23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2018/09
Perdirbto biosubstrato panaudojimas
  • Dr. Vita TILVIKIENĖ, dr. Virmantas POVILAITIS LAMMC Žemdirbystės institutas
  • Mano ūkis

Kaip efektyviai panaudoti biodujų gamyboje perdirbtą biosubstratą? Norint atsakyti į šį klausimą, reikėtų pradėti nuo to, kas šiame substrate yra. Tema analizuota daugelio mokslininkų, gauti labai prieštaringi tyrimų rezultatai: vieni teigia, kad tai puiki žemės ūkio augalų trąša, kiti – kad ji silpnina augalų šaknis ir stabdo sėklų dygimą.

Visi bendrai sutaria dėl vieno – biodujų gamybos procese perdirbto biosubstrato kokybė visiškai priklauso nuo perdirbamos žaliavos.

Biodujų gamyba – tai organinės medžiagos skaidymas bedeguonėje aplinkoje, kad susidarytų biodujos (metanas, anglies dvideginis ir kitos) ir atliekos – skysta biomasė.

Lietuvoje biodujos daugiausia naudojamos elektrai generuoti, tačiau tikėtina, kad, keičiantis bei pingant technologijoms, ateityje bus aktyviau imamasi biodujų valymo ir jų tiekimo į gamtinių dujų tinklus ar naudojimo transporte. Taip išsiplėstų biodujų panaudojimo galimybės ir galbūt ši ūkio šaka taptų dar populiaresnė.

Vienas pagrindinių biodujų gamybos tikslų, žinoma, yra biodujų gamyba ir energijos generavimas, tačiau ne mažiau svarbu yra tai, kad šiame procese yra naudojamos ir perdirbamos įvairios organinės atliekos. Biodujų gamybai naudojant mėšlą yra skaidoma organinė medžiaga, mažinamas nemalonus kvapas. Perdirbant žalienas – parkų ar miestų žolę, lapus ar kitas žaliąsias atliekas, mažinamas piktžolių sėklų daigumas ir užtikrinamas efektyvus tokių atliekų panaudojimas. Tačiau, nepaisant visų teigiamų biodujų gamybos proceso privalumų, susiduriama su labai svarbiu klausimu – kaip efektyviai panaudoti biomasės perdirbimo metu gautą biosubstratą?

Mūsų šalyje biodujoms naudojamos įvairios žaliavos – nuotekų dumblas, per bioetanolio gamybą susidarantys žlaugtai, maisto pramonės atliekos, kiaulių, karvių ir paukščių mėšlas ir kitos. Kai kuriais atvejais žaliavos yra maišomos tarpusavyje, papildomai pridedama mėšlo, kuris skatina anaerobinių bakterijų veiklą.

Tyrimai pradėti pernai

Siekiant įvertinti tokio biodujų gamybos procese gauto biosubstrato galimybes naudoti kaip alternatyvą įprastoms mineralinėms azoto trąšoms, 2017 m. LAMMC Žemdirbystės institute pradėti vykdyti tikslieji laboratoriniai ir lauko eksperimentuose tyrimai su skirtingais migliniais javais – žieminiais ir vasariniais kviečiais, vasariniais miežiais. Pastarieji buvo tręšti biosubstratu, gautu į biodujas perdirbant kiaulių ir vištų mėšlą, maišant jį su žalia biomase.

Tyrimams buvo pasirinktas tiek skystas biosubstratas – gautas tiesiai iš biodujų jėgainės, tiek tirštas – separuotas. Pastarasis gaunamas papildomai iš biosubstrato atskiriant vandenį. Tokia žaliava lengviau transportuojama, paskleidžiama, o vanduo gali būti naudojamas tolesniame biodujų gamybos procese. Tyrimų metais buvo įvertinta tokių potencialių organinių trąšų cheminė sudėtis, kuri skyrėsi ne tik nuo žaliavos kilmės, bet ir nuo jos būvio.

Kaip ir tikėtasi, paukščių mėšlo biosubstratas buvo turtingesnis medžiagų, reikalingų augalams, tačiau būtina buvo įvertinti galimybę augalams pasisavinti šias medžiagas ir panaudoti augimui. Tyrimuose tręšimui naudojamo biosubstrato kiekis buvo skaičiuojamas pagal bendrąjį azotą.

Žieminių kviečių tręšimas

Skystas kiaulių ir paukščių mėšlo biosubstratas buvo naudojamas žieminiams kviečiams tręšti. Augalai pirmą kartą tręšti prasidėjus vegetacijai, o antrą – kviečių bamblėjimo tarpsniu. Pirmieji rezultatai Dotnuvoje rodo, kad, panaudojus skirtingos kilmės biosubstratus, žieminių kviečių derlingumas padidėjo nuo 1,7 karto iki daugiau kaip 2,2 karto, palyginti su kontroliniais laukeliais, kuriuose javai nebuvo tręšiami azoto trąšomis.

Žieminiuose kviečiuose buvo išbandyta tiek iš kiaulių mėšlo, tiek iš paukščių mėšlo biodujų gamyboje susidaręs substratas.

Palyginus žieminių kviečių derlingumo skirtumus, matyti, kad mineralinės trąšos buvo efektyvesnės, tačiau 2017 metai buvo labai kontrastingi javams augti – pavasarį, po sėjos, labai stigo drėgmės, o antroje vegetacijos pusėje prasidėję lietūs taip pat neigiamai paveikė javų produktyvumą ir derliaus kokybę. Kita vertus, tręšiant 90+80 kg azoto norma kiaulių mėšlo biosubstratu, derlingumas prilygo tręštiems mineralinėmis trąšomis kviečiams.

Pirmaisiais metais mažiausiai efektyvus buvo tręšimas paukščių mėšlo biosubstratu, tačiau tikėtina, kad šis biosubstratas gali parodyti geresnius rezultatus tręšiant augalus kelerius metus iš eilės.

Panaudoti biosiubstratai grūdų baltymingumą didino, palyginti su kontroliniu variantu. Žieminiuose kviečiuose jis buvo panašus tiek panaudojus biosubstratą, gautą iš kiaulių, tiek iš paukščių mėšlo, tačiau buvo mažesnis, palyginti su tręštais mineralinėmis trąšomis. Todėl, siekiant užtikrinti ne tik augalų produktyvumą, bet ir kokybę, papildomai reikėtų naudoti ir mineralines trąšas.

Vasarinių miežių ir kviečių tręšimas

Vasarinių miežių pasėlio tręšimui panaudotas biosubstratas gautas iš paukščių mėšlo (skystas ir separuotas). Šis biosubstratas vasarinių miežių derlingumą padidino daugiau kaip 1,5 karto, palyginti su kontroliniu variantu, ir tik 6 proc. buvo mažiau efektyvus negu mineralinės azoto trąšos. Vasariniai kviečiai buvo tręšiami skystu ir separuotu kiaulių mėšlo biosubstratu, kuris grūdų derlingumą padidino 1,39 karto, palyginti su variantu, kuriame nenaudotos azoto trąšos.

Palyginę vasarinių kviečių derlingumo skirtumus, matome, kad mineralinės trąšos buvo šiek tiek efektyvesnės. Tikimasi, kad, naudojant separuotą biosubstratą, bus nustatytas ilgalaikis poveikis, nes pirmaisiais metais jis nebuvo toks efektyvus kaip skystas, bet buvo turtingesnis organinės medžiagos, kuri labai reikalinga dirvožemio kokybei gerinti. Kaip jau minėta, 2017 m. meteorologinės sąlygos buvo iššūkis augalams, todėl tyrimai tęsiami ir išsamesnė informacija bus pateikta vėliau.

Dirvožemio rodiklių pokyčiai

Naudojant įvairios kilmės trąšas, dažniausiai kyla klausimas – kaip jos veikia dirvožemio rodiklius. Tręšiant skystomis organinėmis trąšomis paprastai dirvožemio pH nežymiai padidėja, o mineralinėmis – sumažėja.

Eksperimento rezultatai parodė, kad skysti kiaulių ir paukščių mėšlo biosubstratai veikia panašiai ir dirvožemio terpė išlieka neutrali, o azotinių mineralinių trąšų naudojimas ją parūgštino, nors dėl lietingų ir vėsių metų vyko palyginti reikšmingas dirvožemio pH pokytis ir netręštas variantas parūgštėjo pastebimai.

O apžvelgiant judriojo fosforo ir kalio pokyčius, reikia pastebėti, kad panaudoti mėšlo biosubstratai turėjo nežymią teigiamą didėjimo tendenciją, ypač tręšiant paukščių mėšlo biosubstratu.

Apžvelgiant gautus vienų metų rezultatus, reikia paminėti, kad daug ką nulėmė ir palyginti lietinga antroji javų vegetacijos pusė, kuri galėjo pakoreguoti ne tik miglinių javų produktyvumo, bet ir jų kokybės rezultatus. Bet, žiūrint į ateitį, tirti biodujų gamybos procese susidarę skirtingos mėšlo kilmės biosubstratai turi potencialo būti panaudoti kaip azoto ir kitų maisto medžiagų šaltiniai migliniams javams tręšti. Tai gal ir nebus plačiai naudojama trąša dėl tam tikrų logistikos iššūkių transportuojant ilgais atstumais, tačiau lokaliai, aplink biodujų jėgaines, auginami javų masyvai galėtų būti tręšiami biosubstratais, taip sukuriant visą grandinę – dirvožemis– augalas–gyvūnas–energetika–dirvožemis.