aleksandro stulginskio...

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

TVIRTINU: ………………………

ASU Prorektorius Romualdas Zemeckis

2016 m. lapkričio mėn. 7 d.

ŽEMĖS ŪKIO, MAISTO ŪKIO IR ŽUVININKYSTĖS MOKSLINIŲ TYRIMŲ IR

TAIKOMOSIOS VEIKLOS PROGRAMA

BIOLOGINIŲ PRIEDŲ ĮTAKA DIRVOŽEMIO DRĖGMĖS SULAIKYMUI LIETUVOS

KLIMATO KAITOS KONTEKSTE

2016 M. GALUTINĖ ATASKAITA

Tyrimo vadovas

Inga Adamonytė

Kaunas - Akademija

2016

Biologinių priedų įtaka dirvožemio drėgmės sulaikymui Lietuvos klimato kaitos kontekste 2016 m. GALUTINĖ ATASKAITA

2

Projekto vadovė:

Doc. dr. Inga Adamonytė,

Aleksandro Stulginskio universitetas, Vandens išteklių inžinerijos institutas

Mokslinio tyrimo vykdytojai:

Doc. dr. Vilda Grybauskienė,


Dr. Egidijus Kasiulis,


Doc. dr. Algis Kvaraciejus,


Doc. dr. Laima Taparauskienė,


Lekt. mag. Gitana Vyčienė,



3

TURINYS

ĮVADAS ............................................................................................................................................................ 5

TERMINAI IR SANTRUMPOS ....................................................................................................................... 7

1. Tyrimų objektas, metodika, priemonės, medžiagos ir tyrimų organizavimas ................................................ 8

1.1. Tyrimų objektas ...................................................................................................................................... 8

1.2. Tyrimų metodika ..................................................................................................................................... 8

1.2.1. Drėgmės kiekio ir jos pokyčio laboratoriniai bandymai .................................................................. 8

1.2.2. Drėgmės kiekio ir jos pokyčio bei augimo intensyvumo lauko bandymai ...................................... 10

1.2.3. Dirvožemio drėgmės nustatymas .................................................................................................... 11

1.2.4. Dirvožemio tankio nustatymas ....................................................................................................... 11

1.2.5. Tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymas .................................................................................. 12

1.2.6. Gylio drėgmės matavimams parinkimas ........................................................................................ 13

1.3. Tyrimuose naudotos medžiagos, priemonės ir eksperimentų organizavimas ....................................... 14

1.3.1. Medžiaga - biologinė medžiaga šaknų mirkymui Agricol® ........................................................... 14

1.3.2. Tyrimų atlikimas ir organizavimas agroperlito poveikiui dirvos drėgmės sulaikymui .................. 14

1.3.3. Tyrimuose agroperlito poveikiui grunte drėgmės sulaikymui naudotos medžiagos ....................... 16

1.3.4. Tyrimams agroperlito ir vermikulito poveikiui dirvos drėgmės sulaikymui naudota įranga ir

priemonės ................................................................................................................................................. 17

1.3.5. Tyrimų atlikimas vermikulito įtakai drėgmės sulaikymui dirvožemyje nustatyti ............................ 18

1.3.6. Tyrimuose vermikulito poveikiui dirvožemio drėgmei nustatyti naudotos medžiagos ................... 18

2. Biologinių priedų apžvalga .......................................................................................................................... 19

2.1. Biologiniai priedai ir jų naudojimas dirvožemio drėgmei reguliuoti .................................................... 19

2.2. Hidrogelių naudojimas .......................................................................................................................... 23

2.3. Organinių priedų poveikio dirvos savybėms apžvalga .......................................................................... 28

3. Biologinių priedų kaina, kiekis bei naudojimo specifika žemės ūkio laukuose ....................................... 31

3.1. Gamintojai ir tiekėjai Lietuvos rinkai ................................................................................................... 31

3.2. Biologinių priedų kainos vertinimas ..................................................................................................... 32

3.3. Biologinių priedų kiekio ir investicijų į ploto vienetą pagrindimas ...................................................... 34

3.4. Perlito ir vermikulito naudojimo sričių ir rekomendacijų apžvalga ...................................................... 39

3.4.1. Perlito naudojimo sričių ir rekomendacijų apžvalga ................................................................... 39

3.4.2. Vermikulito naudojimo sričių ir rekomendacijų apžvalga ........................................................... 40

4. Biologinių priedų drėgmės sulaikymo, sukaupimo ir vandens atidavimo intensyvumo tyrimai svoriniu

termostatiniu būdu ............................................................................................................................................ 42

4.1. Drėgmės dirvoje su biologiniais priedais sulaikymo ir atidavimo dinamika nustatyta svoriniu

termostatiniu būdu lauke auginant svogūnus White Paris ........................................................................... 42


4


termostatiniu būdu lauke auginant baltagūžius gūžinius kopūstus Brassica oleracea ................................. 43


termostatiniu būdu lauke auginant egles (Pice Abies) .................................................................................. 45


termostatiniu būdu lauke auginant bulves Gloria ........................................................................................ 46

5. Biologinių priedų įtaką augimo intensyvumui ir drėgmės pokyčiui (tiesioginis eksperimentas) ............ 49

5.1. Tyrimų rezultatai biologinio priedo Agricol® įtaka paprastosios eglės (Pice Abies) sodinukams ........ 49

5.2. Tyrimo rezultatai biologinio priedo Agricol® įtaka bulvėms Gloria.................................................... 50

5.3. Biologinių priedų įtaka svogūnų White Paris augimo intensyvumui .................................................... 51

6. Drėgmės sulaikymo laipsnio naudojant priedus vertinimas (svoriniu termostatiniu būdu, imituojant

kritines temperatūrų sąlygas) ........................................................................................................................... 53

6.1. Drėgmės dirvožemyje sulaikymo tyrimai naudojant Stockosorb®, agroperlitą, vermikulitą ir

universalias hidrogranules laboratorijos sąlygomis ..................................................................................... 53

6.2. Agroperlito įtakos drėgmės sulaikymui dirvožemyje drėgmės pokyčių tyrimų rezultatai ............... 55

6.2.1. Dirvožemio drėgmės pokyčių tyrimų rezultatai (20 oC) ........................................................... 55

6.2.2. Dirvožemio drėgmės pokyčių analizė tyrimų rezultatų analizė (25 oC) ................................... 57

6.2.3. Dirvožemio drėgmės pokyčių tyrimų rezultatų analizė (30 oC) ................................................ 60

6.2.4. Tyrimo duomenų analizė vertinant suminį vandens išgaravimą .............................................. 61

6.3. Vermikulito įtakos drėgmės sulaikymui dirvožemyje drėgmės pokyčio tyrimų rezultatai ................... 64

6.3.1. Dirvožemio drėgmės pokyčių tyrimų rezultatai (20 oC) ........................................................... 64

6.3.2. Dirvožemio drėgmės pokyčių tyrimų rezultatai (30 oC) ................................................................. 65

6.4. Biologinių priedų įtaka dirvožemio sulaikymui bandinius džiovinant 20 oC temperatūroje

klimatinėje spintoje ...................................................................................................................................... 67

7. Praktinės rekomendacijos ir patarimai, biologinių priedų ir jų kiekių parinkimui, siekiant sureguliuoti

dirvožemio drėgmę ........................................................................................................................................... 69

IŠVADOS ........................................................................................................................................................ 73

PRIEDAI .......................................................................................................................................................... 81


5

ĮVADAS

Augalų produktyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių: vietos dirvožemio savybių ir

klimato sąlygų, drėgmės režimo dirvožemyje, kritulių kiekio, anglies dioksido koncentracijos ore,

augalų rūšies ir veislės genetinių savybių, augimo stadijos, kenkėjų, ligų ir pan.

Kritulių kiekis augalų vegetacijos laikotarpiu pasiskirsto labai netolygiai. Pavienių metų

kritulių nukrypimas nuo normos (vidutinių daugiamečių) yra iki 40 proc., o mėnesių – net iki 60 proc.

Toks netolygumas yra labai nepalankus žemės ūkiui (Dirsė, 2001). Dėl nepalankių orų Lietuvoje

2000–2014 m. žemdirbių patirti nuostoliai siekia vidutiniškai apie 5 proc. bendrosios augalininkystės

produkcijos. Keičiantis klimatui reikšmingai dažnėja sausų periodų, todėl racionalus natūraliai

besikaupiančios dirvožemio drėgmės naudojimas gali būti priemone nepalankiam dirvožemio

drėgmės režimui reguliuoti. Dirvožemio drėgmės atsargos kaupiasi pavasario sniego tirpsmo ir lietaus

metu. Pagrindinės sąlygos, kurios lemia vandens atsargų buvimą augalų šaknų prieinamoje zonoje

yra dirvožemio granuliometrinė sudėtis, grunto absorbcinė geba, humusingumas, geologiniai

sluoksniai, žemėnauda, žemės dirbimo technologijos ir daugelis kompleksiškai susijusių veiksnių,

tokių kaip žemės paviršiaus nuolydis ir pan. Vandens ir oro režimas priklauso nuo dirvožemio

granuliometrinės sudėties, jo struktūringumo, tankio, armens sluoksnio storio ir kitų veiksnių.

Lietuvos dirvožemių humusingas sluoksnis artimas ariamajam sluoksniui ir yra apie 20–25 cm.

Humuso įtaka sunkios granuliometrinės sudėties dirvožemiui yra daugiareikšmė, su jo kiekiu susiję

ne tik drėgmės režimas, biologinis aktyvumas, sorbcijos imlumas, cheminės ir biologinės savybės,

augalų mitybos stabilumas, bet ir struktūros patvarumas, lemiantis fizinės brandos trukmę pavasarį ir

kitas agronominiu požiūriu svarbias savybes (Maikštėnienė ir kt., 2007).

Keičiantis klimatui, pastebimai didėja ekstremalių temperatūrų ir drėgmės deficito grėsmė.

Pagal HadCM3-A1B klimato kaitos scenarijų, Lietuvoje 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. Manoma, kad XXI a. II pusėje 200 mm storio

dirvožemio sluoksnis jau aktyvios vegetacijos laikotarpio pradžioje pasižymės gerokai mažesniu nei

dabar drėgmės kiekiu (Stonevičius ir kt., 2008).

Kai kritulių kiekis aktyviosios augalų vegetacijos laikotarpiu sudaro 40-70 proc. normos,

konstatuojama labai stipri arba stipri sausra. Keičiantis klimatui, kylant oro temperatūrai, mažėjant

kritulių kiekiui ir dienų su lietumi šiltuoju metų laiku skaičiui, stebint nepalankaus dirvožemio

drėgmės režimo sukeliamas problemas, tenka ieškoti įvairių sprendimo variantų ir juos grįsti mokslo

tyrimų metodais. Produktyviąsias dirvožemio drėgmės atsargas, kurios pavasarį sudaro nuo 80 mm

(priesmėlio dirvožemiuose) iki 130 mm (molio dirvožemiuose), tausiai naudoti gali padėti įvairių

priedų naudojimas.

Alternatyvių priemonių ir įvairių metodų drėgmės sulaikymui žemės ūkyje svarba tik didėja

dėl klimato kaitos tendencijų ir vandens išteklių mažėjimo. Biologiniai priedai ‒ agroperlitas,

vermikulitas, universalios hidrogranulės, Agricol® ir hidrogelis Stockosorb®, pasižymi vandens

absorbcinėmis savybėmis, jie gali savyje sulaikyti ar sukaupti daugiau vandens nei patys sveria, tai

gali būti 400-1500 g vandens 1 sauso priedo gramui, ir sausuoju laikotarpiu lėtai atiduodami savo

masėje sukauptas vandens atsargas gali papildyti būtinąsias vandens atsargas dirvožemyje.


6

Darbo tikslas – ištirti biologinių priedų įtaką dirvožemio drėgmės sulaikymui Lietuvos

klimato sąlygomis.

Tikslui pasiekti, iškelti uždaviniai:

1. Apžvelgti biologinius priedus skirtus Lietuvos rinkai.

2. Įvertinti biologinių priedų kainą ir kiekį, bei naudojimo specifiką žemės ūkio laukuose.

3. Svoriniu termostatiniu būdu nustatyti biologinių priedų drėgmės sulaikymo, sukaupimo

ir vandens atidavimo intensyvumą.

4. Tiesioginio eksperimento metu nustatyti biologinių priedų įtaką (ne mažiau kaip 3

kultūrų) augimo intensyvumui ir reakciją į drėgmės pokytį.

5. Svoriniu termostatiniu būdu (imituotomis kritinių temperatūrų sąlygomis) įvertinti

drėgmės sulaikymo laipsnį prieduose klimato kaitos kontekste.

6. Praktinės rekomendacijos ir patarimai biologinių priedų naudojimui ir jų kiekiams,

siekiant sureguliuoti dirvožemio drėgmę.

.


7

TERMINAI IR SANTRUMPOS

Hidrogelis (kartais vadinamas akvageliu) ‒ vandenyje netirpių polimero grandinių tinklas,

kurio tarpai užpildyti vandeniu.

Mulčias – natūralios organinės ir sintetinės medžiagos, naudojamos dirvos paviršiui dengti,

siekiant išsaugoti drėgmę, palaikyti šilumą, padidinti derlingumą, sustabdyti piktžolių augimą,

mažinti eroziją arba dėl estetinių priežasčių.

Dirvožemio drėgmė –vandens kiekis dirvožemyje, išreikštas absoliučiai sauso dirvožemio

masės bei tūrio procentais.

Agroperlitas (arba perlitas) – termiškai išplėstos vulkaninės uolienos ir turi daug porų bei

kapiliarų, pH neutralus, nedegus, jam įtakos neturi ir jo neskaido rūgštys, bazės, bakterijos arba

saulės šviesa.

Vermikulitas (arba agrovermikulitas) – neorganinis priedas, inertiškas ir sterilus, šarminis

(neutralizuotas durpėmis), ventiliavimo charakteristikos, turi aukštą vandens sulaikymo gebą.

Universalios hidrogranulės – augimo stimuliatorius, skatinantis šaknų augimą ir lapijos

vystymąsi. Vandenį sugeriantys polimerai didina dirvos sugebėjimą fiksuoti vandenį ir trąšas.

Hidrogelis – Stockosorb® – biologinis priedas visų tipų augalams, mažinantis drėkinimo ir

tręšimo dažnį, sustiprinantis šaknų augimą, užtikrinantis augalo išlikimą pasodinus, turi ilgalaikį

efektą, padidina augalui prieinamo vandens kiekį.

Agricol® – natūrali, biologinė, koloidinė medžiaga (žele šaknų mirkymui), gaminama iš

rudųjų jūros dumblių.

Vandentalpa (Wp) – visos dirvožemyje esančios poros užpildytos vandens.

Lauko drėgmės imlumas (Wl) (mažiausias lauko drėgmės imlumas) – likęs dirvožemyje

vandens kiekis, kai iš jo nuteka gravitacinis vanduo. Viršutinė optimalios drėgmės augalams riba.

Kapiliarų nutrūkimo drėgmė (Wk), kuriai esant nutrūksta vandens pakilimas kapiliarais

iki garavimo paviršiaus (augalams trūksta drėgmės).

Vytimo drėgmė (Wv) – toks drėgmės kiekis, kai augalai nuvysta (prarandamas turgoras), jie

nebeatsigauna net vandens garų prisotintoje aplinkoje.

Maksimali hidroskopinė drėgmė (Wh) – tai drėgmės kiekis, kurį sausas dirvožemis gali

absorbuoti iš vandens garų prisotintos aplinkos. Ji neprieinama augalams, jos tankis ir šilumos

imlumas didesnis, joje netirpsta druskos.

Vandentalpa (Wp) – visos dirvožemyje esančios poros užpildytos vandens.

Lauko drėgmės imlumas (Wl) (kartais vadinamas mažiausiu lauko drėgmės imlumu) – likęs

dirvožemyje vandens kiekis, kai iš jo nuteka gravitacinis vanduo. Viršutinė optimalios drėgmės

augalams riba.

http://lt.wikipedia.org/wiki/Polimerashttp://lt.wikipedia.org/wiki/Dirvahttp://lt.wikipedia.org/wiki/Pikt%C5%BEol%C4%97http://lt.wikipedia.org/wiki/Erozija


8

1. Tyrimų objektas, metodika, priemonės, medžiagos ir tyrimų organizavimas 1.1. Tyrimų objektas

Tiriant biologinių priedų įtaką dirvožemio drėgmės sulaikymui naudojami drėgmės režimo

natūriniai tyrimai, kurie atliekami lauko sąlygomis su skirtingomis žemės ūkio kultūromis, taip pat

atliekami laboratoriniai bandymai įterpiant įvairias organinių priedų normas.

Tyrimo objektas ‒ šiuo metu Lietuvos rinkoje egzistuojantys biologiniai priedai: tyrimai

vykdomi atliekant mokslinės literatūros studijas, vykdant natūrinius tyrimus naudojant agroperlitą,

vermikulitą, universalias hidrogranules, hidrogelį Stockosorb®, priedą Acricol®. Kaip papildoma

priemonė naudotas ežerinės kilmės dumblas ˗ sapropelis. Visi priedai, remiantis gamintojų

rekomendacijomis, sumaišomi su mineralinio dirvožemio mišiniu skirtingais santykiais. Dalis tyrimų

atlikta lauko sąlygomis, galutiniai rezultatai pateikiami atlikus visą bandymų kompleksą ir

išanalizavus rezultatus.

1.2. Tyrimų metodika

1.2.1. Drėgmės kiekio ir jos pokyčio laboratoriniai bandymai

Vegetaciniai tyrimai atliekami kontroliuojamose sąlygose, siekiant ištirti skirtumus tarp

bandymo variantų: lauko sąlygomis ir laboratorijoje.

Dirvožemio drėgnis (SWC) apskaičiuotas pagal formulę (Fenta et al., 2012):

𝑆𝑊𝐶 (𝑝𝑟𝑜𝑐. ) = [(𝑚𝑝 − 𝑚𝑠 ) · 𝑚𝑠−1 ] · 100, (1.1.)

čia mp ‒ pradinė dirvožemio mėginio masė;

ms ‒ sauso dirvožemio mėginio masė.

Tyrimas vykdytas dviem etapais: pirmuoju etapu tyrimas vykdytas laboratorijos sąlygomis

(1.1. pav.), antruoju – pasinaudota klimatine spinta, esančia Vandens išteklių inžinerijos instituto

tyrimų laboratorijoje (1.2. pav.). Svėrimas stabdomas, kai dirvožemio drėgmės pokytis

nebefiksuojamas.

Drėgmės sulaikymo dirvožemyje tyrimuose naudoti įvairūs biologiniai priedai ‒ Agricol®,

hidrogranulės Stockosorb®, agroperlitas ir vermikulitas bei įvairių proporcijų gruntų mišiniai su

universaliu durpių substratu ir ežerinės kilmės dumblu ‒ sapropeliu. Eksperimentinis tyrimas

atliekamas sudarant bandinių grupes pagal įterpto priedo kiekius ir eksperimento atlikimo

temperatūrą.

Temperatūra eksperimento metu parinkta remiantis daugiamečiais stebėjimo duomenimis

dažniausiai pasitaikančiomis nepalankiomis drėgmės režimo sąlygomis, t. y. 1 mėn. (liepos) vidutinė

paros temperatūra ‒ 20 oC, antrasis eksperimento variantas– 25 oC, trečiasis – 30 oC.

Norint nustatyti biologinių priedų įtaką, tiriamas drėgmės pokytis, taikant suminio

išgaravimo skaičiavimo metodiką, pagal Dirsės (1995) formulę nustatomas suminis išgaravimas.

Vandens išgaravimo dydis apskaičiuojamas pagal formulę:

E = H + m (A1-A2) - N, mm, (1.2.)

čia E – suminis išgaravimas, mm;

H – krituliai, mm;

m – liejimo norma, cm3;

A1 – A2 garintuvo masė tyrimo pradžioje ir pabaigoje;

N – prasisunkęs pro dirvožemio monolitą ir ištekėjęs vandens kiekis, mm.

1.1. pav. Dirvožemio drėgmės pokyčio tyrimai laboratorijoje naudojant skirtingus biologinius

priedus

1.2. pav. Dirvožemio drėgmės pokyčio tyrimas klimatinėje spintoje

Taip pat atliktas tyrimas pasinaudojant klimatine spinta, kurioje temperatūra visas 24 val.

tolygi (20 °C, 25°C, 30°C). Klimatinėje spintoje temperatūra palaikoma termostatų ir ventiliatorių

pagalba (1.2. pav.).

Tyrimo metu buvo vertinami biologinių priedų vandens sulaikymo dirvožemyje parametrai.

Biologiniai priedai, laikantis gamintojų rekomendacijų, buvo sumaišyti su mineralinio dirvožemio

mišiniu ir išpilstyti į vienodo dydžio indus. Drėgmės perteklius prisotinimo etape surenkamas.

Laboratorijos sąlygomis dirvožemio drėgmės kiekis nustatomas svoriniu metodu (1.1. pav.). Tyrimo

pradžioje organinis gruntas sumaišytas su biologiniais priedais ir pasvertas jam dar esant sausam.

Vėliau, indeliai prisotinti vandeniu iki maksimalaus vandens imlumo, ir sverti kiekvieną dieną tuo

pačiu laiku. Kiekvienas matavimas atliktas pakartojant tris kartus. Svėrimas nutraukiamas, kai

dirvožemio drėgmės pokytis nebefiksuojamas.

Drėkinimas atliekamas vieną kartą – eksperimento pradžioje, vėliau drėkinimo norma lygi

‒ 0 ml. Stebimas vandens nuotėkis N ml, kuris tikėtina bus 0 ml, todėl daroma prielaida, kad

išgaravimas laboratorijos sąlygomis yra svorių skirtumas stebėjimo pradžioje ir pabaigoje.

Laboratorinėmis sąlygomis vykdant bandymą drėkinimo norma priimta ‒ 200 ml.


10

1.2.2. Drėgmės kiekio ir jos pokyčio bei augimo intensyvumo lauko bandymai

Žemės ūkio kultūros (baltagūžiai gūžiniai

kopūstai Brassica oleracea ir valgomieji svogūnai

Allium cepa (veislė White Paris)) buvo auginti 2015

m. ir 2016 m. vasarą Aleksandro Stulginskio

universiteto tyrimų lauke, siekiant išsiaiškinti

biologinių priedų įtaką drėgmės kiekiui ir jo pokytį

dirvožemyje atliekant auginimo eksperimentus.

Lauko eksperimento bandymo laukelių schema (10

laukelių po 2,5 x 2,5 m) pateikta 1.3. pav. Bandymų

lauko dirvožemis yra karbonatingas, giliau glėjiškas

išplautžemis, pagal mechaninę sudėtį – lengvas

priemolis ant sunkaus priemolio. Dirvožemio

drėgmę sulaikančių priedų efektyvumas buvo tirtas

ant dirvožemio paviršiaus paskleidžiant skirtingo

storio (1 cm arba 4 proc., 2 cm arba 8 proc., 4 cm

arba 16 proc.) perlito arba vermikulito sluoksnį.

Tuose bandymų laukeliuose, kur drėgmę

sulaikančių priedų buvo paskleista storiausiai, t. y.

po 4 cm, plotas buvo dvigubai didesnis (1–2 ir 4–5

laukeliai). Perlitu padengti bandymų laukeliai nuo

vermikulitu padengtų laukelių buvo atskirti dvigubu

kontrolės laukeliu (3–8 laukeliai), kur dirvožemio

drėgmę sulaikantys priedai nebuvo naudoti.

Antras bandymų laukas buvo įrengtas

nustatyti biologinio priedo Agricol® įtakai

paprastosios eglės (Pice Abies) sodinukams.

Bandymų lauko dirvožemis yra karbonatingas,

giliau glėjiškas išplautžemis, pagal mechaninę

sudėtį – lengvas priemolis ant sunkaus priemolio.

Bandymo lauke įrengtas molinis vamzdžių drenažas,

drenavimo gylis ˗ 1,1 m, atstumas tarp vamzdžių 16

m.

1.3. pav. Lauko bandymų schema

Tyrimo metu buvo stebima, kokią įtaką biologinis preparatas Agricol® turi paprastosios eglės

sodinukams. Eglės sodinukai buvo sodinami eilutėmis, laikantis 14 cm tarpų tarp eilučių. Vieno

kvadratinio metro plotas buvo užsodinamas 70-75 vnt. sodinukų. Sodinukų išdėstymas laukelyje

pateikiamas 1.4. paveiksle. Lysvėje auginama 5 eilutės, atstumai tarp eilučių – 14 cm. Atstumai tarp

lysvių – 25 cm.


11

1.4. pav. Paprastosios eglės (Pice Abies) sodinukų išdėstymas laukeliuose ir Agricol® tirpalo

ruošinys šaknų mirkymui

Prieš sodinimą pavasarį eglės sodinukų šaknys buvo mirkomos skirtingo koncentrato

Agricol® tirpale. Buvo parinktas skirtingos koncentracijos tirpalas (0,5, 1,0 ir 1,5 proc.). Visi

sodinukai buvo drėkinami kintama drėkinimo norma nuo 150 – 250 m3·ha-1.

Sodinukai vegetacijos metu buvo tręšiami spygliuočių trąšomis, taikant 0,2-0,5 kg·10 m-2

normą. Tręšimas atliktas praėjus 2 savaitėm po pasodinimo bei liepos mėnesį. Drėgmės atsargos

palaikomos liejimais, palaikant dirvos drėgmę 80˗100 proc. ribose.

Bandymų laukai, lizimetruose su įrengtu moliniu drenažu, buvo užsodinti Gloria veislės

bulvėmis. Tyrimo metu buvo siekta išsiaiškinti kokią įtaką dirvožemio drėgmės režimui turi

biologinis preparatas Agricol®. Preparatas tolygiai pabertas dirvos paviršiuje 10 g·m-2 ir frezavimo

būdu įterptas. Bulvės bandymų laukelyje užsodintos gamybiniu būdu laikantis 70 cm atstumo tarp

vagų ir 30 cm atstumo tarp sodinamosios medžiagos.

1.2.3. Dirvožemio drėgmės nustatymas

Dirvožemio drėgmė parodo dirvožemyje susikaupusį vandens kiekį (išreiškiama proc. nuo

absoliučios dirvožemio masės). Augalų šaknims ne visa drėgmė, susikaupusi dirvožemyje, vienodai

prieinama. Dirvožemio drėgmė yra sorbuotoji arba surištoji ‒ augalams neprieinama, bei laisvoji

(skysta) ‒ augalams prieinama (neskaitant vytimo drėgmės, neprieinamos augalams), kurią įprasta

vadinti produktyviąja drėgme. Tiksliausias drėgmės įvertinimo metodas yra svorinis metodas.

Dirvožemio mėginiai imami pasluoksniui kas 10 cm iki 50 cm gylio. Iš skirtingo dirvožemio

sluoksnio paimtas mėginys, nuo apatinės grąžto dalies patalpinamas biukselius po 50-60 g. Biukseliai

sandariai uždaromi ir prieš džiovinimą pasveriami elektroninėmis svarstyklėmis, po to biukseliai

atidaromi ir parą džiovinami termostate prie 105 oC iki orasausės masės, tada pasveriami. Dirvožemio

tyrimai atliekami ASU Vandens išteklių inžinerijos instituto laboratorijoje.

Didžiausi drėgmės pokyčiai vyksta paviršiniame dirvos sluoksnyje dėl spartesnės vandens

dinamikos procesų (lemiamų klimatinių sąlygų bei dirvožemio savybių, tokių kaip kapiliarinės,

absorbcinės jėgos ir kt.), giliau esantys sluoksniai reaguoja tik į ilgalaikes tendencijas (ilgesnį

laikotarpį be kritulių, aukštesnę temperatūrą ir pan.) dėl vandens infiltracijos arba vandens judėjimo

kapiliarais link dirvos paviršiaus, t. p. suminio išgaravimo.

1.2.4. Dirvožemio tankio nustatymas

Dirvožemio kietosios fazės tankiu yra absoliučiai sauso dirvožemio kietosios fazės

(nepakitusios sudėties) tūrio vieneto masė išreikšta gramais 1 cm3, kurios dydis priklauso nuo

mechaninės ir agregatinės sudėties, susiskaidymo ir poringumo ir nusako dirvos tankumo laipsnį.

Nepakitusios sudėties tūrio masės nustatymas leidžia įvertinti absoliutų sukauptą vandens

kiekį dirvožemyje, poringumą, aeraciją bei maitinimosi elementus išreikštus tūrio vienetais.

Dirvožemio tankis nustatomas Kačinskio cilindrų metodu, bandiniai imami specialiais cilindrais


12

(skersmuo 55 mm, aukštis 40 mm). Tankis nustatytas Kačinskio metodu, apskaičiuotas pagal formulę

(Maikštėnienė ir kt., 2007):

St= (B - A)·V-1, (1.3.) čia St – dirvožemio tankis, g cm

-3;

B – cilindro su absoliučiai sausu dirvožemiu masė, g;

A – tuščio cilindro masė, g;

V – pilno cilindro tūris, cm3.

1.2.5. Tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymas

Drėgmės matavimo prietaisas (matuoklis/jutiklis) yra priemonė, suteikianti informacijos

apie drėgmės kiekį konkrečiame dirvožemyje tam tikru laiko momentu.

Standartinį dirvožemio drėgmės nustatymo būdą sudaro fizinis dirvožemio ėminių

paėmimas bei jų svėrimas prieš ir po džiovinimo, jie imami dirvožemio grąžtais. Dirvožemio

ėminiams naudoti grąžtai, kurie dirvožemio struktūros nesuardoa, tokiu būdu nustatomas ne tik

dirvožemio drėgmės kiekis, bet ir dirvožemio tankis (1.5. pav.).

1.5. pav. Grąžtas dirvožemio ėminiams imti ir dirvožemiui talpinti skirti indeliai

Drėgmės kiekis, išgaravęs džiovinimo metu, parodo dirvožemio drėgnumą ėminio paėmimo

momentu, tai yra vienintelis tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymo metodas, kuris dėl tiesioginio

dirvožemio pavyzdžių svėrimo vadinamas svoriniu (gravimetriniu), o Lietuvoje dažniausiai vadinamas

termostatiniu metodu. Naudojant šį metodą, dirvožemio drėgmė išreiškiama gravimetriniu drėgmės

kiekiu θg, tai bedimensis dydis (išgaravusios drėgmės kiekio ir tiriamojo dirvožemio ėminio tūrio

santykis (naudojama matavimo vienetai m-3·m-3). Išreiškiant dirvožemio drėgmę masės vienetais θv,

gravimetrinis drėgmės kiekis θg dauginamas iš dirvožemio tankio ir dalinamas iš vandens tankio.

Pagrindinė problema, kylanti nustatant dirvožemio drėgmę θv šiuo būdu, yra dirvožemio tankis.

Nustatant dirvožemio drėgmę gravimetriniu (termostatiniu) metodu, labai svarbus tikslumas, kurį

užtikrina atitinkamas pakartojimų skaičius (įvertinamas pagal standartinį vidurkio nuokrypį).

Tikslumas nustatant dirvožemio drėgmę gravimetriniu metodu turi būti 0,01 g, kai dirvožemio

ėminys sveria apie 100 g.

Norint dirvožemio drėgnumą nustatyti ne mažesniu tikslumu nei 0,001 m-3·m-3, dirvožemio

ėminiai sverti iškart tik juos paėmus arba patalpinti į sandarias talpas (dirvožeminius indelius) (1.5.

pav.), polietileno maišelius su sandarinimo juostele, taip pat reikia laikytis tinkamos ėmimo ėminio ir

transportavimo praktikos. Dirvožemio drėgmės nustatymo tikslumas priklauso ir nuo ėminio dydžio –

nuokrypis didėja mažėjant ėminio tūriui, todėl tiesioginiams dirvožemio drėgmės nustatymo tyrimams

imti apie 50 g mėginiai. Pasirinktas minimalus ėminio tūris pagal dirvožemio savybes.


13

1.6. pav. Lauko tyrimų organigrama

1.2.6. Gylio drėgmės matavimams parinkimas

Optimaliam dirvožemio drėgmės augalų šaknų gylyje įvertinimui būtina įvertinti augalų šaknų

įsiskverbimo į gruntą gylį. Pagal šaknų sistemos įsiskverbimo gylį pasirenkami eksperimentinio tyrimo

gyliai.

Augalų šaknų sistema gali būti labai įvairi, gilyn šaknys gali įsiskverbti iki 2–3 m gylio, nors

pagrindinė jų masė būna armens sluoksnyje. 40 proc. vandens yra sunaudojama paviršiniame

sluoksnyje, kuris sudaro 1/4 šaknų gylio, 30 proc., 20 proc. ir 10 proc. atitinkamai kas 1/4 šankų ilgio

einant gilyn (1.7. pav.).

1.7. pav. Augalų vandens įsisavinimas proc. pagal augalų šaknų įsiskverbimo gylį

Apibendrintos drėgmės tyrimo ėminių įrengimo gylio rekomendacijos pagal augalų rūšį

pateiktos 1.1. lentelėje.

1.1. lentelė. Rekomenduojamas drėgmės matavimo gylis (ėminio gylis) Augalas Matavimo

gylis, cm

Augalas Matavimo

gylis, cm

Augalas Matavimo

gylis, cm

Bulvės 20-25 Braškės 15 Dobilai 25

Kopūstai 30 Obelys 50 Ganyklos 20-40

Morkos 30 Miežiai 45 Javai 45

Pomidorai 45 Žirniai 45 Kukurūzai 45

Pupos 25-45 Svogūnai 30 Kviečiai 30-45

Gylio drėgmės matavimams parinkimas

Divožemio tankio nustatymas

Drėgmės kiekio ir jos pokyčio laboratoriniai tyrimai

Dirvožemio drėgmės nustatymas

Tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymas

Eksperimentinių tyrimų atrankos patikimumo vertinimas


14

1.3. Tyrimuose naudotos medžiagos, priemonės ir eksperimentų organizavimas

1.3.1. Medžiaga - biologinė medžiaga šaknų mirkymui Agricol®

Natūrali, biologinė, koloidinė medžiaga (žele šaknų mirkymui), gaminama iš rudųjų jūros

dumblių. Sudėtyje esanti rūgštis yra artima dirvožemio humusinei rūgščiai. Naudojama žemės ūkyje,

miškininkystėje, daržininkystėje ir aplinkos tvarkyme. Agricol® pasižymi daugkartiniu drėgmės

kaupimu ir atidavimu. Mažas kiekis Agricol® sugeria pakankamai daug drėgmės, kurią atiduoda

augalui.

Priedo Agricol® paskirtis

Saugoti viršutinį dirvos sluoksnį nuo vandens ir vėjo erozijos;

Reguliuoti drėgmės režimą dirvožemyje;

Saugoti sumedėjusių augalų šaknis nuo išdžiūvimo;

Skatinti augalų prigijimą po persodinimo;

Saugoti nuo ,,buferinio” druskų efekto;

Sukurti palankias sąlygas mikorizei;

Naudojimo normos

Dirvos viršutinio sluoksnio erozijai sumažinti – 5–10 g·m-² (50 – 100 g·10 m-²). Naudojant purškiamas priemones 0,25–0,5 proc. koncentracija (250-500 g·100-1 l vandens),

ryšulio tipo sodinukams – 0,5–0,75 proc. (500 – 750 g·100-1 l vandens). Sėklų dygimo skatinimui – 2 – 4 g·m-² (20 – 40 g·10-1 m²). Sumedėjusių augalų šaknų apsaugai – 0,5 kg·100-1 l. Šio kiekio užtenka 10 000 eglės sodmenų. Daigų prigijimui gerinti ir apsaugoti nuo ,,buferinio” druskų efekto – 0,5 – 1,5 kg·100-1 l. Sukurti palankias sąlygas mikorizės procesui – 0,5 kg·100-1 l. Reguliuoti drėgmės režimą dirvožemyje – 10 g·m-² (100 g·10-1 m²).

1.8. pav. Biologinis preparatas Agricol® (priedas gaminamas Vokietijoje)

Preparatas Agricol® miltelių forma, pakuotės po 10 g, 1 kg, 25 kg, veiklioji medžiaga ˗

cheminė formulė 80 proc. (C6H7NaO6). Produkto savininkas ˗ Stähler International GmbH & Co. KG

St. Peter Hauptstrass 40 Graz, Austrija.

1.3.2. Tyrimų atlikimas ir organizavimas agroperlito poveikiui dirvos drėgmės sulaikymui

Eksperimentinis tyrimas atliekamas sudarant bandinių grupes (1.2. lentelė) pagal įterpto

priedo kiekius ir eksperimento atlikimo temperatūrą.

1.2. lentelė. Tyrimų vykdymo grupės esant 20, 25 ar 30 oC (grupės A1, B1, C1)


15

Eil. Nr. Bandymo Nr. Eksperimento bandinio aprašas

Grupė su agroperlitu

1 0-1 100 proc. agroperlito

0 proc. grunto 2 0-2

3 0-3


50 proc. grunto (substratas) 5 1-2

6 1-3



9 2-3



12 3-3

13 4-1 100 proc. grunto (substratas)

14 4-2

15 4-3

16 5-1 50 proc. grunto (dumblas)


18 5-3

19 6-1 100 proc. grunto (dumblas)

20 6-2

21 6-3


75 proc. grunto (dumblas + substratas) 23 7-2

24 7-3

1.9. pav. Tyrimų atlikimo eksperimente su agroperlitu matrica, čia n yra 1, 2, 3, …, n ‒ bandinio

pakartojimai


16

1.10. pav. Eksperimentinių tyrimų organigrama

1.3.3. Tyrimuose agroperlito poveikiui grunte drėgmės sulaikymui naudotos medžiagos

Gruntas (1.11. pav. a) ˗ universalus substratas skirtas įvairių daržovių ir gėlių daigams auginti,

dirvožemiui pagerinti. Pagamintas iš ekologiškai švarių durpių, pagerintų maistiniais priedais ir

mikroelementais. Durpių frakcija 0–20 arba 0–40 mm (vidutinė).

Ežerinės kilmės dumblas – sapropelis, tai natūrali ekologiška koloidinės struktūros (drebučių

pavidalo) organinė medžiaga, susiformavusi per tūkstantmečius ežero dugne iš vandens gyvūnijos ir

augalijos liekanų. Sapropelis panašus į dumblą, bet nuo dumblo jis skiriasi savo fizikochemine

struktūra bei ypatinga vertingų medžiagų kompozicija.

Agroperlitas – EP200 natūralus smėlis su didelėmis poromis, sterilus, neutralaus pH, labai

lengvas, ventiliuoja dirvožemį ir sulaiko vandenį (iki 50 proc. tūrio) (1.3. ir 1.4. lentelės). Agroperlitas

tai termiškai išplėstos vulkaninės uolienos, jis turi daug porų bei kapiliarų, neutralus, nedegus, jam

įtakos neturi ir jo neskaido rūgštys, bazės, bakterijos arba saulės šviesa. Agroperlitas sumažina druskų

koncentraciją, o taip pat skatina ilgalaikį daugelio trąšų poveikį (Perlitas..., 2016).

1.3. lentelė. Agroperlito charakteristikos (Agroperlitas..., 2016) Agroperlitas apie 0,3-0,6 mm Ø vandens sulaikymui, ventiliavimui

– sausas: 80-100 kg·m-3

– drėgnas: 400-600 kg·m-3

pH vertė: 6-7

λL 0,04W·mK-1

Vandens sugeriamumas: apie 50 proc. pagal tūrį

SiO2 65-80 proc.

AIO3 12-16 proc.

Na2 3-5 proc.

K2O 0-2 proc.

CaO 0-2 proc.

Fe2O3 1-3 proc.

MgO 0-1 proc. Sterilus – bekvapis – baltas – atsparus puvimui, rūgštims, bazėms,

bakterijoms ir ugniai.

Durpių frakcija 0–20 arba 0–40 mm (vidutinė).


17

1.4. lentelė. Agroperlito pralaidumas (Agroperlitas..., 2016) Vandens paleidimas prie +20 oC temperatūros, 50-60 proc. santykinio drėgnumo

Sluoksnio gylis cm 10 cm

Reikalingos medžiagos

Vandens rezervuaras

Garavimo trukmė

40 l·m-2

20 l·m-2

816 val., 36 d.

100 l·m-2

50 l·m-2

3480 val., 145 d.

1.5. lentelė. Durpių substrato kokybiniai rodikliai (Durpių..., 2016) Kokybės rodikliai

pH (H2O) Maisto medžiagų, mg·l-1 Mikroelementai Elektrinis laidumas mS·cm-1

N P2O5 K2O

5,5 – 6,5 140 - 250 160 - 300 180 - 400 (Fe, Mn, Cu, B, Zn...) 1,0 – 1,5

1.3.4. Tyrimams agroperlito ir vermikulito poveikiui dirvos drėgmės sulaikymui naudota įranga ir

priemonės

Bendras tiriamojo grunto mišinio kiekis visuose bandiniuose (1.11. pav. d) – 1 l. Tūriui

nustatyti naudotas 1 l talpos plastikinis laboratorinis indas. Tyrimuose naudotas universalus substratas,

1 l talpos plastikiniai vazonėliai su nuotėkiui surinkti indu (DR22,5x17,5cm), laboratorinė spinta

SNOL 200/200 LSN 11 (6.12. pav. c). Ekonomiška žemos temperatūros laboratorinė spinta skirta

šiluminius bandymus atlikti iki 200 oC temperatūros. Bandiniai sverti sukalibruotomis laboratorijos

svarstyklėmis KERN 572 (0,01 g tikslumo).

a) b)

c) d)

1.11. pav. Laboratorinio bandymo įranga ir medžiagos: a – universalus durpių substratas; b –

laboratorinės svarstyklės; c – laboratorinė spinta; d – bandiniai (Autorių nuotraukos, 2016)


18

1.3.5. Tyrimų atlikimas vermikulito įtakai drėgmės sulaikymui dirvožemyje nustatyti

Eksperimentinis tyrimas atliktas sudarant bandinių grupes (1.6. lentelė) pagal įterpto

vermikulito kiekius ir eksperimento atlikimo temperatūrą.

1.6. lentelė. Tyrimų vykdymo grupės esant 20 ir 30 oC eksperimento temperatūrai Mėginio mišinio sudėtis Mėginio

grupės Nr.

Mėginio Nr.

Biologinis priedas (dumblas) 100 proc. 1 1-1

1-2

1-3

Mineralinis priedas (vermikulitas) 100 proc. 2 2-1

2-2

2-3

Gruntas (substratas) 25 proc.

Mineralinis priedas (vermikulitas) 75 proc.

3 3-1

3-2

3-3



4 4-1

4-2

4-3



5 5-1

5-2

5-3

Gruntas (substrato ir dumblo mišinys 50:50) 75 proc.


6 6-1

6-2

6-3

Gruntas (substratas) 100 proc. 7 7-1

7-2

7-3


Gruntas (dumblas) 50 proc.

8 8-1

8-2

8-3

1.3.6. Tyrimuose vermikulito poveikiui dirvožemio drėgmei nustatyti naudotos medžiagos Tyrime naudotos medžiagos:

Gruntas – universalus substratas (aprašymas pateiktas 1.3.3. skyriuje).

Vermikulitas, 3-5 mm frakcijos dydžio (vidutinio stambumo) granulės. Gamintojas – UAB „REC BALTICVENT“ Švedija.

Dumblas ˗ sapropelis, išgautas iš Malmažos ežero (2014 – 2016 m.) Prieš vykdant tyrimus buvo nustatytas tyrime naudoto biologinio priedo dumblo ir substrato drėgnis.

Visi tyrimo rezultatai pateikti 1.7 ir 1.8 lentelėse.

1.7. lentelė. Dumblo drėgnio ir sausosios masės nustatymas Mėginio

masė, g

Mėginio masė

prieš

džiovinimą, g

Mėginio masė

po

džiovinimo, g

Drėgno

dumblo

masė, g

Sauso

dumblo

masė, ms g

Išgaravusio

vandens

masė, mv g

Dumblo

drėgmė

W proc.

Sausos

masės Ws

proc.

22,30 79,45 29,91 57,14 7,61 49,54 86,69 13,31

1.8. lentelė. Substrato drėgnio ir sausosios masės nustatymas Mėginio

masė, g

Mėginio

masė prieš

džiovinimą, g

Mėginio

masė po

džiovinimo, g

Drėgno

substrato

masė, g

Sauso

substrato

masė, ms g

Išgaravusio

vandens masė,

mv g

Substrato

drėgmė W

proc.

Sausos masė

W proc.

21,67 49,03 32,97 27,36 11,3 16,06 58,70 41,30


19

2. Biologinių priedų apžvalga

1 uždavinys: APŽVELGTI BIOLOGINIUS PRIEDUS SKIRTUS LIETUVOS RINKAI.

2.1. Biologiniai priedai ir jų naudojimas dirvožemio drėgmei reguliuoti

Biologiniai priedai pasižymi puikiomis vandens absorbcinėmis savybėmis, jie gali savyje

sulaikyti ar sukaupti šimtus kartų daugiau vandens nei patys sveria. Įterpiant priedus į gruntą augalų

auginimui sumažinamas laistymo dažnumas, skatinamas augalų prigijimas po persodinimo, priedai

saugo sumedėjusių augalų šaknis nuo išdžiūvimo, skatina sėklų sudygimą (Agaba et al., 2011). Kaip

teigia Bowman ir Evans (1991) 1 g sauso priedo gali absorbuoti 400-1500 g vandens.

Įvairūs biologiniai priedai gali turėti didelę reikšmę tuose regionuose, kur drėgmės ištekliai

riboti, drėkinimui naudojamo vandens kiekio nepakanka, fiksuojami staigūs klimato svyravimai ir

atskirais vegetacijos laikotarpiais fiksuojamas drėgmės trūkumas šaknų zonoje (Luo et al., 2011).

Literatūroje teigiama, kad šie priedai tiesiogiai veikia paviršinio vandens infiltracijos normas,

dirvos struktūrą, tankumą, dirvožemio granuliometrinę sudėtį, dirvožemio struktūros stabilumą.

Autoriai Helalia ir Letey (1989) patvirtino autorių Teyel ir Ei-hady (1981) taip pat Orikiriza et al.

(2013) nustatytą garavimo mažėjimo tendenciją, jei dirvožemyje yra įterpiami priedai.

Dossett (2006) teigia, kad organinės medžiagos pagerina dirvožemio fizinę struktūrą (pvz.

joms yrant, bakterijos ir grybeliai suformuoja humusą, kuris smėlingoje dirvoje padeda sulipti dirvos

dalelėms ir tokiu būdu sulaikyti daugiau vandens), o tik geros fizinės struktūros dirvožemis turi daug

įvairaus dydžio porų ir plyšių, dirva gali nusausėti, tačiau ne per greit.

Siekiant pagerinti dirvožemio pajėgumą sulaikyti vandenį ir sudaryti palankesnes sąlygas

augalams augti, gali būti naudojami įvairūs priedai, kai medžiagos, įmaišomos ir paskirstomos

dirvožemyje, norint pagerinti jo fizines savybes (Dossett, 2006). Priedai skirstomi į organinius ir

neorganinius. Pirmieji yra susidarę iš anksčiau buvusių gyvų medžiagų (pvz. durpės, medžio drožlės,

žolės, šiaudai, kompostas, mėšlas, medienos pelenai ir kt.), o antrieji – pagaminti žmogaus rankomis

(pvz. vermikulitas, perlitas ir kt.). Siekiant padidinti smėlingo, žvyringo ar granitinio dirvožemio

gebėjimą sulaikyti drėgmę, vertėtų rinktis gerai skaidomas medžiagas, kaip susiformavusį kompostą,

mėšlą ar durpes. Svarbu ir naudojamų medžiagų veikimo laikas. Greitai skaidomi produktai, kaip žolė

ar mėšlas, duoda greitus rezultatus, o lėtai skaidomos, tokios, kaip medienos drožlės, žievės skiedros,

durpės, leidžia pasiekti ilgalaikius rezultatus.

Hickman ir Whitney (2013) įvardija šiuos priedų teigiamus poveikius dirvai:

pagerinama dirvožemio struktūra ir vėdinimas;

sustiprinamas pajėgumas sulaikyti drėgmę;

palengvinamas vandens prieinamumas augalams;

sumažinamas dirvožemio tankis;

didinamas drenažo efektyvumas;

pagerinamas cheminių medžiagų įsisavinimas;

pagerinamas augalų šaknų vystymasis;

padidinamas derlius ir pagerinama jo kokybė. Priedai turi teigiamos įtakos ne tik dirvožemio struktūrai ir tankiui, bet ir infiltracijos lygiui,

kompleksiniam stabilumui bei plutos kietumui (Emami; Astaraei, 2012). Hattendorf (2012) tyrė

organinių priedų naudą, taip pat teigia, jog molingoje dirvoje organiniai dirvožemio priedai pagerina

infiltraciją ir sumažina tankį, tuo pačiu sukurdami didesnes poras augalų šaknims augti. Šie priedai taip

pat padeda sumažinti poras smėlingoje dirvoje, tokiu būdu padidindami pajėgumą sulaikyti drėgmę ir

vandens prieinamumą augalams. Dirvožemio priedai ne tik padeda sulaikyti drėgmę bei pagerina

dirvožemio struktūrą, bet ir teikia maistines medžiagas augalams, kartu pagerindami dirvožemio

gebėjimą jas kaupti (Schöning, 2013). Kai kurie autoriai, atlikę tyrimus siekiant palyginti organinių ir

neorganinių priedų teikiamą naudą, nustatė, jog didesnį teigiamą efektą dirvožemiui turėjo organiniai

priedai (Hammer et al., 2011).


20

Vieni dažniausiai dirvožemio drėgmei sulaikyti naudojami mineraliniai priedai yra

vermikulitas (arba agrovermikulitas), perlitas (arba agroperlitas), zeolitas ir gipsas.

Agrovermikulito ir agroperlito apdorojimo ir naudojimo būdai yra panašūs, tačiau kilmė

skiriasi. Agrovermikulitas gaunamas iš uolienų, kuriose yra didelių biotito ir flogopito kristalų. Kai

tokia uoliena kontaktuoja su oru, prasideda irimo procesas, leidžiantis įsiskverbti vandeniui, kuris

reaguoja su įvairiais uolienoje esančiais chemikalais. Vykstant šiam irimui ir cheminėms reakcijoms,

susiformuoja vermikulitas. Vermikulitas priklauso žėručio tipo mineralų grupei. Tarp silikato

sluoksnių vermikulitas turi įterptus vandens sluoksnius. Dėl šios priežasties, kaitinant šį mineralą,

vanduo pašalinamas ir pats mineralas plečiasi. Būtent tokia lengva ir išpūsta vermikulito forma yra

naudojama agrokultūroje.

Agrovermikulitas yra aliuminio silikatas – molio medžiaga, suformuota atmosferos ar

hidroterminiu būdu. Agrovermikulitas yra tamsesnės spalvos ir primena žėrutį. Agroperlitas padeda

vėdinti ir gerinti dirvožemio drenažą, palaiko drėgmę.

Vermikulitas, mineralas, hidratuotas magnio aliumosilikatas, pasižymintis labai kintama ir

sudėtinga chemine sudėtimi. Kristalizuojasi monoklininėje (kristalografinėje) sistemoje, dažniausiai

įgauna žvyninės konsistencijos pavidalą. Spalva – geltonai auksinė, ruda, alyvinė. Yra dūlėjimo

produktas žėrutis (flogopitas arba biotitas). Daugiausia yra išgaunamas JAV, Afrikoje (Pietų Afrikoje

ir Madagaskare), Australijoje, Azijoje (Kinijoje). Lenkijoje jis randamas Žemutinės Silezijos

rajonuose, tačiau labai mažais, eksploatavimui netinkamais, kiekiais.

Vermikulitui yra būdingas apimties padidėjimas (net 30 kartų), kai jis yra apdorojamas aukšta

temperatūra. Tokio proceso metu yra gaunamas pūstasis vermikulitas. Vermikulitas, būdamas

eksfoliacinės (išplėstos/išpūstos) formos, yra lengvas, nedegus, spūdus, labai absorbuojantis,

nereaguojantis ir gali turėti didelį gebėjimą mainyti katijonus.

Vermikulitas gali sugerti vandens nuo 3 iki 4 kartų daugiau savo tūrio, o perlitas – nuo 2 iki

4 kartų (The differences..., 2016). Didesnį vermikulito vandens sulaikymo pajėgumą lemia tai, kad jo

dalelės yra minkštesnės ir sugeria vandenį kaip kempinė, o perlitas drėgmę sulaiko mikroskopiniuose

burbuliukuose, tačiau pats vandens nesugeria ‒ todėl iš jame esančių tarpelių (burbuliukų) vanduo

pasišalina greičiau, nei iš vemikulito dalelių (The differences..., 2016; Chaney, 2014). Kadangi

vermikulito ir perlito vandens sulaikymo pajėgumas skiriasi, jie naudotini atsižvelgiant į skirtingų

augalų poreikius – vermikulitas tinkamas itin drėgmę mėgstantiems augalams, bet netinkamas tokiems,

kuriems būtinas kuo geresnis drenažas (pavyzdžiui, kaktusams ar rododendrams), nes vermikulitas

sulaiko per daug drėgmės ir gali lemti šių augalų šaknų puvimą (The differences..., 2016).

Agroperlitas yra gaunamas iš vulkaninės uolienos, tačiau taip pat plečiasi ir porėja kaitinamas

(gali išsiplėsti iki 20 kartų daugiau, nei pirminis tūris). Lavai išsiveržus iš vulkano, ji vėsta ir kietėja

itin greitai, kristalai nespėja susiformuoti, o vanduo – išgaruoti, todėl susiformuoja silikatinė uoliena,

turinti 2-5 proc. vandens ‒ kaitinimo metu jis virsta garais ir lemia mineralo plėtimąsi.

Agroperlitas yra baltas vulkaninio stiklo ir silicio dioksido darinys, jis tinkamiausias sėkloms

daiginti, yra purus, lengvas, neturi patogeninės mikrofloros. Agroperlitas Lietuvoje naudojamas

rečiau. Skirtingai nei durpių substratai, agroperlitas lengvai sudrėksta. Nepriklausomai nuo grunte

esančių drėgmės atsargų, jo paviršiuje nesusidaro kieta plutelė. Agroperlitas nesukietėja, gerai sulaiko

vandenį, plotą galima tręšti mineralinėmis, organinėmis bei mikrobiologinėmis trąšomis.

Agroperlitas pagerina dirvos struktūrą (atpalaiduoja, ventiliuoja), apsaugo nuo paviršiaus

inkrustacijos ir skatina sėklos išlindimą, saugo nuo išdžiūvimo. Patariama 25 proc. agroperlito įterpti

į 5-10 cm gylį. Agroperlitą siūloma naudoti, jei norima pagerinti sunkaus dirvožemio arba bendrosios

žemės ūkio paskirties drenažą (Agroperlitas, 2014).

Naudojant agroperlitą, daigai suformuoja neįprastai plačią šaknų sistemą, todėl lengvai

pakelia persodinimą į atskirus vazonėlius arba tiesiai į gruntą, todėl pasodinti naujoje vietoje augalai

greitai pradeda sparčiai augti.

Agroperlitas apsaugo augalus nuo temperatūros svyravimų visą parą, nes turi mažą elektrinį

laidumą. Gali būti naudojami net iki 6 m. kaip dirvožemio pakaitalas, nes yra sterilus, pagreitina

augimą (Turskis, 2014).

Priedo gamintojai įspėja nenaudoti:


21

mišraus, nesijoto agroperlito ar agrovermikulito;

smulkesnės nei 1,5 mm frakcijos agroperlito ar agrovermikulito, nes grūdeliai sulimpa ir daigeliams sunkiau išdygti;

stambesnės nei 2 mm frakcijos agroperlito ar agrovermikulito, nes tokie grūdeliai bus daug sunkesni ir didesni už sėklas, todėl joms bus sunku dygti.

Geriausia naudoti 1,5-2 mm sijotą agroperlitą ir 2 mm agrovermikulitą.

Agroperlitas mažina persodinimo šoką ir žalą. Dėka ventiliacijos poveikio ir kontroliuojamo

drėgmės pralaidumo, yra skatinamas smulkių šaknų augimas, o tai apsaugo augalus nuo išdžiūvimo,

sumažina druskų koncentraciją, o taip pat skatina ilgalaikį daugelio trąšų poveikį.

Agroperlitas yra vienas iš pagrindinių produktų, kuris naudojamas kaip dirvožemio

pakaitalas, kad augalai stabiliai augtų, pagreitintų dygimą, skatintų šaknų formavimąsi ir augimą, o tai

apsaugo augalus nuo išdžiūvimo ir sumažina temperatūros šoką. Be to, agroperlitas taip pat skatina

šaknų vystymąsi. Taip pat tai pigi auginimo terpė, palyginti su kitomis auginimo terpėmis.

Tiek vermikulitas, tiek agroperlitas gerina dirvožemio aeraciją, kadangi tarp jų dalelių esantys

tarpai gali sulaikyti orą ir aprūpinti augalų šaknis deguonimi. Agroperlito oro poringumas vertinamas

kaip aukštas, o vermikulito – kaip vidutinis (Chaney, 2014). Didesnis perlito poringumas lemia geresnę

dirvožemio aeraciją ir didesnį sulaikomo deguonies kiekį (The differences..., 2016). Robbins ir Evans

taip pat pabrėžia, kad perlitas, skirtingai nei vermikulitas, yra baigtinis produktas su uždaromis

ląstelėmis, kurios nesugeria ir nesulaiko vandens (Robbins, Evans, 2012).

Nors vermikulitas sulaiko daugiau vandens, nei agroperlitas, pastarasis yra pranašesnis

drenažo atžvilgiu – agroperlito poringumas leidžia lengviau nutekėti pertekliniam vandens kiekiui (The

differences..., 2016). Agroperlitas dažnai naudojamas drenažui gerinti, bet greičiau išdžiūsta tarp liūčių

ar laistymų, nei vermikulitas, kuris sulaiko didžiulius kiekius vandens – dėl šių skirtingų savybių, abu

priedai dažnai naudojami kartu.

Dirvožemio priedas prerlitas padidina vėdinimą ir nusausina dirvožemį, o jo natūralus

gebėjimas sugerti skystį tampa pagrindiniu privalumu, leidžiančiu jį naudoti 3-4 ciklus. Šio priedo

dalelių dydis leidžia augalui augti greičiau. Šiuos agroperlito ir vermikulito skirtumus parodo ir Sabahy

ir kt. (2014) mokslininkų atliktas tyrimas. Tyrimo metu buvo lyginamas skirtingų rūšių durpių, gryno

perlito ir vermikulito bei jų mišinių su durpėmis fizinės savybės: tankis, pajėgumas sulaikyti vandenį,

drėgnumas ir poringumas (Sabahy et al., 2014). Remiantis (2.1. lentelė) nurodytais tyrimo duomenimis,

galima teigti, jog vermikulitas sulaikė 38,36 proc. daugiau vandens, nei perlitas, tačiau pastarasis yra

poringesnis ir ženkliai mažesnio tankio, nei vermikulitas. Biologinis priedas – durpės – sulaikė mažiau

vandens, nei vermikulitas, bet daugiau, nei perlitas.

2.1. lentelė. Skirtingų dirvožemio priedų fizinių savybių palyginimas (Sabahy et al., 2014)

Savybės

Grunto tipas

M1 M2 M3 M4 M5 M6

Tankis, kg·m-3 108,5 119,7 95,7 125,8 104,66 114,1

Drėgmės kiekis proc. 30,7 26,8 23,3 32,5 28,48 28,75

Absorbcinė geba (g vandens·g-1 sausame grunte) g·g-1 3,9 4,4 2,7 3,6 3,54 4,15

Poringumas proc. 91 88 93 87 91 89

M1 lengvos durpės; M2 vermikulitas; M3 perlitas; M4 sunkios durpės;

M5 lengvos durpės su perlitu (70:30); M6 lengvos durpės ir vermikulitas (50:50)

Vermikulitas ir agroperlitas savyje neturi maistinių medžiagų ir negali jomis papildyti

dirvožemio – tuo jie skiriasi nuo kitų biologinių priedų. Vermikulitas gali sutraukti į save ir sulaikyti

kalį, kalcį bei magnį, o perlitas tokia savybe nepasižymi (Robbins, Evans, 2012). Vermikulitas yra

nepakankamai stabilios struktūros, todėl yra netinkamas naudoti ilgiems periodams, skirtingai, nei

perlitas, kuris yra stabili medžiaga ir gali būti naudojama kelerius metus. Kadangi abu priedai itin gerai

sugeria ir sulaiko drėgmę, nustatyta, kad jie ypač tinkami naudoti smėlingame, per daug pralaidžiame

dirvožemyje.


22

Ceolitas yra gamtinės kilmės mineralas. Šis kristalinės struktūros aliumosilikatas yra atsparus

aukštoms temperatūroms, agresyvioms terpėms ir jonizuojančiosios spinduliuotės poveikiui (Stomaitė,

Zagorskis, 2014). Per milijonus metų vulkaninių pelenų sluoksniai buvo veikiami aukštos temperatūros

ir slėgio ir tai sudarė sąlygas fiziniams ir cheminiams pokyčiams, kurie sukūrė įvairias ceolito grupes.

Kaip ir perlitas, ceolitas yra vulkaninės kilmės mineralas. Ceolito veikimo principas, sulaikant drėgmę,

yra panašesnis į vermikulitą, nes ceolitas taip pat yra atviros struktūros ir veikia kaip kempinė,

sugerdamas į save vandens molekules bei maistines medžiagas (Hoffman, Austin, 2006; Oxtoby et al.,

2011). Ceolito teigiamą įtaką drėgmės sulaikymui patvirtina Ippolito ir kt. atliktas tyrimas (Ippolito et

al., 2011). Šie autoriai tyrė ceolito ir azoto trąšų mišinio poveikį smėlingam dirvožemiui 6 savaičių

laikotarpyje, įterpus šį mišinį į dirvožemį 44,8 mg ha-1 ir nustatė, jog ceolitas padidino grunto drėgmę

2,1-2,6 proc., lyginant su dirvožemiu, kuriame šis priedas nebuvo naudojamas. Šio mineralo

poringumas, kaip ir vermikulito ar perlito, lemia geresnę dirvožemio aeraciją (Inglezakis et al., 2012).

Ceolito pranašumas, lyginant su kitais mineralais, yra ilgaamžiškumas – bėgant laikui jis nesuyra, yra

itin stabilios struktūros ir išlieka dirvožemyje (Inglezakis et al., 2012). Dėl savybės itin gerai sugerti ir

sulaikyti vandenį savyje, ceolitas, kaip ir perlitas bei vermikulitas, yra tinkamas naudoti smėlingame

dirvožemyje, nepasižyminčiame stipriu vandens sulaikymo pajėgumu.

Seniausiai naudojamas mineralinis priedas yra gipsas. Tai kalcio sulfato dihidratas (Shah,

2016). Gipsas neutralizuoja sodą dirvožemyje ir papildo jį kalciu, kuris paskatina molingo dirvožemio

dalelių flokuliaciją (t. y. smulkių molio dalelių susijungimą į didesnius vienetus, dribsnius ar gniutulus)

– šis procesas gerina didelio tankio molingo dirvožemio struktūrą, daro jį puresnį ir gerina vandens

įsiskverbimą. Remiantis mokslininkų nuomone galima teigti, kad gipsas gerina drenažą, aeraciją ir

pralaidumą. Be to, kalcis yra reikalingas augalų augimui ir dirvos cheminiam balansui (Fisher, 2011;

Shah, 2016). Yra mokslininkų priešingai vertinančių gipso naudą dirvožemio drėgnumui. Delate ir

Arora atliktas tyrimas parodė, jog įmaišius gipsą į dirvožemį santykiu 500 sv·a-1 (pastaba: 1 sv yra

453,59237 g., 1 a ‒ 4046,86 m²), drėgmės kiekis dirvožemyje nepasikeitė, o įmaišius santykiu 900 sv·a-

1 ‒ padidėjo tik 1,3 proc. (Delate, Arora, 2003). Tyrimo rezultatų suvestinė pateikiama 2.2. lentelėje.

2.2. lentelė. Gipso poveikis dirvožemio drėgmės sulaikymui ir augalų derliui (Delate, Arora, 2003) Drėgmė (proc.±SE)

Gipso 500 lb·akrą-1 (226,8 kg į 4046,86 m² t. y. 0,056 kg į m2) 25,0 ±0,4

Gipso 900 lb·akrą-1 (arba 408,2 į 4046,86 m² t. y. 0,1 kg į m2) 26,3± 0,9

Kontrolinis (be gipso) 25,0± 0,6

LSD 0,05 N.S

Drėgmė (proc.±SE)

Gipso 500 lb·akrą-1 25,0 ±0,4

Gipso 900 lb·akrą-1 26,3± 0,9

Kontrolinis (be gipso) 25,0± 0,6

LSD 0,05 N.S

Gipso savybės skiriasi nuo anksčiau minėtų priedų, nes jis nesugeria drėgmės į save,

priešingai, nei perlitas, ceolitas ar vermikulitas. Gipso poveikis panašesnis į organinių priedų, kurie

gerina dirvožemio struktūrą ir fizines bei chemines savybes, tuo pačiu didindami drėgmės sulaikymo

pajėgumą. Gipsas yra efektyvus tik molingame ir didelę sodos koncentraciją turinčiame dirvožemyje,

tačiau, kai kurių autorių teigimu, neturi jokio poveikio smėlingoje dirvoje (Chalker-Scott, 2014). Tuo

jis skiriasi nuo perlito, vermikulito ir ceolito, kurie itin gerai sulaiko drėgmę ir todėl yra naudingi

smėlingam dirvožemiui.

Priešingai, nei ceolitas, gipsas yra itin minkštas mineralas. Jis nėra ilgaamžis, jo poveikis gali

trukti tik apie keletą mėnesių (Chalker-Scott, 2014). Minėti autoriai pateikia ir daugiau gipso neigiamų

savybių, nebūdingų anksčiau minėtiems priedams: gipsas gali paskatinti aliuminio, geležies ir magnio

nutekėjimą ir pasišalinimą iš dirvožemio, kas sukelia šių medžiagų trūkumą (Chalker-Scott, 2014).

Vermikulitas, agroperlitas ir ceolitas efektyviai sugeria bei sulaiko savyje drėgmę ir yra

naudotini smėlingame dirvožemyje. Tuo tarpu gipso savybės skiriasi nuo kitų – jis reguliuoja

dirvožemio tankį, t. y. daro jį puresnį, skatina dalelių junginių formavimąsi ir yra rekomenduojamas

https://books.google.lt/books?op=lookup&id=p88zmymzTMUC&continue=https://books.google.lt/books%3Fid%3Dp88zmymzTMUC%26printsec%3Dfrontcover%26hl%3Denhttps://books.google.lt/books?op=lookup&id=p88zmymzTMUC&continue=https://books.google.lt/books%3Fid%3Dp88zmymzTMUC%26printsec%3Dfrontcover%26hl%3Denhttps://books.google.lt/books?op=lookup&id=p88zmymzTMUC&continue=https://books.google.lt/books%3Fid%3Dp88zmymzTMUC%26printsec%3Dfrontcover%26hl%3Den


23

molingam dirvožemiui. Mineralinių priedų veikimas panašus į hidrogelių, kadangi abeji sulaiko

drėgmę savyje, tačiau skiriasi jų kilmė – mineralai yra ne pagaminami, o susiformuoja natūraliai,

vykstant geologiniams procesams, ir vėliau yra apdorojami. Todėl jų kilmė skiriasi ir nuo organinių

priedų, savaime susiformuojančių biologinių procesų, t. y. organinių medžiagų irimo, metu.

Nepaisant dirvožemio priedų naudos, esama ir su jų naudojimu susijusių galimų neigiamų

pasėkmių. Viena dažniausių klaidų naudojant priedus, yra perdozavimas. Whiting ir kitų autorių

teigimu, tai gali lemti per aukštą dirvožemio druskos lygį, per didelį ar per žemą azoto lygį, anglies ir

azoto santykio disbalansą, per didelį drėgmės sulaikymo lygį ar per didelį kiekį amoniako, dėl to

nudega augalų šaknys ir lapai. Per didelis druskų kiekis sumažina augalų gebėjimą pasisavinti vandenį.

Mėšlo pagrindu sudaryti priedai turi aukštą druskos koncentraciją, kuri gali kauptis dirvožemyje. Tai

gali tapti problema sausringuose regionuose, nes juose nepakanka liūčių, kad druska iš dirvožemio būtų

natūraliai išplaunama. Tai riboja organinių priedų (ypač sudarytų mėšlo pagrindu) naudojimą

sausringuose dirvožemiuose (Cogger, Stahnke, 2013). Literatūroje pateikiama ir daugiau problemų,

kurias galimai sukelia priedų naudojimas (Cogger, Stahnke, 2013):

per didelis kiekis fosforo. Nors fosforas yra augalų maistinė medžiaga, daugelis priedų turi didesnį fosforo kiekį, nei būtina augalams. Dažnas priedų naudojimas gali sukelti per didelį

fosforo lygį dirvožemyje, tai padidina fosforo nuotėkio į ežerus ir kitus vandens telkinius

galimybę. Perdėtas fosforo kiekis ežeruose paskatina eutrofikacijos procesą (dumblių žydėjimą,

kuris mažina deguonies lygį vandenyje), taip darydamas žalą ekosistemai. Fosforo nuotėkio

problema ypač aktuali urbanizuotose teritorijose;

sumažėjusi velėnos kokybė ir tinkamumas naudoti. Jei per daug komposto įmaišoma į dirvožemį, šaknų zona gali sulaikyti per daug drėgmės, dėl ko paviršinis plotas tampa klampus, esant

drėgnajam periodui.

Schöning (2013) teigimu, azoto turintys neorganiniai priedai gali rūgštinti dirvožemį, todėl

būtina kalkinti, be to, naudojant priedus per dideliais kiekiais, dalis maistinių medžiagų su lietaus

vandeniu gali nutekėti į paviršinius ar požeminius vandenis, tokiu būdu užteršiant juos potencialiai

žalingomis medžiagomis (nitratais ar fosfatais).

2.2. Hidrogelių naudojimas

Terminas hidrogeliai ar biologiniai priedai gali būti sutinkami naudingų iškasenų pramonėje

(Emesih et al., 1999; Abd El-Rahim, 2006), medicinoje (Ohkawa et al., 1998; Hopkins, 2011), atliekų

tvarkymo, nuotekų dumblo perdirbimo, kalnakasybos pramonėje (Barvenik, 1994), taip pat ir žemės

ūkyje.

Hidrogelį sudaro ilgos akrilamido ir akrilo rūgšties molekulių grandinės. Iš tokių grandinių

susidaro poliakrilamido – į grybieną panašios medžiagos, galinčios sugerti daug vandens. Kai kurie

hidrogeliai yra nepaprastai veiksmingi ir gali sugerti iki 500 kartų daugiau vandens, nei sveria patys

(Hochmuth, 2013).

Biologinės sudėties priedams kaip atsvarą, chemijos pramonė išrado hidrogelius, kurie gali

būti skirstomi į tris pagrindines klases: gamtiniai polimerai, pusiau sintetiniai ir sintetiniai polimerai.

Praktikoje naudojamos vandenį sugeriančios universalios hidrogranulės, kurių sudėtyje yra

virš dvidešimties medžiagų, skatinančių augalų augimą. Augimo stimuliatoriai skatina šaknų

formavimąsi ir lapijos vystymąsi. Vandenį sugeriantys polimerai didina dirvos sugebėjimą fiksuoti

vandenį ir trąšas, daug kartų sugerdami ir atiduodami vandenį, padeda augalams sausros metu.

Granulių sudėtyje esančios ilgo veikimo trąšos (N; P2O5; K2O) aprūpina augalus maitinimo

medžiagomis keletą mėnesių. Ruošiant substratą augalų auginimui, 60 g hidrogranulių sumaišoma su

10 l substrato, pasodinus augalus gausiai paliejama, kad polimerai prisigertų vandens

(Hidrogranulės..., 2016).

Palaikyti augimui tinkamą pusiausvyrą yra sudėtinga, ypač ekstremaliomis sąlygomis.

Vokietijoje sukurtas hidrogelis Stockosorb® gali ilgiau išlaikyti panaudojamą vandenį dirvožemyje ir

sodinimo mišiniuose. Stockosorb® 1 kg priedo sumaišyto su gruntu sugeria 150 l vandens (minkšto

http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01904160701853928#CIT0005http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01904160701853928#CIT0012http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/01904160701853928#CIT0001


24

vandens sugeria iki 400 l·kg-1). Naudojant 3 g granulių 1 l grunto, 30-50 proc. padidėja augalui

prieinamo vandens kiekis, reikia rečiau laistyti, mažiau naudoti trąšų, padaugėja deguonies šaknų

zonoje. Skatinamas šaknų vystymasis ir augalo prigijimas po persodinimo. Stockosorb® dirvos

poriškumą padidina 40,5 proc., o dirvos eroziją sumažina 50 proc., nekeičia dirvos pH (Drėgmę...,

2014).

Hidrogelis:

• sulaiko drėgmę ir naudingas medžiagas, sumažina dažno laistymo poreikį;

• palaiko optimalią dirvos aeraciją ir deguonies kiekį šaknų zonoje;

• sumažina maistinių medžiagų ir trąšų praradimą dėl liūčių ar laistymo;

• Stockosorb® apsaugo augalą nuo perlaistymo ir šaknų puvimo;

• augalas gauna reikiamą drėgmę karštomis vasaros dienomis;

• 1 kg Stockosorb® granulių sugeria 150 l vandens;

• skirta gėlėms, sodinukams, vaismedžiams, daržovėms, vejoms auginti;

• Stockosorb® apsaugo augalą nuo perlaistymo ir šaknų puvimo;

• gaunamas didesnis įvairių kultūrų derlius ir gausesnis gėlių žydėjimas.

Hidrogelių naudojimo būdai:

įterpti tiesiai į vandens prisotintas granules (rekomenduojama 10 g Stockosorb® granulių užpilti 800 ml vandens ir palaukti kol prisisotins);

vandens neprisotintas granules maišyti su gruntu (10 g Stockosorb® maišyti su 3–4 l grunto): daigams ‒ 10 cm grunto sluoksniui reikia 50 g·m-², vejoms, rožėms 15 cm – 100 g·m-², sodo

augalams ir vazoninėms gėlėms 20 cm ‒ 200 g·m-², medžių, krūmų sodinimui ir persodinimui ‒ 2

kg·m-3. Ant grunto sluoksnio maišyto su Stockosorb®, užpilama 2-4 cm grunto be Stockosorb®, grunte

esančios granulės prisisotinamos vandeniu (Apie..., 2014).

Hidrogeliai yra itin gerai skysčius sugeriantys polimerai. Sumaišytas su gruntu, jis

naudojamas kaip pagalbinė augalų sodinimo priemonė, tai tinkama priemonė drėgmės režimui

reguliuoti dirvožemyje.

Remdamasis ilgamečiais tyrimais Willem Van Cotthem sukūrė sodinimo technologiją, kuri

padeda medžiams ir kitiems augalams įsišaknyti sausringuose regionuose. Svarbiausias tokio rinkinio

komponentas yra hidrogelis – polimeras, galintis sugerti didelį kiekį vandens, o vėliau lėtai jį atiduoti

augalo šaknims. Mokslo tyrimais buvo įrodyta, jog daug daugiau medžių išgyvena, jeigu jiems

padedama sulaikyti vandenį. Be to, taikant šį metodą galima sutaupyti iki pusės laistymui skirto

vandens.

Sugerdami vandenį iš dirvos augalai susiduria su dviem sunkumais: šaknys turi pasiekti tą

sritį, kurioje yra vandens, ir sugebėti pasiimti vandenį iš mineralų. Tai atlieka smulkios šaknys su

šaknų plaukeliais. Kiekviename šaknies centimetre gali būti per tūkstantį 0,2-3,0 mm ilgio šaknies

plaukelių.

Sausringų regionų augalams, reikalingi ne tik hidrogeliai, bet ir augalų hormonų, kurie padėtų

augalui suformuoti daugiau šaknų bei šaknų plaukelių ir skatintų šaknis įaugti giliau į dirvą. Šaknims

augant, ploni šaknų plaukeliai įsiskverbia į hidrogelį, ir augalas gali siurbti vandenį, kitu atveju jo

neliktų – jis išgaruotų arba nuslūgtų taip giliai, kad augalas negalėtų jo pasiekti (2.1. pav.). Augalo

hormonai skatina lapų formavimąsi, todėl padidėja augalo biomasė.


25

2.1. pav. Hidrogelis prisisotintas vandens (Pagalba…, 2013)

Mokslininkų grupė 1983 m. Gento universitete, Belgijoje išbandė įvairius komponentus ir

mišinius. Pirmame tyrimo etape buvo atliekami tyrimai laboratorijose, o vėliau – bandymai įvairiuose

sausringuose regionuose. Atlikdami bandymą mokslininkai tyrė, kiek sėklų sudygo, kiek biomasės

buvo pagaminta ir kiek vandens buvo sugerta ir išgaravo.

Praktiniai tyrimai buvo atliekami bendradarbiaujant su mokslininkais iš viso pasaulio

universitetų, labai sausringame Sahelio regione Sacharos pietuose. Mokslininkų pasodinti medžiai ir

krūmai įsišaknijo ir atlaikė pirmąjį kritinį laikotarpį, o atliekant bandymus Indijoje iš vieno augalo

gaunamą pomidorų derlių pavyko padidinti nuo 5 iki 8 kg (Hochmuth, 2013).

Bandymai su hidrogeliais buvo atliekami jau šeštame ir septintame dešimtmečiuose, tačiau

anuometiniuose hidrogeliuose buvo toksiškų augalams medžiagų likučių (Hochmuth, 2013).

Vienas hidrogelių naudojimo pavyzdžių yra Jungtinių Tautų finansuojamas erozijos kontrolės

projektas Irane. „Terra Cottem“ gaminami produktai buvo sėkmingai pritaikyti pabėgėlių stovyklose

sausringuose regionuose. Hidrogelis buvo panaudotas atkuriant nualintą milžinišką kalnakasybos plotą

Pietų Korėjoje, užveisiant miškus, taip pat dreifuojančių smėlynų rajonuose. Hidrogelis padėjo

atgaivinti senus pramoninius rajonus ir juos apželdinti (Pagalba..., 2013).

„Terra Cottem“ nuomone, jų produktas gali būti naudingas besivystančiose šalyse ir

sausringuose pasaulio regionuose. Be to, hidrogelio taikymo metodas, palyginti su užtvankų statybos

drėkinimo tikslams įgyvendinimu, yra nebrangus. Sausringų regionų gyventojams šis būdas gali padėti

veiksmingai dirbti sausą ir nualintą žemę.

Šiandien nauji sprendimai itin reikalingi, nes dėl klimato kaitos daugelyje vietų žemės darbai

gerokai pasudėtingėjo. Krituliai vis mažiau prognozuojami, todėl planuoti žemės darbus sausringuose

pasaulio regionuose keblu. Tokiose vietose gyvenantys žmonės taiko tradicinius metodus pavyzdžiui,

norėdami sulaikyti drėgmę, dengia žemę šiaudais ir augalų liekanomis arba į paruoštas sodinimo

duobes deda komposto, molio ar durpių. Ūkininkai prisitaiko prie nepalankių sąlygų ir kitais būdais,

pavyzdžiui, augina sausrai atsparesnes ir greičiau bręstančias kultūras (soras) (Pagalba..., 2013).

Hohenheim universitete buvo vykdomas eksperimentas siekiant išsiaiškinti ar Stockosorb®

turi įtakos augalų būklei, aktyvina šaknų prigijimą, skatina greitą augalo augimą (2.2. pav.).


26

2.2. pav. Augalo prigijimas su priedu Stockosorb® (Morhard, 2010)

Rezultatai parodė, kad naudojant Stockosorb® išlikimo galimybė padidėjo ir paskatino augalą

sparčiau vystytis net 59 proc. (Morhard, 2010).

Taip pat eksperimentas buvo atliktas ir Floridos universitete Gainesville (JAV). Buvo

tiriamas laistymo dažnumas, kai į dirvą įterptas Stockosorb® priedas (2.3. pav.).

2.3. pav. Laistymo dažnumas su priedu Stockosorb® ir be jo (Lavi et al., 1992)

Priedo Stockosorb® naudojimas sumažino laistymo dažnumą iki 50 proc., padidino

infiltracijos greitį, sumažino nuotėkio kiekį bei mažino darbų, priežiūros ir drėkinimo išlaidas (Lavi et

al., 1992).

Hidrogelio produktai sudaryti iš grupės polimerinių medžiagų, kurių hidrofilinė struktūra

leidžia jiems sulaikyti didelius kiekius vandens trimačiuose tinkluose (Ahmed, 2015). Hidrogeliai yra

vandenyje netirpi tinklinė medžiaga, sudaryta iš polimerų grandinių, tarp kurių atsiradusias ertmes

užpildo vanduo – jis ir sudaro didžiąją dalį hidrogelio masės (Paleos, 2012). Hidrogelių kilmė yra

kitokia, nei biologinių priedų. Hidrofiliniai polimerai skirstomi į kelias klases: natūralūs polimerai –

polisacharidai, pagaminti iš grūdinių kultūrų (kukurūzų ar kviečių); pusiau sintetiniai polimerai,

gaunami iš celiuliozės, sumaišytos su naftos produktais; sintetiniai polimerai, sudaryti iš naftos

produktų ir poliakrilamidų – būtent pastarieji yra labiausiai naudojami sodininkystėje (Landis, Haase,

2012).

Hidrogeliai pasižymi įvairesniais naudojimo būdais, nei anksčiau aptarti biologiniai priedai,

kurie yra tiesiog įmaišomi į dirvožemį. Atsižvelgiant į siekiamus rezultatus, Landis ir Haase pateikia

tris naudojimo būdus: siekiant pagerinti augalo augimą, prieš sodinant sėklos gali būti sumaišomos su

hidrogeliu, kuris sulaiko drėgmę aplink dygstančią sėklą; hidrogeliu galima padengti augalo šaknis

prieš sodinant ar persodinant – tai apsaugo jas nuo išdžiūvimo, nes hidrogelis veikia panašiai, kaip

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Augal

o p

rigij

imas

, m

2

Be Stockosorb® Su Stockosorb®

6 dienos

12 dienų

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

Van

den

s su

var

toji

mas

, p

roc.

Be Stockosorb® Su Stockosorb®


27

polimerinės gleivės, kurias natūraliai išskiria augalo šaknys; siekiant sulaikyti daugiau drėgmės ir

maistinių medžiagų pačiame dirvožemyje, hidrogelis gali būti įmaišomas į dirvą prieš sėjimą (Landis,

Haase, 2012). Gaminant hidrogelius, jie gali būti papildomi maistinėmis medžiagomis, reikalingomis

augalams, pavyzdžiui, kaliu ar fosforu.

Mokslininkų teigimu, hidrogeliai gali sulaikyti nuo 400 iki 1500 kartų daugiau vandens nei

patys sveria, todėl jie ženkliai pagerina dirvožemio drėgmės sulaikymo pajėgumą, sumažina vandens

nuostolius, atsirandančius dėl prasisunkimo ir garavimo, gerina dirvožemio terpės drenažą ir aeraciją

(Emami, Astaraei, 2012). Andry ir kt. tyrinėjo dviejų rūšių hidrofilinių polimerų

(karboksimetilceliuliozės ir izopropilakrilamido) poveikį smėlingoje dirvoje ir nustatė, jog hidrogeliai

ženkliai pagerino vandens sulaikymo pajėgumą koeficientu P


28

Kaip ir organiniai priedai, hidrogeliai reguliuoja dirvožemio tankį, poringumą ir pralaidumą,

tačiau neturi poveikio dirvožemio organinių medžiagų kiekiui ir tuo skiriasi nuo kitų organinių priedų.

Remiantis daugelio mokslininkų atliktais tyrimais, hidrogeliai itin efektyviai padeda sulaikyti

dirvožemio drėgmę. Šis dirvožemio priedas pasižymi įvairesniais naudojimo būdais, nei organiniai

priedai, tačiau nėra toks universalus skirtingos struktūros dirvožemio atžvilgiu ir yra netinkamas

molingai dirvai.

2.3. Organinių priedų poveikio dirvos savybėms apžvalga

Organiniai dirvožemio priedai, gerinantys drėgmės sulaikymą bei turintys teigiamų poveikių

dirvai ir augalams, yra lėtesnio veikimo, nei neorganiniai priedai, tačiau yra lengviau prieinami ir

pigesni, nei pastarieji (Schöning, 2013). Bene svarbiausia organinių priedų įtaka, susijus su dirvos

drenavimu ir gebėjimu sulaikyti drėgmę, yra jų poveikis dirvožemio organinių medžiagų kiekiui. Kaip

apibrėžia Hall ir Coker (1983), dirvožemiui, kuriame nepakanka organinių medžiagų, dažniausiai

trūksta ir struktūros, nes šios medžiagos sujungia dirvos daleles į junginius, tarp kurių susidaro poros

orui ir vandeniui ‒ kai organinių medžiagų trūksta, dirvos junginiai yra labai nestabilūs, lengvai suyra

į atskiras daleles, todėl sumažėja makroporų, padidėja tankis ir yra apsunkinamas vandens judėjimas.

Dėl šios priežasties organinių priedų naudojimas ypač rekomenduotinas urbanizuotų teritorijų

dirvožemiuose, kuriuose organinių medžiagų kiekis yra sumažėjęs dėl kraštovaizdžio gerinimo darbų

ar statybinės veiklos (Cogger, Stahnke, 2013).

Vienas populiariausių dirvožemio priedų yra kompostas, jame yra daug maistinių ir organinių

medžiagų. Kompostas yra sudarytas iš organinių medžiagų – tai produktas, susiformavęs šioms

medžiagoms yrant. Kompostavimas yra mikroorganizmų vykdoma organinių atliekų biocheminė

transformacija ‒ jo metu šviežios organinės medžiagos paverčiamos biologiškai stabiliomis,

huminėmis medžiagomis (Said-Pullicino et al., 2007; Cooperband, 2002). Kompostas gaminamas iš

paukščių, kiaulių ar kanopinių gyvūnų mėšlo, grybų substrato, maistinių atliekų, lapų ar nupjautos

žolės, pjuvenų, skiedrų ir kt. Kaip teigia Cooperband (2002), kompostas turi unikalių savybių,

gerinančių chemines, fizines ir biologines dirvožemio charakteristikas. Smėlingose dirvose jis pagerina

vandens sulaikymo pajėgumą ir dirvos struktūrą, didindamas dirvožemio jungtinį (kompleksinį)

stabilumą. Idealiu atveju, kompostuojant turėtų būti sumaišomos bent dvi žalios medžiagos. Šią

Cooperband išvadą patvirtina daugelio autorių atlikti tyrimai su įvairios sudėties kompostu. Loper ir

kt. mokslininkai (Loper et. al, 2010) atliko tyrimą 24-iuose skirtinguose smėlingo dirvožemio plotuose,

įmaišė iš gyvulių mėšlo pagamintą kompostą 5 cm gylyje ir nustatė, jog šis dirvos priedas žymiai

pagerino drėgmės sulaikymo pajėgumą ir vandens prieinamumą augalams. Pandey ir Shukla atliktuose

tyrimuose nustatyta, jog naudojant iš nupjautos žolės pagamintą kompostą, drėgmės sulaikymo

pajėgumas smėlingoje dirvoje pagerėjo santykiu 100 mg·ha–1 , lyginant su dirva, kurioje kompostas

nebuvo naudojamas. Curtis ir Claassen padarė išvadą, jog stambių dalelių struktūros dirvožemiuose,

naudojant kiemo atliekų kompostą, augalams prieinamas vandens kiekis padidėjo santykiu 540 mg·ha–

1 (Loper et. al, 2010). Autoriai, atlikę tyrimus su kompostu, sudarytu iš žolės ar kiemo atliekų, nustatė,

jog jis turėjo tik labai nežymų teigiamą poveikį smulkių dalelių (molingame) dirvožemyje (Loper et.

al, 2010), todėl teigiama, kad tokios sudėties kompostas naudingesnis smėlingoje dirvoje.

Būdingiausias komposto trūkumas – galimai aukštas druskos lygis (Cooperband, 2002).

Vienas iš komposto sudedamųjų dalių – mėšlas – gali būti naudojamas ir kaip atskiras

dirvožemio priedas. Arriaga ir Lowery nuomone, gyvulių mėšlas ypač naudingas erozijos paveiktam

dirvožemiui (Arriaga, Lowery, 2001). Remiantis daugelio mokslininkų atliktais tyrimais, daroma

išvada, jog mėšlo teigiamas poveikis dirvožemio drėgmės sulaikymui iš esmės sutampa su komposto:

mėšlas taip pat padidina organinių medžiagų kiekį, kas lemia dirvožemio junginių stabilumą, mažesnį

tankį, makroporų susidarymą ir didesnį drėgmės sulaikymo pajėgumą (Arriaga, Lowery, 2001; Hall,

Coker, 1983). Remiantis Nyamangara ir kt. atliktais tyrimais mėšlo teigiamas poveikis labiau

pastebimas molingame dirvožemyje, dėka mėšlo makroporingumo (Nyamangara et all, 2001). Vis

dėlto, Loper, atlikusi kompostuoto mėšlo poveikio tyrimą, nustatė, jog jis ženkliai pagerino ir smėlingo

dirvožemio savybes – padidino vandens sulaikymo pajėgumą ir papildė dirvožemį organinėmis


29

medžiagomis (mėšlas buvo įmaišytas į dirvožemį 5 cm gylyje santykiu 508 m3 ha–1, derinant su dviem

mechaniniais veiksniais: sekliu dirvos purenimu ir vėdinimu (Loper et. al, 2010). Šio tyrimo rezultatai

pateikti 2.3. lentelėje. Remiantis mokslininkų išvadomis, nustatyta, jog mėšlas naudingas tiek

smėlingame, tiek molingame dirvožemyje.

Davis ir Wilson (2005) teigimu, tokiame mėšle gali būti aukštas amoniako lygis, galimai

kenkiantis augalams, todėl geriau yra naudoti kompostuotą mėšlą. Kompostuotam ar šviežiam mėšlui

gali būti būdingas ir per aukštas druskos lygis, todėl patariama prieš sodinant leisti lietaus vandeniui

išplauti perteklinį druskos kiekį. Kai kurie autoriai pabrėžia, jog šviežias mėšlas gali turėti ligų sukėlėjų

(patogenų), kas ypač rizikinga auginant šaknines arba lapines daržoves, kuomet valgoma jų dalis

artimai liečiasi su dirvožemiu. Kompostas, susidaręs tiek iš mėšlo, tiek iš kitų medžiagų, šio trūkumo

neturi.

Kaip ir kompostas bei mėšlas, organinių medžiagų gausa pasižymi ir nuotekų dumblas, kuris

taip pat naudojamas kaip priedas dirvožemio fizinėms savybėms ir vandens sulaikymo pajėgumui

gerinti. Tai pusiau kieti augalinių medžiagų likučiai iš gyvenamųjų vietovių, komercinių ar industrinių

nuotekų (Mazz

aleksandro stulginskio...

Documents