Saimnieks LV / 2020.gads (Maijs.)

Aizvien biežāk lauksaimniecība tiek minēta pie siltumnīcefekta gāzu (SEG) emitētājiem. Jā, intensīvi saimniekojot, tas tā arī ir. Lauksaimniecībā izmantojamās zemes vēsturiski un pamatoti tiek uzskatītas par vienu no lielākajiem CO₂ emitētājiem. Tas ir pierādīts gan vairākos pētījumos, gan statistikas datu apkopojumos. Īpaši intensīvās augsnes apstrādes tehnoloģijas (augsnes apvēršana, melnās papuves) un intensīvas audzēšanas tehnoloģijas noved pie oglekļa savienojumu straujas mineralizācijas augsnē un līdz ar to CO₂ izdalīšanās atmosfērā, vienlaikus arī noplicinot augsni. Arvien biežāk tiek veikti pētījumi par augsnes apstrādes un audzēšanas tehnoloģiju pilnveidošanas risinājumiem, kurus ieviešot ir iespējams samazināt šīs emisijas, un veikt pat pretēju procesu – piesaistīt oglekli augsnē.

Kā C (oglekli) var piesaistīt augsnē, vienlaikus to ielabojot, uzlabojot tās auglību un agrofizikālās īpašības? Fotosintēzes procesā zaļie augi piesaista CO₂, saules gaismas klātbūtnē iesaistot to ogļhidrātu savienojumos (cietē, cukuros). Šie ogļhidrāti veido augu biomasu (gan virszemes, gan sakņu daļas). Tiek lēsts, ka augu biomasu aptuveni 40–50 % (atkarībā no augu sugas) veido C savienojumi. Šo biomasu iestrādājot augsnē, ogleklis tiek iesaistīts augsnes bioloģiskajos procesos, pārvēršoties augsnes organiskajā masā. Tātad ir jāaudzē augi, kas pēc iespējas efektīvāk veiktu šo procesu. Esam nonākuši pie pirmā aspekta, kāpēc ir vērts apsvērt lauksaimniecības pakalpojumaugu (LPA) audzēšanu.

Droši vien pirmais vārdu savienojums, kas nāk prātā par augsnes organiskās daļas palielināšanu, ir zaļmēslojums. Zaļmēslojums ir mērķtiecīgi audzētu augu masa, ko iestrādā augsnē tās auglības uzlabošanai. No zaļmēslojuma augiem tiešu peļņu negūst, tie var tikt iekļauti augsekas shēmā vai iestarpināti kā starpkultūra. Agrāk zaļmēslojuma augus uztvēra galvenokārt kā atmosfēras slāpekļa piesaistītāju, jo visbiežāk tie bija tauriņzieži tīrsējā vai mistros, un organiskās vielas paaugstināšanas avotu, kas paaugstināja augsnes auglību, tādēļ to sauca par zaļmēslojumu. Mūsdienās zaļmēslojums ieguvis daudz plašāku nozīmi. Gudri saimniekojot, augiem, ko izvēlamies kā zaļmēslojumu, ir noteikta loma un agrotehniskais mērķis, ar kādu tie tiek audzēti un kādu uzdevumu (pakalpojumu) veic papildus organiskās masas saražošanai. Tas ļauj šos augus saukt arī par agroekoloģiskiem (vai lauksaimniecības) pakalpojumaugiem. Lai arī katrai augu sugai ir kāda vairāk izteikta īpašība, kādēļ tieši šis augs tiek audzēts, neviens no tiem nepilda tikai vienu funkciju kā lauksaimniecības pakalpojumaugs. Turpmāk aplūkosim vairākas funkcijas, ko veic LPA, un kādēļ būtu vērts apsvērt LPA iekļaušanu savā augu sekā.

Kā jau iepriekš minēts, viens no populārākajiem un senāk audzētajiem LPA ir tauriņzieži – atmosfēras slāpekļa piesaistītāji simbiozē ar gumiņbaktērijām, kas dzīvo uz to saknēm gumiņos. Par šo lauksaimniecības augu pakalpojumu ir daudz un bieži runāts un rakstīts, tas ir pirmais, kas nāk prātā, ja runājam par augiem kā pakalpojumu sniedzējiem. Slāpekļa piesaistei augsnē tauriņzieži tiek audzēti tīrsējā vai mistros, kā viengadīgi augi vai arī veidoti divgadīgi vai daudzgadīgi zelmeņi, kur augi veido dziļu sakņu sistēmu, kas līdztekus N piesaistei irdina augsnes dziļākos slāņus un palīdz veidot labu augsnes struktūru, kā arī sekmē augsnes gaisa un ūdens caurlaidību. Atkarībā no sugas, augsnes un klimatiskajiem faktoriem tauriņzieži var piesaistīt līdz pat 150 kg N uz ha. Šis aspekts bieži tiek minēts kā nozīmīgs zaļināšanas un ekosistēmas uzlabošanas rīks. Tā arī ir, bet ir kāds apstāklis, kas jāņem vērā, ja patiesi gribam gūt labumu no tauriņziežu audzēšanas: ja tauriņzieži tiek audzēti kā viengadīgi augi, vasarāji, un tiek iestrādāti augsnē vasaras beigās – rudenī, tad to piesaistītais slāpeklis augsnes mikroorganismu darbības rezultātā izdalīsies augsnē jau rudenī un, sākoties rudens lietavām un ziemas nokrišņiem, intensīvi izskalosies un aizplūdīs kopā ar virszemes notekūdeņiem. Lai tauriņziežu audzēšanu padarītu jēgpilnu, pēc to iestrādes aptuveni divu nedēļu – mēneša laikā (atkarībā no augsnes bioloģiskās aktivitātes) ir jāiesēj vai nu nākamais kultūraugs, vai uztvērējaugi.

Uztvērējaugi ir augi, kas tiek audzēti galveno kultūraugu starplaikā un savas biomasas veidošanai izmanto barības elementus, kas citādi izskalotos vai izgarotu, tādējādi noturot tos laukā, saistītus organiskajā masā. Vislietderīgāk uztvērējaugus ir sēt tūlīt pēc tauriņziežiem, kas augsnē ir piesaistījuši nozīmīgu daudzumu slāpekļa (N) simbiozē ar gumiņbaktērijām. Paralēli N piesaistei savas biomasas veidošanai uztvērējaugi uzņem no augsnes un atmosfēras sugai raksturīgos specifiskos barības elementus (bieži arī šķīdina augiem neuzņemamos, augsnē grūti šķīstošos savienojumos esošos elementus), līdz ar to šie elementi tiek saturēti aramkārtā uztvērējaugu sakņu sistēmā un virszemes daļas biomasā. To iestrādājot augsnē, sugai specifisks barības elementu spektrs nonāk augsnē un biomasas mineralizācijas procesa rezultātā kļūst pieejams pēcaugiem un augsnes mikroorganismiem. Piemēram, krustzieži (rutki, sinepes, rapši, ripši u.c.) ir lielisks sēra (S) avots, tie veicina augiem izmantojamu sēra savienojumu izveidi augsnē (līdz pat 12 kg S uz ha). Tauriņzieži papildus piesaistītajam atmosfēras N ar savu sakņu izdalījumiem un sadarbībā ar arbuskulārās mikorizas sēnēm arī šķīdina augsnē grūti šķīstošos savienojumos esošo fosforu (P), veidojot augiem uzņemamus fosfora savienojumus.

Plānojot uztvērējaugu vietu savā augu sekā, ir jāņem vērā, ka agroekosistēmā ir arī citi N avoti bez tauriņziežu piesaistītā atmosfēras slāpekļa (augu atliekas, organiskas izcelsmes mēsli, minerālmēsli). Tie tiek izmantoti augu biomasas veidošanai un augsnes mikrobioloģiskajos procesos, bet bieži vien paliek pāri un tiek izdalīti apkārtējā vidē. Lai novērstu šo N savienojumu izskalošanos periodā, kad augsni nesedz ziemojoši kultūraugi, un veicinātu tā piesaisti augsnē stabilos organiskos savienojumos, tiek rekomendēts audzēt ziemājus (rudzi, rapši, ziemas vīķi, ziemas ripši), kas piesaista N savienojumus un notur aramkārtas līmenī līdz pavasarim, kad šie augi tiek iestrādāti augsnē vai izmantoti mulčas slāņa veidošanai un šo augu atliekas sāk sadalīties un pakāpeniski izdala N augsnē, ļaujot to uzņemt sekojošajiem augiem. Šim nolūkam der arī augi, kas izveido zaļo masu vasaras otrajā pusē – rudens periodā (mieži, auzas, redīsi, sinepes, griķi) un ziemas periodā atstāti uz lauka pakāpeniski atmirst un sāk sadalīties, līdz pavasarim jau sadaloties pilnībā, tādējādi agri nodrošinot sekojošajiem augiem viegli pieejamas barības vielas, bet augsnes mikroorganismiem viegli pieejamu C, ko iesaistīt stabilos organiskajos savienojumos.

Lai nodrošinātu pēc iespējas ilgtspējīgāku augsnes apstrādes un izmantošanas sistēmu, bieži vien rodas nepieciešamība pēc īslaicīga uztvērējaugu sējuma arī veģetācijas periodā, īslaicīgai augsnes nosegšanai un barības elementu saturēšanai augsnē. Piemēram, pēc agro dārzeņu ražas novākšanas vasaras otrajā pusē vēl atliek 2–2.5 mēneši laika līdz ziemāju sējai vai ziemas ķiploku stādīšanai. Lai arī šajā periodā augsnē saglabātu barības vielas un ienestu organisko masu, tā piesaistot C, ir iespējams audzēt uztvērējaugus – vai nu vienu sugu, vai mistrus. Pēdējā laikā ir kļuvis populāri LPA sējumu veidot kā vairāku sugu jaukumu (mistru), iekļaut tajā plašu augu klāstu, kas kopumā katrā konkrētā gadījumā nodrošina nepieciešamo pakalpojumu kompleksu. Biežāk šādiem sējumiem izmanto griķus, viengadīgo aireni, auzas, sinepes, rutkus, facēliju, viengadīgo āboliņu, zirņus, saulespuķes (atkarībā no laika perioda un LPA audzēšanas mērķa).

Augsnes atveseļošanai var izmantot augus, kas veic biofumigāciju. Biofumigācija ir augu vai to daļu bioķīmisko savienojumu izmantošana kaitīgo organismu iznīcināšanai vai ierobežošanai augsnē. Galvenokārt biofumigācijai izmanto krustziežu dzimtas augus, kurus, sasmalcinātus iestrādājot mitrā augsnē, izdalās izotiocianāts, kas rodas no augos esošā glukosinolāta ūdens klātbūtnē. Bez glukosinolāta šie augi veido arī sēra savienojumus un taukskābes, kam arī ir kaitēkļus nomācoša iedarbība. Papildus šo augu ķīmisko savienojumu tiešai ietekmei arī to biomasa, kas tiek iestrādāta augsnē, rada labvēlīgus apstākļus augsnes mikrobioloģiskajiem procesiem un līdz ar to sekmē kaitīgo un labvēlīgo mikroorganismu līdzsvaru augsnē. Uzlabojoties augsnes agrofizikālajām īpašībām, vairojas labvēlīgie augsnes mikroorganismi, to skaitā mikroskopiskās sēnes, kas konkurē ar kaitīgajiem organismiem vai pat tos iznīcina. Galvenie kaitīgie organismi, uz kuriem pētījumos ir novērota biofumigācijas iedarbība, ir Aphanomyces, Fusarium, Gaumannomyces, Phytophthora, Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia un Verticillium sēnes, kā arī parazitārās nematodes Globodera, Meloidogne, Pratylenchus un Tylenchus. Pētījumos noskaidrots, ka biofumigantu izdalītie bioķīmiskie savienojumi neiznīcina augsnes labos mikroorganismus, piemēram, Trihoderma sēnes.

Visbiežāk audzētie biofumigācijas augi ir baltās sinepes, redīsi un rukola. Tie var tikt audzēti produkcijas ieguvei, pēc tam atliekas iestrādājot augsnē, vai arī jau mērķtiecīgi audzēti tieši ar nodomu iestrādāt visu augu biofumigācijai. Jebkurā gadījumā augu daļas ir jāsasmalcina, lai no sadragātajām šūnām vieglāk varētu izdalīties šūnsula ar aktīvajām vielām, un nekavējoties (20 minūšu laikā) jāiestrādā augsnē, kas ir jāsalej vai tas ir jādara pirms lietus, lai nodrošinātu ūdens klātbūtni vēlamajām bioķīmiskajām reakcijām.

LPA biomasu iestrādā augsnē vai nu diskojot, vai iearot, atkarībā no augsnes apstrādes stratēģijas saimniecībā. Lielas biomasas augiem var veikt masas sasmalcināšanu pirms iestrādes, bet jāpatur prātā, ka augsnes mikroskopiskās sēnes labāk iedzīvojas lielāka izmēra augsnes atliekās. Lai novērstu N savienojumu izskalošanos, neziemojošu augu atliekas tiek rekomendēts iestrādāt augsnē pavasarī, ja nav plānots sēt ziemājus. Nesen Latvijā ir uzsākti pētījumi par LPA izmantošanu mulčas slāņa veidošanai dārzkopībā ar lauzējveltni. Šajā jomā vēl ir daudz neskaidru jautājumu, pētījumi turpinās gan Dārzkopības institūtā, gan citās pētniecības iestādēs sadarbībā ar zemniekiem. Pētījumi LPA izmantošanā kļūst arvien populārāki visā pasaulē. Līdz ar to ir sagaidāms, ka informācija šajā jomā ar laiku papildināsies un dos arvien jaunas ierosmes. Šobrīd ieteiktu apdomāt LPA audzēšanu arī augļudārzos un daudzgadīgo dārzeņu rindstarpās. Jēgpilni, radoši un mērķtiecīgi izvēloties LPA un to izmantošanas stratēģijas, ir gūstams ne vien tūlītējs efekts (piesaistīti barības elementi), bet arī nodrošināta ilgtspējīga saimniekošana, pakāpeniski uzlabojot augsnes auglību un agrofizikālās īpašības, kas jo īpaši nozīmīgi mainīga klimata apstākļos.