Žiedinė maisto sistema turėtų pakeisti įprastus maisto sistemos funkcionavimo būdus ir, pasitelkus inovacijas bei gerąsias praktikas, žemės ūkio ir maisto atliekos turėtų būti paverčiamos šalutiniais produktais ir grąžinamos į ekonomiką. Uždaro ciklo sistemos kūrimas sumažintų ribotų planetos išteklių vartojimą, keičiant juos pakartotinai naudojamomis atliekomis.

Europos Sąjunga pasirinko žiedinės ekonomikos vystymo kryptį ir siekia sukurti uždarą ciklą, kuriame būtų kuo ilgiau išlaikomi produktai, medžiagos ir išteklių vertė, esant minimaliam atliekų kiekiui ir panaudojant mažo anglies dioksido kiekio technologijas. Žiedinės maisto sistemos koncepcija siūlo teikti pirmenybę žemės ūkio ir maisto pramonės atliekų panaudojimui maisto sistemoje.

Žiedinėje ekonomikoje žemės ūkio ir maisto pramonės atliekų panaudojimo prioritetai dėliojami tarp maisto gamybos, energetikos sektoriaus, dirvožemio kokybės išsaugojimo ir gerinimo, šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) mažinimo ir kitų svarbių tikslų.

Žiedinės maisto sistemos koncepcijos taikymas

Remiantis Statistikos departamento duomenimis, pastaraisiais metais šiaudai sudarė daugiau kaip 90 proc. augalinės kilmės atliekų.

Lietuvoje šiaudų struktūroje vyrauja kviečių šiaudai. Per dešimtmetį jų dalis išaugo 10 proc. Labai nežymiai padidėjo avižų šiaudų dalis, o visų kitų kultūrų šiaudų – sumažėjo.

Šiaudų pasiskirstymas Lietuvoje nėra vienodas – skirtingose apskrityse išauginami jų kiekiai skiriasi. Svarbiausia šiuo atžvilgiu 2019 m. buvo Šiaulių apskritis, kur išauginta ketvirtadalis Lietuvos šiaudų. Kitos reikšmingos apskritys taip pat priklausė Vidurio Lietuvos regionui – Kauno, Panevėžio ir Marijampolės. Šiose trijose apskrityse 2019 m. išauginta pusė šalies šiaudų. Likęs ketvirtadalis išaugintas Vakarų ir Rytų regionuose.

Šiaudų kokybė

Žiedinės ekonomikos paradigma reikalauja iš esmės keisti požiūrį į augalininkystės atliekas. Siūloma atsiriboti nuo išskirtinio dėmesio sutelkimo į derlingiausias kultūrų veisles ir susikoncentruoti į aukščiausią bendrą viso augalo kiekybę ir kokybę. Tai reiškia, kad praėjusiame amžiuje aktualius tikslus papildė poreikis turėti aukštos kokybės reikalingą kiekį šiaudų, lapų ir stiebų, kurie turėtų pageidautinų savybių ir galėtų būti panaudoti žiedinėje ekonomikoje. Pavyzdžiui, jei naujų veislių atliekos taptų lengvai virškinamu pašaru, galėtų sumažėti pašarams auginamų kultūrų plotai, o visas augalas būtų įtraukiamas į žmogaus maisto grandinę (suvartojant tiesiogiai ar per gyvulininkystės produktus).

Žiedinė ekonomika meta iššūkį atsirasti optimalioms augalų veislių savybėms, kurios užtikrintų aukštą atliekos kokybę ir pakartotiną panaudojimą skirtingose ekonomikos srityse.

Panaudojimo sritys

Prioritetinis pasėlių liekanų panaudojimo būdas turėtų būti jų grąžinimas į žemę, siekiant palaikyti pageidautinas dirvožemio charakteristikas, nes žemė yra svarbus žemės ūkio sistemos funkcionavimo elementas. Pasėlių liekanų poveikis dirvožemiui yra daugialypis ir apima įvairių erozijos formų valdymo galimybes, žemės derlingumo gerinimą (didinant humusą ir maistines medžiagas) bei vandens išlaikymą.

Iki šiol nėra vienos nuomonės apie tai, kokia pasėlių liekanų dalis turėtų būti paliekama laukuose, siekiant užtikrinti dirvožemio problemų valdymą. Liekanų normos priklauso ne tik nuo auginamos kultūros, skiriasi ir mokslininkų siūlomos tvaraus panaudojimo kitiems žiedinės ekonomikos tikslams nustatytos normos. Pavyzdžiui, skirtingi tyrimai rodo, kad, auginant kviečius, miežius, rugius ir avižas, laukuose turėtų likti apie 40–85 proc. pasėlių liekanų, rapsų laukuose – apie 50–70 procentų.

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro tyrimai rodo, kad šiaudų poveikį ne visada galima vertinti vienareikšmiškai, nes jis priklauso nuo dirvožemio struktūros ir taikomų technologinių sprendimų. Lietuvos ūkių dirvožemio savybės ir taikomos žemės dirbimo praktikos skiriasi, o tai daro įtaką šiaudų įterpimo poveikiui, t. y. vandens sulaikymui, maistinių medžiagų kaupimui augalui prieinamame dirvožemio sluoksnyje bei ŠESD emisijai. Dėl šios priežasties labai svarbu išskirti šiaudų panaudojimo ir dirvožemio charakteristikų valdymo tikslus ir atsižvelgti į mokslininkų rekomendacijas.

Trąšų gamyba

Šiaudai ir kitos pasėlių liekanos po derliaus nuėmimo plačiai naudojamos organinių trąšų gamybai. Toks šiaudų panaudojimas leidžia grąžinti į dirvožemį būtinas maistines medžiagas ir užtikrinti žiedinės maisto sistemos funkcionavimą ateityje. Atliekoms apdoroti dažnai taikomas kompostavimas arba anaerobinis skaidymas biodujų jėgainėje.

Šiaudai yra tinkami kompostuoti, tačiau jų skaidymo procesui būtinas azotas. Dėl savo savybių šiaudai dažnai naudojami kaip struktūrinė medžiaga, didinanti kompostuojamos medžiagos oro pralaidumą, jie gali papildyti kompostą, kompensuojant sausųjų medžiagų trūkumą, arba gali būti taikomi, kompostuojant daugiau azoto turinčias maisto pramonės atliekas ar mėšlą. Šiaudus galima naudoti vermikompostavimo procesui palaikyti. Dėl ilgo natūralaus šiaudų skaidymo laiko kompostuojami šiaudai gali būti susmulkinami ir papildomi mikroorganizmais, padedančiais paspartinti šios medžiagos ardymą.

Šiaudai ir kitos pasėlių liekanos gali būti panaudotos gaminant trąšas anaerobinio skaidymo būdu. Šis procesas dažnai orientuojasi į šilumos arba elektros energijos gavimą, o trąšos gaunamos panaudojant biodujų jėgainių substratą. Kadangi šiaudai sunkiai irsta, dažnai taikomi fiziniai, biologiniai arba cheminiai papildomo apdorojimo metodai, kurie padeda gauti lengviau biologiškai skaidomą medžiagą ir padidinti biodujų gamybos veiksmingumą. Pasaulio rinkoje taip pat yra biodujų jėgainių, kurių technologiniai procesai pritaikyti veiksmingiausiam energijos ir biodujų gavimui būtent iš šiaudų.

Lietuvos biodujų jėgainėse šiaudų ir pasėlių liekanos yra apdorojamos kaip sudėtinė substrato dalis. Pavyzdžiui, šiaudai dažnai nurodomi kaip tinkama substratą papildanti žaliava gyvulių mėšlą apdorojančiose biodujų jėgainėse. Svarbu pabrėžti, kad anaerobinis skaidymas leidžia apdoroti ir jau panaudotus gyvulininkystės ūkyje šiaudus. Tie patys šiaudai gali būti panaudoti skirtingiems produktams gauti (pvz., kaip kraikas ir energijos gavimui) ir tik po to grąžinti į laukus kaip trąša.

Maisto auginimas

Dar viena galimybė grąžinti šiaudus į žmogaus mitybos grandinę – jų panaudojimas grybų auginimo substratams. Lietuvoje gerai žinomų auginamų pievagrybių ir austrių grybų (kreivabudžių) baltymų kiekis yra didesnis negu daržovių, be to, grybai yra svarbių žmogaus organizmui aminorūgščių šaltinis.

Pramoninei grybų gamybai nereikia didelių žemės plotų, nes jiems auginti naudojami specialūs grybų substratai, į kurių sudėtį dažnai įeina augalininkystės ir gyvulininkystės atliekos. Grybų substratų sudėtis priklauso nuo grybų rūšies. Pavyzdžiui, austrių grybams auginti užtenka tik pasterizuoto ar sterilizuoto šieno. Pievagrybiams naudojamas sudėtingesnis substratas, kurį sudaro šiaudai, mėšlas, durpės ir kitos organinės medžiagos. Panaudotas maisto gamybai substratas tampa atlieka, kurią vėl galima grąžinti į maisto grandinę kaip trąšą arba jos sudėtinę dalį. Grybų substratas yra lengvai transportuojamas, tačiau jo kiekiai nėra gana dideli, nes Lietuvai būdingi nedideli grybų gamybos kiekiai, o atstumas tarp ūkio ir grybų augintojų irgi yra svarbus tokios trąšos savikainos veiksnys.

Panaudotame pievagrybių substrate yra daugiau azoto ir fosforo negu galvijų mėšle, o maistinių medžiagų savikaina yra žemesnė negu mineralinių trąšų. Grybų substrato teigiamas poveikis dirvožemiui gali tęstis keletą metų, pagerėja dirvožemio savybės, nes šiaudai yra itin vertingi humusui formuotis.

Pastaruoju metu populiarumą įgyja judėjimas, siūlantis išbandyti daržovių auginimą šiaudų ryšuliuose. Toks augalų auginimas reikšmingai mažina žemės poreikį, piktžolių kiekį ir pesticidų naudojimą, ilgai išlaiko drėgmę, palaiko augalams svarbią šilumą. Šis šiaudų panaudojimo būdas tinka, kai daržininkystė yra pomėgis, nes šiaudų ryšuliai atrodo gana estetiškai, o pasibaigus auginimo sezonui jie gali būti kompostuojami ir ateityje tapti puikia trąša.

Tokiems ryšuliams dažniausiai naudojami javų šiaudai. Auginami agurkai, salotos, morkos, pomidorai, paprikos, pupos, melionai, moliūgai, bulvės ir kitos daržovės. Ši daržininkystė puikiai tinka vietovėms, kur žemė užteršta arba netinkama auginimui (pvz., miestuose). Lietuvoje šis judėjimas dar nėra populiarus, o tai tiesiogiai veikia tokios produkcijos pasiūlą ir medžiagos poreikį.

Pramoninėje daržininkystėje ir sodininkystėje naudojamų šiaudų paskirtis gali būti labai įvairi: žemės drėgmės kiekiui valdyti, tręšti, apsaugoti augalus nuo šalčio arba purvo, mulčiuoti ir pan. Panaudoti šiaudai vėliau gali būti grąžinti į dirvožemį.

Gyvulininkystė

Antrasis žiedinės maisto sistemos koncepcijos prioritetas suteikiamas šiaudų panaudojimui gyvulininkystėje, siekiant paversti nevalgomas atliekas maistu. Vienas iš svarbiausių būdų yra jų grąžinimas į žmogaus maisto grandinę per gyvulių pašarus. Gyvuliai suvirškina šiaudus, taip gaunami vertingi maisto produktai, o dalis maisto medžiagų grįžta į žemę (kai mėšlas naudojamas tręšimui).

Šiaudai turi didelį skaidulų kiekį, tačiau mažai baltymų ir stokoja mineralų, todėl naudojami kaip būtinų kalorijų ir skaidulų poreikį užtikrinantis pašarų papildas. Dėl sunkaus šiaudų virškinimo ši medžiaga dažniausiai įtraukiama tik į atrajotojų mitybą, nes jų didžiajame prieskrandyje gyvenantys mikroorganizmai sugeba gaminti fermentus, būtinus celiuliozei skaidyti.

Šiaudai taip pat pasižymi puikia absorbcija, todėl dažnai naudojami kaip kraikas. Toks kraikas absorbuoja ir pristabdo maistinių medžiagų nutekėjimą.

Atsinaujinanti energetika

Šiaudus galima naudoti atsinaujinančios energijos gamybai, siekiant sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro. Šiaudų poveikis aplinkai, palyginti su iškastinio kuro naudojimu, yra mažesnis, šiaudų biomasės ŠESD emisija iki jų surinkimo prilyginama nuliui. Šiaudai gali būti naudojami kietojo biokuro, energijos, transporto biodujų ir pažangių degalų gamybai. Tačiau žiedinės maisto sistemos koncepcija numato, kad ši sritis neturėtų konkuruoti su šiaudų panaudojimu maisto sistemoje.

Plėtojant atsinaujinančią energetiką, Lietuva pradėjo gaminti biodegalus. Bioetanolio dalies benzine augimas leidžia mažinti automobilių ŠESD emisiją ir daro poveikį dūmingumui. Nuo 2020 m. Lietuvoje įmaišomos dalies kartelė pakilo iki 10 proc. Tačiau bioetanoliui gaminti dažniausiai naudojami grūdai, auginami plotuose, kurie tinka maistui gaminti.

ES siūlo orientuotis į transporto biodujų ir pažangiųjų biodegalų gamybą, pagal galimybę naudojant žemės ūkio atliekas arba šalutinius produktus (pvz., biologines atliekas, gyvulių mėšlą ir nuotekų šlamą, šiaudus, burbuolių kotus, nuo kurių pašalinamos kukurūzų sėklos ir pan.). Kita vertus, tokia gamyba galima tik dideliu kviečių derliumi pasižyminčiose apskrityse. Pažymėtina, kad bioetanolio gamintojai konkuruos ne tik su šiaudų panaudojimu maisto sistemoje, bet ir su jau įsitvirtinusiais kitais verslais (pvz., kietojo biokuro, pašarų ir kraiko granulių gamybos).

Šienas ir šiaudai yra tinkama sudėtinė anaerobiškai skaidomo biologinio substrato dalis biodujų jėgainėse. Tokio panaudojimo produktai galėtų būti šiluma ir elektros energija arba biodujos (metanas) ir naudojamos kaip transporto degalai. Pavyzdžiui, „Verbio AG“ sukūrė antros kartos biodegalų gamybos technologiją iš šiaudų ir bioetanolio gamybos atliekų. Inovatyvi technologija leidžia gauti biometaną tik iš šiaudų. Biometanas apie 90 proc. sumažina anglies dioksido emisiją, o atidirbtas substratas gali būti panaudotas kaip trąša.

Kiti šiaudų panaudojimo būdai

Prieš keletą amžių augalinis pluoštas buvo pagrindinė popieriaus gamybos medžiaga. XIX a. jį pakeitė pramoninė popieriaus gamyba iš medienos pluošto, o tai leido reikšmingai atpiginti popieriaus savikainą. Popieriaus prieinamumas didino jo paklausą ir iškirstų miškų plotus, naikinant natūralius ŠESD absorbentus ir vertingas ekosistemas.

Augant susirūpinimui dėl klimato kaitos, vėl grįžtama prie idėjos naudoti perteklinius pasėlių likučius popieriaus gamybai. Išskirtinis dėmesys skiriamas labiausiai paplitusių maistui naudojamų pasėlių atliekų (kviečių, sorgų, ryžių, nendrių ir pan.) perdirbimui ir jam skirtų technologijų kūrimui bei tobulinimui. Šių medžiagų augimo ciklas, palyginti su medžiais, trumpesnis.

Popieriaus gamyba iš šiaudų yra perspektyvi, nes leidžia gauti kokybišką įvairių tipų popierių ir kartoną. Kiti šiaudų panaudojimo būdai, nesusiję su žiedinės maisto sistemos funkcionavimu, yra labai skirtingi. Remiantis žiedinės maisto sistemos koncepcija, šie verslai gali būti plėtojami, jeigu šalyje lieka perteklinių šiaudų, kai užpildomos prioritetinės šiaudų panaudojimo nišos. Pavyzdžiui, pastaruoju metu ES grįžo susidomėjimas šiaudų panaudojimu statybos tikslams, tačiau tenka pripažinti, kad šis reiškinys nėra paplitęs Lietuvoje. Vis dėlto šiaudinių namų statymas laikomas aplinką tausojančia alternatyva, kuri padeda sumažinti ŠESD išlakų kiekį, susijusį su pastatais, t. y. medžiagų išgavimo, statybų, namo apšildymo ir griovimo. Tokie namai nepalieka pavojingų atliekų.

Lietuvoje šiaudus dažnai naudoja, pavyzdžiui, avilių, žaislų, skrybėlių, namų apyvokos daiktų pynimui. Šiaudai gali būti naudojami meno dirbiniams arba baldams gaminti.

***

Šiaudai turi labai didelį panaudojimo potencialą, tačiau svarbu nepamiršti, kokį svarbų vaidmenį šiaudai ir pasėlių liekanos atlieka užtikrinant maisto sistemos funkcionavimą ilgalaikėje perspektyvoje. Aptartieji šiaudų panaudojimo būdai rodo, kad galimas daugkartinis šiaudų panaudojimas, sukuriant uždarus ciklus, kuriuose pakartotinas šios medžiagos panaudojimas galėtų sukurti daug skirtingų produktų ir leistų tausoti kitus svarbius išteklius.