Padoms saimniekam. Digestāta izmantošana miežabrāļa mēslošanā

Atjaunīgo energoresursu izmantošana enerģijas ražošanā, kā arī bezatlikuma tehnoloģiju ieviešana dažādos līmeņos kļūst aizvien aktuālāka. Tiek pētīts gan augu biomasas izmantošanas potenciāls, gan bioenerģijas ražošanas procesā radušos atkritumproduktu lietošanas iespējas.

Miežabrālis (Phalaris arundinacea L.) ir viena no ražīgākajām graudzāļu sugām mūsu klimatiskajos apstākļos. Vēl nesen Ziemeļeiropas valstīs ļoti aktuāla bija miežabrāļa sējplatību palielināšana un iegūtās biomasas izmantošana kurināmo granulu un biogāzes ražošanai. 

Tika veikti dažādi pētījumi gan Latvijā, gan ārvalstīs, lai noskaidrotu piemērotākās zālaugu sugas un šķirnes šim mērķim, izzinātu mēslošanas un zelmeņa izmantošanas nianses, tostarp vērtētu pļaušanas laika ietekmi uz biomasas ražu un kvalitāti. 

Šobrīd interese attiecībā uz miežabrāļa izmantošanu kurināmajam nedaudz noplakusi, bet jautājuma aktualitāte paliek nemainīga, 

jo nemainīgi aktuāla ir katra reģiona enerģētiskā neatkarība, energoresursu pieejamība, atjaunīgo resursu izmantošana iepretim fosilajiem un vides kvalitātes saglabāšana. 

Šābrīža situācija pasaulē īpaši skaidri parāda vietējo resursu izmantošanas priekšrocības un videi draudzīgu bezatlikumu tehnoloģiju, tostarp atkārtotas augu barības elementu izmantošanas nozīmību.

Biomasas pārstrādes procesā rodas vērtīgi atkritumprodukti. Pēc sadedzināšanas – pelni, pēc biogāzes ieguves fermentācijas – atliekas jeb digestāts. Pelni ir labi pazīstams produkts, kas izsenis izmantots mēslošanā un augsnes kaļķošanā. Taču daļa pelnu joprojām tiek deponēti, nerodot tiem tehnoloģiski veiksmīgu un lietderīgu lietojumu. Digestāts ir mazāk pazīstams produkts, tā īpašības, lietošanas efektivitāte un pēcietekme vēl tiek pētīta.

Lai skaidrotu atkārtotas augu barības elementu izmantošanas iespējas, tika veikti izmēģinājumi, pētot atšķirīgu digestāta normu un zelmeņa lietošanas režīmu ietekmi uz miežabrāļa biomasas ražu un kvalitāti. Katrai sugai noteikti ir savas īpatnības, bet kopumā šajā izmēģinājumā iegūtos rezultātus var attiecināt arī uz citiem kultūraugiem, īpaši uz citām daudzgadīgo zālaugu sugām.

Izmēģinājuma veikšanas apstākļi

Darba gaitā tika izvirzīts pieņēmums, ka digestāta lietošana daļēji sedz augu prasības pēc ražas veidošanai nepieciešamajiem barības elementiem un tādā veidā tiek nodrošināta to atgriešana apritē jeb atkārtota izmantošana. Izmēģinājumi tika veikti LBTU Zemkopības zinātniskajā institūtā Skrīveros virsēji velēnglejotā smilšmāla augsnē. Tika salīdzināti seši digestāta mēslošanas varianti, izmantojot digestāta mēslojuma normas no N30 līdz N150, rēķinot pēc N daudzuma digestātā. Tāpat tika vērtēta mēslošanas efektivitāte, lietojot digestātu vienā paņēmienā un dalīti vairākas reizes veģetācijas periodā (skat. tab.).

Mēslošanas līdzekļu lietošana mikroizmēģinājumā.

Foto: Autores foto / Latvijas Mediji

Izmēģinājums tika veikts mikrolauciņos. Katrs lauciņš 1 m2 platībā tika norobežots ar 20 cm dziļumā ieraktām plastikāta maliņām. Pirms miežabrāļa sējas digestāts tika iestrādāts augsnē, turpmākajos gados to izkliedēja virspusēji bez iestrādes. Mēslošanai izmantoja digestāta šķidro frakciju. Katrai digestāta partijai tika veiktas ķīmiskās analīzes un aprēķinātas precīzas devas, lai nodrošinātu nepieciešamo slāpekļa (N) daudzumu katrā mēslošanas reizē. Augu barības elementu daudzums digestātā svārstījās šādās robežās: N 2.08–5.10 g/l; P2O5 0.47–1.76 g/l; K2O 2.20–4.44 g/l. Slāpeklis digestātā lielākoties bija amonija (N–NH4) formā, vidēji tas veidoja 60–85% no kopējā slāpekļa daudzuma.

Zālaugu sausnas ražas uzskaite tika veikta pirmajos trijos lietošanas gados viena pļāvuma un divu pļāvumu režīmā. Šajā rakstā apkopti vidējie dati par visiem trim gadiem. Viena jeb t. s. rudens pļāvuma režīmā miežabrāļa zelmenis tika pļauts augu atmiršanas fāzē septembra beigās–oktobra sākumā reizē ar otro pļāvumu viena pļāvuma režīmā. Pirmo pļāvumu savukārt veica pilnas skarošanas/vārpošanas fāzē jūnija vidū.

Sausnas raža

Visas digestāta mēslojuma normas abos pļaušanas režīmos nodrošināja būtiski augstāku miežabrāļa sausnas ražu salīdzinājumā ar nemēsloto jeb kontroles variantu. Divu pļāvumu režīmā sausnas raža svārstījās no 5 t/ha kontroles variantā līdz 9 t/ha variantā ar augstāko digestāta normu (N150). Ļoti labi rezultāti, tikai nedaudz zemāka sausnas raža, tika iegūta variantā N60, lietojot visu paredzētā mēslojuma daudzumu vienā paņēmienā.

Salīdzinot pa pļaušanas režīmiem, būtiski augstāka sausnas raža tika iegūta viena pļāvuma režīmā – vidēji visos mēslojuma variantos tā bija 10.1 t/ha pret 7.5 t/ha. Viena pļāvuma režīmā miežabrāļa sausnas raža pieauga proporcionāli mēslojuma normai. Nosacīti var teikt, ka katri ar digestātu papildus iedotie 30 kg/ha N palielināja sausnas ražu vidēji par 1 t/ha (1. att.).

1.att.

Foto: Autores foto / Latvijas Mediji

Biomasas kvalitāte

Iegūtie dati – gan sausnas raža, gan zelmeņa ķīmiskais sastāvs pa pļāvumiem – uzskatāmi parādīja miežabrālim raksturīgo spēju augu atmiršanas fāzē efektīvi pārvietot augu barības elementus no virszemes daļām uz saknēm. Tas vienlaikus veicināja intensīvāku zelmeņa ataugšanu nākamajā gadā un nodrošināja atbilstošāku kurināmā izejmateriāla kvalitāti ar zemāku NPK, arī sēra u. c. pelnu elementu daudzumu biomasā. Veicot miežabrāļa pļaušanu reizi sezonā augu atmiršanas fāzē (oktobrī), liela daļa augšanai nepieciešamo un vienlaikus kurināmā kvalitāti pazeminošo elementu paliek uz lauka.

Tas ļauj ievērojami ietaupīt uz mēslojuma rēķina. 

Salīdzinot, piemēram, slāpekļa un kālija (K) daudzumu pa pļāvumiem, varēja secināt, ka rudens pļāvumā to bija būtiski mazāk (2. att.).

2.att.

Foto: Autores foto

Iepriekš veiktie pētījumi gan Latvijā, gan citviet pasaulē rāda, ka visaugstāko kurināmā izejmateriāla kvalitāti ar zemāko sārmu metālu u. c. elementu koncentrāciju nodrošina pēc ziemošanas agri pavasarī vāktā miežabrāļa biomasa, jo ziemas periodā liela daļa izskalojas ar nokrišņu ūdeņiem. Tādā veidā var iegūt kvalitatīvu kurināmā izejmateriālu un sekmēt atkārtotu augu barības elementu izmantošanu. Latvijas klimatiskajos apstākļos ziemas periodā mēdz būt lieli zudumi biezās sniega segas dēļ, tāpēc labs kompromisa variants ir pļaušana iespējami vēlu rudenī.

Augu barības elementu (ABE) iznese

Zinot katra ABE iznesi ar ražu, ir iespējams mērķtiecīgi plānot kultūraugu mēslošanu, kas ļauj nodrošināt ražas veidošanai nepieciešamo barības vielu daudzumu, ideālā variantā plānojot lietošanu ar nelielu rezervi. Tādā veidā tiek sekmēta maksimāli augstas ražas ieguve un augsnes auglības saglabāšanās, taupīti līdzekļi un saudzēta vide.

ABE iznese miežabrāļa sējumā bija cieši saistīta ar sausnas ražu – jo augstāka raža, jo lielāks ABE daudzums tika iznests. Ļoti lielā mērā to ietekmēja arī pļaušanas režīms, sevišķi attiecībā uz K un N, ņemot vērā sausnas ķīmisko sastāvu – N viena pļāvuma režīmā jeb rudens pļāvumā bija gandrīz uz pusi mazāk salīdzinājumā ar 1. un 2. pļāvumu. Savukārt kālija rudens pļāvumā bija uz pusi mazāk nekā 2. pļāvumā un līdz pat četrām reizēm mazāk nekā 1. pļāvumā (2. att.).

Vislielākais bija iznestā kālija (K2O) daudzums, tas gadā vidēji svārstījās atkarībā no mēslojuma varianta: 123 – 246 kg/ha; 70 – 106 kg/ha, attiecīgi divu pļāvumu un viena pļāvuma režīmā. Viena pļāvuma režīmā ar būtiski augstākām sausnas ražām vidēji tika iznests apmēram uz pusi mazāks kālija daudzums nekā divu pļāvumu režīmā: attiecīgi 92.54 un 202.32 kg/ha K2O.

3.att.

Foto: Autores foto / Latvijas Mediji

Slāpekļa iznese svārstījās pa variantiem šādās robežās: 81 – 158 kg/ha; 70 – 104 kg/ha, attiecīgi divu pļāvumu un viena pļāvuma režīmā (3. att.). Fosfora (P2O5) iznese bija salīdzinoši viszemākā un arī svārstījās vismazāk: 26 – 52 kg/ha; 26 – 43 kg/ha, attiecīgi divu pļāvumu un viena pļāvuma režīmā. Atšķirībā no slāpekļa un kālija, fosfora izneses ziņā netika konstatētas būtiskas atšķirības pa pļaušanas režīmiem, kaut gan tika novērotas līdzīgas tendences.

Digestāta mēslojuma ietekme uz augsni

Vērtējot digestāta mēslojuma ietekmi uz augiem pieejamā fosfora un kālija daudzumu augsnē, tika konstatētas pozitīvas tendences: jo augstāka bija lietotā digestāta norma, jo vairāk palielinājās augiem pieejamā fosfora un kālija krājumi augsnē (4. att.).

4.att.

Foto: Autores foto

Izmēģinājumā tika konstatēta cieša korelācija starp lietoto digestāta normu un augsnes organisko vielu, fosfora, kālija daudzumu, kā arī augsnes reakciju pH KCl. Pozitīvās tendences liecina, ka regulāra digestāta izmantošana zālaugu mēslošanā var aizstāt minerālmēslu izmantošanu un uzlabot augsnes agroķīmiskos rādītājus ilgtermiņā. 

Digestāta lietošana četru gadu periodā nodrošināja būtisku augiem izmantojamā kālija (K2O) palielinājumu augsnē visos digestāta mēslojuma variantos. 

Savukārt kontroles variantā bija novērojams augiem pieejamā kālija samazinājums, kas ir loģiski skaidrojams un kas jāņem vērā ikvienam. Nedrīkst nemitīgi vākt ražu un aizgādāt to projām no lauka, nekompensējot ražas veidošanā patērētos augu barības elementus. Tas samazina augsnes auglību.

Variantā ar augstākajām digestāta normām tika konstatēts būtisks fosfora (P2O5) pieaugums augsnē salīdzinājumā ar kontroli un zemāko digestāta normu (N30). Pārējos variantos augiem pieejamā fosfora daudzuma izmaiņas mēslošanas ietekmē nebija statistiski pierādāmas.

Arī augsnes reakcijas ziņā tika novērotas pozitīvas tendences – pie augstākām digestāta normām tika konstatēts augstāks augsnes pH līmenis, kaut gan lielākoties palielinājums nebija būtisks. Novērotās tendences ļauj secināt, ka digestāta izmantošana intensīvā zālaugu audzēšanas sistēmā aizkavē augsnes paskābināšanos, kā tas mēdz notikt, izmantojot minerālmēslus. Turklāt augstāku digestāta normu lietošana var sekmēt pakāpenisku augsnes pH līmeņa paaugstināšanos.

Secinājumi un priekšlikumi

• Izmantojot zālaugu biomasu kurināmajam, pļaušanu ieteicams veikt reizi sezonā pēc iespējas vēlāk rudenī, tas nodrošinās augstāku sausnas ražu, labāku kurināmā kvalitāti un sekmēs atkārtotu augu barības elementu izmantošanu.
• Īpaši efektīva augu barības elementu pārvietošana un atkārtota izmantošana norisinās sakneņu tipa zālaugu zelmeņos. Tāpēc, plānojot mēslošanas normas, svarīgi ņemt vērā ražas vākšanas režīmu – jo vēlāk rudenī veic pļaušanu, jo lielāks augu barības elementu daudzums paspēj pārvietoties no virszemes daļām uz saknēm. Tas ļauj ievērojami samazināt NPK mēslojuma normas.
• Lai izvairītos no slāpekļa zudumiem un vides piesārņojuma, digestāta mēslojums jāiestrādā augsnē. Tas paaugstinās mēslošanas efektivitāti.
• Mērenas digestāta normas ( mazāk par N70) neattaisnojas lietot dalīti, jo vēlāk sezonā dotais mēslojums nekompensē trūkstošo pavasarī.