Alternatyvios energijos gamyboje svarbiausias aspektas yra kuo mažesnėmis sąnaudomis užauginti kuo gausesnį ir didesnės energinės vertės biomasės kiekį. Be to, svarbu, kad visa ši veikla nepakenktų aplinkai. Vieni iš perspektyviausių greitai atsinaujinančių šaltinių - žoliniai augalai, kuriuos galima perdirbti į kietą, skystą ar dujinį biokurą.

Didėjantis ir brangstantis energinių resursų poreikis iš neatsinaujinančių gamtinių išteklių bei nestabili situacija tarptautinėje energinių žaliavų rinkoje įpareigoja ieškoti alternatyvių šaltinių. Biokuro išteklius sudaro miško kirtimo ir medienos perdirbimo atliekos, žemės ūkio gamybos šalutiniai produktai (šiaudai), sumedėjusių bei žolinių augalų plantacijos.

Daugiametės žolės ar trumpos apyvartos medžiai?

Energinėms reikmėms tiktų užliejamų pievų žolė, taip pat ir peraugusi, pašarui nesunaudojama žolė, pūdymuose ir kituose plotuose auganti žolinė augalija. Lietuvos ir užsienio mokslininkai nurodo, kad biokurui naudoti daugiametes žoles yra geriau negu trumpos apyvartos medžius dėl kelių priežasčių:

• duoda derlių jau kitais metais po sėjos;
• gali derėti nepersėtos ilgą laiką;
• prilygsta trumpos apyvartos medėjantiems augalams pagal išaugintą biomasės derlių;
• yra mažiau reiklios maisto medžiagoms;
• prižiūrėti, derliui nuimti tinka visa žemės ūkyje naudojama technika ir technologijos;
• pasėlių paskirtį galima lengvai pakeisti.

Lietuvos gamtos fondas kartu su Botanikos institutu bei Olandijos gamtos apsaugos draugija 2002-2005 m. atliko natūralių bei pusiau natūralių pievų inventorizaciją Lietuvoje. Ištirta apie 70 proc. Lietuvos teritorijos. Inventorizuota ~ 42 000 ha pievų. Nustatyta, kad pievų būklė Lietuvoje nėra gera, jos apleistos - net trečdalis pievų yra nešienaujamos, didelė dalis - neganoma. Galima daryti išvadą, jog tai didelis rezervas bioenergijos gavybai.

Tinkamai naudojamų žolynų plotų mažėja

Europos šalyse paskutiniais dešimtmečiais taip pat stebima panaši tendencija - dramatiškai mažėja tinkamai naudojamų pusiau natūralių žolynų plotai. Švedų mokslininkų iniciatyva, 2008-ųjų spalį Vokietijoje 14 šalių atstovai (53 dalyviai) sprendė, kokios priemonės turėtų būti taikomos šiai situacijai pakeisti. Viena iš siūlytų alternatyvų - energijos gavyba iš pusiau natūralių žolynų suformuotos biomasės.

Lietuvoje žolinių augalų auginimas ir naudojimas bioenergijai išgauti leistų išspręsti net kelias ekologines problemas: racionaliai naudoti žolynus, išsaugoti bioįvairovę, saugoti ir gerinti dirvožemio struktūrą bei kokybę, skatinti pagal darnios plėtros principus iš vietinių daugiamečių žolių rūšių pagaminto biokuro naudojimą, gerinti aplinkos mikroklimatą, nes deginant augalinę biomasę sumažėtų aplinkos tarša kenksmingomis medžiagomis.

Lietuvoje daugiamečių žolynų biomasės tinkamumas bioenergijos gavybai buvo tirtas Žemdirbystės instituto, Lietuvos žemės ūkio universiteto bei kitų tyrėjų, tačiau renatūralizacijos metu užliejamų bei apleistų pievų natūraliai suformuotos biomasės tyrimai nebuvo atliekami, o greičiau daromos teorinės prielaidos.

Moksliniai tyrimai Vėžaičiuose

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Vėžaičių filiale 2009 m. pradėtas tyrimas „Pusiau natūralių augaviečių produktyvumo bei energetinio potencialo vertinimas", kurio tikslas - įvertinti skirtingose augavietėse susiformavusių fitocenozių produktyvumą, energinį potencialą.

Tyrimui pasirinkti sąlyginai apleistų dviejų pievų plotai Klaipėdos apskrityje bei trys pusiau natūralūs žolynai Nemuno deltos užliejamose pievose, kur vyksta renatūralizacija (grįžimas į natūralią būseną). Birželio-rugpjūčio laikotarpiu pievos šienaujamos vieną kartą, atsižvelgiant į aplinkos sąlygas bei vyraujančių daugiamečių žolių išsivystymo tarpsnį.

Jurjonų tyrimo aikštelė įrengta sausminėje betampančioje natūralia pievoje, kurios reljefas - silpnai banguota lyguma, dirvožemis - balkšvažemis, vidutinio rūgštumo - pH_KCl 4,8, mažo fosforingumo ir kalingumo, atitinkamai 51 ir 86 mg kg^-1, suminio azoto - 0,15 proc. Gruntinis vanduo vegetacijos metu būna giliau negu 1,2 m. Pievos žolyne vyravo krūminiai builiai (Anthriscus silvestris L.) 10,4 proc. ir paprastieji varpučiai (Elytrigia repens L.) 9,2 proc.

Grikštaičių tyrimo aikštelė įrengta sausminėje, palyginti apleistoje pievoje, kurios reljefas - silpnai banguota lyguma. Dirvožemis - balkšvažemis, mažo rūgštumo - pH_KCl 5,2, mažo fosforingumo ir kalingas, atitinkamai 67 ir 181 mg kg^-1, suminio azoto - 0,29 proc. Gruntinis vanduo pirmoje vegetacijos periodo pusėje (iki liepos 1 d.) yra žemiau negu metro gylyje, o vėliau, padidėjus kritulių kiekiui, pakyla aukščiau ir kinta 0,5-0,7 m ribose. Ne vegetacijos metu gruntinis vanduo pakyla arti žemės paviršiaus. Pievos žolyno sudėtyje vyravo varpučiai (Elytrigia repens L.) - 24,1 proc. ir nendriniai eraičinai (Festuca arundinacea Schreb.) - 12 procentų.

Tulkiaragės tyrimo aikštelė įrengta pavaginėje Nemuno deltos dalyje, už pavaginio volo. Pievos reljefas - nuotaki lyguma. Dirvožemis sekliai glėjiškas pasotintas salpžemis, artimos neutraliai ir neutralios reakcijos (pH_KCl 6,6-7,0), suminio azoto nustatyta 0,18-0,30 proc. Humusingasis sluoksnis - 1 metras ir giliau. Drėkinimo režimas normalus, vegetacijos metu gruntinio vandens lygis - 60-100 cm. Potvynis būna trumpas, iki 10-20 parų, bet užliejama kasmet. Pievos žolyne vyravo raudonieji eraičinai (Festuca rubra L.) - 12,6 proc. ir pieviniai pelėžirniai (Lathyrus pratensis L.) - 9,4 procento.

Šyšos-1 tyrimo aikštelė įrengta salpos centrinėje dalyje aukšto lygmens pievoje. Dirvožemis giliau glėjiškas pasotintas salpžemis (priklauso užmirkusiems dirvožemiams), mažo rūgštumo - pH_KCl 5,5, vidutinio fosforingumo ir mažo kalingumo, atitinkamai: 111 ir 83 mg kg^-1, suminis azotas - 0,22 proc. Šie dirvožemiai turi įvairaus storio humusingąjį sluoksnį - vidurinėje slėnio dalyje jis siekia iki 60, o žemutinėje - iki 30 cm storio. Gruntinio vandens gylis vegetacijos metu kinta, priklausomai nuo siurblinės darbo, bet nenusileidžia giliau metro. Potvynio trukmė vidutinė - iki mėnesio. Pievos žolyne vyravo pieviniai pašiaušėliai (Alopecurus pratensis L.) - 11,9 proc. ir kraujažolės (Achillea spp.) - 8,5 procento.

Šyšos-2 aikštelė įrengta salpos centrinėje dalyje žemo lygmens pievoje. Pievos dirvožemis - žemapelkės durpžemis, rūgštokas - pH_KCl 5,9, mažo fosforingumo ir kalingumo, atitinkamai 59 ir 96 mg kg^-1, suminis azotas - 0,39 proc. Gruntinio vandens gylis augalų vegetacijos metu kinta taip pat, priklausomai nuo siurblinės darbo, bet nenusileidžia giliau pusės metro. Potvynis ilgas - iki 2 mėnesių. Pievos žolyne vyravo nendriniai dryžučiai (Phalaroides arundinacea L.) - 26,6 proc. ir baltosios smilgos (Agrostis stolonifera L.) - 12,8 procento.

Potvyniai bei skirtingas gruntinio vandens režimas pievų dirvožemiuose turi labai didelę įtaką jų būklei. Nevienodos drėgmės ir augalų mitybos sąlygos lėmė Nemuno deltos užliejamų ir Klaipėdos apskrities pievų, savaime virstančių natūraliomis, augalų rūšių sudėties ir sausųjų medžiagų derliaus skirtumus. Žolynuose vyrauja varpinės žolės ir įvairiažolės, o ankštinių augalų rūšių nustatyta labai mažai.

Ilgalaikiai tyrimai Nemuno žemupio pievose parodė, kad natūralus pievų derlingumas kinta nuo 2 iki 7 t ha^-1 sausųjų medžiagų derliaus, atitinkamai - pievų, įrengtų tarpinės pelkės durpynuose ir derlinguose priemolio ir molio dirvožemiuose. Didžiausiu (7,20-9,85 t ha^-1) sausųjų medžiagų derliumi išsiskyrė užliejamos Tulkiaragės ir Šyšos-2 pievos, kurios turtingesnės maisto medžiagų ir pakankamai drėgnos. Sausminių pievų derlius nustatytas 1,7 karto mažesnis negu užliejamų pievų.

Žolėms bręstant, ląstelienos daugėja

Lietuvos ir užsienio mokslininkų tyrimų duomenimis, žolynų biomasė gali būti naudojama kietam biokurui (presuota, briketai, granulės) bei biodujų gavybai. Skirtingai naudojant, skiriasi ir reikalavimai biomasės kokybei. Pavyzdžiui, norint išgauti didesnio šilumingumo kietąjį kurą, žolės biomasė turi sukaupti didesnį kiekį ląstelienos, tačiau iš tokios masės norint išgauti biodujas - jų išeiga mažėja būtent dėl didelio ląstelienos kiekio. Gaminant granules kurui, ligninas yra kaip jungiamoji medžiaga, todėl, gaminant granules iš žolinių augalų, papildomų jungiamųjų medžiagų naudoti nebereikia.

Tyrimais nustatyta, kad:

• žolėms bręstant, mažėja žalių baltymų, o ląstelienos kiekis didėja;
• varpinės žolės paprastai turi daugiau ląstelienos negu ankštinės, tačiau varpinių žolių ląstelienoje mažiau nesuvirškinamų elementų (pavyzdžiui, lignino), negu ankštinėse.

LAMMC Vėžaičių filialo duomenimis, tiriamos pievos pagal sukauptą fitomasėje lignino (ląstelienos sudedamoji dalis) kiekį, išsidėstė tokia tvarka: Grikštaičiai → Tulkiaragė → Jurjonai → Šyša-2, atitinkamai: 39,52; 37,56; 36,57 ir 26,86 proc. lignino. Ląstelienos kiekis priklausė nuo pievų rūšinės sudėties ir vystymosi tarpsnių pjūties metu.

Nuo to, kokiu būdu išgaunama bioenergija, priklauso ir žolynų šienavimo laikas, nes tik optimaliu laiku nuimtos biomasės kokybinė sudėtis yra tinkama energijos gavybai. Latvijos mokslininkai agroaplinkosauginiais bei bioįvairovės gausinimo sumetimais siūlo tokias pievas šienauti tik tada, kai žolės sėklos subręsta ir pasisėja, t. y. Baltijos valstybėse - po liepos 10 d. ir ne vėliau kaip iki rugsėjo pradžios, kad augalai spėtų pasiruošti šalnoms bei kitam augimo sezonui.

Dr. Aldona Kryževičienė ir kiti mokslininkai nurodo, kad daugiametės žolės didžiausią aukštį pasiekia iki masinio žydėjimo, t. y. birželio mėnesį. Vokietijos mokslininkai nustatė, kad šienaujant ekstensyviai naudojamus žolynus kas mėnesį birželio-rugsėjo laikotarpiu, N, S, Cl, K bei Ca kiekiai biomasėje nė vienu atveju neatitiko pageidaujamų šių cheminių elementų kiekių biomasėje. Todėl daroma išvada, kad šienavimo laiką reikėtų rinktis taip, kad jis neprieštarautų aplinkosauginiams reikalavimams.

Pievas šienauti - būtina

Pusiau natūralių pievų šienavimas yra būtinas, siekiant išsaugoti atvirų erdvių florą bei augavietei būdingą fauną. Nesiimant jokių priemonių, pievos užželia menkaverčiais krūmais, keičiasi kraštovaizdis. Krūmuose apsigyvena plėšrieji žvėrys ir paukščiai, kurie sunaikina smulkiuosius paukštelius, ypač tuos, kurie priskiriami nykstančioms (saugotinoms) rūšims. Šienaujant pievas vieną kartą (liepos pirmą dešimtadienį), išlaikomas kraštovaizdžio komponentų funkcionalumas, o užauginta biomasė panaudojama minimalizuojant aplinkos taršą - kietajam kurui.

Šilutės rajonas yra vienas iš nedaugelio iki šiol nedujofikuotų Lietuvos rajonų, kryptingai didinančių biokuro panaudojimą šilumos gamybai tiek visuomeniniame sektoriuje, tiek pramonėje. Siekiant padidinti biokuro kiekį energijos gamybai, Šilutės rajone reikia dar plačiau išnaudoti biomasę. Pradėjus Šilutės rajone gaminti biokurą (agrogranules) iš augalinės biomasės, būtų galima iš dalies patenkinti rajono įmonių, organizacijų ir gyventojų šilumos ir karšto vandens tiekimo poreikius. Tokiu atveju, būtų išspręstos Šilutės rajone esančių polderių sutvarkymo (šienavimo) problemos bei atsirastų naujos galimybės vietos žemdirbiams gauti papildomų pajamų už biokuro gamybai pateiktą žaliavą. Preliminariais skaičiavimais, biokurui galėtų būti panaudojama apie 75 tūkst. tonų šieno. Tam reikėtų iki 8 000 ha pievų.

R. Skuodienė, R. Repšienė, K. Katutis, R. Butkutė-Dawidowitsch

Mano ūkis, 2011/08