Įvertintas keturių aplinkosaugos priemonių efektyvumas

Žemės ūkyje dirbantiems aktualus klausimas – kokios ūkininkavimo praktikos naudingos, kad ūkininkaujant būtų galima išvengti maisto medžiagų nuostolių.

Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnyba (LŽŪKT) kartu su Klaipėdos universitetu dalyvauja tarptautiniame projekte „Optimalios vandens ir maistinių medžiagų išsaugojimo ir pakartotinio naudojimo strategijos mažuose žemės ūkio baseinuose įvairiuose Europos dirvožemio ir klimato regionuose“ (OPTAIN). Projekto veiklos orientuotos į natūralias nedidelės apimties vandens sulaikymo priemones, skirtas sulaikyti vandens ir maisto medžiagas arba efektyviau jas valdyti. Tokios vandens sulaikymo priemonės gali būti:

• Žemės ūkio priemonės: pievų išsaugojimas ir atkūrimas, buferinės (apsauginės) augalų juostos šalia vandens telkinių, dirvožemio apsaugos priemonės, tokios kaip žalioji danga, tarpiniai augalai, paliekami per žiemą, mulčiavimas, augalų kaitos ir auginimo praktikos. valdymas ir kt.
• Hidro-morfologinės priemonės: tvenkiniai, šlapynės, natūralios infiltracijos atkūrimas, vandens šaltinių tėkmių natūralizavimas ir kt.
• Kitos priemonės, teigiamai veikiančios vandens ir maisto medžiagų naudojimo efektyvumą žemės ūkio gamyboje.

Įgyvendinant OPTAIN projektą Lietuvoje, pasirinktas Dotnuvėlės upės baseinas, reprezentuojantis regioną, kuriame išvystytas aukšto lygio žemės ūkis.

Siekiant nustatyti aktualias vandens sulaikymo priemones, kurias būtų galima vertinti matematinio modeliavimo metodu, projekto metu buvo diskutuota tiek su aplinkos apsaugos atstovais, tiek ūkininkais. Diskusijose  identifikuotos kelios maisto medžiagų sulaikymo priemonės: skirtingų pločių apsaugos juostų šalia vandens telkinių įrengimas, tarpinių augalų auginimas, beariminė žemės dirbimo praktika ir šlapynių įrengimas.

Minėtas vandens ir maisto medžiagų sulaikymo priemones, jų efektyvumą sulaikant maisto medžiagas vertino Klaipėdos universiteto mokslininkės, besiremiančios vyraujančia ūkininkavo praktika Dotnuvėlės upės baseine esančiuose ūkiuose.

Atrinktos priemonės vertintos matematinio modeliavimo metodu. Buvo renkami bei vertinami įvairūs duomenys: dirvožemio savybės, klimato sąlygos, praktinės ūkininkavimo veiklos, tręšimas, augalų auginimas, vandens ištekliai, taip pat meteorologiniai duomenys, įskaitant Dotnuvėlės baseino ūkiuose įrengtų meteorologinių stotelių duomenys, bei kiti svarbūs parametrai.

Koks augalų apsaugos juostų efektyvumas?

Modeliuojant žolinių augalų apsaugos juostų įtaką maisto medžiagų sulaikymui, buvo taikomos tam tikros prielaidos:

• Žolinių augalų juostos įrengtos prie upelio/griovio/kanalo;
• Jos įrengtos pakeičiant dalį dirbamos žemės;
• Juosta neprižiūrima, t. y. nuo jos įrengimo priežiūra nevykdoma;
• Vyrauja natūrali augmenija – žolė;
•  Modeliavimo periodas: 25 metai (dabartinėmis sąlygomis);
• Lyginama su situacija, kai juosta neįrengta.

Apsaugos juostų efektyvumo modeliavimo rezultatai:

Apsaugos juostos, įrengtos šalia upelių bei melioracijos griovių, iki 88 proc. efektyviai sulaiko daugiau nitratinio azoto (52 proc. bendrojo azoto), lyginant su neįrengta apsaugos juosta. Taip pat pristabdo nuosėdinių dalelių (63 proc.) patekimą į vandens šaltinius, o tuo pačiu ir fosforo (46 proc.)(diagrama Nr. 1).

Modeliavimo rezultatai rodo, kad apsaugos juostos šalia vandens šaltinių tikrai efektyvios.

Kitas klausimas, kuris domino – koks tokių juostų plotis efektyviausias? Modeliavimo rezultatai parodė, kad bendrojo azoto sulaikymas buvo efektyviausias tų apsaugos juostų, kurios buvo platesnės nei 3 metrai. Labai plačių (7 m) apsaugos juostų efektyvumas toks pats, kaip ir 2–3 m pločio (diagrama Nr. 2).

Modeliavimo rezultatai, siekiant nustatyti apsaugos juostų pločio įtaką nitratams sulaikyti, parodė kintančias reikšmes. Vis tik, galima daryti išvadą, kad judriam nitratiniam azotui sulaikyti efektyvu įrengti ir 1–2 m pločio apsaugos juostą, nes beveik visų pločių apsaugos juostos parodė 85 proc. nitratinio N sulaikymo efektyvumą (diagrama Nr. 3).

Modeliuojant apsaugos juostų pločio įtaką bendrajam fosforui sulaikyti, nustatyta, kad jam šiek tiek didesnę įtaką daro platesnės nei 5 m apsaugos juostos, nors 2–3 m apsaugos juosta parodė geriausią rezultatą. Kadangi bendrojo P sulaikymo vidurkis siekia 46 proc., lyginat su neįrengta apsaugos juosta, galime daryti išvadą, kad 1–2 m apsaugos juosta pakankamai gerai sulaiko bendrąjį fosforą (diagrama Nr. 4).

Modeliuojant apsaugos juostų nuosėdų (smulkių dirvožemio dalelių) sulaikymo efektyvumą, gauti rezultatai rodo kintantį sulaikymo efektyvumą, tačiau ir čia, kaip su bendrojo fosforo sulaikymu, 1–2 m pločio apsaugos juosta rodo gerą, aukštesnį nei vidurkis, nuosėdinių dalelių sulaikymo efektyvumą (diagrama Nr. 5).

Apibendrinant duomenis dėl apsaugos juostų įrengimo, galima konstatuoti:

• Apsaugos juostos – veiksminga priemonė, mažinant pasklidąją taršą;
• Efektyviau sulaiko apie 90 % nitratinio azoto, apie 50 % – bendrojo azoto ir fosforo, lyginant su neįrengta juosta;
• Efektyviau (apie 60 proc.) sulaiko nuosėdines medžiagas (stabdo eroziją);
• Juostos plotis nėra efektyvumo analogas.

Norime pabrėžti, kad sulaikymo efektyvumas nėra proporcingas absoliučiam maistingų medžiagų sulaikymo kiekiui. Efektyvumas parodo medžiagų sulaikymo potencialą per užimamo ploto vienetą. Apie šiuos rezultatus galima galvoti taip: vienodo ilgio 1–2 m pločio juosta, turinti 60 % efektyvumą, galimai sulaikys panašų maistinių medžiagų kiekį, kaip ir 3–4 m pločio juosta, turinti ~ 30 % efektyvumą. Arba vienodo ilgio 1–2 m pločio juosta, turinti 60 % efektyvumą, galimai sulaikys 1,5–2 m mažiau maistinių medžiagų, nei tokio pat ilgio ir efektyvumo 3–4 m juosta.

Koks tarpinių augalų efektyvumas?

Įvertinant tarpinių augalų efektyvumą sulaikant maisto medžiagas, tarpinių augalų auginimas Dotnuvėlės baseine buvo modeliuotas tokiomis prielaidomis:

• Tarpiniai augalai sėjami dirbamos žemės plotuose, kur jie nebuvo auginami (pagal NMA pasėlių duomenis);
• Mažesnis žemės dirbimo intensyvumas po tarpinių augalų;
• Nenaudojama mineralinių ir organinių trąšų tarpinių pasėlių auginimo laikotarpiu;
• Tarpiniuose augaluose įtrauktos azotą fiksuojančios augalų rūšys;
• Modeliavimo periodas: 25 metai (dabartinėmis sąlygomis);
• Lyginama su sąlygomis, kai tarpiniai augalai neauginami.

Atliktas modeliavimas su tarpinių augalų auginimu parodė, kad tarpiniai augalai labai efektyvūs sulaikant nuosėdines dirvožemio daleles – jų sulaikoma 50 proc. efektyviau, nei neauginant tarpinių augalų. Taip pat efektyviau sulaikoma bendrojo N (38 proc.), bendrojo P (27 proc.) bei nitratinio N (29 proc.) (diagrama Nr. 6).

Beariminio žemės dirbimo efektyvumas

Siekiant įvertinti beariminio žemės dirbimo taikymo ūkiuose efektyvumą sulaikant maisto medžiagas, buvo taikytos tokios prielaidos:

• Mažinamas žemės dirbimo intensyvumas (dribimo seklumas neviršija 10 cm, sumaišymo efektyvumas neviršija 5 %, dirvožemio šiurkštumo koeficientas lygus 10);
• Mažesnis žemės dirbimo intensyvumas po tarpinių augalų (jei yra) (dribimo seklumas neviršija 10 cm, o sumaišymo efektyvumas neviršija 5 %, dirvožemio šiurkštumo koeficientas lygus 10);
• Tiesioginė sėja taikoma pavasarį (atrinkti laukai su vasariniais pasėliais);
• Modeliavimo periodas: 25 metai (dabartinėmis sąlygomis);
• Lyginama su sąlygomis, kai netaikomas beariminis žemės dirbimas (dirbimo seklumas neviršija 25 cm, sumaišymo efektyvumas nuo 50 % iki 95 %, dirvožemio šiurkštumo koeficientas nuo 40 iki 75).

Maisto medžiagų ir nuosėdinių dalelių sulaikymo efektyvumas modeliavimo rezultate gavosi panašių proporcijų, kaip ir tarpinių augalų auginimas: didžiausias efektyvumas nustatytas sulaikant nuosėdines daleles (100 proc.), sulaikant bendrąjį azotą (85 proc.), šiek tiek mažiau sulaikoma nitratų ir bendrojo fosforo. Tačiau procentine išraiška beariminio žemės dirbimo efektyvumas sulaikant maisto medžiagas ir nuosėdines daleles yra didesnis, nei auginant tarpinius augalus (diagrama Nr. 7).

Pagal modeliavimo rezultatus galima daryti išvadą, kad auginant tarpinius augalus ir taikant beariminę žemdirbystę:

• Turime veiksmingas priemones, mažinančias pasklidąją taršą;
• Beariminis žemės dirbimas – labai veiksminga priemonė, tausojanti dirvožemį.

Naudojant kitas priemones, paminėtas ne tik minimas šiame straipsnyje, reikia turėti mintyje 4 R taisyklę: reikiamas šaltinis, reikiama apimtis, reikiamas laikas ir reikiama vieta. Tai reiškia, kad pasirenkamos priemonės turi atitikti norimus siekti tikslus (pvz. taisyklę taikant tarpiniams augalams, reikiamas šaltinis: tinkama tarpinių augalų mišinio sudėtis, atsižvelgiant kokie ž. ū. augalai buvo auginami, ar tarpiniu augalu norėtume praturtinti dirvožemį azotu, ar pagerinti dirvožemio struktūrą; reikiama apimtis: tinkama sėjos norma, apsėjami plotai, laikymas per žiemą ar suarimas rudenį; reikimas laikas: sėjos laikas optimaliu laiku; reikiama vieta: numatomi ir tinkami laukai tarpiniams augalams auginti). Visa tai turi įtakos optimaliam bet kokios priemonės panaudojimui, taigi, ir siekiamam galutiniam rezultatui. Šių priemonių efektyvumas taip pat labai priklauso nuo dirvožemio savybių, todėl išvados, minimos šiame straipsnyje, yra taikytinos tik Dotnuvėlės baseine arba tose vietovėse, kur dirvožemio ir topografinės sąlygos yra panašios.

Koks šlapynių efektyvumas?

Šlapynių efektyvumo, sulaikant maisto medžiagas, modeliavimui buvo taikomos šios prielaidos:

• Šlapynė įrengta prie upelio/griovio/kanalo;
• Šlapynė įrengimo vieta – dirbama žemė;
• Šlapynė nėra tvarkoma, t. y. nuo jos įsteigimo priežiūra nevykdoma;
• Šlapynės augalija: natūrali;
• Modeliavimo periodas: 25 metai (dabartinėmis sąlygomis);
• Lyginama su dabartinėmis sąlygomis (t. y. kai nėra įrengtos šlapynės).

Vertinant šlapynių efektyvumą sulaikant maisto medžiagas ir nuosėdines daleles, modeliavimo rezultatai parodė, kad šlapynės gali sulaikyti nuosėdines daleles ir nitratinį azotą atitinkamai 18 ir 17 proc., tačiau bendrojo azoto (1,3 proc.) ir ypač bendrojo fosforo (21 proc.) sulaikymo atžvilgiu šlapynė veikė neigiamai (diagrama Nr. 8).

Šis rezultatas įrodo, kad įrengus šlapynę ja reikia ir atitinkamai rūpintis. Paprastai šlapynės veikia kaip natūralūs filtrai, sulaikantys fosforą iš paviršinio vandens per sedimentaciją ir vandens augalų pasisavinimą. Tai padeda sumažinti fosforo koncentraciją vandenyje ir apsaugoti gretimus vandens telkinius nuo eutrofikacijos.

Šlapynių gebėjimas sulaikyti ar atlaisvinti fosforą priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant deguonies kiekį, pH lygį, temperatūrą, mikroorganizmų veiklą. Esant anaerobinėmis sąlygomis, kai deguonies kiekis yra mažas, fosforas gali būti atlaisvinamas iš susikaupusių šlapynėje sedimentų, o tai gali padidinti fosforo koncentraciją šlapynės vandenyje ir padidinti riziką, kad fosforas pateks į šalia esančius upelius. Modeliuojant šlapynės efektyvumą ir pasirinkus prielaidą, kad šlapynė netvarkoma, todėl ir buvo gautas rezultatas, kad šlapynė tokiu atveju gali prisidėti prie fosforo taršos.

Todėl svarbu tinkamai valdyti šlapynes, kad būtų maksimaliai išnaudotos jų naudingos savybės ir sumažinta neigiamo poveikio rizika.

Įrengiant šlapynes, galima daryti išvadas:

• Tai gana efektyvi priemonė, galinti sulaikyti nuosėdines medžiagas, fosforą bei nitratinį azotą;
• Šlapynių daugiametis efektyvumas reikalauja atitinkamos priežiūros: šienavimo bei pačios šlapynės valymo, kad susikaupusias sedimentacines daleles, patekusias iš aplinkinių laukų, būtų „grąžinamos“ laukams.

Apmąstymui

Straipsnyje aprašytas efektyvumo vertinimas tik keletui priemonių, kurios svarbios tiek mažinant išsklaidytą taršą, tiek pačiam praktiniam ir tvariam ūkininkavimui. Tokių priemonių, aišku, yra daugiau, o jas naudoti, taikyti ir įgyvendinti daug lengviau, kai žinoma, kokią konkrečią naudą viena ar kita veikla, priemonė atneša. Tikimės, kad šis straipsnis suteiks daugiau informacijos ir bus naudingas tiems, kurie naudoja (arba reglamentuoja) šiame straipsnyje aprašytas priemones.

LŽŪKT turinys