Energetinių augalų tręšti įprastinėmis mineralinėmis trąšomis neverta, nes padidėja auginimo sąnaudos. Reikia ieškoti pigesnių tręšimo šaltinių. Viena iš galimų alternatyvių trąšų gali būti vandenvalos įmonėse susidaręs nuotekų dumblas.

Nuotekų dumblas gali tapti pigia organine trąša, tačiau jos tolesnį panaudojimą stabdo užterštumas sunkiaisiais metalais ir patogeniniais mikroorganizmais. Šios trąšos panaudojimą riboja ir griežti aplinkosauginiai reikalavimai. Jie pateikti „Nuotekų dumblo naudojimo tręšimui bei rekultivavimui reikalavimai LAND 20-2005“ normatyviniame dokumente.

Apie nuotekų dumblo naudojimą buvo rašyta ir ankstesniuose „Mano ūkio“ straipsniuose. Šįkart trumpai apžvelgsime LAMMC Vėžaičių filiale atliktus tyrimus. Buvo tiriama nuotekų dumblo įtaka gluosninių žilvičių ir geltonžiedžių legėstų produktyvumui ir dirvožemio savybių kaitai.

Tyrimai Vėžaičiuose

Tyrimai pradėti 2013 metais, Klaipėdos rajone, Vėžaičių filialo eksperimentinėje bazėje netoli Samališkės kaimo. Vietovės charakteristika: dirvožemis – natūraliai rūgštus moreninis priemolis; pH_KCl – 4,2–4,59, judriojo P₂O₅ – 56–88 mg kg^-1, judriojo kalio – 162–189 mg kg^-1, judriojo Al – 13,69– 35,90 mg kg^-1, humuso – 1,96–2,40 procento.

Naujai įrengtame bandymo plote gluosniniai žilvičiai sodinti dvieiliais, 30 cm ilgio gyvašakėmis. Atstumai eilutėse tarp augalų – 0,50 m, tarp dviejų eilučių (lysvių) – 0,75 m, o tarp dviejų dvieilių – 1,5 m. Sodinta 2013 m. gegužės 6 d. Kitais, t. y. 2014 m., siekiant, kad žilvičiai labiau šakotųsi, per metus užaugę stiebai buvo nupjauti anksti pavasarį prieš vegetacijos pradžią. Geltonžiedžiai legėstai sodinti 2–3 tikrųjų lapelių tarpsnio daigais 2013 m. birželio 4 d.

Tręšta iš bendrovės „Šilutės vandenys“ gautu apdorotu granuliuotu nuotekų dumblu, kurio cheminė charakteristika tokia: organinių medžiagų kiekis – 64,97 proc., bendras azotas – 33,4 g kg^-1, bendras fosforas – 5,02 g kg^-1, pH – 5,56. Reikia atkreipti dėmesį į tai, kad nuotekų dumblo cheminė sudėtis, o ypač azoto kiekis, yra labai nepastovus. Todėl, sudarant tręšimo planus, būtina į tai atsižvelgti.

Augalams tręšti naudotos dvi nuotekų dumblo normos – 45 ir 90 t ha^-1. Tręšta vieną kartą – 2014 m. gegužės pradžioje. Išbertas granuliuotas dumblas buvo tuoj pat įkultivuotas į dirvą. Palyginimui įrengtas atskiras variantas, kuriame tręšta mineralinėmis trąšomis – N₆₀P₆₀K₆₀. Mineralinėmis trąšomis tręšta kasmet.

Žilvičių stiebai buvo nupjauti 2017 m. rugsėjį, t. y. po 4 metų augimo. Didžiausias stiebų skaičius buvo tręšiant 90 t ha^-1 nuotekų dumblo norma – 3,47 stiebo 1 augale. Stiebų aukštis svyravo nuo 528 iki 567 cm ir nepriklausė nuo tręšimo pobūdžio. Kiek storesni stiebai buvo tuose laukeliuose, kur augalams tręšti naudotas nuotekų dumblas – 31,41–31,89 mm.

Didžiausias nuotekų dumblo poveikis nustatytas žilvičių biomasės produktyvumui. Palyginti su kontrole, tręšimas didžiausia (90 t ha^-1) nuotekų dumblo norma padidino žilvičių produktyvumą 65 proc. (nuo 50,76 iki 78,26 t ha^-1 SM). Biomasės prieaugiui didžiausios įtakos turėjo stiebų skaičius bei stiebų skersmuo. Kasmetinis mineralinių trąšų naudojimas biomasės kiekį padidino nuo 50,76 iki 55,32 t ha^-1 SM (arba 9,9 proc.). Tai rodo, kad mineralinių trąšų naudoti neverta.

Tikėtina, kad ir nenaudojant trąšų dėl gilios šaknų sistemos žilvičiai sugebėjo pasisavinti įvairiuose dirvožemio sluoksniuose esančias maisto medžiagas, kurių per pirmus ketverius augimo metus augalams iš esmės pakako.

Geltonžiedžių legėstų stiebai buvo pjaunami kasmet. Galima pastebėti, kad biomasės rodikliai ir bendras produktyvumas didėjo kiekvienais metais paeiliui. Pirmais derliaus nuėmimo metais stiebų skaičius, stiebų aukštis, vieno augalo masė, biomasės produktyvumas buvo gana nedidelis. 2016 m. derliaus struktūriniai rodikliai padidėjo keleriopai – ypač išaugo stiebų skaičius augale ir stiebų aukštis. Tręšimas nuotekų dumblu patikimai didino stiebų skaičių augale, vieno augalo SM masę. Tačiau stiebų aukščiui patikimos įtakos neturėjo.

Reikia atkreipti dėmesį, kad didžiausią įtaką biomasės produktyvumui turėjo 45 t ha^-1 nuotekų dumblo tręšimo norma. Biomasės prieaugis 2014 m. buvo 2,80 t ha^-1, o 2016 m. jis siekė jau 13,41 t ha^-1. Produktyvumas sumažėjo 2017 metais. Tačiau negalima teigti, kad 2016 m. jau buvo pasiektas derliaus „pikas“. Tyrimai bus tęsiami toliau, per juos paaiškės nuotekų dumblo poveikio ilgaamžiškumas ir derliaus dinamikos ypatumai.

Taip pat gali būti, kad didelė organinių trąšų (mūsų atveju – 90 t ha^-1 nuotekų dumblo) norma gali turėti ir neigiamą poveikį augalams. Tokių duomenų yra pateikę ir kai kurie užsienio autoriai.

Mineralinių trąšų naudojimas neturėjo didelės įtakos biomasės produktyvumui. Gali būti, kad kaip ir žilvičiai, legėstai suformuoja gilią šaknų sistemą, todėl geba pasiimti mitybinius elementus iš įvairių dirvožemio sluoksnių – būtent todėl tyrimų metais didelio trūkumo dar nejuto.

Atkreipiame dėmesį, kad lentelėje pateiktas bendras kasmetis SM prieaugis. Naudojant legėstų biomasę biodujoms, stiebus reikia pjauti birželio mėnesį, kai stiebai dar nėra sumedėję ir juose yra tinkamiausias didelę biodujų išeigą nulemiančių cheminių medžiagų santykis. Legėstų ir kitų netradicinių augalų tinkamumas šiai kuro rūšiai dar tik pradėtas tirti.

Nors didžiausios nuotekų dumblo normos (90 t ha^-1) naudojimas turėjo teigiamos įtakos atskiriems augalų biometriniams rodikliams, vis dėlto ekonominiu požiūriu tikslinga naudoti 45 t ha^-1 normą, nes padidėja trąšų pervežimo ir išbėrimo į dirvą sąnaudos. Tai nenaudinga ir iš ekologinės pusės dėl didesnio kai kurių elementų (ypač azoto) išsiplovimo į gilesnius dirvožemio sluoksnius, ypač pirmaisiais metais, kai augalų šaknų sistema dar nėra išsivysčiusi.

Dirvožemio pokyčiai

Dirvožemio cheminė sudėtis (0– 30 cm gylyje) buvo nustatoma 2 kartus – 2013 m. pavasarį prieš tyrimų įrengimą ir 2016 m. rudenį – praėjus 3 metams nuo tręšimo nuotekų dumblu. Dirvožemio rūgštingumo (pH) duomenys iš esmės nesikeitė. Tyrimų pradžioje (2013 m.) žilvičių augavietėje pH svyravo nuo 4,26 iki 4,58, o legėstų – nuo 4,28 iki 4,93. Praėjus 3 metams, pH rodikliai iš esmės nesiskyrė. Nors kiti tyrėjai nurodo, kad nuotekų dumblas mažina dirvožemio rūgštumą.

Po trejų tyrimų metų galima pastebėti, kad nenaudojant jokio tręšimo (kontrolėje) ir nepaisant to, kad biomasei sukaupti žilvičiai ir legėstai sunaudoja daug maisto medžiagų, tiriamų cheminių rodiklių skaitinės vertės iš esmės nepakito.

2013 m. vidutinis humuso kiekis viršutiniame dirvos sluoksnyje buvo 2,04 procento. Žilvičių augavietėje patikimai humuso kiekis padidėjo tada, kai buvo naudojamas nuotekų dumblas. Naudojant didžiausią 90 t ha^-1 normą tyrimų pabaigoje (2016 m.) vidutinis humuso kiekis buvo 2,63 procento. Legėstų augavietėje humuso kiekis padidėjo nuo 2,18 proc. (2013 m.) iki 3,03 proc. (2016 m.).

Žilvičių augavietėje vidutinis bendrojo azoto kiekis 2013 m. buvo 0,07 proc., o legėstų – 0,08 procento. Naudojant nuotekų dumblą, bendrojo azoto kiekis išliko didesnis ir praėjus trejiems metams po šių organinių trąšų panaudojimo – atitinkamai 0,11 ir 0,13 procento.

Įvairiose organinėse trąšose susikaupia dideli fosforo kiekiai. Prieš įrengiant šiuos tyrimus, judriojo fosforo (P₂O₅) kiekis dirvožemyje nebuvo didelis: žilvičių augavietėje – 59,30 mg kg^-1, o legėstų – 83,73 mg kg^-1. 2016 m. rudenį atlikta cheminė analizė parodė, kad judriojo fosforo kiekis padidėjo iki 816,53 mg kg^-1 (žilvičių augavietėje) ir iki 984,33 mg kg^-1 (legėstų augavietėje). Labiausiai judriojo fosforo didėjo naudojant didžiausią nuotekų dumblo normą – 90 t ha^-1. Dėl didelio fosforo kiekio susidaro medžiagų disbalansas viršutiniame ariamajame sluoksnyje.

Nuotekų dumble kalio yra labai mažai. Judriojo kalio kiekis tyrimų pradžioje buvo pakankamas. Kaip rodo šių tyrimų dirvožemio analizės, judriojo kalio kiekiai po kelių energetinių augalų augimo metų iš esmės nepakito. Augalai savo reikmėms naudojo dirvožemyje esantį kalį.

Greta atliekami ir kiti energetinių augalų tyrimai, kuriuose vertinama kalkinimo ir mineralinių trąšų įtaka energetinių augalų produktyvumui. Tuose tyrimuose kasmetinio mineralinio tręšimo (N₁₂₀P₆₀K₆₀) poveikis tiek žilvičių, tiek legėstų biomasės produktyvumui iš esmės prilygsta nuotekų dumblo poveikiui. Tačiau kasmetinis mineralinis tręšimas yra ekonomiškai nenaudingas, kadangi nuotekų dumblo ūkininkai gali įsigyti iš vandenvalos įmonių nemokamai.

Nuotekų dumblo naudojimas esmingai padidino vandenyje patvarių agregatų kiekį bei šiek tiek sumažino dirvožemio tankį abiejų augalų augavietėse. Labai padidėjo mikroorganizmų kiekis ir mikrobiologinis aktyvumas.

Yra duomenų, kurie patvirtina, kad nuotekų dumble esantys sunkieji metalai (kadmis, cinkas, švinas, gyvsidabris ir kt.) nekelia didelio pavojaus aplinkai: per šaknis jie patenka į augalų antžeminę masę ir taip per daugelį metų energetiniai augalai (ypač žilvičiai) geba iš esmės išvalyti dirvožemį nuo šių teršalų.

***

Gluosniniai žilvičiai (Salix viminalis L.) šiuo metu labiausiai paplitę energetiniai augalai Lietuvoje. Pernai Lietuvoje deklaruota apie 3 700 ha augančių žilvičių plotų. Šie augalai palyginti nereiklūs auginimo sąlygoms, tačiau jiems netinka smėlio ir užmirkusios dirvos. Daugiausia priežiūros, ypač kovojant su piktžolėmis, reikia maždaug iki antrųjų augimo metų vidurio, kai žilvičių stiebai jau būna pakankamai aukšti ir nuolatinės priežiūros nebereikia.

Geltonžiedžiai legėstai (Silphium perfoliatum L.) kilę iš Šiaurės Amerikos. Tai daugiamečiai ir kasmet didelę biomasę išauginantys stambiastiebiai žoliniai augalai. Ateityje legėstų stiebai galėtų būti naudojami biodujų gamybai. Tačiau kol kas legėstai „pralaimi“ kovą kitiems stambiastiebiams augalams – kukurūzams. Pagrindinės priežastys – sunki augalų priežiūra pirmais augimo metais, kai legėstai dar neaugina stiebų ir dėl to sunku kovoti su piktžolėmis, bei nedidelis antžeminės masės prieaugis antrais metais. Vėliau biomasės prieaugis jau būna didelis ir pastovus.

***

Išvados

• Ir žilvičiai, ir legėstai puikiai auga rūgščiame Vakarų Lietuvos balkšvažemyje ir daug metų gali išauginti didelį antžeminės biomasės derlių.
• Nustatant tręšimo nuotekų dumblu normą, reikia atsižvelgti į jame esančių maisto medžiagų (ypač azoto) kiekį. Ir ekonominiu, ir ekologiniu požiūriu rekomenduotina naudoti 45 t ha^-1 nuotekų dumblo normą.
• Tręšiant nuotekų dumblu, didėja dirvožemio humuso, bendrojo azoto ir judriojo fosforo kiekiai. Pagerėja dirvožemio fizikinė struktūra, intensyvėja mikroorganizmų veikla.