• Temos
• Augalininkystė

Mokslas: tirtos įvairios kilmės biosubstrato panaudojimo galimybės ir poveikis aplinkai

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro informacija

2021-10-25

© LAMMC nuotr.

Organinės trąšos gali būti augalinės ir gyvūninės kilmės, ir jos vis dar išlieka populiarios žemės ūkyje. Augalinės kilmės organinės trąšos – tai įvairūs kompostai, biosubstratai, perdirbtos augalinės liekanos. Populiariausia gyvūninės kilmės organinė trąša yra galvijų mėšlas. Mokslininkai rekomenduoja, kad visos organinės trąšos prieš naudojimą žemės ūkyje turi būti visapusiškai ištirtos – nustatytos ne tik maisto medžiagų, organinės anglies kiekis, bet ir sunkiųjų metalų koncentracijos.Kodėl?

Pastaraisiais metais didėja ir biodujų proceso metu perdirbto biosubstrato naudojimas. Vykstant biodujų gamybos procesui, bedeguonėje aplinkoje pasitelkiant bakterijas yra skaidomos gyvūninės ir/arba augalinės kilmės organinės medžiagos. Gamybos proceso pabaigoje lieka perdirbta biomasė, kuri vadinama digestatu arba tiesiog biosubstratu. Gauto biosubstrato kokybė priklauso nuo biodujų gamyboje naudojamų žaliavų. Pavyzdžiui, jeigu biodujoms išgauti bus naudojamos žaliavos, kurios yra užterštos sunkiaisiais metalais, neįmanoma tikėtis gauti gerą ir kokybišką biosubstratą. Mokslininkai rekomenduoja, kad visos organinės trąšos, taip pat ir biodujų gamybos metu gautas digestatas, prieš naudojimą žemės ūkyje turi būti visapusiškai ištirtas. Rekomenduojama nustatyti ne tik maisto medžiagų, organinės anglies kiekį, bet ir sunkiųjų metalų koncentracijas.

Tirtas biodujų gamybos procese perdirbtas biosubstratas

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centre (LAMMC) biodujų gamybos proceso metu perdirbto biosubstrato tyrimai atliekami nuo 2007 metų. Biosubstrato mėginiai gaunami iš Lietuvoje veikiančių biodujų gamybos įmonių arba tyrimams naudojami Vytauto Didžiojo universitete pagaminti biosubstratai. Atlikus tyrimus nustatyta, kad visuose tirtuose mėginiuose sunkiųjų metalų kiekis neviršijo leistinų normų. Priklausomai nuo biosubstrato kilmės, azoto koncentracija svyravo nuo 0,19 iki 0,78 proc., fosforo – nuo 0,02 iki 0,21 proc., kalio – nuo 0,12 iki 0,34 proc. natūralioje medžiagoje.

LAMMC atlikti javų kokybės tyrimai, kai pasėliai buvo tręšti skirtingomis biosubstrato normomis. Nustatyta, kad vasarinių ir žieminių kviečių baltymingumas, augalus tręšiant 120 kg ha^-1 biosubstrate esančiu azotu, buvo šiek tiek mažesnis nei tręštų sintetinėmis trąšomis. Biosubstrato trąšų kiekį padidinus iki 170 kg ha^-1 azoto nustatyta, kad grūdų kokybė prilygo sintetinėmis trąšomis tręštų grūdų kokybei. Dar vienas po biodujų gamybos likusio biosubstrato privalumas – kad augalams reikalingos medžiagos yra geriau įsisavinamų formų, palyginus su esančiomis mėšle.
LAMMC biodujų gamybos proceso metu perdirbto biosubstrato tyrimai atliekami nuo 2007 metų

Prieš ketverius metus LAMMC pradėti vykdyti ŠESD emisijos iš dirvožemio tyrimai. Bendradarbiaujant su Suomijos tyrimų institutu yra matuojamos anglies dioksido (CO₂), metano (CH₄), azoto suboksido (N₂O) emisijos, išsiskiriančios iš dirvožemio po įvairių trąšų įterpimo. Metano ir azoto suboksido kiekiai yra gerokai mažesni, lyginant su anglies dioksido, tačiau jų neigiamas poveikis net iki kelių šimtų kartų didesnis. Užsienio mokslininkų teigimu, lyginant su anglies dioksido, metano molekulė sugeria iki 25 kartų, o azoto suboksido – net 298 kartais daugiau nuo žemės atspindėtos šilumos.

Tirtas iš gyvūninės kilmės atliekų pagamintas biosubstratas

Šiuo metu Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centras kartu su partneriu Vytauto Didžiojo universitetu vykdo Lietuvos mokslo tarybos finansuojamą projektą „Šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų valdymas keičiant azoto srautus agrosistemoje“ (Nr. S-SIT-20-5), kurio metu yra tiriamas biosubstrato, pagaminto iš gyvūninės kilmės atliekų (vištų, galvijų, kiaulių mėšlo), poveikis aplinkai, dirvožemio gyvybingumui ir derliaus kokybei. Gauti rezultatai atskleidžia, kad auginant vasarinius kviečius anglies dioksido emisija padidėja po tręšimo biosubstratu, po to išsiskiriantis CO₂ kiekis susilygina visuose variantuose, tręštuose ir mineralinėmis trąšomis, ir biosubstratu, ir netręštuose.
Biosubstratu, pagamintu iš gyvūninės kilmės atliekų (vištų, galvijų, kiaulių mėšlo), tręšiami vasariniai kviečiai

Didžiausia CO₂ emisija visgi buvo fiksuota tręšiant biosubstratu, pagamintu iš kiaulių mėšlo. Emisijos padidėjimas yra siejamas su suaktyvėjusia mikroorganizmų veikla, o tai vertinama kaip vienas iš privalumų siekiant pagerinti dirvožemio mikrobiologinį aktyvumą.

Atlikus laboratorinius tyrimus nustatyta, kad ŠESD emisijai turi įtakos ir dirvožemio tipas. Lengvame priesmėlyje augintų augalų pasėlio ŠESD emisija yra didesnė, palyginus su augintais sunkesniame rudžemyje.

Nenustatyta koreliacija tarp biosubstrato kilmės ir azoto suboksido emisijos. Kaip ir CO₂ atveju, padidėjimas buvo fiksuotas porą savaičių po trąšų panaudojimo, o vėliau jokių skirtumų nenustatyta. Tyrimo laikotarpiu metano dujų emisija iš dirvožemio buvo panaši.
Doktorantas Modupe Doyeni ima ŠESD mėginius laikuose po javų derliaus nuėmimo

Po trejų metų tręšimo biosubstratu, įvertinus pagrindinių maisto medžiagų (NPK) kiekį dirvožemyje, nustatyta, kad tręšimas vištų mėšlo biosubstratu dirvožemyje padidino azoto ir kalio, kiaulių mėšlo biosubstratu – kalio ir fosforo, galvijų mėšlo – visų trijų pagrindinių maisto medžiagų (NPK) kiekį.

Apibendrinant galima teigti, kad biodujų gamybos atliekų (biosubstrato) panaudojimas žemės ūkyje nedidina ŠESD emisijos į aplinką, gerina dirvožemio mikrobiologinį aktyvumą, o javų grūdų produkcija savo kokybe prilygsta grūdams, užaugintiems tręšiant sintetinėmis trąšomis.

Tyrimai finansuoti pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT) Nr. S-SIT-20-5
Informacją parengė Karolina Barčauskaitė, LAMMC