Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto docentė Rasa Šlinkšienė
Pastaraisiais metais klimato kaita pasaulyje pripažįstama kaip viena iš didžiausių ypač aktualių aplinkosauginių, socialinių ir ekonominių grėsmių. Didėjantis žemdirbystės intensyvumas – vienas iš veiksnių, sukeliančių neigiamus klimato kaitos pokyčius. Todėl siekiant išvengti negatyvių intensyvaus ūkininkavimo padarinių, siūlomi įvairūs tausojančiosios žemdirbystės variantai, dalinai pakeičiant sintetines trąšas ar chemines augalų apsaugos priemones keičiant biologinėmis.
Spartus žemės ūkio veiklos intensyvumo augimas, kuris susijęs su dirvožemio sudėties ir potencialo pokyčiais, sukelia biologinės įvairovės struktūros ir rūšių skaičiaus svyravimus. Dirvožemio pokyčiai mažina auginamų augalų derlingumą, prastina produkcijos kokybę, didina aplinkos užterštumą.
Dirvožemio išsaugojimas ir būklės pagerinimas yra ES agrarinės aplinkosaugos politikos prioritetas. Tačiau dirvožemio kokybės išsaugojimas ar pagerinimas – vienas sunkiausių uždavinių žemės ūkyje.
Tai apima organinių medžiagų išsaugojimo dirvožemyje, fizikinių savybių, mikrobiologinio aktyvumo, atsparumo erozijai, dirvožemio oro bei drėgmės režimų, o taip pat užteršimo sunkiaisiais metalais problemas.
Dėmesio centre – bioaktyvios trąšos
Kaip alternatyva įvairioms cheminėms priemonėms rekomenduojami biologiniai preparatai, kurie būtų gaunami kaip gyvų mikroorganizmų produktai. Tikėtina, kad tai ilgainiui sumažintų netinkamo ūkininkavimo žalos padarinius.
Siekiant agrarinės aplinkosaugos problemų sprendimo, laikantis efektyvaus išteklių naudojimo (žiedinės ekonomikos) strateginių principų vis svarbesniu uždaviniu tampa inovatyvių augalų maisto medžiagų pakartotinio panaudojimo technologijų diegimas, biotrąšų naudojimas ir tręšimo technologijų efektyvumo didinimas.
Vykdant mokslinius tyrimus ir plečiant naujų trąšų asortimentą visame pasaulyje didesnio dėmesio sulaukia darbai, susieti su aplinkai draugiškomis bioaktyviomis trąšomis, kurios ne tik turi pagrindinių augalams būtinų maisto elementų, bet ir yra praturtinti mikroelementais bei kitomis augimą ar maisto medžiagų pasisavinimą skatinančiomis medžiagomis.
Jungtinių tautų ir Pasaulinės biologinių preparatų organizacijos duomenimis, tokių biologiniais priedais praturtintų trąšų ir pačių biologinių preparatų gamyba iki 2026 metų turėtų padidėti dvigubai.
Didėja susidomėjimas mikrodumblių panaudojimu
Tręšimo efektas priklauso ne tik nuo trąšų savybių – maisto medžiagų kiekio, jų santykio, fizikinių cheminių rodiklių, bet ir nuo to, kiek augalai pasisavina trąšų per augimo laikotarpį. Yra žinoma, kad apie 30-40 proc. trąšų prarandama dėl dirvos struktūros ir meteorologinių bei klimatinių sąlygų. Iš dirvos išplaunamos trąšos teršia aplinką, sukelia nemažai ekologinių problemų.
Pagrindiniai elementai, reikalingi augalams – azotas, fosforas ir kalis. Nemaži jų kiekiai dėl greito trąšų tirpimo ir nesubalansuoto naudojimo patenka į gruntinius vandenis.
Azoto ir fosforo junginių, kurie sukelia eutrofikaciją, gausu įvairiose nuotekose ir substratuose, gaunamuose biodujų gamyboje. Mokslinėje literatūroje teigiama, kad mikrobiologiniai produktai ne tik paspartina augalų šaknų vystymąsi ir maisto medžiagų pasisavinimą, bet mažina dujinių išlakų išsiskyrimą iš koncentruotų azoto trąšų.
Analizuojant mikroorganizmų įtaką augalams dažniausiai tyrinėjamos įvairios bakterijos (Azotobacter chroococcum, Azospirillum Lipoferum Bacilusmegatterium), tuo tarpu mikrodumblių panaudojimas trąšoms gaminti tyrinėjamas mažai, nors kaip bioaktyvios medžiagos, darančios poveikį augalams, jie yra žinomi ir naudojami.
Yra žinoma, kad mikrodumbliai šalina azoto ir fosforo junginius, juos panaudodami biomasės kaupimui. Pastaruoju metu didėja susidomėjimas mikrodumblių panaudojimu įvairiems žmonijos poreikiams tenkinti.
Greta mikrodumblių panaudojimo biodyzelinui, kosmetikos ir farmacijos priemonėms, maisto papildams gaminti, tikslinga juos būtų naudoti sudėtinėms specialiosioms bioaktyvioms trąšoms gaminti.
Mikrodumblių biomasė – biotrąšų gamybai
KTU CTF Fizikinės ir neorganinės chemijos katedros bei VDU Žemės ūkio akademijos Miškų ir ekologijos fakulteto Aplinkos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorijos mokslininkės vykdo projektą, kurio metu numatoma ištirti galimybes būtent mikrodumblių biomasę panaudoti reguliuojamo veikimo biotrąšų gamybai.
Mokslinėje literatūroje yra duomenų apie trąšoms naudojamą sausą jūros makrodumblių biomasę, kurios džiovinimas reikalauja didelių energijos sąnaudų. Vykdant projektą numatoma tirti mikrodumblių suspensijos panaudojimą, išvengiant papildomų sąnaudų džiovinant, ir taip užtikrinti energetinių sąnaudų minimizavimą. Tai leistų sukurti aplinką tausojančias biotrąšas ir tikslingai panaudoti mikrodumbliuose esančias augalų maisto medžiagas, kurios būtų efektyvi alternatyva, leidžianti pakeisti tradicines chemines žaliavas.
Išsprendus projekte iškeltus uždavinius būtų sukurtos naujos mikrodumbliais praturtintos biotrąšos, kurios pasižymėtų ekosistemų (vandens telkinių ir dirvožemio) tvarumą skatinančiomis savybėmis nualintos dirvos regeneracija, cheminių medžiagų išsiplovimo į gruntinius vandenis ir azoto oksidų emisijos į orą mažinimu.
Prisideda prie klimato atšilimo mažinimo
Mokslinėje literatūroje teigiama, kad mikrodumbliuose yra pagrindinių augalų maisto medžiagų, įvairių mikroelementų, baltymų, angliavandenių, proteinų, vitaminų, priešgrybinių medžiagų bei biologiškai aktyvių medžiagų (bioaktyvių augimo stimuliatorių, amino rūgščių), skatinančių pilnavertį augalų aprūpinimą maisto medžiagomis per visą jų vegetacijos laikotarpį.
Mikrodumbliai patrauklūs tuo, kad jų auginimui nereikalingi žemės ūkio paskirties plotai, biomasės kaupimui jie naudoja anglies dvideginį, azoto ir fosforo junginius, yra draugiški aplinkai ir jų naudojimas leidžia sukurti uždarą ciklą. Esant šviesos šaltiniui dumbliai fotosintezės metu naudoja neorganinę anglį (fotosintetiškai fiksuoja anglies dioksidą) savo ląstelių gamybai. Anglies dioksidas šiuo atveju biomasės produkcijos procese vaidina itin svarbų vaidmenį, nes didžiausią mikrodumblių ląstelių dalį (45-50 proc. sausos masės) sudaro anglis.
Dumblių gebėjimas konvertuoti anglies dioksidą į biomasę fotosintezės prisideda prie klimato atšilimo mažinimo. Tai labai aktualu aplinkosauginiu bei tvariosios bioekonomikos požiūriu. Auginamų nuotekose ar atliekose mikrodumblių biomasės panaudojimas maistui ar kosmetikai neleidžiamas. Tačiau išanalizavus ir įvertinus sudėtį jie gali būti naudojami „žaliosioms“ trąšos gaminti.
Jūroje augančių makrodumblių panaudojimas šiam tikslui yra vykdomas palyginti plačiai. Nustatyta, kad tada augalai greičiau auga, yra sveikesni, geriau toleruoja biotinį ir abiotinį stresą, gryna dumblių biomasė pasižymi augalų poreikius atitinkančiu lėtu azoto, fosforo ir kalio atpalaidavimu.
