Tehnika, Tehnoloģijas

Kā apstrāde ietekmē augsnes agrofizikālās īpašības

Autori: Antons Ruža, Andris Bērziņš, LLU Lauksaimniecības fakultāte


Augsnes tradicionālā apstrāde ir viens no energoietilpīgākajiem augsnes apstrādes veidiem. Šobrīd daudzas saimniecības lieto tā saukto minimālo jeb reducēto augsnes apstrādi, jo tādējādi būtiski tiek samazināti darba apjomi.


Augsnes aršanas aizstāšana ar lobīšanu vai citiem minimālās apstrādes veidiem ir ekonomiski izdevīga – ietaupa degvielu un vienlaikus samazina atsevišķu agregātu vilkmes pretestību par 50% un pat vairāk. Vienlaikus, pieaugot laukaugu audzēšanas intensifikācijai, tiek izmantota arvien jaudīgāka lauksaimniecības tehnika un pieaug šīs tehnikas masa, palielinās šīs tehnikas blietējošā ietekme uz augsni un tādējādi izmainās augsnes agrofizikālās īpašības. Augsnes sablīvēšanās nav jauna, bet nopietna problēma, ar ko jārēķinās lauksaimniecībā, it īpaši smagākās un mitrākās augsnēs.

Izmēģinājuma metodika
Lai novērtētu jauno tehnoloģiju ietekmi uz ražas veidošanos un iespējamo nelabvēlīgo ietekmi uz augsnes auglības ilgtspējīgu saglabāšanos, Zemkopības ministrijas subsidēta projekta Minimālās augsnes apstrādes ietekme uz augsnes auglības saglabāšanu, kaitīgo organismu attīstību un izplatību, ražu un tās kvalitāti bezmaiņas sējumos ietvaros LLU mācību un pētījumu saimniecībā Pēterlauki iekārtots stacionārs lauka izmēģinājums. Tā mērķis ir skaidrot minimālās augsnes apstrādes ietekmi ilgtermiņā arī uz augsnes agrofizikālajām īpašībām (tilpummasa, porainība, mitrums u. c. dažādos augsnes slāņos) atšķirīgās augu maiņas kombinācijās, tostarp arī bezmaiņas sējumos.

Darba uzdevumos ietilpst Zemgales līdzenumā, LLU MPS Pēterlauki iekārtotajā lauka izmēģinājumu stacionārā ar minimālo un tradicionālo augsnes apstrādi salīdzināt un izvērtēt atšķirīgus augsnes apstrādes veidus, nosakot nozīmīgākos agrofizikālos rādītājus: augsnes mitrumu (tilpuma % un absolūto), augsnes (penetrometrisko) pretestību, kā arī kapilāro porainību un tilpummasu. Augsnes agrofizikālie rādītāji noteikti katru gadu pavasarī un rudenī laika periodā no 2009. līdz 2016. gadam sešos dažādos augmaiņas posmos.

Augsnes mitruma daudzuma izmaiņas minimālajā un tradicionālajā augsnes apstrādē vērtētas, nosakot mitruma daudzumu % no kopējo augsnē esošo poru tilpuma augsnes slāņos 0–5; 20–25; 40–45 cm. Augsnes mitrums tiek izteikts tilpuma %. Aramkārtā absolūtais augsnes mitruma % tiek noteikts tikai no termostatā izžāvētas absolūti sausas augsnes 0–30 cm aramslānī ar intervālu 5 cm (0–5; 5–10; 10–15; 15–20; 20–25; 25–30 cm).

Augšņu pretestība sējumos noteikta, izmantojot sertificētu Eijkelkamp firmas rokas penetrometru. Augšņu pretestību (ko dažkārt sauc arī par penetrometrisko pretestību) izsaka ņūtonos uz vienu cm2 (N/cm2). Augsnes pretestība noteikta šādos dziļumos: 0–10; 10–20; 20–30; 30–40; 40–50 cm. Aprēķināta arī vidējā augsnes pretestība dziļumā no 0 līdz 50 cm.

Minimālajā un tradicionālajā apstrādē iegūtos augsnes mitruma tilpuma % tāpat kā pretestības N/cm2 izmaiņas visos lauciņos apkopoja un matemātiski izvērtēja augsnes slāņos 0–10; 10–20; 20–30; 30–40; 40–50 cm, bet absolūto mitruma % tikai aramslānī. 

Kapilāro porainību un tilpummasu aramkārtā noteica ar piesūcināšanas metodi gan minimālajā, gan tradicionālajā augsnes apstrādē kultūrauga sējuma variantos katru gadu vienos un tajos pašos lauciņos. 


Augsnes mitruma izmaiņas minimālajā un tradicionālajā apstrādē

Minimālajā un tradicionālajā augsnes apstrādē palielināta mitruma akumulācija 2009.–2016. gada pavasarī vērojama augsnes slāņos vidēji 40–45 cm dziļumā, bet mitruma daudzums vidēji astoņos gados augu nozīmīgākajā darbības zonā 0–5 cm, t. i., sevišķi sēklu dīgšanai, kopumā tuvs optimālajam un ir līdzīgs gan minimālajā, gan tradicionālajā augsnes apstrādē. 

Rudenī starp tradicionālo un minimālo augsnes apstrādi 0–5 cm dziļumā palielināts augsnes mitrums virskārtā ir vērojams minimālajā apstrādē, ko veicināja intensīvā virs­kārtas uzirdināšana un kapilāro poru tiešas saskares ar atmosfēru izjaukšana.

Minimālajā augsnes apstrādē rudenī astoņu gadu izmēģinājumos augsnes virskārtā vērojams mitruma pieaugums. Turpretim tradicionālajā augsnes apstrādē rudenī pa gadiem un paraugu ņemšanas dziļumiem mitrums ir atšķirīgs, bet vidēji augu maiņā astoņos gados tas izlīdzinās visā 0–45 cm dziļā slānī.



Absolūtais augsnes mitrums

Absolūtais augsnes mitrums ir cilindrā esošā parauga ūdens masa, attiecināta pret absolūti sauso augsnes masu, izteiktu %. Līdz ar to absolūtā mitruma skaitliskās vērtības vienmēr ir mazākas nekā mitrums, izteikts tilpuma % no augsnē esošā ūdens daudzuma porās (arī izteikta %). Absolūtajā augsnes mitrumā ietilpst gan higroskopiskais, gan plēvīšu ūdens, ko pilnībā augi izmantot nevar. Visi pārējie brīvie ūdens veidi augam ir izmantojami, tāpēc, nosakot augsnes mitrumu pēc tilpuma %, var iegūt pilnīgāku informāciju. 

Absolūtais augsnes mitrums minimālajā augsnes apstrādē pavasarī vidēji sešos gados pa slāņiem nav viendabīgs, toties vidējie rezultāti, sākot ar 5 cm dziļumu, ir stipri izlīdzināti un būtiski vai tendenciozi zemāki par virsējo slāni. 

Tradicionālajā augšņu apstrādē, pretēji minimālajai, vidējie rezultāti pavasarī parāda, ka, sākot ar 5 cm, vērojams matemātiski pierādīts absolūtais augsnes mitruma pieaugums (tātad rezerve) labvēlīgākai kultūraugu dīgšanai un tālākai attīstībai.

Absolūtais augsnes mitrums aramkārtā minimālajā augsnes apstrādē rudenī vidēji sešos gados, sākot no 5 cm dziļuma, izlīdzinājās visā aramkārtā, un matemātiskās izmaiņas nav nozīmīgas. Tradicionālajā augsnes apstrādē rudenī vērojams pretējs process: augsnes aramkārtas virsējais slānis raksturojas ar būtiski zemāku absolūtā mitruma daudzumu nekā dziļākie slāņi. Tas saistīts ar dziļāku augsnes uzirdināšanas pakāpi ar arklu, kas savukārt sekmējis mitruma aizplūšanu dziļākajos augsnes slāņos.


Augsnes pretestība
Augsnes pretestību pamatā nosaka mitruma daudzums augsnē: jo tas lielāks, jo pretestība mazāka. Līdz ar to nekorekti salīdzināt rādītājus ar vairāku dienu (varbūt pat stundu) intervālu, ja nokrišņu daudzums ir stipri izmainījis augsnes mitruma daudzumu. Tas arī tika ievērots, un pretestību noteica dažu stundu laikā bez nokrišņiem.

Kopumā astoņos gados vidējo pretestību pavasarī minimālajā augsnes apstrādē dziļāk par 10 cm gandrīz visos izmēģinājuma gados uzrādīja ar vai nu matemātiski pierādītu pieaugumu, vai tā tendenci. 

Kopumā tradicionālajā augsnes apstrādē vidēji visos mērījumu dziļumos pavasarī pretestība bija viszemākā. Minimālajā augsnes apstrādē sablīvētākais slānis ir vērojams tūlīt zem šķīvju lobītāju darbības zonas, t. i., 10 cm. Minimālajā augsnes apstrādē vidēji 0–50 cm astoņos gados pretestība pavasarī sasniedza 197 N/cm2, bet tradicionālajā – 178 N/cm2 .

Matemātiski pierādītu pretestību pieaugums vai tā tendences gan minimālajā, gan tradicionālajā apstrādē rudenī pierādās gandrīz visos gados 20–50 cm dziļumā, bet minimālajā augsnes apstrādē šī robeža pārvietojas daudz augstāk – pat uz 10 cm no augsnes virskārtas.

Aprēķinot vidējos rādītājus rudens periodā 0–50 cm dziļumam attiecībā uz penetrometrisko pretestību, konstatēts, ka minimālajā apstrādē rudenī tie sasniedz 207, turpretim tradicionālajā – tikai 187 N/cm2. Abos gadījumos sevišķi sablīvēts ir 40–50 cm dziļais augsnes slānis – vidēji astoņos gados 255–247 N/cm2.

Kapilārā porainība
Kapilārās poras ir sīkas, ar diametru <0,03 mm saistītas augsnes poras, kas nodrošina augsnes ūdens pārvietošanos menisku spēku ietekmē un nodrošina gan augu, gan mikrofloras apgādi ar mitrumu. To izsaka % no augsnē esošā kopējā poru tilpuma. Tam sevišķa nozīme ir augsnes virskārtā, kur irdenā daļā atrodas augu sēklas, ko parasti cenšas izvietot uz cietākas pamatnes (t. i., sēklu gultnes), tā nodrošinot mitruma piegādi pa kapilāro sistēmu no zemākajiem augsnes slāņiem.
 Pavasara periodā minimālajā augsnes apstrādē virsējā 0–5 cm uzirdinātajā daļā kapilārā porainība ir ar augstākiem rādītājiem gan ik gadus, gan kopumā, vidēji salīdzinājumā ar dziļākiem slāņiem.
 Tradicionālajā augsnes apstrādē pavasarī kapilārā porainība aramkārtā ir līdzīga visos dziļumos un atšķirības matemātiski nepierādās. 
 Ja analizējam vidējo kapilāro porainību visā aramkārtā 0–30 cm minimālajā un tradicionālajā augsnes apstrādē gan pavasara, gan rudens periodos vidēji sešos gados, redzams, ka skaitliskās vērtības mainās nedaudz:
 - minimālā apstrāde pavasarī – kapilārā porainība 33%;
 - tradicionālā apstrāde pavasarī – kapilārā porainība 32,6%;
 - minimālā apstrāde rudenī – kapilārā porainība 32,2%;
 - tradicionālā apstrāde rudenī – kapilārā porainība 32,6%.
 Vidējās kapilāro poru svārstības aramkārtā starp gadiem gan minimālajā, gan tradicionālajā augsnes pamatapstrādē arī ir relatīvi nelielas pavasara un rudens periodos.
 
 Augsnes tilpummasa
Kā augsnes blīvuma raksturojošais rādītājs izmantota augsnes tilpummasa. Tā aramkārtā pavasarī un rudenī noteikta kopā ar kapilāro porainību ar piesūcināšanas metodi gan tradicionālās, gan minimālās augsnes apstrādes variantos. 

Kultūraugu sortiments augu maiņā pa gadiem bija daudzveidīgs. Līdz ar to tilpummasas rādītājs ir vidējais no vairākiem kultūr­augiem, kas veidojies to maiņas procesā. 

Vairāki autori uzskata, ka minerālaugsnēm tilpummasa 0,9–1,1 g/cm3 vērtējama kā irdena; 1,1–1,3 – kā vidēji blīva; 1,3–1,4 – kā blīva, bet >1,4 – kā ļoti blīva.

Blīvā augsnē trūkst gaisa un no skābekļa nepietiekamības cieš augu saknes, bet visvairāk aerobā mikroflora, kas noārda augu atliekas. Pasliktinās ūdens filtrācija, kas rada pārmērīgu mitrumu augsnes virskārtā, bet sausuma periodos vērojams ūdens trūkums. Palielinās pretestība sakņu augšanai un augsnes apstrādes darbarīkiem.

Augsnē notiek dabiskas blīvēšanās un pašuzirdināšanās procesi. Augsni blīvē pati tās masa, un ar laiku uzirdinātā augsne nosēžas. Šo procesu pastiprina ūdens iedarbība – augsnes daļiņas tiek ieskalotas nekapilārajās porās, sakņu ejās, plaisās utt. Kaitīga ir arī struktūras agregātu noārdīšanās lietus pilienu trieciena dēļ augsnes virskārtā, kā arī augsnei sasalstot un atkūstot. Negatīvi augsnes struktūru ietekmē lielas minerālmēslu devas, organiskās vielas samazināšanās, augmaiņa un citi faktori. Vienlaikus augsnē notiek arī pašuzirdināšanās. To rada augsnes sasalšana, augu saknes, augsnes fauna, mālaino augšņu žūšana un uzbriešana, pēcaugu atliekas un citi faktori. Augsnes apstrāde tikai papildina šos procesus. 

Ilggadīgie pētījumi liecina, ka maksimālie tilpummasas rādītāji smagās augsnēs dziļākajos slāņos var ievērojami atšķirties no iepriekš minētajiem un citos agrofizikālo īpašību pētījumu autoru literatūras avotos publicētajiem absolūtajiem skaitļu rādītājiem.

Analizējot augsnes aramkārtas tilpummasas izmaiņas 2011.–2016. gadā 0–30 cm dziļumā pavasarī, kur augsnes virskārtā veikta tikai lobīšana (minimālā apstrāde), visos gados un visos dziļumos sastopama paaugstināta un vai nu matemātiski pierādīta augstākā tilpummasa dziļākos augsnes slāņos, vai izteikta to pieauguma tendence salīdzinājumā ar 0–5 cm dziļumu.

Pēc iegūtajiem rezultātiem jāsecina, ka minimālajā apstrādē intensīvāk tiek uzirdināts virsējais 0–5 cm slānis, bet sablīvēts apakšējais. Tas arī var vienlaikus radīt labvēlīgus apstākļus sēklu dīgšanai – irdenu virskārtu un blīvu sēklu gultni, tā nodrošinot mitruma piekļūšanu pa kapilāriem līdz kultūraugu sēklām.

No 5–20 cm augsnes tilpummasa pavasarī tūlīt pēc augsnes tradicionālās apstrādes ir zemāka nekā pēc minimālās. Turpretim no 20 līdz 30 cm dziļumam tā sāk tuvoties minimālajai augsnes apstrādei. 

Augsnes tilpummasa apakšējos augsnes slāņos rudenī augsnes aramkārtā sāk izlīdzināties gan tradicionālajā, gan minimālajā augsnes apstrādē un ir robežās no 1,60 līdz 1,70 g/cm3, tātad – ļoti blīva. Vidējās tilpummasas izmaiņas augsnes apstrādē aramkārtā pavasara–rudens periodā 0–30 cm ir nenozīmīgas.

Ilggadīga virspusēja minimālā augsnes apstrāde salīdzinājumā ar ikgadēju tradicionālo aršanu tilpummasu kopumā nav pasliktinājusi: blīvums faktiski nepalielinās, un tas nevar būt kavēklis augsnes apstrādes minimalizācijai.

Pamatojoties uz iepriekš minētajiem pētījumiem, jāsecina – ja vien ražu limitējošie faktori nav nezāles, slimības, kaitēkļi vai citi neminēti faktori, ražību nozīmīgi nevar ietekmēt minimālā augsnes apstrāde.

Vairāk lasiet žurnālā Agro Tops
AT_COVER_julijs

Pievienot komentāru