ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

TVIRTINU: ....................

ASU prorektorė L. Taparauskienė

2015 m. spalio 28 d.

PARAMA TAIKOMIESIEMS TYRIMAMS VYKDYTI

TIKSLIOJO ŪKININKAVIMO TECHNOLOGINIŲ PROCESŲ ĮTAKA MAŽINANT

POVEIKĮ APLINKAI BEI SĄNAUDAS ŽEMĖS ŪKIO PRODUKCIJAI PAGAMINTI

2015 M. GALUTINĖ ATASKAITA

Tyrimo vadovas

(Remigijus Zinkevičius)

Akademija

2015

2

Projekto vadovas: doc. dr. Remigijus Zinkevičius (ASU Žemės ūkio inžinerijos fakultetas)

Projekto vykdytojai:

Prof. dr. Antanas Maziliauskas (ASU Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas)

Prof. dr. Kęstutis Romaneckas (ASU Agronomijos fakultetas)

Prof. dr. Dainius Steponavičius (ASU Žemės ūkio inžinerijos fakultetas)

Doc. dr. Vidmantas Butkus (ASU Žemės ūkio inžinerijos fakultetas)

Dalius Aksenavičius (Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnyba)

Rolandas Rakštys (ASU Ekonomikos ir vadybos fakultetas)

Evaldas Serva (ASU Ekonomikos ir vadybos fakultetas)

Mantas Vaicekauskas (Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnyba)

Projekto pradžia: 2014 m. gegužės 19 d.

Projekto pabaiga: 2015 m. lapkričio 10 d.

3

TURINYS

ĮVADAS 4

1. TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI 11

2. REZULTATAI 41

2.1. Tiksliojo ūkininkavimo technologinių procesų tyrimų vasarinių kviečių

pasėliuose rezultatai

41

2.1.1. 2014 metų tyrimų rezultatai 41

2.1.2. 2015 metų tyrimų rezultatai 59

2.2. Tiksliojo ūkininkavimo technologinių procesų tyrimų cukrinių runkelių

pasėliuose rezultatai

75

2.2.1. 2014 metų tyrimų rezultatai 75

2.2.2. 2015 metų tyrimų rezultatai

2.3. Ekonominio vertinimo rezultatai 84

2.4. Energetinio vertinimo rezultatai 87

IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS 91

INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS 93

Priedai 96

4

ĮVADAS

Remiantis Maisto ir žemės ūkio organizacijos (FAO) duomenimis, iki 2050 m. maisto

poreikis pasaulyje išaugs maždaug 70%. Smarkiai išaugus maisto poreikiui, pasaulyje

atitinkamai išaugs pašarų, pluošto, biologinės masės ir biologinės medžiagos poreikis. Dėl to

neišvengiamai padidės žemės ūkio sektoriaus produkcijos poreikis.

Padidinti žemės ūkio gamybos apimtis ir pasiekti, kad ji būtų tvari bus galima tik jei

visais lygmenimis mokslinių tyrimų ir inovacijų srityje bus dedama daug pastangų. Mokslininkai

ir suinteresuotieji subjektai ne kartą pabrėžė, kad tarp mokslinių tyrimų rezultatų teikimo ir

inovacijų metodų taikymo ūkininkavimo praktikoje yra susidariusi spraga. Nauji metodai

diegiami per lėtai, o mokslininkai nėra išsamiai informuojami apie praktinio ūkininkavimo

poreikius. Todėl svarbios inovacijos nėra diegiamos reikalingu mastu, o susijusioms mokslinėms

sritims ne visada skiriamas toks dėmesys, kokio reikėtų. Gairėse „BŽŪP artėjant 2020 m.“

nurodoma, kad rengiant Europos Sąjungos žemės ūkį ateičiai inovacijų reikšmė yra labai svarbi.

Strategijos „Europa 2020“ biudžete numatyta 4,5 mlrd. EUR skirti moksliniams tyrimams ir

inovacijoms maisto saugos, bioekonomikos ir tvaraus žemės ūkio srityse. 2012 m. Europos

Komisijos komunikate „dėl Europos ž. ū. našumo ir tvarumo inovacijų partnerystės“

(COM(2012) 79) teigiama, kad „turėtų būti ištirtos ekologiškų technologijų, pavyzdžiui, IRT,

tiksliojo ūkininkavimo ir kenkėjų įspėjimo sistemų taikymo galimybės“, o „siekiant padidinti

žemės ūkio sektoriaus našumą ir konkurencingumą, visų pirma būtina veiksmingiau naudoti

išteklius: gamyboje turi būti naudojama mažiau vandens, energijos, trąšų (visų pirma fosforo ir

azoto), ir pesticidų“.

Tikslusis ūkininkavimas (TŪ) (angl. „precision farming”, „site-specific farming”, „farm

by the foot”, „spatiallyvariable crop production”, „grid farming”), (vok. „teilflächenspezifische

Bewirtschaftung”, „Teilflächenbewirtschaftung”, „kleinräumige Bestandsführung”, „lokales

Ressourcenmanagement”) yra inovatyvi, informacija grindžiama, augalininkystės produkcijos

gamybos vadybos koncepcija, kuri remiasi įvairiomis naujomis arba toliau tobulinamomis

technologijomis (pvz., globalia pozicionavimo sistema, jutiklių technologijomis bei

geoinformacinėmis sistemomis). Naudojant TŪ technines priemones atskirose lauko vietose

nustatomi dirvožemio ir pasėlio savybių skirtumai, o šių duomenų pagrindu, naudojant specialias

5

informacijos apdorojimo sistemas ir atitinkamą techniką, tiksliau negu iki tol atliekamos žemės

dirbimo, sėjos, tręšimo ir pasėlių priežiūros technologinės operacijos.

TŪ technologijų atsiradimą sąlygojo:

- Globalios pozicionavimo sistemos (GPS) atsiradimas (1990 m., JAV);

- našių asmeninių kompiuterių atsiradimas dideliems kiekiams duomenų apdoroti ir saugoti;

- geografinės informacinės sistemos (GIS) sukūrimas;

- vaizdų apdorojimo programų tobulinimas;

- elektroninio žemės ūkio mašinų valdymo sukūrimas ir tobulinimas.

Tiksliojo ūkininkavimo elementai ne tik Lietuvos, bet ir kitų Europos šalių žemės ūkio

įmonėse ir ūkininkų ūkiuose iki šiol taikomi tik fragmentiškai. Dažniausiai yra sudaromi laukų ir

dirvos agrocheminių savybių žemėlapiai ir pagal juos, atskirais atvejais, atliekamas tikslusis

tręšimas, t.y., atskiros lauko vietos tręšiamos skirtingomis trąšų normomis. Žemdirbiai susiduria

su gautos informacijos pvz., derlingumo, tręšimo, purškimo, dirvos agrocheminių savybių

žemėlapių, interpretavimo ir panaudojimo problemomis. Todėl yra būtini kompleksiniai tiksliojo

ūkininkavimo technologinių procesų tyrimai.

Tiksliojo ūkininkavimo pradininkais yra laikomi Minesotos universiteto (JAV)

mokslininkai. Pirmuosius tiksliojo tręšimo bandymus 1983 m. atliko profesorius Pjeras Robertas

(Pierre Robert). JAV, skirtingai negu Europoje, buvo pradėta ne nuo derlingumo žemėlapių

sudarymo, bet nuo tręšimo darbų diferencijavimo atskirose lauko vietose pagal turimus dirvos

žemėlapius. Siekiant tiksliai nustatyti maisto medžiagų (P, K, Mg) ir dirvos rūgštumo reikšmių

skirtumus, buvo nustatyta dirvos ėminių ėmimo sistema.

Pastaruoju metu JAV populiarėja dirvos elektrinio laidumo matavimai važiuojant lauku.

Pagal elektrinio laidumo skirtumus galima gan tiksliai nustatyti dirvos fizines ir chemines

savybes. JAV nesunku gauti dirvos žemėlapius ir nuotolinio išžvalgymo duomenis. Jie

dažniausiai platinami per internetą ir net nemokamai. Nuo 1995 m. čia išpopuliarėjo ir

derlingumo žemėlapių sudarymas.

Lauko derlingumo žemėlapis pirmą kartą Europoje buvo sudarytas 1991 metais Danijoje.

Šioje šalyje pasėlių tręšimo žemėlapiai sudaromi pagal daugelio metų derlingumo žemėlapius.

Dirvos agrocheminių savybių žemėlapiai Danijoje nėra labai populiarūs.

Didžiojoje Britanijoje ir Prancūzijoje diegti tikslųjį ūkininkavimą taip pat pradėta nuo

derlingumo žemėlapių sudarymo derliaus nuėmimo metu. Didžiojoje Britanijoje dirvos

6

agrocheminių savybių žemėlapių sudarymo paslaugos teikiamos nuo 1994, o Prancūzijoje – nuo

1998 metų. Laukas, dažniausiai, padalijamas į vienodo dydžio plotelius, o mėginiai imami dirvos

dirbimo gylio ribose. Didžiojoje Britanijoje labai populiarus tikslusis tręšimas pagal

aerofotonuotraukas. Palydovinės nuotraukos dėl didelio gyventojų tankio naudojamos rečiau. Be

to, duomenų iš palydovinės nuotraukos interpretavimas yra brangus ir nevisiškai patikimas.

Nuotraukose skirtumai yra matomi, tačiau neaišku, kokios jų priežastys. Dažnai tik pats

žemdirbys, žinodamas savo laukus ir stebėdamas pasėlius, gali paaiškinti skirtumus ir nuspręsti,

kaip tręšti.

Pagrindiniai tiksliojo ūkininkavimo tikslai yra:

- padidinti derlingumą;

- sumažinti gamybos sąnaudas;

- poveikio aplinkai mažinimas.

TŪ užtikrina tikslesnę informaciją, maisto produktų gamybos skaidrumą, automatinį

transporto priemonių valdymą, mažina piktžolių ir grybinių ligų sukėlėjų atsparumą.

Pagrindinis TŪ principas yra orientuoti technologines operacijas į sąlygas atskirose lauko

vietose. Pvz., jei atskirose lauko vietose reikšmingai skiriasi maisto medžiagų kiekis dirvoje,

piktžolių ar ligų paplitimas, tai prie šių skirtumų turi būti tiksliai priderintos pasėlių tręšimo ir

priežiūros technologinės operacijos. Svarbiausia, kad šiuos dirvos bei pasėlių skirtumus būtų

galima užfiksuoti ir paversti atitinkamai diferencijuotais nurodymais žemės ūkio mašinoms.

Pagrindiniai žingsniai taikant TŪ technologijas yra:

- duomenų rinkimas;

- duomenų apdorojimas ir sprendimų priėmimas;

- informacijos panaudojimas, duodant tikslius nurodymus žemės ūkio mašinoms.

Pagal tai, kiek laiko praeina nuo reikalingų duomenų gavimo iki sprendimo priėmimo ir

technologinės operacijos atlikimo TŪ technologijos skirstomos į tris grupes:

- žemėlapines (angl. offline arba mapping approach, vok. Kartieransatz), t.y., nenaudojant ryšio

(naudojami technologinių operacijų atlikimo žemėlapiai);

- jutiklines (angl. online arba realtime sensor approach, vok. Sensoransatz, Echtzeitverfahren),

t.y., naudojant ryšį realiu laiku (naudojami jutiklių duomenys);

- kombinuotas (naudojami žemėlapiai ir jutiklių teikiami duomenys).

7

Žemėlapinėse TŪ technologijoje duomenų fiksavimas, jų interpretacija (suformuluojant

nurodymus žemės ūkio agregatams) ir technologinių operacijų atlikimas vyksta atskirai. TŪ

technologinės operacijos atlikimo žemėlapiams sudaryti naudojami jau anksčiau sudaryti dirvos

agrocheminių savybių arba derlingumo žemėlapiai. Ši TŪ technologija ypač tinka naudoti

tuomet, kai technologines operacija įtakojantys rodikliai (pvz., P ir K kiekis ar dirvos pH) yra

palyginti stabilūs. Dažnai šie stabilūs rodikliai naudojami keleto skirtingų technologinių

operacijų atlikimo žemėlapiams sudaryti, todėl sumažėja duomenų surinkimo išlaidos.

Ši TŪ technologija dažnai vadinama žemėlapių technologija, nes laukas yra suskirstomas

į mažus plotelius (pvz., 1, 2, 3 ar 5 ha) su atitinkamomis geografinėmis koordinatėmis.

Kiekvienam ploteliui priskiriami surinkti įvairūs dirvos ir augalų parametrai. Pagal šiuos

parametrus, panaudojant asmeninę patirtį, paprastas taisykles arba tinkamus modelius, bus

apsisprendžiama dėl reikalingos technologinės operacijos. Kokie parametrai yra tinkami

sprendimui priimti, priklauso nuo technologinės operacijos (pvz., žemės dirbimas ar tręšimas).

Nurodant reikiamas reikšmes, sudaromas technologinės operacijos atlikimo žemėlapis, t.y., taip

vadinama georeferencinė užduotis žemės ūkio agregatui. Šiame, žemės ūkio mašinai

suprantamame, žemėlapyje pateikiami duomenys kokiu režimu atskiruose lauko ploteliuose

reikia atlikti technologinę operaciją. Traktorius arba savaeigė žemės ūkio mašina turi turėti GPS

įrangą, kad būtų galima nustatyti savo vietą lauke ir atlikti georeferencinę užduotį.

Žemėlapinių TŪ technologijų pranašumai:

- nėra betarpiško laiko ryšio tarp reikalingų duomenų gavimo, nurodymų žemės ūkio technikai

sukūrimo ir technologinės operacijos atlikimo;

- tinka naudoti tuomet, kai technologines operacija įtakojantys rodikliai (pvz., P ir K kiekis

dirvoje) yra palyginti stabilūs.

Žemėlapinių TŪ technologijų trūkumai:

- labai daug duomenų, todėl daug laiko sugaištama jiems tvarkyti ir analizuoti;

- sunku interpretuoti duomenis ir priimti sprendimus;

- sunku sudaryti pakankamai tikslius ir nebrangius technologinių operacijų atlikimo žemėlapius.

Galimos žemėlapinių TŪ technologijų panaudojimo sritys:

- tręšimas N trąšomis;

- žemės dirbimas;

- sėja;

8

- pagrindinis tręšimas;

- augalų apsauga.

Jutiklinėse TŪ technologijoje visi procesai (rodiklių matavimas, duomenų apdorojimas ir

technologinės operacijos atlikimas) žemės ūkio agregate vyksta beveik vienu metu. Tai reiškia,

kad svarbūs parametrai (pvz., maisto medžiagų poreikis) išmatuojami tiesiog lauke ir nedelsiant

atliekama atitinkama technologinė operacija (pvz., tręšimas). Kadangi duomenims fiksuoti yra

naudojami jutikliai, tai dažnai vadinama jutiklių TŪ technologija. Šiuo atveju, sudaryti

georeferencinę užduotį, t.y., technologinės operacijos atlikimo žemėlapį, nėra būtinybės.

Reikalinga technologinė operacija yra atliekama pagal svarbius pasėlių parametrus, pvz., pagal

kultūrinių augalų apsirūpinimą maisto medžiagomis. Ši TŪ technologija ypač gerai tinka tuomet,

kai norima sukreguoti į greitai besikeičiančias dirvos ir augalų savybes (pvz., augalų

apsirūpinimą azotu arba pasėlio piktžolėtumą.

Jutiklinės TŪ technologijos pranašumai:

- tinka naudoti tuomet, kai norima nustatyti greitai besikeičiančius gamybinius veiksnius (pvz.,

kultūrinių augalų poreikį azotui) ir kartu atlikti technologinę operaciją.

Jutiklinės TŪ technologijos trūkumai:

- nepakankamas jutiklių tikslumas;

- didelė jutiklių kaina;

- nepakankamas jutiklių universalumas;

- iki šiol nepakankamai įvertinami nepriklausomi veiksniai (pvz., vandens atsargos dirvoje) ir

trikdžiai (pvz., eksponavimo sąlygos);

- trūksta arba yra nepakankamai tikslios augalininkystės rekomendacijos jutiklių teikaimų

duomenų interpretavimui.

Galimos jutiklinių TŪ technologijų panaudojimo sritys:

- tręšimas N trąšomis;

- herbicidų išpurškimas;

- fungicidų išpurškimas;

- augalų augimo reguliatorių išpurškimas;

- derlingumo žemėlapių sudarymas ir kokybės rodiklių nustatymas.

Kombinuota TŪ technologija apjungia abiejų aukščiau aprašytų technologijų

pranašumus.

9

Jutiklinėje ir kombinuotoje TŪ technologijoje gali būti naudojami:

- dirvožemių žemėlapiai;

- pagal ištirtus dirvos ėminius sudaryti dirvožemio agrocheminių savybių žemėlapiai;

- su specialia technika sudaryti dirvos elektrinio laidumo žemėlapiai;

- dirvožemio palydovinės ir aeronuotraukos (nuotolinis išžvalgymas);

- dirvos rūgštumo (pH) žemėlapiai;

- anglies kiekio dirvoje žemėlapiai.

Dirvožemių žemėlapiuose nėra informacijos apie esamą dirvos būklę, jos drėgnį ir

suslėgimus. Todėl šiuos žemėlapius būtų galima panaudoti kaip vertingą pagrindą TŪ, ypač

tuomet, kai turime ir kitus duomenų šaltinius, pvz., kelių metų derlingumo žemėlapius.

Palydovinės nuotraukos yra daromos tik tam tikru laiku, praskrendant virš atitinkamos

teritorijos. Oro sąlygos tuo metu gali būti ir nepalankios. Apdoroti vaizdus, kad būtų nustatytas

pasėlių tręšimui ir apsaugai svarbus vegetacijos indeksas yra sudėtinga ir brangu. TŪ tinkamos

aeronuotraukos daromos pagal poreikį, tačiau tam taip pat yra būtinos geros oro sąlygos. Jų

apdorojimas taip pat reikalauja daug darbo sąnaudų.

Dirvos agrocheminių savybių (P, K ir Mg kiekis, pH reikšmė) žemėlapiai yra TŪ

technologijos pagrindas. Jie sudaromi laboratorijoje ištyrus iš tam tikro dydžio (1, 2, 3 ar 5 ha)

lauko plotelių paimtus dirvos ėminius. Šie ėminiai imami iš armens sluoksnio, priklausomai nuo

plotelio dydžio nuo 10 iki 20 vietų. Dirvos ėminių paėmimo įtaisai montuojami ant keturračių

motociklų, visureigių ar automobilinių priekabų, turinčių GPS įrangą, kuri užfiksuoja tikslias

kiekvieno plotelio centro kordinates. Dirvos ėminių ėmimo plotelių dydis lauke turėtų priklausyti

nuo dirvožemio heterogeniškumo. Praktikoje pasiteisino vieno hektaro dydžio ploteliai, tačiau

taupant lėšas ar turint papildomos informacijos (pvz., dirvos elektrinio laidumo žemėlapius)

naudojami ir didesni.

Derlingumo žemėlapiai daugelyje šalių yra populiariausia TŪ priemonė. Jie parodo ir

dokumentuoja kultūrinių augalų derlingumo skirtumus atskirose lauko vietose. Tam reikalingi

javų kombainai su GPS įranga ir grūdų srauto jutikliai (tūriniai, jėginiai arba impulsiniai). Tačiau

daugelis tyrėjų (Muhr/Noack, 2002; Weltzien et al., 2002) nurodo, kad derlingumo žemėlapių

tikslumas priklauso nuo jutiklių kalibravimo kruopštumo, javų kombaino važiavimo greičio ir

derliaus nuėmimo sąlygų (pvz., javų išgulimo, lietingo oro). Derlingumo žemėlapiai

žemdirbiams padeda kontroliuoti ir dokumentuoti savo veiklą. Jie atspindi laukų

10

heterogeniškumą ir gali būti pagrindu sprendimams priimti ateityje. Tiesa, pagal einamųjų metų

derlingumo žemėlapius prognozuoti sekančių metų derlių yra sudėtinga. Vienareikšmius

sprendimus galima priimti tik pagal keleto metų derlingumo žemėlapius. Šiuo metu visi javų

kombainų gamintojai siūlo įrangą derlingumo žemėlapiams sudaryti. Iš žolinių pašarų derliaus

dorojimo mašinų šią įrangą, kol kas, turi tik firmos John Deere savaeigiai smulkintuvai. Kitoms

derliaus dorojimo mašinoms (rinktuvinėms priekaboms, ritininiams presams, bulvių ir cukrinių

runkelių kombainams) ši įranga dar tik kuriama. Bandoma sukurti įrangą, gebančią derliaus

nuėmimo metu nustatyti grūdų kokybę (pvz., proteinų kiekį) ar cukrinių runkelių šaknų

cukringumą.

Pagal dirvos elektrinio laidumo žemėlapius netiesiogiai galima spręsti apie dirvos tipą,

jos apsirūpinimą vandeniu ir humuso kiekį joje.

11

1. TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI

Projekto tikslas – pagrįsti tiksliojo ūkininkavimo (TŪ) technologinius procesus, ištirti jų

efektyvumą, mažinant poveikį aplinkai bei sąnaudas žemės ūkio produkcijai pagaminti, parengti

TŪ techninių priemonių taikymo rekomendacijas.

Projekto tikslo įgyvendinimo uždaviniai:

1. Eksperimentiniais tyrimais ištirti ir pagrįsti TŪ technologinius procesus bei jų tarpusavio

sąsajas.

2. Ištirti įvairių TŪ techninių priemonių įtaką mažinant poveikį aplinkai bei sąnaudas žemės ūkio

produkcijai pagaminti ir jos kokybei pagerinti.

3. Įvertinti TŪ technologinius procesus ir jiems vykdyti naudojamas technines priemones

energetiniais ir ekonominiais rodikliais.

4. Parengti TŪ techninių priemonių taikymo rekomendacijas žemės ūkio produkcijos

gamintojams.

Tyrimai atliekami 2014–2015 m. Aleksandro Stulginskio universiteto Bandymų stotyje,

esančioje Kauno rajone, Kauno miesto pietvakarinėje pusėje, kairiajame Nemuno krante, bei A.

Bardausko ūkyje Raseinių rajone.

Aleksandro Stulginskio universiteto (ASU) bandymų stotyje buvo vykdomas lauko

eksperimentas su cukriniais runkeliais pagal schemą:

Veiksnys A – žemdirbystės sistemos:

1. Tradicinė;

2. Tikslioji.

Veiksnys B – cukrinių runkelių veislės:

1. ‘Primadonna’;

2. ‘Ernestina’.

ASU bandymų stotyje buvo auginamos dvi cukrinių runkelių veislės įprastinės ir

tiksliosios žemdirbystės sistemos sąlygomis. Auginant cukrinius runkelius pagal įprastą

technologiją laukas vienoda norma tręšiamas mineralinėmis trąšomis pakrikai. Tiksliosios

žemdirbystės sąlygomis laukas tręšiamas pagal kintamas tręšimo normas, atsižvelgiant į runkelių

poreikį maisto medžiagoms ir dirvožemyje esantį maisto medžiagų kiekį.

12

Ūkininko A. Bardausko ūkyje buvo vykdomas lauko eksperimentas su vasariniais

kviečiais pagal schemą:

Žemdirbystės sistemos:

1. Tradicinė;

2. Tikslioji.

Auginant vasarinius kviečius pagal įprastą technologiją laukas vienoda norma tręšiamas

mineralinėmis trąšomis pakrikai. Tiksliosios žemdirbystės sąlygomis laukas tręšiamas pagal

kintamas tręšimo normas, atsižvelgiant į kviečių poreikį maisto medžiagoms ir dirvožemyje

esantį maisto medžiagų kiekį.

2014 m. ASU Bandymų stotyje tyrimai buvo vykdomi 7,6 ha ploto lauke (matmenys 221

m x 343 m). Bandymo lauko galuose ir šonuose nuo lauko krašto iki bandymo paliekamos 20 m

pločio pagrąžų juostos, reikalingos žemės ūkio technikai apsisukti ir apsaugai nuo išorinių

veiksnių įtakos (1.1 pav.).

Kiekvienas bandymo variantas buvo sėjamas ne siauresnėmis kaip 30 m pločio ir

netrupesnėmis kaip 300 m ilgio juostomis (iš viso 4 juostos), tarp įprastinės ir tiksliosios

žemdirbystės paliekant 5 m pločio neužsėtą, kultivuojamą juostą.

Bandymas vykdomas 4 pakartojimais. Sudygus cukriniams runkeliams pažymimi

pakartojimai – juostos skersai dalijamos į 4 vienodo ilgio dalis – 4 pakartojimus. Apskaitinio

laukelio plotis – 30 m, ilgis – 75 m.

Ūkininko A. Bardausko ūkyje 2014 m. tyrimai buvo vykdomi 10 ha ploto lauke (1.2

pav.). Buvo pasėtos dvi vasarinių kviečių juostos (ne siauresniais kaip 12,5 ir ne platesniais kaip

17 cm tarpueiliais, sėklos norma ne mažiau kaip 6 mln. ha-1

). Juostos plotis – turėtų užimti pusę

lauko pločio, bet ne mažiau kaip 80 m, atsižvelgiant į sėjamosios darbinį plotį. Tarp juostų ir iš

bandymo šonų paliktos periodiškai kultivuojamos neužsėtos juostos, kurių plotis atitinka turimo

ūkyje kultivatoriaus plotį, bet ne mažiau kaip 3 m. Bandymo juostų ilgis lygus plotui (10 ha)

padalintam iš bandymo pločio (2 vasarinių kviečių juostos ne mažiau kaip po 80 m pločio + 1

neapsėta juosta tarp vasarinių kviečių ir po 1 juostą iš šonų ne siauresnės kaip 3 m).

Kiekviena bandymo juosta dalijama skersai į keturias lygias dalis – taip suformuojami

keturi kiekvieno varianto pakartojimai ėminių ėmimui ir stebėjimų atlikimui.

13

1.1 pav. Bandymo planelis ASU Bandymų stotyje (2014 m.): 1 – įprastinė

žemdirbystė, 2 – tikslioji žemdirbystė.

1.2 pav. Bandymo planelis ūkininko A. Bardausko ūkyje (2014 m.)

1

2

14

ASU bandymų stotyje žieminių kviečių ražiena buvo nuskusta 10 – 12 cm gyliu, o po 10

– 12 dienų suarta 20 – 25 cm gyliu. Pavasarį pasiekus dirvai fizinę brandą bandymui skirtas

laukas buvo įdirbtas kombinuotu padargu ir pagal bandymo schemą sėjami cukriniai runkeliai.

Ūkininko ūkyje vasariniams kviečiams dirva buvo ruošiama visame bandymui skirtame

lauke vienodai, pagal jame taikomą technologiją.

ASU Bandymų stotyje auginant cukrinius runkelius pagal įprastą technologiją laukas

tręšiamas mineralinėmis trąšomis (N5P15K25) N20P60K100 (400 kg ha-1

). Tiksliosios žemdirbystės

sąlygomis laukas tręšiamas pagal kintamas tręšimo normas, atsižvelgiant į runkelių poreikį

maisto medžiagoms ir dirvožemyje esantį maisto medžiagų kiekį.

Ūkininko ūkyje vasariniai kviečiai auginami pagal įprastą technologiją. Prieš sėją laukas

tręšiamas pakrikai, atsižvelgiant, kad vienai vasarinių kviečių grūdų tonai išauginti reikalinga

N22P10K20. Tiksliojoje žemdirbystėje rekomenduojamos orientacinės mineralinių trąšų normos

vasariniams kviečiams, siekiant 4,0–5,5 t ha-1

derliaus ir esant dirvožemyje azoto, fosforo ir kalio

vidutiniams kiekiams – N120P55K110.

Bandymuose buvo sėjamos tik Nacionaliniame registruotų veislių sąraše esančios veislės.

‘Primadonna’ – diploidinė vienadaigių cukrinių runkelių hibridinė veislė. Sukurta

Vokietijoje, KWS SAAT AG sėklininkystės įmonėje. Šakniavaisiai normalaus tipo, veislė

tolerantiška rizomanijai.

‘Ernestina’ – vidutinio cukringumo ir derlingumo diploidinė veislė, tolerantiška

rizomanijai. Sukurta Vokietijoje, KWS SAAT AG selecijos – sėklininkystės įmonėje. Lietuvoje

registruota 2008 m.

Cukrinių runkelių sėjos laikas – apie balandžio 20 d. (nustatytas remiantis anksčiau

atliktais tyrimais). Cukriniai runkeliai sėjami sėjamąja Accord Optima. Sėklos norma – 133 777

vnt. ha-1

. Tarpueiliai – 45 cm. Atstumai tarp sėklų eilutėje – 16,6 cm. Sėklos įterpimo gylis – 3

cm. Taikomos tradicinės augalų apsaugos priemonės.

Ūkininko ūkyje auginami vasariniai kviečiai ‘Taifun’. Veislė sukurta Vokietijoje, KWS-

Lochow GmbH sėklininkystės firmoje. Vasariniai kviečiai yra ankstyvi. Augalų stiebų vidutinis

aukštis 78 cm. Atspari išgulimui. Grūdai vidutiniškai subręsta per 85 dienas. Geros malamosios

ir kepamosios savybės, grūduose daug baltymų ir glitimo, didelis kritimo skaičius.

Vasarinių kviečių sėjos laikas – apie balandžio 20 d. (nustatytas remiantis anksčiau

atliktais tyrimais). Kviečiai sėjami sėjamąja John Deere 750A. Sėklos norma – 220 kg ha-1

.

15

Tarpueiliai – 16,8 cm. Sėklos įterpimo gylis – 4–5 cm. Taikoma įprastinė augalų apsaugos

sistema. Taikomos tradicinės augalų apsaugos priemonės.

Tarp bandymo laukelių paliekamos neužsėtos 4–5 m pločio juostos kultivuojamos

periodiškai, keletą kartų vegetacijos metu piktžolėms esant pradiniuose augimo tarpsniuose.

ASU Bandymų stotyje pirmiausia buvo nuimamas cukrinių runkelių derlius galinėse

apsaugos juostose. Po to derlius nuimamas apskaitiniuose laukeliuose: 1 išilginiame metre 5-iose

vietose. Šakniavaisių derlingumas perskaičiuojamas t ha-1

.

Ūkininko ūkyje, prieš nuimant vasarinių kviečių derlių, pirmiausia nupjaunamos galinės

apsaugos juostos. Tada kiekviename bandymo laukelyje išilgai laukelio 1 kartą pravažiuojant

kombainu nuimamas derlius iš apskaitinio laukelio. Kviečių grūdų derlingumas perskaičiuojamas

t ha-1

.

Vertinant cukrinių runkelių ir vasarinių kviečių auginimo technologijas įprastinėje bei

tiksliojoje žemdirbystės sistemoje buvo nustatoma:

1. Pasėlių tankumas.

2. Pasėlių piktžolėtumas.

3. Ligų paplitimas.

4. Kenkėjų plitimas.

5. Augalų biometriniai ir fotositetiniai rodikliai.

6. Dirvožemio agrocheminės savybės.

7. Dirvožemio elektrinis laidumas.

8. Dirvožemio biologinis aktyvumas.

9. Kultūrinių augalų optinės savybės.

10. Derlingumas ir derliaus struktūros elementai.

11. Produkcijos kokybė.

ASU Bandymų stotyje cukrinių runkelių tankumas buvo įvertintas du kartus per

vegetaciją: 2 porų lapelių tarpsniu (sudygimas) ir prieš derliaus nuėmimą. Tankumas nustatomas

kiekviename laukelyje 1 išilginiame metre 5-kiose vietose. Tankumas perskaičiuojamas vnt. m-2

.

Ūkininko ūkyje vasarinių kviečių tankumas buvo įvertintas du kartus per vegetaciją:

kviečiams sudygus (sudygimas) ir prieš derliaus nuėmimą (produktyvių stiebų skaičius).

Tankumas nustatomas kiekviename laukelyje 1 išilginiame metre 5-kiose vietose. Tankumas

perskaičiuojamas vnt. m-2

.

16

ASU Bandymų stotyje cukrinių runkelių piktžolėtumas buvo vertinimas atliekamas 2

kartus per augalų vegetaciją:

po runkelių sudygimo, intensyviu piktžolių dygimo metu;

prieš runkelių lapams susiliejant tarpueiliuose.

Ūkininko A. Bardausko ūkyje vasarinių kviečių piktžolėtumo vertinimas buvo atliekamas

2 kartus per augalų vegetaciją:

po kviečių sudygimo, intensyviu piktžolių dygimo metu;

prieš kviečių derliaus nuėmimą;

Pirmosios apskaitos metu suskaičiuojami kiekvienos piktžolių rūšies daigai, vėliau

perskaičiuojami vnt. m-2

. Apskaita atliekama pažymėtose 0,5 x 0,2 m dydžio aikštelėse 5-kiose

laukelio vietose.

Antrą kartą pasėlio piktžolėtumo apskaita atliekama prieš kviečių derliaus nuėmimą.

Naudojant 0,5 x 0,2 m dydžio rėmelį piktžolės iš penkių laukelio vietų išraunamos,

išdžiovinamos, atliekama rūšinės sudėties analizė. Pasėlio piktžolėtumas išreiškiamas mase ir

skaičiumi 1 kvadratiniame metre (Stancevičius, 1979).

Ligų ir kenkėjų paplitimo būklė buvo vertinama naudojantis moksliniu metodiniu leidiniu

,,Žemės ūkio augalų kenkėjai, ligos ir jų apskaita“ (Šurkus, Gaurilčikienė, 2002). Ligų

pažeidimų vertinimas buvo atliekamas ASU Bandymų stoties Dirvožemio ir pasėlių ekologijos

laboratorijoje, kilus neaiškumams pažeisti augalai apžiūrimi naudojant mikroskopą su

programine įranga PC SMZ1000.

ASU Bandymų stotyje buvo vertintas šių ligų ir kenkėjų paplitimas cukrinių runkelių

pasėlyje.

Miltligė (Erysiphe betae Vaňha Weltzien). Ant runkelių lapų susidaro baltas miltuotas

apnašas (1.3 pav.). Miltligės apnikti lapai iš pradžių išlieka žali, vėliau pagelsta ir sudžiūsta. Ant

miltuoto apnašo susidaro iš pradžių geltoni, po to rudi ir pagaliau juodi taškeliai – tai grybo

vaisiakūniai, padedantys išgyventi nepalankias aplinkos sąlygas. Liga iš pradžių pažeidžia

pavienių augalų apatinius lapus, vėliau gali išplisti visame cukrinių runkelių lauke. Esant

palankioms sąlygoms, miltligės sporos greitai dauginasi ir užkrečia visus augalus (Dabkevičius,

Brazauskienė, 2007).

17

1.3 pav. Miltligės pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Netikrąja miltlige (Peronospora farinosa (Fr.) Fr.) serga daigai, suaugę runkeliai ir

sėklojai (1.4 pav.). Ant lapų atsiranda gelsvų dėmių. Apatinėje dėmių pusėje pilkšvai violetinės

apnašos, lapų kraštai nulinkę į apačią. Liga labai žalinga sėklojams. Grybas žiemoja pasoduose,

augalų liekanose ir sėklojuose. Palankios sąlygos – kai dažnai lyja ir vėsu (Dabkevičius,

Brazauskienė, 2007).

1.4 pav. Netikrosios miltligės pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Rudmargė (Cercospora beticola Sacc.) (cerkosporozė) pažeidžia lapus ir stiebus (1.5

pav.). Atsiranda daugybė nedidelių, kampuotų, rusvų su tamsesniais iškilusiais kraštais dėmių.

Dėmės šviesėja ir gali prakiurti. Lapai nudžiūsta ir susiraito. Ligos sukėlėjas žiemoja augalų

liekanose ir sėklose. Rudmargei plisti palankiausios sąlygos, kai vyrauja apsiniaukę orai, rūkas,

šilta (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

18

1.5 pav. Rudmargės pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Baltuliai (Ramularia beticola Fautrey & F. Lamb.). Ant senesnių ir vidutinio amžiaus

runkelių lapų susidaro rudai žalsvos, 2 – 10 mm skersmens, apvalios arba netaisyklingos formos

dėmės (1.6 pav.). Dėmelių centruose drėgnu oru iš grybo sporų masės susidaro maži balti

taškeliai, arba dėmelių paviršiuje – pilkšvai baltas apnašas (skirtingai nei rudmargės atveju).

Dėmių pakraščiuose dažnai būna tamsiai rudas ar rausvai rudas apvadas. Ligos epidemijos metu

dėmės susilieja, jos susidaro ir ant lapkočių, galiausiai tokie lapai žūsta (Dabkevičius,

Brazauskienė, 2007).

1.6 pav. Baltulių pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Sausuoju vidurinių lapų puviniu runkeliai suserga dėl mikroelemento boro trūkumo

(1.7 pav.). Šakniavaisio viršūnė sausai pūva, vidurinieji lapai vysta, gelsta, vėliau pajuosta ir

nudžiūsta. Labiau nukenčia šarminės reakcijos priesmėliuose augantys runkeliai (Dabkevičius,

Brazauskienė, 2007).

19

1.7 pav. Sausasis viduriniųjų lapų puvinys

Alternariozė (Alternaria alternata (Fr.) Keissl.) pasireiškia vasaros pabaigoje ant

senstančių išorinių cukrinių runkelių lapų (1.8 pav.). Nekrotinės dėmės pasireiškia nuo lapų galų,

simptomai plinta tarp lapų gyslų link lapo centro ir pagaliau tokie lapai žūsta. Ant parudavusių

lapų dalių susidaro rudas velvetinis grybo sporų apnašas (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.8 pav. Alternariozės pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Rūdys (Uromyces beticola (Bellynck) Boerema, Loer. & Hamers.). Ant lapų susidaro

raudonai oranžiniai ar rudi grybo sporų telkiniai – spuogeliai (1.9 pav.). Jie gali susidaryti ant

abiejų lapo pusių, dažniausiai – antroje vasaros pusėje. Pažeisti runkelių lapai nudžiūsta, dėl šios

priežasties sumažėja cukrinių runkelių derlius, mažėja šakniavaisių cukringumas (Dabkevičius,

Brazauskienė, 2007).

20

1.9 pav. Rūdžių pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Fomozė (Pleospora betae Björl.). Grybas pažeidžia lapus, daigų šaknis bei šaknies

kaklelį, taip pat šakniavaisius (1.10 pav.). Ant runkelių lapų susidaro didelės, šviesiai rudos,

apvalios, koncentriškai rievėtos dėmės, kurių pakraščiai – tamsiai rudi. Dėmės iki 2 cm diametro,

jų centre matomi tamsūs taškeliai – grybo piknidės su piknosporomis. Fomozė pažeidžia

senesnius lapus, vėliau dėmių centrai išdžiūsta ir iškrenta (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.10 pav. Fomozės pažeidimo požymiai ant runkelių lapų

Runkelinė spragė (Chaetocnema concinna Marsh.) išgraužia lapuose nedideles

skylutes, o lervos maitinasi smulkiomis šaknelėmis (1.11 pav.). Pavojingiausios spragės yra

esant skilčialapių ir pirmųjų lapelių tarpsniais, ypač jei pažeidžia augimo kūgelį. Žalingesnės jos

būna šiltą, sausą pavasarį. Ekonominė žalingumo riba >15 vabalų m-2

.

21

1.11 pav. Runkelinė spragė

Maitvabaliai (Silphidae) ir jų lervos graužia lapuose dideles skyles arba visai juos nuėda

(1.12 pav.). Pavojingi tada, kai apninka jaunus daigus. Ekonominė žalingumo riba daugiau kaip 3

vabalai m-2

.

1.12 pav. Maitvabaliai

Runkelinės musės (Pegomya hyoscyami) lervos įsigraužia į lapo minkštimą ir graužia jį

iš vidaus (minuoja) (1.13 pav.). Smarkiai pažeistų lapų labai sumažėja asimiliacinis paviršius,

daigai skursta. Kenkėjai žalingesni lietingesniais metais. Ekonominė žalingumo riba 3 – 5 lapelių

tarpsniu >5 kiaušiniai vienam augalui.

22

1.13 pav. Runkelinės musės pažeidimai ant runkelių lapų

Kiekviename laukelyje lapų ligų ir kenkėjų pažeistų augalų procentas bus nustatomas 1

išilginiame metre 5-kiose laukelio vietose antrojoje vasaros pusėje, plintant ligoms ir kenkėjams.

Ūkininko A. Bardausko ūkyje buvo vertintas šių ligų ir kenkėjų paplitimas vasarinių

kviečių pasėlyje.

Geltonosios rūdys (Puccinia striiformis Westend. var. striiformis). Pavasarį

geltonosios rūdys pirmiausiai išplinta ant apatinių lapų, vėliau – ant viršutinių lapų, stiebų, varpų

(1.14 pav.). Ant pažeistų augalo dalių eilėmis išsidėsto geltonos spalvos praplyštantys spuogeliai

– grybo uredžiai, kuriuose formuojasi urediosporos. Vėliau uredžių vietose lapų apatinėje pusėje

susiformuoja smulkūs poepiderminiai rudi grybo vaisiakūniai teliai su teliosporomis. Teliosporos

gali dygti tuoj pat arba peržiemojusios (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.14 pav. Geltonųjų rūdžių pažeidimo požymiai ant kviečių lapų

Rudosios rūdys (Puccinia recondita Dietel & Holw.). Rudosios rūdys pažeidžia lapus ir

lapamakštes (1.15 pav.). Ant viršutinės lapų pusės ir ant lapamakščių pradžioje susidaro rudi

spuogeliai – grybo uredžiai, kuriuose formuojasi urediosporos. Smarkiai rūdžių pažeisti lapai

23

anksti nudžiūsta. Vėliau uredžių vietose susiformuoja tamsiai rudi teliai su teliosporomis viduje.

Žieminių kviečių, kvietrugių ir rugių želmenys rudenį apsikrečia nuo sudygusių iš pabirų rūdėtų

augalų (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.15 pav. Rudųjų rūdžių pažeidimo požymiai ant kviečių lapų

Lapų septoriozė (Phaeosphaeria nodorum (E. Müll.) Hedjar.). Ant lapų, ypatingai ant

tų, kurie liečiasi su dirva, atsiranda neryškios, vandeningos, nedidelės dėmelės (1.16 pav.).

Ilgainiui jos didėja ir virsta ištįsusiomis, netaisyklingo stačiakampio formos rusvomis ar rudomis

dėmėmis, jų centras pašviesėja, įgauna pilkai baltą spalvą plika akimi matomi juodi taškeliai –

grybo piknidžiai. Jie dažniausiai būna išsidėstę pagal gyslas ir ypač išryškėja po lietaus arba

rytais, kada ant augalų dar yra rasa (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.16 pav. Septoriozės pažeidimo požymiai ant kviečių lapų

Kviečių dryžligė (Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler). Liga dažniausiai

pažeidžia lapus, tačiau sukėlėjas randamas ir ant stiebų, varpų ir grūdų (1.17 pav.). Būdingas

24

požymis – pažeidimo vietoje išryškėja ryškiu geltonu apvadu apribotos įvairaus dydžio gelsvai

rudos, pailgos ar rombo formos dėmės, kurių centre yra tamsiai ruda dėmelė. Ši tamsi dėmelė

labai gerai matoma žiūrint į pažeistą lapą prieš saulės šviesą. Kol lapai yra jauni ir aktyviai auga,

dėmės išlieka mažos. Prasidėjus augalų brendimui, dėmės didėja, susilieja, ant lapų susidaro

įvairaus dydžio žuvusių audinių dėmės (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.17 pav. Dryžligės pažeidimo požymiai ant kviečių lapų

Miltligė (Blumeria graminis). Viena ankstyviausių ligų vasarinių kviečių pasėliuose –

miltligė (1.18 pav.). Liga pažeidžia lapus, lapamakštes, vėlesniais vystymosi tarpsniais – ir

varpas (Dabkevičius, Brazauskienė, 2007).

1.18 pav. Miltligės pažeidimo požymiai ant kviečių lapų

Vasarinių javų, taigi ir vasarinių kviečių, pasėliuose plinta įvairūs kenkėjai. Beveik

kasmet vegetacijos metu vasarinius kviečius apninka ieviniai amarai (Rhopalosiphum padi),

tripsai (Limothrips denticornis, Haplothrips aculeatus), lemai (Lema malanopus, L. cyanella).

25

Vieni iš žalingiausių miglinių javų kenkėjų yra amarai (1.19 pav.). Nustatyta, kad ievinių

amarų intensyviausia migracija buvo birželio antrą ir trečią dešimtadienius (Šurkus, 2001).

Didžiausią žalą vasarinių javų pasėliuose amarai padaro išplitę ankstyvaisiais vystymosi

tarpsniais.

1.19 pav. Ieviniai amarai ant kviečių lapų

Tripsai daugiausia žalos padaro čiulpdami sultis iš lapamakščių, stiebų, varpų užuomazgų

bei besiformuojančių grūdų (1.20 pav.). Pažeistų javų viršutinė lapamakštė pabąla, varpos

išplaukėja deformuotos, susisukusiais akuotais, viršūnėje esti šverplėtos ar visai be grūdų

(Šmatas, 2005).

1.20 pav. Tripsai

Lemai išplinta šiltu ir sausu oru (1.21 pav.). Kenkia kuprotos, gleivėtos lemų lervos. Jos

augdamos praeina 4 augimo tarsnius kas kartą išsinerdamos ir palikdamos ant lapų išnaras. Lervų

vystymosi laikotarpis užtrunka apie 2 savaites. Jų žalingumo ribos Lietuvoje nenustatytos.

Purškiant pasėlį nuo kitų kenkėjų, javai apsaugomi ir nuo lemų (Šmatas, 2005).

26

1.21 pav. Lemai

Kiekviename laukelyje lapų ligų ir kenkėjų pažeistų augalų procentas bus nustatomas

apžiūrint 20 augalų antrojoje vasaros pusėje, plintant ligoms ir kenkėjams.

Lapų ligų ir lenkėjų pažeistų augalų procentas buvo apskaičiuotas pagal formulę (Šurkus,

Gaurilčikienė, 2002):

P = (n x N-1

) x 100, (1.1)

čia:

n – pažeistų augalų skaičius,

N – tikrintų augalų skaičius.

ASU Bandymų stotyje cukrinių runkelių pasėlio būklė pagal augalų biometrinius

rodiklius buvo vertinama runkeliams esant 2 porų lapelių tarpsniu. 100 daigų masei nustatyti

kiekviename laukelyje 2 vietose buvo paimama po 20 runkelių daigų. Daigai buvo pasverti.

Nustatyta 100 daigų masė.

Ūkininko ūkyje vasarinių kviečių biometriniai rodikliai buvo vertinami plaukėjimo

tarpsniu. Biometriniams tyrimams iš kiekvieno laukelio skirting vietų buvo paimama po 10

augalų.

Buvo nustatomi šie biometriniai rodikliai:

vidutinis augalo aukštis;

vidutinė augalo antžeminė masė (sveriama laboratorinėmis svarstyklėmis);

šaknų masė (sveriama laboratorinėmis svarstyklėmis);

šaknų ilgis (šaknų skeneriu);

27

šaknų plotas (šaknų skeneriu).

ASU Bandymų stotyje cukrinių runkelių fotosintetiniai rodikliai buvo nustatyti prieš

runkelių lapams susiliejant tarpueiliuose. Tyrimams atlikti iš kiekvieno laukelio buvo paimta po

5 augalus.

Ūkininko ūkyje vasarinių kviečių fotosintetiniai rodikliai buvo nustatyti plaukėjimo

tarpsniu. Tyrimams atlikti iš kiekvieno laukelio buvo paimta po 5 produktyvius stiebus.

Buvo nustatyti šie fotosintetiniai rodikliai:

- augalų asimiliacinis lapų plotas;

- grynasis fotosintezės produktyvumas;

- fotosintetinis potencialas.

Augalų asimiliacinis lapų plotas (tūkst. m2 ha

-1) buvo matuojamas matuokliu WinDias 3.

Grynasis fotosintezės produktyvumas (GFP) buvo apskaičiuotas pagal formulę

(Šlapakauskas, Duchovskis, 2007):

Fpr = , (1.2)

čia:

Fpr – fotosintezės produktyvumas g m-2

p-1

;

M1 – vasarinių kviečių sausoji masė laikotarpio pradžioje g;

M2 – vasarinių kviečių sausoji masė laikotarpio pabaigoje g;

L0 – vasarinių kviečių lapų paviršiaus plotas laikotarpio pradžioje m2;

L1 – vasarinių kviečių lapų paviršiaus plotas laikotarpio pabaigoje m2;

T – laikotarpio trukmė paromis.

Fotosintetinis potencialas buvo apskaičiuotas pagal formulę (Третъяков, 1998):

PFP = LPI t, (1.3)

čia:

PFP – pasėlio fotosintezės potencialas (mln. m2 ha

-1);

LPI – lapų ploto indeksas (m2 m

-2);

28

t – periodo trukmė (dienomis).

Dirvožemio agrocheminės savybės buvo tiriamos du kartus per metus – prieš sėją ir po

derliaus nuėmimo. Buvo nustatomas dirvožemio pH, judriojo fosforo ir kalio kiekis, bendrojo

azoto ir boro kiekis bei organinės anglies kiekis dirvožemio armenyje.

Dirvožemio agrocheminių savybių nustatymas buvo atliekamas cheminiais metodais.

Dirvožemio ėminiai buvo imami agrocheminiu grąžtu iš 10 – 15 laukelio vietų. Analizės

atliekamos 4 pakartojimais.

Dirvožemio pH buvo nustatomas ir su mobiliąja mašina „Veris MSP“ su „Soil pH

Manager“ (JAV, Veris Technogies Ltd.) sistema. Tai yra realiuoju laiku veikiantis, dirvožemio

pH nustatymui skirtas įrenginys (1.22 pav.).

1.22 pav. Veris MSP įrenginys su Soil pH Manager sistema

Judėdamas be sustojimo, jis periodiškai renka dirvožemio ėminius ir išmatuoja jų pH.

Įrenginyje įrengta navigacinė sistema. „Soil pH Manager“ sistemą sudaro trys pagrindinės dalys:

hidraulinė dirvožemio ėminių ėmimo sistema, matavimo sistema su pH elektrodais-jutikliais ir

apiplovimo vandeniu sistema (1.23 pav.). Važiuojant į dirvą nuleidžiamas dirvožemio ėminių

kaušelis 1. Tai atlieka hidraulinis cilindras, sumontuotas ant lygiagrečiosios jungties 2. Ėminių

paėmimo gylį ir kaušelio nusileidimo laiką galima reguliuoti, bet paprastai jie būna nustatyti,

atitinkamai: 0,01 m ir 2 s. Kaušelio kiauraviduris kūgis 3 nuleistas į dirvožemį, traukiamas

29

traktoriaus, juda į priekį ir jame susidaro dirvožemio srautas, kuris stumiamas kaušelio lataku.

Tuomet kaušelis pakeliamas iki tos ribos, kol dirvožemio ėminys tiesiogiai susiliečia su dviem

stibio pH elektrodais-jutikliais 5. Tuo pat metu kaušelio priekinė kūginė dalis nubraukiama

grandykle 4. Kaušelio judėjimą aukštyn ir žemyn valdo padėties jutiklis. Visi matavimai

atliekami artame, natūraliai drėgname dirvožemyje (drėgnis 13,79±0,65%).Dirvožemio pH

matavimo laikas priklauso nuo elektrodo-jutiklio reakcijos trukmės. Jis svyruoja ribose nuo 7 s

iki 25 s. Baigus matuoti pH, kaušelis vėl nuleidžiamas į dirvą, ir nauja dirvožemio porcija,

judanti per kūgio kiaurymę, išanalizuotą dirvožemio ėminį išstumia lauk. Tuo pat metu

elektrodus-jutiklius vandeniu apiplauna du purkštukai 6, sumontuoti abiejose elektrodų-jutiklių

laikiklio pusėse (1.23 pav.).

1.23 pav. „Veris MSP“ įrenginio schema:

1 – kaušelis; 2 – kaušelio kėlimo rėmas; 3 – ėmiklis; 4 – grandiklis; 5 – pH elektrodai-jutikliai; 6

– vandens linija su purkštukais; 7 – vandens rezervuaras; 8 – augalinių liekanų nužertuvas; 9 –

vagų užvertimo diskiniai noragėliai; 10 – valdiklis; 11 – duomenų kaupiklis; 12 – dirvožemio

elektrinio laidumo jutiklis

Vanduo laikomas 359 l rezervuare 7, kuriame yra du elektriniai vandens siurbliai.

Diskinis augalinių liekanų nužertuvas 8 pašalina augalų liekanas esančias priešais kaušelį. Vagų

30

užvertimo noragėliai 9 užpila kaušelio padarytas vageles. Elektrodai-jutikliai fiksuoja įtampą,

kuri yra paverčiama pH vienetais. Ėminių ėmimo procesą ir pH elektrodų signalus valdo išorinis

valdiklis 10, kuris siunčia duomenis į sąsają su vartotoju turintį prietaisą – duomenų kaupiklį 11.

Šiame įrenginyje galima pasirinkti mechaninį valdiklio režimą. Tuomet yra galimybė rankiniu

būdu valdyti kaušelį ir apiplovimo vandeniu sistemą. Dirbant lauke, tuo metu, kai iš dirvožemio

ištraukiamas kaušelis, GPS registruoja tikslias lauko koordinates. Dirvožemio pH elektrodai-

jutikliai yra ne stikliniai, bet pagaminti iš stibio (1.24 pav.), todėl jie yra tvirtesni [ADAMCHUK &

LANDED, 2008]. Stibio elektrodų-jutiklių paviršiuje paprastai būna stibio trioksidų (Sb2O3)

adsorbuota plėvelė, kuri susidaro oksiduojantis dėl oro poveikio. Jutiklio elektrodo potencialas

yra jo adsorbuotos plėvelės reakcijos su tirpale esančiais H+ jonais padarinys [BATES, 1961]:

Sb2O3 + 6 H+ + 6e = 2Sb + 3H2O. (1.4)

Yra atlikta keletas tiriamųjų darbų, kuriems pavyko nustatyti pakankamai gerą stibio ir

stiklinių elektrodų dirvožemio tirpalų pH matavimų atitikimą [CONKLING & BLANCHAR, 1988;

BAGHDADY & SOMMER, 1990]. Pagrindinis stibio elektrodų privalumas – jų tvirtumas.

1.24 pav. Stibio elektrodas-jutiklis, kurio ilgis 120 mm, skersmuo 12 mm

Tam, kad matavimai būtų tikslūs, labai svarbu atlikti stibio elektrodo kalibravimą su

keliais buferiniais tirpalais, kurių pH vertė yra žinoma [BATES, 1961]. Todėl kiekvieno

eksperimento pradžioje buvo atlikta stibio elektrodų-jutiklių dviejų taškų kalibravimą su

31

standartiniais buferiniais tirpalais, kurių žinomos pH vertės – pH 4 ir 7 (1.25 pav.). Toliau tai

vadinama baziniu kalibravimu. Kalibravimo pradžioje, elektrodai-jutikliai buvo įmerkti į buferinį

tirpalą, kuris prieš tai apie 30 s buvo maišytas. Abu elektrodai-jutikliai buvo kalibruojami vienu

metu pagal gamintojo „Veris“ rekomendacijas. Kalibravimo rezultatai stebimi įrenginio „Veris

MSP“ ekrane (1.26 pav.).

a) b) c)

1.25 pav. Bazinis kalibravimas: a – su buferiniu tirpalu kurio pH 4, b – su buferiniu tirpalu kurio

pH 7, c – standartiniai buferiniai tirpalai

1.26 pav. Kalibravimo rodmenys įrenginio „Veris MSP“ ekrane

32

Duomenų ir sudaromų žemėlapių tikslumas priklauso nuo tinkamo elektrodų-jutiklių

plovimo darbo metu. 1.27 paveiksle pavaizduotas jutiklio nuplovimo įtaisas. Jis skirtas nuplauti

elektrodus-jutiklius, kad ant jų neliktų ankstesnio ėminio liekanų ir tas neturėtų įtakos nustatant

kito ėminio pH. Plovimo įtaisas įsijungia iš kompiuterio gavus signalą, kad ėminio analizė baigta

ir galima imti kitą ėminį. Gavęs signalą įtaisas paleidžia vandens srovę iš vandens bako. Vanduo

per purkštukus yra nukreipiamas į elektrodus-jutiklius.

1.27 pav. Jutiklio plovimo įtaisas [VERISTECH.COM]

Atliekant matavimus lauke, reikia stebėti, kad dirvožemio ėmiklio kaušelis neužsikimštų

piktžolių šaknimis ar augalų liekanomis. Be to, reikia stebėti, kad dirvožemis kaušeliui esant

apatinėje padėtyje, judėtų jo lataku. Kartais ant kaušelio susidariusios dirvožemio sankaupos

gali pastumti apiplovimo purkštukus iš jų vietos. Tokiu atveju elektrodai-jutikliai būtų

apiplaunami nepakankamai.

Įrenginio darbo tikslumas ir ilgaamžiškumas priklauso nuo priežiūros. Po darbo svarbu

išplauti lovelį, kad jame neliktų dirvožemio liekanų. Taip pat labai svarbu ant elektrodų-jutiklių

uždėti apsauginį gaubtą su tirpalu, kuris juos apsaugotų nuo aplinkos poveikio (1.28 pav.).

33

a) b)

1.28 pav. Įtaisų eksploatacija po darbo: a – lovelio plovimas; b – jutiklio apsauga

[VERISTECH.COM]

Dirvožemio elektrinis laidumas buvo nustatytas su traktoriumi agreguojama mobiliąja

mašina „Veris 3150 MSP“ (1.29 pav.). Mašinoje įrengta navigacinė sistema. Matavimai atlikti

dviejuose dirvožemio pjūviuose (paviršiniame ir giluminiame): nuo dirvožemio paviršiaus iki 30

cm gylio ir 0–90 cm gylyje. Dirvožemio elektrinio laidumo žemėlapiai sudaryti naudojant

kompiuterinę programą „SMS Advanced“ JAV, AgLeader Ltd.).

1.29 pav. Mobilus dirvožemio analizės įrenginys Veris 3150 MSP (angl. Multi Sensor Platform,

MSP)

Dirvožemio elektrinis laidumas matuojamas netiesiogiai, t. y. išmatuojama dirvožemio

savitoji varža (∙m), kuri perskaičiuojama į elektrinį laidumą EC (mS/m).

34

Dirvožemio savitoji varža (Telford et al., 1990):

mΩ,22 I

UaRa . (1.5)

čia: a – atstumas tarp elektrodų, m;

R – varža, ;

I – srovė, A;

U – įtampa, V.

Dirvožemio elektrinis laidumas EC (Telford et al., 1990):

m

S

mΩ

1,

2

11

RaEC

. (1.6)

Taikant savitosios elektrinės varžos matavimo metodą, srovės elektrodais, esančiais

dirvožemio paviršiuje, į dirvožemį leidžiama elektros srovė, o potencialų matavimo

elektroduose, kurie išdėstomi netoli srovės elektrodų, matuojamas potencialų skirtumas (1.30

pav.). Šį metodą sukūrė Conrad Schlumberger XX a. antrajame dešimtmetyje Prancūzijoje ir

Frank Wenner Jungtinėse Valstijose grunto elektrinei varžai vertinti (Telford et al., 1990).

1.30 pav. Dirvožemio savitosios varžos matavimo su keturiais elektrodais schema: a – atstumas

tarp elektrodų

Elektrodų konfigūracija yra vadinama Wenner išdėstymu, kai keturi elektrodai

35

dirvožemio paviršiuje yra tiesioje linijoje vienodais atstumais nutolę vienas nuo kito. Du išoriniai

elektrodai naudojami srovei perduoti, t.y., veikia kaip srovės elektrodai, o du vidiniai – kaip

potencialų skirtumo elektrodai (1.30 pav.) (Corwin and Hendrickx, 2002). Didinant atstumą a

tarp elektrodų, didėja ir elektros srovės įsiskverbimo gylis bei matavimo apimtis. Jeigu

dirvožemis yra homogeniškas, tai jo elektrinis laidumas nustatomas tokiame tūryje (Corwin and

Lesch, 2005):

].m[, 33aV (1.7)

Amerikiečių bendrovė „Veris Technologies“ sukūrė mobilią mašiną „Veris 3150 MSP“,

skirtą fiksuoti dirvožemio EC, remiantis savitosios varžos matavimo metodu (1.31 pav.).

1.31 pav. Jutiklio veikimo schema (Cockx, 2010; Theissen, 2012):

A ir B – galvaninės ar nuolatinės srovės elektrodai, M ir N – įtampos matavimo elektrodai, I –

srovė, U – įtampa

Atlikus lauko elektrinio laidumo matavimą, gauti skaitmeniniai duomenys apdorojami

programa „SMS Advanced“. Įrenginiu „Veris 3150 MSP“ gauti skaitmeniniai elektrinio laidumo

duomenys sugrupuojami į reikšmių zonas pažymint jas atitinkama spalva. Reikšmių intervalas

priklauso nuo pasirinktų zonų skaičiaus, kuris įprastai yra nuo trijų iki septynių. Siekiant gauti

detalesnį dirvožemio elektrinio laidumo žemėlapį, zonų skaičius gali būti didinamas. Esant

vienalytei granuliometrinei sudėčiai, zonų skaičių galima sumažinti iki trijų. Įprastai „SMS

36

Advanced“ programa apskaičiuoja matavimų skaičių ir padalina jas po lygiai kiekvienai zonai.

Kitas intervalų nustatymo būdas, kada kiekvienos parinktos zonos intervalą nustato operatorius.

Po zonų ir intervalų nustatymo programa kiekvieną įrenginio „Veris 3150 MSP“ išmatuotą

elektrinio laidumo reikšmę priskiria intervalui bei suteikia to intervalo spalvą. Taip gaunamas

pirminis dirvožemio elektrinio laidumo žemėlapis, kuris atspindi dirvožemio granuliometrinę

sudėtį. Toliau „SMS Advanced“ programa koreliuoja matavimo duomenis tarp gretimų

važiavimų ir nubraižo viso lauko elektrinio laidumo žemėlapį.

Dirvožemio biologinis aktyvumas buvo vertinamas pagal dirvožemio hidrolizinius

fermentus ureazę ir sacharazę. Aktyvumas nustatomas: ureazės – pagal Hofmann ir Schmidt

(1953) metodus, sacharazės – pagal Hofmann ir Seegerer (1950) metodus, modifikuotus A. I.

Čiunderovos (1973). Tyrimams jungtiniai dirvožemio ėminiai buvo imami iš kiekvieno laukelio

iš 10–15 vietų dirvožemio grąžtu 0–25 cm gyliu cukrinių runkelių lapams susiliejant

tarpueiliuose, o vasarinių kviečių plaukėjimo tarpsniu. Natūralaus drėgnumo ėminiai džiovinami

pravertose dėžutėse kambario temperatūroje. Tyrimai atliekami Maisto žaliavų, agronominių ir

zootechninių tyrimų laboratorijoje 4 pakartojimais.

Dirvožemio CO2 emisija (μmol m-2

s-1

) buvo nustatoma 0–10 cm dirvožemio sluoksnyje

nešiojamu analizatoriumi Li-Cor 6400-09 prieš runkelių lapams susiliejant tarpueiliuose, o

vasarinių kviečių plaukėjimo tarpsniu (Butnor et al., 2005). Kiekviename laukelyje CO2 emisija

bus matuojama dvejose apskaitos aikštelėse. Tyrimas buvo atliekamas nuo 11.00 iki 16.00 val.

Kultūrinių augalų optinių savybių tyrimuose naudoti OptRx jutikliai (Ag Leader®

Technology, JAV) (1.32 pav.).

1.32 pav. Augalų optinės analizės jutiklio OptRx bendras vaizdas

37

OptRx jutikliai matuoja atsispindėjusius spindulius artimojo infraraudonojo ir raudonojo

spektro diapazonuose (1.33 pav.):

670760

670760

RR

RRNDVI

, (1.8)

čia:

R760 – atsispindėję 760 nm bangos ilgio infraraudonieji spinduliai,

R670 – atsispindėję 670 nm bangos ilgio raudonos šviesos spinduliai.

1.33 pav. Atsispindėjusių spindulių dalis priklausomai nuo bangos ilgio

NDVI indeksas rekomenduojamas naudoti iki 32 kviečių augimo tarpsnio, o vėlesniuose –

NDRE:

730760

730760

RR

RRNDRE

, (1.9)

čia:

38

R760 – atsispindėję 760 nm bangos ilgio infraraudonieji spinduliai,

R730 – atsispindėję 730 nm bangos ilgio raudonos šviesos spinduliai.

ASU Bandymų stotyje cukrinių runkelių derlius nuimamas apskaitiniuose laukeliuose: 1

išilginiame metre 5-iose vietose. Šakniavaisių derlingumas perskaičiuojamas į 100 proc. švarumo

derlingumą t ha-1

.

Ūkininko ūkyje prieš vasarinių kviečių derliaus nuėmimą iš kiekvieno laukelio

išpjaunama po 30 produktyvių stiebų.

Nustatomi šie derliaus struktūros rodikliai:

1. Varpos ilgis;

2. Grūdų skaičius varpoje;

3. Varpos grūdų svoris;

4. 1000 grūdų masė.

Apskaičiuojamas vasarinių kviečių derlingumas:

biologinis derlingumas apskaičiuojamas teoriškai atsižvelgiant į pasėlio tankumą

(produktyvių stiebų skaičių vnt. m-2

), grūdų skaičių varpoje, varpos grūdų svorį ir

1000 grūdų masę .

kombaininis derlingumas nustatomas išpjaunant vieno kombaino važiavimo pločio

juostą ir pasveriant gautą sėklų derlių. Perskaičiuojama į 100 proc. švarumo ir

standartinio drėgnumo (15,0 proc.) grūdų derlių).

ASU Bandymų stotyje buvo nustatomi šie cukrinių runkelių šakniavaisių kokybės

rodikliai (Petkevičienė, 2004, Romaneckas, Šarauskis, 2006; Romaneckas, 2011):

cukringumas nustatomas šaltosios digestijos metodu;

tirpūs pelenai – konduktometru KM-2;

α aminoazotas – fotokolorimetriniu metodu;

kalio (K) ir natrio (Na) kiekis cukriniuose runkeliuose nustatomas liepsnos fotometriniu

būdu, matuojant filtrato spalvas, kai jame yra K ir Na.

Ūkininko ūkyje buvo nustatomi šie vasarinių kviečių grūdų kokybės rodikliai.

šlapiojo glitimo kiekio ir kokybės nustatymas (naudojant prietaisą ‘Glutomatic’ – LST

1522:2004 );

kviečių bendrojo stikliškumo nustatymas (naudojant diafonoskopą DSZ-3);

39

grūdų drėgnio nustatymas (džiovinimo metodu spintoje su ištraukiamaja ventiliacija

Binder);

alfa-amilazės kritimo skaičiaus nustatymas miltuose (pagal Hagbergą ir Perteną LST

EN ISO 3093:2010). Kritimo skaičius nustatomas Švedijos firmos “Falling Number”

Hagbergo-Perteno aparatu.

natūrinio svorio, vadinamo hektolitro mase, nustatymas (LST EN ISO 7971-3:2009);

žalių pelenų (mineralinių medžiagų) kiekis (deginimo metodu Mufelio krosnyje).

Mėginių svėrimui naudojamos analitinės svarstyklės: Mettler-Toledo, Santorius, KERN,

GR202. Analizės bus atliekos 4 pakartojimais (Janušauskaitė, Mašauskas, 2004; Leistrumaitė,

2008).

Įvertinant tam tikrų žemės ūkio technologijų energijos efektyvumą, nustatomos energijos

sąnaudos žemės ūkio produkcijai pagaminti. Vertinant žemės ūkio produkcijos auginimo ir

dorojimo technologijas dažniausiai apskaičiuojamos energijos sąnaudos ploto vienetui –

hektarui. Ruošiant žolinius ar grūdinius augalus pašarui kartais naudojamas supaprastintas

technologijų energetinis vertinimas, kai neapskaičiuojamos žmogaus ir mašinų gamybos

energetinės sąnaudos (Sirvydis, 2001; Методические рекомендации ..., 1989; Jasinskas, 2008).

Energijos sąnaudas E (MJ ha-1

) sudaro:

E Et Eo MJ ha-1

, (1.10)

čia: Et – tiesioginės energijos sąnaudos: degalams, elektros energijai, šilumai pagaminti

MJ ha-1

;

Eo – netiesioginės energijos sąnaudos: trąšoms, herbicidams, sėklai pagaminti MJ ha-1

.

Dažniausiai naudojamas tikslesnis energijos sąnaudų vertinimas. Žemės ūkio technikos ar

naudojamų technologijų energetines sąnaudas sudaro gamybinėms priemonėms pagaminti ir

eksploatuoti energija, mašinų operatorių ir pagalbinių darbuotojų darbas, degalų ir elektros

energija ir įdaiktintos energijos sąnaudos trąšoms, sėkloms, pesticidams ir kitoms medžiagoms

(Rutkauskas, 2011; Плаксин, 1999).

40

Energijos sąnaudos žemės ūkio kultūroms išauginti ir doroti nustatomos sudedant

žmogaus darbo, technikos, degalų, trąšų, cheminių medžiagų irk t. sąnaudų sandaugas iš jų

energijos ekvivalentų (MJ d. h.-1

, MJ kg-1

). Energijos ekvivalentai atspindi gyvojo ir sudaiktinto

darbo energijos sąnaudas, pvz., rengiant žemės ūkio mašinų energijos ekvivalentus įvertinami

geležies rūdos gavybos ir transportavimo, jos lydymo, reikiamos kokybės metalo gamybos,

ruošinių gamybos ir transportavimo, mašinos gamybos gamykloje, jos pristatymo vartotojui ir kt.

veiksniai. Pažymėtina, kad įvairiuose literatūros šaltiniuose pateikti energijos ekvivalentų

absoliutieji dydžiai gali svyruoti, todėl palyginant svarbu naudotis tais pačiais pasirinktaisiais

ekvivalentais.

Energetinės sąnaudos mašinoms pagaminti ir remontuoti, degalams, tepalams, elektros

energijai ir darbui, apskaičiuotos darbo valandai, vėliau perskaičiuojamos vienam hektarui (ar

tonai). Netiesioginės energijos sąnaudos trąšų, pesticidų, kalkinimo medžiagų gamybai

skaičiuojamos vienam hektarui, nes jos priklauso nuo naudojamų medžiagų normų, skirtingų

atskiroms technologijoms ir mechanizacijos priemonėms (Ramanauskas, 2002; Rutkauskas,

2011).