ir atrodo paprastas, bet įdomus ir inovatyvus, nes kartu sprendžiamos ir aplinkosaugos problemos – taupomos medžiagos, kurios neišsiplauna, augalai gali jas įsisavinti, ypač įterptas azoto trąšas. Taip pat per sausrą augalai gauna drėgmės. Taigi, mažiau streso augalams, daugiau maisto medžiagų, gausesnis derlius ir mažesnis maisto medžiagų išsiplovimas. Ir ūkininkui, ir aplinkai gerai“, – projekto naudingumu neabejoja LŽŪKT augalininkystės specialistas Rimas Magyla.

LŽŪKT augalininkystės specialistai ne tik stebi projekte dalyvaujančiuose ūkiuose esamas meteorologines sąlygas (LŽŪKT šiuo metu turi 20 meteorologinių stotelių tinklą, kurį planuojama gerokai išplėsti. Augalų vegetacijos metu fiksuojama oro, dirvos temperatūra, kritulių kiekis, dirvos drėgnumas, oro slėgis, vėjo greitis ir kt. parametrai. Kiekvienas ūkininkas, prisiregistravęs www.ikmis.lt sistemoje, gali matyti savo regiono meteorologinius duomenys), bet ir tai, ką ūkininkai numatytuose plotuose augina, kiek tręšia, kaip naudojamos maisto medžiagos. Rudenį buvo paskaičiuota, kiek pagal gautą derlių kiekviename iš ūkių įdėta maisto medžiagų ir LŽŪKT sukurta tręšimo programa buvo parengti tręšimo planai, paskaičiuota, kiek ūkininkai sutaupė trąšų ar atvirkščiai, kiek išleido, savaip tręšdami. Artėjant pavasariui, ūkininkams parengtos tręšimo rekomendacijos.

Reguliuojamas drenažas užtikrintų darnų gamtinių vandens išteklių naudojimą

ASU mokslininkai siūlo tradicinį požeminio drenažo veikimo efektyvumą pagerinti įrengus reguliuojamą drenažą, kuris padėtų sumažinti drenažo nuotėkį (mažintų maisto medžiagų išsiplovimą) ir papildyti augalų sunaudojamas vandens atsargas. Reguliuojamas drenažas leistų drenažui veikti skirtingu intensyvumu taip kontroliuojant vandens rėžimą ir ištirpusių medžiagų išsiplovimą. Tai skatintų racionalų vandens išteklių naudojimą bei mažintų neigiamą poveikį aplinkai. Moksliniais tyrimais nustatyta, kad lyginant su tradiciniu drenažu kontroliuojamas drenažas priklausomai nuo klimatinių sąlygų veikia vidutiniškai 40–62 proc. trumpiau, nuotėkis yra 25 proc. mažesnis, nitratų išsiplovimas sumažėja 20–28 proc., esant sausam vegetacijos laikotarpiui javų derlius padidėja 5,6–10 proc. Be to, esant sausringiems augalų vegetacijos laikotarpiams, sistema gali padėti sumažinti augalų patiriamą stresą dėl drėgmės trūkumo.

A – vandens lygis pakeliamas į aukščiausią lygį;
B – vandens lygis pažeminimas pavasario darbams atlikti (drenažas veikia įprastiniu-sausinamuoju režimu);
C – vandens lygis reguliuojamas pagal augalų poreikius. Jeigu pasitaiko lietingų periodų, vandens lygis pažeminamas, kad šaknų zona nebūtų patvenkta;
D – vandens lygis pažeminamas derliaus nuėmimui ir rudens sėjai. Jei laikotarpis sausas ir drenažas neveikia, lygio reguliavimo įrenginys paliekamas C pozicijoje, kol pradės veikti drenažas. Atsiradus nuotėkiui, jei darbai baigti, įrenginys pakeliamas į A poziciją.

Vandens lygio pakėlimas ar nuleidimas sietinas su technikos pravažumu, kuris priklauso nuo oro sąlygų ir dirvožemio drėgmės atsargų: jei laikotarpis sausesnis negu įprastai, vandens lygis keliamas 10–15 cm aukščiau; jei laikotarpis šlapesnis negu įprastai, vandens lygis nuleidžiamas 10–15 cm žemiau. Turi vyrauti lengvos ir vidutinės granuliometrinės sudėties dirvožemiai, kurių laidumas vandeniui aukščiau drenų yra gana aukštas, o žemiau drenavimo lygio yra gruntai, turintys mažesnį laidumą. Tai padeda greičiau susidaryti patvankos kreivei ir išvengti sukaupto vandens nuostolių dėl filtracijos į gilesnius gruntinius vandenis. Lengvesniuose (priesmėlio) dirvožemiuose vandens lygis gali būti 10–15 cm aukščiau negu sunkesniuose (priemolio) dirvožemiuose.

ASU mokslininkai sako, kad dideliuose plotuose šios technologijos pritaikymas būtų įmanomas rengiant keletą reguliavimo įrenginių ar taikant įvairias jų kombinacijas. Pagal reljefo sąlygas tai gali būti apie 4–5 ha, tačiau kiekvienu atveju reikalingas individualus projektavimas. Geriausio efekto galėtų tikėtis ūkininkai, auginantys jautrias drėgmės režimui ir / ar sąlyginai brangias kultūras, t. y. uogininkystė, daržininkystė ir pan.

„Drenažo reguliavimokonstrukcijų yra visokių: automatizuotos ir valdomos kompiuteriu, paprasčiausios – su užriečiama žarna. Šios konstrukcijos ir įrengtos ūkiuose, o rengiant tokius šulinius (reguliavimo įrenginius), dažniausiai panaudoti nuotakynui skirti vamzdžiai. Klojant vamzdyną reikėtų pasitikrinti, ar apačioje nėra žvyro pasluoksnio, kad vanduo vamzdžio ,,neapeitų“. Prieš reguliuojant vandens lygį, reikėtų įvertinti, ar plote nėra lomų. Jei pakeltas vandens lygis bus virš lomos, joje kaupsis vanduo“, – pagrindinius drenažo reguliavimo rengimo principus vardija ASU Vandens ištekių inžinerijos instituto Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakulteto mokslininkasdr. Valerijus Gasiūnas.

Rekomendacijos reguliuojamo drenažo plotui parinkti:

• Reguliuojamas drenažas projektuojamas laukuose, kur yra jau įrengtas požeminės drenažo sistemos, rekonstruojamos/ naujai statomos ir įrengiamos gali būti pritaikytos drenažo nuotėkiui reguliuoti, jei tik sistemos galimybės leidžia pasirinkti tinkamą vietą sistemoje.
• Ūkio dalyje, kurioje rengiamas reguliuojamas drenažas, turėtų būti vykdomas intensyvus ūkininkavimas.
• Drenažo nuotėkio reguliavimo šuliniai gali būti statomi ant pagrindinio rinktuvo netoli žiočių melioracijos griovio apsauginėje juostoje arba kelių rinktuvų susijungimo vietose.
• Tinkamas plotas gali apimti visą sausinimo sistemą arba jos dalį, priklausančią vienam žemės savininkui/naudotojui. Pageidautina, kad tinkamas plotas reguliuojamo drenažo sistemai įrengti būtų ne mažesnis kaip 1 ha.
• Žemės paviršius reguliuojamo drenažo plote turėtų būti išlygintas, be didesnių įdubų, kad vandens lygis nuo žemės paviršiaus būtų vienodame lygmenyje ir garantuotų vienodas augalų augimo sąlygas visame plote.
• Paviršiaus nuolydis. Lauko nuolydis neturėtų būti didesnis kaip 1 proc. esant didesniam nuolydžiui, vandens lygiui palaikyti reikia daugiau nuotėkio reguliavimo šulinių.
• Dirvožemio tipas. Reguliuojamam drenažui įrengti tinkamiausi lengvos ir vidutinės granuliometrinės sudėties dirvožemiai, kurių laidumas vandeniui aukščiau drenažo yra didelis, o žemiau gruntai, turintys mažesnį laidumą.
• Gylis iki vandensparos. Pageidaujama, kad gruntinio vandens lygis būtų 1,5–2 m nuo žemės paviršiaus.

Drėgmės režimo reguliavimo sistemos įrengtos ir Biržuose

Vis dažniau intensyvią augalininkystę vystantys ūkininkai bendradarbiauja su mokslininkais ir ieško technologijų, kurios spręstų klimato kaitos keliamus iššūkius, būtų draugiškos aplinkai bei didintų Lietuvos žemės ūkio konkurencingumą. Kelis dešimtmečius daugiau kaip 200 ha augalininkystės ūkį valdantis biržietis Andrius Baltrūnas – vienas iš kelių ūkininkų, kuris sutiko naujas inovacijas išbandyti savo ūkyje. Kaip teigia Andrius, jis visuomet buvo žingeidus, tad ir šį kartą norėdamas išbandyti mokslininkų siūlomas naujoves labai ir nesispyriojo, kai apie dalyvavimą projekte užsiminė LŽŪKT Rokiškio r. biuro augalininkystės konsultantas Vaclovas Tička.

„Daug kas klausia, kokia man nauda. Bet ne viską juk gali iš karto pajusti ir pamatyti. Dar tik įkasėm šulinėlį, dar vandens netvenkėme, bet jau naudos nemažai: susitikau su mokslo žmonėmis, – sako Andrius. – Turime didelį turtą – hidrotechnikos įrenginius. Žinoma, daugelio jų būklė sudėtinga, bet tai, ką turime, reikia išsaugoti ir išlaikyti, tai dar ilgai būsim bagoti. Kaip bankams mokame palūkanas, taip ir žemei jas reikia mokėti. Kasmet skiriu lėšų melioracijai sutvarkyti. Niekada nežiūrėjau, ar ji nuosava, ar nuomojama. Ir kitiems sakau, kad nebeverktų, o tvarkytųsi.“

Vandens sulaikymas nuleidžiamuosiuose grioviuose ar drenažo sistemose jau keletą dešimtmečių plačiai taikomas Europos šalyse, ypač Olandijos, Danijos, Suomijos, Švedijos, taip pat JAV, Kanados, Kinijos ūkiuose. Ūkininkams aktualu, kad statiniai netrukdytų dirbti žemę, todėl yra analizuojama galimybė reguliavimo įrenginį rengti ir griovio šlaite. Vienas toks šulinys vandens režimą gali reguliuoti 1–6 ha plote, jo kaina dabar yra apie 1–2 tūkst. Eur. Paskaičiuota, kad investicijos atsipirktų per 10–15 metų (vien azoto sutaupoma apie 40 kg/ ha).

„Manome, kad ši technologija pasitvirtins ir sėkmingai prisidės prie žemės ūkio konkurencingumo ir gyvybingumo didinimo, kadangi siūlomos priemonės padės valdyti žemės ūkio riziką (derliaus nuostolius), susijusią su dirvožemio drėgmės trūkumu sausringais laikotarpiais, taip pat turės ekonominį poveikį dėl efektyvesnio trąšų ir vandens atsargų naudojimo. Be abejo, reikia ir ūkininkų iniciatyvos, tačiau žmonės paprastai yra pasiryžę investuoti, jei tai atsiperka. Ateityje specialistai turės ūkininkus išmokyti „pagauti“ ir tikslų laiką, kada drenažo nuotėkį reikia sulaikyti, o kada – vandenį nuvesti, kad efektas būtų maksimalus“, – reziumuoja projekto „Drėgmės režimo dirvožemyje reguliavimas“ projekto vadovė doc. dr. I. Adamonytė.