Šiltėjantis klimatas neabejotinai pakoreguos augalų bioįvairovę, ir mūsų šalies orai gali tapti palankūs šilumamėgiams C4 tipo įvežtiniams augalams. Vienas iš tokių augalų – drambliažolės, kurios kelia susidomėjimą dėl tinkamumo biokurui gaminti.

Energetinių augalų, gebančių duoti kuo daugiau biomasės, tinkamos biokuro žaliavų bazei kurti, ieškoma įvairiose Europos ir pasaulio klimato zonose. Žinoma, intensyviausios paieškos vyksta iškastinio kuro neturinčiose šalyse. Ir tokių augalų ieškoma nebūtinai iš vietinių rūšių. Švedijoje, Danijoje, Anglijoje Vokietijoje ir Portugalijoje su 15 genotipų drambliažolių (Miscanthus) atlikti tyrimai parodė, kad jų sausosios biomasės derlius pamečiui didėja nuo 2 t ha-1 pirmaisiais metais iki 9–18 t ha-1 antraisiais ir trečiaisiais metais. Atskirų hibrido numerių biomasė pirmosiose 4 šalyse siekė iki 29 t ha-1, o Portugalijoje net iki 40,9 t ha-1.

Šiltesnio klimato zonose drambliažolių biokurui pranašumas, palyginti su kitais žoliniais C3 tipo augalais, neabejotinas, tačiau vėsesnio klimato šalių tyrimuose gauti duomenys apie C4 augalų adaptavimosi galimybes ir produktyvumą nėra vieningi. Susidomėjimas šiuo augalu didėja, nes biokuro gamyba šiuo metu yra viena iš sparčiausiai besivystančių gamybos sričių.

Kas tos drambliažolės?

Drambliažolė (Miscanthus ) – tai miglinių (Poaceae) šeimos Miscanthus spp. genties augalas. Labiausiai vertinamos Miscanthus rūšys: M. sinensis, M. floridulus, M. sacchariflorus ir hibridas Miscanthus x gigantheus Greef et Deuter (sukurtas 1993 m.). Šie augalai fiziologiškai priklauso trumpadieniams  augalams, jų fotosintezės eiga vyksta su 4 anglies atomais, todėl priskiriami C4 augalų grupei. Natūraliai drambliažolės auga Afrikos ir Pietų Azijos subtropikuose ir tropikuose, taip pat Rytų Azijos vidutinio klimato juostoje, nuo Ramiojo vandenyno salynų (Okeanijos) iki Japonijos kalnynų ir Himalajų.

Tyrimai Dotnuvoje

Nuo 2007 m. Lietuvos žemdirbystės institute (LŽI), Dotnuvoje, tiriamos dramb­liažolių hibrido auginimo biokurui galimybės Lietuvoje: siekiama nustatyti jo toleranciją žiemojimo sąlygoms, augimo dinamiką ir vystymosi ypatumus įvairiais vegetacijos periodais bei skirtingais augimo metais, taip pat biomasės potencialą, skirtingai augalus tręšiant azoto trąšomis.

Liepos mėnesio pradžioje LŽI energetinių augalų plantacijoje pasodinti 348 drambliažolių sodinukai su jau suformuotais 2–4 lapeliais. Sodinukai buvo išauginti Austrijoje, dauginant augalus iš sukarpytų šakniastiebių.

Dirvožemis – lengvas, smėlis ant smėlio su smulkių akmenų priemaiša, artimas smėlžemio tipui, viršutinis sluoksnis neut­ralus, giliau – šarminis, humuso apie 2 procentus. Parenkant dirvožemį šiems bandymams, orientuotasi į energetinių augalų plantacijų rengimą mažiau žemdirbystei (maistiniams augalams) tinkamose žemėse. Augalai pasodinti 10 metrų ilgio eilėse trimis pakartojimais, po 2 augalus į 1 m2 (20 000 vnt. ha-1). Atstumai tarp eilių – po 1 metrą.

Antrųjų ir trečiųjų augimo metų pavasarį atskirose eilėse augalai buvo tręšti amonio salietra pagal 3 variantų schemą: 1 – N0 (be azoto trąšų); 2 – N60 (200 kg/ha amonio salietros hektarui) ir 3 – N120 (400 kg/ha amonio salietros).

Meteorologinės sąlygos 2007–2009 m. laikotarpiu labai skyrėsi, ir tai turėjo įtakos augalų augimui. Sodinimo vasarą orai buvo palankūs, dar ir vėlyvas ruduo drambliažolėms krūmytis buvo palankus. 2008 m. pavasarį vėlyvos šalnos ir sausros trukdė augalams augti visą pirmąją vegetacijos periodo pusę. 2009 m. pavasaris taip pat buvo vėlyvas ir šaltokas, tačiau vasara buvo labai gera, drėgmės trūko tik rugsėjo mėnesį.

Dalis augalų neišgyveno

Sodinimo arba pirmaisiais augimo metais, liepos pradžioje pasodinti augalai palyginti gretai prigijo ir pradėjo leisti naujus lapus. Iš pasodintų 348 sodinukų prigijo 307 augalai, arba 88 proc. Neprigijusiems sodinukamas įtakos galėjo turėti transportavimo stresas ir kiti pasikeitusio klimato bei aplinkos veiksniai. Žiemojimo sąlygoms sušvelninti prieš užšąlant pirmamečiai augalai buvo mulčiuoti šiaudais.

Nors 2007/2008 m. žiema buvo švelni, tačiau kontrastingi ankstyvo pavasario orai buvo itin nepalankūs drambliažolėms: vegetuoti augalai pradėjo gegužės pabaigoje, ir jų išliko 73 proc. nuo buvusių rudenį. Iš gautų duomenų matyti, kad bendras išlikusių ir augusių augalų skaičius nuo pasodintųjų sumažėjo 37 proc., iš jų apie 25 proc. tenka žuvusiems žiemos ir pavasario laikotarpiu. Tačiau svarbu paminėti ir tai, kad vėliau augalų skaičius buvo palyginti pastovus. Antrosios žiemos (2008/2009 m.) augalai sulaukė gausiai išsikrūmiję ir sutvirtėję, neperžiemojusių buvo tik 2 augalai iš 226, tai sudarė tik apie 1 proc. Šis augalų skaičius išsilaikė iki trečiųjų metų vegetacijos pabaigos.

Produktyvumo rodikliai

Palyginus augalų augimo spartą matyti, kad antraisiais metais, buvus sausroms, augalai labiau vystė šaknų sistemą ir krūmijosi iki pat šalnų. Vidutiniškai viename kere buvo po 20 stiebų, šis skaičius mažai keitėsi ir kitais metais. Trečiaisiais metais, kai pakako drėgmės, labai sparčiai vystėsi augalų antžeminė dalis. Vidutinis augalo aukštis buvo 295 cm, o atskiri augalai siekė 3 metrus. Azoto trąšų poveikis minėtiems jaunų drambliažolių produktyvumo rodikliams nebuvo reikšmingas. Šiek tiek ryškesnis N120 dozės teigiamas poveikis buvo stiebo skersmeniui.

Drambliažolių produktyvumas trečiaisiais metais buvo reikšmingai didesnis, negu antraisiais metais – per 40 procentų. 2009 m. spalio 4 dieną nupjautų augalų faktinis žaliosios biomasės derlius, kai 1 ha buvo 13 200 augalų, priklausomai nuo tręšimo, kito nuo 27 iki 29,7 t ha-1, sausosios biomasės – nuo 10,5 iki 11,5 t ha-1. Apskaičiavus teorinį biomasės derlių, jei sėkmingai prigytų ir peržiemotų visi sodintieji 20 000 augalų, vieno hektaro žaliosios biomasės derlius trečiaisiais metais siektų 45 t ha-1, sausosios biomasės – atitinkamai 17, 5 t ha-1.

Tikimasi drambliažolių produktyvumo didėjimo dar ir kitais metais, nes, pagal minėtus literatūros duomenis, optimalų biomasės derlių pradeda duoti trečiųjų ketvirtųjų metų augalai.

Tiktų auginti biokurui

Pirmųjų Lietuvoje drambliažolių auginimo tyrimų, atliktų 2007–2009 metais Dotnuvoje, turimi duomenys leidžia daryti išvadą, kad pirmaisiais auginimo metais drambliažolių hibrido Miscanthus x giganteus 65 proc. augalų prisitaikė augti mūsų klimato lauko sąlygomis, iš jų pirmojo žiemojimo netoleravo 23 proc. augalų. Vėliau jų žiemojimo ir augimo, biomasės struktūros ir gauto derliaus rodikliai rodo pakankamą toleranciją mūsų klimato sąlygoms. Todėl gali būti rekomenduojami auginti biokurui Lietuvoje. Trečiamečių drambliažolių (toleravusių sąlygas 13 200 vnt. ha-1 augalų) produktyvumas mažai priklausė nuo tręšimo azotu lygio, jų sausosios biomasės derlius kito nuo 10,5 iki 11,5 t ha-1, žaliosios biomasės – nuo 27 iki 29,75 t ha-1.

• Šios aukštaūgės žolės turi milžinišką potencialą konvertuoti saulės energiją, fotosintezės proceso metu 4 anglies atomai padeda sukaupti reliatyviai didelį biomasės derlių. Jos geriau išnaudoja intensyvią šviesą ir šilumą. C4 fotosintezės tipo augalai mažiau energijos išeikvoja fotokvėpavimui, intensyviau vykdo fotosintezę aukštoje temperatūroje. Šiltame ir saulėtame klimate jų pranašumas yra ryškus.
• Miscanthus rūšys labai skirtingos, atskiros jų formos gali augti pelkėtose, vidutiniškai drėgnose, sausose ir net sausringose bei nederlingose žemėse, kurios netinkamos daugumai maisto reikmėms auginamų augalų.
• Be jau minėto didelio biomasės potencialo, antras iš svarbiausių svertų yra ilgas produktyvusis augalo amžius, lemiantis efektyvų ekonominį energijos balansą, t. y. augalams išauginti sunaudotos energijos kiekio santykį su gaunamos energijos kiekiu, panaudojus biomasę energijai gauti. Tiksliai net nežinoma, kiek dar laiko 20-ties metų sulaukusios drambliažolės gali produkuoti šitiek biomasės, kad galėtų konkuruoti su kitų rūšių augalais.
• Dar vienas labai svarus šio augalo privalumas – platus biomasės panaudojimas. Pastaruoju metu Europoje drambliažolėms daugiausia dėmesio skiriama kaip potencialios energijos šaltiniui ir lignino celiuliozės produkcijos gamybos su maža azoto oksidų emisija žaliavai, nes ji daugiau už kitus augalus kaupia aukštos koncentracijos ląstelienos negu azoto.
• Auginant ir naudojant drambliažolių biomasę, poveikis aplinkai, ypač tvarioms ekosistemoms palaikyti, yra labai palankus ir naudingas. Jų CO2 asimiliacijos tempas 10 kartų didesnis negu C3 tipo augalų. Šios aukštaūgės šakniastiebinės žolės savo galinga šaknų sistema (siekiančia iki 2,5 metro gylį) greitai ir efektyviai filtruoja dirvožemio drėgmę ir atstato užterštų dirvožemių mikrobiologinę pusiausvyrą.
• Vandenį drambliažolės panaudoja efektyviai – 0,6–0,75 proc., o C3 tipo augalų vandens panaudojimo efektyvumas yra apie 0,19–0,37 procento. Auginamos kalvose šios žolės stipriai įsitvirtina ir stabdo dirvos eroziją.

***
Drambliažolių plitimą vėsesnio klimato šalyse stabdo trys svarbiausi minusai:

• Miscanthus x giganteus yra hibridas ir nesubrandina sėklų. Mak­rovegetatyvinis jų dauginimas šakniastiebių dalimis yra lėtesnis ir gerokai brangesnis. Mikrovegetatyvinis dauginimas, auginant sodinukus iš motininio augalo augimo kūgelių, taip pat yra brangus ir sudėtingas darbas. Pastaruoju metu, siekiant padidinti dauginimo efektyvumą ir sumažinti kaštus, hibridas dauginamas mikrometodu, naudojant in vitro kultūrų techniką.
• Sodinimo arba pirmaisiais auginimo metais augalai yra jautrūs nepastovioms (ypač su žema temperatūra) žiemojimo sąlygoms. Austrijoje ir Vokietijoje ištirta, kad šis jautrumas pasireiškia tik pirmąją žiemą. Jam sumažinti pirmąjį rudenį augalus būtina mulčiuoti.
• Pirmaisiais augimo metais drambliažolės auga ir vystosi lėtai. Pasėliai maksimalų biomasės derlių pradeda duoti tik nuo trečiųjų ketvirtųjų auginimo metų.