ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS TVIRTINU: ASU Prorektorius Jonas Čaplikas 2013 m. mėn...d. ŽEMĖS ŪKIO, MAISTO ŪKIO IR ŽUVININKYSTĖS MOKSLINIŲ TYR

Transkriptas

1 ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS TVIRTINU: ASU Prorektorius Jonas Čaplikas 213 m. mėn...d. ŽEMĖS ŪKIO, MAISTO ŪKIO IR ŽUVININKYSTĖS MOKSLINIŲ TYRIMŲ IR TAIKOMOSIOS VEIKLOS PROGRAMA ŽEMĖS ŪKIO SAUSROS ĮVERTINIMO KRITERIJŲ PAGRINDIMAS IR METODIKOS LIETUVOS KLIMATINĖMIS SĄLYGOMIS PARENGIMAS 213 M. GALUTINĖ ATASKAITA Tyrimo vadovas Laima Taparauskienė Kaunas - Akademija 213 1

2 Projekto vadovė: Doc. dr. Laima Taparauskienė, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Vandens inžinerijos institutas Mokslinio tyrimo vykdytojai: Doc. dr. Inga Adamonytė, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Vandens inžinerijos institutas Prof. dr. Natalija Burbulis, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Agrobiotechnologijos laboratorija Ramutė Jonavičienė, Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba prie Aplinkos ministerijos Doc. dr. Liudas Kinčius, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Vandens inžinerijos institutas Veronika Lukševičiūtė, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Vandens inžinerijos institutas Prof. dr. Antanas Maziliauskas, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Vandnes inžinerijos institutas Lekt. mg. Otilija Miseckaitė, Aleksandro Stulginskio Universitetas, Vandens inžinerijos institutas Dr. Vytautas Seibutis. Lietuvo agrarinių ir miškų mokslų centras, Žemdirbystės institutas 2

3 ĮVADAS Metodika Tyrimų objektas Tyrimų vieta Vegetacijos laikotarpio sausringumo vertinimas Sausringumo vertinimas pasitelkiant SPI Sausringumo vertinimas pagal HTK Drėgmės daviklių Watermark kalibravimas Vytimo drėgmės nustatymas Vegetaciniai bandymai Augalų biologinių savybių tyrimų metodai ir sąlygos Rezultatų tarpusavio ryšio ir tendencijų tyrimų metodika HTK ir SPI indeksų analizė ir vertinimas Standartizuoto kritulių indekso tyrimai SPI laiko žingsnio reikšmė sausrų identifikavimui Tyrimų laikotarpio vertinimas pagal SPI Tyrimų laikotarpio vertinimas pagal HTK Sausrų nustatymo palyginamoji analizė Dirvožemio drėgmės vertinimas Dirvožemio hidrofizikinių savybių vertinimas literatūros apžvalga Dirvožemio drėgmės reikšmė Dirvožemio drėgmės ribos Bendrosios dirvožemio drėgmės sąlygos m. (pagal Watermark daviklių rodmenis) Dirvožemio drėgmės dinamikos tyrimai m Dirvožemio drėgmės daviklių kalibravimas m HTK sąsajų su dirvožemio drėgmės kaita vertinimas HTK ir Watermark parodymų regresinė analizė m. HTK ir Watermark reikšmių sugretinimo analizė Dirvožemio drėgmės nustatymo būdai Tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymas Dirvožemio drėgmės nustatymo prietaisai Dirvožemio drėgmės matavimo prietaiso pasirinkimas Tinkamo gylio drėgmės matavimams parinkimas

4 6. Kompleksinis sausros vertinimas Sausrų vertinimo indeksai / kriterijai Užsienio šalių gerosios patirties pavyzdžiai Penman-Monteith metodo taikymas Lietuvoje sausrų identifikavimui Sausrų stebėsenos sistema Jungtinių Amerikos Valstijų pavyzdys metų gegužės-rugsėjo mėn. agrometeorologinės sąlygos Augalų biologinių savybių vertinimas Augalų reakcija į drėgmės stygių Augalų gynybinės reakcijos į stresą veiksniai / požymiai Augalų stresinę būklę atspindinčių požymių in-vitro tyrimai Augalų jaurumas skirtingose vystymosi stadijose Sausros sukeltos augalų stresinės būklės vertinimas ateities perspektyvoje Išvados Literatūra

5 ĮVADAS Augalų produktyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių: vietos dirvožemio savybių ir klimato sąlygų, anglies dioksido koncentracijos ore, augalų rūšies ir veislės genetinių savybių, augimo stadijos, kenkėjų, ligų ir pan. Išskiriama žemės ūkiui galinčius pakenkti klimatinius iššūkius šalna, kruša, ledas, lietus arba sausra, kurios sunaikina daugiau kaip 3 % ūkininko praėjusių trejų metų metinio produkcijos vidurkio. ES Jungtinių tyrimų centras susiaurina šią sąvoką iki trijų galimų esminių grėsmių: sausra, šaltis ir drėgmės perteklius. Sausra natūralus meteorologinis reiškinys, kuris atsiranda dėl kritulių trūkumo, aukštos oro temperatūros ir intensyvaus garavimo, todėl sutrinka vandens balansas, dėl sausrų sukeltų padarinių didžiulių nuostolių patiria žemės ūkio, energetikos, socialinis, gamtinis ir kiti sektoriai. Lietuvos teritorija, pagal savo fizines geografines sąlygas priklauso perteklinės drėgmės zonai, t. y., per metus kritulių iškrinta daugiau negu išgaruoja ar nuteka paviršiniu nuotėkiu bei infiltruojasi į gruntinius vandenis, tačiau kritulių kiekis augalų vegetacijos laikotarpiu pasiskirsto labai netolygiai. Pavienių metų kritulių nukrypimas nuo normos (vidutinių daugiamečių) yra iki 4 %, o mėnesių net iki 6 %. Toks netolygumas yra labai nepalankus žemės ūkiui (Dirsė, 21). Dėl šio proceso mūsų šalyje sausros nėra itin dažnas reiškinys, tačiau pastaraisiais dešimtmečiais sausros Lietuvoje periodiškai kartojasi ir dažnėja, įvairaus intensyvumo ir trukmės sausros Lietuvą aplanko beveik kasmet m. laikotarpiu vietinės reikšmės stichinės sausros kartojosi vidutiniškai kas 9 metus (Buitkuvienė, 1998). Dėl nepalankių orų Lietuvoje 2 26 m. žemdirbių patirti vidutiniai nuostoliai siekia apie 116 mln. Lt, t. y. kiekvienais metais yra prarandama vidutiniškai apie 5% bendrosios augalininkystės produkcijos (Radzevičius, 27). Keičiantis klimatui reikšmingai didėja sausros pavojus. Kai kritulių kiekis aktyviosios augalų vegetacijos laikotarpiu sudaro 4 5 % normos, konstatuojama labai stipri sausra, stipri sausra jei kritulių kiekio nuokrypis nuo normos 6 7 %, vidutinė sausra nuokrypis 8 9 % 1. Pagal Lietuvos hidrometeorologijos tarnyboje patvirtintus sausrų kriterijus m. aktyviosios augalų vegetacijos laikotarpiu buvo užregistruotos 4 stichinės sausros, kurių 3 buvo vietinės reikšmės, 1 stichinė sausra, apėmusi 1/3 Lietuvos teritorijos, ir 2 sausros, nepasiekusios stichinio reiškinio kriterijų, bet padariusios didelę žalą (Buitkuvienė, 1999). Nuo 1995 m. iki 28 m. stichinė sausra užregistruota 26 m., o 28 m. buvo netoli stichinės sausros ribos. Todėl svarbu žinoti, kokiais būdais galima nustatyti sausros intensyvumą, jos trukmę, poveikį šalies žemės ūkiui. Pastebima, jog keičiantis klimatui, kylant oro temperatūrai, mažėjant kritulių kiekiui ir dienų su lietumi skaičiui šiltuoju metų laikotarpiu, apie sausras tenka kalbėti dabar ir dar daugiau teks kalbėti ateityje, nes manoma, kad sausros tik dažnės ir intensyvės. Šis sausros skelbimo metodas nebuvo labai tikslus, tačiau iš esmės atspindėjo realią situaciją, kadangi vertino dirvožemio drėgmės atsargas bei kritulių ir vidutinės oro temperatūros santykinį išgaravimo dydį išreikštą kaip HTK. 2 m. dirvožemio drėgmės atsargų matavimai nutraukti, o stichinės sausros paskelbimui įstatymu reglamentuotas pagrindinis kriterijus G. Selianinovo hidroterminis koeficientas HTK. Tokiu būdu buvo eliminuoti atskirų regionų klimatiniai ir dirvožemio ypatumai. Šį Vyriausybės nutarimą lėmė dažnėjančių sausrų padaromi nuostoliai ir jų atlyginimo ūkininkams problema, kurios sprendiniu tapo valstybinės draudimo sistemos sukūrimas, skatinantis draudimo įmones tiekti draudimo nuo stichinės sausros paslaugas, o žemės ūkio veiklos subjektus drausti savo pasėlius. 1 Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba prie aplinkos ministerijos. Pažyma apie 26 m. sausrą. 26 m. rugpjūčio 31 d. Nr. (1)-B

6 Pastaraisiais metais, dažnėjant ekstremaliems gamtinės kilmės reiškiniams, Lietuvai, kaip žemės ūkio kraštui, agrometeorologiniai stebėjimai reikalingi, žemės ūkio gamyba, nepaisant naujų technologijų, labiausiai priklauso nuo orų ir Lietuvos agroklimatinių sąlygų. Ypač šie stebėjimai aktualūs susidarius ekstremalioms sąlygoms: esant sausrai, praėjus stichinėms šalnoms, smarkioms liūtims, krušai, įmirkus dirvoms. Todėl 29 m. atkūrus agrometeorologijos stočių tinklą dirvožemio drėgmės matavimai atnaujinti, tačiau iki šiol lieka neaiškus šių parodymų tikslumas ir pagrįstumas. Naudojami drėgmės matavimo prietaisai nėra kalibruojami ir susieti su faktinėmis dirvožemio drėgmės reikšmėmis, o skaičiuojant HTK atsižvelgiama tik į oro temperatūrą ir kritulių kiekį per tam tikrą laikotarpį. 211 m. lapkričio mėn. 11 d. Aplinkos ministro įsakymu Nr. D1-87 patvirtinti Stichinių, katastrofinių meteorologinių ir hidrologinių reiškinių rodikliai, pagal kurį sausra aktyviosios augalų vegetacijos laikotarpiu skelbiama (vertinama) tuo metu, kai esant paros vidutinei temperatūrai >1 C hidroterminio koeficiento skaitinė reikšmė mažesnė už,5 išsilaiko nenutrūkstamai 3 parų (Žin., 26). Produktyviosios dirvožemio drėgmės atsargos, kurios pavasarį sudaro nuo 8 mm (priesmėlio dirvožemiuose) iki 13 mm (molio dirvožemiuose) neįvertinamos visai. Žemės ūkyje sausrų valdymui dirvožemio drėgmės atsargos yra daug svarbesnis kriterijus už kritulių kiekį per nagrinėjamą laikotarpį. Naudojama metodika palanki meteorologinių sausrų nustatymui, tačiau žemės ūkio sausra negali būti lyginama su meteorologine sausra. Pastaroji priklauso nuo kritulių nepritekliaus (lyginama su daugiamete norma) ir laikotarpio trukmės, per kurį neiškrenta krituliai. Žemės ūkio sausra turi būti vertinama atsižvelgiant į: 1) patirtos dėl meteorologinės sausros pasekmes žemės ūkiui, ypatingą dėmesį skiriant kritulių nepritekliui; 2) skirtumą tarp faktinio ir potencialaus garingumo; 3) dirvožemio drėgmės deficitą. Žemės ūkio sausra taip pat turi būti susieta su augalų jautrumu sausrai ir skirtingomis augalų vystymosi fazėmis. Pasaulinė meteorologijos organizacija jau 29 m. pasiūlė Lietuvos meteorologijos tarnybai kaip universalų meteorologinės sausros indeksą vartoti Standartizuotą kritulių indeksą (SPI). Tačiau universalaus agrometeorologinės ir hidrologinės sausrų indeksų paieškos tebevyksta. Temos aktualumas grindžiamas tuo, jog Lietuvos regionui labai svarbu integruotis Europos šalių aplinkos stebėjimų sistemoje, pritaikant Standartizuotą kritulių indeksą ne tik meteorologinėms sausroms, bet ir žemės ūkio sausroms identifikuoti. Todėl būtina atnaujintų sausrų vertinimo metodiką išskiriant apibendrinančius (meteorologines ir dirvožemio sąlygas bei fiziologines augalų savybes) kriterijus. Atlikti tyrimai leis moksliškai pagrįsti žemės ūkio sausros nustatymo kriterijus, sukurti rekomendacijas efektyviai sausrų vertinimo sistemai, kuri prisidėtų prie žemės ūkio konkurencingumo didinimo ir patiriamų nuostolių sumažinimo bei taikyti kitą, pažangesnę žemės ūkio sausrų paskelbimo metodiką, taip pat padidins žemdirbių pasitikėjimą valstybinėmis žemės ūkio srities įstaigomis bei paskatins drausti pasėlius nuo stichinių sausrų Siekiant moksliniais metodais pagrįsti pasaulyje taikomas metodikas bei praktines patirtis pritaikyti agrometeorologinei sausrai identifikuoti Lietuvoje, šiame darbe Kaip pagrindiniai sausrai identifikuoti kriterijai detaliai išanalizuoti sausrų vertinimo indeksai ir jiems apskaičiuoti taikomi kriterijai, analizuoti užsienio šalių gerosios praktikos pavyzdžiai, atlikta HTK ir SPI palyginamoji analizė, remiantis Lietuvos hidrometeorologijos stoties agrometoerologiniais stebėjimais ir duomenimis, eksperimentiniais tyrimais m. laikotarpiu, analizuotos dirvožemio hidrofizinės savybės, bendrosios dirvožemio drėgmės sąlygos ir dinamika, nustatyta vytimo drėgmė ir sudarytos dirvožemio daviklių Watermark kalibravimo kreivės, lyginama dirvožemio drėgmės, nustatytos skirtingais tyrimo metodais, skaitinė interpretacija ir tarpusavio ryšys, nustatytas vegetacijos laikotarpio drėgmingumo vertinimo pagal HTK ir faktinių dirvožemio drėgmės reikšmių ryšys, aptarti dirvožemio drėgmės nustatymo būdai ir prietaisų drėgmei matuoti parinkimas, atlikti augalų biologiniai tyrimai, siekiant išskirti greičiausiai ir į nepalankią sausringą aplinką reaguojančius biologinius rodiklius. 6

7 Darbo tikslas moksliškai pagrįsti žemės ūkio sausros vertinimo kriterijus ir parengti Lietuvos klimatinėmis sąlygomis taikytiną metodiką.. Tikslui pasiekti, iškelti uždaviniai: 1. Atlikti Lietuvoje taikomo HTK ir Pasaulinės meteorologijos organizacijos rekomenduojamo Standartizuoto kritulių indekso taikymo meteorologinei sausrai nustatyti palyginimą, įvertinti jų privalumus ir trūkumus, pateikti rekomendacijas dėl jų taikymo Lietuvoje. 2. Atlikti produktyvios dirvožemio drėgmės matavimus termostatiniu metodu lygiagrečiai su automatinėse agrometeorologijos stotyse atliekamais dirvos drėgmės matavimais (Watermark tipo) būdinguose Lietuvos regionuose ir skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose. 3. Įvertinti HTK sąsajas su dirvožemio drėgmės atsargų kaita ir jo taikymą žemės ūkio sausroms identifikuoti. 4. Pagrįsti dirvožemio drėgmės nustatymo prietaisų taikymą žemės ūkio sausrai identifikuot. 5. Kompleksiškai įvertinti meteorologinių, dirvožemio hidrofizikinių ir augalų biologinių savybių sąryšį ir sausros pasekmių vertinimo kriterijus. 6. Parengti Lietuvos klimato sąlygomis taikytiną žemės ūkio sausros nustatymo metodiką. 7

8 1. Metodika 1.1. Tyrimų objektas Siekiant sukurti Lietuvos klimatinėmis sąlygomis pritaikytą žemės ūkio sausros kriterijų vertinimo metodiką ir užtikrinti meteorologinių, dirvožemio hidrofizikinių ir augalų biologinių savybių ryšio kompleksinį įvertinimą, m. buvo analizuotos meteorologinės ir vegetacijos laikotarpio drėgmingumo sąlygos, stebėtos dirvožemio drėgmės atsargos skirtinguose Lietuvos klimatiniuose bei regioniniuose rajonuose, kalibruoti Watermark tipo dirvožemio drėgmės davikliai Tyrimų vieta Lietuvos hidrometeorologijos tarnyboje (LHMT) įdiegta atmosferos radiozondavimo įranga, kuri suteikia galimybę operatyviai gauti, apdoroti ir pateikti patikimą informaciją apie oro sąlygas, tiksliau prognozuoti orus. Šiuo metu egzistuojanti meteorologinių stebėjimų sistema geba įvertinti pagrindinę meteorologinę informaciją ir klimato kaitą (1.1 pav.). 1.1 pav. Meteorologinių stočių tinklo žemėlapis (LHMT, 212) Tyrimų objekto vietos pasirinkimui pagrindinis kriterijus Lietuvos klimato rajonavimas, vyraujantys dirvožemiai, agrometeorologijos ir meteorologijos stočių tinkas, teritorijos panaudojimo funkciniai prioritetai ir kiti veiksniai. Lietuvos hidrometeorologijos tarnyboje atkurtas agrometeorologinių stebėjimų tinklas 43 savivaldybėse (1.1 ir 1.2 pav.), iš jų: 22 savivaldybėse įrengtos naujos automatinės agrometeorologijos stotys, 21 savivaldybėje agrometeorologiniai matavimai pradėti vykdyti esamų meteorologijos stočių bazėje. Kiekvienoje savivaldybėje įrengtos ir sukomplektuotos agrometeorologijos stotelės yra sujungtos į bendrą tinklą, o tai leidžia tiksliai fiksuoti stichinių gamtos reiškinių reiškimosi ribas, prognozuoti augalų ligų plitimo teritorijas, informuoti žemdirbius apie galimus nepalankius klimato reiškinius, įskaitant ir sausras. Agrometeorologijos stotelėse sumontuoti pagrindinius meteorologinius veiksnius fiksuojantys radarai ir nuolat registruojama oro temperatūra ir drėgnumas 1,5 m aukštyje, oro temperatūra 2 cm aukštyje, vėjo greitis ir kryptis 3 m aukštyje, kritulių kiekis, bendroji saulės spinduliuotė, dirvožemio temperatūra 5, 2 ir 5 cm gyliuose, dirvožemio drėgmė 2, 5 ir 1 cm. Tokios stotelės dažniausiai yra pilnai automatizuotos, visi stebėjimo rezultatai bevieliu interneto ryšiu arba kitomis priemonėmis yra 8

9 persiunčiami į centrinį kompiuterį. Agrometeorologiniai stebėjimai, leidžia įspėti žemdirbius apie galimus nepalankius klimato reiškinius (1.2 pav.). 1.2 pav. Agrometeorologinių stebėjimų stotelės Dirvožemio drėgmės stebėjimams atlikti ir hidroterminio koeficiento HTK ryšio su dirvožemio drėgmės atsargų kaita įvertinimui pasirinkti 9 būdingi taškai (1.1 lentelė). Projektui vykdyti reikalingų dirvožemio drėgmės atsargų reikšmės (cbar) m. gegužės rugsėjo mėn. fiksuotos hidrometeorologijos tarnyboje. Meteorologinės ir vegetacijos laikotarpio drėgmingumo sąlygos įvertintos charakteringuose rajonuose (1.3 pav., 1.1 lentelė). 1.3 pav. Lietuvos klimato rajonavimas ir agrometoerologijos stočių tinkas 1.1 lentelė. Objektų apibūdinimas Nr. Punktas Klimatinis rajonavimas Dirvožemis Adresas 1 Biržai Vidurio žemumos rajonas Dulkiškas, sunkus Mūšos Nevėžio parajonis priemolis Kilučių g.11, Biržai Vidurio žemumos rajonas Stoties g. 2C, 2 Dotnuva Mūšos Nevėžio parajonis Priemolis Akademijos mstl., 3 Joniškis 4 Molėtai Vidurio žemumos rajonas Mūšos Nevėžio parajonis Pietryčių aukštumos rajonas Aukštaičių parajonis Vidutinio sunkumo priemolis Priesmėlis* (Molis) Kėdainių r. Pakluonių g. 55E, Joniškis Ažubalių g. 19A, Ažubalių k., Luokesos sen. Molėtų r. 9

10 5 Prienai 6 Šilutė 7 Telšiai 8 Kauno r. 9 Varėna Vidurio žemumos rajonas Nemuno žemupio parajonis Pajūrio rajonas Pajūrio žemumos parajonis Žemaičių rajonas Žemaičių aukštumos parajonis Vidurio žemumos rajonas Nemuno žemupio parajonis Pietryčių aukštumos rajonas Dzūkų parajonis Smėlis Pakuonio k., Prienų r. Priesmėlis Eliuvinis priemolis Vidutinio sunkumo priemonis Vidutinio rupumo smėlis Lakštingalų g. 39, Šilutė Daukanto g. 58, Telšiai Noreikiškių k., Ringaudų sen., Kauno r. sav. A. Ryliškio g. 5, Senoji Varėna, Varėnos r. * pagal pateiktus LHMT duomenis buvo nurodyta, kad vyraujantis dirvožemis priesmėlis, tačiau atlikus tyrimus nustatyta, kad Molėtuose įrengtos agro-meteorologijos stoties vyraujantis dirvožemis molis. Vienas iš pagrindinių augalų augimą ir jų derlių ribojančių veiksnių yra skirtingų dirvožemių agrofizikinių, hidrofizikinių, fizikinių mechaninių, agrocheminių ir biologinių savybių pablogėjimas augalų šaknis maitinančiame sluoksnyje, pernelyg sumažėjęs drėgmės kiekis dirvožemyje. Pastarosios drėgmės pokyčių įvertinimas sudaro galimybes pagrįsti daugelį veiksnių, lemiančių derliaus padidėjimą ar sumažėjimą, o, tuo pačiu, imtis priemonių nepalankių veiksnių sukeliamos žalos sumažinti ar išvengti. Dirvožemių profiliai ir aprašymai pagrįsti meteorologinės tarnybos archyvo duomenimis ( lentelė). Dirvožemio tankis nustatytas Kačinskio cilindrų metodu. 1.2 lentelė. Varėnos tyrimų objekte dirvožemio fizikinės ir hidrologinės savybės Gylis cm Dirvožemio kietosios fazės tankis g/cm 3 Dirvožemio tankis g/cm 3 Kapiliarinė drėgmė % Lauko drėgmės imlumas % nuo sauso dirvožemio svorio Vytimo drėgmė % Maksimali hidroskopinė drėgmė nuo sauso grunto % -1 2,6 1,55 2,6 25,8 1,8 1, ,66 1,64 16,6 22,6 2, 1, ,65 1,62 19,2 24, 1,5 1, ,66 1,72 19,1 2,3 1,4, ,66 1,73 18,8 2,2 1,4, ,67 1,73 18,6 2,2 1,3, ,67 1,7 17,3 21,2 1,3, ,64 1,74 16,2 19,5 1,3, ,64 1,71 16,7 2,5 1,4, ,63 1,69 17,1 21,3 1,4,8 1.3 lentelė. Biržų dirvožemio charakteristika Dirvožemio sluoksnis cm Dirvožemio tankis Kapiliarinė g/cm 3 drėgmė % Vytimo drėgmė % -1 1,3 25,9 3,26 p s 1-2 1,4 22, 2,91 p s 2-3 1,5 19,5 1,99 p s Dirvožemio mechaninė sudėtis 1

11 3-4 1,5 18,4 2,54 p s 4-5 1,6 19,8 2,69 p s 5-6 1,6 2,2 1,8 p s 6-7 1,6 19,6 1,59 p s 7-8 1,7 19,5 1,55 p s 8-9 1,7 18,4,59 p s 9-1 1,8 17,8,64 p s 1.4 lentelė. Šilutės dirvožemio charakteristika Dirvožemio sluoksnis cm Dirvožemio tankis g/cm 3 Kapiliarinė dirvožemio drėgmė % Pilnoji drėgmė % nuo absoliučiai sauso grunto Lauko drėgmės imlumas % nuo sauso dirvožemio svorio Pilnoji lauko drėgmė % Vytimo drėgmė % -1 1,22 33,8 42,6 41,2 52, 2, ,39 26,1 33,1 36,3 46, 2, ,44 21,4 3,6 3,8 44,1 1, ,44 22,2 3,6 32, 44,1 1, ,5 2,5 28,7 3,8 45, 1, ,61 2, 27,8 3,2 42, 1, ,69 19,3 24,5 3,7 39, 1, ,56 2,1 26,3 31,4 41, 1, ,56 19,6 26,9 3,6 42, 1, ,66 2,3 25,8 31,5 4, 1,6 Vidurio Lietuvos žemumos zonoje dirvožemio drėgmės mėginių paėmimo ir nustatymo tyrimai atlikti Joniškyje bei Dotnuvoje. Zonoje vyraujantys dirvožemiai rudžemiai. Tai dirvožemiai, turintys rudžeminį (cambic) A horizontą ir neturintys kitų horizontų, išskyrus (puveninį) mollic arba pilkšvąjį (ochric) A, Ap horizontus, kurių pasotinimas bazėmis kai kuriose vietose (iki 125 cm gylio) yra mažesnis negu 5 %, bet 2-5 cm gylyje karbonatų neturi būti. Rudžemiai formuojasi iš menkai ir vidutiniškai sudūlėjusių dirvodarinių uolienų. Tai įvairios spalvos, struktūros ir konsistencijos priemolingi dirvožemiai, paplitę vidutinės ir borealinės juostos regionuose, kurie apledėjimo metu buvo padengti ledynų, todėl dirvodarinės uolienos tebėra jaunos. Dirvodaros procesas rudžemiuose vyksta lėtai dėl žemos temperatūros. Dotnuvos meteorologijos stotyje dirvožemiai yra giliau karbonatingi, sekliau glėjiški rudžemiai (Endocalcari Epihypogleyic Cambisols) RDg8-k2. Karbonatingi, tarp 4 ir 6 (5) cm nuo dirvožemio paviršiaus dirvožemiai glėjiški, 5 cm dirvožemio paviršiaus ribose arba iki 5 cm gylio nuo humusingojo horizonto ariamojo sluoksnio apačios. Dirvožemio ėminiai paimti iš skirtingų Lietuvos dirvožemių rajonų: Vidurio Lietuvos žemumos zonoje dirvožemio drėgmės paėmimo ir nustatymo tyrimai atlikti Joniškyje bei Dotnuvoje. Zonoje vyraujantys dirvožemiai rudžemiai. Tai dirvožemiai, turintys rudžeminį (cambic) A horizontą ir neturintys kitų horizontų, išskyrus (puveninį) mollic arba pilkšvąjį (ochric) A, Ap horizontus, kurių pasotinimas bazėmis kai kuriose vietose (iki 125 cm gylio) yra mažesnis negu 5 %, bet 2-5 cm gylyje karbonatų neturi būti. Rudžemiai formuojasi iš menkai ir vidutiniškai sudūlėjusių dirvodarinių uolienų. Tai įvairios spalvos, struktūros ir konsistencijos priemolingi dirvožemiai. Paplitę vidutinės ir borealinės juostos regionuose, kurie apledėjimo metu buvo padengti ledynų, todėl dirvodarinės uolienos tebėra jaunos. Dirvodaros procesas rudžemiuose vyksta lėtai dėl sąlygiškai žemos temperatūros. 11

12 Dotnuvos meteorologijos stotyje dirvožemiai yra giliau karbonatingi sekliai glėjiški rudžemiai (Endocalcari Epihypogleyic Cambisols) RDg8-k2. Karbonatingi nors tarp 4 ir 6 (5) cm nuo dirvožemio paviršiaus; Dirvožemiai glėjiški 5 cm nuo dirvožemio paviršiaus ribose arba iki 5 cm gylio nuo humusingojo horizonto ariamojo sluoksnio apačios. Vienas iš pagrindinių augalų augimą ir jų derlių ribojančių veiksnių yra skirtingų dirvožemių agrofizikinių, hidrofizikinių, fizikinių mechaninių, agrocheminių ir biologinių savybių pablogėjimas augalų šaknis maitinančiame sluoksnyje yra pernelyg sumažėjęs drėgmės kiekis dirvožemyje. Pastarosios drėgmės pokyčių įvertinimas sudaro galimybes pagrįsti daugelį veiksnių, sąlygojančių derliaus padidėjimą ar sumažėjimą, o tuo pačiu imtis priemonių nepalankių faktorių sukeliamos žalos sumažinimui, ar išvengimui. Dirvožemio drėgmė (išreiškiama procentais nuo absoliučios dirvožemio masės) parodo dirvožemyje susikaupusį vandens kiekį. Ne visa drėgmė susikaupusi dirvožemyje, vienodai prieinama augalų šaknims. Dirvožemio drėgmė skirstoma į 2 grupes: sorbuotoji arba surištoji augalams neprieinama, bei laisvoji (skysta) augalams prieinama (neskaitant vytimo drėgmės, neprieinamos augalams), kurią įprasta vadinti produktyviąja drėgme. Labiau paprastas ir pakankamai tikslus drėgmės įvertinimo metodas yra svorinis metodas. Dirvožemio mėginiai imami pasluoksniui kas 1 cm iki 5 cm gylio. Iš skirtingo dirvožemio sluoksnio paimtas mėginys, nuo apatinės grąžto dalies patalpinamas į iš anksto paruoštus biukselius po 5-6 g. Po to jie yra sandariai uždaromi ir prieš džiovinimą pasveriami elektroninėmis svarstyklėmis, po to biukseliai atidaromi ir parą džiovinami termostate prie 15 o C iki orasausės masės, tada uždaromi ir vėl pasveriami. Dirvožemio tyrimai buvo atliekami LAMMC Žemdirbystės instituto dirvožemio ir augalininkystės skyriaus dirvožemio fizikos ir augalų produktyvumo laboratorijoje. Dirvožemio tankis. Dirvožemio kietosios fazės tankiu vadinama absoliučiai sauso dirvožemio kietosios fazės (nepakitusios sudėties) tūrio vieneto masę išreikštą gramais 1 cm 3, 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 (skersmuo 55 mm, aukštis 4 mm). Tankis nustatytas Kačinskio metodu, apskaičiuotas pagal formulę: S t = (B - A) /V, (1.1) čia S t dirvožemio tankis, g cm -3 ; B cilindro su absoliučiai sausu dirvožemiu masė g; A tuščio cilindro masė g; V pilno cilindro tūris cm Vegetacijos laikotarpio sausringumo vertinimas Meteorologinės ir vegetacijos laikotarpio sąlygos įvertintos remiantis meteorologinėse stotyse registruojamais duomenimis m. moksliniam darbui atlikti naudoti vidutinės oro temperatūros, kritulių ir oro drėgmės deficito, dirvožemio drėgmės dekadiniai duomenys. Meteorologinės ir vegetacijos laikotarpio drėgmingumo sąlygos m. įvertintos charakteringuose (atsižvelgiant į agroklimatinį Lietuvos rajonavimą) rajonuose, pagal hidrometeorologijos tarnybos duomenis. Kauno, Vilniaus ir Telšių vietovėse drėgmingumo sąlygos vertintos pagal ilgametę stebėjimo duomenų eilę Sausringumo vertinimas pasitelkiant SPI SPI skaičiavimo metodika paremta kritulių duomenų sekos pritaikymu normaliam skirstiniui ir tolesniu jos normalizavimu į skirtingus laiko intervalus (pvz., vieno, trijų mėnesių, pusės metų ir 12

13 t. t.). Ši metodika pateikta sausrų Europoje klimatologiją nagrinėjančiame B. Lloyd Hughes o ir M. A. Sauderso (22) darbe. SPI skaičiuojamas specialia programine įranga, kuri visiems prieinama Nacionalinio sausrų mažinimo centro tinklapyje (National Drought Mitigation Center). SPI skaičiuoklės veikimas pagrįstas kritulių duomenų pritaikymu Gama skirstiniui (1.3 formulė). 1 G( x) ( ) čia G(x) skaičiuojamoji tikimybė; β laiko intervalo parametras; α formos parametras; x mėnesio kritulių kiekis; Г(α) gama funkcija. x x 1 e x/ dx, (1.2) čia Parametrai α ir β yra nustatomi: ; 4A 3 (1.3) x ; (1.4) A ln( x) (ln( x)) ; n (1.5) n tiriamų metų skaičius. Skaičiavimai atlikti pagal 1, 3, 6, 12 ir 24 mėnesių laiko žingsnius, kurie tekste įvardijami kaip SPI 1, SPI 3, SPI 6, SPI 12 bei SPI 24. Didžiausias dėmesys skiriamas SPI 1 laiko intervalui, siekiant jį palyginti su HTK reikšmėmis. Apskaičiavus SPI reikšmes, naudojamasi reikšmių interpretacijų lentele (1.5 lentelė). 1.5 lentelė. SPI reikšmių interpretacija (National Drought..., 26) Reikšmė Vienas iš SPI kūrėjų McKee siūlo sausros pradžia laikyti tada, kai SPI skaitinė reikšmė yra mažiau kaip -1, o sausros pabaiga tada, kai indeksas pasiekia teigiamą reikšmę. Ir šį sausros sausros apibūdinimo bei trukmės vertinimo apibrėžimą taikyti visiems laiko žingsniams Sausringumo vertinimas pagal HTK Interpretacija 2, Ekstremaliai drėgna 1,5 1,99 Labai drėgna 1, 1,49 Vidutiniškai drėgna -,99,99 Artima normaliam -1 (-1,49) Vidutiniškai sausa -1, 5 (-1,99) Labai sausa -2, Ekstremaliai sausa Pagrindinis sausrų nustatymui naudojamas kriterijus Lietuvoje G. Selianinovo hidroterminis koeficientas (HTK), kuris yra priskiriamas prie sausros vertinimo kriterijų, pagrįstų 13

14 vandens balanso lygtimi. Parų vidutinės oro temperatūros suma, sumažinta 1 kartų, prilyginama garingumui ir laikotarpio drėgmingumas vertinamas pagal hidroterminį koeficientą: H HTK, (1.6),1 T 1 čia H skaičiuojamo laikotarpio kritulių suma mm; T 1 paros vidutinės oro temperatūros, didesnės nei 1 C, suma per tą patį laikotarpį. Vegetacijos laikotarpio (kai oro temperatūra >1 o C) HTK reikšmės pateiktos 1.6 lentelėje. Jeigu HTK mažesnis nei,5 nenutrūkstamai išsilaiko vieną mėnesį, konstatuojama stichinė sausra. 1.6 lentelė. HTK reikšmių interpretacija (Dirsė, 21) Reikšmė Vertinant Lietuvos klimatą pagal šį rodiklį, daugiausia lemia kritulių kiekio skirtumai: Vidurio Lietuvos žemumoje drėgnumas optimalus, o Žemaičių aukštumoje perteklinis. Hidroterminiu koeficientu įvertinami tik kritulių ištekliai ir garavimo intensyvumas, o į dirvožemio tipą, paviršinio nuotėkio sąlygas ar augalo rūšį neatsižvelgiama. Todėl konkrečioje vietovėje ribos gali skirtis ±, Drėgmės daviklių Watermark kalibravimas Interpretacija >1,5 Šlapia 1, 1,5 Pakankamai drėgna,8 1, Nepakankamai drėgna,6,7 Sausringa,4,5 Sausa <,3 Labai sausa Nuo 29 m., atkūrus agrometeorologijos stočių tinklą, dirvožemio drėgmės matavimai atnaujinti. Dirvožemio drėgmės stebėjimams meteorologijos stotelėse plačiausiai taikomas vienas iš paprasčiausių prietaisų porėtų gipso blokų matuoklis. Dėl mažos kainos labai plačiai dirvožemio drėgmei matuoti yra naudojami gipso blokai (1.4 pav.). Naudojant šį matavimo prietaisą, matuojamas įtampos kritimas (pasipriešinimas) tarp elektrodų, patalpintų poringoje medžiagoje (gipso bloke), kuri tiesiogiai kontaktuoja su dirvožemiu. 1.4 pav. Watermark tipo drėgmės matuoklis Šiuo metu Lietuvos argrometeorologijos stotelėse įrengti Watermark tipo drėgmės jutikliai, kurių techninės charakteristikos pateikiamos 1.7 lentelėje. Daviklių patalpinimo gylis nustatomas 14

15 priklausomai nuo augančių augalų rūšies, taip pat ir nuo norimo išmatuoti dirvožemio sluoksnio gylio bei sudėties. Jei augalai turi paviršines šaknis (šaknų gylis iki 3 cm), paprastai įrengiamas viename sluoksnyje, jei augalų šaknys gilesnės, rekomenduojama matuoti dviejuose skirtinguose gyliuose. Įvertinus tai, kad davikliai skirti įvertinti agrometeorologines sąlygas prietaisai įrengti 2, 5 ir 1 cm gyliuose. 1.7 lentelė. Drėgmės matuoklių techninės charakteristikos Techniniai duomenys: Matavimo principas Matavimo ribos Darbinė temperatūra Darbinė įtampa Matmenys Kabelio ilgis Prijungimas prie OPUS2 varžos matavimas gipso bloke 2 cbar -1 o C - +4 o C 1 VAC L = 65 mm, Ø = 23 mm 1 m tik naudojant RF keitiklį Prietaisai per visą jų eksploatacijos laikotarpį nebuvo kalibruojami meteorologijos tarnyboje naudotas gamintojo rekomenduotas ir 1.8 lentelėje nurodytas verčių interpretavimas: 1.8 lentelė. Drėgmės matuoklių verčių interpretavimas Verčių interpretavimas (bendrosios orientacinės vertės ) 1 cbar Prisotintas dirvožemis cbar Dirvožemis yra atitinkamai drėgnas (išskyrus stambiagrūdžius smėlėtus dirvožemius). 3 6 cbar Normalus laikotarpis drėkinti (išskyrus sunkius molinius dirvožemius) 6 1 cbar Laikas drėkinti sunkius molinius dirvožemius 1 2 cbar Dirvožemis vis labiau išdžiūna Prietaisų kalibravimas atliktas matematiniais statistiniais metodais: lygiagrečiai stotelėse fiksuotiems stebėjimams, dirvožemio drėgmės tyrimai atlikti pasirinktuose tyrimų objektuose tiesioginiu termostatiniu svoriniu metodu, bandymus atliekant kartojant tyrimą ne mažiau kaip tris kartus. Dirvožemio pavyzdžiai imti trijuose sluoksniuose: 2 cm, 5 cm ir 1 cm gyliuose. Gyliai parinkti atsižvelgiant į drėgmės matuoklių instaliacinį gylį agrometeorologinėse stotelėse. Mėginių ėmimo dažnumas priklauso nuo užsibrėžtų tikslų. 212 m. laikotarpiu mėginiai imti tokiu dažnumu, kad užtikrinti statistinės eilės patikimumą bei atsižvelgiant į laikotarpio drėgnumo sąlygas. 213 m. laikotarpiu stebėjimai buvo pratęsti, norint užtikrinti didesnę reikšmių aprėptį. Atliekant matavimus iš augalinio sluoksnio dirvožemio grąžtu (1.5 pav.) buvo imami 2-5 g dirvožemio pavyzdžiai, dedami į aliumininius indelius (biukselius), sveriami ir džiovinami termostatuose 15 o C temperatūroje, kol dirvožemis bus absoliučiai sausas. Drėgmės kiekis skaičiuojamame dirvožemio sluoksnyje V n (mm) nustatytas pagal formulę (Markov, 1985): V n Wn h, (1.7) 1 čia W n drėgmės kiekis, esantis kiekviename dirvožemio sluoksnyje %; γ dirvožemio tankis g/cm 3 ; h dirvožemio sluoksnio storis cm. 15

16 1.5 pav. Įranga naudojama termostatiniam dirvožemio drėgmės nustatymui Rezultatų tikslumas priklauso nuo eksperimentų imties vienetų atrankos ir apimties. Lauko bandymams naudota 3 6 pakartojimų, atrankos apimtis 3 gyliuose, taigi tai didelės apimties atranka, nes kiekvienoje pasirinktoje tyrimų vietoje atliktų eksperimentinių tyrimų kiekis yra skirtingas, bet ne mažesnis kaip 3 taškų. Eksperimentinių tyrimų atrankos patikimumas. Visas imties tūris yra 9 objektai (Molėtai, Telšiai, Šilutė, Prienai, Varėna, Dotnuva, Joniškis, Biržai, Rokiškis), kuriuose kiekviename per dvejus tyrimų laikotarpio metus atlikti tyrimai po ne mažiau kaip 3 pakartojimus 3 skirtinguose gyliuose, nuo 3 iki 42 taškų t. y. >3, todėl, šiuo atveju, paklaidos tikslumo arba kitaip pasikliautinumo lygmuo pasirenkamas 95 proc. ( 1- = 1-,95,5); 1 2 S ( X i X ), (1.8) n α, ,25,975; z α z.975 NORMSINV (,975) 1, (1.9) Imties tūris apskaičiuojamas pagal formulę: 2 2 z α Si 1 2 n 2 1, S = 2 2 E 2 2, (1.1) čia z koeficientas, šiuo atveju z 1,959961; E vidurkio įvertinimo maksimali paklaida, parenkama priklausomai nuo duomenų tikslumo reikalavimų (parenkama, kad E 2 m) (Rupšys, 1997) Vytimo drėgmės nustatymas Drėgmė, kuriai esant augalas pradeda vysti ir patalpinus į drėgme prisotintą patalpą neatsistato jo turgorinis slėgis, yra vytimo drėgmė, ji nustatoma laboratoriškai, tai atliekama fiziologiniu metodu arba fizikiniu (su membrana). Nustatant fiziologiniu metodu auginamos saulėgrąžos (Chausenberg, 1995). Į 2 3 g orasausio dirvožemio, persijoto per 2 mm tinklelį, pasėjamos dvi saulėgrąžų sėklos. Paliejama iki lauko drėgmės imlumo būklės. Kas dieną tikrinama dirvožemio drėgmė (svėrimo būdu) ir papildoma vandens iki lauko vandens imlumo ribos. Sudygus sėkloms paliekamas vienas daigas. Kai ant daigo atsiranda trys poros lapų, laistymas nutraukiamas, o dirvožemio paviršius uždengiamas, kad nevyktų tiesioginis išgaravimas. Po tam tikro laiko augalas sunaudoja visa drėgmę, kurią gali paimti transpiracijos būdu. Kai dirvožemio drėgmė priartėja prie vytimo drėgmės (svėrimo būdu), ant apatinės augalo lapų poros atsiranda vytimo požymių. Norint įsitikinti, 16

17 kad vytimas vyksta iš tikrųjų, augalas laikomas didelės santykinės drėgmės aplinkoje. Jei augalas nuvysta sekančią dieną reiškia, kad drėgmė dirvožemyje atitinka vytimo drėgmę. Tyrimų metu dirvožemio drėgmė matuota drėgnomačiu HH2. Augalas išimamas ir dirvožemio drėgmė nustatoma termostatiniu būdu Vegetaciniai bandymai Vegetaciniai tyrimai atliekami kontroliuojamose sąlygose, siekiant ištirti skirtumus tarp bandymo variantų. Augalai auginami induose, todėl atliekamas indų taravimas, įrengimas drenažas, pasėjami augalai, atliekami fenologiniai stebėjimai. 1 cm skersmens inde auginamos 4 6 saulėgrąžų sėklos, nes sėklų skaičius turi būti 2-3 vienetais didesnis nuo nuolatinio augalų skaičiaus. Iki saulėgrąžų daigų sudygimo kas antrą dieną augalai laistomi po 25 mm vandens, palaikoma dirvožemio drėgmė 6-7 % nuo pilno drėgmės imlumo. Papildomai pridygę daigai išraunami, bandiniai 6 dienas liejami po 5 ml/1 vegetaciniam indui vandens Augalų biologinių savybių tyrimų metodai ir sąlygos Tyrimai atlikti Aleksandro Stulginskio universiteto Agrobiotechnologijos laboratorijoje. Tirtas sėjamasi žirnis (Pisum sativum L.). Žirniai priklauso pupinių (Fabacea L.) šeimai, vertinami, nes sukaupia daug geros kokybės balymų (Bourion et al., 23). Žirnia nėra reiklūs temperatūrai, tačiau ekstremalios temperatūros ir netinkamas drėgmės režimas gali neigiamai paveikti jų fiziologinius procesus. Žirnių veislės Ilgiai sėklos pasėtos į vegetacinius indus (,16 m x,23 m) su substratu (ph 6,31, P 2 O 5 633,94 mg kg -1, K 2 O 912 mg kg -1 ). Eksperimentas vykdytas 6 pakartojimais po 5 augalus inde. Augalai auginti programuojamoje auginimo kameroje esant 2/18 C (diena/naktis) temperatūrai, 16/8 val. (diena/naktis) fotoperiodui, 5 µmol m -2 s -1 apšviestumui. Praėjus 3 savaitėms po sudygimo, augalai auginti programuojamoje auginimo kameroje aukščiau nurodytomis sąlygomis bei esant drėgmės deficitui substrate. Dirvožemio drėgnio nustatymui dirvožemio mėginiai paimti cilindrišku grąžtu (1,4 cm skersmens ir 11 cm ilgio), pasverti analitinėmis svarstyklėmis ABJ 12 4M (KERN & Sohn GmbH, Vokietija), džiovinti džiovinimo spintoje 24 val. 8 C temperatūroje. Dirvožemio drėgnis (SWC) apskaičiuotas pagal formulę (Fenta et al., 212): SWC (%) = [pradinė dirvožemio mėginio masė sauso dirvožemio mėginio masė / sauso dirvožemio mėginio masė] X 1 (1.11) Santykinis vandens kiekis lapuose nustatytas pagal Barrs ir Weatherley (1962) metodą. Po atrankos lapai sverti ir panardinti į distiliuotą vandenį 4 val. kambario temperatūroje. Vėliau lapai pasverti ir džiovinti 8 C temperatūroje iki pastovios masės. Santykinis vandens kiekis lapuose (RWC) apskaičiuotas pagal formulę: RWC (%) = [(FW - DW) / (TW - DW)] X 1, (1.12) čia FW žalia masė; DW sausa masė; TW masė po 4 val. laikymo distiliuotame vandenyje. Prolino kiekis nustatytas taikant modifikuotą ninhydrino metodą (McClinchey, Kott, 28). Iš augalų paimti aštuoni 7 mm skersmens lapo diskai, pasverti ir įdėti į mėgintuvėlį. Užpilti 2 ml distiliuotu vandeniu ir virti vandens vonelėje 3 min, tada atvėsinti iki kambario temperatūros. Naujame mėgintuvėlyje sumaišyta 1 μl mėginio, 4 μl distiliuoto vandens ir 1 ml ninhydrino. Paruošti du 1 mm L-prolino tirpalo standartai. Šie tirpalai virti vandens vonelėje 2 min ir atvėsinti ant ledo. Į kiekvieną mėgintuvėlį įpilta 3 ml tolueno ir gerai suplakta. Mėgintuvėliai laikyti tamsoje 17

18 2 h, susiformavęs chromoforas įpiltas į kvarco kiuvetę, absorbcija matuota bangos ilgiui esant 52 nm spektrofotometru,,spectro UV-VIS Dual beam (Labomed, Inc). Prolino kiekis apskaičiuotas pagal formulę: P a,2164 m 2, (1.13) čia a absorbcija esant bangos ilgiui 52 nm; m augalinės medžiagos masė g; P prolino kiekis μm g -1. Bendrieji tirpieji sacharidai (redukuoti ir neredukuoti) nustatyti paėmus,5 g žalių lapų ir sutrynus juos su 85 % etanolio. Po ekstrakto centrifugavimo supernatantas sumaišytas su anthrono reagentu (,15 % anthrono, 72 % H 2 SO 4, 28 % H 2 O), esant 1 ºC temperatūrai, ekspozicijos laikas 1 min, spalvos absorbcija matuota 625 nm bangos ilgyje ir palyginta su standartine gliukozės kreive (Yemm, Willis, 1954). Bendrieji tirpieji sacharidai išreikšti gliukozės ekvivalentu. Matavimai atlikti spektrofotometru,,spectro UV-VIS Dual beam (Labomed, Inc). Duomenys statistiškai apdoroti kompiuterine programa ANOVA iš programų paketo,,selekcija ir,,irristat (Tarakanovas, Raudonius, 23). Koreliacinė-regresinė analizė atlikta naudojant kompiuterinę programą STATISTICA 1 (Hill, Levicki, 26) Rezultatų tarpusavio ryšio ir tendencijų tyrimų metodika Dviejų nagrinėjamų reiškinių (y ir x) ryšio laipsnis buvo nustatytas apskaičiuojant koreliacijos koeficientą r. Jeigu r lygus, tai tiesinės koreliacijos nėra, kai r kinta nuo ±,3 iki ±,5 koreliacija yra silpna, kai r kinta nuo ±,5 iki ±,7 vidutinė, o kai r kinta nuo ±,7 iki ±,9 stipri. Pakėlus koreliacijos koeficientą kvadratu, gaunamas determinacijos koeficientas (R 2 ), kuris yra tikimybinis rodiklis, rodantis konkretaus veiksnio procentinę dalį tiriamojo rodiklio variacijoje. Kuo R 2 yra arčiau vieneto, tuo regresinė kreivė geriau atitinka eksperimentinius duomenis (Sakalauskas, 23). Darbe naudoti matematinės statistikos metodai, atlikta mokslinės pasaulinės ir kt. literatūros analizė, analizė atlikta aprašomuoju ir palyginamuoju metodais, atliktas palyginimas nuomonių ir metodų sausros metodikai nustatyti, bendrasis informacijos palyginimas ir apibendrinimas, naudota loginių ryšių ir abstrakcijų analizė, grafinis vaizdavimas, panaudoti rezultatų tarpusavio priklausomybių ryšio nustatymo metodai bei duomenų patikimumo nustatymas. 18

19 2. HTK ir SPI indeksų analizė ir vertinimas 1 uždavinys: Atlikti Lietuvoje taikomo HTK ir Pasaulinės meteorologijos organizacijos rekomenduojamo Standartizuoto kritulių indekso taikymo meteorologinei sausrai nustatyti palyginimą, įvertinti jų privalumus ir trūkumus, pateikti rekomendacijas dėl jų taikymo Lietuvoje Standartizuoto kritulių indekso tyrimai Lietuvoje tyrimų apie sausras atlikta nedaug, viena iš metodikų, identifikuoti sausroms yra SPI indekso taikymas. Žvelgiant globaliai, SPI, kaip sausros stebėsenos įrankis, jau 1994 metais buvo pradėtas naudoti Kolorado valstijose (JAV) (McKee et al., 1993). Sausrų identifikavimas pagal SPI teisiškai reglamentuotas 1993 metais ir ši sausrų nustatymo metodika greitai tapo prieinamu įrankiu plačiajai visuomenei. Standartizuotas kritulių indeksas taip pat plačiai pritaikomas klimato žemėlapių sudaryme, juos rengia vieni didžiausi pasaulyje klimato stebėjimo centrai Nacionalinis sausrų mažinimo centras (National Drought Mitigation Center), Vakarų regiono klimato centras (Western Regional Climate Center) ir kt. Jakimavičiūtė bei Stankūnavičius (28) pažymi, jog Europoje SPI yra vienas pagrindinių įrankių sausrų identifikacijai: A. Loukas ir L. Vasiliades (24) analizavo Graikijos sausras, P. Spasovas su bendraautoriais SPI pritaikė sausrų tyrimams Serbijoje bei R. Faratas ir M. Kepinska Kasprzak (1998) tyrinėjo Lenkijos sausras. M. Trnka su bendraautoriais (23) meteorologines sausras analizavo pietryčių Čekijoje bei šiaurės rytinėje Austrijos dalyje pagal SPI ir Palmer sausrų stiprumo indeksą. S. Vicente Serrano ir bendraautoriai (24) analizavo Valencijos sausras, metais. A. U. Komuscu (21) nagrinėjo drėgmės sąlygas bei jų priklausomybę nuo atmosferos cirkuliacijos ir sausras Turkijoje. Lietuvoje vegetacijos laikotarpio drėgmingumo tyrimams daugiausiai dėmesio skyrė prof. A. Dirsė, savo darbuose nagrinėjęs HTK, bei pasiūlės Lietuvoje vertinti drėgmingumą pagal suskurtą metodiką (drėgmingumo koeficientą). Paskutiniai apibendrinti duomenys pateikti straipsnyje Drėgmingumo kaita augalų vegetacijos metu ir jo vertinimo metodų palyginimas (Dirsė ir kt., 21). Straipsnyje autoriai nagrinėja drėgmingumo kaitą Lietuvoje vegetacijos laikotarpiu, pasitelkdami, A. Dirsės pasiūlytą, kompleksinį drėgmingumo koeficientą (K) ir G. Selianinovo hidroterminį koeficientą (HTK). Palyginus drėgmingumus pagal šias dvi skaičiavimo metodikas, nustatyta, kad drėgmingumo laipsnis pagal HTK ir K nesutapo 36 % atvejų nagrinėjant visą gegužės rugsėjo, ir 43 % vieno mėnesio trukmės laikotarpį. Kaip pagrindinė neatitikimo priežastis nurodyta naudojami skirtingi įvesties duomenys. Autorių nuomone pagal HTK drėgmingumo vertinimas yra paprastesnis, tačiau pastarasis metodas neįvertina dirvožemyje sukauptų atsargų, dėl to dažnai vidutinio drėgnumo laikotarpis yra vertinamas kaip sausas. O. Miseckaitė (21) straipsnyje Kritulių ir oro temperatūros įtaka sausinimo sistemų drenažo nuotėkio kiekiui taip pat vertino hidroterminį koeficientą, pabrėždama, jog svarbu ištirti ir žinoti dirvožemio drėgmės tyrimo duomenis, nes yra nustatyta jų priklausomybė nuo klimatinių veiksnių. Taip pat autorė paminėjo, jog esant didesnėms šio koeficiento reikšmėms, nustatomas didesnis drenažo nuotėkis, o krituliai ir oro temperatūra turi įtakos augalų augimo sąlygoms bei drėgmės kiekiui dirvoje. G. Selianinovo hidroterminis koeficientas naudojamas ir tuose tyrimuose, kai tenka vertinti sodininkystės ir augalininkystės produktų derlingumą, siejant su vegetacijos laikotarpio kritulių ir temperatūros duomenimis. Šiuos tyrimus atlieka Lietuvos sodininkystės ir daržininkystės institutas. Sausringus laikotarpius Vilniuje analizavo D. Valiukas (211), straipsnyje Sausringi laikotarpiai Vilniuje Tyrimuose naudoti 12 metų stebėjimų duomenys, o tai apima viso XX a. sausrų pasiskirstymą bei dažnumą. Autorius naudojo m. laikotarpio visų mėnesių kritulių sumas. Kadangi HTK skirtas skaičiuoti sausringumą tik vegetacijos laikotarpiu, kai 19

20 vidutinė oro temperatūra yra > 1 C, tai vertinant pagal šį rodiklį buvo imami tik vasaros mėnesiai: birželis, liepa ir rugpjūtis. Pradžioje buvo atlikti du SPI skaičiavimo SPI 1, SPI 3, SPI 6, SPI 9, SPI 12, SPI 24, SPI 48, SPI 6 laiko žingsniais variantai: su rekonstruotomis ir nerekonstruotomis duomenų sekomis. Analizės metu nustatyta, jog tų pačių mėnesių rezultatai iš esmės nesikeičia, koreliacijos koeficientas išlieka labai panašus. Pasak autoriaus, kadangi skirtumai yra labai nedideli ir lemiamos įtakos bendriems rezultatams neturi, patogiau naudoti rekonstruotas duomenų sekas, kai yra ištisa duomenų seka, t. y. kai laikotarpiai be metereologinių matavimų interpoliacijos būdu yra užpildomi artimiausių stočių duomenimis. Tyrimo autorius D. Valiukas (211), pateikdamas sausų ir drėgnų laikotarpių vertinimo rezultatus, padarė išvadą, jog kuo didesnis laiko žingsnis, tuo sausringų laikotarpių daugiau, tačiau jie trumpesni. Kadangi SPI skaičiavimuose buvo lyginami rezultatai su skirtingais laiko žingsniais, autorius nustatė, kad kuo SPI žingsnis mažesnis, tuo fiksuojama daugiau trumpesnių sausrų. Ir atvirkščiai, kuo SPI žingsnis didesnis, tuo sausrų mažiau, bet jos ilgesnės. Kadangi sausringų atvejų tyrime užfiksuota reikšminga dalis nuo tiriamojo laikotarpio, reikėtų daugiau dėmesio skirti ekstremaliam SPI sausros kriterijui, kai sausra įgyja pavojingiausią lygį. Autorius teigia, kad kai sausros pradžia laikoma SPI reikšmei peržengus -1 ir objektyviau būtų naudoti mažesnes SPI laiko žingsnio reikšmes, pritaikant jas konkrečioms klimatinėms sąlygoms. Taigi, atliekant sausros identifikavimą mūsų regiono sąlygomis, reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad SPI reikšmių skalė turėtų būti koreguojama, ją labiau pritaikant konkretiems rezultatams. Autorius mažo žingsnio SPI reikšmes lygino su HTK reikšmėmis. Tyrimams buvo pasirinkti vasaros mėnesiai, nes tada sausros būna pavojingiausios, o ir HTK skaičiuojamas tik vegetacijos laikotarpiui. Kadangi per tiriamąjį laikotarpį fiksuoti 23 ekstremaliai sausi mėnesiai, kai HTK <,5, o tokių ekstremaliai sausų mėnesių su SPI 1 reikšmėmis buvo fiksuota vos 1, t. y. daugiau nei dvigubai mažesnis skaičius, todėl autorius pabrėžia, jog SPI identifikuoja ne visas HTK indeksu apskaičiuotas sausras. Taigi, išryškėja kad SPI nėra aiškus taikymas Lietuvos sąlygomis. Autoriaus teigimu, ekstremaliausią sausrą SPI identifikuoja, tačiau jis paremtas ne mėnesio kritulių kiekiu, o HTK kasdieniais duomenimis, todėl SPI negali identifikuoti laikotarpio, jei jis prasideda ne nuo mėnesio pradžios, o nuo vidurio. Jakimavičiūtė N. bei Stankūnavičius G. (28) savo tyrime Sausrų Lietuvoje diagnozė naudojant skirtingus kritulių rodiklius ir klasifikacijos metodus pabrėžia, jog žiemos metu, kai nevyksta vegetacija, SPI indeksas Lietuvos atžvilgiu tampa neinformatyvus, todėl darbe skaičiuojamas ne visas metų periodas, o pateikiama tik 4 1 mėnesių analizė. Šio tyrimo tikslas išskirti indeksų, kurių skaičiavimui naudojami tik mėnesių kritulių kiekio duomenys. Taip pat šie autoriai didelį dėmesį skiria savo atliktos analizės palyginimui su anksčiau Lietuvoje vykdytais sausrų tyrimais. Autoriai kaip vieną pagrindinių sausrų tyrimų Lietuvoje išskiria straipsnį Sausros Lietuvoje klimato kitimo rodiklis? (Buitkuvienė, 1999), kuriame pagal mažas produktyviosios drėgmės atsargas diagnozuojama 13 sausringų sezonų. Tiriamas m. laikotarpis. Šio tyrimo metu šiltojo laikotarpio sausroms įvertinti (balandžio spalio mėn.) pasirinkti du kritulių indeksai: Standartizuotas kritulių indeksas (SPI) bei Procentinio nuokrypio nuo normos indeksas (PNP). Autoriai analizavo septynių Lietuvos meteorologijos stočių (Kauno, Klaipėdos, Lazdijų, Panevežio, Šiaulių, Utenos ir Varėnos) mėnesio kritulių kiekio duomenis, o tyrimo laikotarpis pasirinktas nuo 1961 m. iki 2 m. Nustatyta, kad taikant skirtingą Standartizuoto kritulių indekso laiko žingsnį, gauti sausringumo laikotarpiai sutampa su ankstesniuose sausrų tyrimuose taikytų metodų rezultatais. Autoriai pastebi, jog tikslingiau pasitelkti mažiausius Standartizuoto kritulių indekso laiko žingsnius (1, 3, 6 mėn.), o taikant šį laiko žingsnį, daugiausiai ekstremaliai sausringų mėnesių užfiksuota Klaipėdos, Utenos bei Varėnos regionuose. Kauno bei Panevėžio regionuose sausra užfiksuota tik naudojant ilgus laiko žingsnius (12, 24, 48 mėn.) (Jakimavičiūtė ir Stankūnavičius, 28). Autorių atlikto tyrimo rezultatai rodo, jog remiantis Procentinio nuokrypio nuo normos indeksu diagnozuojama tik apie 44 % ankstesniuose tyrimuose nustatytų sausrų. Tyrime atlikta klasterinė analizė, kurios metu išskirti šeši klasteriai. Nustatyta, jog visų klasterinės 2

21 analizės gautų atmosferos cirkuliacijos formų bendras bruožas virš Lietuvos teritorijos egzistuoja teigiama geopotencialaus aukščio anomalija, kuri tiesiogiai susijusi su kritulių deficitu (Jakimavičiūtė ir Stankūnavičius, 28) SPI laiko žingsnio reikšmė sausrų identifikavimui Atlikus literatūros analizę nustatyta, kad nuo SPI laiko žingsnio labai priklauso gauti rezultatai bei jų interpretacija. Todėl tyrime atlikta žemės ūkio sausrai tinkamiausio laiko žingsnio analizė Kauno rajono pavyzdžiu ( metų laikotarpis), naudojant penkis žingsnius, nes tai teikia žinių ne tik apie sausros intensyvumą, bet ir apie sausringo laikotarpio trukmę. Atliekant SPI indekso analizę, skaičiavimams analizuoti 1, 3, 6, 12 ir 24 mėnesių žingsniai (naudojami simboliai SPI 1, SPI 3, SPI 6, SPI 12 ir SPI 24 laiko žingsnių reikšmės). Duomenys apibendrinti ir patiekti paveiksluose 2.1 pav SPI SPI SPI

22 4 3 SPI SPI pav. SPI reikšmių kaita Kaune, m. Ekstremaliai drėgna - ; Ekstremaliai sausa - ; Artima normaliam - Palyginus skirtingų laiko žingsnių SPI skaičiavimus mažiausia vieno mėnesio laiko žingsnio SPI 1 reikšmė 3,19 fiksuota 1992 m birželį, šį mėnesį iškrito tik 9 mm kritulių (2.1 lentelė). SPI 3 mažiausia reikšmė 3,34 nustatyta 1992 m. liepos mėnesį, tai reiškia, jog per tris mėnesius (balandį, gegužę, birželį) iškrito 86 mm kritulių. Vienerių metų SPI 12 mažiausia reikšmė fiksuota taip pat 1992 m. liepą, kai per 12 mėnesių iškrito 436 mm kritulių. Bendrai pastebima, jog SPI 3, SPI 6 ir SPI 12 yra tarpusavyje susijusios t. y. šie laiko žingsniai yra 1992 metų sausrų tąsa. Matant tokius rezultatus, nesunku pastebėti, jog minimalios SPI reikšmės yra fiksuotos po 199-ųjų. 2.1 lentelė. Įvairių laiko žingsnių mažiausios SPI reikšmės Kaune m. SPI laiko žingsnis Metai Mėnuo Reikšmė Kritulių kiekis mm SPI ,19 9 SPI ,34 86 SPI ,38 21 SPI , SPI ,8 128 Labai aiški tendencija išryškėja, kai naudojant didesnis laiko žingsnis, gaunami mažesni kreivių (2.2 pav.) pokyčiai. Šią tendenciją taip pat pastebėjo ir aprašė N. Jakimavičiūtė ir G. Stankūnavičius (Valiukas, 211). Lyginant SPI skaičiavimus skirtingais laiko žingsniais, svarbu analizuoti reikšmių kartojimąsi įvairiuose intervaluose (2.2 pav.). 22

23 Kartojimasis, % ,2 66,4 1,3 1,7 11,4 11 6,5 2,8 2,2 1,8 3,6 3,6 SPI1 SPI3 SPI6 SPI12 SPI24 5,9 4,4 3,4 4,8 1,1 1,9 3 <= (-1.5) (-1) >2 SPI reikšmė 2.2 pav. SPI reikšmių kartojimasis analizuojamu laikotarpiu Kaune Dažniausias SPI reikšmių kartojimasis visais laiko žingsniais nustatytas,99-,99 intervale (2.2 lent.). SPI kintant šiame intervale, drėkinimo sąlygos yra artimos įprastiniam drėgnumui, taigi, įprastinės drėgmingumo sąlygos, skaičiuojant skirtingais laiko žingsniais, per tiriamąjį laikotarpį vyravo 66,4 % viso laikotarpio. Pagal SPI 1 laiko žingsnį, buvo fiksuota 2,8 % viso laikotarpio kaip ekstremaliai sausi, 3,6 % labai sausi, 1,3 % vidutiniškai sausi. Apibendrintai pagal SPI 1 nustatyta, kad analizuojamu 3 metų laikotarpį skirtingo laipsnio sausringi laikotarpiai sudarė 16,7 % viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Ekstremaliai drėgnų nustatyta tik 1,1 % viso tiriamojo laikotarpio mėnesių, labai drėgni metai 4,4 %, o vidutiniškai drėgni 11,4 %, arba apibendrinus 3 metų laikotarpį skirtingo laipsnio drėgni laikotarpiai sudarė 16,9 % nuo viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. 2.2 lentelė. SPI reikšmių kartojimasis Kaune m. (%) SPI reikšmė SPI 1 SPI 3 SPI 6 SPI 12 SPI 24 <= -2 2,8 3,6 2, ,8-1,99 - (-1,5) 3,6 3,9 6,5 4 3,6-1,49 - (-1) 1,3 8,9 9,7 1,7 -,99,99 66,4 65, ,7 7,2 1, 1,49 11,4 1, ,9 1,5 1,99 4,4 5,9 3,4 2,6 4,8 >2 1,1 1,4 1,9 3,4 3 Pagal SPI 3 nustatyta, kad analizuojamu 3 metų laikotarpiu skirtingo laipsnio sausringi laikotarpiai sudarė 16,4 % (ekstremaliai sausi 3,6 %, labai sausi 3,9 %, vidutiniškai sausi 8,9 %) viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės, o skirtingo laipsnio drėgni laikotarpiai sudarė 18,2 % (ekstremaliai drėgni 1,4 %, labai drėgni 5,9 %, vidutiniškai drėgni 1,9 %) nuo viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Pagal SPI 6 laiko žingsnį, buvo fiksuota 2,2 % viso laikotarpio kaip ekstremaliai sausi, 6,5 % labai sausi, o vidutiniškai sausų nenustatyta. Apibendrintai pagal SPI 1 nustatyta, kad analizuojamu 3 metų laikotarpiu skirtingo laipsnio sausringi laikotarpiai sudarė 8,7 % viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Ekstremaliai drėgnų laikotarpių nustatyta 1,9 % nuo viso tiriamojo laikotarpio mėnesių, labai drėgni metai 3,4 %, o vidutiniškai drėgni 11 %, arba 23

24 Atvejų skaičius tiriamuoju laikotarpiu apibendrinus 3 metų laikotarpį skirtingo laipsnio drėgni laikotarpiai sudarė 16,3 %. viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Pagal SPI 12 nustatyta, kad analizuojamu 3 metų laikotarpiu skirtingo laipsnio sausringi laikotarpiai sudarė 16,3 % (ekstremaliai sausi 2,6 %, labai sausi 4, %, vidutiniškai sausi 9,7 %) nuo viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės, o skirtingo laipsnio drėgni laikotarpiai sudarė 14, % (ekstremaliai drėgni 3,4 %, labai drėgni 2,6 %, vidutiniškai drėgni 8, %) nuo viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Pagal SPI 24 laiko žingsnį, buvo fiksuota 1,8 % viso laikotarpio kaip ekstremaliai sausi, 3,6% labai sausi, 1,7 % vidutiniškai sausi. Apibendrintai pagal SPI 1 nustatyta, kad analizuojamu 3 metų laikotarpiu skirtingo laipsnio sausringi laikotarpiai sudarė 16,1 % nuo viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Ekstremaliai drėgnų nustatyta 3, % nuo viso tiriamojo laikotarpio mėnesių, labai drėgni metai 4,8 %, o vidutiniškai drėgni 5,9 %, arba apibendrinus 3 metų laikotarpį skirtingo laipsnio drėgni laikotarpiai sudarė 13,7 % nuo viso nagrinėjamo laikotarpio trukmės. Nagrinėjant, kaip tarpusavyje koreliuoja skirtingo laiko žingsnio SPI reikšmės (2.3 lent.), nustatyta, kad geriausia koreliacija yra tarp SPI 3 ir SPI 12 laiko žingsnių reikšmių. Koreliacijos koeficientai tarp kitų reikšmių yra teigiamos tiesinės priklausomybės, o tai taip pat įrodo apskaičiuotų reikšmių sąryšį. 2.3 lentelė. Koreliacija tarp SPI ir SPI 24 reikšmių Kauno MS m. SPI 1 SPI 3 SPI 6 SPI 12 SPI 24 SPI 1 1,32,52,354,26 SPI 3 1,566,664,551 SPI 6 1,365,663 SPI 12 1,63 SPI 24 1 Rezultatų palyginimo vizualizavimui sudarytos stulpelinės ir skritulinės diagramos, kuriose aiškiai matyti kiek buvo ekstremaliai sausų, ekstremaliai drėgnų, labai sausų, vidutiniškai sausų, artimų normaliam drėkinimui, vidutiniškai drėgnų, labai drėgnų bei ekstremaliai drėgnų reikšmių, tiriamuoju laikotarpiu (2.3 ir 2.4 pav.). Tiriamuoju laikotarpiu Kauno meteorologijos stotyje (MS), dažniausiai kartojasi SPI reikšmės, kurios atitinka artimas normaliam drėkinimui reikšmes (kai -,99 < SPI <,99) SPI1 SPI3 SPI6 SPI12 SPI24 SPI žingsnis Ekstremaliai drėgna Labai drėgna Vidutiniškai drėgna Artima normaliam Vidutiniškai sausa 2.3 pav. Ekstremaliai drėgnų, labai drėgnų, vidutiniškai drėgnų, artimų normaliam drėkinimui, vidutiniškai sausų, labai sausų, ekstremaliai sausų laikotarpių pasikartojimų skaitinės reikšmės Kaune m. 24

25 Tiriamuoju laikotarpiu SPI 1 reikšmių pasikartojimas 66 %, SPI 3 69 %, SPI 6 67 %, SPI 12 bei SPI % (2.4 pav.). Ekstremaliai sausų laikotarpių reikšmės visais skaičiavimo žingsniais labai panašios: SPI 6 bei SPI 24 2 %, SPI 1, SPI 3, SPI 12 3 %. 4% 1% 3% 1% 5% 11% 4% 9% 3% 1% 3% 11% 66% SPI1 69 % SPI3 6% 9% 2% 2% 3% 11% 4% 9% 3% 3% 2% 11% 3% 1% 2% 3% 8% 6% 67% 68% 68% SPI6 SPI12 SPI pav. Ekstremaliai drėgnų, labai drėgnų, vidutiniškai drėgnų, artimų normaliam drėkinimui, vidutiniškai sausų, labai sausų, ekstremaliai sausų laikotarpių pasikartojimų procentinis pasiskirstymas Kaune m.! SPI skirtingų laiko žingsnių skaičiavimui taikyta speciali programinė įranga (skaičiuoklė) SPI_SL_6.exe, kuri rekomenduojama ir platinama Nacionalinio sausrų mažinimo centro (National Drought Mitigation Center).! Tiriamuoju metų laikotarpiu atlikus SPI skaičiavimus skirtingais laiko žingsniais nustatyta, kad kuo trumpesnis SPI skaičiavimo žingsnis, tuo daugiau fiksuojama sausrų, tačiau jos trumpesnės ir atvirkščiai.! Nustatyta: Skaičiuojant SPI 1 laiko žingsniu metais užfiksuoti 1 atvejų, kuomet SPI reikšmės parodė ekstremaliai sausus mėnesius. Iš jų didžiausia reikšmė užfiksuota 1992 m. birželio mėnesį, kuomet SPI 1 = -3,19. Tiriamuoju laikotarpiu daugiausiai laikotarpių buvo artimų normalioms drėkinimo sąlygoms (66,4 %). Ekstremaliai sausi buvo tik 2,8 %, o ekstremaliai drėgnų dar mažiau 1,8 % per visą tiriamąjį laikotarpį. Apskaičiuotos SPI 3, SPI 6, SPI 12 bei SPI 24 laiko žingsnių reikšmės. Geriausiai koreliuoja SPI 3 ir SPI 12 laiko žingsnių reikšmės (r =,664). 25

26 SPI SPI SPI 2.3. Tyrimų laikotarpio vertinimas pagal SPI Atsižvelgiant į atliktą analizę ir apibendrinimą, tolimesnė Standartizuoto kritulių indekso analizė atlikta būdinguose projekte atrinktuose Lietuvos administraciniuose vienetuose Kaune, Telšiuose, Biržuose bei Varėnoje. Pasirinktas metų laikotarpis, būtinas SPI vertinimui (3 metų duomenų seka). Atliekant SPI duomenų analizę skaičiavimuose taikytas 1 mėn. trukmės laiko žingsnis, kaip geriausiai atspindintis vegetacijos laikotarpio sausringumą. Rezultatai grafiškai pavaizduoti 2.5 paveiksle Kaunas Telšiai Biržai Metai Metai 26

27 SPI Varėna Metai 2.5 pav. SPI 1 reikšmių kaita m. Ekstremaliai drėgna - ; Ekstremaliai sausa - ; Artima normaliam - Atlikus SPI analizę skirtingais laiko žingsniais Kaune, nustatyta, jog ekstremaliai sausų laikotarpių buvo 2,5 karto daugiau negu ekstremaliai drėgnų, skaičiuojant SPI 1 laiko žingsniu metais užfiksuota 4 ekstremaliai sausų mėnesių. Didžiausia reikšmė apskaičiuota 1992 m. birželio mėnesį, kai SPI 1= -3,19. Ekstremaliai drėgnų atvejų, tiriamuoju laikotarpiu, nustatyti keturi. Drėgniausias mėnuo apskaičiuotas 22 m. spalio mėnesį, kai SPI 1 = 2,38. Telšių tyrimų objekte gauti rezultatai rodo, jog ekstremaliai sausų laikotarpių buvo 5, t. y. dvigubai mažiau nei Kaune. Didžiausia SPI reikšmė, rodanti ekstremaliai sausą laikotarpį, nustatyta 22 m. rugpjūčio mėnesį SPI = -3,46. Ekstremaliai drėgnas atvejis tiriamuoju laikotarpiu nustatytas vienas, t.y. 21 m. birželio mėnesis, kai SPI = 2,25. Biržuose tuo pačiu laikotarpiui, ekstremaliai sausringų mėnesių nustatyta 8. Didžiausia faktinė reikšmė, nurodanti ekstremaliai sausringą mėnesį, nustatyta 1994 m liepos mėn., bei 1996 rugpjūčio mėn., kai SPI = -3,55. Ekstremaliai drėgnas mėnesis buvo 24 m birželis, kuomet SPI = 2,47. Varėnoje tiriamuoju laikotarpiu nustatyta, ekstremaliai sausringų 3 atvejai. Didžiausia SPI reikšmė apskaičiuota 1992 m. birželio mėn., kuomet SPI= -2,78. Ekstremaliai drėgnų mėnesių šiuo skaičiavimo atveju buvo keturi. Didžiausia SPI reikšmė, identifikuojanti perteklines drėkinimo sąlygas, siekė 2, m. ir buvo nustatyta birželio mėn. Skirtingų Lietuvos agroklimatinių rajonų SPI 1 apibendrinimas pateiktas 2.4 lentelėje. 2.4 lentelė. Skirtingų Lietuvos agroklimatinių rajonų SPI 1 reikšmių apibendrinimas. SPI Kaunas Telšiai Biržai Varėna 2, ,5 1, , 1, , , (-1,49) ,5 (-1,99) , Tyrimų laikotarpio vertinimas pagal HTK Taikant G. Selianinovo hidroterminį koeficientą sausrų identifikavimui metais, nustatytos vegetacijos laikotarpio (gegužės rugsėjo mėn.) HTK reikšmės Kauno r. Vasaros mėnesiai pasirinkti dėl to, kad tuomet sausros yra pavojingiausios, be to HTK, kaip jau minėta, gali būti apskaičiuojamas tik tiems mėnesiams, kai oro temperatūra didesnė kaip 1 o C. 27

28 HTK HTK HTK reikšmė HTK koeficiento dinamika ir tendencijos pavieniais metais pavaizduoti 2.6 pav. HTK reikšmės kinta nuo 1,21 (28 m.) iki 1,98 (21 m.). Bendra tendencija yra kylanti, kas rodo, jog nagrinėjamu 1 metų laikotarpiu šlapių metų daugėjo. Jie sudarė 7 % nuo viso nagrinėjamo skaičiaus, pakankamai drėgni 3 %. Treji paskutiniai tyrimų metų HTK rezultatai yra didesni nei 1,5. Pakankamai drėgni buvo 23, 28, 29, šlapi buvo 24, 25, 26, 27, 21, 211 bei 212 m. (2.6 pav.) 2,5 2, 1,5 1,26 1,73 1,87 1,78 1,9 1,21 1,5 1,98 1,74 1,56 1,,5, Metai 2.6 pav. Hidroterminio koeficiento (HTK) reikšmės, Kauno MS Pastaba: Labai sausa ; Šlapia. Norint įvertinti augalų aprūpinimą vandeniu neužtenka įvertinti viso laikotarpio metinio drėgmingumo, nes dėl netolygaus kritulių pasiskirstymo, drėgnumo laipsnis atskirais mėnesiais labai kinta. Todėl tolimesnių skaičiavimų metu nustatytos HTK reikšmės atskiriems mėnesiams (2.7 pav.). 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 3 2,5 2 1,5 1,5 Gegužė y = -,1512x + 2,6867 R² =, Birželis y =,542x + 1,1667 R² =,

29 HTK HTK HTK 3 2,5 2 1,5 1,5 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 2,5 2 1,5 1,5 Liepa y =,749x + 1,39 R² =, Rugpūtis y =,73x + 1,77 R² =, Rugsėjis y =,682x +,96 R² =, pav. Koeficiento HTK kaita gegužės rugsėjo mėn. per m. laikotarpį 2.7 paveiksle pavaizduota atskirų vegetacijos laikotarpio mėnesių HTK kaita akivaizdžiai patvirtina didelę svyravimų amplitudę. HTK reikšmės kinta nuo,45 (26 m. 6 mėn.) iki 3,3 (25 m. 5 mėn.). Vertinant atskirų mėnesių HTK tendencijas, pastebimas drėgmingumo didėjimas birželio rugsėjo mėnesiais, o gegužės mėnesį tendencija mažėjanti, tačiau šių tendencijų koreliacinė priklausomybė reikšminga tik gegužės mėnesį (r =,51 vidutinė) bei rugsėjo mėn. (r=,42 silpna). Atskirais metais (priklausomai nuo iškritusių kritulių ir oro temperatūros) HTK didžiausi svyravimai buvo gegužės mėn., o mažiausi rugpjūčio mėn. Labai sausų ir sausringų mėnesių užfiksuota nebuvo, o sausas mėnesis fiksuojamas tik vienas (26 m. birželio mėn.). Nepakankamai drėgna buvo dešimt mėnesių (23, 24, 25, 28, 29, 211 bei 212 m.). Nagrinėjant procentinį mėnesio pasiskirstymą, sausi ir nepakankamo drėgnumo mėnesiai sudaro 22% nuo viso nagrinėjamų mėnesių skaičiaus.! Apibendrinus vegetacijos laikotarpio m. HTK reikšmes nustatyta, jog šlapių metų Lietuvos vidurio zonoje daugėjo. 7 % nuo viso nagrinėjamo laikotarpio buvo šlapi, pakankamai drėgni 3 %, sausų metų nenustatyta. Pakankamai drėgni buvo 23, 28, 29 metai, šlapi buvo 24, 25, 26, 27, 21, 211 bei 212 metai.! Šlapių mėnesių, (kurių HTK yra didesnis už 1,5) buvo net 54 % nuo viso nagrinėjamų mėnesių skaičiaus. Tačiau ir metais, kurių visas vegetacijos laikotarpis apibūdinamas kaip šlapias (24 27, m.) buvo nepakankamai drėgnų mėnesių. Šių mėnesių drėgmingumas turi būti vertinmas ir atsižvelgiant į prieš tai buvusio mėnesio drėgnumo laipsnį. Jeigu mėnuo buvo šlapias, tai labai didelė tikimybė, kad sunkesnės granuliometrinės sudėties dirvožemiuose 29

30 HTK HTK HTK yra sukauptos gana didelės drėgmės atsargos (priesmėlio dirvožemiuose - 8 mm, molio dirvožemiuose - 13 mm) (Dirsė, 21), kurios skaičiuojant HTK nėra vertinamos. Atsižvelgiant į atliktą analizę ir apibendrinimą, tolimesnė HTK analizė atlikta nagrinėjamuose Lietuvos administraciniuose rajonuose (Telšiai, Biržai, Varėna, Molėtai, Šilutė, Joniškis, Dotnuva, Prienai), metų vegetacijos laikotarpiu (2.8 pav.). 2,5 2, 1,5 1,,5 Gegužė, Telšiai Biržai Varėna Šilutė Dotnuva 29.5,77,36 1,33 1,6, , 1,7 2,1, 2, ,26 1,4 2,8,95, ,27 1,95 1,34 1,95 1, , 3, 2,5 2, 1,5 1,,5 Birželis, Telšiai Biržai Varėna Šilutė Dotnuva ,77 1,53 2,55 1,37 2, ,24 1,91 3,5 1,62 1, ,98 1,4 1,17,75, ,12 1,91 1,91 1,91 1, ,25,7 1,31,7, 3, 2,5 Liepa 2, 1,5 1,,5, Telšiai Biržai Varėna Šilutė Dotnuva ,37 1,43 2,39 1,62 2, ,98 1,98 1,88 1,22 1, ,37 1,45 2,62 1,67 1, ,31 2,1 1,96 2,1 2, ,55 1,31 1,2 1,31 3

31 HTK HTK 3,5 3, Rugpjūtis 2,5 2, 1,5 1,,5, Telšiai Biržai Varėna Šilutė Dotnuva ,9 1,6 1,14 1,1 1, ,4 2,11 1,47 2,32 2, ,9 1,95 2,5 2,73 1, ,76 1,38 1,97 1,38 1, ,81,85 1,22,85 3,5 3, Rugsėjis 2,5 2, 1,5 1,,5, Telšiai Biržai Varėna Šilutė Dotnuva ,33 1,43 1,11 1,52 1, ,53 1,79 2,59 2,76, ,73 2,3 1,46 3,5 1, ,25 1,6 1,26 1,6 1, ,53 1,1 1,54 1,1 2.8 pav. HTK reikšmės metais Skirtingų Lietuvos agroklimatinių rajonų vidutinės mėnesio HTK reikšmės apibendrintos 2.5 lentelėje. 2.5 lentelė. Tirtų agroklimatinių rajonų vidutinės vegetacijos laikotarpio HTK reikšmės m. HTK Telšiai Biržai Varėna Šilutė Dotnuva >1, , 1, ,8 1, ,6, ,4, <, ! Visose nagrinėjamose teritorijose metų laikotarpiu vyravo perteklinis drėgnumas ir tik 213 metais buvo vidutiniškai drėgni / sausringi Sausrų nustatymo palyginamoji analizė Žinant, jog Lietuvoje vegetacijos metu pagrindinis drėgmės šaltinis yra atmosferos krituliai, galima teigti, jog pagal jų kiekį sprendžiama apie vieno ar kito laikotarpio drėgmingumą. SPI skaičiavimas pagrįstas kritulių kiekiu, todėl pagrindinis klausimas yra ar šio indekso taikymas pagrįstas žemės ūkio sausrai identifikuoti. Nagrinėjant, kaip tarpusavyje koreliuoja SPI ir HTK apskaičiuotos reikšmės, nustatoma ar šios abi skaičiavimo metodikos turi tarpusavio ryšį ir gali būti viena kitai prilyginamos. Reikia pažymėti, kad palyginimą apsunkina skirtinga drėgmingumo vertinimo skalė. SPI vertinamas pagal septynias reikšmių interpretavimo skales, o HTK pagal šešias. Taip pat SPI neįvertina aktyviosios vegetacijos laikotarpio pradžios. Nustatyta, jog tiriamuoju laikotarpiu Kaune anksčiausiai 31

32 vegetacijos laikotarpis prasidėjo 28 m. kovo paskutiniosiomis dienomis, o tai bent 5 1 dienų anksčiau negu vidutiniais daugiamečiais terminais. Iki 25 m. pastebima vegetacijos laikotarpio pradžia balandžio mėnesio antrajame dešimtadienyje. Ankstyvosios vegetacijos pradžios metai taip pat buvo 24, 25 bei 29 m., kai vegetacijos pradžia užfiksuota balandžio pirmajame dešimtadienyje. Kitais tiriamojo laikotarpio metais vegetacijos laikotarpio pradžia atitiko vidutines daugiametes datas. SPI ir HTK m. reikšmių (Kauno stotis) sugretinimas pateiktas lentelėje (2.6 lent.). 2.6 lentelė. Drėgmingumo koeficientų reikšmės analizuojamu laikotarpiu Kauno MS Metai Drėgmingumo koeficientas (gegužė rugsėjis) SPI HTK 23,11 Artima normaliam 1,26 Pakankamai drėgna 24 -,15 Artima normaliam 1,73 Šlapia 25,29 Artima normaliam 1,87 Šlapia 26,25 Artima normaliam 1,78 Šlapia 27,64 Artima normaliam 1,9 Šlapia 28 -,34 Artima normaliam 1,21 Pakankamai drėgna 29,7 Artima normaliam 1,5 Pakankamai drėgna 21 1,12 Vidutiniškai sausa 1,98 Šlapia 211,56 Artima normaliam 1,74 Šlapia 212,44 Artima normaliam 1,56 Šlapia Apibendrinus lentelės duomenis, matyti, jog tų pačių metų vegetacijos laikotarpio drėgmingumas vertinamas daugeliu atvejų nesutampa. Pagal SPI daugiausiai buvo artimų normaliam drėkinimui metų, o pagal HTK šlapių metų (2.9 pav.). Pastebima tendencija, jog tais metais kuomet SPI identifikuoja artimus normaliam drėkinimui metus, HTK nurodo, jog tai šlapi metai. 2.9 pav. Gegužės rugsėjo ddrėgmingumo vertinimas pagal HTK ir SPI procentinis pasiskirstymas Viso vegetacijos laikotarpio apibūdinimas tiek pagal SPI, tiek pagal HTK neatspindi realios situacijos. Nagrinėjant augalų aprūpinimą vandeniu, pravartu įvertinti mėnesio drėgmės sąlygas, nes pagal tai galima spręsti apie drėgmės trūkumą ar jos perteklių. Tam tikslui palygintos atskirų mėnesių Kauno vietovės drėgmingumo sąlygos, įvertinant jas pagal SPI 1 ir HTK. 2.7 lentelėje, panaudojus spalvinį spektrą, apibendrinti dešimties metų drėgmingumo vertinimas Kauno rajone. Norint vienodus pagal drėgmingumo laipsnį laikotarpius apibūdinti pagal tą pačią skalę, išskirtos penkios spalvinės gamos, kurios panaudotos palyginimui. Apibendrinus penkiasdešimties mėnesių drėgmingumo vertinimo duomenis, kkaip matyti iš pateiktų rezultatų, 32

33 didžioji dalis mėnesių vertinama skirtingai. Pagal HTK, sausų ir nepakankamai drėgnų mėnesių buvo 12, pakankamai drėgnų 12, šlapių 26, o pagal SPI ekstremaliai sausų, vidutiniškai sausų mėnesių buvo 2, artimų normaliam drėkinimui mėnesių 35,vidutiniškai drėgnų ir labai drėgnų mėnesių 13. Galima daryti prielaidą, jog dalis tų mėnesių, kurie pagal SPI buvo vertinami kaip artimi normaliam drėkinimui, pagal HTK jau vertinami kaip šlapi. Tokių atvejų nustatyta 13. Dar 12 atvejų gaunamas toks atitikimas: kai SPI mėnesį vertina kaip artimą normaliam drėkinimui, HTK kaip pakankamai (vidutiniškai) drėgną. 2.7 lentelė. Atskirų mėnesių drėgmingumo sąlygų vertinimo palyginimas pagal SPI ir HTK Metai Mėnuo Gegužė Birželis Liepa Rugpjūtis Rugsėjis Krituliai SPI 1 -,17 -,36,94 -,39,53 HTK 1,25 1,3 1,95 1,,8 Krituliai SPI 1 -,54 -,16,1,53 -,68 HTK 3, 1,5 1,52 1,75,9 Krituliai SPI 1 1,18,29 -,92 1,11 -,2 HTK 3, 1,7,8 2,7 1,15 Krituliai SPI 1 1,11-2,28 -,11 1,52 1,4 HTK 2,2,45 1,15 3, 2,1 Krituliai SPI 1 1,85,8 1,49,18 -,39 HTK 2,8 1,35 2,8 1,45 1,1 Krituliai SPI 1 -,72,42 -,95,55-1,2 HTK,9,95 2,2 1,2,8 Krituliai SPI1 -,27 1,4,22,34 -,96 HTK 1,1 2,2 1,5,9 1,8 Krituliai SPI 1 1,81 1,44,49 1,5,35 HTK 2,3 2,6 1,6 1,7 1,7 Krituliai SPI 1 -,7 -,47 1,44 1,24,64 HTK 1,,8 2,2 2,8 1,9 Krituliai SPI 1,13,71,87,,47 HTK 1, 1,8 2,3 1,6 1,1 Pastaba: SPI HTK >=2, Ekstremaliai drėgna >1,5 Šlapia 1,5-1,99 Labai drėgna 1, - 1,5 Pakankamai drėgna 1, - 1,49 Vidutiniškai drėgna,8-1, Nepakankamai drėgna -,99 -,99 Artima normaliam,6 -,7 Sausringa -1 - (-1,49) Vidutiniškai sausa,4 -,5 Sausa -1,5 - (-1,99) Labai sausa <,3 Labai sausa <=-2, Ekstremaliai sausa 33

34 HTK Rezultatų procentinis skirtumas pagal abu koeficientus matomas 2.1 pav. 2.1 pav. Vertintų pagal SPI ir HTK šlapių, sausų, vidutinio drėgnumo, artimo normaliam drėkinimui mėnesių pasiskirstymas (%) Norint įvertinti rezultatų statistinę priklausomybę ir skalės atitikimą nustatyta SPI 1 ir HTK reikšmių koreliacija. Kaip matyti iš 2.11 pav. tarp nagrinėjamų indeksų koreliacija yra stipri, tačiau drėgmingumo laipsnio įvertinimas pagal HTK neatitinka vertinimo pagal SPI. Pagal priklausomybę matyti, kad pagal SPI esant drėgnam mėnesiui, pagal HTK jis dažnai vertinamas kaip šlapias. 3,5 3 2,5 HTK =,56 SPI + 1,5 R² =,4774 r=, ,5 1, SPI 2.11 pav. SPI 1 ir HTK priklausomybiniai ryšiai atskirų mėnesių laikotarpiais Kauno MS m.! Nagrinėjant koreliacinę priklausomybę galima išskirti skalės nesutapimą drėgnuoju vegetacijos laikotarpiu, kadangi tiek SPI tiek HTK reikšmė nuo 1 iki 1,5 atspindi vidutiniškai drėgną laikotarpį, jos turėtų apibrėžti tą patį duomenų masyvą, tačiau pagal tiesinę regresinę lygtį SPI reikšmes nuo 1, iki 1,5 pagal HTK atitinka 2 2,3. Ir atvirkščiai HTK reikšmės nuo 1 iki 1,5 atitinka SPI reikšmes nuo -1 iki, kurios pagal SPI yra priskiriamos artimoms normaliam drėgmingumui. Analogiška situacija yra su šlapių laikotarpių vertinimu, kai pagal HTK esant reikšmei didesnei už 1,5 vegetacijos laikotarpis yra šlapias, ir pagal teisinės regresijos lygtį gaunama SPI reikšmė lygi (artima normaliam).! Nagrinėjant sausringojo laikotarpio reikšmes, pagal HTK sausringas laikotarpis yra laikomas tuomet, kai reikšmė yra lygi ar mažesnė už,7 ir kai pasiekia,5 laikoma, kad yra sausa 34

35 HTK arba labai sausa. Pagal SPI tai atitinka 1,4 ir mažiau, todėl galima teigti, kad sausringojo laikotarpio reikšmės sutampa.! Apibendrintai galima teigti, kad net 39 atvejais iš 5 (78 %) tų pačių laikotarpių vertinimo koeficientai yra skirtingi. Neatsižvelgiant į aktyviosios vegetacijos pradžią kiekvienais metais, sudėtinga nustatyti, kuris koeficientas yra tikslesnis, tačiau palyginus su mėnesio krituliais galima teigti, kad HTK koeficientas,,pervertina šlapius laikotarpius, kurie galėtų būti vertinami kaip pakankamai (vidutiniškai) drėgni mėnesiai. Apibendrinus SPI ir HTK reikšmes, visos Lietuvos nagrinėjamuose rajonuose gauti rezultatai patvirtino rezultatus gautus pagal Kauno pavyzdį. Analizuojant SPI ir HTK ryšio stiprumą, remianti koreliacijos koeficiento skaitine reikšme, nustatyta, kad ryšys keturiuose tyrimų objektuose yra tiesioginis, tiesinis, stiprus (r =,78) (2.12 pav.) Duomenų sklaida panaši visuose tirtuosiuose objektuose. 3,5 3, 2,5 HTK =,51 SPI + 1,51 R² =,51 r =,71 2, 1,5 1,,5, SPI 2.12 pav. SPI ir HTK ryšys metais 2.8 lentelė. SPI ir HTK reikšmių atitikimas SPI HTK SPI HTK SPI HTK SPI HTK SPI HTK -3, - -2,,5-1, 1,, 1,5 1, 2, -2,9, -1,9,55 -,9 1,5,1 1,55 1,1 2,5-2,8,1-1,8,6 -,8 1,1,2 1,6 1,2 2,1-2,7,15-1,7,65 -,7 1,15,3 1,65 1,3 2,15-2,6,2-1,6,7 -,6 1,2,4 1,7 1,4 2,2-2,5,25-1,5,75 -,5 1,25,5 1,75 1,5 2,25-2,4,3-1,4,8 -,4 1,3,6 1,8 1,6 2,3-2,3,35-1,3,85 -,3 1,35,7 1,85 1,7 2,35-2,2,4-1,2,9 -,2 1,4,8 1,9 1,8 2,4-2,1,45-1,1,95 -,1 1,45,9 1,95 1,9 2,45 2, 2,5! Pagal gautus rezultatus galima teigti: SPI labiau tinkamas meteorologinei sausrai identifikuoti, nes agrometeorologinė sausra gali prasidėti mėnesio viduryje ar pabaigoje, o SPI fiksuoja mažiausiai mėnesio laikotarpio sausros trukmę. Šis indeksas neįvertina aktyviosios vegetacijos laikotarpio pradžios. 35

36 Svarbu lyginant šiuos du indeksus skaičiavimų sudėtingumas. HTK taikymas nesudėtingas, tačiau bet koks skaičiavimo proceso supaprastinimas iškreipia gaunamus rezultatus, t.y. gaunamos didesnės paklaidos. Šių dviejų indeksų reikšmių skalės skiriasi, dėl to tenka interpretuoti konkrečių reikšmių atitikimą pagal vieną ar kitą kriterijų. Vegetacijos laikotarpio sausroms identifikuoti, gali būti taikomi abu indeksai. Nustatyta, kad pagal HTK -,3 (labai sausa) atitinka SPI -2,4 (ekstremaliai sausa); HTK-,6-,7 (sausringa_ atitinka SPI -1,6 (labai sausa); HTK -,8-1, (nepakankamai drėgna) SPI - -1, (vidutiniškai sausa). Galima teigti, kad sausringojo laikotarpio vertimas sutampa. Tačiau konkrečią indekso reikšmę būtina susieti su dirvožemio drėgme, nes, tik tokiu atveju, įvertinama realus augalams palankus laikotarpio drėgmingumas. Priklausomai nuo dirvožemio granuliometrinės sudėties ir nuo to kokios yra sukauptos dirvožemio drėgmės atsargos, sausra prasideda daug vėliau, negu parodo HTK. Ir atvirkščiai iškritus krituliams, ypač aktyvios augalų augimo stadijos metu, kai išgaravimas gali būti 3,5-5 mm/parą dažnai pagal HTK laikotarpis vertinamas kaip pakankamai drėgnas, tačiau dirvožemis būna sausas ir augalai patiria stresą dėl drėgmės trūkumo. Pagal HTK sausringumo vertinimas yra paprastesnis, tačiau pastarasis metodas neįvertina dirvožemyje drėgmės sukauptų atsargų, dėl to dažnai vidutinio drėgnumo laikotarpis yra vertinamas kaip sausas (prieš tai buvus šlapiam laikotarpiui) arba šlapias (prieš tai buvus sausringam laikotarpiui) (Dirsė ir kt., 21). Norint sėkmingai taikyti SPI agrometeorologinei sausrai identifikuoti būtina turėti ilgalaikę stebimų laikotarpių (sąlygų) eilę ir patikslinti vertinimo skalę mūsų šalies teritorijai. Tokį pasiūlymą Lietuva jau yra gavusi 29 metais, kuomet Pasaulinė meteorologijos organizacija (WMO) pasiūlė VI regiono šalims (šiam regionui priskiriama ir Lietuva) vartoti SPI kaip universalų meteorologinės sausros indeksą. Didžiausias šio darbo aktualumas tai, kad Lietuva būtų integruota į visą Europos sausrų stebėjimo sistemą, kurioje sudarant sausrų žemėlapius bei identifikuojant meteorologines sausras ir yra taikomas šis indeksas. Tuo tarpu liekant prie HTK kriterijaus susikalbėjimas su Europos šalių mokslininkais ir kitų suinteresuotų institucijų atstovais, tampa sudėtingas, kadangi HTK koeficientas netaikomas arba taikomas tik išimtinais atvejais pavienėse šalyse.! Nustatyta, kad nepriklausomai nuo nagrinėjamo laikotarpio trukmės SPI ir HTK drėgmingumo laipsnį vertina skirtingai: Drėgmingumo laipsnis pagal SPI ir HTK nesutampa 78 % vertinant 5 mėn. laikotarpį (gegužės rugsėjo mėn.) ir 4 % vieno mėnesio trukmės laikotarpį. Gegužės rugsėjo mėn. laikotarpiu pagal HTK daugiausiai buvo šlapių metų (52 %), mažiausiai sausų (2 %). Pagal SPI daugiausiai buvo artimų normaliam drėkinimui metų (72 %), mažiausiai vidutiniškai ir ekstremaliai sausų metų (atitinkamai po 2 %).! SPI ir HTK reikšmių vertinimo skalės yra tarpusavyje susijusios (r =,71 stiprus koreliacinis ryšys). Reikšmių neatitikimas pastebimas ties drėgnojo laikotarpio reikšmėmis: kai pagal SPI laikotarpis vertinamas kaip artimas normaliam, (-,9 -,9), HTK laikotarpį vertina kaip pakankamai drėgną (1,-1,5) arba šlapią (>1,5).! Pasaulinė meteorologijos organizacija (WMO) rekomenduoja SPI taikyti meteorologinei sausrai nustatyti, todėl norint šį indeksą taikyti Lietuvoje agrometeorologinei sausrai identifikuoti, būtina sugretinti daugiamečių stebėjimų duomenis ir patikslinti vertinimo skalę, ją pritaikant mūsų regionui. 36

37 3. Dirvožemio drėgmės vertinimas 2 uždavinys: Atlikti dirvožemio drėgmės matavimus termostatiniu metodu lygiagrečiai su automatinėse agrometeorologijos stotyse atliekamais dirvos drėgmės matavimais (Watermark tipo) būdinguose Lietuvos regionuose ir skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose Dirvožemio hidrofizikinių savybių vertinimas literatūros apžvalga Vandens ir oro režimas priklauso nuo dirvožemio granuliometrinės sudėties, jo struktūringumo, tankio, armens sluoksnio storio, meteorologinių sąlygų ir kitų veiksnių. Lietuvos dirvožemių humusingas sluoksnis artimas ariamajam sluoksniui ir siekia apie 2 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., 27). Augalai pasisavina tik vandenyje ištirpusius maisto elementus, taigi dirvožemis tai ne tik atrama augalų šaknims, jis yra būstas visiems smulkiems gyviams, sandėlis maisto atsargoms, talpa vandeniui ir orui (Bogužas ir kt, 213.) Dirvožemio drėgmės reikšmė Dirvožemio drėgmė yra vienas svarbiausių aplinkos veiksnių, turinčių lemiamos įtakos augalų produktyvumui. Dirvožemio drėgmės stebėjimas būtinas nustatant drėkinimo režimą, vertinant augalų vandens poreikius, pagrindžiant sunaudojamo vandens efektyvumą, stebint vandens judėjimo dėsningumus dirvožemyje, sprendžiant agronominius klausimus (analizuojant šaknų vandens sugėrimo modelius, atliekant augalų patologinius stebėjimus, tiriant anglies pasiskirstymą dirvožemyje ir augalo audiniuose, analizuojant skirtingus žemės dirbimo būdus ir kt.), įvairius ekologinius klausimus ir problemas, ekosistemų kaitą ir kt. Dirvožemio drėgmė, kaip vandens balanso elementas, svarbi analizuojant meteorologinius reiškinius vietos mastu ir globaliai. Krituliai ir oro temperatūra (šilumos kiekis) sąlygoja drėgmės kiekį dirvoje ir nulemia augalų augimo sąlygas (Kudakas ir kt., 1998). Dirvožemio drėgmė (drėgnis, gamtinis drėgnumas, uolienos drėgnumas) uolienų porose, plyšiuose, ertmėse gamtinėmis sąlygomis esantis vandens kiekis, jis nustatomas pagal drėgnos uolienos pavyzdžio ir to paties pavyzdžio, išdžiovinto C temperatūroje, masių skirtumą. Augalai duoda daugiausia produkcijos, kai sudaromas optimalus dirvožemio drėgmės režimas visą jų vegetacijos laiką. Maksimali optimalios drėgmės riba yra lauko drėgmės imlumas (LDI), minimali kapiliarų nutrūkimo drėgmė (3.1 pav.). 3.1 pav. Pagrindinės dirvožemio hidrofizikinės konstantos 37

38 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. Kapiliarų nutrūkimo drėgmė (Wk) drėgmė, 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 (3.2 pav.). 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. 3.2 pav. Palyginamasis dirvožemio drėgmės kiekis: vandentalpa (prisotintas dirvožemis), lauko drėgmės imlumas, vytimo drėgmė Pagal drėgmės imlumą skiriamos trys uolienų grupės: imlios durpės, molis, smulkus dulkis ir kt., silpnai imlios molingas smėlis, liosas, mergelis, rupus dulkis ir t. t., neimlios smėlis, žvyras, žvirgždas, monolitinės išsiliejusios ir metamorfinės uolienos. Vandens judėjimą dirvožemyje lemia: absorbcinės (vyrauja kai dirvožemio drėgmės kiekis mažesnis už vytimo drėgmę), kapiliarinės (kai drėgmės kiekis lygus maždaug mažiausiam lauko imlumui), gravitacinės (drėgmės kiekis artimas pilnutiniam drėgmės imlumui) ir kt. jėgos. Kadangi dirvožemis yra daugiafazė sistema (kietoji fazė vanduo dujos augalai), drėgmės judėjimas jame labai sudėtingas (3.3 pav.). 38

39 3.3 pav. Vandens judėjimas dirvožemyje Vandens judėjimas dirvožemyje vis dažniau apibūdinamas termodinaminiu metodu, pagrįstu darbo, atliekamo įvairių hidrofizikinių jėgų dirvožemyje, skaičiavimais. Dirvožemio drėgmės potencialas reiškia dirvožemio gebėjimą atlikti didesnį arba mažesnį darbą negu laisvas distiliuotas vanduo. Šis potencialas žymimas neigiamu ženklu, nes reikia (teigiamo) darbo jam atlikti. Taigi, dirvožemio drėgmė yra santykis tarp vandens potencialo ir vandens kiekio dirvožemyje Dirvožemio drėgmės ribos Informacija, kurią suteikia dirvožemio drėgmės kiekis, yra naudojama nustatant augalams prieinamą vandens kiekį. Pagal atliktus tyrimus viršutinė drėgmės riba prieinama augalams yra,33 MPa (-1/3 baras, pf 2,531), apatinė riba yra -1,5 MPa (-15 baras, pf 4,18) (pf dirvožemio drėgmės neigiamo slėgio aukščio, išreikšto cm, logaritmas). Apatinė riba, dažnai vadinama augalų vytimo riba. pf kreivės parodo santykį tarp dirvožemio siurbimo jėgos ir dirvožemio drėgmės kiekio (Olandijos..., 213). Sauso dirvožemio sorbuojamoji galia pf = 7,, higroskopinės drėgmės pf = 4,6-7,, plėvelinės drėgmės pf = 3,-4,, kapiliarinės 3-1, gravitacinės 1. Lauko drėgmės imlumas atitinka pf 2; vytimo drėgmė pf 4,2. Daugeliui augalų rūšių dirvožemio drėgmės sąlygos yra optimalios tada, kai potencialas yra 2,3-2,7 pf (2-5 kpa). Dirvožemiai, turintys tokią pačią sorbuojamąją galią, pasižymi panašiomis drėgmės savybėmis, kurias įsisavintų augalai, nors jų absoliutusis drėgnumas gali būti skirtingas. Prisotinto drėgme dirvožemio poringumas išreiškia tūrinę dirvožemio drėgmės išraišką ( ). Priklausomai nuo dirvožemio granuliometrinės sudėties, drėgmės kiekis skiriasi. Galima sakyti, kad esant prisotintam dirvožemiui visos poros užpildytos vandeniu. Gamtinėmis sąlygomis visada lieka 3-4 % porų tūrio, kuriame pasilieka suspausto oro burbuliukų. Dulkiškame priemolyje, esant prisotinimui, drėgmės kiekis yra artimas 5 cm 3 /cm 3. Dirvožemis prisotintas drėgme lieka tol, kad infiltruojasi. Vėliau veikiant gravitacinėms jėgoms vidutiniškai 2 parų bėgyje laisvas vanduo nuteka į gilesnius dirvožemio sluoksnius - pasiekiamas lauko drėgmės imlumas. Lauko drėgmės imlumas (vandens kiekis kuomet iš porų pasišalina laisvas perteklinis vanduo veikiant gravitacinėms jėgoms) atitinka vandens slėgį nuo 1 iki 33 J/kg m. Praktikoje dažniausiai naudojama -33 J/kg reikšmė. Kadangi dirvožemio drėgmės kiekis, kurį pritraukia dirvožemio dalelės, priklauso nuo dirvožemio absorbcinių savybių t. y. kuo didesnis dalelių paviršiaus plotas tuo didesnis vandens kiekis yra absorbuojamas (pvz., molingas dirvožemis, 39

40 kuriame yra daug organinės medžiagos absorbuoja ir išlaiko daugiau vandens negu smėlingas dirvožemis) (3.4 pav.) 3.4 pav. Lauko drėgmės imlumas Apytikslis lauko drėgmės imlumas moliuose ir priemoliuose yra 3-35 %, lengvuose priemoliuose 15-3 %, priesmėliuose 6-15 %, smėliuose 2-6 %, žemapelkėse % dirvožemio tūrio. Vytimo drėgmė dirvožemyje atitinka dirvožemio vandens potencialą (Ψ m ) 15 J/kg (-1,5 MPa). Kai dirvožemis sausėja, augalams pradeda trūkti drėgmės, jų lapai nuvysta dienos metu ir atsigauna nakties metu atsistačius turgoro kiekiui, kadangi vanduo nėra išgarinamas per lapus. Šaknys aprūpina augalą būtinu vandens kiekiu (t. y. pritekančio vandens kiekis prilygsta augalo sunaudojamo vandens kiekiui), tačiau augalai lieka nuvytę, jeigu šaknų osmosinis slėgis yra mažesnis už dirvožemio dalelių absorbcines traukos jėgas. Tokiu atveju yra pasiekiama kritinė riba augalų vytimo drėgmė, tačiau net ir esant vytimo drėgmei dirvožemyje vis dar yra dirvožemio drėgmės atsargos (1-ies vandens molekulių storio sluoksnis), tačiau jos nėra prieinamos augalams ir mikroorganizmams. Ši dirvožemio savybė labai svarbi kai lyginami skirtingų tipų dirvožemiai, pvz.: daug molinių dalelių turintis dirvožemis gali išlaikyti didesnį kiekį drėgmės, lyginant su smėlingais, tačiau molinguose dirvožemiuose absorbcinės jėgos yra didesnės ir vandens kiekis, neprieinamas augalams yra didesnis. Statiškai augalams prieinamos drėgmės kiekis, neįvertinant dirvožemio tipo, būna 5-13 % didesnis už vytimo drėgmę. Orientacinės, literatūros šaltiniuose nurodomos skirtingų dirvožemių vytimo drėgmės ribos atvaizduotos 3.5 paveiksle ir Lentelėje 3.1 apibendrintos drėgmės kiekio reikšmės skirtinguose dirvožemiuose esant -1,5 MPa potencialui ir sausam dirvožemiui (dirvožemyje esantis drėgmės kiekis yra higroskopinė drėgmė). 4

41 3.5 pav. Augalų vytimo drėgmė 3.1 lentelė. Skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemių augalams neprieinamos drėgmės dydžiai Granuliometrinės sudėties pavadinimas Dumblo dalelių dalis Molio dalelių dalis W-1,5 (vytimo drėgmė) (cm 3 /cm -3 ) W (higroskopinė drėgmė) (cm 3 /cm -3 ) s Smėlis (Sand),5,3,8,3 s 1 Rišlus smėlis (Loamy sand),12,7,15,5 ps Priesmėlis (Sandy loam),25,1,45,15 sp 2 Smėlingas sunkus priemolis (Sandy clay loam),13,27,143,48 p Priemolis (Loam),4,18,16,35 sm Smėlingas molis (Sandy clay),7,4,24,68 dp Dulkiškas priemolis (Silty loam),65,15,98,33 d Dulkiškas (Silt),87,7,75,25 p 2 Sunkus priemolis (Clay loam),34,34,174,55 dp 2 Dulkiškas sunkus priemolis (Silty clay,58,33,166,55 loam) dm Dulkiškas molis (Silty clay),45,45,24,68 m Molis (Clay),2,6,234,78 Drėgmės kiekis esantis dirvožemyje tarp lauko drėgmės imlumo ir vytimo drėgmės yra apibūdinamas kaip augalams prieinamas vandens kiekis ir atspindi vandens kiekį, kurį potencialiai gali naudoti augalai savo poreikiams. Augalams prieinama drėgmė svyruoja nuo 6 iki 17 % atitinkamai smėliniams, priemolio ar molio dirvožemiams (1 % 1 cm sluoksniui atitinka 1mm kritulių). 5 cm dirvožemio sluoksnyje gali būti sukaupta 3 (smėliai), 1 (priemoliai) ar 85 41

42 (moliai) mm laisvo vandens. Daroma prielaida, kad 5 % laisvo vandens gali būti prieinama augalams iki augalų augimas sulėtėja dėl drėgmės stygiaus (3.6 pav.). 3.6 pav. Dirvožemio drėgmės kiekis ir jo santykis su pf Apibendrintos tūrinės dirvožemio drėgmės reikšmės atsižvelgiant į granuliometrinę sudėtį pateiktos 3.2 lentelėje. 3.2 lentelė. Dirvožemio tūrinis drėgmės kiekis skirtinguose dirvožemiuose Tūrinis drėgmės kiekis (cm 3 /cm -3 ) Dirvožemio granuliometrinė Lauko drėgmės Augalams prieinamas sudėtis Vytimo drėgmė imlumas drėgmės kiekis Smėlis (Sand),7-,17,2-,7,5-,1 Rišlus smėlis (Loamy Sand),11-,19,3-,1,8-,9 Priesmėlis (Sandy Loam),18-,28,6-,16,12-,14 Priemolis (Loam),2-,3,7-,17,13-,13 Dulkiškas priemolis (Silty,22-,36,9-,21,11-,15 Loam) Dulkiškas (Silt),28-,36,12-,22,14-,14 Dulkiškas sunkus priemolis,3-,37,17-,24,13-,13 (Silty Clay Loam) Dulkiškas molis (Silty Clay),3-,42,17-,29,13-,13 Molis (Clay),32-,4,2-,24,12-,16 Drėgmės kiekis taip pat gali būti išreikštas procentais nuo sauso dirvožemio (svorinė dirvožemio drėgmė). Tai viena iš dažniausiai praktiniais tikslias taikomų dirvožemio drėgmės vertinimo dimensijų. Bendras visų tarpelių ir porų tarp dirvožemio dalelių tūris dirvožemio tūrio vienete yra vadinamas poringumu. Pagal porų didumą poringumas dirvožemyje gali būti kapiliarinis ir nekapiliarinis. Kapiliarinį poringumą sąlygoja daugiausiai smulkios molio dalelės, o nekapiliarinį stambios poros. Kapiliarinis poringumas būdingas sunkesnės granuliometrinės sudėties 42

43 nestruktūringiems dirvožemiams. Toks dirvožemis nesukaupia didesnių drėgmės atsargų, nes krituliai sunkiai susigeria, o didžioji jo dalis nubėga paviršiumi. Nekapiliarinis poringumas būdingas smėlio dirvožemiams. Aeracija juose gera, bet drėgmės sukaupti negali, nes krituliai dideliais tarpeliais greitai nuteka gilyn. Bendras poringumas struktūringuose dirvožemiuose siekia %, kartais net 7 %. Čia kapiliarinis poringumas yra dėl tarpų tarp struktūrinių agregatų, o kapiliarinis būdingas patiems agregatams. Tokie dirvožemiai gali sukaupti dideles vandens atsargas ir turi gerą aeraciją. Optimalios dirvožemio sąlygos augalų augimui yra kai apie 5 % dirvožemio yra porų ertmės ir 5 % dirvožemio yra kietoji fazė. Porų ertmės turėtų būti užpildytos dalis vandeniu ir kita dalis oru, maždaug per pusę. Nors poringumas parodo bendrą dirvožemio porų ertmių kiekį, jis nenusako kiek tiksliai dirvožemyje yra vandens ir oro. Tik nustačius vandens kiekį dirvožemyje, galima sužinoti kokiu santykiu pasiskirstęs vandens ir oro kiekis. Tai apsprendžia augalų augimą, leidžia spręsti apie dirvožemio perdžiūvimą ar prisotinimą vandeniu ir pan. Procentinis dirvožemio drėgmės kiekis Skirtinguose dirvožemiuose vandens atsargos išraiška nuo sauso dirvožemio masės skiriasi taip pat (3.3 lentelė) 3.3 lentelė. Skirtingos granuliometrinės sudėties dirvožemio vanduo Vandens kiekis % nuo sausosios dirvožemio masės Augalams prieinamo vandens Dirvožemis Higroskopinė Vytimo Vandentalpa mm/-1 cm drėgmė % koeficientas sluoksnyje Stambus smėlis,5 23,4 22, ,9 Smulkus smėlis 1,5 28, 25, ,6 Lengvas priemolis 2,3 33,4 28, ,8 Sunkus priemolis 6,5 47,2 37, ,7 Molis 13,2 64,6 48, ,2 Dirvožemyje yra 1-1 % organinių medžiagų. Jas sudaro humusas (8-85 %), nesuirusios augalų liekanos ir šaknys (1-15 %) ir gyvieji dirvožemio organizmai (iki 5 %). Organinės medžiagos kiekis dirvožemyje yra labai svarbus augalų mitybai, nes yra įvairių maisto medžiagų šaltinis. Vykstant organinių liekanų irimui ir mineralizacijai, pasigamina humusas. Lietuvos klimatinėmis sąlygomis humuso kiekis priklauso nuo dirvožemio tipo, granuliometrinės sudėties, užmirkimo bei dirvožemių sukultūrinimo laipsnio. Mažiausiai (,5-1,5 %) humuso yra sausuose smėlio, o daugiausiai sunkesnės mechaninės sudėties užmirkusiuose dirvožemiuose (virš 4 %). Kituose dirvožemiuose humuso dažniausiai yra 2-4 %. Storesnis humusingas sluoksnis padidina dirvožemio akumuliacines savybes, tokiame dirvožemyje yra didesnė drėgmės dinamika (Dirsė, 21). Organinių medžiagų įtaka lauko drėgmės imlumui ir vytimo drėgmei pavaizduotos 3.7 pav., iš kuri matoma, kas dirvožemiuose kuriuose yra didesnis organinių medžiagos keikis akivaizdžiai didesnis ir drėgmės kiekis. Dėl to padidinus organinės medžiagos kiekį dirvožemiuose tuo pačiu padidinamas ir lauko drėgmės imlumas bei dirvožemio vandentalpa (Kelly L. Trainor, 213). Padidėjus humuso kiekiui nuo 1 iki 3 %, dirvoje sukaupiama apie 6 mm/m² augalams naudingo ir prieinamo vandens, kurį sugeria ir ilgiau išlaiko būtent humusas. Tai labai svarbu laidesnėse 43

44 dirvose, kur tik humusas gali išlaikyti ir augalams tiekti būtiną drėgmę. Vien tik dėl šio veiksnio augalų derlius labai padidėja ir mažiau nukenčia nuo pasitaikiusių sausringų laikotarpių. 3.7 pav. Dirvožemio drėgmės kiekis ir jo santykis su pf Vanduo augalų šaknų link juda veikiant kapiliarinėms jėgoms ir į augalą patenka per šaknų paviršių, pastarosioms augant dirvožemyje. Kadangi augalų šaknų tiesioginis kontaktas su dirvožemio dalelėmis sudaro mažiau negu 1 % nuo bendro dirvožemio dalelių paviršiaus, vanduo į augalo šaknis patenka tiesiogiai, drėgmės patekimui tam reikiamas atstumas į augalo šaknis yra labai mažas (3.8 pav.). 3.8 pav. Augalo šaknies skerspjūvis (a) Šaknų dirvožemio pjūvis esant pakankamam drėgmės kiekiui dirvožemyje, kuomet augalas nepatiria drėgmės trūkumo streso, šaknys pilnai užpildo dirvožemio poras ir dėl to jos yra artimame sąlytyje su dirvožemio drėgme (vandens plėvele); (b) Kuomet augalas patiria drėgmės trūkumo stresą (esant karštam, sausam orui) šaknys susitraukia (pagrindinai žievės ląstelės), dėl to pastebimai sumažėja šaknų dirvožemio sąlytis. Tokio pobūdžio šaknų susitraukimas gali būti pastebimas ir karštomis dienomis, esant pakankamam drėgmės kiekiui dirvožemyje. 44

45 3.4 lentelėje pateikti duomenys, pagal kuriuos galima spręsti apie drėkinimo pradžios būtinybę. Esant drėgmei mažesnei negu optimali drėgmė augalai pradeda jausti stresą. 3.4 lentelė. Drėkinimo pradžios nustatymo pagal dirvožemio slėgį kpa ir kultūrą rekomendacijos Augalas Dirvožemio slėgis Dirvožemio slėgis Augalas kpa kpa Braškės 1-2 (2-3) Morkos 45 Briuselio kopūstai 25 Agurkai 45 Brokoliai 25 Baklažanai 45 Kinietiški kopūstai 25 Ropės 45 Salierai 25 (2-3) Bulvės 3-5 Svogūnai 25 Vynuogės 4-6 Garstyčios 25 Žirniai 7 Porai 25 Pastarnokai 7 Salotos 34 (4-5) Pomidorai 45 (6-7) Ridikai 25 Citrusai 5-7 Moliūgas 25-7 Kukurūzai 5-8 Kopūstai 34 Lapuočiai medžiai 6-8 Žiediniai kopūstai 34 Valgomoji soja 7 Pupelės Smulkiagrūdžiai 7-8 augalai Melionai 35-4 Medvilnė 7-8 Avokadai 4-5 Liucerna 7-8 Griežčiai 45 Burokai 2 Pipirai (paprikos ) 45 Rabarbarai 2 Lapiniai kopūstai 45 Topinambai 2 * Skliausteliuose patiektos skirtingų autorių nurodomos reikšmės Augalų aprūpinimas vandeniu ir maisto medžiagomis jų vegetacijos laikotarpiu yra vienas pagrindinių derliaus formavimo veiksnių. Pagrindinis drėgmės šaltinis yra atmosferos krituliai, kurie aprūpina dirvožemį reikalinga augalams drėgme, tačiau vegetacijos laikotarpiu jie pasiskirsto labai nevienodai ir iškritęs kritulių kiekis dažniausiai nepatenkina augalų poreikių (Dirsė, 21). Augalų poreikiai drėgmei atskirais ontogenezės tarpsniais taip pat nėra vienodi ir priklauso nuo augalo vystymosi tarpsnio, šaknų sistemos galingumo, dirvožemio vandens fizikinių savybių, oro temperatūros bei laistymo technikos ir būdo (Аутко, 24). Lietuvos klimato sąlygomis augalai daugiausia vandens sunaudoja liepos rugpjūčio mėnesiais (vidutiniškai 5 mm per parą, arba 4 5 m 3 ha -1 ). Daržovės vegetacijos metu sunaudoja apie m 3 ha -1 vandens, o mūsų šalyje iškrinta vidutiniškai m 3 ha -1 (tai yra 24 3 mm) kritulių (Dirsė ir kt., 2). 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 m., dirvožemio drėgmė jau m. sumažės %. Didžiausi pokyčiai tikėtini Vakarų Lietuvoje bei Šiaurės Rytų dalyje. Vidutinis pokytis visoje Lietuvos teritorijoje sudarys 15,9%. Prognozuojama, kad labiausiai išdžius ant lengvų dirvodarinių uolienų (smėlių ir priesmėlių) susiformavęs dirvožemio paviršinis sluoksnis. Manoma, kad XXI a. II pusėje 2 mm storio dirvožemio sluoksnis jau aktyvios vegetacijos laikotarpio pradžioje pasižymės gerokai mažesniu nei dabar drėgmės kiekiu (Stonevičius ir kt., 28). Modeliu DSSAT apskaičiuota, kad klimato kaitos nulemtas oro temperatūros didėjimas didina žemės ūkio pasėlių evapotranspiracijos potencialą, pastebimai keisdamas vandens balanso žemės ūkio augalų pasėliuose rodiklius (Lazauskas ir kt., 29). 45

46 Augalų fiziologiniai procesai yra tiesiogiai susiję su temperatūros ir drėgmės rėžimu ir jų kaita. Tai vieni pagrindiniai aplinkos veiksnių, lemiančių augalų augimo ir vystymosi procesus (Nakayama ir kt., 27). Vandens trūkumas augalams gali pasireikšti dėl sezoninio vandens sumažėjimo dirvožemyje, atsirandančio per ilgą laikotarpį arba užtrukus sausrai (Chaves, Oliveira, 24). Augalų vegetacijos metu velėninių jaurinių dirvožemių viršutiniai horizontai pasižymi dideliais produktyvios drėgmės atsargų svyravimais. Giliau gulinčiuose horizontuose drėgmės pokyčiai nėra tokie ryškūs (Dirsė ir kt., 1984). Paprastai didžiausias minėtų dirvožemių drėgnumas fiksuojamas ankstyvą pavasarį bei vėlų rudenį, o mažiausias vasarą. Lengvi velėniniai jauriniai dirvožemiai ypatingi ir intensyviai juose vykstančiais aeracijos procesais. Todėl tokie dirvožemiai negali sukaupti ir ilgiau išlaikyti didesnio vandens kiekio. Drėgmės imlumas juose yra net keletą kartų mažesnis, palyginus su sunkesnės granuliometrinės sudėties priemolio dirvožemiais. Mažas, bet stambių kapiliarų skaičius minėtuose dirvožemiuose sąlygoja tai, kad vanduo juose pakyla greitai, bet neaukštai. Tokių dirvožemių produktyvios drėgmės atsargos mažos ir tesiekia vos 8 mm (Dirsė ir kt., 1984). Velėniniai jauriniai dirvožemiai pasižymi geru šilumos laidumu bei dideliu jos imlumu, dėl to šie dirvožemiai, palyginus su sunkesniais priemoliais, sparčiau ir giliau įšyla. Dėl silpno dirvožemio fizinių dalelių rišlumo juos lengviau įdirbti, bet juose trūksta dviejų pagrindinių augalų augimą bei vystymąsi sąlygojančių veiksnių maisto medžiagų ir drėgmės (Kupčinskas ir kt., 25). Apibendrinimas:! Vandens ir oro režimas priklauso nuo dirvožemio granuliometrinės sudėties, jo struktūringumo, tankio, armens sluoksnio storio, meteorologinių sąlygų ir kitų veiksnių.! Apytikslis lauko drėgmės imlumas moliuose ir priemoliuose yra 3-35 %, lengvuose priemoliuose 15-3 %, priesmėliuose 6-15 %, smėliuose 2-6 % dirvožemio tūrio. Augalams prieinama drėgmė svyruoja nuo 6 iki 17 % atitinkamai smėliniams, priemolio ar molio dirvožemiams.! Augalai duoda daugiausia produkcijos, kai sudaromas optimalus dirvožemio drėgmės režimas visą jų vegetacijos laiką. Daugeliui augalų rūšių dirvožemio drėgmės sąlygos yra optimalios tada, kai potencialas yra 2-5 kpa. Viršutinė optimalios dirvožemio drėgmės riba yra LDI, apatinė kapiliarų nutrūkimo drgėmė. Daugelis augalų žūna kai dirvožemyje pasiekiama vytimo drėgmė, kuri atitinka dirvožemio vandens potencialą -1,5kPa.! Drėgmės kiekis taip pat gali būti išreikštas procentais nuo sauso dirvožemio (svorinė dirvožemio drėgmė). Tai viena iš dažniausiai praktiniais tikslias taikomų dirvožemio drėgmės vertinimo dimensijų Bendrosios dirvožemio drėgmės sąlygos m. (pagal Watermark daviklių rodmenis) 212 m. gegužės mėn. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis pirmąjį dešimtadienį pietinėje Žemaitijoje, Biržų, Rokiškio, Prienų, Birštono, Lazdijų, Švenčionių ir Vilniaus rajonuose dirvožemyje trūko drėgmės 2 cm gylyje, nors gilesniuose sluoksniuose kai kur jos buvo netgi daugoka. Likusioje šalies dalyje drėgmės sąlygos buvo normalios, išskyrus rytinį pakraštį (Ignalinos ir Zarasų r.), kur 2 cm gylyje buvo drėgmės perteklius. Antrojo dešimtadienio pradžioje daug kur pradėjo trūkti drėgmės 2 cm gylyje, tačiau praėję lietūs šį trūkumą iš dalies kompensavo. Dešimtadienio pabaigoje 2 cm gylyje drėgmės deficitas išliko pietvakarinėje Lietuvos dalyje, o rytiniame pakraštyje ir toliau buvo drėgmės perteklius. Likusioje šalies dalyje drėgmės sąlygos normalios. Trečiąjį dešimtadienį drėgmės 2 cm gylyje trūko beveik visur, išskyrus kai kuriuos rytinius rajonus (3.9 pav.). 46

47 Telšiai Šilutė Joniškis Biržai Dotnuva Molėtai Prienai Varėna Drėgmė, cbar /I 213/I 212/II 213/II 212/ III 213/ III Gegužė 3.9 pav. Dirvos vidutinė drėgmė 2 cm gylyje, cbar 213 m. gegužės mėn. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis pirmojo dešimtadienio pabaigoje Žemaičių aukštumoje bei Kaišiadorių ir Šalčininkų rajonuose dirvožemiai 2 cm gylyje buvo šlapi arba labai šlapi. Biržų, Molėtų, Prienų, Šakių bei Švenčionių rajonuose dirvožemiai buvo stipriai išsausėję, o likusioje šalies dalyje drėgni arba drėgnoki. Antrąjį dešimtadienį šiaurės vakarinėje šalies dalyje dirvožemiai 2 cm gylyje buvo šlapi arba labai šlapi. Didelėje dalyje pietvakarinių rajonų dirvožemiai buvo sausoki arba sausi, o likusioje šalies dalyje drėgni arba drėgnoki. Trečiąjį dešimtadienį 2 cm gylyje šlapi dirvožemiai buvo šiaurės vakariniame Lietuvos pakraštyje ir vietomis vidurio Lietuvoje. Dalyje šiaurės rytinių rajonų dirvožemiai buvo normaliai drėgni. Pietvakarių Lietuvoje ir rytiniame pakraštyje 2 cm gylyje jautėsi drėgmės trūkumas. 212 m. birželio mėn. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis 2 cm gylyje pirmąjį ir antrąjį birželio dešimtadienį dirvožemyje trūko drėgmės vakarinėje ir pietvakarinėje šalies dalyje. Rytų pietryčių Lietuvoje pirmąjį dešimtadienį fiksuotas dirvožemio drėgmės perteklius, antrąjį dešimtadienį priartėjo prie normalių reikšmių, o trečiąjį po gausesnių kritulių vėl išryškėjo drėgmės perteklius. Mėnesio pabaigoje Pagėgių, Jonavos. Ignalinos, Molėtų bei Ukmergės r. savivaldybėse dirvožemiai buvo šlapi (3.1 pav.). 213 m. birželio mėn. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis pirmąjį dešimtadienį sausi arba sausoki dirvožemiai 2 cm gylyje buvo pajūryje, rytiniuose ir kai kuriuose pietiniuose rajonuose. Šlapi dirvožemiai buvo Ukmergės, Molėtų, Vilkaviškio rajonuose. Likusioje šalies dalyje dirvožemiai buvo drėgni arba drėgnoki. Antrąjį dešimtadienį susidarė geros sąlygos sparčiam dirvožemio džiūvimui, drėgni dirvožemiai buvo tik Jonavos, Ukmergės, Lazdijų rajonuose. Orasausiai dirvožemiai 2 cm, vietomis iki 5 cm gylio antrąjį dešimtadienį buvo Akmenės, Biržų, Kėdainių, Kretingos, Šilutės, Švenčionių, Telšių rajonuose, dešimtadienio pabaigoje jau ir Ignalinos, Joniškio, Kazlų Rūdos, Šakių, Zarasų savivaldybių teritorijose. Sausoki dirvožemiai buvo Kalvarijos, Kelmės, Kupiškio, Trakų, Varėnos savivaldybėse, kitur drėgnoki. Trečiąjį dešimtadienį kiek daugiau drėgmės išsaugojo dirvožemiai Jonavos, Kaišiadorių, Ukmergės ir Ignalinos rajonuose, bet didesnėje šalies dalyje 2 cm gylyje buvo sausoka, o pietvakariuose, rytiniame ir šiaurės vakariniame pakraštyje dirvožemiai buvo orasausiai. 47

48 Telšiai Šilutė Joniškis Biržai Dotnuva Molėtai Prienai Varėna Drėgmė, cbar Telšiai Šilutė Joniškis Biržai Dotnuva Molėtai Prienai Varėna Drėgmė, cbar 2 15 Birželis 212/I 213/I 212/II 213/II 212/ III 213/ III pav. Dirvos vidutinė drėgmė 2 cm gylyje, cbar 212 m. liepos mėn. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis 2 cm gylyje pirmąjį liepos dešimtadienį normali dirvožemio drėgmė buvo vakarinėje ir pietvakarinėje Lietuvos dalyje, o Rytų ir Pietų Lietuvoje buvo jaučiamas drėgmės perteklius. Antrąjį dešimtadienį Vakarų ir Pietryčių Lietuvoje, Vilkaviškio r. dirvožemiai buvo šlapi ar net labai šlapi, kitur normaliai drėgni, o Marijampolės r. ir Druskininkų savivaldybėse sausoki. Trečiąjį liepos dešimtadienį beveik visur dirvožemiai buvo normaliai drėgni arba sausoki (3.11 pav.) Liepa 212/I 213/I 212/II 213/II 212/ III 213/ III pav. Dirvos vidutinė drėgmė 2 cm gylyje, cbar 213 m. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis pirmąjį liepos dešimtadienį apie normalų drėgnumą 2 cm gylyje buvo bent jau dalyje Joniškio, Pakruojo, Plungės, Ukmergės ir Vilkaviškio rajonų. Pietrytiniame Lietuvos pakraštyje, Biržų ir Jonavos rajonuose visą dešimtadienį ariamasis sluoksnis buvo sausokas, likusioje Lietuvos dalyje orasausis. Antrąjį dešimtadienį, nors ir iškrito nemažai kritulių, jų neužteko pagirdyti gilesniems dirvožemio sluoksniams, todėl ir dešimtadienio pabaigoje daug kur 2 cm gylyje tebebuvo sausa. Atidrėko iki normalaus drėgnumo dirvožemiai pietrytinėje Lietuvos dalyje, Joniškio, Pakruojo, Biržų bei Plungės ir Telšių rajonuose. Molėtų ir Šalčininkų rajonuose dešimtadienio pabaigoje dirvožemiai 2 48

49 Telšiai Šilutė Joniškis Biržai Dotnuva Molėtai Prienai Varėna Drėgmė, cbar cm gylyje buvo sausoki. Trečiąjį dešimtadienį daug kur dirvožemis 2 cm gylyje išliko sausas, Biržų, Kupiškio rajonuose sausokas, pietų Lietuvoje dirvožemio drėgnumas buvo normalus. Paskutinėmis dešimtadienio dienomis normaliai drėgnas dirvožemis 2 cm gylyje tapo ir Žemaitijoje (Plungės, Raseinių, Skuodo, Šilalės, Telšių rajonuose). Pagal automatinių agrometeorologijos stočių matavimų duomenis 2 cm gylyje 212 m. rugpjūčio mėn. pirmojo dešimtadienio pradžioje dirvožemiai daugiausia buvo drėgni arba drėgnoki. Sausoki dirvožemiai buvo pietrytinėje Lietuvos dalyje, Marijampolės r., Druskininkų ir Kalvarijos savivaldybėse. Ignalinos, Kėdainių, Telšių, Akmenės r. ir Pagėgių savivaldybėse dirvožemiai buvo šlapi arba labai šlapi. Dešimtadienio pabaigoje beveik visur dirvožemiai buvo šlapi. Antrojo dešimtadienio pradžioje jie daugiausia buvo drėgni, vietomis šlapi. Baigiantis dešimtadieniui, šiaurės vakariniuose rajonuose (Kretingos, Mažeikių, Skuodo r.), taip pat Joniškio, Prienų, Raseinių ir Šakių r. savivaldybių teritorijose dirvožemiai tapo sausoki, likusioje šalies dalyje drėgni arba drėgnoki. Trečiąjį dešimtadienį sausoki dirvožemiai buvo vietomis pietvakariniuose ir pietrytiniuose rajonuose, sausi Skuodo r. ir Druskininkų savivaldybėse. Šlapi dirvožemiai buvo rytinėje šalies dalyje, labai šlapi Ignalinos ir Zarasų rajonuose, kitur drėgni (3.12 pav.) /I 213/I 212/II 213/II 212/ III 213/ III Rugpjūtis pav. Dirvos vidutinė. drėgmė 2 cm gylyje, cbar 213 m. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis pirmojo rugpjūčio dešimtadienio pradžioje daug kur dirvožemis 2 cm gylyje buvo drėgnas arba sausokas. Paskutinėmis dešimtadienio dienomis dėl lietaus visoje šalyje, išskyrus Jurbarko, Raseinių, Šilalės, Tauragės, Telšių rajonus, dirvožemis 2 cm gylyje tapo drėgnas arba šlapias. Didžiąją antrojo dešimtadienio dalį Plungės, Šilalės, Telšių rajonuose dirvožemiai 2 cm gylyje buvo šlapi, Biržų, Šalčininkų, Šilutės rajonuose sausoki, Jurbarko, Kelmės, Rokiškio rajonuose ir vietomis pietvakarinėje Lietuvos dalyje sausi. Likusioje šalies dalyje dirvožemiai buvo normaliai drėgni arba drėgnoki. Trečiąjį dešimtadienį drėgni arba drėgnoki dirvožemiai buvo pietrytinėje Lietuvos dalyje ir šiaurės vakariniame pakraštyje. Kitur dirvožemiai dešimtadienio eigoje džiūvo nuo drėgnokų iki sausų, o pietvakarinėje dalyje, Molėtų, Rokiškio rajonuose visą dešimtadienį buvo labai sausi (orasausiai). 212 m. rugsėjo mėn. automatinių agrometeorologijos stočių matavimų 2 cm gylyje duomenimis pirmąjį dešimtadienį dalyje šiaurės rytinių rajonų ir Kėdainių rajone dirvožemiai buvo šlapi, vietomis pietvakariniuose ir pietiniuose rajonuose sausoki, Skuodo, Joniškio, Vilkaviškio r. sausi, likusioje šalies dalyje drėgni arba drėgnoki. Antrąjį dešimtadienį daugumoje rajonų 2 cm gylyje dirvožemiai buvo sausoki, Druskininkų savivaldybėje, Skuodo, dalyje Prienų r. teritorijos sausi. Slapi-dirvožemiai- buvę rytinėje Lietuvos dalyje bei vietomis Žemaitijoje, o Vilniaus, Utenos, Rokiškio rajonuose normaliai drėgni. Trečiąjį dešimtadienį daugumoje rajonų dirvožemiai 49

50 Telšiai Šilutė Joniškis Biržai Dotnuva Molėtai Prienai Varėna Drėgmė, cbar buvo drėgni arba drėgnoki. Šlapi dirvožemiai buvo rytinėje Lietuvos dalyje, vietomis Pietvakarių Lietuvoje bei Žemaitijoje, sausoki Šiaurės Rytų Lietuvoje, Šalčininkų, Telšių, rajonuose, sausi Joniškio ir dalyje Prienų r. teritorijos. 213 m. pagal automatinių agrometeorologijos stočių duomenis visą pirmąjį rugsėjo dešimtadienį dirvožemiai 2 cm gylyje vakariniuose bei pietrytiniuose rajonuose buvo šlapi arba drėgni. Kitur dešimtadienio pabaigoje jie pradžiūvo nuo drėgnokų iki sausų, o dalyje centrinių šalies rajonų visą dešimtadienį buvo orasausiai. Antrąjį dešimtadienį normaliai drėgni dirvožemiai buvo Plungės rajone, šlapi Telšių ir Kretingos rajonuose. Pietų Lietuvoje jie buvo drėgnoki, pietvakariuose ir Rytų Lietuvoje orasausiai, o centrinėje ir šiaurinėje Lietuvos dalyse sausoki. Trečiąjį dešimtadienį orasausiai dirvožemiai išliko Rokiškio rajone, drėgnoki Pakruojo, Biržų ir Švenčionių rajonuose. Beveik visoje Žemaitijoje ir vietomis pietiniuose bei pietvakariniuose rajonuose dirvožemiai buvo labai šlapi, Skuodo, N. Akmenės, Mažeikių, Šilutės, Jurbarko rajonuose ir dalyje Vilniaus apskrities šlapi, likusioje dalyje dirvožemio drėgnumas buvo arti normalaus (3.13 pav.) Rugsėjis 213/I 213/II 213/ III 3.13 pav. Dirvos vidutinė. drėgmė 2 cm gylyje, cbar 3. 3 Dirvožemio drėgmės dinamikos tyrimai m. Biržų (tyrimo objekte vyrauja dulkiškas sunkus priemolis) objekte analizuojamu laikotarpiu dirvožemio drėgmė kito nuo 5 iki 81 cbar 212 m. ir nuo 24 iki 138 cbar 213 m. 2 cm gylyje 212 m. laikotarpio vidutinė vertė buvo 44 cbar, 5 cm 47 cbar, o 1 cm gylyje 36 cbar. 213 m. laikotarpio vidutinė vertė 2 cm gylyje buvo 77,6 cbar, 5 cm gylyje 15 cbar, o 1 cm gylyje 5,5 cbar. Pagal faktinius duomenis Biržuose dirvožemis išdžiūvęs nebuvo, o perteklinė drėgmė ir vidutiniškai šlapia viršutiniame dirvos sluoksnyje buvo pirmąjį dešimtadienį ir mėnesio gale (28-31 d.). 5 cm gylyje gruntas iki preliminarios 6 cbar ribos išdžiūvo trumpais periodais gegužės 1-15, birželio 21-3 ir rugsėjo 1-13 bei spalio pirmąsias 5 d m. pagal gautuosius tyrimų rezultatus. 213 m. pagal Watermark prietaiso parodymus sausųjų laikotarpių buvo daugiau nei 212 m., 5 trumpi periodai užfiksuoti 2 cm gylyje ir 2 kartai 5 cm gylyje. 213 m. 5 cm gylyje sausas periodas truko nuo liepos mėn. 11 d. iki tyrimų laikotarpio pabaigos rugsėjo 22 d. 1 cm gylyje per abu tyrimų metus drėgmės parodymų reikšmė neviršijo 6 cbar, t. y. buvo nuolat drėgna (3.14 pav.). Dotnuvoje (priemolis) vidutinė paros dirvožemio drėgmė cbar akivaizdžiai rodo sausąjį periodą nuo 212 m. gegužės 26 d iki liepos 2 d., tuo tarpu giliausiai (1 cm) visą augalų vegetacijos ir tyrimų laikotarpį drėgmės vertės atitinka šlapiojo periodo parametrus. Maksimalios vidutinės paros dirvožemio drėgmės vertės 2 cm gylyje 212 m. buvo birželio d., 5 cm gylyje dirvožemis atitiko periodą su keleto parų vėlavimu ir mažesnėmis skaitinėmis vertėmis, o 1 cm gylyje vidutinė paros dirvožemio drėgmė kito nuo 4 iki 2 cbar (3.14 pav.). 5

51 Joniškyje (vidutinio sunkumo priemolis) 212 m. tyrimų laikotarpiu drėgmės kaita buvo gana permaininga. Drėgmės dinamikai būdingi ypač aiškiai išreikšti ekstremumai, staigūs pokyčiai. 213 m. metais laikotarpis buvo sausesnis, ypač didelė kaita buvo paviršiniame 2 cm dirvožemio gylyje. Drėgmė kito nuo 9 iki 191 cbar. Pasiekus šią ribą daviklių galiojimo ribos pasiekia viršutinę ribą. 1 cm gylyje reikšmės kinta minimaliai, kadangi dirvožemio drėgmės dinamika mažiau lemiama klimatinių ir meteorologinių sąlygų (kritulių, temperatūros skirtumo ir aerodinaminių sąlygų), augalų vandens poreikio. 213 m. viršutiniuose sluoksniuose drėgmės kaita buvo labai intensyvi, gilesniuose sluoksniuose tolygiai viso vegetacijos laikotarpio metu mažėjo. Paviršiniame 2 cm sluoksnyje išsiskiriami du sausieji laikotarpiai: birželio d. ir rugpjūčio d. 5 cm gylyje drėgmė pastebimai mažėjo nuo liepos 24 d. iki rugsėjo 15 d. buvo sausa. (3.14 pav.). Molėtų agrometeorologijos stoties vidutinės dirvožemio drėgmės nustatytos drėgmės matuokliu visuose sluoksniuose 212 m. buvo arti dirvožemio drėgmės prisotinimo ribos. 213 m. reikšmingai kito gegužės 25 d., birželio 23 d. ir liepos 27 rugpjūčio 6 d. Gilesniuose sluoksniuose iki birželio galo buvo šlapia. 5 ir 1 cm gylyje matuotos vertės labai artimos viena kitai, kas parodo, kad dirvožemis buvo artimas pilnutiniam dirvožemio drėgnumui. Situacija pasikeitė vasaros antroje pusėje, kuomet 2 cm, gylyje išskiriami sausringi laikotarpiai liepos 5-1 d., rugpjūčio 3-31 d. 2 cm gylyje, 5 cm gylyje dirvožemis sausėja nuo liepos 3 d.. 1 cm gylyje tendencija nuosekli, liepos d. reikšmės peržengia sauso laikotarpio vertinimo 1 cbar ribą (3.14 pav.). Prienų meteorologinės stoties teritorijoje yra smėlis, tai ypač laidus vandeniui gruntas, todėl šioje stotyje gauti rezultatai kinta ekstremaliai. Skirtinguose gyliuose atlikus tyrimus nustatyta, kad visuose sluoksniuose su tam tikru vėlavimu yra panašios drėgmės kitimo tendencijos, reiškia krituliai maitina ir gilesnius iki 1 cm sluoksnius, ši tendencija nebuvo stebima kitose stotyse. Išskiriamas gegužės-birželio ir rugsėjo mėn. sausieji laikotarpiai, išskirtina tai, kad netgi 1 cm gylyje dirva buvo išdžiūvusi daugiau nei 1 cbar vidutinės paros dirvožemio drėgmės. 213 m. tyrimų rezultatai nuo kitų objektų skiriasi iš esmės, reikšmių kitimo amplitudė ypač ryškiai išreikšta, 2 cm atliktų tyrimų rezultatai nuo gegužės 1 d. net 6 kartus pašoka iki 2 cbar, ir palijus staigiai krenta iki 28, 24 cbar skaitinės vertės, 5 cm gylyje sausasis periodas prasideda birželio 5 d. ir trunka iki tyrimų periodo pabaigos, o 1 cm gylyje anksčiau gegužės 18 d. Tokias ekstremalias drėgmės kaitos tendencijas lėmė dirvožemio granuliometrinė sudėtis bei grunto laidumas (3.15 pav.). Šilutės tyrimų objekte vyraujantis gruntas priesmėlis. 212 m. visuose dirvožemio gyliuose vertės kito rodydamos šlapiąjį periodą. Tuo tarpu, maksimalios augalų vegetacijos ir vandens poreikio laikotarpiu gegužės-birželio mėnesį, viršutiniuose sluoksniuose drėgmės sumažėjo, tačiau 5 ir 1 cm gylyje drėgmė kito mažai. 213 m. tyrimų laikotarpiui sausringa laikotarpis prasidėjo gegužės pabaigoje ir birželio gale pasiekė kritinę išdžiūvimo ribą, kuomet Watermark parodymai siekė 2 cbar ir išsilaikė iki liepos mėn. galo. Tuo pat metu dirvožemio drėgmės mažėjimas stebimas ir gilesniame 5 cm gylyje. 1 cm gylyje dirvožemis išliko šlapias (3.15 pav.). Telšiuose (vyraujantis dirvožemis molis) 212 m. dirvožemis išsausėjęs buvo birželio mėnesį, kai vidutinė paros dirvožemio drėgmė cbar viršutiniame tirtajame sluoksnyje nuo birželio 9 iki 26 d. buvo 2 cbar, o jau 27 d. tik 8 cbar. 213 m. staigu verčių didėjimas ir kritimas užfiksuotas 4 kartus 2 cm gylyje, 2 kartus 5 cm ir 1 kartą 1 cm gylyje (nuo minimalios 5 cbar vertės iki 2). Tokie rezultatai vėlgi nėra logiškai paaiškinami hidrofizinėmis savybėmis, tikėtina, kad tai matavimų arba perdavimo problema (3.15 pav.). Varėnos meteorologijos stotyje yra vidutinio rupumo smėlis. 212 m. vidutinės paros drėgmės cbar pastebimai kito keturis kartus viršutiniame 2 cm sluoksnyje, tačiau apatiniuose sluoksniuose drėgmės pokytis buvo mažas, dažniausia dirvožemio drėgmė buvo artima prisotinimui (šlapia arba labai šlapia). 213 m. kaip ir 22 m. tyrimų laikotarpiu Varėnoje buvo šlapia arba labai šlapia, 213 m. tik 2 cm gylyje du kartus labai trumpai buvo sausros požymiai pagal Watermark prietaiso parodymus liepos 6-1 d. ir rugsėjo 5-7 d. 5 cm gylyje vidutiniškai drėgna buvo nuo rugsėjo 21 d. iki spalio 16 d. 213 m. (3.15 pav.).. 51

52 W, cbar W, cbar W, cbar W, cbar Biržai Dotnuva V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 212 V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 VIII 213 IX Joniškis Molėtai V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 VIII 213 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 VIII 213 IX 3.14 pav. Agrometeorologinėse stotyse (Biržai, Dotnuva, Joniškis, Molėtai) Watermark drėgmės matuokliu nustatyta vidutinė paros dirvožemio drėgmė, cbar 52

53 W, cbar W, cbar W, cbar W, cbar Prienai V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 VIII 213 IX Šilutė V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 VIII 213 IX Telšiai Varėna V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 VIII 213 IX 212 V 212 VI 212 VII 212 VIII 212 IX 212 X 213 V 213 VI 213 VII 213 IX 213 IX 3.15 pav. Agrometeorologinėse stotyse (Prienai, Šilutė, Telšiai, Varėna) Watermark drėgmės matuokliu nustatyta vidutinė paros dirvožemio drėgmė, cbar 53

54 W % W cbar W % W cbar W cbar W % W cbar W % W % W % W cbar W cbar W % W cbar W % W cbar Atlikus m. tiriamojo laikotarpio skirtingais metodais (Watermark ir eksperimentiniu būdu) nustatytų drėgmės reikšmių grafinę palyginamąją analizę (3.16 pav.), nustatyta, kad drėgmės dinamika kito pagal panašiai, reikšmės turi tokias pačias kaitos grafines tendencijas, kreivių ekstremumo taškai apytiksliai kopijuoja abiem metodais nustatytos drėgmės dirvožemyje rezultatus W % W cbar Dotnuva / 2 cm 2 W % W cbar Biržai / 2 cm W % W cbar W % W cbar 15 2 Šilutė / 2 cm Telšiai / 2 cm W % W cbar Molėtai / 2 cm W % W cbar Joniškis / 2 cm W % W cbar W % W cbar 15 2 Prienai / 2 cm Varėna / 2 cm 3.16 pav. Meteorologinėse stotyse drėgmės matuokliu ir termostatiniu metodu išmatuotos vidutinės paros dirvožemio drėgmės grafinis palyginimas, cbar ir proc. 54

55 Watermark (W o ), cbar Visuose tyrimų objektuose dirvožemio drėgmė 213 m. kito didesnėse ribose lyginant su 212 m., tai lėmė vyravusios sausesnės klimatinės sąlygos lyginat su 212 m. laikotarpiu. Stebint drėgmės dinamiką negalime atmesti ir trumpalaikių prietaisų gedimų, kuomet pasiekus kritines ribas (pvz. 2 cbar) prietaisai kurį laiką nereaguodavo į kritulius ir prasidėjusį lietingą laikotarpį (atskirais laikotarpiais abejonių kilo dėl Telšių, Joniškio, Prienų objektų prietaisų veikimo. Kaip ir galima buvo tikėtis, didžiausi drėgmės pokyčiai vyksta paviršiniame dirvos sluoksnyje dėl spartesnės vandens dinamikos procesų (lemiamų klimatinių salygų bei dirvožemio savybių, tokių kaip kapiliarinės, absorbcinės jėgos ir kt.), giliau esantys prietaisai 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. Didžioji dauguma stebėjimo rezultatų apima optimalius, vidutiniškai šlapius arba šlapius laikotarpius, kas siejasi su meteorologinėmis sąlygomis bei duomenimis Dirvožemio drėgmės daviklių kalibravimas m. Naudojami drėgmės matavimo prietaisai Watermerk nėra susieti su tūrine dirvožemio drėgmės išraiška, drėgmė yra fiksuojama tik cbar. Norit įvertinti realias drėgmės atsargas būtina prietaisus kalibruoti, t. y. cbar susieti su drėgmės kiekiu procentine arba tūrine (mm) išraiška. Tiesioginių grunto drėgmės matavimų svoriniu-tūriniu metodu periodas Dotnuvoje Natūrinių stebėjimų imtis 15, iš jų 11 per 212 m. vegetacijos laikotarpį ir 49 per 213 m. periodą. Dotnuva priklauso Vidurio žemumos rajonui, Mūšos Nevėžio parajoniui. Grunto granuliometrinė sudėtis priemolis, dirvožemiai yra giliau karbonatingi, sekliau glėjiški rudžemiai (Endocalcari Epihypogleyic Cambisols) RDg8-k2. Karbonatingi, tarp 4 ir 6 (5) cm nuo dirvožemio paviršiaus dirvožemiai glėjiški, 5 cm dirvožemio paviršiaus ribose arba iki 5 cm gylio nuo humusingojo horizonto ariamojo sluoksnio apačios. Tyrimų metu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W proc. skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys, priklausomybės kryptis bei ryšio tamprumas, rodo, kad ryšys atvirkštinis, stiprus (3.17 pav.). Faktiniai duomenys, kurie aprėptų sausringą laikotarpį sudaro ~19 proc. nuo viso imties vienetų skaičiaus W = W o -3,665 R² =,71 r =,84 W = -14,7 W o + 254,63 R² =,73 r =, Drėgmė (W), proc pav. Dotnuvos drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė (priemolis) 55

56 Watermark (W o ), cbar 3.5 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Dotnuva Priemolis Teorinės drėgmės ribos W, proc. Drėgmės ribos W, cbar Laipsninė Tiesinė ,1-16,8 21,6-14, ,7-15,2 13,9-11, ,1-13,8 11,7-1, ,7-12,4 1,3-9, ,3-11 9,5-9, ,9-9,6 9,-8, ,5-8,1 8,7-8, ,-6,8 8, ,7-5,2 7,9-7, ,1-3,8 7,7-7,6 Vytimo drėgmė, proc. 5,6-6,2 Nustatyta, kad Dotnuvos tyrimų objekte (priemolis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 5,6-6,2 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 16 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 16 cbar. Molėtai yra Pietryčių aukštumos rajonas, Aukštaičių parajonis. Tiesioginių grunto drėgmės matavimų svoriniu-tūriniu metodu laikotarpis nuo iki Natūrinių stebėjimų imtis 61, iš jų 37 per 212 m. vegetacijos laikotarpį ir 24 per 213 m. augalų vegetacinį periodą. Grunto granuliometrinė sudėtis sunkus priemolis. Molėtuose (3.18 pav.) esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W proc. skaitinių reikšmių koreliacinis atvirkštinis ryšys stiprus. Faktiškai didžioji dalis duomenų gautų atlikus natūrinių stebėjimų buvo šlapiuoju metų laikotarpiu, todėl dauguma matavimo rezultatų (~6 proc. nuo viso imties vienetų kiekio) buvo tarp 15 ir 2 proc W= 6E+6 W o -4,732 R² =,63 r =,8 W = -9,926 W o + 189,59 R² =,5 r =, Drėgmė (W), proc pav. Molėtų drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė (sunkus priemolis) 56

57 Watermark (W ), cbar 3.6 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Molėtai Sunkus priemolis Drėgmės ribos W, cbar Teorinės drėgmės ribos W, proc. Tiesinė Laipsninė ,-17, 25,-14, ,9-15, 13,9-12, ,9-13, 12,3-11, ,93-11, 11,3-1, ,9-1,4 1,8-1, ,3-7 1, ,9-5 9,9-9, ,9-3 9,7-9, ,9-1 9,3-9, ,9- * 9,-8,9 *duomenų sklaida neužtikrina galimos duomenų variacijos, kad tai pasiekti reikia ilgesnio tyrimų laikotarpio Vytimo drėgmė, proc. 9,1-1,2 Nustatyta, kad Molėtų tyrimų objekte (sunkus priemolis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 9,1-1,2 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 1 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 1 cbar. Joniškis priskiriamas Vidurio žemumos rajonui, Mūšos Nevėžio parajoniui. Dirvožemio granuliometrinė sudėtis žvyringas priemolis. Tyrimų laikotarpis Natūrinių stebėjimų imtis 44, iš jų 36 per 212 m. ir 8 per 213 m. augalų vegetacinį laikotarpį. Joniškyje esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-svoriniu metodu W proc. skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys vidutinio stiprumo. Faktiškai atliktų natūrinių stebėjimų duomenys yra didelės sklaidos, aiškią teorinę priklausomybę nustatyti sudėtinga, vieną Watermark prietaisu nustatytą reikšmę atitinka skirtingos svoriniu metodu nustatytos vertės (nuo 27,46 iki 45,17 cbar), o 6 cbar atitinkančios eksperimentinės reikšmės varijuoja dar platesnėse ribose (nuo 12,53 iki 33,44 cbar). Analizuojant Watermark prietaiso duomenų interpretavimo normas faktiniai duomenys, kurie aprėptų sausringą laikotarpį sudaro ~2,5 proc. nuo viso imties vienetų skaičiaus W = 4729,8 W o -1,479 R² =,44 r =,66 W = -3,219 Wo + 138,21 R² =,38 r =, Drėgmė (W), proc pav. Joniškio drėgmės matuokliu nustatytos dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių duomenų kalibravimo kreivė (žvyringas priemolis) 57

58 3.7 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Joniškis Vidutinio sunkumo žvyringas priemolis Drėgmės ribos W, cbar Teorinės drėgmės ribos W, proc. Tiesinė Laipsninė ,2-36,2 > 45, ,1-3,2 45, ,1-24,2 24, , , ,9-11,6 15, ,5-5 13, ,9- * 11,9-1, * 1,8-9, * 9, * 8,9-8,4 *duomenų sklaida neužtikrina galimos duomenų variacijos, kad tai pasiekti reikia ilgesnio tyrimų laikotarpio Vytimo drėgmė, proc. 5,6-6,9 Nustatyta, kad Joniškio tyrimų objekte (vidutinio sunkumo žvyringas priemolis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 5,6-6,9 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 12 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 12 cbar. Joniškio tyrimų objekte nustatyta didelė duomenų sklaida gali būti paaiškinta dirvožemio granuliometrine sudėtimi. Dirvožemiai sunkūs, tačiau žvyringi. Taip pat viena iš sklaidos priežasčių gali būti ir nepakankamas kontaktas / sąlytis tarp Watermark prietaiso ir dirvožemio. Rekomenduotina šiuose dirvožemiuose atlikt detalius stebėjimus ir išsiaiškinti prietaiso registruojamų duomenų tikslumą. Telšiai priklauso Žemaičių rajonui, Žemaičių aukštumos parajoniui. Dirvožemio granuliometrinė sudėtis eliuvinis (sunkus) molis. Telšių agrometeorologinė stotis įrengta miesto centre, ant kalvos, netipiškoje vietoje. Tiesioginių grunto drėgmės matavimų svoriniu-tūriniu metodu periodas Natūrinių stebėjimų imtis 52, iš jų 35 per 212 m. vegetacijos laikotarpį ir 17 per 213 m. augalų vegetacinį periodą. Telšiuose (3.2 pav.) esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-svoriniu metodu W proc. skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys, priklausomybės kryptis bei ryšio tamprumas, rodo, kad ryšys atvirkštinis, vidutinio stiprumo. Viršutinėje W skalės dalyje, kai cbar išmatuota drėgmė yra 2 cbar, yra 3 duomenų atitiktys. Faktiškai atliktų natūrinių stebėjimų duomenys išsidėstę ties 15 proc. drėgme. Analizuojant Watermark prietaiso duomenų interpretavimo normas faktiniai duomenys, kurie aprėptų sausringą laikotarpį sudaro ~,6 proc. nuo viso imties vienetų skaičiaus. 58

59 Watermark (W ), cbar 3.2 pav. Telšių drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė (eliuvinis molis) 3.8 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Telšiai/ Eliuvinis molis Drėgmės ribos W, cbar W = 1E+6 W o -4,18 R² =,27 r =,54 Teorinės drėgmės ribos W, proc. Tiesinė W = -14,488 W o + 246,4 R² =,41 r =, Drėgmė (W), proc. Laipsninė ,8-15,4 22,-13, ,3-14, 13,8-11, ,9-12,8 11,6-1, ,7-1,4 1, ,3-1 9,9-9, ,9-8,6 9,3-9, ,5-7,2 9,-8, ,1-5,8 8,6-8, ,7-4,4 8,4-8, ,3-3,1 8,2-8, Vytimo drėgmė, proc. 7,9-9,1 Nustatyta, kad Telšių tyrimų objekte (eliuvinis (sunkus) molis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 7,9-9,1 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 1 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 1 cbar. Prienai priskiriami Vidurio žemumos rajonui, Nemuno žemupio parajoniui. Gruntas vidutinio sunkumo molis. Tiesioginių grunto drėgmės matavimų svoriniu-tūriniu metodu periodas Natūrinių stebėjimų imtis 183, iš jų 86 per 212 m. vegetacijos laikotarpį ir 97 per 213 m. augalų vegetacinį periodą. Prienuose (3.21 pav.) esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W proc. skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys yra atvirkštinis, stiprus. Faktiškai atliktų natūrinių stebėjimų duomenys išsidėstę visoje skalėje proporcingai. 59

60 Watermark (W o ), cbar W = W o -3,295 R² =,5 r =,71 W = -14,883 W o + 357,66 R² =,62 r =, Drėgmė (W), proc pav. Prienuose drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė (vidutinio sunkumo molis) 3.9 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Prienai/ Vidutinio sunkumo molis Drėgmės ribos W, cbar Teorinės drėgmės ribos W, proc. Tiesinė Laipsninė ,-22,4 >24, ,3-21,2 23,9-2, ,1-2, 19,9-17, ,9-18,8 17,5-16, ,7-17,2 16,-15, , ,9-14, ,9-14,8 14,-13, ,7-13,1 13,5-13, ,-12, 12,9-12, ,9-1,5 12,5-12,1 Vytimo drėgmė, proc. 9,5-1,2 Nustatyta, kad Prienų tyrimų objekte (vidutinio sunkumo molis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 9,5-1,2 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 1 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 16 cbar. Varėnos agrometeorologinė stotis įrengta Pietryčių aukštumos rajone, Dzūkų parajonyje. Gruntas vidutinio rupumo smėlis. Tyrimų laikotarpis Natūrinių stebėjimų imtis 154, iš jų 71 per 212 m. ir 83 per 213 m. augalų vegetacinį laikotarpį. Varėnoje (3.22 pav.) esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys labai stiprus. Faktiškai klimatinės sąlygos lėmė, jog dauguma matavimo rezultatų (~9 proc. nuo viso imties vienetų kiekio) buvo tarp konkrečių 1 ir 2 proc. verčių. 6

61 Watermark (W o ), cbar W = 3474,3 W o -1,933 R² =,67 r =,82 W = -5,1124 W o + 1,14 R² =,6181 r =, Drėgmė (W), proc pav. Varėnos drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė (smėlis) 3.1 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Varėna Vidutinio rupumo smėlis Drėgmės ribos W, cbar Teorinės drėgmės ribos W, proc. Tiesinė Laipsninė ,4-15,8 > 15, ,7-11,9 14,9-1, ,8-7,8 19,9-8, ,7-4, 8,-7, ,9-* 7,-6, * 6,1-5, * 5,7-5, * 5,1-5, * 4,9-4, * 4,3-4,2 *duomenų sklaida neužtikrina galimos duomenų variacijos, kad tai pasiekti reikia ilgesnio tyrimų laikotarpio Vytimo drėgmė, proc. 6,4-6,6 Nustatyta, kad Varėnos tyrimų objekte (vidutinio rupumo smėlis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 6,4-6,6 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 8 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 8 cbar. Šilutės tyrimų objektas priskiriamas Pajūrio rajonui, Pajūrio žemumos parajoniui. Gruntas smėlis. Tyrimų laikotarpis Natūrinių stebėjimų imtis 145, iš jų 84 per 212 m. ir 61 per 213 m. augalų vegetacinį laikotarpį. Šilutėje (3.23 pav.) esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys atvirkštinis, stiprus. Klimatinės sąlygos lėmė, jog dauguma matavimo rezultatų (~5 proc. nuo viso imties vienetų kiekio) buvo tarp 1 ir 2 proc. Analizuojant Watermark prietaiso duomenų interpretavimo 61

62 Watermark (W ), cbar normas nustatyta, kad faktiniai duomenys, kurie aprėptų sausringą laikotarpį sudaro ~5 proc. nuo viso imties vienetų skaičiaus W = 386,53 W o -1,19 R² =,51 r =,71 W = -5,263 W o + 13,79 R² =,53 r =, Drėgmė (W), proc pav. Šilutės drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė (smėlis) 3.11 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Dirvožemio apibūdinimas Šilutė/ Smėlis Drėgmės ribos W, cbar Teorinės drėgmės ribos W, proc. Tiesinė Laipsninė 1-2 2,2-16, >18, ,9-12,6 17,9-9, ,5-8,9 9,1-6, ,8-4,6 6,3-4, ,5-,6 4,5-3, ,5-* 3,7-3, * 3,3-2, * 2,5-2, * 2,3-2, * 2,-2, *duomenų sklaida neužtikrina galimos duomenų variacijos, kad tai pasiekti reikia ilgesnio tyrimų laikotarpio Vytimo drėgmė, proc. 4,4-6,4 Nustatyta, kad Šilutės tyrimų objekte (smėlis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 4,4-6,4 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 8 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 8 cbar. Biržų objektas yra priskiriamas Vidurio žemumos rajonui, Mūšos Nevėžio parajoniui. Tyrimai atlikti Natūrinių stebėjimų imtis 26, iš jų 119 per 212 m. vegetacijos laikotarpį ir 87 per 213 m. augalų vegetacinį periodą. Gruntas - dulkiškas, sunkus priemolis. Biržuose (3.24 pav.) esančioje meteorologinėje stotyje drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių koreliacinis ryšys atvirkštinis, stiprus. Faktiškai atliktų natūrinių stebėjimų duomenys išsidėstę ties 1-15 proc. drėgme, dauguma matavimo rezultatų (~5 proc. nuo viso 62

63 Watermark (W o ), cbar imties vienetų kiekio) buvo tarp 1 ir 15 proc. Analizuojant Watermark prietaiso duomenų interpretavimo normas, faktiniai duomenys, kurie aprėptų sausringą laikotarpį sudaro ~14 proc. nuo viso imties vienetų skaičiaus W = 2165,9 W o -1,531 R² =,59,77 W = -8,513 W o + 153,98 R² =,62 r =, Drėgmė (W), proc pav. Biržų drėgmės matuokliu nustatytos vidutinės paros dirvožemio drėgmės W cbar ir drėgmės nustatytos tiesioginiu-tūriniu metodu W skaitinių reikšmių kalibravimo kreivė 3.12 lentelė. Dirvožemio drėgmės cbar ir proc. verčių tarpusavio suderinamumas Objektas/ Drėgmės ribos W, cbar Teorinės drėgmės ribos W, proc. Vytimo Dirvožemio Laipsninė drėgmė, proc. apibūdinimas Tiesinė ,8-17,6 > 31, ,5-15,1 3,9-17, 9,1-1, ,-13 16,9-12, Biržai/ ,9-1,4 11,9-9,4 Dulkiškas, sunkus ,3-8,1 9,3-7,6 priemolis ,-6 7,5-6, ,9-3,6 6,7-5, ,5-1,1 5,8-5, ,-* 5,1-4, * 4,7-4,2 *duomenų sklaida neužtikrina galimos duomenų variacijos, kad tai pasiekti reikia ilgesnio tyrimų laikotarpio Nustatyta, kad Biržų tyrimų objekte (dulkiškas, sunkus priemolis) vytimo drėgmė pasiekiama, kai drėgmės atsargos dirvožemyje yra 9,1-1,2 % nuo sauso dirvožemio svorio, tai pagal Watermark prietaiso kalibracinę kreivę atitinka 8 ir daugiau cbar reikšmės. Galima daryti išvadą, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo 8 cbar. Apibendrinimas:! Visuose tyrimų objektuose dirvožemio drėgmė 213 m. kito didesnėse ribose lyginant su 212 m., tai lėmė vyravusios sausesnės klimatinės sąlygos 213 m. Nepaisant to didžioji dauguma stebėjimo rezultatų apima optimalius, vidutiniškai šlapius arba šlapius laikotarpius, kas siejasi su meteorologinėmis sąlygomis. Pagal bendrąsias Lietuvoje vyraujančias klimatines tendencijas Lietuvoje sausi ar sausringi metai sudaro 2 %, vidutiniškai drėgni arba 63

64 optimalūs 4 %, šlapi 2 %, todėl rekomenduotina pratęsti stebėjimų duomenų rinkimą ir turimos stebėjimų eilės papildymą sausringais laikotarpiais,! Kaip ir galima buvo tikėtis, didžiausi drėgmės pokyčiai vyksta paviršiniame dirvos sluoksnyje dėl spartesnės vandens dinamikos procesų (lemiamų klimatinių sąlygų, augalų poreikių bei dirvožemio savybių, tokių kaip kapiliarinės, absorbcinės jėgos ir kt.), giliau esantys prietaisai reaguoja tik į ilgalaikes tendencijas dėl vandens infiltracijos arba vandens judėjimo kapiliarias link dirvos paviršiaus (ilgesnį laikotarpį be kritulių, aukštesnę temperatūrą) t.p. suminio išgaravimo.! Nustatyta, kad augalai pasiekia kritinę drėgmės ribą, kai Watermark rodo: Grunto aprašymas Objektas cbar Smėlis Šilutė 8 Vidutinio rupumo smėlis Varėna 8 Priemolis Dotnuva 16 Vidutinio sunkumo priemolis Joniškis 12 Dulkiškas sunkus priemolis Biržai 8 Vidutinio sunkumo molis Prienai 16 Sunkus priemolis Molėtai 1 Sunkus molis Telšiai 1! Stebint drėgmės dinamiką negalime atmesti ir trumpalaikių prietaisų gedimų, kuomet pasiekus kritines ribas (pvz. 2 cbar) prietaisai kurį laiką nereaguodavo į kritulius ir prasidėjusį lietingą laikotarpį (atskirais laikotarpiais abejonių kilo dėl Telšių, Joniškio, objektų prietaisų veikimo. 64

65 W, cbar W, cbar W, cbar 4. HTK sąsajų su dirvožemio drėgmės kaita vertinimas 3 uždavinys: Įvertinti HTK sąsajas su dirvožemio drėgmės atsargų kaita ir jo taikymą žemės ūkio sausroms identifikuoti HTK ir Watermark parodymų regresinė analizė Norint įvertinti žemės ūkio sausros intensyvumą ir / ar laikotarpio drėgmingumą būtina atsižvelgti ne tik į sausringumo indeksus bet ir į dirvožemio drėgmės atsargas. Kadangi HTK daugelį metų taikomas kaip vienas pagrindinių koeficientų augalų vegetacijos laikotarpio drėgmingumui įvertinti šios analizės tikslas buvo įvertinti ryšį tarp HTK ir faktinių dirvožemio drėgmės atsargų. Drėgmė agrometoerologinėse stotyse matuojama 2, 5 ir 1 cm gyliuose, tačiau atsižvelgiant į tai, kad nagrinėjamas augalų aprūpinimas drėgme, o augalų šaknų masė išsidėsčiusi iki 3 cm, analizei pasirinkta tik 2 cm dirvožemio drėgmės riba, kaip geriausiai atspindinti augalinio sluoksnio drėgmę. Nagrinėjant vegetacijos laikotarpio HTK reikšmės priklausomybę (x) su Watermark išmatuotu drėgmės W, cbar kiekiu 2 cm gylyje (y), gautas vidutinio stiprumo tarpusavio ryšys Biržuose (r =,61), Varėnoje (r =,55), Telšiuose (r =,52), Prienuose (r =,66), Joniškyje (r =,41), o stiprus ryšys vyrauja Šilutėje (r=,74), Molėtuose (r =,78) (4.1 pav.) Biržai y = -51,95x + 125,37 R² =,37 r =, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 HTK Varėna y = -66,11x + 124,22 R² =,3 r =,55,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 HTK Telšiai y = -37,9x + 12,71 R² =,27 r =,52,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 HTK 65

66 W, cbar W, cbar W, cbar W, cbar Prienai y = -74,21x + 249,19 R² =,44 r =,66,,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 HTK Joniškis y = -63,674x + 14,11 R² =,17 r =,41,,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 HTK Šilutė y = -1,54x + 243,15 R² =,55 r =,74,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 HTK Molėtai y = -114,63x + 231,2 R² =,6 r =,77,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 HTK 4.1 pav. HTK reikšmės priklausomybė su Watermark gautu drėgmės W, cbar kiekiu 2 cm gylyje Nustatyta, kad rezultatai tarpusavyje statistiškai susiję, taškų ryšio tendencija ir variacija nėra atsitiktinė. Stipriu ryšiu išsiskyrė Šilutė (dirvožemis priesmėlis) ir Molėtai (dirvožemis molis). Stebėjimo duomenų kintamumą išreiškia variacijos koeficientas c v. Standartinis nuokrypis visose stotyse sudaro daugiau kaip 2 % aritmetinio vidurkio, t.y. rezultatų sklaida labai didelė (4.1 lent.). Pagal regresijos koeficientą taip pat galima teigti, kad dirvožemio drėgmės kaita priklauso nuo 27 (Telšiai) iki 44 % veiksnių nuo kurių priklauso HTK esant silpnam koreliaciniam ryšiui ir tik Šilutės bei Molėtų atveju nustatyta, kad dirvožemio drėgmė ir HTK yra lemiami tų pačių veiksnių 55-6 %. T.y. dirvožemio drėgmės dinamika siejasi su HTK, tačiau ji taip pat gana smarkiai priklauso ir nuo kitų kintančių veiksnių. 66

67 Priskirtas vertinimas Priskirtas vertinimas 4.1 lent. Regresinės analizės tarp HTK ir Watermark (W, cbar) duomenų rezultatai Nr. Objektas Determinacijos koeficientas R 2 Koreliacijos koeficientas r 1. Biržai,37,61 2. Varėna,3,55 3. Telšiai,27,52 4. Prienai,44,66 5. Joniškis,17,41 6. Šilutė,55,74 7. Molėtai,6,78 Metodas Standartinis nuokrypis Aritmetinis vidurkis Variacijos koeficientas c v HTK,34,95,36 Watermark 29,18 76,14,38 HTK,27 1,28,21 Watermark 32,52 39,39,83 HTK,81 1,41,57 Watermark 57,39 49,92 1,15 HTK,59 1,72,34 Watermark 64,12 122,77,52 HTK,33 1,32,25 Watermark 51,36 56,21,91 HTK,49 1,23,39 Watermark 66,45 116,66,57 HTK,4 1,2,33 Watermark 58,9 93,33,63 Kadangi nustatytas koreliacinis ryšys yra tiesinis atvirkštinis, tolesnės analizės metu sulyginti laikotarpiai norint įvertini reikšmių prasilenkimą, kadangi yra žinoma, kad HTK linkęs šlapius laikotarpius vertinti kaip sausus arba atvirkščiai, priklausomai nuo to, koks buvo prieš tai laikotarpis (Dirsė ir kt., 21) m. HTK ir Watermark reikšmių sugretinimo analizė Interpretuojant 2 cm gylyje išmatuotos dirvožemio drėgmės vertę pagal sausringumo skalę ir ją lyginant su apskaičiuotu HTK, reikšmių skalės sąlyginai perskirstytos į 3 grupes: labiausiai artimos sausam, optimaliam ir šlapiam laikotarpiui bei dirvožemiui. HTK koeficiento reikšmes sąlyginai suskirstytos į 3 dalis, t.y. nuo 1, iki 1,5 optimalu, daugiau kaip 1,5 šlapia, nuo,9 ir mažiau sausa, bei Watermark reikšmes nuo 11 iki 29 optimalu, iki 1 šlapia, 3 ir daugiau sausringa. 213 m. HTK ir Watermark reikšmių sugretinimas (palyginimas) pateikiamas 4.2 lentelėje, analizės rezultatai birželio-rugsėjo mėnesiais atskiromis dienomis atskirose stotyse, naudojant spalvinę gamą pateikti lentelėse. 4.2 lentelė. HTK ir dirvožemio drėgmės (pagal Watermark daviklius) verčių spalvinės gamos interpretavimas (Š šlapia, O optimalu, S sausringa, sausa) HTK W cbar Š > 1,5 (Šlapia) Š 1 cbar (Prisotintas dirvožemis) 1, - 1,5 (Pakankamai cbar (Drėgnas / vidutiniškai šlapias) O drėgna) O,8-1, (Nepakankamai 3 6 cbar (Optimalus) drėgna) S,6 -,7 (Sausringa) 6 1 cbar (Sausringas),4 -,5 (Sausa) S 1 2 cbar ( Sausas) <,3 (Labai sausa) 67

68 4.3 lentelė. Birželio mėnesio HTK ir dirvožemio drėgmės (pagal Watermark) reikšmių sugretinimas Stotis Birželis Šilutė HTK Watermark, cbar Biržai HTK Watermark, cbar Telšiai HTK Watermark, cbar Varėna HTK Watermark, cbar Joniškis HTK Watermark, cbar Molėtai HTK Watermark, cbar Prienai HTK Watermark, cbar 68

69 4.4 lentelė. Liepos mėnesio HTK ir dirvožemio drėgmės (pagal Watermark) reikšmių sugretinimas Stotis Šilutė Biržai Telšiai Varėna HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar Liepa Joniškis HTK Watermark, cbar Molėtai Prienai HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar 69

70 4.5 lentelė. Rugpjūčio mėnesio HTK ir dirvožemio drėgmės (pagal Watermark) reikšmių sugretinimas Stotis Šilutė Biržai Telšiai Varėna HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar Rugpjūtis Joniškis HTK Watermark, cbar Molėtai Prienai HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar 7

71 4.6 lentelė. Rugsėjo mėnesio HTK ir dirvožemio drėgmės (pagal Watermark) reikšmių sugretinimas Stotis Šilutė Biržai Telšiai Varėna Joniškis Molėtai Prienai HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar HTK Watermark, cbar Rugsėjis

72 Prienai Molėtai Joniškis Varėna Telšiai Biržai Šilutė lentelėse pateikta informacija pagal identifikuotus šlapius, optimalius ar sausus laikotarpius apibendrinta 4.7 lentelėje. 4.7 lentelė. Dirvožemio apibūdinimas pagal HTK ir dirvožemio drėgmės (W, cbar) dienomis Stotis Metodas HTK W HTK W HTK W HTK W HTK W HTK W HTK W Birželis Liepa Rugpjūtis Rugsėjis Š O S Š O S Š O S Š O S Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Dienos % Pastaba: Š šlapia, O optimalu, S - sausa Išanalizavus viso laikotarpio reikšmes ir apibendrinus rezultatus, nustatyta, kad augalų augimo sąlygų laikotarpio vertinimas pagal HTK ir faktines dirvožemio drėgmės atsargas (W, cbar) skiriasi apie 2 kartus (šlapia pagal HTK - 31 %, pagal Watermark - 15 % šlapia), Nors pagal HTK vegetacijos laikotarpis priskiriamas šlapiam, tačiau dirvožemio drėgmės atsargos yra artimos optimalioms drėgmės augalams augti sąlygoms arba mažesnės. Nustatyta, kad pagal HTK augalų vegetacijos laikotarpiu sąlygos buvo optimalios 363 atvejų (45 %), šlapios 245 atvejais (3 %) ir sausos 197 (24 %) atvejais (4.2 pav.). Dirvožemio drėgmė tuo pat metu, nustatyta Watermark tipo davikliais, optimaliose ribose buvo 266 (33 %) atvejų, dirvožemis buvo prisotintas / šlapias 116 (14 %) atvejų ir sausas 421 atvejais (52 %) (4.1 pav). Dirvožemis nagrinėjamu laikotarpiu buvo sausesnis daugiau kartų (HTK 24 %, Watermark - 52 % sausa), negu sausas laikotarpio drėgmingumas pagal HTK. 72

73 Procentai HTK Watermark pav. Dirvožemio drėgmės reikšmių (Watermark) ir augalų vegetacijos laikotarpio drėgmingumo vertinimo pagal HTK procentinis atitikimas Analizuojant atskirų mėnesių duomenis, didžiausias skirtumas nustatytas birželį (šlapia 3-9 %), rugpjūčio mėnesį (sausa %) ir rugsėjo mėnesį (šlapia %). Didžiausi skirtumai nustatyti Molėtų ir Prienų stotyse birželio mėnesį, liepos mėnesį Šilutėje ir Prienuose, rugpjūčio mėnesį Šilutėje ir Biržuose, rugsėjo mėnesį Šilutėje ir Prienuose (4.7 lent). Apibendrintai vertinimo skirtumai pastebimi Šilutės (smėlis), Molėtų (molis), Prienų (sunkus priemolis) postuose. Kadangi agrometorologiniai stebėjimai vykdomi 44 skirtinguose Lietuvos rajonuose, rekomenduotina HTK ir Watermark parodymus sugretinti visuose matavimų vietose pagal kelerių metų stebėjimo eilę. Analizuojant kiekvieną mėnesį atskirai, nustatyta, kad birželio mėnesį 7 stotyse augalų augimo laikotarpis pagal HTK įvertintas kaip šlapias 3 %, optimalus 38 %, sausas 31 %, tuo pačiu metu faktiškai dirvožemis buvo šlapias 9 % atvejų, optimalus 31 %, sausringas ar sausas 6 %. Liepos mėnesį pagal HTK laikotarpis buvo šlapias 15 %, optimalus 53 %, sausas 32 %, tuo pat metu pagal dirvožemio drėgmės atsargas šlapia buvo 12 %, optimalu 31 %, sausa 55 %. Rugpjūčio mėn. pagal HTK augalam augti laikotarpis buvo šlapias 34 %, optimalus 53 %, sausas 13 %, pagal dirvožemio drėgmės stebėjimus šlapia buvo 13 %, optimalu 32 %, sausa 55 %. Rugsėjo mėn. augalų augimo sąlygos pagal HTK buvo priskirtos šlapiam laikotarpiui 46 %, optimaliam 33 %, sausam 21 %, pagal dirvožemio drėgmės stebėjimus šlapia buvo 26 %, optimalu 39 %, sausas 35 %. (4.8 lent). 4.8 lent. Dirvožemio drėgmės reikšmių (Watermark) ir augalų vegetacijos laikotarpio drėgmingumo vertinimo pagal HTK mėnesinės vertės tyrimų objektuose Mėnuo Birželis Liepa Rugpjūtis Rugsėjis Šlapia Optimalu Sausa Vertės reikšmė HTK Watermark, cbar Kartai Procentai Kartai Procentai Šlapia Optimalu Sausa Šlapia Optimalu Sausa Šlapia Optimalu Sausa Šlapia Optimalu Sausa

74 ! Nustatyta, kad HTK ir dirvožemio drėgmė 2 cm gylyje statistiškai susiję, taškų ryšio tendencija ir variacija nėra atsitiktinė. Stipriu ryšiu išsiskyrė Šilutė (dirvožemis priesmėlis) ir Molėtai (dirvožemis molis). Biržuose, Varėnoje, Telšiuose, Prienuose nustatytas vidutinio stiprumo tarpusavio ryšys, Joniškyje - silpnas.! Stebėjimo duomenų kintamumą išreiškia variacijos koeficientas c v. Standartinis nuokrypis visose stotyse sudaro daugiau kaip 2 % aritmetinio vidurkio, t.y. rezultatų sklaida labai didelė. T.y. dirvožemio drėgmės dinamika siejasi su HTK, tačiau ji taip pat gana smarkiai priklauso ir nuo kitų kintančių veiksnių.! Išanalizavus viso laikotarpio reikšmes ir apibendrinus rezultatus, nustatyta, kad augalų augimo sąlygų laikotarpio vertinimas pagal HTK ir faktines dirvožemio drėgmės atsargas (W, cbar) skiriasi apie 2 kartus (šlapia pagal HTK - 31 %, pagal Watermark - 15 % šlapia). Dirvožemis nagrinėjamu laikotarpiu buvo sausesnis daugiau kartų (HTK 24 %, Watermark - 52 % sausa), negu sausas laikotarpio drėgmingumas pagal HTK. Nors pagal HTK vegetacijos laikotarpis priskiriamas šlapiam, tačiau dirvožemio drėgmės atsargos 2 cm gylyje yra mažesnės už palankias drėgmės augalams augti sąlygas. Analizuojant atskirų mėnesių duomenis, didžiausias skirtumas (reikšmių) prasilenkimas nustatytas birželį, rugpjūčio ir rugsėjo mėnesį.! Vertinimo skirtumai pastebimi Šilutės (smėlis), Molėtų (molis), Prienų (sunkus priemolis) postuose. Kadangi agrometeorologiniai stebėjimai vykdomi 44 skirtinguose Lietuvos rajonuose, rekomenduotina HTK ir Watermark parodymus sugretinti visuose matavimų vietose pagal kelerių metų stebėjimo eilę.! Apibendrintai galima teigti, kad dirvožemyje sukauptos drėgmės atsargos skiriasi nuo vegetacijos laikotarpio drėgmingumo vertinimo pagal HTK, todėl nėra tikslu vienapusiškai (tik pagal vieną kriterijų) taikyti HTK žemės ūkio sausrai identifikuoti. 74

75 5. Dirvožemio drėgmės nustatymo būdai 4 uždavinys: pagrįsti dirvožemio drėgmės nustatymo prietaisų taikymą žemės ūkio sausrai identifikuoti Tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymas Dirvožemio drėgmės tyrimai būtini norint stebėti vandens judėjimo jame dėsningumus, o taip pat sprendžiant agronominius klausimus (atliekant šaknų vandens sugėrimo elgsenos modelių analizę, vykdant augalų patologijų stebėjimus, nustatant anglies pasiskirstymą dirvožemyje ir augalo audiniuose, analizuojant skirtingus žemės dirbimo būdus ir kt.), įvairias ekologines problemas, nes įvertinti teršalų arba ištirpusių medžiagų migracines charakteristikas galima tik žinant drėgmės judėjimą dirvožemyje, ekosistemų kaitą ir panašius lemiančius veiksnius. Dirvožemio drėgmė, kaip vandens balanso elementas, svarbi analizuojant meteorologinius reiškinius tiek lokaliai tiek pasauliniu mastu. Standartinį dirvožemio drėgmės nustatymo būdą sudaro fizinis dirvožemio ėminių paėmimas bei jų svėrimas prieš ir po džiovinimo, jie imami dirvožemio grąžtais. Dirvožemio ėminiams rekomenduojama naudoti tokius grąžtus, kad dirvožemio struktūra būtų nesuardyta, tokiu būdu nustatomas ne tik dirvožemio drėgmės kiekis, bet ir dirvožemio tankis (5.1 pav.). 5.1 pav. Grąžtas dirvožemio ėminiams imti 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 θ g, tai bedimensis dydis (išgaravusios drėgmės kiekio ir tiriamojo dirvožemio ėminio tūrio santykis), tačiau norint išvengti maišaties tarp tūrinės dirvožemio drėgmės gana dažnai naudojama matavimo vienetai m -3 m -3. Išreiškiant dirvožemio drėgmę masės vienetais θ v, gravimetrinis drėgmės kiekis θ g dauginamas iš dirvožemio tankio ir dalinamas iš vandens tankio. Pagrindinė problema, kylanti nustatant dirvožemio drėgmę θ v šiuo būdu, yra dirvožemio tankis. Dirvožemio tankis nepastovus dydis, kintantis erdvėje ir laike, todėl nustatant dirvožemio drėgmę ir netikslinant pagal dirvožemio tankio tyrimų duomenis, rezultatai gali būti klaidingi. Nustatant dirvožemio drėgmę gravimetriniu (termostatiniu) metodu, labai svarbus tikslumas, kurį užtikrina atitinkamas pakartojimų skaičius (įvertinamas pagal standartinį vidurkio nuokrypį). Kitas svarbus tikslius darbo rezultatus užtikrinantis veiksnys darbo kruopštumas, parodantis nustatytos dirvožemio drėgmės (skaitinės reikšmės) atitiktį faktinei dirvožemio drėgmei. Tikslumas nustatant dirvožemio drėgmę gravimetriniu metodu turi būti,1 g, kai dirvožemio ėminys sveria apie 1 g. Norint dirvožemio drėgnumą nustatyti ne mažesniu tikslumu nei,1 m -3 m -3, rekomenduojama dirvožemio ėminius sverti iškart tik juos paėmus arba patalpinti į sandarias talpas (biuksus) (5.2 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. Nustatytas minimalus ėminio tūris priklauso nuo dirvožemio savybių (5.3 pav. ) 75

76 5.2 pav. Dirvožemio ėminių transportavimo dėžė su biuksais 5.3 pav. Rekomenduojamas santykis tarp cilindro sienelės storio ir dirvožemio mėginio ploto Analizuojant tūrinę dirvožemio drėgmę dirvožemio tankiui nustatyti rekomenduojama naudoti Austrijos ir Amerikos mokslininkų sukurtą įrenginį (zondą) Madera. Šio įrenginio pagrindinės charakteristikos pateikiamos 5.4 pav. 5.4 pav. Dirvožemio drėgmės nustatymo zondas,,madera Tinkamai ir tiksliai paėmimus mėginius, nustatytos dirvožemio drėgmės reikšmės priklauso nuo tiriamojo ploto aprėpties ir šiam plotui būdingų savybių (ploto žemėnaudos, hidrogeologinių charakteristikų, žmogaus intervencijų ir pan.). Jei tiriamasis plotas yra iki 1 m 2, dirvožemio drėgmės paklaidas gali lemti dirvožemio akmenuotumas ir žvyringumas; kintantis erdvėje dirvožemio tankis; dirvožemio drėgmės kiekio kaita; laikotarpis nuo mėginio paėmimo iki svėrimo; makroporų ar plyšių buvimas; augalų šaknys; mažo sklypo fizinės savybės (tarplysviai, vėžės ir pan.). Kai tyrimų plotas yra apie,1 ha, tyrimų paklaidas gali lemti papildomi veiksniai, t. y. pozicija kraštovaizdyje: lomos, paviršinis nuotėkis; drėkinimo tolygumas (lietinimo sistemos); dirvožemio tekstūros pokyčiai; netoliese esantys medžiai; augalų rūšis (žolė, javai ir pan.). Jei dirvožemio drėgmė nustatoma baseino lygmens atžvilgiu (> 1 ha), paklaidas gali lemti mėginio ėmimo vieta ir laikas (priklauso nuo vidurdienio saulės); reljefas (slėnis ar takoskyra); dirvožemio tipas (skirtingos vandens akumuliacinės savybės); podirvis (lemiančiu veiksniu gali būti drenažo sistema); žemės naudojimo tipas (miškas, kaupiamosios kultūros ir pan.). Visi minėti veiksniai, lemiantys dirvožemio drėgmės nustatymo tikslumą, turi kaupiamąją tendenciją, t. y. tyrinėjant baseino drėgmę išlieka ir paklaidų tikimybė, kaip ir imant mėginius 1 m 2 išvardintais veiksniais (kai plotas apie 1 m 2 ). 76

77 Dirvožemio drėgmės nustatymas tiesioginiu būdu turi ardomąjį poveikį, tam reikia daug darbo jėgos, ilgai trunka ir gali būti brangus. Be to, dirvožemio drėgmė negali būti nustatoma toje pačioje vietoje - tai nepriimtina tiriant jos kitimą laike.! Kai tyrimai atliekami dideliame plote ir nesusiduriama su technikos (pvz. laboratorinės įrangos) stoka, tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymo būdas turi būti pagrindinis Dirvožemio drėgmės nustatymo prietaisai Drėgmės matavimo prietaisas (daviklis/ drėgnomatis/ matuoklis / jutiklis) yra priemonė, sutiekianti informacijos apie drėgmės kiekį konkrečiame dirvožemyje tam tikru laiko momentu. Jei nėra galimybių nustatyti dirvožemio drėgmę tiesiogiai, galima naudoti alternatyvius metodus, tačiau reikia žinoti, kad nei vienu alternatyviu (netiesioginiu) būdu nematuojamas dirvožemio drėgmės vandens tūris (θ v ). Visais netiesioginiais būdais yra matuojama kažkas (susijęs su dirvožemio drėgme parametras), kuris priklauso nuo dirvožemio drėgmės kiekio ar pokyčio. Šis kažkas gali būti kaip (surogatas) vandens tūrio išraiškos θ v pakaitalas. Matuojant pakaitinę reikšmę, tikimasi nustatyti tikėtiną θ v reikšmę, o priklausomybių tarp dydžių tyrimai atliekami kalibracijos proceso metu. Kalibruojant prietaisą nustatoma tam tikra priklausomybė (grafikas arba lygtis) tarp matuojamo netiesioginio parametro (,,surogatinio ) reikšmės ir dirvožemio drėgmės, nustatytos tiesioginiu būdu. Kartais tai pati paprasčiausia tiesinė priklausomybė, tačiau dažniausiai priklausomybė aukštesnio matematinės išraiškos lygio. Nustatyta, kad keičiantis dirvožemio drėgmei, kinta dirvožemio elektrinė varža, jo laidumas elektromagnetinėms bangoms ir neutronų srautui. Praktikoje dirvožemio drėgmė dažniau nustatoma įvertinant dirvožemio laidumą elektrai, nes tam nereikia sudėtingų prietaisų. Pagal matuojamas dirvožemio drėgmės,,surogatines reikšmes yra skirstomi ir jos nustatymo būdai. Šiuo metu plačiausiai paplitę ir dažniausiai taikomi dirvožemio drėgmės matavimo būdai yra šie: Radiaciniai: neutronų matuoklis; gama spindulių matuoklis; talpinės varžos matuokliai (pavyzdžiui): EnviroSCAN; Diviner 2; Delta-T PR2/6; kiti; TDR sistemos: šiluminio laidumo prietaisai; pasipriešinimo jutikliai. Lietuvoje plačiai naudojamas tenziometrinis dirvožemio drėgmės nustatymo metodas. Jis pagrįstas dirvožemio siurbimo jėgos priklausomybe nuo dirvožemio drėgmės. Kuo sausesnis dirvožemis, tuo didesne jėga jis siurbia vandenį į specialaus antgalio poras. Dirvožemio siurbimo jėga matuojama prietaisais tenziometrais (5.5 pav.). Jo pagrindinė dalis yra poringas antgalis (dažniausiai keraminis), kuris įleidžiamas į dirvožemį. Tenziometras užpildomas vandeniu. Iš poringo antgalio dirvožemis siurbia vandenį, dėl to tenziometre susidaro vakuumas. Nuo vakuumo dydžio keičiasi membranos įlinkis, matuojamas indikatoriumi. Panašaus veikimo principu pagrįstas vienas iš paprasčiausių bei populiariausių būdų kai naudojami porėti blokai. Dėl mažos kainos plačiai dirvožemio drėgmei matuoti yra naudojami gipso blokai (5.6 pav.). Gipso blokuose yra matuojamas įtampos kritimas (pasipriešinimas) tarp elektrodų, patalpintų poringoje medžiagoje, kuri betarpiškai kontaktuoja su dirvožemiu. Dirvožemio drėgmės jutiklis matuoja vandens elektrinę varžą ir perskaičiuoja šį dydį į vandens slėgį. Watermark tipo jutiklį (5.7 pav.) sudaro du koncentriniai elektrodai, pagaminti iš skylėto nerūdijančio plieno skardos ir jų tarpe įklotos sintetinės medžiagos. Pats jutiklis yra užkasamas po žeme. Keitiklis leidžia per jutiklį kintamą srovę (iki 5 V srovės šaltinis) ir matuoja varžą, kuri 77

78 padidėjus dirvožemio drėgmei, sumažėja. Duomenų registravimo įrenginys gautus duomenis transformuoja į drėgmės matavimo mato vienetus. 5.5 pav. Tenziometras 5.6 pav. Gipso blokai 5.7 pav. Watermark tipo matuoklis (granulių matrica) Skirtingų drėgmės matavimo prietaisų matavimo skalė ir santykis su augalams prieinama dirvožemio drėgme pateiktas 5.8 pav. 5.8 pav. Skirtingų prietaisų matavimo skalė! Pagrindinės rekomendacijos pasirenkant šio tipo prietaisus: Tenziometrai rekomenduojami taikyti stebint daržovių, vaismedžių, ganyklų (daugiamečių žolių) dirvožemio drėgmės režimą; Gipso blokai ir granulių matricos jutikliai tinka plotuose, kuriuose dirvožemio drėgmė reguliuojama drėkinimo sistemomis (tinka kaulavaisių sodams); Šiluminiai jutikliai gali būti taikomi labai plačia praktiniais tikslais, geriausiai tinka mokslinei veiklai. Pastaraisiais metais vis daugiau dėmesio skiriama prietaisams kurti, kurių dirvožemio drėgmės nustatymo principas pagrįstas elektromagnetinių bangų sklidimo matavimu. Iš tokių prietaisų galima paminėti Diviner2, EnviroSCAN (5.9, 5.1 pav.). Analogiškus prietaisus gamina įvairios firmos. 78

79 5.9 pav. Dirvožemio drėgmės matuoklis (zondas) Diviner2 Prietaisą Diviner2 sudaro du cilindriniai elektrodai, įrengti kaip ir EnviroSCAN prietaise. Elektrodai įtaisyti pilko plastiko antgalyje, kuris pritaisomas prie ilgo, stačiakampio koto. Zondas yra nuleidžiamas į dirvožemio drėgmės matavimo instaliacinį vamzdį. Magnetas įtaisytas balto plastiko antgalyje (žr. 5.9 pav. nuotrauką), dirvožemio drėgmės matavimo metu tiesiogiai kontaktuoja su dirvožemiu. Keliant arba leidžiant kotą, antgalis juda kartu. Matavimų metu taip pat fiksuojamas atstumas nuo žemės paviršiaus. 5.1 pav. Dirvožemio drėgmės matuoklis (zondas) EnviroSCAN Pagrindinis šių drėgmės matavimo prietaisų trūkumas yra tas, kad elektromagnetinių bangų sklidimo laukas yra vidutiniškai 3 cm atstumu nuo instaliacinio vamzdžio. Dirvožemio drėgmė, tokiu atveju, nustatoma tiesiogiai šalia instaliacinio vamzdžio, kur dirvožemio struktūra yra pakitusi dėl instaliavimo darbų, todėl nustatytos drėgmės reikšmės ne visada atitinka realias dirvožemio drėgmės reikšmes. Drėgmės dinamikai stebėti taikomos TDR (Time Domain Reflectometry) sistemos. Šios sistemos yra patikimesnės ir tikslesnės (lyginant su minėtais netiesioginiais dirvožemio drėgmės matavimo būdais) dirvožemio drėgmei nustatyti, todėl plačiau pritaikomos. Prietaisą sudaro matavimo zondas (5.11 pav.), kuris dažniausiai gaminamas iš metalinių virbų, sujungtų bendra rankena (multiplekseriu) ir laido iki įtampos šaltinio. Duomenims skaityti būtinas duomenų šifravimo įrenginys (Data Loger). TDR sistemas gamina įvairios firmos ir skirtingos konstrukcijos. Dirvožemio drėgmės matavimo zondą gali sudaryti du arba trys virbai, 79

80 išdėstyti lygiagrečiai arba apskritimu, skirtingų ilgių (nuo 2,5 cm iki 3 cm ir kt.). Dirvožemio drėgmė matuojama tame sluoksnyje, kuriame yra įterpti metaliniai virbai pav. TDR sistemos dirvožemio drėgmės matuoklis (zondas) TDR metodas pagrįstas įtampos (bangos) kitimo greičio matavimu. Įtampa tiekiama laidu, iš kurio patenka į matavimo zondą, jis yra įterpiamas į dirvožemį ar kitą poringą substratą. Įtampos impulso sklidimo greitis matavimo zonde tai yra ta dimensija, kuri atitinkamu santykiu gali būti interpretuojama kaip dirvožemio drėgmė. Kuo mažesnis impulso sklidimo greitis, tuo dirvožemis yra drėgnesnis. Viena TDR sistemos dalis užtikrina (suteikia) įtampos impulsą, o kita (dažniausiai osciloskopas), fiksuoja bangos formą (5.12 pav.). Osciloskopu vaizduojamos visos bangos keliavimo prietaisu formos (nuo įtampos tiekimo kabelio, multiplekserio iki matavimo zondo) nuo pat instrumento, skleidžiančio įtampą (V I ). Ištisa linija parodo įtampos tolygų sklidimą laide (~ 3 m) iki matavimo zondo. Nors horizontalioje ašyje pateikiama informacija yra ilgio matas, tačiau atliekant dirvožemio drėgmės matavimus išreiškiama laiko vienetais, nes TDR metodas pagrįstas įtampos skidimo bangos, kuri formuojasi zondo zonoje priklausomai nuo zondo ilgio, formos grafiniu interpretavimu (5.12 pav. bangos forma zonde) pav. Įtampos sklidimo bangos formos grafikas TDR sistemoje Vienas iš tiksliausių metodų dirvožemio drėgmei matuoti yra neutronų matuoklis (NMM - Neutron Moisture Meter) (5.13 pav.). Dirvožemio drėgmės matavimas neutronų matuokliu yra pagrįstas lėtųjų neutronų santykiu, susidarančiu apie greitųjų neutronų šaltinį. Radioaktyvus šaltinis išspinduliuoja greituosius neutronus (5 Me V), kurie praranda energiją susidurdami su kitais atomais, esančiais vandenilyje. Kadangi dirvožemyje vienintelis kintančio vandenilio šaltinis yra dirvožemio tirpalas (vanduo), dirvožemio drėgmės kiekis gali 8

81 būti nustatomas lyginant lėtųjų neutronų skaičių. NMM prietaisas praktiniais tikslais naudojamas labai retai, nors jis tiksliausiai nustato dirvožemio drėgmę ir plačiausiai taikomas atliekant mokslinius tyrimus 5.13 pav. Neutronų matuoklis (NMM)! Pagrindinis visų šių metodų privalumas jie neturi ardomojo poveikio (destruktyvumo), dirvožemis ardomas tik prietaiso įrengimo metu. Be to, duomenys gali būti nuskaitomi dažnai (pvz., kas 1 min), tačiau prietaisus kalibruojant, turi būti papildomai įvertinamos naujos matavimo paklaidų prielaidos. Visais atvejais kalibracijos metu nustatytoms reikšmėms turi įtakos ne tik dirvožemio drėgnumas, bet ir papildomi veiksniai: druskingumas, temperatūra, geležies rūda, vandenilis, chloridai, boras ir kt. Kita problema didžioji dalis prietaisų efektyviai veikia esant atitinkamam dirvožemio drėgmės intervalui, o matavimai nutrūksta esant dirvožemio drėgmei už intervalo ribų. Be to, prietaisas gali būti tinkamas naudoti smėliniuose gruntuose, tačiau netinkamas moliniuose (pvz., matavimų tikslumas nepakankamas (neproporcingas) didėjant dirvožemio drėgmei), t. y. gali pasireikšti prietaiso inertiškumas Dirvožemio drėgmės matavimo prietaiso pasirinkimas Skirtingų drėgmės matuoklių savybės apibendrinimo rezultatai pateikiami 5.1 lentelėje. Renkantis prietaisą reikia apsvarstyti prietaiso technines galimybes ir susieti jas su pageidaujamais gauti rezultatais. Pasirenkant prietaisą dirvožemio drėgmei matuoti reikia atsakyti į šiuos klausimus: Ar prietaisas (sensorius) gali būti kalibruojamas ir koks jo tikslumas? Ar reikia kalibruoti prietaisą esant skirtingiems dirvožemio tipams ir gyliams? Ar sudėtingas kalibravimo procesas? Ar laboratorijoje atliktas kalibravimas atitinka lauko sąlygas? Ar kalibravimas gali būti atliktas lauke? Koks reikalingas pakartojimų skaičius? Kokiame gylyje atliekami matavimai? Ar matavimai gali būti atliekami automatiškai? Ar paprastas prietaiso naudojimas? Koks naudojimo laikas (ilgaamžiškumas)? Kokia prietaiso kaina? Ar netrukdys atlikti kitus darbus (pvz. žemės dirbimui)? 81

82 5.1 lentelė. Skirtingų drėgmės matavimo prietaisų / jutiklių techninės ir eksploatavimo savybės Tensiometras Tensiometras Gipso blokai Granulių matrica EnviroSCAN Diviner2 Parodymų skalė -1 kpa -1 kpa 3-15 kpa 1-2 kpa -prisotinimo -prisotinimo Tikslumas ~ 1 kpa,5 kpa ~ 1 kpa ~ 1 kpa ±,1% po kalibracijos ±,5% po kalibracijos Matavimų sluoksnis Iki 1 cm Iki 1 cm Iki 1 cm Iki 1 cm 1 cm spinduliu (95 % ties 4 cm ) 1 cm spinduliu (95 % ties 4 cm ) Parodymai kpa kpa kpa kpa mm mm Įrengimas Ilgalaikis įrengimas gręžtinėje angoje Ilgalaikis įrengimas gręžtinėje angoje Ilgalaikis įrengimas gręžtinėje angoje Ilgalaikis įrengimas gręžtinėje angoje PVC instaliacinis vamzdis PVC instaliacinis vamzdis Energijos šaltinis Nereikalingas 6-2 V 5 V 5 V 12 V (saulės baterija) Nereikalingas Kilmės šalis JAV Vokietija Australija/JK/JAV Australija/JAV Australija Australija Nuotolinis stebėjimas Priklauso nuo galimybių Priklauso nuo galimybių Priklauso nuo galimybių Priklauso nuo galimybių Telemetrijos būdu Ne prijungti prie duomenų kaupiklio prijungti prie duomenų kaupiklio prijungti prie duomenų kaupiklio prijungti prie duomenų kaupiklio Galimybė prijungti Duomenų kaupiklio Duomenų kaupiklio Duomenų kaupiklio Duomenų kaupiklio Prijungus duomenų Ne kitus prietaisus Prijungimas prie kompiuterio pagalba Duomenų kaupiklio pagalba pagalba Duomenų kaupiklio pagalba pagalba Tiesiogiai perduodama į kompiuterį arba duomenų kaupiklio pagalba pagalba Tiesiogiai perduodama į kompiuterį arba duomenų kaupiklio pagalba perdavimo įrenginius Būtinas Taip, bet nebūtinas Druskingumo įtaka Nėra Nėra Nėra įtakos iki 6 ds/m Nėra įtakos iki 6 ds/m Minimali Nėra Techninė priežiūra Minimali Aukšta Minimali Minimali Aukšta. Įrengimo, duomenų analizės, eksploatacijos metu Žema. Yra instrukcijos Drėkinimo sistemos Visos Visos Visos Visos Pastovios ir laikinos Pastovios ir laikinos Dirvožemio tipas Visi Visi Sunkesnės garanuliometinės sudėties Vidutiniškai sunkūs/ sunkūs Visi Visi Taikomumas Ūkininkams / MTEP MTEP Ūkininkams Ūkininkams Ūkininkams / MTEP Ūkininkams / MTEP Kaina Lt + Nuo 176 Lt Lt/vnt Lt/vnt. Nuo 3 Lt Nuo 3 Lt aptarnavimo rinkinys Duomenų skaitytuvas Duomenų skaitytuvas Kasmetinės aptarnavimo išlaidos nuo 138 Lt ~ 13 Lt Nėra Elementai duomenų skaitytuvui 16-2 Lt/vnt. Elementai duomenų skaitytuvui 5-15 Lt Nėra 82

83 5.1 lentelė. Skirtingų drėgmės matavimo prietaisų / jutiklių techninės ir eksploatavimo savybės (tęsinys) ThetaProbe HH2 jutiklis ECH 2 O TDR GRO-POINT Parodymų skalė -prisotinimo -prisotinimo -prisotinimo 5-5 % 8-42 % standartinis 5-5 % išplėstinis Tikslumas 1 % po kalibracijos, ± 3% 1 % po kalibracijos,5-1, % lauko sąlygomis ± 1 % 5 % nekalibruotas 3 % m 3 m -3 Matavimų sluoksnis 2-3 cm 2-3 cm 2 cm ~ 3 cm spinduliu nuo jutiklio ilgio ~ 3 cm spinduliu nuo jutiklio ilgio Parodymai Įtampa perskaičiuota į m 3 m -3 m 3 m -3 Įtampa perskaičiuota į dirvožemio drėgmės % Nanosekundės perskaičiuotos Tūrinis vandens kiekis į tūrinį vandens kiekį Įrengimas Rankinis/ galimas taikymas Rankinis Rankinis/ galimas taikymas Įrengiamas In situ Įrengiamas In situ instaliaciniame vamzdyje instaliaciniame vamzdyje Energijos šaltinis 5-15 V 5-7 V 2,5 V; 4-2 ma 12 V 5,5-18 V Kilmės šalis JK JK JAV JAV Kanada Nuotolinis stebėjimas Logerio pagalba Ne Logerio pagalba Telemetrijos būdu Telemetrijos būdu Galimybė prijungti kitus Logerio pagalba Ne Logerio pagalba Logerio pagalba Logerio pagalba prietaisus Ryšys su kompiuteriu Logerio pagalba Ne Logerio pagalba Taip Logerio pagalba Druskingumo įtaka <-,1 m 3 m -3 / Sm -1 Matuojama Minimali Sumažina signalo grįžimą Tik esant druskingiems dirvožemiams Techninė priežiūra Minimali Minimali Žema Yra instrukcijos Aukšta Žema Drėkinimo sistemos Visų tipų laikinos ir pastovios Visų tipų Visų tipų laikinos ir pastovios Visų tipų Visų tipų Dirvožemio tipas Visi Visi Visi Sunkumai tankiuose, sunkaus Sunkumai tankiuose, sunkaus molio dirvožemiuose molio dirvožemiuose Taikomumas MTEP / vejoms MTEP / sodininkystei Ūkininkams MTEP Ūkininkams Kaina 18 Lt jutiklis 78 Lt Nuo 75 Lt jutiklis > 5 Lt 185 Lt 29 Lt duomenų skaitytuvas 125 Lt duomenų skaitytuvas Kasmetinės aptarnavimo išlaidos Nėra Nėra Nėra Nėra Nėra 83

84 Pasirinkti tinkamą prietaisą rekomenduojama atsakant į klausimus susijusius su numatomu prietaiso naudojimu ir tikslais, kurių siekiama matuojant dirvožemio drėgmę (5.2 lentelė). Kiekvieno veiksnio įtaka dauginama iš įvertinimo (1 arba ), norint nustatyti santykinę taškų sumą. Padalinus prietaiso kainą iš prietaiso eksploatacijos trukmės, gaunamos išlaidos metams. Bendrą įverčių sumą (5.2 lentelė) padalijus iš prietaiso išlaidų metams, gaunama santykinė prietaiso vertė, kuri gali būti lyginama tarp skirtingų prietaisų. Prietaisas, kurio santykinė įvertinimo balais vertė yra mažiausia, geriausiai atitiks poreikius ir užtikrins funkcionalumą, patiriant mažiausias išlaidas. 5.2 lentelė. Prietaiso dirvožemio drėgmei nustatyti pasirinkimo palyginamasis įvertinimas Matavimų efektyvumas Ar prietaisas gali išmatuoti dirvožemio drėgmės vertę, kuri jus domina? (taip 1; ne ) Tikslumas Ar prietaiso tikslumas yra pakankamas? (taip 1; ne ) Patikimumas Ar jums yra žinomas (iš literatūros šaltinių, kitų patirties) prietaiso matavimų patikimumas? (taip 1; ne ) Ardomasis (dirvožemio) poveikis, dažnumas Ar prietaisas gali matuoti dažnai ir operatyviai drėgmė nesuardytos struktūros dirvožemyje? (taip ; ne ) Duomenų apdorojimas Ar susiduriate su sunkumais suvokdami parodymus? (taip ; ne 1) Nuotoliniu būdu valdomų duomenų gavimas Ar prietaisas turi duomenų kaupiklį ir įrangą duomenų analizei? (taip 1; ne ) Eksploatacija Ar prietaiso kalibracija universali? Ar prietaisas ilgaamžis (> 5 metai)? Ar prietaiso eksploatacijai reikia papildomų lėšų? Ar prietaisas lengvai įrengiamas? (¼ balo už kiekvieną taip atsakymą) Iš viso: Saugumas Ar prietaiso naudojimas kelia grėsmę? (taip ; ne 1) Bendra įverčių suma: A (įtaka) B (įvertinimas) C (taškų suma) 84

85 5.4. Tinkamo gylio drėgmės matavimams parinkimas Norint įvertinti optimalią dirvožemio drėgmę augalų šaknų gylyje būtina įvertinti augalų šaknų įsiskverbimo į gruntą gylį ir pasirinkti kokiame gylyje turi būti atliekami stebėjimai. Augalų šaknų sistema gali būti labai įvairi, gilyn šaknys gali įsiskverbti labai giliai, kartais net iki 2 metrų, o kai kurių augalų šaknys gali siekti 2 3 metrų gylį, nors pagrindinė jų masė būna armens sluoksnyje. 4 % vandens yra sunaudojama paviršiniame sluoksnyje, kuris sudaro 1/4 šaknų gylio, 3 %, 2 % ir 1 % atitinkamai kas 1/4 šankų ilgio einat gilyn (5.14 pav.) 5.14 pav. Augalų vandens įsisavinimas Apibendrintos prietaisų įrengimo gylio rekomendacijos pagal augalų rūšį pateiktos 5.3 lentelėje. 5.3 lentelė. Rekomenduojamas drėgmės matavimo gylis (prietaiso įrengimo gylis) Augalas Matavimo Matavimo Matavimo Augalas Augalas gylis, cm gylis, cm gylis, cm Agurkai 45 Abrikosai 6 Arbata 3 Arbūzai 45 Apyniai 45 Avižos 45 Artišokai 45 Avietės 45 Chrizantemos 3 Avokadai 3 Braškės 15 Cukranendrės 45 Baklažanai 3 Citrusiniai 45 Dobilai 25 Brokoliai 3 Eglutės 3 Ganyklos 2-4 Bulvės 2-25 Girtuoklės 3 Garstyčios 45 Česnakai 3 Graikiniai riešutai 6 Gvazdikai 3 Kopūstai 3 Granatmedžiai 45 Javai 45 Moliūgai 6 Kavamedžiai 45-6 Kukurūzai 45 Morkos 3 Kėniai 3 Kviečiai 3-45 Pastarnokai 45 Kiviai 45 Linai 45 Pipirai 4 Kriaušės 45 Liucerna 6 Pomidorai 45 Migdolai 6 Medvilnė 45 Pupos Nektarinai 45 Melionai 45 Ridikėliai 3 Obelys 5 Mėtos 3 Ropės 45 Persikai 45 Miežiai 45 Saldžios bulvės 45 Slyvos 6 Papaja 3 Salierai 25 Spanguolės 45 Pistacijos riešutai 6 Salotos 3 Trešnės 6 Saulėgrąžos 6 Svogūnai 3 Vynuogės 6 Sojos pupelės 45 Šparagai 45-6 Žiediniai kopūstai 3 Tabakas 2-4 Špinatai 3 Žirniai 45 Žemės riešutai 3 85

86 Apibendrinimas:! Standartinį dirvožemio drėgmės nustatymo būdą sudaro fizinis dirvožemio ėminių paėmimas bei jų svėrimas prieš ir po džiovinimo, jie imami dirvožemio grąžtais. Kai tyrimai atliekami dideliame plote ir nesusiduriama su technikos (pvz. laboratorinės įrangos) stoka, tiesioginis dirvožemio drėgmės nustatymo būdas turi būti pagrindinis.! Pagrindinis netiesioginių dirvožemio drėgmės nustatymo būdų privalumas nedestruktyvus (neturi ardomojo dirvožemio dangos poveikio). Duomenys registruojami pageidaujamu dažnumu. Trūkumas prietaisai turi būti kalibruoti ir įvertintos galimos matavimo paklaidos. Matavimai gali būti netikslūs dėl dirvožemyje esančių druskų, geležies rūda, vandenilis, chloridai, boras ir kt., gali reaguoti į temperatūros pokyčius. Dalies prietaisų veikimas labai ribotas sausringose sąlygose, dirvožemio drėgmei priartėjus prie vytimo drėgmės, duomenų registravimas sutrinka, gali pasireikšti prietaiso inertiškumas.! Pasirinkti tinkamą prietaisą rekomenduojama atsižvelgiant į prietaiso matavimų efektyvumą, tikslumą, patikimumą, ardomąjį poveikį dirvožemui, duomenų apdorojimo sudėtingumą ir duomenų valdymą, eksploatacines savybes bei darbo su prietaisu saugos reikalavimus.! Vertinant dirvožemio drėgmės optimalias sąlygas augalų augimui, būtina įvertinti augalų šaknų įsiskverbimo į gruntą gylį ir prietaisus įrengti (atlikti drėgmės matavimus) tinkamame gylyje.! Daugeliui augalų rekomenduojamas drėgmės matavimo įrengimo gylis yra 3-4 cm. 86

87 6. Kompleksinis sausros vertinimas 5 uždavinys: Kompleksiškai įvertinti meteorologinių, dirvožemio hidrofizikinių ir augalų biologinių savybių sąryšį ir sausros pasekmių vertinimo kriterijus Sausrų vertinimo indeksai / kriterijai Užsienio šalių gerosios patirties pavyzdžiai Kriterijai sausrai identifikuoti integruoja daug duomenų: kritulius, sniego dangos storį, paviršinį nuotėkį ir kitus vandens pajamų šaltinius į vieningą sistemą. Sausros indeksas paprastai išreiškiamas vieno skaičiaus verte, kurio taikymas yra daug naudingesnis už daugelio duomenų eiles naudojamas sprendimų priėmimui, todėl sausrai, kaip sudėtingam klimato reiškiniui apibūdinti yra sukurta įvairių indeksų (6.1 lentelė). 6.1 lentelė. Taikomų sausringumo vertinimo kriterijų suvestinė Indeksas Autorius Įvesties duomenys Privalumai Trūkumai Nacionalinis kritulių indeksas National Rainfall Index (RI) Gommes and Petrassi (1994) Vidutinis metinis kritulių (regioniniu lygiu) kiekis Pastovūs rezultatai, gerai koreliuoja su žemės ūkio produkcija Taikoma tik nacionaliniu lygiu Sausų sąlygų ir perteklinės drėgmės indeksas Dry Conditions And Excessive Moisture Index (DM Index) Meshcherskaya and Blazhevich (1997) Krituliai Temperatūra Skaičiavimų paprastumas Būtinas kalibravimas kiekvienam regionui Atskirų augalų sausros indeksas Crop-Specific Drought Index (CSDI) Meyer et al. (1993) Vidutinis suminis išgaravimas per vegetacinį periodą Skaičiavimų paprastumas Skaičiuojama kiekvienam augalui atskirai Keetch-Byram sausros indeksas Keetch-Byram Drought Index (KBDI) USDAFS, 1999 Krituliai Temperatūra Grindžiamas drėgmės deficito skaičiavimai Empirinis. Naudojamas miškų gaisringumo indeksui Dirvožemio drėgnumo indeksas Soil Water Index from ISBA land surface scheme Météo-France Nustatoma pagal dirvos / augalinės dangos / atmosferos sąveikos modelio duomenis Pradiniai įvesties duomenys - 8 meteorologiniai parametrai, dirvožemio ir augalų parametrai Administruojamas prancūzų meteorologinės tarnybos Taikomas kompiuterinis prognozavimo modelis (SVAT) Kiekvienos dienos dirvožemio drėgmė nėra integruota laike 87

88 Naudojama mėnesio kintamojo suminė / vidutinė reikšmė per n Météo-France mėnesių, Vykdomas Météo- Reikšmių dažnio France pasiskirstymas eksperimentiniame kiekvienam kontekste kalendoriniam mėnesiui, Taikomas kvartinių normalusis skirstinys Standartizuotas dirvožemio drėgmės indeksas Standardized Soil Water Index from ISBA land surface scheme Augalų drėgmės indeksas Crop Moisture Index (CMI) Sausros atpažinimo indeksas (RDI) Reconnaissance Drought Index (RDI) Palmer io sausros indeksas (PDSI) Palmer Drought Severity Index (PDSI) Savi-kalibruojantis PDSI Self-Calibrating PDSI (SC-PDSI) Palmer io drėgmės anomalijos indeksas Palmer Moisture Anomaly Index (ZIndex) Palmer (1968) Tsakiris (24) Palmer (1965) Palmer Krituliai Temperatūra Kritulių kiekis Potencialus išgaravimas (garingumas) Mėnesinis kritulių kiekis Mėnesinė vidutinė temperatūra Dirvožemio vandens kiekis Mėnesinis kritulių kiekis Mėnesinė vidutinė oro temperatūra Dirvožemio drėgmė Mėnesinis kritulių kiekis Mėnesinė vidutinė oro temperatūra Dirvožemio drėgmė Nepriklauso nuo buvusių anomalijų. Atspindi drėgmės atsargas nedideliame laiko žingsnyje visuose pagrindiniuose ž. ū. augalų regionuose. Gali būti naudojamas įvairiems laiko tarpams. Panašus į SPI, tik papildomai integruotas garingumo reikšmėmis Populiarus, plačiai naudojamas įvairiose programose JAV. Pirmas išsamus sausros indeksas sukurtas JAV. PDSI empiriniai duomenys skaičiuojami kiekvienam regionui Įvertina trumpalaikes sausras Skaičiavimuose naudojama 5 metų duomenų eilė Reikšmės pagrįstos tikimybių eile, nuoseklus erdvinis pasiskirstymas, Laiko žingsnis nuo 1 iki 24 mėnesių Laiko žingsnis savaitė. Skirta stebėti trumpalaikių drėgmės sąlygų įtaką besivystantiems augalams. Nėra ilgalaikės sausros stebėjimo priemonė Mažai atsiliepimų. Puikiai tinka Viduržiemio klimatui Kompleksinis Mažiau pritaikytas kalnuotoms vietovėms. Empirinis. Kiekybinė vertės išraiška suteikiama sutartinai (sąlyginai). Vandens balanso skaičiavimuose dirvožemio sluoksniai supaprastinami. Snygis, sniego danga, įšalas nėra vertinami Kompleksinis Mažai atsiliepimų Empirinis. kompleksinis Indeksai kritulių pagrindu (Precipitation-based Indices) (Mannava V. K. Sivakumar, 21). Privalumas: paprastumas paremta krituliais, kurie yra lengviausiai matuojamas meteorologinis kintamasis. Trūkumas: vien kritulių duomenys dažnai gali nepakakti įvertinti sausros poveikį žemės ūkio augalų produktyvumui. Sukauptų kritulių deficitas (Accumulated Rainfall Deficits) - sausros trukmė ir pobūdis nustatomas sumuojant kritulių anomalijas kiekvieną mėnesį ir išbraižant suminį kritulių grafiką laike. Taikymas: sausrų prognozavimui; Privalumas: pagrindas kritulių kiekis; Trūkumas: skirta konkrečiai vietovei (labai mažam plotui). 88

89 Hutchinson Sausros sunkumo indeksas (Hutchinson Drought Severity Index (HDSI) (Smith et al., 1993) - skaičiuojama 6 mėnesių ir 12 mėnesių paeiliui kritulių procentilės. Privalumas: pagrindas kritulių kiekis; Trūkumas: labai jautrus net ir nedideliems kritulių svyravimams Normalus procentas (Percent of Normal) (McKee et al., 1993) - gaunamas dalijant faktinius kritulius iš 3 metų normalių kritulių, ir rezultatą dauginant iš 1 proc. Taikymas: Indonezija. Privalumas: šis indeksas efektyviausias, kaip naudojamas atskiriems regionams, arba sezonams; trūkumas - reikia gerai žinoti vietovės meteorologines sąlygas, nėra nustatyta sausros ekstremumai, todėl netinka taikyti labai sausringose vietovėse. Dienų skaičius be lietaus (Days without Rainfall) (Henry 196) sausra apibūdinama kaip rezultatas 21 ar daugiau dienų skaičiaus be lietaus arba kai kritulių iškrenta 3 proc. ir mažiau už normą. Privalumas paprastumas; trūkumas indeksas sukurtas viename regione negali būti taikomas kitame regione. Amerikoje sausra pagal šį indeksą laikoma, kai: 1) 15 dienų iš eilės nėra lietaus, 2) 21 ar daugiau dienų kritulių mažiau nei trečdalis normos, 3) metinis kritulių kiekis, yra mažesnis nei 75 % normos, 4) mėnesinis kritulių kiekis yra mažesnis nei 6 % normos, 5) kritulių kiekis mažesnis kaip 85 % normos Didžiojoje Britanijoje kai 15 dienų iš eilės yra mažiau nei,25 mm; Indijoje per savaitę kritulių kiekis yra pusė normos ar mažiau, arba faktinis sezoninių kritulių trūkumas yra daugiau nei du kartus didesnis už vidutinį nuokrypį; Rusijoje kai 1 dienų bendras kritulių kiekis ne didesnis kaip 5 mm; Balyje - 6 dienos be lietaus; Libijoje - metinis kritulių kiekis mažesnis kaip 18 mm. Žemės ūkio sausrų anomalijos indeksas (Aridity Anomaly Index (AAI)) - tai vienas iš indeksų stebėti žemės ūkio sausras, bei dėl jų atsiradusio drėgmės stygiaus patiriamą stresą augalas poveikį. Daugelis mokslininkų (Appa Rao et al. 1981, George and Ramasastry 1975, Sarkar, 21) šį indeksą naudoją analizuojant žemės ūkio sausrą Indijoje. Pasak (Sarkar, 21), kai sausra apima didelę teritoriją, galima nustatyti vietas, kuriose derlius kenčia nuo įvairių drėgmės stygiaus laipsnių. Dirvožemio vandens indeksas (Soil Water Index (SWI) parodo, kaip kinta normalizuotas dirvožemio vandens kiekio indeksas nuo (vandens kiekis vytimo taške) iki 1 (vandens kiekis lygus vandentalpai). Jis apskaičiuojamas pagal formulę (6.1): čia w vandens kiekis (water content); w t vytimo taškas; w v lauko drėgmės imlumas. SWI=(w-w t )/(w v -w t ) (6.1) Standartizuotas dirvožemio vandens indeksas virš, parodo vandens kiekį daugiau nei vidutiniškai, o žemiau sausesnes dirvožemio sąlygas nei vidutiniškai. Standartines sąlygas (normalias) parodo reikšmė nuo -,99 iki,99 (6.2 lentelė) 6.2 lentelė. Standartizuoto Dirvožemio vandens Indekso (SSWI) reikšmės (Cloppet, 21) Skaitinė reikšmė Kategorija Kvantilė , Ypač drėgna (Extremely humid) >= 43 metai 1,5-1,99 Labai drėgna (Very humid) >= 15 metai 1,-1,49 Vidutiniškai drėgna (Moderately humid) >= 6 metai nuo -,99 iki,99 Beveik norma (Around normal) 6 metai <= 89

90 1 2 3 nuo -1, iki -1,49 Vidutinė sausra (Moderately dry) >= 6 metai nuo -1,5 iki -1,99 Labai sausa (Very dry) >= 15 metai -2, Stipriai sausa (Extremely dry) >= 43 metai Sukauptas augalų vandens raidos indeksas (Accumulated Crop Water Development Index ACWDI) indeksas, parodantis sąlygų palankumą augti augalams. Šis indeksas yra pagrįstas dirvožemio vandentalpos ir augalų vandens raidos frakcija (6.3 lent.). 6.3 lentelė. ACWDI reikšmių klasifikacija pagal sąlygas augalų vystymuisi (P.C. Sentelhas, 21) ACWDI reikšmė Augalų vystymosi sąlygų palankumas,8 ACWDI 1, Labai geros,6 ACWDI <,8 Geros,4 ACWDI <,6 Tinkamos,3 ACWDI <,4 Nepalankios,2 ACWDI <,3 Kritinės,1 ACWDI <,2 Sunkios (Atšiaurios) ACWDI <,1 Ypatingai sunkios (Atšiaurios) Pasaulyje ir Europoje nėra vieningo sausros vertinimo indekso bei vienodo požiūrio į sausros stebėseną. Nuo 1995 metų stebėti sausros reiškinio pradžią ir plėtrą Kinijoje (Pekino klimato centras) naudoja Standartizuotą kritulių indeksą (SPI) (Mannava V.K. Sivakumar, 21). Kenija, Tanzanija, Etiopija, Uganda, Somalis, Pietų Afrikos Respublika, Nairobis ir kitos Afrikos šalys sausroms idenfikuoti taip pat naudoja SPI (Omondi, 21). Portugalijoje sausroms nustatyti naudojamas Palmerio rodiklis (Palmer Drought Severity Index PDSI)) (Mannava Sivakumar, 21). Indijoje sausroms stebėti ir vertinti yra naudojamas žemės ūkio sausrų anomalijos (Drought Aridity Anomaly Index) indeksas, (Sarkar, 21). Brazilijoje daugiausia naudojama iškritusių kritulių kiekio anomalijos (the Rainfall Anomaly) (Sentelhas, 21). Australijoje, kaip sausros indikatorius, naudojamas decilio metodas (Coughlan, 1987), PSDI ir dar 8 kiti, tokie kaip Prescott (ratio) index, Hutchison Drought Severity Index (HDSI), Plant growth index ir kt. (Stone, 21), JAV - Palmerio rodiklis (PDSI) ir augalų drėgmės indeksas (Palmer Drought Severity Index and Crop Moisture Index (Palmer, 1965; 1968, Alley 1984). PDSI sausroms nustatyti JAV naudojamas nuo 196 metų. JAV kiekvieną antradienį yra nustatoma prognozuojama sausros teritorija ūkininkams patogiu GIS formatu, kad jie galėtų joms pasirengti (Motha, 21). Vokietijoje naudojama Martonne index, SPI ir vandens balanso modelis (the Martonne index, SPI) (Cloppet, 21). Didžiojoje Britanijoje naudojama Meteorological Drought Severity Index (DSI) (Cloppet, 21) ir dienų skaičius be lietaus (Days without Rainfall) (Sivakumar et al, 21), Graikijoje - Drought Index (RDI) (Cloppet, 21); Ispanijoje SPI (Mestre, 21). Kaip pagrindiniai sausros indikatoriai SPI ir PDSI yra Slovėnijoje, Albanijoje, Bosnijoje ir Hercogovinoje, Bulgarijoje, Kroatijoje, Makedonijoje, Graikijoje, Suomijoje, Moldavijoje, Rumunijoje, Turkijoje, Serbijoje ir Montenegro (Cloppet, 21). Prancūzijoje naudojamas Dirvožemio vandens indeksas ir standartizuotas dirvožemio vandens indeksas (Soil Water Index ir Standardized Soil Water Index (Cloppet, 21) (6.4 lent.). Sausrų indeksų sudėtingumas priklauso nuo parametrų, į kuriuos atsižvelgiama, skaičių ir pačių parametrų sudėtingumą. Yra keletas sausrų indeksų kurie nustatomi vertinant kritulių kiekį per tam tikrą laikotarpį ir lyginant jį su daugiamete norma. Nors nė vienas iš naudojamų indeksų nėra iš esmės pranašesnis už bet kurį kitą tam tikromis aplinkybėmis, tačiau tenka pripažinti kad kai kurie indeksai yra tikslesni ir tinkamesni tam tikrose sąlygose. Pavyzdžiui, Palmer sausros indeksas plačiai naudojamas JAV Žemės ūkio departamento, tačiau jo taikymas tikslingas tik tuomet kai sausra stebima didelėse ir tolygaus reljefo teritorijose. Vakariniuose kalnuotose regionuose, kuriems būdingas mikroklimatas, Palmer sausros indeksas yra patobulintas įvertinant kitus rodiklius, 9

91 Krituliai Oro temperatūra Faktinė dirvožemio drėgmė Augmenijos indeksas Tėkmės srautas (nuotėkis) Garingumas Dirvožemio tipas pavyzdžiui, paviršinio vandens maitininimo indeksu, kuris atsižvelgia į sniego dangoje sukauptas vandens atsargas ir kitas unikalias sąlygas Šiuo metu naudojami žemės ūkio sausros indeksai ir duomenų poreikis jiems pateikiami 6.5 lentelėje. 6.4 lentelė. Sausros indeksų naudojimas įvairiose šalyse (Agricultural Drough..., 21) Rodiklis Standartizuotas kritulių indeksas Standardized Precipitation Index (SPI) Palmerio sausros indeksas (Palmer Drought Severity index PDSI) Sausros sunkumo indeksas (Drought Severity Index) Sausros atpažinimo indeksas (Reconnaissance Drought Index RDI) Dirvožemio vandens (drėgmės) indeksas (Soil Water Index SWI) Klimato vandens balansas. Standartizuotas suminio garavimo indeksas (Climatic water balance CWB). Standardized evapotranspiration index ET ) Hidroterminis koeficientas (HTK) Šalis Afrika (didžioji dalis), Albanija, Bosnija ir Hercegovina, Brazilija, Bulgarija, Indija, Ispanija, JAV, Graikija, Kinija, Kroatija, Makedonija, Moldavija, Montenegras, Rumunija, Serbija, Slovėnija, Suomija, Šiaurės Afrika, Turkija, Vokietija Portugalija, Amerika, Australija Didžioji Britanija Graikija Prancūzija Lenkija Lietuva, Rusija, Baltarusija, (didžioji dalis postsovietinių šalių) 6.5 lentelė. Šiuo metu naudojami žemės ūkio sausros indeksai ir duomenų poreikis jiems (Mannava V.K. Sivakumar et al., 21) Žemės ūkio sausros indeksas Palmerio sausros indeksas Palmer Drought Severity index PDSI Decilių indeksas / Deciles Hutchninson o indeksas Sausringumo anomalijų indeksas Aridity Anomaly Index Dviejų rezervuarų vandens modelis Two reservoir water balance model Dirvožemio vandens indeksas Soil Water Index Sausros stiprumo indeksas Drought Severity Index Šilto laikotarpio trukmės indeksas Warm-spell duration Index X X X X X X X X X X X X X X 91

92 Šalto laikotarpio trukmės indeksas Cold-spell duration Index Paprastasis dienos intensyvumo indeksas Simple Daily Intensity Index Santykinė dirvožemio drėgmės indeksas Relative Soil Moisture Santykinis vandens deficito indeksas Relative Water Deficit Sukaupto vandens trūkumo indeksas Accumulated Water Deficieny Kaupiamasis sausros indeksas Accumulated Drought Index Augalų drėgmės indeksas Crop Moisture Index (CMI) Dienų be lietaus indeksas Days without rainfall Dirvožemio drėgmės indeksas Soil Moisture Index Augalų drėgmės indeksas Palmerio pagrindu CMI-Palmer based Augalų suminio išgaravimo indeksas Crop Specific ET Sausros stebėsenos indeksas Drought Monitor Standartizuotas kritulių indeksas Standardized Precipitation Index (SPI) Normos procentas Percent Normal Dirvožemio drėgmės anomalija Soil Moisture Anomaly Kaupiamieji krituliai Cumulative rainfall X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X JAV Nacionalinis sausrų prevencijos centras (The National Drought Mitigation Center) taiko naujausią indeksą standartizuotą kritulių indeksą, siekiant stebėti drėgmės pajamų sąlygas. Pagrindinis šio indekso privalumas, tas, kad jis identifikuoja kylančias sausras mėnesiu anksčiau nei Palmer sausros indeksas ir, kad jis skaičiuojamas įvairiais laiko žingsniais. Literatūros šaltiniuose galima rasti ir kitų vertinimo būdų: klimatinis drėgmės skaičius KFZ (Klimafeuchtezahl), lietaus indeksas pagal Lang, drėgmės indikatorius pagal Budyko, klimatinis vandens balansas ir kt. Jiems naudojami meteorologiniai duomenys, papildant juos tiesioginių stebėjimų duomenimis. Šių indeksų apskaičiavimui yra naudojami įvairūs augalų aprūpinimą vandeniu lemiančių veiksnių kriterijai. De Martonne sausringumo indeksas (dmi), taikomas Vokietijoje, Prancūzijoje, Turkijoje, Graikijoje ir kitose šalyse bei kontinentuose greta kitų netiesioginių vertinimo metodų, kaip gerai įvertinantis nagrinėjamos teritorijos drėgmingumą. Šis sausringumo indeksas pagal de Martonne skaičiuojamas remiantis kritulių kiekio ir temperatūros santykiu, t. y. taip, kaip ir G. Selianinovo HTK. Indekso reikšmės riba 2, didėjant sausringumui, indekso reikšmė mažėja. Remiantis sausringumo indeksu dmi yra sudaryti klimatiniai žemėlapiai (Müller Westermeier, 1995). Dauguma konsultantų analizuoja keletą sausros indeksų prieš priimant sprendimą. X X X X X X X 92

93 Penman-Monteith metodo taikymas Lietuvoje sausrų identifikavimui Dviejų atskirų procesų, kai tuo pat metu vanduo garuoja nuo žemės bei augalų paviršiaus (fizinis garavimas) ir yra garinamas paties augalo pro lapų žioteles (transpiracija), derinys yra apibūdinamas kaip suminis išgaravimas (ET). Vandens kiekis, reikalingas kompensuoti augalo prarastą vandens kiekį garinimo metu, yra vadinamas augalo vandens poreikiu (Allen et al., 1998). Nors suminio išgaravimo ir augalo vandens poreikio kiekybinė išraiška yra identiška, augalo vandens poreikis nurodo vandens kiekį, kuris turi būti tiekiamas optimaliam augalo augimui užtikrinti, o suminis išgaravimas atspindi dėl garavimo ir transpiracijos prarasto vandens kiekį. Analizuojant augalų aprūpinimą drėgme ir galimą sausros įtaką, reikia žinoti augalų maksimalius ir vidutinius vandens poreikius, t. y. augalų suminį išgaravimą, kuris yra didžiausia vandens balanso išlaidų dalis, turinti esminės įtakos dirvožemio drėgmės režimui. Suminis išgaravimas šiltuoju metų laikotarpiu sudaro 8 9 % nuo bendro kritulių kiekio. Nustatyti suminį išgaravimą (transpiracijos ir garavimo nuo dirvos bei augalų paviršiaus procesų sumą) tiesiogiai yra sudėtinga, reikia daug laiko bei lėšų, todėl jis dažniausiai skaičiuojamas įvertinant garingumą pagal meteorologinius veiksnius: saulės radiaciją, oro temperatūrą, vėjo greitį ir santykinę oro drėgmę (Irmak et al., 23) m. A. Konstantinovas apibrėžė garingumą (ET) kaip meteorologinių veiksnių lemiamą maksimaliai galimą išgaravimą esamomis klimatinėmis sąlygomis iš daugiamečių žolių (ar kitų gerai išvystytų augalų) laukų, kurių dirvožemio drėgmė optimali (Лихацевич и др., 22), kitaip tariant, tai maksimalus drėgmės kiekis, išreikštas vandens sluoksniu, kuris galėtų būti išgarintas panaudojant visus atitekančios energijos resursus (nesant nuostolių) (Мезенцев, 1974; Шебеко и др., 198). Daugybė, mažiau ar daugiau empirinių metodų buvo išvesta per pastaruosius 6 metų. Pagrindinis reikalavimas ET o metodo parinkimui yra nuoseklių (dėsningų) ir patikimų rezultatų užtikrinimas, naudojant labiausiai paplitusius meteorologinius duomenis su mažiausia skaičiavimų apimtimi. 199 m. gegužės mėn. FAO organizuotas ekspertų ir mokslininkų simpoziumas, bendradarbiaujant su Tarptautine drėkinimo ir sausinimo komisija (ICID) ir Pasauline meteorologų organizacija (WMO), kuriame buvo peržvelgta FAO augalų poreikio vandeniui nustatymo metodologija nusprendė, kad reikia atnaujinti ir pakeisti iki tol galiojančias skaičiavimų ir prognozavimų procedūras. Buvo rekomenduota priimti Penman - Monteith metodą kaip naują standartą garingumui apskaičiuoti. R. G. Allen ir kt. (1998), M. E. Jensen ir kt. (199), H. Hargreaves (1994) ir kiti, nagrinėjantys garingumo priklausomybes nuo meteorologinių veiksnių, teigia, kad būtina priimti standartinį Penman Monteith metodą garingumui skaičiuoti, kurį rekomenduoja Maisto ir žemės ūkio organizacija prie Jungtinių Tautų (FAO), kadangi patikimas, realiai prognozuojantis garingumą metodas, naudotinas įvairioms vietovėms ir klimatinėms sąlygoms ir rekomenduoja atsisakyti ankstesnių garingumo skaičiavimo metodų taikymo. Pagal Penman-Monteith metodą skaičiavimuose naudojami standartiniai klimatiniai duomenys, lengvai išmatuojami arba nustatomi pagal bendrai registruojamus duomenis. Visos skaičiavimo procedūros yra standartizuotos atitinkamai pagal galimus gauti meteorologinius parametrus ir skaičiavimų laiko skalę. Ši lygtis rekomenduojama kaip išimtinis metodas garingumo nustatymui. Be to, yra nustatytos metodikos trūkstamų meteorologinių parametrų apskaičiavimui. Penman Monteith priklausomybė (Allen et al., 1998): es Rn G B ac p ETo r 1 s ra e r a a, (6.2) / čia ET o etaloninis garingumas mm d -1, arba mm valandą -1 ; Δ sočiųjų garų slėgio kreivės pokytis (tendencija) temperatūros atžvilgiu kpa oc -1 ; 93

94 R n spinduliacinis balansas MJ m -2 d -1 ; G dirvožemio šiluminio srauto indukcija MJ m -2 d -1 ; B skaičiavimų laikotarpio koeficientas, paros laikotarpio 86 4; ρa oro tankis esant pastoviam slėgiui kg m -3 ; cp specifinė oro šiluma MJ kg -1 ; ea oro garų slėgis kpa; es prisotintųjų garų slėgis kpa; rs paviršiaus pasipriešinimas s m -1 ; ra aerodinaminis pasipriešinimas s m -1. γ psichrometrinė konstanta kpa oc -1. Penman Monteith metodo taikymo paplitimas užsienio šalyse bei mokslininkų rekomendacijos priimti pastarąjį metodą kaip vienintelį standartinį metodą suminio išgaravimo skaičiavimuose, skatina ieškoti šio metodo taikymo galimybių Lietuvoje. Kliūtis lizimetrinių stebėjimų trūkumas, pagal kuriuos būtų registruojamos faktinio garingumo reikšmės ir jos sugretinamos su meteorologinėse stotelėse registruojamais duomenimis. Norint taikyti Penman Monteith metodą Lietuvoje būtina užtikrinti pagrindinių meteorologinių veiksnių (saulės radiacijos, vėjo greičio, oro temperatūros, kritulių, oro drėgnumo ir kt.) stebėseną bei nustatyti Penman Monteith metodo adaptavimo charakteristikas ir įdiegimo galimybes sausringų ir sausų vegetacijos laikotarpių identifikavimui atliekant tyrimus (naudojant kiekvienos paros eksperimentinius duomenis, pagal kuriuos būtų atliekamas metodo kalibravimas ir pritaikymas identifikuojant žemės ūkio paskirties pasėlių vandens poreikius ir vegetacijos laikotarpio sausros kriterijus). Šio metodo pritaikymas taip pat labai svarbus ir hidrologinių procesų skaičiavimui, modeliavimui, t. y. suminio išgaravimo ir jo komponenčių (transpiracijos ir garavimo nuo dirvos paviršiaus) nustatymui dinaminiuose augalas vanduo atmosfera dirvožemis sistemos modeliuose. Dauguma tiek naujai sukuriamų, tiek anksčiau pasiūlytų programų, modelių savo algoritmuose suminį išgaravimą vertina būtent pagal Penman Monteith priklausomybę. Nežinant šios priklausomybės galiojimo ribų ir tikslumo, tampa neaišku, ar siūlomi metodai yra tinkami pasirinktų užduočių sprendimui. Apibendrinimas:! Atlikus mokslinės ir specialiosios literatūros apžvalgą ir analizę, išryškėjo, kad sausros mastui ir galimam poveikiui augalams vertinti, skirtingose šalyse taikomi tose šalyse modifikuoti ir pritaikyti indeksai.! Lietuvoje sausrų diagnozei naudojami Selianinovo hidroterminis koeficientas (HTK), Standartizuotas kritulių indeksas (SPI), Dirsės drėgmingumo koeficientas (D), rečiau Boweno indeksas. HTK rodiklio taikymo populiarumas pagrįstas daug metų gerai žinomu ir santykinai paprastu skaičiavimo principu, augalų vegetacijos laikotarpiu jam apskaičiuoti užtenka kritulių kiekio ir temperatūrų sumos.! Užsienio šalyse yra taikomi įvairūs indeksai bene plačiausiai taikomas Standartizuotas kritulių indeksas (SPI), Palmerio sausrų indeksas (PDSI), standartinis nuokrypis nuo daugiametės normos ir kiti. Vis didesnis dėmesys skiriamas FAO rekomenduojamam Penman Monteith indeksui. Kaip ir Lietuvos atveju didžiausią pritaikomumą turi rodikliai kurių apskaičiavimas yra santykinai paprastas ir aiškus, nereikalaujantis įvertinti sunkiai apibrėžiamų ar nustatomų sąlygų. Todėl nepaisant tiksliausiu pasaulyje pripažįstamo Penman Monteith metodo jis vangiai diegiamas dėl integruotų, daugelio meteorologinių duomenų reikalaujančių skaičiavimų. Šiems skaičiavimams atlikti būtini automatinėse meteo-stotelėse registruojami duomenys. 94

95 Sausrų stebėsenos sistema Jungtinių Amerikos Valstijų pavyzdys JAV taikomas, sukurtas nacionalinio sausros prevencijos centro (National Drought Mitigation Center) prie Nebraskos-Linkolno universiteto, interaktyvus įrankis, kurio paskirtis kaupti, vertinti ir sudaryti sausros įtakos erdvinius žemėlapius. Įrankis sukurtas įvertinus poreikį valdymo duomenų bazei sausrų rizikai prognozuoti ir fiksuoti. Informacija renkama iš visuomenės informavimo ir kitų viešai prieinamų šaltinių, savanoriškos veiklos pagrindu (CoCoRaHS - Community Collaborative Rain, Hail and Snow network), vykdoma savanorių, federalinių ir šalies agentūrų. Interaktyvus įrankis (6.1 pav.) įdiegtas 25 m. birželio mėn. kaip pirmoji nacionalinė, labai išsami duomenų bazė. 211 m. rudenį atnaujinus, šiuo metu kaupia ir suteikia detalią informaciją, prieinamą mokslininkams ir suinteresuotiems visuomenės nariams. Informacija gali būti apibendrinta, taip pat suteikiamos atskiros detalės. 6.1 pav. JAV sausrų vertinimo interaktyvus žemėlapis (Nacionalinis Sausrų mažinimo centas, JAV, 213) Sistema sukurta finansuojant Nacionalinės okeanikos ir atmosferos administracijos (vyriausybės) (Oceanic and Atmospheric Administration) bei JAV žemės ūkio rizikos valdymo agentūros departamento (U.S. Department of Agriculture s Risk Management Agency). Nacionalinio sausros prevencijos centro darbuotojai, mokslininkai ir kiti suinteresuoti asmenys taip pat prisidėjo prie sistemos kūrimo. Interaktyviuose žemėlapiuose informacija renkama ir apibendrinama vertinant šiuos kriterijus: 1. Augalų atsparumą sausrai (vegetation drought response index). Žemėlapiai sudaromi kas dvi savaites ištisus metus ir atsipinti augalų augimo sąlygas bei jų būklę visoje JAV teritorijoje (6.2 pav.). 95

96 6.2 pav. Augalų atsparumo sausrai indeksas 2. Nacionalinės meteorologinės tarnybos registruojamų kritulių suvestinių (analizės); 3. Ilgalaikės / trumpalaikės sausros indeksų derinio (6.3 pav.). Trumpalaikės sausros procentilių žemėlapis apibendrina su sausra susijusius poveikius, kurie pirmiausiai pasireiškia dėl kritulių stygiaus. Sausros trukmė svyruoja nuo kelių dienų iki kelių mėnesių, yra siejama su gaisrų pavojumi, žemės ūkio augalų augimo sąlygomis nedrėkinamose teritorijose, dirvožemio drėgmės režimu, nereguliuojamų vandens tėkmių srautais. Ilgalaikės sausros procentilės atspindi sausros poveikius susijusius su ilgalaikiais nuokrypiais nuo kritulių normos (pvz, nuo kelių mėnesių iki kelerių metų). Poveikis juntamas vandens telkiniuose pažemėjusiu vandens lygiu, gruntinio vandens lygio pažemėjimu, sąlygomis kuriose dauguma augalų turi būti drėkinami. 6.3 pav. Skirtingos trukmės sausros indeksų žemėlapiai 4. Savaitinio orų ir augalų biuletenio. Rengiamas bendrai žemės ūkio departamento ir nacionalinės okeanikos ir atmosferos administracijos (vyriausybės). Išleidžiamas kiekvieną antradienį. 96

97 6.4 pav. Savaitinis orų ir augalų stebėsenos informacinis portalas (JAV Žemės Ūkio departamentas, 21) Palmerio sausros atšiaurumo indekso (PSDI) (6.5 pav.). Atnaujinamas kiekvieną savaitę Klimato prognozavimo centro (Climate Prediction Center). Pagrįstas kritulių, oro temperatūros ir daugiamečių stebėjimų. Skaičiuojamas pagal W. C. Palmer io formulę (1965). Kaip privalumas išskiriama tai, kad tai skaitmeninė išraiška, skaičiavimai gali būti atliekami praeities laikotarpiui (pagal stebėjimų eilę). Trūkumas nespėja sureaguoti į staiga prasidėjusią sausrą, neįvertina sniego dangos. PSDI buvo pagrindinis kriterijus sausrai identifikuoti iki sukuriant sausrų prevencijos interaktyvų įrankį 6.5 pav. Palmerio sausros atšiaurumo indeksas 6. Augalų drėgmingumo indeksas. Atnaujinamas kiekvieną savaitę klimato prognozavimo centre (Climate Prediction Center), yra PSDI išvestinė, sukurtas atspindėti besikeičiančias dirvožemio drėgmės sąlygas. 97

98 6.6 pav. Augalų drėgmingumo indeksas 7. Standartizuotas kritulių indeksas (SPI) (6.7 pav.). Gali būti skaičiuojamas skirtingais laiko žingsniais, tai sutiekia lanksčios informacijos identifikuojant ilgalaikes (hidrologines) ir trumpalaikes (žemės ūkio) sausras. 6.7 pav. 6-ies dienų SPI 8. Procentinis kritulių nuokrypis (6.8 pav.). Skaičiuojamas 3 ir 9 praėjusio laikotarpio dienų trukmei, atnaujinamas kasdien. Lyginamas su stebėjimų duomenimis nuo 1963 iki 1995 m. 98

99 6.8 pav. Kritulių pasiskirstymas (JAV Nacionalinė meteorologijos tarnyba, 213), 9. Hidrologiniai stebėjimai (6.9 pav.). JAV geologijos tarnyba kasdien atnaujina hidrologinius (nuotėkio) žemėlapius, pagal atliekamas matavimus stebėjimų stotyse. Spalviškai išskiriamas nuokrypis nuo normos. Skaičiavimai atliekami tik remiantis duomenimis tų stočių, kuriose duomenų eilė ne trumpesnė negu 3 metų. 6.9 pav. Hidrologinių stebėjimų informacijos portalas (JAV geologijos tarnyba, 213) ( 1. Nuotėkio pritekėjimas iš kalnuotų vietovių (dėl sniego dangos). Kiekviena mėnesį skirtingos tarnybos atnaujina informaciją susijusią su padidėjusiu nuotėkiu iš kalvotų vietovių dėl sniego dangos tirpsmo. 99

100 11. Viršutinio (15 cm) dirvos sluoksnio drėgmė. Pateikiami trys žemėlapiai faktinis, palyginamasis faktinis bei 5 ir 1 metų vidurkiai (6.1 pav.) 6.1 pav. Viršutinio dirvos sluoksnio drėgmė (JAV Nacionalinė meteorologijos tarnyba, 213) ( ) 12. JAV ir pasaulio dirvožemio drėgmės atsargos (6.11 pav.) 6.11 pav. Dirvožemio drėgmės atsargų žemėlapiai 13. Duomenys atspindintys augalų būklę (STAR Global Vegetation Health Products). Interaktyvus portalas kuriame talpinami duomenys susiję su augalų dangos būkle ir kt. informacija susijusia su augalų augimo būkle pasaulyje. Yra informacijos langai su Lietuvos teritorija ir jos auglinės dangos būklės pokyčiais (6.12 pav.). 1

101 6.12 pav. Augalų būklės informacinė sistema (Mokslinių tyrimų ir palydovų mokslinis centas) ( 14. Gaisringumo žemėlapiai (6.13 pav.). Taikomi norint įvertinti gaisrų rizikos pavojų. Žemėlapiai sudaromi įvertinant praėjusio laikotarpio orų sąlygas. Gaisrų potencialiai rizikai vertinti specialiai sukurtas Keetch ir Byram (1968) sausros indeksas, kuris nustatomas atsižvelgiant į suminio išgaravimo sąlygas, kritulių kiekį ir šių dviejų vandens balanso dedamųjų įtaką dirvožemio drėgmės deficitui formuotis tiek miško paklotėje, tiek gilesniuose dirvos sluoksniuose. Šis indeksas tiesiogiai siejamas su organinės medžiagos kiekiu dirvožemyje. 11

102 6.13 pav. Gaisrų tikimybės žemėlapis (JAV miškų tarnyba) Žemėlapių ir informacijos vertinimas. Sausros intensyvumas grindžiamas penkiais pagrindiniais kriterijais (6.6 lentelė), apimančiais stebėjimų duomenis iš 35 skirtingų vietovių. Sausros intensyvumas ir reikšmė nustatomi pagal visus 5 kriterijus. Kadangi jų ribos dažnai nesutampa, galutinis sprendimas priimamas pagal daugumos kriterijų reikšmes palyginant su konkrečios vietovės stebėjimų duomenimis. Sausrų analitikai sudarydami žemėlapius taip pat vertina (pasveria) minėtus kriterijus ir jų įtaką / atitikimą skirtingoms vietovėms atsižvelgiant į metų laiką. Papildoma informacija / rodikliai gali būti taikomi kalvotose vietovėse, arba kur yra sniego danga, kadangi tai užtikrina papildomas drėgmės pajamas / pritekėjimą. Ši sistema yra geriausiai (lengviausiai) gaunamų / prieinamų duomenų derinys, kuriuos ekspertai įvairiapusiškai išnagrinėję priima sprendimą.! Apibendrintai JAV taikoma išsami / aprėpianti daugelį meteorologinių, dirvožemio drėgmės, augalų būklės stebėjimo sistema leidžianti operatyviai reaguoti į esamą situaciją bei prognozuoti galimus sausros įvykius. Duomenys registruojami ir kaupiami visų suinteresuotų institucijų bendru sutarimu. Puikiai veikai savanorystės idėja, kuomet ūkininkai savo pasėlių laukuose stebi esančią situaciją ir elektroniniu būdu teikia duomenis apie pasėlių būklę, kritulių kiekį, dirvožemio drėgmę, nuostolių dydžius, kuriuos jie patiria dėl sausros ir kitų meteorologinių reiškinių.! Nacionaliniame sausros prevencijų centre identifikuojant trumpalaikes sausras vertinamas 1-3 mėn. laikotarpio kritulių kiekis, identifikuojant ilgalaikes sausras vertinamas 6-6 mėnesių laikotarpis. Papildomai atsižvelgiama į viršutinio dirvožemio drėgmės kiekį vegetacijos laikotarpiu, augalijos sveikatingumo laipsnį, sausros kriterijų. Vietovėse, kurioms būdinga sniego danga, atsižvelgiama į sniego pavidalu sukaupiamą vandens kiekį ir paviršinį nuotėkį. Atskiri indeksai vertina ir gruntinio vandens lygį, sukauptas drėgmės atsargas bei daugiamečių žolių augimo sąlygas. 12

103 6.6 lentelė. Sausringumo klasifikavimas ir reikšmingumo vertinimas Kategorija D D1 D2 D3 D4 Apibūdinimas Sausringa Vidutinė sausra Stipri sausra Labai stipri sausra Stichinė sausra Galimas / tikėtinas poveikis Sausros pradžia. Trumpalaikis poveikis augalams, drėgmės deficitas, ganyklos ir augalų laukai dalinai pažeisti (produktyvumas sumažėja dalinai) Augalai, ganyklos dalinai pažeisti, pažemėjęs vandens lygis vandens telkiniuose, laikinos (savanoriškos) vandens taupymo priemonės Nuostoliai susiję su ženkliai pastebimu augalų produktyvumo sumažėjimu, bendras vandens trūkumas, galimas vandens vartojimo ribojimo priemonių taikymas Dauguma augalų ir daugiamečių žolių žūna, teritoriškai išplitęs vandens stygius ir apribojimai vandens vartojimui Visuotinai išdžiūvę laukai (augalai žuvę), vandens lygis telkiniuose, upėse, šuliniuose pasiekia kritinę ribą Palmerio sausros indeksas (PDI) Dirvožemio drėgmės modelis / procentilėmis Savaitinis nuotėkis / procentilėmis SPI Ilgalaikės / trumpalaikės sausros indekso derinys / procentilėmis -1, -1, ,5 -, , -2, ,8-1, , -3, ,3-1, , -4, ,6-1, , ir mažiau , ir mažiau -2 13

104 metų gegužės-rugsėjo mėn. agrometeorologinės sąlygos 212 m. vegetacijos laikotarpis Lietuvoje buvo šiltas, vidutinė oro temperatūra buvo aukštesnė vidutiniškai apie 1,5 o C nei standartinė klimato norma (SKN) (gegužės mėn.,5-1,5 C viršijo SKN, birželio mėn.,2-1,3 C žemesnė, liepos mėn. 1,5-3 C aukštesnė, rugpjūčio mėn. daugelyje rajonų artima SKN, o rugsėjo mėn. 1-2 C aukštesnė nei SKN). Pagal kritulių kiekį 212m. priskirtini prie šlapių, didesnėje šalies dalyje per mėnesį kritulių iškrito 1,2-2 SKN visais laikotarpio mėnesiais, tik rugsėjį artimas SKN (gegužės mėn. kiekis artimas SKN, birželio mėn. 1,2-1,6 SKN, liepos mėn. 1,3-2 SKN, rugpjūčio mėn. kiekis artimas SKN, tik kai kuriuose pietiniuose ir rytiniuose rajonuose 1,3-1,8 SKN, pietvakariniuose ir šiaurės vakariniuose rajonuose 45-6% SKN, rugsėjo mėn. iškrito 45-75% SKN, tik kai kuriuose pietiniuose ir rytiniuose rajonuose kiekis artimas SKN, o Šilutėje 118% SKN, kritulių kiekis ir oro temperatūra lėmė, kad gegužę ir birželį vidutinis oro drėgnumo deficitas buvo didesnis nei SKN, liepą buvo artimas arba didesnis nei SKN, rugpjūtį vidutinis oro drėgnumo deficitas buvo mažesnis arba didesnis nei SKN, o rugsėjį mažesnis nei SKN. Pagal Europos klimato kaitos stebėsenos sistemoje pateikiamą 212 m. meteorologinių sąlygų apžvalgą antroje vasaros pusėje rytinėje Europos dalyje buvo fiksuota aukštesnė už daugiametę normą oro temperatūra. Lietuvoje ji buvo aukštesnė 1-3 o C. Pagal bendras kritulių tendencijas galima matyti, kad Lietuvoje kritulių kiekis iškritęs liepos rugsėjo mėn. buvo didesnis negu didžiojoje Europos dalyje. Didesnis negu Lietuvoje kritulių kiekis šiuo laikotarpiu buvo tik Austrijos kalnuotoje teritorijoje, ir nedidelėje Anglijos karalystės bei Norvegijos teritorijose (6.14 pav.) pav. Vidutinės oro temperatūros ir kritulių vidutinės reikšmės 212 m. liepos rugsėjo mėnesių laikotarpiu Vidutinė oro temperatūra Lietuvoje 213 metų gegužės rugsėjo mėnesiais atskirose meteorologinėse stotyse buvo nuo 1,7 o C ( Šilutėje) iki 2,7 o C (Varėnoje) laipsnio aukštesnė už SKN. Nagrinėjant atskirų mėnesių oro temperatūrą, matyti, kad didžiausias nukrypimas buvo gegužės menesį visuose miestuose (apie 3,6 o C), tik Varėnoje didžiausias nukrypimas užfiksuotas rugpjūčio menesį (net 6,7 o C). Nagrinėjant atskirų mėnesių vidurinę oro temperatūrą dešimtadieniais, matyti, kad tik Varėnoje ji buvo žemesnė už SKN per visą laikotarpį (-,2 o C rugsėjo mėnesį). Kritulių 213 m. V-IX mėn. laikotarpui iškrito mm, tai sudarė % SKN: Šilutėje iškrito 67 mm (82 % SKN), Telšiuose iškrito 82 mm (117 % SKN), Biržuose iškrito 58 mm (93 % SKN). Nagrinėjant atskirų mėnesių kritulių kiekį, matyti, kad daugiausia SKN viršijama