Lietuvoje uždumblėjusiuose ežeruose ir pelkėse yra susikaupę apie 1,5 mlrd. m³ sapropelio. Šie gausūs gamtos ištekliai iki šiol neišnaudojami. Valant ežerus ir sapropelį naudojant dirvožemių derlingumui didinti, būtų iš karto sprendžiamos dvi problemos: švarinami vandens telkiniai, o dirvožemiams grąžinama tai, kas buvo iš jų išplauta į ežerus vykstant dirvodaros procesams.

Lietuvoje didesnių kaip 0,5 ha ploto natūralios kilmės ežerų yra 2 850, mažesnių kaip 0,5 ha priskaičiuojama dar daugiau - 3 150. Nors ežerų nemažai, tačiau daugelyje iš jų vyksta eutrofizacija, t. y. uždumblėja, užželia. Tokių ežerų ypač pagausėjo pastaraisiais dešimtmečiais, kai suintensyvėjo antropogeninė veikla ir natūralūs eutrofizacijos procesai.

Sapropelis (iš gr. sapros - puvimas ir pelos - dumblas, purvas) - dumblingos nuosėdos ar nuogulos, susidariusios gėlų, stovinčių vandens telkinių dugne. Lietuvoje būdingas sapropelio sluoksnis - 1-2, kartais iki 5 metrų. Vykstant sedimentacijos procesams, sapropelis gausiai kaupiasi ne tik ežeruose, bet ir pelkėse, tvenkiniuose, upių salpose. Didžiausi jo klodai susiformavo Lietuvos regionuose, kur vyrauja lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiai.

Spalva rodo sudėtį

Atskirų vandens telkinių sapropelių sudėtis yra nevienoda. Juose randama apie 15-90 proc. organinės medžiagos, nuo 5 iki 60 proc. kalcio karbonatų, silicio, magnio, geležies, aliuminio, mangano, fosforo, kalio, natrio oksidų, įvairių mikroelementų: mangano, cinko, vario, molibdeno, kobalto, boro ir kt. Be to, sapropelyje yra vitaminų, aminorūgščių ir kitokių biologiškai aktyvių medžiagų. Visi šie komponentai reikalingi žemės ūkio augalų mitybai.

Krašto reljefas, dirvožemio tipas ir granuliometrinė sudėtis, ūkinė veikla, ežerų floros ir faunos įvairovė lemia sapropelio savybes ir cheminę sudėtį. Priklausomai nuo cheminės sudėties sapropeliai skirstomi į grupes: mažai peleningi (organiniai), turintys iki 30 proc. pelenų ir labai peleningi, turintys 30-85 proc. pelenų. Labai peleningi, priklausomai nuo pelenų sudėties, skirstomi į silicinius (vyrauja silicis), karbonatinius (neorganinę dalį sudaro karbonatai) ir mišrius, turinčius apylygį kiekį kalcio ir silicio oksidų.

Kadangi sapropelyje yra mažai celiuliozę ardančių mikroorganizmų, jis lėtai mineralizuojasi ir ne visada yra tokio efektyvumo, kokio tikimasi. Sapropelio efektyvumą gerokai padidina jo kompostavimas su mėšlu. Komposte padaugėja mikroorganizmų ir prieinamų augalams maistingųjų medžiagų.

Sapropelyje randama daug huminių rūgščių, todėl jis papildo humuso kiekį dirvožemyje ir gerina paties humuso kokybę. Patręšus dirvožemį sapropeliu, sumažėja humuso judrumas. Jo tipas iš fulvatinio-humatinio pasikeičia į humatinį-fulvatinį, tai rodo didesnį dirvožemio sukultūrinimo laipsnį.

Įvairios cheminės sudėties sapropeliai

Sapropelis yra įvairių spalvų. Spalva turi didelę reikšmę jį įvertinant - ji rodo sapropelyje esantį organinės ir neorganinės medžiagos kiekį. Žalsva spalva rodo chlorofilą, rožinė - karotiną, žydra - vivianitą, pilka - kalkių priemaišas, juoda arba greitai tamsėjanti spalva rodo esant geležies. Ištrauktas į paviršių sapropelis greitai oksiduojasi ir netenka natūralios spalvos. Tokiu atveju rekomenduojama sapropelį charakterizuoti iš pelenų spalvos ir reakcijos su 10 proc. koncentracijos druskos rūgšties tirpalu. Jei pelenai pilkai baltos arba pilkos spalvos ir užlašinus rūgšties tirpalo stipriai putoja, tai galima teigti, kad sapropelyje yra per 50 proc. kalcio karbonatų, jei silpnai putoja - karbonatų kiekis neviršija 50 proc. Silpnai putojantys, gelsvai pilki pelenai rodo, kad sapropelyje, be karbonatų, yra geležies. Jei pelenų spalva tamsiai geltona ir jie neputoja, sapropelis - labai geležingas. Didesnį sulfatų kiekį sapropelyje parodo juodai violetinė pelenų spalva, o pilkai balta su įvairaus intensyvumo rožiniu atspalviu rodo, kad sapropelis yra silikatinis. Tokių sapropelių pelenai, veikiami silpna rūgštimi, neputoja.

Vienas būdingiausių sapropelio požymių - jo koloidinė struktūra (tai tarpinė forma tarp kietojo kūno ir skysčio). Organiniai koloidai gali absorbuoti didelį vandens kiekį. Jo kiekis sapropelyje svyruoja nuo 40 iki 97 procentų. Koloidų sapropelis turi tokių savybių, kaip didelis vandens imlumas, maža filtracija ir lipnumas. Šios savybės teigiamai veikia lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemių drėgmę, poringumą ir struktūringumą. Peršalusio sapropelio koloidinė struktūra suyra, sapropelis tampa birus ir daug greičiau mineralizuojasi dirvožemyje.

Sapropelio gamyba

Gėlavandeniai telkiniai atnaujinami ir sapropelis išgaunamas hidrauliniu (žemsiurbėmis) ar mechaniniu (ekskavatoriais, greiferiais) būdais. Pastarasis būdas ypač tinkamas sapropelio gavybai pelkėse. Valant ežerus žemsiurbėmis, sapropelis iš ežero pulpomis pumpuojamas į netoliese iš vietinio grunto paruoštus nusodintuvus.

Kuo ploniau supilamas sapropelis, tuo greičiau jis išdžiūna. Kad sapropelio sluoksnis būtų storesnis ir mažiau maišytųsi su nusodintuvų gruntu, rekomenduojama sapropelį pilti pasluoksniui: per sezoną tris kartus kas mėnesį. Džiūdamas sapropelis traukiasi, jo paviršiuje atsiranda dideli plyšiai. Paviršiuje toks sapropelis yra maždaug apie 50 proc. drėgnio, apačioje drėgnesnis - apie 80 proc. Jeigu leidžia sąlygos, rekomenduojama sapropelį perstumdyti buldozeriu ir leisti jam vienodžiau išdžiūti.

Tręšimo sapropeliu tyrimai

Pirmieji sapropelio kaip trąšos tyrimai Lietuvoje atlikti 1959-1966 m. Tyrimai leido nustatyti įvairių sapropelio normų, tręšimo laiko ir įterpimo į dirvą būdų įtaką žemės ūkio augalų derliui. Po šių bandymų Lietuvoje apie 20 metų sapropelis kaip trąša nebuvo tirtas. Per tą laiką beveik visi dirvožemiai buvo pakalkinti, pasikeitė jų agrocheminės ir fizikinės savybės, todėl atsirado poreikis ir galimybės iš naujo pradėti sapropelio efektyvumo tyrimus.

Devintajame dešimtmetyje, pradėjus intensyviai valyti ežerus (1984, 1985 ir kiek vėliau - 1994 m.) Lietuvos žemdirbystės instituto Vokės filiale įrengti lauko bandymai lengvos granuliometrinės sudėties paprastojo išplautžemio priesmėlyje ir pasotintojo rudžemio priesmėlyje. Buvo tiriamas įvairios cheminės sudėties sapropelio, jo mišinių su mėšlu efektyvumas dirvožemio tvarumui ir augalų derliaus formavimui.

Įvairios cheminės sudėties sapropelio panaudojimas dirvožemio tręšimui turėjo tiesioginės įtakos stabdant dirvožemio rūgštėjimo procesą, didinant suminio azoto ir humuso kiekį dirvožemyje. Sapropelyje jau yra susiformavusių, stabilumu pasižyminčių humuso medžiagų, kurios tręšiant patenka į dirvožemį. Įterpus į dirvožemį sapropelio, jame esančios humuso medžiagos palaipsniui skaidomos. Susidariusios huminės rūgštys yra analogiškos rūgštims, esančioms dirvožemyje.

Tyrinėtuose sapropeliuose randami nedideli kiekiai fosforo ir kalio, todėl naudojant tręšimui įvairios cheminės sudėties sapropelius, reikia papildomai tręšti fosforo ir kalio mineralinėmis trąšomis. Dirvožemio cheminių savybių pokyčius patvirtina jame esančių cheminių elementų balanso skaičiavimai. Visais tręšimo sapropeliu atvejais dirvožemyje nustatytas teigiamas azoto, kalcio, magnio balansas ir neigiamas fosforo bei kalio.

LAMMC Vokės filialo mokslininkų atlikti tyrimai rodo, kad sapropelio organinė medžiaga ir lipniosios koloidinės struktūros dalelės yra labai gera priemonė, gerinanti lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemių fizikines savybes. Pasotintojo rudžemio priesmėlio tręšimas įvairios cheminės sudėties sapropeliu turėjo įtakos dirvožemio drėgmės, tankio ir poringumo pokyčiams. Geriausiai šias savybes gerino organinis ir silicinis sapropeliai, turintys didesnį kiekį organinės medžiagos. Karbonatinis sapropelis buvo gerokai efektyvesnis negu klintmilčiai.

Patręšus ežerų sapropeliu, įvyksta atitinkama dirvožemyje funkcionuojančių biologinių sistemų komponentų kaita. Nustatytas bakterijų pagausėjimas, atskiros mikromicetų rūšys išnyksta, pasirodo kitos. Ryškesnė mikromicetų rūšių kaita pastebėta dirvožemyje, patręštame sapropelio ir mėšlo mišiniu. Rūšių kaita labiau priklausė nuo organinių medžiagų destrukcijos laipsnio. Įvairios sudėties sapropeliai veikia dirvožemio mikroorganizmų gausumą ir rūšinę sudėtį, tai - stiprus ekologinis veiksnys.

Augalų derėjimas sapropeliu patręštame dirvožemyje priklausė nuo dirvožemio cheminės, fizikinės, mikrobiologinės būklės ir medžiagų kiekio, įterpto į dirvožemį su trąšomis. Karbonatinio, organinio ir silicinio sapropelio panaudojimas lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiui pagerinti turėjo skirtingos įtakos augalų derliui.

Priesmėlio dirvožemį patręšus karbonatiniu sapropeliu, klintmilčiais bei jų mišiniais su mėšlu ir srutomis, gauti derliaus priedai siekė nuo 3 iki 41 proc. Sėjomainos produktyvumui didesnę įtaką turėjo dirvožemio patręšimas vienu sapropeliu (15-23 proc.) bei sapropelio ir mėšlo mišiniu (6-26 proc.), negu vienais klintmilčiais arba klintmilčių ir mėšlo mišiniu. Įvairių karbonatinio sapropelio normų ilgalaikis teigiamas poveikis labiausiai buvo pastebimas auginant javus, o neigiamas - auginant bulves. Matyt, šis poveikis galėjo būti dėl per didelio kalcio jonų kiekio, įterpto į dirvožemį su palyginti didelėmis (400-800 t ha^-1, skaičiuojant natūralios drėgmės) sapropelio normomis.

Sėjomainos produktyvumui didesnę įtaką turėjo dirvožemio patręšimas vienu sapropeliu (15-23 proc.) arba sapropelio ir mėšlo mišiniu (6-26 proc.), negu vienais klintmilčiais arba klintmilčių ir mėšlo mišiniu. Įvairių karbonatinio sapropelio normų ilgalaikis teigiamas poveikis labiausiai buvo pastebimas auginant javus, o neigiamas - auginant bulves. Matyt, šis poveikis galėjo būti dėl per didelio kalcio jonų kiekio, įterpto į dirvožemį su gana didelėmis (400-800 t ha^-1, skaičiuojant natūraliąja drėgme) sapropelio normomis. Lyginant karbonatinio sapropelio poveikį derliaus formavimui su mineralinėmis trąšomis, galima teigti, kad su karbonatiniu sapropeliu nenaudojant mineralinių NPK trąšų, pašarinių vienetų derlius per sėjomainą daugiau priklausė nuo dirvožemio agrocheminių savybių, negu papildomam tręšimui panaudojus mineralines NPK trąšas.

Visos organinio sapropelio normos derlių padidino 4-20 procentų. Tačiau efektyviausiai abiejuose mineralinių trąšų fonuose veikė 10 t ha^-1sapropelio ir 25 t ha^-1mėšlo mišinys, patikimai padidinęs derlių 22 ir 25 procentais. Fone be mineralinių trąšų dar gana didelį ir patikimą derliaus priedą davė didžiausia (40 t ha^-1) sapropelio norma (18 proc.), o fone su minimaliomis mineralinėmis - 10 t/ha sapropelio ir srutų mišinys (priedas - 24 proc.). Mėšlo veikimas prilygo mažesnių sapropelio bei sapropelio ir mėšlo mišinio veikimui.

Sapropelio ir mėšlo mišinys daug efektyvesnis buvo nepanaudojus papildomam tręšimui mineralinių NPK trąšų. Pirmaisiais silicinio sapropelio įvairių normų ir jo mišinių su kitomis trąšomis veikimo metais nei sapropelis, nei jo mišiniai neparodė išskirtinio efektyvumo. Įvairios sapropelio normos kukurūzų pašarinių vienetų derlių padidino nuo 560 iki 1 488. Fone be mineralinių trąšų patikimą derliaus priedą davė tręšimas 25 t ha^-1 sapropelio ir 25 t ha^-1 mėšlo mišiniu (665) bei vienu mėšlu (1 190), o minimalių mineralinių N₆₀P₄₀K₆₀ trąšų normų fone - efektyviausias buvo tik mėšlas, davęs 712 kukurūzų pašarinių vienetų derliaus priedą.

Remiantis tyrimų duomenis, galima teigti, kad įvairios cheminės sudėties sapropelio, kaip trąšos, veikimas yra nevienodas. Karbonatinis sapropelis labiau tinka kaip dirvožemio kalkinimo priemonė, organinis ir silicinis - kaip maisto medžiagų šaltinis augalams. Tačiau visais atvejais įvairios cheminės sudėties sapropelis yra ilgalaikė ir viena perspektyviausių lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemių derlingumo gerinimo ir degradacijos procesų prevencijos priemonė. Sapropelį ypač tinka naudoti ekologinėse žemdirbystės sistemose. Lėta mineralizacija ir laipsniškas azoto prieinamumas augalų produkcijos formavimui saugo aplinką nuo užteršimo mineraliniu azotu ir prisideda siekiant aplinkos tvarumo.

Rekomendacijos ekologiniam ūkiui

Rūgščiuose, pralaidžiuose lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose tikslinga naudoti karbonatinį sapropelį, kuris veikia ne tik kaip kalkinė medžiaga, bet ir kaip maisto medžiagų papildymo šaltinis dirvožemyje. Reikalingą sapropelio normą galima apskaičiuoti pagal dirvožemio hidrolizinį rūgštumą ir sapropelyje esantį CaCO₃ kiekį. Mūsų tyrimų atveju pagal CaCO₃ kiekį 25 t/ha sapropelio atitiko 1,5 normos klintmilčių.

Įvairios normos organinio (10-40 t/ha) ir silicinio (25-50 t/ha) sapropelio bei jų mišiniai su mėšlu (santykiu 1:0,25 ir 1:0,5) sėjomainos derlių padidino 4-30 procentų. 65 t/ha mėšlo normos veikimas prilygo mažesnių (10-25 t/ha) sapropelio normų bei mišinių veikimui. Tirtieji sapropeliai dirvožemio reakcijos rodikliams įtakos neturėjo, o bendrojo azoto ir humuso kiekį dirvožemyje padidino tik didesnės (50-100 t/ha) silicinio sapropelio normos. Judriųjų fosforo ir kalio kiekiai visais sapropelio panaudojimo tręšimui atvejais sumažėjo.

Priesmėlio paprastojo išplautžemio dirvožemiui papildyti organine medžiaga ir maisto elementais tikslingiausia naudoti 50-100 t/ha (skaičiuojant sausąja medžiaga) organinio arba silicinio sapropelio normas. Ekologiniuose ūkiuose fosforo ir kalio elementams subalansuoti dirvožemį reikia patręšti nors minimaliomis fosforo (fosforitmilčiai, kaulamilčiai) ir kalio (patentkalis) trąšų normomis, pagamintomis iš natūralių medžiagų.

Ekonominiai skaičiavimai parodė, kad iš visų panaudotų sapropelių per pirmąją sėjomainos rotaciją labiausiai apsimokėjo tręšti 25 ir 50 t/ha silicinio sapropelio norma su mineralinėmis trąšomis. Didesnės (50-100 t/ha) sapropelio normos, įterptos į dirvožemį, labai lėtai mineralizuojasi. Jų veiksmingumas jaučiamas ne vieną sėjomainos rotaciją, todėl vėlesniais metais jų efektyvumas labiau apsimoka negu patręšus mažomis sapropelio normomis.

E. Bakšienė

Mano ūkis, 2011/01