Terra Preta jeb zemes auglības uzlabošana ar kokogli
Autors egleskoks @ 3 februāris, 2009
Pirms kādiem trim gadiem internetā uzdūros kādai senai zemes auglības uzlabošanas metodei, ko piekopuši pirmskolumba indiāņi Amazones baseinā, un ar kuru apstrādāto zemi mūsdienās vietējie devē par Terra Preta : zemē vienkārši iestrādā no organikas iegūtas ogles (angliski specifisks termins biochar). Pirms trim gadiem šī informācija bija nedaudz jāpameklē, taču tagad ar to ir pilns internets, zinātnieki intensīvi pēta jautājumu, un daudzi Austrālijas, ASV un R-eiropas zemnieki izmēģina pielietojumu praksē.
Tātad, sākumā ir celulozi saturošs organisks materiāls, kā zari, lapas, salmi, skaidas, mizas, utt. Šo masu karsē apmēram 350 C grādu temperatūrā, ar ko pietiek celulozes pārogļošanai. Praksē tas nozīmē gruzdošu ugunskuru. Tad iegūtās ogles sasmalcina, sajauc ar kādu slāpekli saturošu mēslojumu, lai “iesūcas”, piemēram, patur tvertnē ar izšķīdinātiem kūtsmēsliem vai citu pūstošu/rūgstošu organiku; tad iestrādā augsnē. Var arī uzreiz sajaukt ar augsni, taču tad efekta kādu laiku nebūs, jo ogles aktīvi piesaista dažādus augsnē esošus jonus. Piejaucamais daudzums augsnei ir aptuvens, pētījumos apstiprināts ražas pieaugums par 20 līdz 220%, ja ogļu daudzums attiecīgi 400 līdz 8000 kg/ha (pieminēts šeit). Kādā pētījumā ar pupiņām noskaidrots, ka efekts vēl izpaužas, ja ogles daudzums ir 60 g/kg augsnes, taču samazinās pie 90 g/kg.
Esot svarīgi, lai ogļu veidošanās nenotiek pārāk augstā temperatūrā, jo zemās pārogļošanas temperatūrās ogļu daļiņās saglabājas aromātiskie savienojumi, kuri nez kāpēc ļoti veicina mikroorganismu savairošanos.
Kāpēc tieši ogļu pievienošana augsnei manāmi ceļ tās auglību, vēl nav īsti noskaidrots. Zināms tikai tas, ka šādās augsnēs ir daudz vairāk mikroorganismu, tie ir daudzveidīgāki, daudz labāk attīstās sēnes, tai skaitā mikorizas. Praktiski nenotiek barības vielu izskalošanās no augsnēm, pat mitrajās un biežiem lietiem slacītajās tropu augsnēs, jo sīkporainā kokogle saista šķīstošus savienojumus līdzīgi kā aktīvā ogle gāzmaskā – daudzus gaistošus savienojumus.
Mālainās, nokrišņu caurskalotās tropu augsnes Amazones baseinā kultivējot ātri kļūst neauglīgas, jo siltums un mitrums veicina organisko vielu ātru noārdīšanos līdz šķīstošiem savienojumiem, kurus izskalo bagātīgie lieti. Taču no Terra Preta augsnēm var gadiem ilgi novākt labu ražu bez augsnes mēslošanas un augsnes noplicināšanās.
Šāda augsnes uzlabošanas metode ir interesanta arī klimata pārmaiņu kontekstā: tā ir iespēja uzlabot augsnes, vienlaikus uz ilgu laiku samazinot CO2 saturu atmosfērā, jo kokogle augsnē nenoārdās gadsimtiem ilgi. Tiesa, pats es cilvēkam kā klimata izmaiņu izraisītājam neticu, daudzi fakti to neapstiprina 
Arī Latvijā varētu būt interesanta augsņu ielabošana ar kokogli, sevišķi jau siltumnīcās, kur nelielām platībām ir jādod liela raža.
Interesenti var palasīties angliski:
http://en.wikipedia.org/wiki/Terra_preta
http://www.biochar-international.org/
http://www.biochar.org – arī filmiņas
http://e-terrapreta.blogspot.com/
http://www.shimbir.demon.co.uk/biocharrefs.htm
http://terrapreta.bioenergylists.org/
http://www.css.cornell.edu/faculty/lehmann/publications/index.html – kāda zinātnieka publikāciju saraksts
22 aprīlis, 2009 13:01
vēl var paskatīties Victor Schauberger – viņš ir izpētijis viltīgas metodes kompostēšanai – ideja līdzīga – vajadzīgs nevis reāls trūdvielu mēslojums, bet gan tikai viltība, ar kuru piesaistīt, savairot augsnē sīkbūtnes, mikroorganismus.
24 aprīlis, 2009 09:17
Būs jāpalasās. No tā, ko no Šaubergera esmu lasījis, var redzēt, ka bijis ar baisām novērošanas spējām.
15 novembris, 2009 10:57
Uzgāju vēl vienu metodi zemes auglības būtiskai uzlabošanai- žurnālā Vides vēstis.
Kapāti zariņi augsnes auglībai
Jānis Blahins,
pēc ārzemju preses materiāliem
________________________________________
Cilvēce ir šķiedusi visai daudz spēku, lai izgudrotu mūžīgo dzinēju, bet izrādās, ka dabā tas eksistē jau no pašiem pirmsākumiem un mēs visi to izmantojam. Neapzinoties šī dzinēja zobratiņu saskaņu un mijsakarības, esam daudzviet to sabojājuši, tomēr remonts pagaidām ir iespējams. Šis mūžīgais dzinējs ir augsne, kurā mīt milzum daudz mikroorganismu, kas rūpējas par auglības nezūdamības likumu.
________________________________________
Pēdējo gadu visrevolucionārākā atskārsme bioloģijā apgalvo, ka otrais termodinamikas likums, saukts par enerģijas nezūdamības likumu, darbojas arī augsnes jomā. To var pastiprināt, piesātinot augsni ar dzīvību jeb mikroorganismiem, kas rada aizvien jaunas barības vielas. Šo procesu sauc par bootstrapping, kas ir vārdu spēle starp jēdzieniem ‘izcelt pašam sevi no slīkšņas aiz zābakšņorēm’ un ‘labuma satveršana lamatiņās’. Un procesa atslēgas vārds ir RCW tehnoloģija, ko bieži pazīst arī kā Sylvasol/Sylvagraire.
RCW ir saīsinājums no ramial chipped wood – šķeldoti sīkie zari. Sīkajos koku zariņos koncentrējas vairāk nekā 75% barības vielu, un, ja tie lapkritī nocirsti, sašķeldoti un iestrādāti augnē kopā ar mikroorganismiem, kas rūpējas par zariņu sadalīšanos, tad šāds augsnes mēslojums dod ilglaicīgu auglību un palielina ražu pat par 1000%. Kapātie zariņi ir universāls bioloģiskais mēslojums, kas uzskatāms par visizcilāko biotehnoloģijas ieguldījumu cilvēces attīstībā šajā gadu simtenī.
Augošs koks lapās sintezē glikozi, kas pārtop spirtos, tie sīkzaros rada lignīnu, un tas stumbrā lēnām polimerizējas. Šādi visa saules enerģija tiek uzkrāta koku zaros. Koka zari, kas tievāki par 7 cm diametrā, satur ap 75% N, P, K, Ca, Mg un citu minerālvielu daudzuma, turpretī stumbrs – tikai 20%! To, ka sīkzari ievērojami uzlabo auglību, septiņdesmito gado vidū pamanīja Kvebekas zemkopības un mežkopības ministrijas darba grupa, kad pētīja iespēju izmantot aromātisko eļļu fabriku izžmaugu kalnus no balteglēm Abies balsamea un tūjām Thuja occidentalis. Zarus sašķeldoja, tiem piejauca cūku vircu, un rezultāti bija daudzsološi, taču nestabili. Reizēm ražības kāpums bija 300%, reizēm – gluži otrādi. Pētījumi tika turpināti.
1989.gadā somu un franču zinātnieki atklāja mehānismu, kā ar fermentu palīdzību depolimerizēt koksnes lignīnu, tā noārdot fulvoskābi un humīnskābi, kas lignoperoksidāzes klātbūtnē fiksējas pie baltās puves Basidomycetes micēlija, – konkrēti Chrysosporium phanerochaete, tā pasargājot humātus un humīnus no rekombinēšanās ar fulvoskābes molekulu, jo tad veidojas stabili polifenolu grupas ķīmiskie kompleksi ar antibiotiskām īpašībām. Tādā gadījumā augsne kļūtu nevis auglīga, bet sterila un tukša. Micēlija piesaistītā makromolekula dod augsnei raksturīgo sulīgi brūno krāsu, kas vienmēr saistīta ar RCW izmantošanu. Ja vēlaties uzzināt, vai ar kapātiem zariņiem mēslotā augsne kļuvusi ilgtspējīgi auglīga, tad ziniet – tai jākļūst sulīgi brūnai un nevis melnai.
Augsnes auglības spēja ietver sevī vismaz divus aspektus – enerģijas saturu, kas nepieciešams biosistēmas funkcionēšanai, un tās ķīmiskos komponentus ar to bioķīmiskajiem mediatoriem – proteīniem, aminoskābēm, cukuriem, celulozi u.c. Izsenis cilvēks radījis tradicionālo agroideoloģiju, kas neglābjami noved pie augsnes mineralizācijas, kas augsnes komponentiem atņem enerģiju. Arī kompostēšana ar bakteriālu fermentāciju un termofilajām sēņotnēm enerģiju no augsnes atdala, turklāt termiskā enerģija iet zudībā (ap 60% visas barības vērtības!), bet organisko vielu pienesumā komposts dod tikai degradētu lignīnu ar polifenolu līdzproduktiem. Tā ir enzimātiska degšana, kam daudz analoģiju ar degšanu ugunī.
Augsnes rašanās vēsture
Jeb pedoģenēze ir notikusi, pateicoties mežu attīstībai un sīkzaru uzkrājumiem, ko miljoniem gadu garumā noārdījušas Basidomycetes. Lignīna cilme un tā metoksilgrupu izvietojumam un skaitam ir svarīga nozīme augsnes struktūras un auglīguma nodrošināšanā.
Pedoģenēzē izšķir trīs mežu tipus – skuju koku mežā dominē asimetrisks guacil–lignīns ar vienu metoksilgrupu OCH3. Tas ģenerē podzolētās augsnes, kas ir drīzāk ātri nekā lēni iztukšojamas stabilitātes ziņā. Tā kā Basidomycetes nespēj sagremot guacil–lignīnu, augsne tiek saindēta ar polifenoliem – alifātiskajām skābēm, terpēniem, sveķvielām, tā kļūst skāba – šādā veidā skujukoki cīnās par vietu zem saules, jo tikai reti augi panes šādu augsni.
Otrs tips ir viendīgļlapju meži (bambusi un palmas), kas satur jaukta novietojuma lignīnu, kas var būt vispār bez metoksilgrupas. Augsne ir melna un auglīga, bet ļoti nestabila, viegli noplicināma mazūdens apstākļos. Šādi meži reiz auga Sahāras tuksneša vietā.
Trešais tips ir lapu koku meži, kam raksturīgs simetrisks siringuil–lignīns ar divām metoksilgrupām. Tas dod ļoti stabilas brūnās augsnes, kas veicina bioloģisko daudzveidību gan virs, gan zem zemes. Tā lapu koku meži ar lielo sugu bagātību konkurences cīņā izstumj skuju kokus.
Ir arī ceturtais veids – prērija jeb stiebrzāļu audzes. Tur lignīnu dod zālaugu stublāji, taču tie dod tikai 10–15%, reti 40% gada biomasas pieauguma, tāpēc augsne ir nestabila, ātri sabrūk, kā notika PSRS laiku neskartajās zemēs Ceļinā un ASV.
Lapkritī zariņi ir visvērtīgākie
Meža augsnē ir divi lignīna avoti – kritalas un smalkās sakņu spurgaliņas. Tās ir bagātas ar nepolimerizētu lignīnu un mikrofaunai viegli sagremojamas. Kritalu un spurgaliņu masas pieaugums sasniedz pat 2–3 t/ha gadā. Tātad RCW sniedz augsnei ko tādu, ko citi mēslojumi nekādi nespēj – endogēno enerģiju. Turklāt šīm augsnes piciņām ir izcila loma auglīgumā. Tās veido augsnes struktūru, tās iekšējo atmosfēru, ir potenciāla barība mikroorganismiem.
Lapkritī lapas producē tanīnus, tie kalpo lapu pasargāšanai no degradācijas un barības vielu zuduma. Tikai ļoti ierobežots skaits mikro- vai mezofaunas pārstāvju (Acaridae, Collembola) ir bruņoti ar tādu enzīmu sistēmu, kas ļauj noārdīt tanīnus, tā atbrīvojot saistītos proteīnus. Bieži tās ir sliekas, kas savā barības vadā šim mērķim izlieto augsnes piciņu baktēriju kolonijas, tādējādi atbrīvojot augsni no polifenoliem (arī no tanīniem), kas citādi samazinātu augsnes auglību. Tātad arī zemes tārpi pasargā mūs no auglības zuduma, augsnei piesātinoties ar polifenoliem.
Revolūcija tīrumā
Pirmajai apstrādei ar zariņiem jāizvēlas materiāls bez zaļajām lapām (tāpēc rudenī), jo zaļā masa satur baktērijām viegli pieejamas vielas, un tās nomāks zariņu pārstrādātāju – balto puvi Basidomycetes.
Lapu koku zarus, kas tievāki par 7 cm diametrā, lapkritī sašķeldo 57o leņķī 10 cm garos gabaliņos. Nelielos daudzumos tos var sakapāt ar mačeti vai cirvi.
Zariņus nekavējoties izved uz lauka, izkliedējot 2–5 cm biezā kārtā, tas ir 150–200 m3/ha.
Uzglabāšana kaudzē nav pieļaujama ilgāk par diennakti, jo zari var sākt pelēt. Kapāto zariņu optimālais mitrums iestrādāšanas brīdī ir 60–100%.
Mēslojuma sastāvā pieļaujams iekļaut ne vairāk kā 20% skujukoku zariņu.
Tagad jāveic vissvarīgākais – augsnes apgādāšana ar īsto sēņotni: lapu koku mežā vispirms nogrābj vēl nesadalījušos lapu slāni, un tad norok brūnās meža zemes kārtiņu 5 cm biezumā.
Meža zemi, kas satur Basidomycetes, nekavējoties izsēj uz zariņu kārtas 10–20 g/m2.
Ar micēliju bagātināto zaru slāni iedisko ne dziļāk par 5 cm, jo citādi procesam pietrūks gaisa.
Šādi apstrādātu lauku trīs gadus nedrīkst art, jo tad augsnes virskārta nokļūs dziļāk par 5 cm, taču sēt zālaugus tas netraucē.
Pirmajā pavasarī ieteicami tauriņzieži – āboliņš, lucerna.
Otrajā gadā var sēt graudzāles, zālājus.
Trešajā sezonā var stādīt kartupeļus un citus rušināmaugus.
Vēlāk ik pēc pāris gadiem vēlams Basidomycetes pabarot, lai neiznīkst, lapkritī augsnē iestrādājot 10–20–50 m3/ha zariņu.
Bet vai ir vērts? Tas izpētīts visai sīki. Kanādas un Dānijas apstākļos ražas ceļas par 300%, Senegālā, Dominikā un Kotdivuārā 500–1000%, bet mums tuvākais reģions, kur 1997.–1999.gadā veikti pētījumi, ir bagātās un jau tāpat ražīgās maizes klēts Ukrainas augsnes. Rezultāti? Rudzu raža pieauga par 50%, tikpat arī organiskās vielas augsnē, sausnes un proteīna saturs graudos, to svars un izmēri, garša un aromāts. Turklāt normalizējas augsnes pH, reducējas ūdens patēriņš, jo humuss uzsūc 20 savus svarus ūdens, būtiski uzlabojas augu sausumizturība un salcietība, veselīgā zelmenī samazinās kaitēkļu un to sugu skaits, sakņu nematode izzūd pavisam, samazinās nezāļu daudzums un sugu skaits.
Neticami? Taču pētījums veikts ar iespaidīgu statistisko materiālu desmitiem koksnes sugu simtos kontrollauciņu autoritatīvā pētniecības centrā.•
Redakcijas piezīme Ar publicēšanai sagatavoto rakstu devāmies pie mikrobioloģes Anitas Lielpēteres, kas vairāk nekā 30 gadus nodarbojas ar mikrobioloģisko preparātu izpēti un pirms septiņiem gadiem nodibinājusi firmu «Bioefekts», kas nodarbojas ar bioloģisko augu aizsardzības un augsnes mēslošanas līdzekļu gatavošanu. Lielpēteres kundze atzina, ka teorētiski šāda ideja varētu sekmīgi īstenoties. Viņai ir pieredze veiksmīgi un ātri, izmantojot biokompostētāju, sadalīt zāģu skaidas.
Anita Lielpētere interesentiem iesaka ierīkot izmēģinājumu lauciņus. Vienā no tiem izmantojiet Jāņa Blahina ieteikto metodi, otrā – zariņus apkaisiet nevis ar lapukoku meža augsni, bet gan ar biokompostētāju, ko ražo «Bioefekts». Vēl varat izmēģināt, vai tiešām augsnes auglība būs mazāka, ja augsni mēslosiet ar vienkārši iegūstamām zāģu skaidām, kas apstrādātas ar biokompostētāju. •
15 novembris, 2009 12:16
Ļoti iespējams, taču 150-200 kubi šķeldas uz ha ir samērā liels daudzums un liels čakars. Ņemoties ar kokogli, no tā paša daudzuma var iegūt kādus 30 kubus kokogļu, kas ir apmēram septiņas tonnas ogļu, un efekts saglabājas ļoti ilgi, jo ogle augsnē noārdās ļoti lēni.