Ronaldas Šulnius ŽEMĖS ŪKIO AUGALŲ MIŠINIŲ IR PIKTŽOLIŲ KONKURENCIJA EKOLOGINĖS ŽEMDIRBYSTĖS SISTEMOJE

Transkriptas

1 ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS AGRONOMIJOS FAKULTETAS Agroekosistemų ir dirvožemio mokslų institutas Ronaldas Šulnius ŽEMĖS ŪKIO AUGALŲ MIŠINIŲ IR PIKTŽOLIŲ KONKURENCIJA EKOLOGINĖS ŽEMDIRBYSTĖS SISTEMOJE Magistro baigiamasis darbas Studijų sritis: Biomedicinos mokslai Studijų kryptis: Žemės ūkio mokslai Studijų programa: Agronomija Akademija, 2015

2 Agronomijos fakulteto studentų baigiamųjų darbų vertinimo komisija: (Patvirtinta Rektoriaus įsakymu Nr. 131-PA) Agronomijos fakulteto studentų baigiamųjų darbų vertinimo komisijos įvertinimas:... Pirmininkas: Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro (LAMMC) direktorius, profesorius habil. dr. Zenonas Dabkevičius (mokslininkas) Nariai: Agronomijos fakulteto dekanas, Žemės ūkio ir maisto mokslų instituto docentas dr. Viktoras Pranckietis (mokslininkas-praktikas) Žemės ūkio ir maisto mokslų instituto direktorius, docentas dr. Evaldas Klimas (mokslininkas-praktikas) Agroekosistemų ir dirvožemio mokslų instituto profesorius habil. dr. Rimantas Velička (mokslininkas-praktikas) Agroekosistemų ir dirvožemio mokslų instituto docentė dr. Darija Jodaugienė (mokslininkas) dr. Rimantas Dapkus (socialinis partneris-praktikas) Vadovė: Doc. dr. Darija Jodaugienė, Aleksandro Stulginskio universitetas Recenzentė: Doc. dr. Aušra Marcinkevičienė, Aleksandro Stulginskio universitetas Oponentė: Prof. dr. Honorata Danilčenko, Aleksandro Stulginskio universitetas 2

3 Šulnius, R. Žemės ūkio augalų mišinių ir piktžolių konkurencija ekologinės žemdirbystės sistemoje. Agronomijos studijų programos magistro darbas / Vadovė doc. dr. D. Jodaugienė; ASU. Akademija, 2015, 44 p.: 14 pav., 2 lentelės. Bibliogr.: 60 pavad. SANTRAUKA Magistrantūros baigiamajame darbe tiriama kultūrinių augalų mišinių įtaka pasėlių produktyvumui bei piktžolėtumui ekologinėje žemdirbystės sistemoje. Darbo objektas 4 rūšių kultūriniai augalai: sėjamosios avižos (Avena sativa L.) vasarinė forma, paprastojo miežio (Hordeum vulgare L.) vasarinė forma, sėjamojo žirnio (Pisum sativum L.) vasarinė forma, rapso (Brassica napus L.) vasarinė forma, ir segetalinė flora. Darbo metodai Nustatytas augalų tankumas mišiniuose sudygus kultūriniams augalams vegetacijos pradžioje ir javų pieninės brandos tarpsnyje. Piktžolių gausumas skaičiuotas javų krūmijimosi tarpsnyje ir javų pieninės brandos tarpsnyje. Pasėlio apšvieta javų bamblėjimo tarpsnyje matuota dirvos paviršiuje ir virš augalo, o javų pieninės brandos tarpsnyje matuota dirvos paviršiuje, 1/3, 2/3 augalo aukščio ir virš augalų. Nustatytas augalų mišinių derlingumas, kuris perskaičiuotas t ha -1, standartinio drėgnumo ir 100 % švarumo. Darbo rezultatai Pagal gautus rezultatus nustatyta, kad auginant žemės ūkio augalų mišinius, dirvos paviršiaus apšviestumas sumažėjo miežių krūmijimosi tarpsnyje (1,5-2,1 karto), ir pieninės brandos tarpsnyje (1,8-14,8 karto), lyginant su kontroliniu variantu (vienarūšiu miežių pasėliu). Kuo mažesnis dirvos paviršiaus apšviestumas tuo labiau neigiamai veikia piktžolių dygimą ir jų augimą. Rezultatai parodė, kad piktžolių dygimą labiausiai stabdė (1,3-1,4 karto) miežių avižų rapsų ir miežių rapsų mišiniai. Javų pieninės brandos tarpsnyje žemės ūkio augalų mišinių pasėlių piktžolėtumas buvo esmingai mažesnis: piktžolių skaičius nuo 1,8-2,1 karto, piktžolių masė nuo 2,6 iki 6,5 karto, lyginant su vienarūšiu pasėliu (kontroliniu variantu). Buvo nustatytas nevienodas poveikis žemės ūkio augalų mišinių derlingumui. Esmingai didesnis derlingumas (29,6 67,7 %) nustatytas auginant miežių avižų, miežių avižų rapsų ir miežių avižų žirnių mišinius ir esmingai derlingumas mažesnis (29,9 %) auginant miežių rapsų mišinį, lyginant su vienarūšiu miežių pasėliu. Esminiai skirtumai tarp miežių žirnių ir miežių pasėlių nebuvo nustatyta, tačiau miežių žirnių mišinio derlingumas buvo 11,3 % mažesnis dėl per didelio žirnių vešlumo, kurie konkuravo dėl tų pačių vegetacijos veiksnių. Reikšminiai žodžiai: augalų mišiniai, piktžolės, konkurencija, ekologinė žemdirbystės sistema. 3

4 Šulnius, R. Agricultural plant and weed competition in organic farming system. Master thesis of Agronomy study program / Supervisor doc. dr. D. Jodaugienė; ASU. Akademija, 2015, 44 p.: 14 figures, 2 tables. References: 60 titles. SUMMARY Master's thesis investigates the impact of mixtures of cultivated plants on the productivity of the crops and weed infestation in organic farming system. Research object 4 kinds of cultural plants: sowing oat (Avena sativa L.) summer form, barley (Hordeum vulgare L.) summer form, sowing pea (Pisum sativum L.) summer form, rape (Brassica napus L.) summer form and segetal flora. Research methods Plant density in mixtures after sprouting of cultivated plants in the beginning of vegetation and cereal milky maturity stage was established. Weed abundance was calculated in cereal tillering stage and cereal milky maturity stage. Cereal illuminance in cereal booting stage was measured on soil surface and above the plant, while during cereal milky maturity stage it was measured on soil surface, 1/3, 2/3 of the height of a plant and above the plants. The yield of plant mixtures was set, which was recalculated t ha-1 standard humidity and 100 percent purity. Research results According to the obtained results it was found out that during the cultivation of agricultural crop mixtures the illuminance of soil surface decreased in barley tillering stage (1,5-2,1 times), and in the milky maturity stage (from 1,8 to 14,8 times) compared to the control option (homogeneous barley crop). The lower the soil illuminance the more negative effect is on weed germination and growth. Results had showed that weed germination was affected the most (1,3-1,4 times) by barley - oat rape and barley rape mixtures. Weed infestation of agricultural crop mixtures during cereal milky maturity stage was substantially lower: number of weed from 1,8 to 2,1 times, mass of weed from 2,6 to 6,5 times, compared to homogeneous crop (control option). Unequal impact on the yield of agricultural crop mixtures was established. Substantially higher yield (from 29,6 to 67,7%) was established during the cultivation of barley-oat, barley-oat-rape and barley-oat-pea mixtures and substantially lower yield (29,9%) cultivating barley-rape mixture, compared to homogeneous barley crop. Essential differences between barley-pea and barley crops were not determined, however, the yield of barley-pea mixture was 11,3% lower due to the excessive exuberance of peas, who competed for the same vegetation factors. Key words: the mixture of plants, weeds, competition, organic farming system. 4

5 TURINYS ĮVADAS LITERATŪROS ANALIZĖ Ekologinio žemės ūkio ypatumai Augalų apsauga nuo ligų ir kenkėjų ekologinėje žemdirbystėje Piktžolės ir jų paplitimas Piktžolių kontrolės problema Konkurencija tarp kultūrinių augalų ir piktžolių TYRIMŲ METODAI IR SĄLYGOS Tyrimų objektas Tyrimo vieta ir dirvožemio charakteristika Eksperimento variantai Tyrimų ir analizių metodai Meteorologinės sąlygos Tyrimų duomenų įvertinimas TYRIMŲ REZULTATAI IR JŲ ANALIZĖ Kultūrinių augalų mišinių tankumas Kultūrinių augalų mišinių įtaka pasėlio apšvietai Kultūrinių augalų mišinių įtaka piktžolėtumui Trumpaamžių ir daugiamečių piktžolių skaičius javų krūmijimosi tarpsnyje Trumpaamžių ir daugiamečių piktžolių kiekis javų pieninės brandos tarpsnyje Kultūrinių augalų grūdų derlingumas ekologinėje žemdirbystėje IŠVADOS LITERATŪROS SĄRAŠAS PRIEDAI

6 LENTELIŲ IR PAVEIKSLŲ SĄRAŠAS Lentelės: lentelė. Pasėlio piktžolių rūšinė sudėtis vnt. m -2 javų krūmijimosi tarpsnyje lentelė. Pasėlio piktžolių rūšinė sudėtis vnt. m -2 ir sausųjų medžiagų masė javų pieninės brandos tarpsnyje. Paveikslai: pav. Eksperimento planelis pav. Vidutinė oro temperatūra 2014 m. eksperimento vykdymo laikotarpiu pav. Kritulių kiekis 2014 m. eksperimento vykdymo laikotarpiu pav. Atskirų mėnesių hidroterminiai koeficientai (HTK) pav. Sudygusių augalų skaičius javų vegetacijos pradžioje pav. Kultūrinių augalų mišinių pasiskirstymas % javų vegetacijos pradžioje pav. Augalų skaičius javų pieninės brandos tarpsnyje pav. Kultūrinių augalų mišinių pasiskirstymas % javų pieninės brandos tarpsnyje pav. Kultūrinių augalų mišinių apšvietos koeficientas javų bamblėjimo tarpsnyje pav. Kultūrinių augalų mišinių apšvietos koeficientas javų pieninės brandos tarpsnyje pav. Trumpaamžių ir daugiamečių piktžolių skaičius javų krūmijimosi tarpsnyje pav. Trumpaamžių ir daugiamečių piktžolių skaičius javų pieninės brandos tarpsnyje pav. Trumpaamžių ir daugiamečių piktžolių sausųjų medžiagų masė javų pieninės brandos tarpsnyje pav. Kultūrinių augalų grūdų derlingumas. 6

7 ĮVADAS Ekologinėje žemdirbystėje pasėlių piktžolėtumas yra svarbus veiksnys, nes nuo jo priklauso žemės ūkio augalų derlingumas. Kultūrinių augalų mišiniuose galima imituoti natūralią augalų bendriją, kurioje lapų bei stiebų pasiskirstymas būna nevienodas tiek vertikalia, tiek horizontalia kryptimis. O tai sudaro palankias sąlygas žemės ūkio augalams geriau panaudoti saulės radiaciją, o piktžolės gauna mažiau saulės šviesos. Kultūrinių augalų mišinių derlingumas dažniausiai būna didesnis, nei auginant vienarūšį pasėlį (Sobkowicz, Tendzegolska, 2005; Lauk, Lauk, 2006; Jahansooz ir kt., 2007; Lauk ir kt., 2007). Augalų bendrijose konkurenciniai santykiai yra sudėtingi, o atliktų tyrimų, kurie nagrinėja žemės ūkio augalų mišinių poveikį piktžolėms nėra daug. Kultūrinių augalų sėjomainose, piktžolių paplitimas yra vienas iš pagrindinių fitosanitarinių veiksnių, kuris riboja pasėlių derlingumą ir dirvožemių našumą (Tulikov, 2002). Piktžolių ir kultūrinių augalų cheminė sudėtis yra panaši, kuri lemia tarprūšinę konkurenciją agrocenozėse dėl maisto medžiagų, taip pat šilumos ir šviesos bei drėgmės (Safonov, Labunskij, 2001). Labai svarbu palaikyti kultūrinių augalų ir piktžolių pusiausvyrą, išsaugant žemės ūkio augalų vyravimą (Stancevičius, Pupalienė, 2003). Žemės ūkio pasėlių piktžolėtumui didelę įtaką turi priešsėliai. Daugiamečių ankštinių žolių ar jų mišinių su varpinėmis priešsėliai būna taip, kad yra vertinami prieštaringai: geri kai pasėliai tankūs ir be piktžolių, blogi kai pasėliai yra išretėja ir juose gausu piktžolių (Lazauskas, 1990; Stancevičius, Trečiokas, 1995). Piktžolių išplitimas, jų rūšinė įvairovė bei išsivystymas daug priklauso nuo dirvožemio savybių, kurios lemia skirtingas mitybos sąlygas. Dirvožemiai, kurie yra azotingi intensyviau išplinta piktžolės, kurios teigiamai reaguoja į azotą (Toth, 1999). Piktžolių kontrolės reikalingumą lemia auginami augalai, bei piktžolių kiekis ir jų žalingumas. Intensyviausiai piktžolės dygsta gegužės ir birželio mėnesiais po to piktžolių dygimas sulėtėja (Stancevičius, Špokienė, 1972). Buvo nustatyta, kad kuo anksčiau prasideda piktžolių vegetacija, tuo kultūriniai augalai gali mažiau konkuruoti su jomis. Piktžolės, kurios vystosi vėliau jų įtaka kultūriniams augalams mažesnė arba jos visai neturi (Nieman, Verschwele, 1993). Piktžolės, kurios auga pasėliuose jos mažina kultūrinių augalų derlių, bei subrandindamos ir išbarstydamos sėklas, didina vėliau auginamų augalų piktžolėtumo kontrolės išlaidas (Pilipavičius, 2002). 7

8 Kultūrinių augalų konkurencingumas, arba piktžolių stelbimas yra pagrindinė netiesioginės piktžolių kontrolės sąlyga, kuri leidžia sumažinti tiesioginių priemonių naudojimą ir užtikrina augalų produktyvumą. Augalų genotipai, kurie augimo pradžioje suformuoja daug lapijos bei sparčiai vystosi, dažniausiai labiau slopina piktžoles (Mohler, 2001). Augalai, kurie pasižymi didele dygimo energija, greitai sudygsta ir sumažina drėgmės garavimą iš dirvos, o tai didina augalo konkurencingumą bei gerina vandens ir maisto medžiagų pasisavinimą (Rebetzke, Richards, 1999). Piktžolės, kurios būna užstelbtos kitų augalų, subrandina mažiau sėklų (Jannink ir kt., 2000). Tyrimų hipotezė auginant kultūrinių augalų mišinius, sudaromos palankesnės sąlygos kultūrinių augalų augimui, geriau stelbiamos piktžolės. Tyrimų objektas 4 rūšių kultūriniai augalai: sėjamosios avižos (Avena sativa L.) vasarinė forma, paprastojo miežio (Hordeum vulgare L.) vasarinė forma, sėjamojo žirnio (Pisum sativum L.) vasarinė forma, rapso (Brassica napus L.) vasarinė forma, ir segetalinė flora. Tyrimo tikslas ištirti kultūrinių augalų mišinių įtaką pasėlių produktyvumui bei piktžolėtumui ekologinėje žemdirbystės sistemoje. Tyrimo uždaviniai. Nustatyti kultūrinių augalų mišinių: 1. Pasėlio tankumą (javų vegetacijos pradžioje ir pieninės brandos tarpsnyje). 2. Pasėlio piktžolėtumą (javų krūmijimosi ir pieninės brandos tarpsniuose). 3. Apšvietą įvairiuose pasėlio arduose (javų bamblėjimo ir pieninės brandos tarpsniuose). 4. Grūdų derlingumą. 8

9 1. LITERATŪROS ANALIZĖ 1.1. Ekologinio žemės ūkio ypatumai Žemės ūkis yra artimai susijęs su gamta turinčių žmogaus veiklos sričių, todėl neigiamos žmogaus veiklos pasekmės išryškėja pirmiausia. Senovėje žmogus gyveno su gamta ir veikė kartu. Žemės ūkio produktų gamybos didinimas ir naujų technologijų taikymas žemės ūkyje suardė nusistovėjusią pusiausvyrą gamtoje ir vis labiau buvo teršiami gamtiniai vandenys, žemės ūkio gamybos produktai, mažėjo biologinė įvairovė, dirvožemis, vyko kraštovaizdžio degradacija. Nuo žemės ūkio plėtros krypties priklauso ne tik krašto gerovė, bet ir Lietuvos ekologinė situacija, todėl ūkių ekologizavimas tampa vis svarbesniu veiksniu. Įvertinant žemės ūkio gamybos metodus, privalu suprasti gamtos dėsningumus, įvairių reiškinių tarpusavio priklausomybę, egzistuojančias pusiausvyras bei įvairių žemės ūkio gamybos būdų poveikį aplinkai (Žekonienė, Rutkovienė, 2001). Ekologinės žemdirbystės pradininkais Europoje laikomi šveicarai H. Mohler ir M. Mohler, kurie XX amžiaus 3 ame dešimtmetyje bandė surasti būdą, kaip mažinti ūkio priklausomumą nuo brangstančių agrochemikalų, o dirvožemio derlingumą didinti natūraliomis priemonėmis (Žekonienė ir kt., 1997). Daugelio ekologinės žemdirbystės srovių bendri ypatumai (su mažais nukrypimais) yra: greitai tirpstančių mineralinių trąšų pakeitimas organinėmis; maisto medžiagų papildymas sunkiais tirpstančiais mineralais; auginant augalus, kurie fiksuoja azotą, sideratus (Aubert, 1976; Svirskis, 1991; Gavenauskas, 1998; Baltramaitytė, 2001). Ekologiniame ūkininkavime nenaudojamos mineralinės trąšos ir pesticidai, o vietoje jų naudojama pašarinių augalų sėjomainos ir gyvulių auginimo atliekos, pavyzdžiui mėšlas, srutos dirvožemio derlingumui palaikyti. Netręšiant mineralinėmis trąšomis ir nenaudojant pesticidų, gaunamas derlius yra mažesnis, tačiau geresnės kokybės ir yra mažiau teršiama aplinka. Dirvožemis mažiau alinamas, bei mažesnė dirvos erozija, nes ekologinėje žemdirbystėje daugiau žemės užima žalienos, sideratai, pašariniai augalai. Be to šiose sistemose ypač pasikeičia energijos naudojimas: sumažėja medžiagų ar produktų, kuriems pagaminti reikia daug energijos, poreikis. Tokia gamyba tampa ekstensyvesnė, tačiau su mažesniu rizikos laipsniu (Bučienė, 2003). 9

10 Viena iš pagrindinių ir viena problemiškiausių ekologinės žemdirbystės dalių yra augalų apsauga. Kovai su piktžolėmis esančiomis kultūrinių augalų pasėliuose, taip pat ligomis ir kenkėjais visada egzistavo alternatyvios priemonės. Augalų apsaugos centrinę sistemos dalį užima sėjomaina (augalų kaita). Ekologinėje žemdirbystėje herbicidų buvo atsisakyta, todėl piktžolių naikinimo problema yra viena iš svarbiausių, tačiau šios sistemos tikslas nėra sukurti laukus be piktžolių. Aktualesnis ne piktžolių naikinimas, bet prevencija (Dlouhy, 1993). Ekologinėje žemdirbystėje sprendžiant kenkėjų ir ligų problemas, viltys dedamos į agroekosistemų savireguliaciją, o ne į kenkėjų ir ligų slopinimą panaudojus cheminius preparatus. Tokioje sistemoje pagrindinis tikslas skirti dėmesį profilaktinėmis ir agrotechninėms augalų apsaugos priemonėms. Naikinamąsias priemones siūloma naudoti tik tada, kai ligų ir kenkėjų gausumas viršija ekonominę žalingumo ribą, pirmenybę teikiant biologinėms priemonėms (Žekonienė ir kt., 1997). Pagal P. Kristiansen ir kt. (2006), ekologinis ūkininkavimas labai sparčiais vystosi, o tai duoda didelę naudą ir toks ūkininkavimo būdas ateityje turėtų tapti pagrindiniu. Bet tik pats ūkininkas, siekiantis savo tikslų gali priimti sprendimą dėl gamybos būdo ar ūkininkauti ekologiškai, ar tradiciškai Augalų apsauga nuo ligų ir kenkėjų ekologinėje žemdirbystėje Ekologinėje žemdirbystėje labai svarbu laikytis augalų apsaugos reikalavimų: dirvožemio drėgmės palaikymas (melioracija); sėjomaina (geriausi priešsėliai skirtingos augalų šeimos); laiku ir tinkamai įdirbti dirvožemį; auginti tokias augalų veisles, kurios būtų atsparios ligoms ir kenkėjams; sėti geros kokybės sėklą; sėja turi būti optimaliu laiku; subalansuotas augalų tręšimas; piktžolių naikinimas, kuri yra terpė augalų ligoms ir kenkėjams plisti. Augalai turi įvairių natūralių cheminių junginių: alkaloidų, aliejų, esterių, glikozidų, fitoncidų, ir kitų, kurie sumažina kenkėjų bei ligų sukėlėjų poveikį ar visiškai sunaikina. Augalai, kurie išskiria tam tikras medžiagas nuo kurių žūsta kenkėjai juos galima vadinti insekticidiniais augalais. Pavyzdžiui, pelynais galima sunaikinti amarus, o erkes ir straubliukus galima naikinti 10

11 naudojant bitkrėsles. Kai kurių augalų medžiagos naikina ligų sukėlėjus juos galima vadinti fungicidiniais augalais. Pavyzdžiui, dirvinis asiūklis (Equisetum arvense L.) trigdo rūdžių ir miltgrybių vystymąsi. Dažnai tas pats augalas turi fungicido ir insekticido savybių, pavyzdžiui, amarus, erkes, blakutes, sausligės ir rauplių sukėlėjus galima naikinti česnakų ištraukomis. Pesticidiniai augalai nekenksmingi aplinkai, bei mažai kenksmingi žmogui, ištraukos greitai pasidaro nenuodingos ir neturi liekamojo pobūdžio arba jis menkas. Pesticidiniai augalai gali būti kraujažolės, karpažolės, burnočiai, kiečiai, vėdrynai, rūgtys. Tokių augalų dalys nėra vienodai turtingos veikliomis medžiagomis, todėl renkant augalus reikia į tai atsižvelgti (Žekonienė, Rutkovienė, 2001). Ekologinėje žemdirbystėje maisto medžiagų balansas palaikomas naudojant organines trąšas: kompostą, sideracinius augalus, mėšlą. Tokios trąšos suteikia augalams reikalingas maisto medžiagas ir duoda reikalingą energijos kiekį dirvos ekosistemai. Humuso sluoksnio formavimas ir tręšimas organinėmis trąšomis gausina mikroorganizmų kiekį, kurie gali reguliuoti pašaknio ligų, fuzariozės, rizoktonijos išplitimą. Be, to organinės medžiagos skaidymo metu dalyvauja mikroorganizmai, kurie gamina natūralius antibiotikus: streptomiciną, peniciliną, bacitraciną, kurie patekę į augalus formuoja imuninę sistemą. Lietuvoje kultūriniams augalams kenkia apie 780 rūšių moliuskų, nematodų, erkių, graužikų bei vabzdžių ir daugiau kaip 500 rūšių augalų ligų sukėlėjų. Kenkėjų ir augalų ligų sukėlėjų žalingumas nevienodas. Vieni pasirodo kasmet bei išplinta masiškai, o kiti labiau pasidaugina retai ir tik vietomis. Augalų ligų ir kenkėjų gausumas bei žalingumas priklauso nuo meteorologinių sąlygų, natūralių priešų aktyvumo, pasėlių būklės ir kitų ekologinių veiksnių. Norint sumažinti kenkėjų ir augalų ligų sukėlėjų padaromus nuostolius, svarbu laiku pastebėti pirmuosius kenkėjų bei ligų židinius, užkirsti jiems kelią plitimui pasėlyje, parinkti tinkamiausią būdą ir laiką jiems išnaikinti. Naikinamąsias priemones verta naudoti tada, kai kenkėjų ir augalų ligų išplitimas viršija ekonominę žalingumo ribą, kai derliaus nuostoliai nuo jų ne mažesni kaip 3 5 procentai (Lazauskas ir kt., 2008) Piktžolės ir jų paplitimas Laukiniai augalai piktžolės, kurios auga žemės ūkio augalų pasėliuose ir juos stelbia, mažina augalų produktyvumą bei kokybę. Pasėliuose piktžolių kiekis priklauso nuo naikinimo priemonių, auginamų žemės ūkio augalų, taip pat nuo gaunamos šilumos, šviesos, maisto medžiagų. Kuo sukuriamos geresnės sąlygos žemės ūkio augalams, tuo jos geresnės yra ir piktžolėms (Galvydis, 1997). 11

12 Piktžolių gausa ir paplitimas priklauso nuo daug skirtingų veiksnių, pavyzdžiui nuo dirvožemio rūšies, dirvos drėgnumo, granuliometrinės sudėties, dirvoje esančių maisto medžiagų kiekio. Pavyzdžiui, Lietuvoje, kur vyrauja rūgštūs priesmėliai ten auga dirvinis ridikas, dirvinė našlaitė, smulkioji rūgštynė ir kt. O ten, kur vyrauja karbonatingi dirvožemiai labiau paplitę daržinė žliūgė, dirvinis garstukas, baltoji balanda ir kt. Sausos lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemyje labiausiai paplinta paprastoji kraujažolė, rugiagėlė ir kt. (Špokienė, Pavilionienė, 2003). Dauguma piktžolių auga įvairiuose žemės ūkio augalų pasėliuose, tačiau yra tokių piktžolių, kurios labiau auga tam tikrame pasėlyje. Pavyzdžiui rugiuose auga rugiagėlės (Žulienė, 1990). Taip pat piktžolių gausa ir jų paplitimas labai priklauso nuo žemės ūkio augalų tankumo bei kaip pasėlis sugeba konkuruoti (Maikštėnienė ir kt., 2006). Auginant žemės ūkio augalus ūkininkai stengiasi iš pasėlių išnaikinti piktžoles, pavyzdžiui prieš sėjimą sėkla yra išvaloma dėl šios priežasties beveik išnyko anksčiau dažnai aptinkamos piktžolės: ruginė dirsė, dirvinė raugė, nelaboji svidrė. Rūgščios dirvos yra kalkinamos, užmirkusios sausinamos ir taip nyksta joms būdingos piktžolių rūšys (Špokienė, Pavilionienė, 2003). Lietuvoje yra priskaičiuojama apie 420 piktžolių rūšių, o apie 270 piktžolių rūšių aptinkama dirbamose dirvose. Apie 150 rūšių auga apleistose vietose, šiukšlynuose, krūmynuose, prie senų sodybų (Galvydis, 1997). Piktžolių problema yra tokia sena kaip ir pati žemdirbystė. Piktžolės atsirado anksčiau nei žemės ūkio augalai ir jos yra geriau prisitaikiusios prie meteorologinių bei gamtinių sąlygų taip pat yra ištvermingesnės (Čiuberkis, Vilkonis, 2013) Piktžolių kontrolės problema Norint gauti, kuo didesnį žemės ūkio augalų derlių būtina kontroliuoti piktžolių kiekį pasėlyje. Piktžolių kontrolė yra vienas iš pagrindinių darbų auginant kultūrinius augalus. Panašūs piktžolių santykiai susidaro pasėliuose tarp sėjamų žemės ūkio augalų ir nesėjamų augalų bei natūraliose augalų bendrijose (Spitters, Aerts, 1983; Monstvilaitė, 1996). Gausus piktžolių kiekis sumažina žemės ūkio augalų derlių, bei pablogina jo kokybę (Auškalnienė, Auškalnis, 2007). Laukas, kuris yra piktžolėtas daug sunkiau įdirbti, todėl svarbu sukurti palankias sąlygas kultūriniams augalams, kad jie galėtų geriau vystytis ir būtų gaunamas gausesnis derlius (Vasinauskas, 1989). Remiantis pasėlių produktyvumo dėsniu galima nustatyti piktžolių daromą žalą pasėliui, išanalizuoti perspektyvias kultūrinių augalų augimo technologijų tobulinimo kryptis 12

13 ir būdus, nes daugumos žemdirbystės priemonių efektyvumo vertinimas paremtas šiuo dėsniu (Lazauskas, 2010). Kultūrinių augalų vegetacijos metu piktžolių dygimo intensyvumas nėra vienodas. Bet kurio augalų augimo tarpsnyje galima rasti piktžolių (Stancevičius, Špokienė, 1972; Špokienė, 1995). Teigiama, kad pavasarį ir rudenį daugiausia išdygsta piktžolių (Pilipavičius, 2007). Pavasarinis piktžolių dygimas trunka iki birželio pradžios, o rudeninis trunka iki rugsėjo pabaigos. Rudeninis piktžolių dygimas būna mažesnis, palyginus su pavasariniu piktžolių dygimu (Roberts, Potter, 1980). Piktžolių kiekis pasėlyje yra nepastovus dydis, nes kinta priklausomai nuo pasėlio sudėties, išsivystymo tarpsnio, meteorologinių sąlygų, agrotechninių priemonių bei taikomos žemdirbystės sistemos (Pilipavičius, 2007). Visi piktžolių kontrolės būdai yra svarbūs nes galima sumažinti pasėlio piktžolėtumą, todėl juos būtina naudoti su tam tikro žemės ūkio augalo auginimo technologijomis. Sumažinus dirvos paviršiuje piktžolių užterštumą, sumažės ir pasėlio piktžolėtumas, tuo pačiu padidės augalų derlius. Padidėjus ekologiškų produktų paklausai, didesnę reikšmę įgauna ekologiškas piktžolių naikinimas. Ekologinėje žemdirbystėje piktžolių kontrolės sunkumai yra viena iš pagrindinių priežasčių, kurį lėtina ūkių plėtra (Sirvydas, Kerpauskas, 2012). Vieno universalaus pasėlių apsaugos būdo nuo piktžolių nėra. Žemės ūkio augalų piktžolėtumui įtakos turi bendra ūkio tvarka ir visi agrotechnikos elementai. Piktžolių kontrolės priemonės: apsaugos (javapjūtės ankstinimas, nenaudojamų žemių šienavimas, pelų surinkimas, sėklos valymas, tinkamas mėšlo valymas, silosavimas, karantinas); stelbimo (sėjomaina, tarpiniai pasėliai, tręšimas ir kalkinimas, pasėlio tankumas, sėjos laikas, sėklos įterpimo gylis); naikinimo (mechaninės, fizikinės, cheminės, biologinės). Augalų apsauga, tai nevienadienis, nevienkartinis darbas. Tai sistemingas darbas, kuris skirtas piktžolių augimui stabdyti. Apsaugos priemonių tikslas yra neduoti piktžolių sėkloms patekti į dirvą. Subrendusių piktžolių sėklų byrėjimą pasėlyje nėra būdų kaip sustabdyti, nes jos ne vienu metu išdygsta ir ne vienu metu subrandina sėklas. Bet atsižvelgiant į darbuotojų patirtį, galima sumažinti dirvos taršą piktžolių sėklomis. Stelbimo elementai tai, kurie pagerina augalų augimo sąlygas ir padidina stelbiamąją galią. Tankus ir vešlus pasėlis yra konkurencingas ir pats gali nustelbti piktžoles. Tokį pasėlį norint suformuoti reikia laikytis tam tikrų agrotechnikos reikalavimų (Špokienė, Jodaugienė, 2009). 13

14 1.7. Konkurencija tarp kultūrinių augalų ir piktžolių Konkurencija tai lenktyniavimas dėl gyvybiškai svarbių išteklių (Hakanson, 2003). P. Pranaitis (2003) nurodo, kad konkurencija tai tos pačios ar skirtingų rūšių organizmų antagonistiniai santykiai, kai varžosi už tas pačias egzistavimo ir dauginimosi sąlygas, ypač kai jų trūksta. Kai pasėlį sudaro dvi kultūrinių augalų rūšys (žirnių miežių mišiniai) konkurencija gali būti tarprūšinė, o kai pasėlyje auga vienos rūšies, tai vidurūšinė konkurencija. Jie taip pat varžosi tarpusavyje. Todėl kad pasėlis yra kultūrinių augalų ir piktžolių bendrija, kuri naudojasi tais pačiais ištekliais, tai tarp jų visada vyksta konkurencija. Kultūrinių augalų ir piktžolių konkurencijos laipsniui turi reikšmės: dirvos sąlygos, pasėlio būklė, piktžolių rūšinė sudėtis, jų kiekis ir pasiskirstymas, bei augimo trukmė. Piktžolių morfologinės savybės labai svarbus konkurencijos veiksnys. Pasėliuose stipresnės konkurentės yra aukštaūgės ir plačialapės piktžolės. Pavyzdžiui dirvinė pienė, dirvinė usnis, tuščioji aviža yra daug pavojingesnės už vienametę miglę ar dirvinę našlaitę. Svarbūs veiksniai formuojant kultūrinių augalų pasėlį: kultūrinių augalų tankumas (augalų skaičius ploto vienete); augalų išsidėstymas. Geriausios sąlygos susidarytų jei tarp augalų būtų vienodas atstumas; augalų sudygimo laikas. Augalai, kurie sudygsta anksčiau jie turi pranašumą prieš vėliau sudygusius, nes pirmieji pasinaudoja vegetacijos ištekliais, todėl jie būna stipresni ir pajėgesni konkuruoti. Kultūrinių augalų pasėliuose piktžolių skaičių ir sausųjų medžiagų masės pokyčius keičia tankumas, piktžolių rūšinė sudėtis, lemianti pasėlio produktyvumą (Lazauskas, 1990). Tinkamos kultūrinių augalų sėklos normos parinkimas, tai svarbus veiksnys, kuris stiprina kultūrinių augalų vyravimą ir mažina piktžolėtumą. Kuo retesnis pasėlis, tuo labiau vyrauja piktžolės, kurios dar yra ir stambesnės, nei tankesniame pasėlyje (Mohler, Galford, 1997). Retesniame pasėlyje daugiau išsivysto trumpaamžių piktžolių, pavyzdžiui: bekvapio šunramunio, kibiojo lipiko (Arlauskienė, Maikštėnienė, 2004). Konkurencija dėl šviesos. Kultūrinių augalų lapija sulaiko, bei perima šviesą ir taip stelbia piktžoles ir lėtina jų augimą. Augalų genotipai, kurie augalo augimo pradžioje suformuoja didelį kiekį lapijos ir sparčiai vystosi, dažniausiai geriausiai slopina piktžoles (Mohler, 2001). Ekologinėje žemdirbystėje labai svarbu augalo lapų padėtis. Javai su gulsčiais lapais, lyginant su 14

15 javais stačiais lapais, sudaro didesnį pavėsį ir dėl to sumažėja piktžolių biomasė (Eisele, Köpke, 1997). S. Drews (2003) ir kitų autorių tyrimų duomenimis veislės aukštos ir gulsčiais lapais mažino piktžolių kiekį bei masę kultūrinių augalų pasėliuose. Kiti tyrėjai rodo, kad aukštos javų veislės sumažina fotosintetiškai aktyvios radiacijos įsiskverbimą į augalus. Tačiau tyrimų rezultatai parodė, kad tos aukštos javų veislės ne visada geriausiai stelbia piktžoles palyginus su naujomis plačialapėmis javų veislėmis (Cosser ir kt., 1997). Kai pasėlis tik sudygęs arba kai pasėlis labai retas visiems augalams užtenka saulės šviesos. Augant augalams, didėja lapijos plotas, didėja asimiliacinis paviršius bei biomasė, bet atitinkamai mažėja apšvietimas augalo apačioje. Žemi augalai turi blogesnes šviesos sąlygas. Akivaizdus saulės radiacijos sumažėjimas yra miške, tačiau beveik visiškai tamsu gali būti ir po augalų danga, miške saulės radiacija apie %, o augalų arba kitų tankių kultūrinių augalų pasėlių priedangoje tik apie 1 4 % galimo saulės spindėjimo (Radosevich ir kt., 1997). Šviesos sąlygas kultūrinių augalų pasėliuose riboja piktžolės, labiausiai aukštaūgės bei plačialapės. Piktžolės, kurios turi horizontalius lapus labiau užstoja saulės šviesą, negu turinčios vertikalius lapus. Kai kultūriniai augalai auga aukštaūgių piktžolių šešėlyje, silpnėja fotosintezė, augalai būna ištįsę bei blyškiai žali. Piktžolėtuose pasėliuose augalai turi silpnesnius stiebus, todėl didesnė tikimybė, kad pasėlis išguls (Špokienė, Jodaugienė, 2009). Kultūriniai augalai augdami sudaro nepalankias šviesos sąlygas piktžolėms. Aleksandro Stulginskio universiteto bandymų stotyje buvo nustatyta, kad miežių pasėlyje, kur sėklos norma yra 200 kg ha -1 bamblėjimo pabaigoje pieninės brandos tarpsniuose dirvos paviršių pasiekia 2,9 12,0 % augalų paviršiui tenkančios aktyvios spinduliuotės (FAR). Piktžolių dygimas, tuo metu ryškiai susilpnėja (Romaneckienė, 2007). Piktžolės yra gerai prisitaikiusios prie įvairaus apšvietimo. Jos auga šviesoje ir esant kito augalo šešėlyje. Fotosintezės plastiškumas yra labai būdingas trumpaamžėms piktžolėms. Piktžolių savybė, kuri leidžia prisitaikyti prie įvairaus apšvietimo leidžia, joms išlikti bei išauginti sėklas. Siekiant padidinti kultūrinių augalų derlingumą riboto apšvietimo sąlygose, svarbus uždavinys yra selekcininkams, sukurti augalų veisles, kurios galėtų konkuruoti su piktžolėmis dėl šviesos panaudojimo (Špokienė, Jodaugienė, 2009). Konkurencija dėl vandens. Gerai žinoma, kad piktžolės yra drėgmę mėgstantys augalai. Pagal atliktų tyrimų A. Stancevičiaus, N. Špokienės (1972) duomenimis, piktžolių sėkloms sudygti reikalingas 10 % drėgnis, o optimalus %. Kai metai yra lietingi piktžolių sudygsta apie 50 % daugiau nei sausais metais. P. Vasinauskas (1971) teigia, jog šlapiais metais piktžolių būna daugiau ir su jomis kovoti yra sunkiau. 15

16 Augalai vandens daugiausiai gauna iš dirvožemio. Lietus, rasa ir rūkas labiau veikia vandens garavimą, nei patekimą i augalą. Drėgmė esanti dirvožemyje yra labai nepastovus veiksnys. Nors Lietuva yra per didelio drėgnumo zonoje, tačiau pasitaiko laikotarpių, kai bent 10 ar daugiau dienų nebūna kritulių, o tada paviršinis dirvos sluoksnis išdžiūna. Augalams tuo metu trūksta drėgmės, o jai dirva piktžolėta, tai jos dar labiau išdžiovina auginamus augalus. Ankstyvame augalų vystymosi tarpsnyje augalų šaknys auga greičiau nei antžeminės dalys, todėl konkurencija dėl vandens prasideda anksčiau negu konkurencija dėl šviesos. Konkurencijos laipsnį nulemia auginamų augalų šaknų išsivystymas: įsiskverbimo į dirvą gylis, atstumas iki kitų augalų, užimtas plotas. Svarbus yra augalų fiziologijos rodiklis transpiracijos koeficientas, tai panaudoto vandens kiekis gramais vienam gramui sausosios medžiagos pagaminti. Kuo transpiracijos koeficientas mažesnis, tuo augalai taupiau naudoja vandenį, o piktžolės šiuo požymiu nepasižymi (Špokienė, Jodaugienė, 2009). Kultūrinių augalų pasėlyje dažnai piktžolių šaknys susipina su auginamų augalų šaknimis ir siurbia drėgmę toje pačioje vietoje. Be to, daugumos piktžolių transpiracijos koeficientas yra didesnis už kultūrinių augalų, pavyzdžiui: miežių transpiracijos koeficientas yra 518, avižos 536, o piktžolių: varpučio 1183, baltosios balandos 658. Lyginant transpiracijos koeficientaus, piktžolės būna pranašesnės drėgmės atžvilgiu už kultūrinius augalus (Čiuberkis, Vilkonis, 2013). Konkurencija dėl maisto medžiagų. Visų augalų tarp jų ir žemės ūkio augalų, ir piktžolių prigimtyje užprogramuota paimti iš aplinkos tas pačias maisto medžiagas. Žemės ūkio augalų ir piktžolių cheminė sudėtis yra panaši (Lazauskas ir kt., 2008). Kai augalas paima daugiau maisto medžiagų, jis greičiau auga bei geriau konkuruoja dėl vandens ar šviesos. Piktžolių antžeminėje masėje yra randami tie patys cheminiai elementai kaip ir kultūriniams augalams, bet skiriasi jų kiekis. Pagal P. Lazausko (1990) pateiktus duomenis, galima teigti jog miežiuose augusios piktžolės ir miežių grūdai sukaupė panašiai azoto ir fosforo, o kalcio, kalio ir pelenų piktžolėse rasta daugiau. 16

17 2. TYRIMŲ METODAI IR SĄLYGOS 2.1. Tyrimų objektas Tyrimo objektas 4 rūšių kultūriniai augalai: sėjamosios avižos (Avena sativa L.) vasarinė forma, paprastojo miežio (Hordeum vulgare L.) vasarinė forma, sėjamojo žirnio (Pisum sativum L.) vasarinė forma, rapso (Brassica napus L.) vasarinė forma ir segetalinė flora Tyrimo vieta ir dirvožemio charakteristika Lauko eksperimentas buvo atliktas 2014 m. Aleksandro Stulginskio universiteto bandymų stotyje. Pagal naująjį Lietuvos dirvožemių dangos rajonavimą Aleksandro Stulginskio universiteto bandymų stoties dirvožemiai yra Baltijos aukštumų zonos Nemuno vidurupio plynaukštės smėlingųjų ir dulkiškųjų priemolių paprastųjų, karbonatingųjų glėjiškųjų bei stagniškųjų išplautžemių rajone (Juodis, 2001). Šio rajono dirvodarines uolienas ir reljefą suformavo labai sudėtingi ledynmečių ir jų tirpsmo vandenų procesai, todėl nors ir reljefas yra vidutiniškai ar mažai banguotas, bet šiame rajone dirvodarinės uolienos gana įvairios: dulkiški limnoglacialiniai priemoliai, smėlingi moreniniai priemoliai, dvilytės uolienos, fliuvioglacialiniai smėliai. Dėl to čia susidarė priemolio glėjiškųjų, stagniškųjų karbonatingųjų išplautžemių, palvažemių ir kitų dirvožemių kombinacijos. Dirvožemio dangos, kontrastiškumas nedidelis, palyginti vienoda. Žemės ūkio našumas nuo 42 iki 46 balų Bandymo lauko dirvožemis giliau karbonatingas giliau glėjiškas išplautžemis (Endocalcaric Endohypogleyic Luvisol), vidutinio sunkumo priemolis ant smėlingo lengvo priemolio. Šių dirvožemių armuo azotingas, vidutinio humusingumo, didelio fosforingumo, mažo kalingumo (Lietuvos divož, 2001) Eksperimento variantai Aleksandro Stulginskio universiteto Bandymų stotyje 2014 m. buvo įrengtas ir vykdytas lauko eksperimentas. Sudaryti 6 variantai dviejų ir trijų komponentų augalų mišiniai, kurie lyginti su vienarūšiu miežių pasėliu: 1. vasariniai miežiai (kontrolinis variantas); 2. vasariniai miežiai + avižos; 3. vasariniai miežiai + žirniai; 17

18 4. vasariniai miežiai + vasariniai rapsai; 5. vasariniai miežiai + avižos + žirniai; 6. vasariniai miežiai + avižos + vasariniai rapsai; Tyrimai atlikti šešiais pakartojimais. Pradinio laukelio plotas 48 m 2 (ilgis 16 m, plotis 3 m), apskaitinio laukelio 24 m 2 (ilgis 12 m, plotis 2 m). I II III IV V VI pav. Eksperimento planelis. 1 vasariniai miežiai; 2 vasariniai miežiai + avižos; 3 vasariniai miežiai + žirniai; 4 vasariniai miežiai + vasariniai rapsai; 5 vasariniai miežiai + avižos + žirniai; 6 vasariniai miežiai + avižos + vasariniai rapsai. Mišiniai sėti 2014 m. balandžio 24 d., derlius nuimtas 2014 m. rugpjūčio 6 d. Pasėliai nebuvo tręšti mineralinėmis trąšomis, nenaudotos cheminės augalų apsaugos priemonės. Mišinių priešsėlis pūdymas, kuris buvo suartas. Sėta vasariniai miežiai Carbon, 1000 grūdų masė 44,0 gramai, sėklos norma 5,5 mln. ha -1, avižos Carron, 1000 grūdų masė 34,0 gramai, sėklos norma 6,5 mln. ha -1, vasariniai rapsai Fenja, 1000 sėklų masė 3,0 g, sėklos norma 5 kg ha -1, sėjamieji žirniai Kiblukai, 1000 sėklų masė 156,6 gramai, sėklos norma 1,2 mln. ha -1. Sėjant mišinių variantai sudaryti taip: 1. vasariniai miežiai pilna sėklos norma; 2. vasariniai miežiai + avižos po pusę abiejų augalų sėklos normos; 3. vasariniai miežiai + žirniai taip pat po pusę abiejų augalų sėklos normos; 4. vasariniai miežiai + vasariniai rapsai sėta pilna miežių norma kaip ir pirmame variante, rapsai sėti tik kaip papildomi augalai piktžolėms stelbti; 5. vasariniai miežiai + avižos + žirniai po trečdalį visų augalų sėklos normos; 6. vasariniai miežiai + avižos + vasariniai rapsai po pusę vasariniai miežių ir avižų sėklos normos, o vasariniai rapsai kaip papildomi augalai piktžolėms stelbti. 18

19 2.4. Tyrimų ir analizių metodai Pasėlio tankumas. Augalų tankumas mišiniuose nustatytas du kartus. Pirmą kartą sudygus kultūriniams augalams (vegetacijos pradžioje) ir antrą kartą vasarinių miežių pieninės brandos tarpsnyje, skaičiuojant javų produktyvius stiebus. Vegetacijos pradžioje nustatant augalų tankumą buvo naudota 50x50 cm rėmeliai (0,25 m 2 ). Pieninės brandos tarpsnyje, buvo naudota 1 m juosta ir augalai skaičiuoti iš vienos pusės. Pasėlio tankumas įvertintas 10 vietų kiekviename laukelyje. Pasėlio piktžolėtumas. Piktžolės skaičiuotos du kartus. Pirmą kartą skaičiuota sudygusios piktžolės javų krūmijimosi tarpsnyje, antrą kartą skaičiuota javų pieninės brandos tarpsnyje. Skaičiuojant pirmą kartą, kiekviename laukelyje atsitiktinai pasirinkta dešimt apskaitos plotelių (20x30 cm) 0,06 m 2 ir nustatyta piktžolių rūšinė sudėtis bei piktžolių daigų skaičius. Atliekant piktžolių apskaitą antrą kartą piktžolės buvo išrautos, nuvalytos žemės, išdžiovintos džiovinimo spintoje. Kai piktžolės išdžiuvo buvo nustatyta sausųjų medžiagų masė ir rūšinė piktžolių sudėtis. Apskaita atlikta kiekviename laukelyje atsitiktinai pasirinkta dešimt apskaitos plotelių (50x50 cm) 0,25 m 2. Pasėlio apšvieta. Apšvieta buvo matuota du kartus. Pirmą kartą pasėlio apšvieta matuota javų bamblėjimo tarpsnyje, matuota dirvos paviršiuje ir virš augalo. Kiekviename laukelyje atsitiktinai parinkta dešimt skirtingų vietų ir apskaičiuotas apšvietos koeficientas. Antrą kartą apšvieta matuota javų pieninės brandos tarpsnyje, matuota dirvos paviršiuje, 1/3 augalo, 2/3 augalo ir virš augalo. Kiekviename laukelyje atsitiktinai parinkta dešimt skirtingų vietų ir apskaičiuotas apšvietos koeficientas. Pasėlio apšvietai naudotas ALMEMO 2450 prietaisas. Grūdų derlingumas. Kultūrinių augalų mišinių derlingumas nustatytas mažagabaritiniu kombainu Wintersteiger Delta, kuris derlių iš laukelio nupjauna, nukulia ir pasveria. Paimti ėminiai mišinių sėklų drėgnumui bei švarumui nustatyti. Augalų mišinių derlingumas perskaičiuotas t ha -1 į standartinio drėgnumo ir 100 % švarumo derlių Meteorologinės sąlygos Klimatas yra labiau svarbus ir lemiamas augalų paplitimo, fiziologinių ir fenologinių procesų veiksnys. Pastaruoju laiku klimatas pasaulyje šiltėja, o dėl esminio vidutinės temperatūros padidėjimo pastebima, kad kinta augalų fenofazių datos, ilgėja augalų vegetacijos laikotarpis (Ahas, 1999, Walther, 2003). 19

20 Žemės ūkis yra jautrus klimato pokyčiams, ir klaidinga manyti, kad ūkininkai prie lėtų klimato pokyčių gali prisitaikyti be specialių, pagrįstų išsamiais moksliniais tyrimais adaptacijos priemonių. Klimato kaitos poveikis augalams priklauso nuo: augalų rūšies, veislės genetinių savybių; kenkėjų; ligų; dirvožemio savybių; oro kokybės; CO 2 poveikio augalams; temperatūros, maisto medžiagų, vandens režimo; adaptacinių priemonių. Augalai, kurie išnaudoja savo vidinius išteklius, kad prisitaikytų prie vieno nepalankaus veiksnio, turi mažiau galimybių prisitaikyti prie kitų nepalankių veiksnių. Pavyzdžiui, dėl sunkiųjų metalų ir rūgščiųjų lietų sumažėja augalų atsparumas žemoms temperatūroms (Velička, Pupalienė, 2010). Lietuva pagal kritulių kiekį yra perteklinio drėgnumo zonoje. Vidutiniškai per metus Lietuvoje iškrenta apie mm kritulių, o išgaruoja apie 500 mm (Bukantis 1998). Eksperimento metu meteorologinės sąlygos apibūdinamos pagal Kauno meteorologinės stoties stebėjimų duomenis. Kultūrinių augalų sąlygoms apibūdinti apskaičiuoti atskirų mėnesių dekadų hidroterminiai koeficientai pagal G. Selianinovo formulę: HTK H / 0, 1 T, (1) H - kritulių kiekis (mm) per tam tikrą laikotarpį, T aktyviųjų temperatūrų suma, didesnė už 10 C, per tą patį laikotarpį. Pagal HTK (hidroterminis koeficientas) G. Selianinovas vegetacijos laikotarpius siūlo vertinti taip: < 0,3 labiau sausas; 0,4 0,5 sausas; 0,6 0,7 sausringas; 0,8 1,0 nepakankamai drėgnas; 1,0 1,5 optimaliai drėgnas; >1,6 perteklinis drėkinimas. 20

21 Vidutiniais duomenimis Lietuvos agroklimatinėmis sąlygomis optimalus vegetacijos periodas yra kai hidroterminis koeficientas siekia 1,3 (Dirsė, 2001). Balandžio mėnesį buvo šiltesnis nei įprastai, vidutinė oro temperatūra siekė 9,1 C, tai 2,9 C aukštesnė nei vidutinė daugiametė (2.2 pav.). Iškrito 21,3 mm kritulių, tai 20,1 mm mažiau nei daugiametis kritulių vidurkis balandžio mėnesį (2.3 pav.). Gegužės mėnesį vidutinė paros temperatūra buvo šiek tiek (0,6 C) aukštesnė nei vidutinė daugiametė, kuri siekia 12,6 C. Kritulių kiekis 84,2 mm, t.y. 37,8 mm didesnis kritulių kiekis už daugiametį vidurkį. Gegužės mėnuo buvo šiltas ir drėgnas, susidarė palankios sąlygos augalų dygimui ir vystymuisi. o C ,1 6,2 13,2 12,6 14,6 15,5 20,5 17,0 17,8 16,7 0 Balandis Gegužė Birželis Liepa Rugpjūtis Temperatūra Daugiametis vidurkis 2.2 pav. Vidutinė oro temperatūra 2014 m. eksperimento vykdymo laikotarpiu Birželio mėnuo buvo kiek vėsesnis, t.y. 0,9 C palyginus su vidutine daugiamete oro temperatūra, ir gerokai sausesnis. Per birželio mėnesį iškrito 49,4 mm kritulių, t.y. 19,7 mm mažiau už daugiametį vidurkį. Liepos mėnuo buvo šiltas ir sausas. Vidutinė oro temperatūra buvo 20,5 C, t.y. 3,5 C aukštesnė, nei vidutinė daugiametė. Kritulių iškrito šį mėnesį 52,5 mm, kai daugiamečio vidurkis siekia 83,4 mm. Rugpjūčio mėnuo buvo taip pat šiltas, bet drėgnas. Vidutinė oro temperatūra buvo 17,8 C, kai vidutinė daugiametė siekia 16,7 C. Kritulių kiekis siekė 111,3 mm. Drėgmės kiekis šį mėnesį buvo žymiai didesnis nei daugiametis vidurkis, kuris yra 69,8 mm. 21

22 mm ,3 84,2 83,4 69,1 69,8 41,4 46,4 49,4 52,5 21,3 Balandis Gegužė Birželis Liepa Rugpjūtis Kritulių kiekis Daugiametis vidurkis 2.3 pav. Kritulių kiekis 2014 m. eksperimento vykdymo laikotarpiu Pagal G. Selianinovą (balandžio, gegužės, rugpjūčio) mėnesiai buvo perteklinio drėgnumo (HTK svyravo nuo 5,4 iki 2,2), o birželio mėnuo optimalaus drėgnumo (HTK= 1,3) (2.4 pav.). Nepakankamo drėgnumo buvo liepos mėnuo (HTK= 0,9) , ,6 2, ,3 0,9 Balandis Gegužė Birželis Liepa Rugpjūtis 2014 m. Optimalios sąlygos 2.4 pav. Atskirų mėnesių hidroterminiai koeficientai (HTK) 22

23 Apibendrinus gautus meteorologinius duomenis, galima teigti jog 2014 metais eksperimento vykdymo laikotarpis buvo šiltesnis nei įprastai, lyginant su daugiamečiais vidurkiais. Balandžio, gegužės ir rugpjūčio mėnesiais buvo drėgmės perteklius, lyginant su daugiamečiais vidurkiais Tyrimų duomenų įvertinimas Eksperimento duomenys apdoroti dispersinės analizės metodu, naudojant kompiuterinę programą ANOVA iš programinio paketo SYTAT 10 (Data analysis and Statistical Sofware, 2001). Visi piktžolių duomenys neatitinkantys normaliojo skirstinio dėsnio transformuoti tokiu būdu: L10 (x+1). Esminiai skirtumai žymimi: * 0,05 < P > 0,01, tikimybės lygis nuo 95 % iki 99 % ** < P > 0.01, tikimybės lygis nuo 99 % iki 99.9 % *** P 0.001, tikimybės lygis daugiau 99,9 % P > 0.05, esminių skirtumų nėra. Rodiklių tarpusavio priklausomumai įvertinti koreliacinės regresinės analizės metodu, taikant programą STATISTICA

24 3. TYRIMŲ REZULTATAI IR JŲ ANALIZĖ 3.1. Kultūrinių augalų mišinių tankumas Kultūrinių augalų pasėliuose agrofitocenozėse, vyksta nuolatinė konkurencija tarp kultūrinių augalų ir piktžolių. Viena iš svarbiausių kultūrinių augalų konkurencingumo užtikrinimo sąlygų yra optimalus pasėlio suformavimas, taip pat konkurencija vyksta ir tarp tos pačios rūšies augalų (Kraujalis, 2001; Sirvydas, 2000). Mišiniuose sudarytuose iš dviejų ar daugiau komponentų konkurencija papildomai vyksta ir tarp skirtingų augalų rūšių. Sudygus augalų mišiniams pastebimas skirtingas augalų tankumas laukeliuose (3.1 pav.). Vienarūšiame pasėlyje vasarinių miežių tankumas siekė 165,0 vnt. m -2. Sėjant vasarinių miežių ir avižų mišinį, augalų viename kvadratiniame metre nustatytas kiekis buvo panašus 167,0 vnt. m -2, vasarinių miežių ir žirnių mišinio kiek mažesnis 120,0 vnt. m -2, vasarinių miežių, avižų ir žirnių mišinio 169,0 vnt. m -2. vnt. m *** 732*** M M+A M+Ž M+VR M+A+Ž M+A+VR Miežiai Avižos Žirniai V.rapsai 3.1 pav. Sudygusių augalų skaičius javų vegetacijos pradžioje (M vasariniai miežiai, A avižos, Ž žirniai, VR vasariniai rapsai); *** - esminiai skirtumai 99,9 % tikimybės lygiui. Sėjant vasarinius miežius su vasariniais rapsais, miežių kiekis pasėlyje buvo panašus kaip ir pirmojo varianto laukeliuose, kur sėtas tik vienarūšis pasėlis, tačiau gausiai pridygo vasarinio rapso. Vasarinių rapsų šiuose laukeliuose buvo 523,0 vnt. m -2. Bendras kultūrinių 24

25 augalų kiekis siekė 681,0 vnt. m -2 ir buvo esmingai didesnis nei vienarūšiame miežių pasėlyje. Trikomponenčiame pasėlyje miglinių javų kiekis siekė 188,0 vnt. m -2, vasarinių rapsų 544 vnt. m -2. Bendras kultūrinių augalų skaičius buvo esmingai didesnis, nei vienarūšiame miežių pasėlyje. Apskaičiavus augalų mišinių struktūrą pasėlyje, matyti, kad miežių avižų pasėlyje didesnę dalį sudarė avižos 57,7 %, miežiai šiame pasėlyje sudarė 42,3 % (3.2 pav.). Vasarinių miežių žirnių pasėlyje 58,4 % sudarė miežių augalai ir 41,6 % žirniai. Vasarinių miežių vasarinių rapsų pasėlyje rapsai sudarė net 76,8 %. Panašus kiekis rapsų (74,2 %) buvo ir vasarinių miežių avižų vasarinių rapsų pasėlyje. Šiame pasėlyje miežių buvo 2,2 karto mažiau nei avižų ,3 57,7 3 58,4 41,6 4 23,2 76,8 5 35,1 45,8 19,1 6 8,1 17,7 74,2 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Miežiai Avižos Žirniai V. rapsai 3.2 pav. Kultūrinių augalų mišinių pasiskirstymas % javų vegetacijos pradžioje (1. vasariniai miežiai, 2. vasariniai miežiai avižos, 3. vasariniai miežiai žirniai, 4. vasariniai miežiai vasariniai rapsai, 5. vasariniai miežiai avižos žirniai, 6. vasariniai miežiai avižos vasariniai rapsai). 25

26 Vasarinių miežių avižų žirnių pasėlyje avižos buvo dominuojantis augalas, jų kiekis sudarė 45,8 %. Šiame pasėlyje miežiai sudarė 35,1 %, o žirniai 19,1 %. Augalų skaičius pasėliuose javų pieninės brandos tarpsnyje esmingai skyrėsi (3.3 pav.). Geriausiai vasariniai miežiai išsikrūmijo vienarūšiame pasėlyje (krūmijimosi koeficientas siekė 3,2), todėl šio pasėlio tankumas buvo didžiausias 530,0 vnt. m -2. Mišinių tankumas buvo esmingai (1,2-4,1 karto) mažesnis. Miežių avižų pasėlyje miežiai krūmijosi prasčiau (krūmijimosi koeficientas 1,9). Avižų krūmijimosi koeficientas buvo didesnis ir siekė 3,0, tačiau to nepakako, kad pasėlis būtų tankesnis. Augalų tankumas šiame pasėlyje siekė 423,0 vnt. m -2 ir tai buvo esmingai mažesnis (20,2 %) nei vienarūšio miežių pasėlio. Miežių žirnių pasėlis buvo rečiausias, augalų skaičius siekė tik 130,0 vnt. m -2. Šiame pasėlyje miežių krūmijimosi koeficientas buvo 1,4, o žirnių kiekis sumažėjo 16,2 %. vnt. m *** 433*** 441*** *** *** M M+A M+Ž M+VR M+A+Ž M+A+VR V.rapsai Žirniai Avižos Miežiai 3.3 pav. Augalų skaičius javų pieninės brandos tarpsnyje (M vasariniai miežiai, A avižos, Ž žirniai, VR vasariniai rapsai); *** - esminiai skirtumai 99,9 % tikimybės lygiui Miežių rapsų pasėlyje miežiai krūmijimosi kiek geriau, nei miežių žirnių. Šiame pasėlyje miežių krūmijimosi koeficientas siekė 1,8, tačiau nemažai rapsų augalų žuvo. Rapsų skaičius sumažėjo 3,5 karto, lyginant su jų kiekiu po sudygimo. Viena iš priežasčių galėjo būti ir kenkėjai spragės, kurios nenaudojant insekticidų gerokai pažeidžia vasarinius rapsus ir pasėlis išretėja. Miežių avižų žirnių pasėlyje miežiai ir avižos krūmijosi prasčiausiai, krūmijimosi 26

27 koeficientai siekė 1,2 ir 1,3, žirnių kiekis nustatytas panašus kaip ir po sudygimo. Miežių avižų rapsų pasėlyje miežiai ir avižos krūmijosi vienodai (krūmijimosi koeficientas 2,0), tačiau rapsų kiekis dar labiau sumažėjo (8,5 karto), lyginant su jų kiekiu po sudygimo. Įvertinus augalų pasiskirstymą mišiniuose javų pieninės brandos tarpsnyje galima pastebėti, kad augalų struktūra pasėliuose pasikeitė (3.4 pav.). Miežių avižų mišinyje dominavo avižos, jos sudarė net 67,9 %, miežiai tik 32,1 %. Miežių žirnių mišinyje vyravo miežiai, kurie sudarė 71,8 %. Miežių rapsų mišinyje taip pat vyravo miežiai, jie sudarė 64,9 %. Šiame pasėlyje augalų mišinių procentinė sudėtis ženkliai pasikeitė, lyginant su pasėliu po sudygimo. Miežių avižų žirnių pasėlyje augalų pasiskirstymas keitėsi mažiausiai. Augalų kiekis pasiskirstė panašiai kaip ir po sudygimo. Miežių avižų rapsų pasėlyje augalų pasiskirstymas ženkliai pasikeitė. Miežių kiekis procentine išraiška padidėjo 3,4 karto, avižų 3,3 karto, tačiau rapsų sumažėjo 5,1 karto ,1 67,9 3 71,8 28,2 4 64,9 35,1 5 34,1 48,7 17,2 6 27,5 58,0 14,5 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Miežiai Avižos Žirniai V. rapsai 3.4 pav. Kultūrinių augalų mišinių pasiskirstymas % javų pieninės brandos tarpsnyje (1. vasariniai miežiai, 2. vasariniai miežiai avižos, 3. vasariniai miežiai žirniai, 4. vasariniai miežiai vasariniai rapsai, 5. vasariniai miežiai avižos žirniai, 6. vasariniai miežiai avižos vasariniai rapsai). 27

28 Apibendrinus kultūrinių augalų tankumą, galima teigti jog avižos pasižymėjo geresnėmis konkurencinėmis savybėmis. Tyrimais nustatyta, kad iš javų konkurencingiausi augalai yra avižos ir rugiai, miežiai su piktžolėmis labiau konkuruoja dėl maisto medžiagų, o avižos konkuruoja dėl šviesos (Lemerle ir kt., 1996; Eisele, Köpke, 1997). Gauti rezultatai parodė jog visų variantų laukeliuose, kuriuose buvo sėtos avižos, javų pieninės brandos tarpsnyje jos tapo vyraujančiais augalais Kultūrinių augalų mišinių įtaka pasėlio apšvietai Kultūrinių augalų ir piktžolių konkurenciją dėl šviesos nulemia pasėlio būklė, pasėlio augalų tankumas, aukštis, lapų išdėstymas (Špokienė, Jodaugienė, 2009). Visuose kultūrinių augalų mišiniuose dirvos paviršiaus apšviestumas esmingai sumažėjo lyginant su vienarūšiu vasarinių miežių pasėliu (3.5 pav.). Dirvos paviršiaus apšvieta javų bamblėjimo tarpsnyje labiausiai ir esmingai (2,1 karto) sumažėjo miežių žirnių pasėlyje. Panaši dirvos paviršiaus apšvieta nustatyta vasarinių miežių avižų žirnių pasėlyje, kuri buvo taip pat 2,1 karto mažesnė nei vienarūšiame miežių pasėlyje. % , ,3** 19,4*** 26,8* 19,5*** 24,8* 10 0 M M+A M+Ž M+VR M+A+Ž M+A+VR 3.5 pav. Kultūrinių augalų mišinių apšvietos koeficientas javų bamblėjimo tarpsnyje (M miežiai, A avižos, Ž žirniai, VR vasariniai rapsai), * - esminiai skirtumai nuo 95 % iki 99 % tikimybės lygiui, ** - esminiai skirtumai nuo 99 % iki 99.9 % tikimybės lygiui, *** - esminiai skirtumai 99,9 % tikimybės lygiui. 28