Paieška Sapropelis – didžiulis šalies gamtos turtas

Sapropelis – didžiulis šalies gamtos turtas

Išmokime jį racionaliai ir efektyviai naudoti!

Prof. Karolis JANKEVIČIUS, Rapolas LIUŽINAS

 VšĮ „Grunto valymo technologijos“

 

Sapropelis – gėlųjų vandenų ir pelkių dumblas. Šio dumblo sandarą lemia dumblodaros veiksniai. Jis formuojasi iš žuvusio augalinio ir gyvūninio planktono (smulkių organizmų, kurie gyvena pakibę vandenyje), bentoso (organizmų, gyvenančių vandens telkinių dugne), stambiųjų vandens augalų-makrofitų (jų vegetacijos pabaigoje). Į dumblą taip pat patenka bangų ardomos kranto medžiagos, paviršiaus nuotėkio, upių ir upelių, versmių atplukdomos bei oro srovių atnešamos medžiagos.

Dumblas susidaro iš nuosėdų. Įvairaus maistingumo ežeruose nuosėdos kaupiasi nevienodu greičiu. Nevienodu greičiu nuosėdos kaupiasi ir atskirais metų sezonais. Kai kuriuose mūsų šalies daugiamaisčiuose – eutrofiniuose ežeruose žiemą (sausis – kovas) nusėda iki 200 g/m2 nuosėdų. Pavasarį (balandis – gegužė) pakilus vandens lygiui ir suaktyvėjus hidrodinaminiams procesams, sedimentacijos (nuosėdų kaupimosi) tempai kelis kartus paspartėja. Vasarą (birželis - rugpjūtis) sedimentacija sulėtėja. Šiam procesui turi įtakos sparčiai auganti vešli ežero augalija. Rudenį (rugsėjis - gruodis) sedimentacija lėtesnė nei vasarą.

Nuosėdų kaupimosi dydis priklauso nuo daugelio veiksnių, bet ypač nuo paežerių ir ežerų baseino agronaudmenų tręšimo. Prisiminkime XX a. septintąjį-devintąjį dešimtmetį. Tuomet mūsų žemės ūkis naudojo perteklingą mineralinių trąšų kiekį. Šių trąšų, naudojamų žemės ūkio kultūroms tręšti, apie 50 % patekdavo į ežerus, vandens telkinius. Nuosėdų kaupimosi tempas juose padidėjo daug kartų, kai kur net 6-8 kartus. Vidutinmaisčiai (mezotrofiniai) bei daugiamaisčiai (eutrofiniai) ežerai pagal mitybinių elementų kiekį tapo hipereutrofiniais.

Įvairaus maistingumo ežeruose dumblo per metus nusėda nuo kelių iki keliolikos centimetrų. Jo sudėtis taip pat nėra vienoda. Vienuose ežeruose nusėda daugiau mineralinės kilmės nuosėdų, kituose, ypač daugiamaisčiuose ežeruose, daugiau nusėda organinės kilmės bei pereinamojo tipo nuosėdų.

Viršutinis sapropelio sluoksnis esti vandeningas. Jame vandens aptinkame daugiau kaip 90 %. Gilėjant sapropelis tampa tankesnis. Sapropelio sluoksnis kai kuriuose ežeruose siekia net keliolika metrų.

Lietuva vadinama ežerų kraštu. Ir pagrįstai. Turime apie 4000 mažesnių ir didesnių ežerų. Didžiausias - Drūkšių. Jo plotas - 4500 ha. Kur kas mažesni, bet taip pat dideli, Dysnų, Dusios, Vištyčio ežerai. Giliausias - Tauragnų ežeras. Jo gylis net 60,5 m.

Lietuvoje neblogai ištirti sapropelio ištekliai. Nustatyta, kad mūsų ežeruose esama apie 5,8 mlrd. m3 sapropelio. Ežerų kilmės pelkėse po durpėmis slūgso dar 4,5 mlrd. sapropelio. Uždumblėjusiose ežeruose, kuriuos ketinama per artimiausią laikotarpį valyti, yra susikaupę iki 1,5 mlrd. m3 sapropelio.

Sapropelis pagal savo cheminę sudėtį skirstomas į organinį, kalkinį, silicinį ir mišrųjį (organinį kalkinį ir organinį silicinį).

Sapropelis dėl savo vertingų savybių jau seniai yra tiriamas. Bandoma jį panaudoti medicinos reikmėms, kaip pašarų priedą gyvuliams, nes jame gausu aminorūgščių ir vitamininių medžiagų. Juo domisi mikrobiologai. Bando panaudoti kaip mitybinę terpę mikroorganizmams gaminant biopreparatus. Chemikai konstatavo, jog iš organinio sapropelio apsimoka išgauti vaškus ir kai kurias organines rūgštis. Statybininkai išbandė sapropelį gaminant akytosios struktūros keramiką.

Tačiau didžiausio dėmesio sapropelis susilaukė kaip trąša dirvožemio agrocheminėms ir fizinėms savybėms gerinti, žemės ūkio augalų derliui didinti.

Sapropelio, kaip trąšos, vertę Europos žemdirbiai žino seniai. Jis dirvožemiams tręšti pradėtas naudoti ne mažiau kaip prieš šimtą metų. Sapropeliu buvo didinamas smėlio dirvožemių derlingumas Vokietijoje, Lenkijoje, Čekijoje, Latvijoje, Baltarusijoje, Rusijoje ir kitur.

Sapropelio gavyba ir jo panaudojimas Lietuvoje pradėtas prieš 50 metų. Mūsų įvairių mokslinių organizacijų specialistai ištyrė sapropelio cheminę sudėtį, jo biologiškai aktyvias medžiagas, sorbcines ir kitas savybes. Daugiausia nuveikta įvertinant sapropelio tręšiamąją vertę. Nustatyta sapropelio įvairaus kiekio, tręšimo laiko ir įterpimo būdų įtaka žemės ūkio kultūrų derliui. Įsitikinta, kad organinis sapropelis, kurio sudėtyje yra iki 60 % organinės medžiagos, prilygsta mėšlui. Žemės ūkio kultūrų, tręšiamų sapropeliu (apie 200 t/ha), derliaus priedas gaunamas beveik toks pats, kaip ir jas tręšiant mėšlu. Sapropelio poveikis žemės ūkio kultūrų derliui priklauso nuo jo cheminės sudėties, panaudoto tręšimui sapropelio kiekio, o taip pat nuo tręšiamo dirvožemio derlingumo bei auginamos kultūros fiziologijos – jos mineralinės mitybos savybių.

Sapropelis kaip trąša nėra vertinamas tik teigiamai. Kai kurie tyrinėtojai tvirtina, kad sapropelis pasižymi tik silpnu poveikiu augalų derliui, o atskirais atvejais rodo net neigiamą poveikį.

Tokie prieštaringi sapropelio vertinimai atsiranda štai dėl ko. Sapropelis yra koloidinės sandaros. Ši sandara priklauso nuo jame esančio geležies (sapropelio pelenuose atskirais atvejais FeO3 aptinkama iki 8 %), aliuminio (Al2O iki 4 %), silicio (SiO2 iki 4 %). Šie nurodyti geležies, aliuminio, silicio oksidai sudaro gelius. Tai kieto kūno sandarą turintys koloidai. Jie sugeria daug vandens – iki 90 %. Lėtai sausėja. Sunkiai išgarina vandenį, o išdžiuvę tampa visai kieti. Sapropelio tyrėjai nurodo, kad net praėjus penkiems metams nuo sapropelio įterpimo į dirvožemį, jame aptinkama kelių centimetrų (iki 3 cm) dydžio nesuirusių sapropelio gabalėlių. Sapropėlis dėl savo sandaros pasižymi maža filtracija.

Sapropelis, ruošiant jį trąšai, šaldomas žiemos metu. Sušaldyto sapropelio atšildymas pavasarį leidžia jį išdžiovinti iki 50-60 % drėgnumo, tačiau nepašalina jo, kaip trąšos, nepageidaujamų trūkumų. Sapropelyje esantys geležies jonai (FeO3) fosfatus (PO2-4) sujungia į mažai tirpias bei netirpias druskas. Pasigamina geležies fosfatas FePO4. Tokie fosfatai sunkiai arba iš viso nepatenka į augalą, tampa jam neprieinami. O fosforas augalui labai reikalingas. Jis įeina į daugelio labai svarbių junginių sudėtį. Šie junginiai dalyvauja medžiagų ir energijos apykaitos reakcijose, yra susiję su medžiagų pernešimu pro augalo ląstelių membranas, augalo augimu, dauginimusi, paveldimų požymių perdavimu.

Fosforas sudaro 0,2 % augalo sausosios masės. Kai jo trūksta, augalo derlius labai sumažėja.

Kai kuriais atvejais kalkingas sapropelis taip pat gali atlikti neigiamą vaidmenį. Jis tirpų amonio fosfatą sujungia ir sudaro sunkiai tirpstantį kalcio fosfatą CaHPO4.

Nurodyti cheminiai vyksmai apsunkina mitybinių medžiagų patekimą į augalus, sumažina jų derlingumą.

Sapropelio trūkumus įmanoma pašalinti. Jį reikia tręšimui atitinkamai paruošti. Sapropelis turi tapti vertinga agromineraline trąša.

Tai pasiekiama tokiu būdu. Sapropelio pulpa, 90-93 % drėgnumo, hidrauliniu būdu iškeliama ant kranto, talpinama specialiai įrengtuose sėsdintuvuose (pylimu aptvertos aikštelės, iki 1,5-2,5 m gylio). Sėsdintuvai užpildomi 45 cm storio sapropelio sluoksniu. Jo smulkiosioms dalelėms per 3-5 paras leidžiama nusėsti. Tuomet į sutankėjusią hidromasę sodinami vandens augalai – makrofitai. Bandymais nustatyta, kad geriausiai šiam reikalui tinka paprastoji nendrė (Phragmites australis), plačialapis švendras (Typha latifolia), balinis ajeras (Acorus calamus) ir triskiautis lakišius (Bidens tripartitus).

Paprastoji nendrė - daugiametis (4 ir daugiau metrų aukščio) augalas. Turi ilgus storus šakniastiebius ir gerai išvystytą šaknų sistemą. Auga sparčiai. Per parą stiebas pailgėja nuo kelių iki keliolikos centimetrų. Teigiama, kad nendrės kasmet priaugina 3-4 kartus daugiau biomasės nei tokio pat ploto miškas. Neveltui nendrynai yra vadinami vienmečiu mišku.

Plačialapis švendras - tai pat daugiametis (2,5 m aukščio) augalas. Šakniastiebis storas. Šaknys gausios. Iš terpės – vandens, kaip ir nendrė, energingai suima mineralines medžiagas.

Balinis ajeras - 100 cm aukščio daugiametis vaistinis augalas. O šakniastiebiai šliaužiantys, šakoti.

Visi šie vandens augalai paplitę Lietuvoje. Dauginami šakniastiebiais. Į sapropelio pulpos 1 m2 sodiname šių augalų 4 sodmenis, kurio kiekvieno svoris 1,5-2,0 kg.

Triskiautis lakišius vienmetis, 100 cm aukščio vaistinis augalas. Jo šaknis liemeninė, šakota. Vaisius – lukštavaisis. Juo augalas ir dauginamas.

Šie į sapropelio pulpą pasodinti augalai per trumpą laiką išaugina didelę šakniastiebių ir šaknų biomasę, kuri į sapropelį išskiria vandenilio (H+) jonus ir organines rūgštis. Tie junginiai iš surištos būklės atpalaiduoja fosforą bei kitus biogeninius elementus. Jie tampa tirpūs. Juos lengvai įsisavina vandens augalai.

Vandens augalai ne tik pagerina sapropelio fizinę-cheminę sandarą, bet ir jį džiovina. Mat šie augalai, turintys stiprią šaknų sistemą ir stambią lapiją, pasižymi energingu vandens garinimu – transpiracija, kuri keleriopai viršija evaporaciją – vandens garinimą nuo sapropelio paviršiaus. Vidutinis transpiracijos intensyvumas 50 g/m2 per valandą. Jei vandens lapų paviršius siekia 40 tūkst. m2/ha, tuomet per parą hektaras augalų išgarins 48 m3 vandens.

Kai vyksta toks intensyvus vandens garinimas, atsiveria galimybė sėsdintuvus papildyti naujomis sapropelio pulpos porcijomis. Saproeplis tokiu būdu džiovinamas, kol jo sluoksnio storis pasiekia 60 cm ir daugiau.

Į vandens augalų vegetacijos pabaigą (ir kai sapropelis išdžiovinamas iki 55 % jo drėgmės) viršsapropelinė augalų masė nupjaunama ir susmulkinama. Augalų šakniastiebiai ir šaknys lėkštinėmis akėčiomis taip pat supjaustomos. Tokiu būdu paruošiamas sapropelio ir augalų biomasės mišinys komposto gamybai. Šio mišinio drėgnumas turi siekti 50-60 %.

Dalis balinio ajero šakniastiebių (geriausios kokybės) derėtų atskirti, atitinkamai pagal reikalavimus paruošti ir panaudoti farmacijos reikalams. Triskiaučio lakišiaus jaunas viršūnes, iki 15 cm ilgio, taip pat reikėtų surinkti, išdžiovinti ir panaudoti gydomosioms vonioms (gydo nuo skrofuliozės, galvos seborėjos, vaikų išbėrimų – diatezės).

Iš perteklinės nendrių biomasės gaminamos įvairios paklausą turinčios statybinės medžiagos, tinka celiuliozės gamybai. Biomasė gali būti briketuojama ir panaudojama kurui.

Tačiau pagrindinis dalykas – komposto gamyba. Iš sapropelio ir augalų biomasės mišinio formuojama tokio dydžio ir firmos krūva, kad į ją lengvai patektų oras. Krūvos aukštis esti 1,5-2,0 m. Krūvos slėgti nereikia.

Krūvos apačioje sudaromas drenuojantis sluoksnis tirpalui – filtratui surinkti. Filtratas naudojamas krūvai drėkinti.

Krūvos substratas įkaista iki 50-60 laipsnių. Tuomet sparčiai skaidomos substrato organinės medžiagos – vyksta jų mineralizacija.

Komposto krūva perkasama. Taip krūvos substratas aprūpinamas deguonimi, kuris reikalingas organines medžiagas skaidantiems mikroorganizmams. Jei reikia, substratas drėkinamas.

Komposto vandenilio jonų koncentracija pH turi siekti 5,5-6,5. Jei pH 2,5, fosforas iškrinta iš substrato tirpalo. Jei pH artėja prie 10, fosforas tai pat tampa neprieinamas mikroorganizmams. Jei substratas yra rūgščios reakcijos, jis kalkinamas. Naudojamas kalcio karbonatas, kalcio sulfatas ir kitos kalcio trąšos.

Naudinga į kompostą įmaišyti apie 2 % kompleksinių NPK mineralinių trąšų (20 g NPK trąšų vienai tonai substrato).

Sapropelio ir vandens augalų mišinio kompostas esti birus, juodo atspalvio. Jis gerai subalansuotas pagal mitybinius elementus. Anglies ir azoto santykis sudaro 15:1-30:1. Šis kompostas-organomineralinė trąša gerina dirvožemio savybes, suaktyvina mikroorganizmų veiklą jame, užtikrina spartų augalų augimą ir vystymąsi, padidina jų derlingumą. Ši organomineralinė trąša – priemonė dirvožemio derlingumui didinti turės didelę paklausą ne tik vidaus rinkoje, bet ir bus gera eksporto prekė.

 

Kopijuoti draudžiama © 2012 VšĮ "Ekologinio švietimo centras"