Pluoštinių kanapių organinė anglis – dirvožemio eliksyras

Pluoštinės kanapės yra gamtai palankiausių žemės ūkio kultūrų penketuke. Jos per vegetaciją iš aplinkos sugeria gerokai daugiau anglies dvideginio (CO₂) negu miškas. Pluoštinių kanapių plotus verta didinti ne tik dėl to, kad jos reikšmingai mažina šiltnamio efektą sukeliančio CO₂ emisiją. Iš šio augalo galima pagaminti tūkstančius vertingų maisto, kosmetikos, vaistinių, statybos ir kitų produktų, tarp jų – organinę anglį, kuri gali būti sėkmingai panaudota dirvožemio kokybei gerinti.   

Pragaišta begalė biomasės

Pagyrų pluoštinėms kanapėms negailėjo parodos „Ką pasėsi... 2021“ seminaro „Pluoštinių kanapių potencialas kaupiant organinę anglį ir gerinant dirvožemio eksploatacines savybes“ vedėjai: Kanapių augintojų, perdirbėjų ir verslo inovatorių asociacijos (KAPVIA) direktorius Rimantas Čiūtas, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro (LAMMC) vyresnioji mokslo darbuotoja dr. Vita Tilvikienė, Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos (VDU ŽŪA) doc. dr. Egidijus Zvicevičius bei doktorantas Kęstutis Žiūra.

Seminare daugiausia aiškinta apie iš pluoštinių kanapių pagamintą organinę anglį ir jos teigiamą įtaką dirvožemiui. E. Zvicevičius atkreipė dėmesį į didelę problemą – nuėmus sėkloms auginamų pluoštinių kanapių derlių, laukuose lieka labai didelis kiekis – apie 70 proc. – biomasės. Be sėklų likę kanapių stiebai, lapai susmulkinami ir užariami arba kitaip utilizuojami.

Šalyje leidus perdirbti visas augalo dalis, tikėtina, kitąmet padidės pluoštinių kanapių pasėlių plotai. Tad gali pragaišti dar daugiau šių augalų biomasės.

Savyje kaupia anglį

Seminaro vedėjai aiškino, jog Lietuva įsipareigojo agrariniame sektoriuje iki 2030 m. sumažinti šilumos efektą sukeliančius CO₂ išmetimus 9 proc., palyginti su 2005 m. Vienas iš būdų pasiekti šį tikslą – tvaraus ir regeneracinio žemės ūkio plėtra. Neįvykdžius įsipareigojimų šaliai gresia prievolė pirkti taršos leidimus.

Kovojant su klimato kaita būtina panaudoti žemės ūkio augalų ir dirvožemio savybę kaupti anglį cheminiuose junginiuose ir suvaržyti jos išsilaisvinimo bei patekimo į atmosferą galimybes.

Pluoštinės kanapės išsiskiria dideliu užauginamos biomasės kiekiu – apie 10–15 t/ha. Jos biomasės kiekį užaugina sunaudodamos didelį CO₂ kiekį. Hektaras pluoštinių kanapių pasėlių per vegetaciją absorbuoja maždaug 14–16 t CO₂. Pluoštinių kanapių biomasėje anglis sudaro apie 44,46 proc. sauso svorio.

Iš pluoštinių kanapių biomasės, kuri lieka nuėmus sėklų ar žiedynų derlių, naudinga gaminti organinę (biologinę) anglį. Ji – veiksminga priemonė puoselėjant dirvožemio kokybę, kovojant su jo degradacija ir mažinant stiprų šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas iš dirvos. Tuomet būtų didžiulė nauda iš visų šio augalo dalių.

Deginama be deguonies 

Organinė anglis – tai bedeguonėje aplinkoje, aukštoje temperatūroje sudeginta biomasė, pavyzdžiui, šiaudai, mėšlas, miško, taigi ir pluoštinių kanapių atliekos. Jos gamyba bedeguonėje aplinkoje, aukštoje temperatūroje deginant biomasę vadinama pirolize. Tai vienas iš anglies surišimo ir koncentracijos didinimo būdų. Tuomet sudega dalis anglies, kurią pluoštinės kanapės sukaupė augdamos. Bet likusioje masėje anglis jau sudaro ne apie 45 proc., o 80–90 proc. Taigi, anglies koncentracija padidėja.

Pirolizės metu žaliava pakeičia savo struktūrą ir cheminę sudėtį, išsiskiria didesne procentine anglies dalimi, nei jos buvo pradinėje žaliavoje.

K. Žiūra pabrėžė, jog organinės anglies gamyba vyksta uždarame rate. Pirolizės metu žaliava kaitinama 300–900 ℃ temperatūroje. Dujos, kurios išsiskiria be deguonies deginant biomasę, gali būti technologiniame procese panaudojamos kaip kuras biomasei kaitinti arba kitoms reikmėms. Pagaminama ir šiluminė energija, ir dirvožemį gerinanti medžiaga. Tad organinės anglies gamybos nauda – dvejopa.

Organinė anglis – tarsi kempinė: joje ilgam užrakinama anglis. Ji, įterpta į dirvožemį, jį turtina palaipsniui. Organinė anglis veiksmingiausiai gerina dirvožemio savybes ir didina derlumą praėjus 3–4 metams, kai buvo įterpta.

Didina derlingumą

Lietuvoje organinės anglies naudojimas – dar naujiena. Mūsų šalies ūkininkai retai ją naudoja, nes brangi, be to, trūksta vietinių mokslinių tyrimų ir patikimų rezultatų. Šios anglies veiksmingumas labai priklauso nuo jos gamybos, dirvožemio cheminės sudėties, klimato ir daugybės kitų veiksnių. Todėl būtini tyrimai vietinėmis sąlygomis.

Moksliniai tyrimai byloja, jog organinė anglis gali padidinti dirvožemio derlumą iki 78 proc. Pavyzdžiui, ji suaktyvina mikroorganizmus ir sukuria palankias sąlygas jiems vystytis, sumažina CO₂ ir azoto dujų emisijas iš dirvožemio, padaugina mikroelementų. Dar ji padeda sulaikyti vandenį ir organines medžiagas. Eksperimentas su javais atskleidė, kad jie, augdami organine anglimi patręštoje dirvoje, geriau sugeria šviesą, juose padidėja fosforo, kalcio ir kalio kiekis.

Atiduoda, ką sukaupia

Organinės anglies cheminė sudėtis labai priklauso nuo žaliavos, iš kurios ji pagaminta. Visais atvejais joje gausu vertingų mikroelementų: kalio, kalcio, magnio, natrio, geležies, mangano, vario, azoto, fosforo. Tačiau tarp jų gali būti ir nelabai pageidaujamų. Organinėje anglyje, pagamintoje iš pluoštinių kanapių, kartais aptinkama sunkiojo metalo cinko. Bet daug šio metalo yra ir organinėje anglyje, pagamintoje iš mėšlo, maisto atliekų, parkų lapų. Organinė anglis suvaržo jų dalyvavimą medžiagų apykaitoje ir neigiamą poveikį.

Organinė anglis, pagaminta žemesnėje pirolizės temperatūroje (iki 400 laipsnių), gali dirvožemiui suteikti daugiau maistinių medžiagų bei sukaupti daugiau cheminių elementų, kuriuos jam paskui atiduotų per ilgesnį laiką negu pagamintoji aukštesnėje temperatūroje.

R. Čiūtas atkreipė dėmesį, kad organinė anglis galėtų būti rūgščių dirvų – tokių daug Žemaitijoje – kalkinimo alternatyva. Ji taip pat stabdytų šalies dirbamų laukų virtimą dykuma, kai, stipriam vėjui pakilus, per dulkių debesis nematyti horizonto ir iš dirvos išpučiamos sėklos.

„Ūkininkas, gamindamas organinę anglį ir įterpdamas jos į dirvą, gali pagerinti dirvožemio sudėtį ir pasiekti neigiamą CO₂ balansą“, –  tikino E. Zvicevičius.  Paklaustas, kodėl geriau ne aparti biomasę, o iš jos gaminti organinę anglį, mokslininkas teigė, jog organinė anglis ilgesniam laikui suriša augalų sukauptą anglį. Paprastai pūdant, ji beveik per kelerius metus grįžta atgal kaip anglies dvideginis.

Komposto alternatyva 

Augdamos pluoštinės kanapės, kaip ir kiti stambių stiebų augalai, išvalo dirvožemį nuo pramoninių, transporto ir kitų teršalų. Jas auginant iš dirvožemio pašalinamas sunkusis metalas kadmis. Derlinga ne tik pluoštinių kanapių antžeminė biomasė, bet gerai išvystyta ir jų šaknų sistema. Tokia gerina dirvos struktūrą. Mat dirvoje padaugėja mikroporų, kuriose kaupiasi vanduo. Todėl dirva gali drėgmę absorbuoti, sulaikyti ir atiduoti augalams, kai reikia.

Kai aplinka užteršta, daugiausia sunkiųjų metalų yra sukaupiama augalų šaknyse, šiek tiek mažiau – stiebuose ir lapuose. Tai atsiliepia ir teigiamai, ir neigiamai. Šaknyse sukaupti sunkieji metalai nėra pašalinami iš dirvožemio. Todėl abejotina, ar verta pluoštines kanapes naudoti dirvožemiui valyti. Tačiau, kadangi sunkieji metalai kaupiami šaknyse, iš antžeminės biomasės gali būti gaminami įvairūs produktai be baimės, kad bus užteršti. Požeminiai vandenys taip pat yra apsaugomi nuo užteršimo sunkiaisiais metalais.

Organinės anglies nauda dirvožemiui ne mažesnė nei komposto.

Tiesia kelius į ateitį

Pasak V. Tilvikienės, pluoštines kanapes verta auginti ir siekiant išsaugoti biologinę įvairovę. Antai kokios didelės įvairių paukščių kolonijos puola jų pasėlius, kad pasimaitintų! Jos, aukštaūgės ir tankios, – saugūs žvėrelių ir paukštelių namai.

„Pluoštinės kanapės – labai vertingas ir aplinkai draugiškas augalas. Jos gali nutiesti tiltus į ateitį – atvesti į gražesnį ir švaresnį pasaulį. Jei pluoštinės kanapės sudarytų 14 proc. visų Lietuvos pasėlių ir nuo perdirbimo likusią jų biomasę paverstume organine anglimi, šalyje pasiektume nulinę CO₂ emisiją. Šis augalas – tiesiausias kelias į tvarų žemės ūkį, nes išvalo ir praturtina dirvožemį, sugeria anglies dvideginį“, – pluoštinių kanapių naudą seminaro pabaigoje apibendrino R. Čiūtas.

Jolanta KAŽEMĖKAITYTĖ

ŪP korespondentė

Autorės  nuotrauka