Kūdras izmantošana bioloģiskajā lauksaimniecībā

Kūdra ir viena no Latvijas lielākajām dabas bagātībām. Purvu kopplatība sasniedz 6401 km2 jeb 9,9% valsts teritorijas. Kūdras resursi nav precīzi noteikti, bet tie varētu būt aptuveni 11,3 miljardi m3 jeb 1,7 miljardi tonnu. Liela daļa šo resursu gan nav izmantojama – tos klāj vērtīgas mežaudzes, tie atrodas zem lauksaimniecībā izmantojamām zemēm un arī aizsargājamās teritorijās. Lielākā daļa kūdras krājumu koncentrēti Latvijas austrumu un centrālajos rajonos. No kopējās purvu platības 49,3% ir zemie purvi, 41,7% – augstie, 9% – pārejas purvi. No visām purvu platībām 69,7% atrodas neskartā stāvoklī, 15% ir nosusinātas un tiek izmantotas lauksaimniecībā, 8,4% aizņem nosusinātas mežaudzes, 3,9% izmanto kūdras ieguvei. Aptuveni septītā daļa neskarto purvu platību (75 tūkst. ha) ir aizsargājamas un noteiktas kā rezervāti un liegumi.

Kūdra ir izveidojusies purva augu dabiskās atmiršanas un nepilnīgās sadalīšanās procesā, pārbagātā mitruma un nepilnīgā skābekļa apgādes apstākļos. Augsto purvu kūdru veido tajā augošie augi, galvenokārt dažādas sūnas. Aptuveni 95% sūnu kūdras tilpuma ir poras. Sīkās poras piepilda ūdens, bet rupjās – gaiss, tāpēc kūdra augu saknēm nodrošina ideālu ūdens un gaisa režīmu. Kūdras iegulu vecums ir 6–12 tūkstoši gadu, un izrādās, ka 1 mm tagadējā kūdras slāņa aizlaikos izveidojies gada laikā. Kūdra veidojas anaerobos apstākļos un ir sterila. Tā ir skāba, ar nelielu barības elementu saturu, tādēļ, pievienojot kūdrai kaļķojamo materiālu un kompostējot ar organiskajiem mēsliem, tā ir augstvērtīgs materiāls humusa veidošanai augsnē.

Humuss – augsnes auglības pamats

Sevišķa nozīme augsnes auglības saglabāšanā un uzlabošanā ir humusam. Tas veidojas, sadaloties organiskajām vielām. Humuss veicina augsnes struktūras izveidošanos, palielina ūdens caurlaidību māla augsnēs, uzlabo aerāciju un atvieglo augsnes apstrādi, kā arī samazina augsnes blīvumu un rada labvēlīgus apstākļus sakņu augšanai. Organiskā viela palielina augsnes buferspēju, sevišķi smilts augsnēs, padara tās izturīgākas pret pH izmaiņām. Vienlaikus arī palielina mikrobioloģisko aktivitāti augsnē un veicina nitrifikācijas procesu.

Kūdras īpašības

Kūdru iedala tipos, apakštipos, grupās un veidos atkarībā no kūdras izcelsmes apstākļiem un augiem, no kuriem tā veidojusies. Kūdra ir organisks iezis, kas veidojies no purva augiem.

Augsto purvu kūdra. Tā ir cēlusies no augiem, kas pielāgojušies augšanai ar barības vielām nabadzīgā vidē un iztiek no barības, ko saņem ar atmosfēras nokrišņiem. Galvenais augs ir dažādas sūnas. Kūdra, kas radusies no sūnas, satur maz minerālvielu, tai ir paaugstināts skābums – pH/KCl 2,6–3,2.

Zemo purvu kūdra. Šī tipa kūdras atradnes sastopamas reljefa zemākajās vietās, tāpēc tur ieplūst minerālvielām un kaļķiem bagāti gruntsūdeņi, lietus, upju un ezeru ūdeņi. Šeit labi aug zālaugi, krūmi, koki un veidojas minerālvielām bagāti kūdras slāņi – pH/KCl 4,5–6,5.

Vēl ir arī pārejas purvu kūdra. Tā ir veidojusies no koku, krūmu, grīšļu un sfagnu atliekām. Pārejas kūdrai ir vidējs minerālvielu saturs, tā ir vidēji skāba – pH/KCl 3,4–4,2.

Bioloģiskajai lauksaimniecībai svarīgākā kūdras sastāvdaļa ir organiskās vielas. Kūdra ir bioķīmiski stabila, jo satur grūti šķīstošās humīnskābes. Humīnskābes ir augsnes struktūras veidotājas un augšanas stimulatori, kas veido kalcija humātu un kalcija helātkompleksus. Kūdras minerālajai daļai bioloģiskā lauksaimniecībā ir maza nozīme, jo tajā ir maz augu barības elementu. Kūdrai piemīt antiseptiskas īpašības, tās nosaka kūdras skābā reakcija.

Mazsadalījusies kūdra ir H1 – H3, bet stipri sadalījusies kūdra attiecīgi H4 – H6 (pēc Posta skalas). Kā augu audzēšanas substrātu var izmantot tikai mazsadalījušos kūdru. Stipri sadalījušos kūdru var lietot augsnes īpašību uzlabošanai kā organiskās vielas avotu. Šādai kūdrai ir ļoti zema gaisa kapacitāte – tikai 6–14% pēc tilpuma. Palielinoties minerālvielu saturam, samazinās organisko vielu un slāpekļa saturs, kā arī mitruma ietilpība. Tādējādi pazeminās arī kūdras pozitīvā ietekme uz augsnes īpašībām.

2.tabulā uzrādītais slāpekļa saturs četros kūdras paraugos 19–45 mg/l ir amonija formā, tādēļ augiem viegli izmantojams. Galvenās slāpekļa rezerves ir organiskajā vielā, kas veido 94–99% no kūdras svara. Slāpeklis no kūdras organiskās vielas atbrīvojas lēni un pakāpeniski. Arī pārējo augu barības elementu saturs augsto purvu kūdrā ir ļoti zems. Kūdras aktīvā reakcija šajos paraugos ir izteikti skāba, jo pH/KCl ir tikai 2,65–2,99. Šādā stipri skābā vidē arī mikrobioloģiskā aktivitāte ir niecīga un kūdras tālākā mineralizācija notiek lēni. Tādēļ sūnu kūdrai pirms tās izmantošanas ir jāpievieno kaļķojamie materiāli un ar minerālvielām bagāti organiskie mēsli.

Sūnu kūdras skābuma samazināšana

Nepieciešamais kaļķojamā materiāla daudzums ir atkarīgs no kūdras pH, sadalīšanās pakāpes, kaļķojamā materiāla daļiņu izmēriem, tā ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām. Tomēr vislielākā ietekme ir kaļķojamā materiāla sasmalcināšanas pakāpei un kūdras tilpumsvaram, ko izsaka g/l. Mazsadalījušās kūdras tilpumsvars ir 50–100 g/l, bet stipri sadalījušās – 120–200 g/l (skat. 1.tabulu). Liela nozīme ir arī kūdras mitrumam pie frēzēšanas. Jo karstāks laiks un sausāka kūdra, jo vairāk tā tiek saputekļota. Tādēļ vairāk kaļķojamā materiāla vajag kūdrai, kas iegūta sausā un karstā laikā no dziļākiem purva slāņiem un separētai caur smalku sietu. Šādai kūdrai būs vislielākais tilpumsvars.

Ļoti liela ietekme uz kaļķojamā materiāla patēriņu kūdras skābuma neitralizēšanā ir to šķīdībai ūdenī. Savukārt kaļķojamā materiāla šķīdība ir atkarīga no samalšanas smalkuma un tā ķīmiskajām īpašībām. Kaļķakmens milti ar daļiņu izmēriem zem 0,1 mm, samaisot ar kūdru, ievērojami paaugstina tās pH jau pirmajās divās dienās pat pie kūdras mitruma tikai 45%. Palielinot kūdras mitrumu no 45% līdz 75%, kaļķojamā materiāla iedarbība pieaug ļoti strauji. Lai ātrāk un pilnīgāk notiktu neitralizācija, sausāka kūdra tūlīt pēc kaļķošanas ir labi jāsalej. Lai neitralizētu tās skābumu, kūdrai ar relatīvo mitrumu 60% pie temperatūras +18oC vajag vismaz 24 stundas. Tomēr nedēļas laikā pēc nokaļķošanas pH paaugstinās aptuveni vēl par 0,5–0,6 vienībām, atsevišķos gadījumos – pat par 1,0 vienību. Ļoti liela nozīme ir vienmērīgai kūdras sajaukšanai ar kaļķojamo materiālu, jo kalcija karbonāts zemās šķīdības dēļ paliek kūdrā mazkustīgs kā vertikālā, tā horizontālā virzienā.

Kūdras skābums jāsamazina ar divu kaļķojamo materiālu vienlaicīgu lietošanu: kaļķakmens milti no a/s «Brocēni» un dolomīta milti no SIA «Saulkalne S». Dolomīta milti jālieto ne tikai augu nodrošināšanai ar magniju. Tiem ir arī cita svarīga nozīme. Magnija karbonāts, salīdzinot ar kalcija karbonātu, labāk un ātrāk šķīst ūdenī. Tādēļ kūdras skābumu vispirms samazina dolomīta miltos ietilpstošais magnija karbonāts. Tā šķīdība vairāk nekā 100 reižu pārsniedz kalcija karbonāta sākotnējo izšķīšanu ūdenī, attiecīgi 1,52 un 0,014 g/l pie temperatūras +20oC. Kalcija karbonāts šķīst lēni un pakāpeniski un tikai pēc zināma laika sāk ievērojami samazināt kūdras skābumu. Tas notiek pēc ogļskābās gāzes izšķīšanas ūdenī un bikarbonātu jonu (HCO3-) izveidošanās. Kalcija bikarbonāts Ca(HCO3)2 šķīst ūdenī 11 000 reižu vairāk par kalcija karbonātu – CaCO3.

Pie kūdras skābuma samazināšanas par pamatu jāņem optimāla kalcija un magnija attiecība Ca:Mg=6,5:1,0 vai plašākās robežās – 5–8:1. To var panākt, kombinēti lietojot kaļķakmens un dolomīta miltus vidēji svara attiecībās kā 2:1.

SIA «Saulkalne S» dolomīta milti satur 28% (27–29%) CaO jeb 20% Ca un 19% (18–20%) MgO jeb 11,4% Mg. Vidējais bāziskums tiem ir 97%. Pārsvarā tam ir smalkās frakcijas. Vidēji daļiņu daudzums zem 0,25 mm sastāda 87,4%, bet rupjo daļiņu virs 0,5 mm tikai 2,2%. Turklāt 10,4% daļiņu analizējamai partijai bija no 0,25 līdz 0,50 mm. Tātad pēc samalšanas pakāpes SIA «Saulkalne S» dolomīta milti ir piemēroti kūdras skābuma neitralizēšanai.

Arī a/s «Brocēni» kaļķakmens miltos atradām pārsvarā sīkas daļiņas. Analizētajā partijā sīko daļiņu saturs (<0,25 mm) vidēji bija 90,7%, t.sk. vissīkākās daļiņas (<0,1 mm) bija 72,3%. Pēc sasmalcināšanas pakāpes arī «Brocēnu» kaļķakmens milti atbilst vajadzīgajām prasībām. Vidējais kalcija (Ca) saturs tajos ir 34,5%, bet magnija (Mg) tikai 1,1%.

Vēl uzmanība jāpievērš mikroelementu saturam kaļķojamos materiālos. Piemēram, SIA «Saulkalne S» dolomīta milti satur vidēji: Fe – 0,3%; Mn – 0,027%; Zn – 0,0011% un Cu – 0,0005%, bet a/s «Brocēni» kaļķakmens milti attiecīgi: Fe – 0,4%; Mn – 0,016%; Zn – 0,006% un Cu – 0,001%. Abi kaļķojamie materiāli praktiski nesatur boru un molibdēnu. Kaļķojamos materiālos minētie mikroelementi ir mazāk šķīstoši un lēnāk izmantojamu karbonātu savienojumu veidā.

Neitralizētu augsto purvu sūnu kūdru, sajauktu ar abiem kaļķojamiem materiāliem un bez minerālmēsliem, var iegādāties a/s «Seda», a/s «Olaines kūdra» un SIA «Laflora». Kaļķot kūdru var arī uz vietas saimniecībā, bet bez attiecīgām iekārtām to ir grūti izdarīt kvalitatīvi. Vienkāršā veidā kūdru var vienmērīgi izkaisīt uz lauka, pēc tam sajaukt ar vajadzīgo kaļķojamo materiālu daudzumu un iestrādāt augsnē ar kultivēšanu.

Kūdras lietošanas rezultāti augsnes ielabošanā

Ļoti nozīmīgs ir poru tilpums augsnē un pārmaiņas pēc kūdras pievienošanas. Poras pēc tā lieluma ir dažādas. Ir tā sauktās gaisu un ūdeni saturošās poras. Vislabāk augiem ir, ja šīs poras sadalās līdzīgi pēc tilpuma. Šādos apstākļos augs saņem vienlīdz labi gan ūdeni, gan arī skābekli. Piejaucot kūdru kā smilts, tā māla augsnei, krietni pieaug ūdeni un gaisu saturošo poru skaits. Krasi uzlabojas augu apgāde ar skābekli un ūdeni. Ūdens apgādes uzlabošanās veicina arī barības elementu apgādi un rosina augu ātrāku augšanu.

Labu augsnes īpašību nodrošināšanai uz 1 m2 vajag 30 l neitralizētas kūdras vai uz 1 ha – 300 m3. Tas nodrošina 3 cm biezu kūdras slāni. No šāda kūdras daudzuma iegūst 2,4 kg/m2 organiskās vielas, kas, tālāk sadaloties, veido augsnes humusu. Dabiskos apstākļos kūdra noārdās ļoti lēni, bet, sajaucot to ar augsni, šis process paātrinās. Ļoti svarīgs kūdras bioloģiskās noārdīšanās aģents ir baktērijas. Tās olbaltumvielu sintēzei izmanto ne tikai slāpekli, bet arī oglekli. Uz katrām 30–35 celulozes masas daļām baktērijām vajag vienu daļu slāpekļa. Šis slāpeklis uz noteiktu laiku tiek saistīts baktēriju šūnās, kuru sastāvā ir vairāk nekā 10% slāpekļa. Kūdrā ir daudz celulozes un hemicelulozes, tādēļ tajā ir plaša oglekļa un slāpekļa attiecība. Kūdras izmantošanas sākumā mikroorganismi saista daudz slāpekļa, sevišķi pirmajos divos mēnešos, bet vēlāk to atbrīvo.

Bioloģiskajā lauksaimniecībā, kur nevar lietot slāpekļa minerālmēslus, tā deficīts kūdras sadalīšanās sākumā jākompensē, dodot atšķaidītu vircu vai citu organiskā slāpekļa mēslojumu. Vēl labāk ir kūdru izmantot kompostu gatavošanai. Tas prasa vairāk darba un laika, taču rezultāti ir ievērojami labāki.

Vilnis Nollendorfs

Publicēts 2004.gada maijā.

 

1.tabula. Sūnu kūdras kvalitātes rādītāji.

Kvalitātes rādītāji Mēra vienība Mazsadalījusies
sūnu kūdra
(H1 – H3)
Stipri sadalījusies
sūnu kūdra
(H4 – H6)
Organiskā viela svara % 94 – 99 94 – 99
Pelni sausnē svara % 1 – 6 1 – 6
Sausas kūdras tilpumsvars g/l 50 – 100 120 – 200
Poru tilpums tilpuma % 94 – 97 88 – 93
Ūdens kapacitāte tilpuma % 52 –82 74 – 87
Gaisa kapacitāte tilpuma % 15 – 42 6 – 14
Skābums pH/KCl 2,6 – 3,2 2,6 – 3,2
Sāļu koncentrācija mikrosīmensi 50 – 120 60 – 180
KAK sausai kūdrai* mekv/100g 100 – 150 120 – 170
* KAK – katjonu apmaiņas kapacitāte

 

2.tabula. Mazsadalījušās sūnu kūdras ķīmiskais sastāvs.

Testējamais
rādītājs
Mēra
vienība
Paraugu numuri
1 2 3 4
Slāpeklis (N) mg/l 19 45 40 32
Fosfors (P) mg/l 6 13 21 15
Kālijs (K) mg/l 14 7 9 22
Kalcijs (Ca) mg/l 280 133 140 250
Magnijs (Mg) mg/l 110 60 55 85
Sērs (S) mg/l 15 3,8 2,5 4
Dzelzs (Fe) mg/l 8 40 28 49
Mangāns (Mn) mg/l 0,3 1,9 0,6 6
Cinks (Zn) mg/l 0,5 1,0 0,7 2,6
Varš (Cu) mg/l 0,2 0,2 0,3 <0,01
Molibdēns (Mo) mg/l 0,01 0,04 0,01 0,01
Bors (B) mg/l <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
Skābums pH/KCl 2,99 2,65 2,94 2,68
Skābums pH/H2O 3,65 4,16 4,42 3,60
Elektrovadāmība (EC) mikrosīmensi 120 330 400 640

 

3.tabula. Kaļķojamā materiāla vajadzība kūdrai atkarībā no tās tilpumsvara un vēlamā pH/KCl (CaCO3 g uz 1 m3 kūdras).

Kūdras tilpumsvars (g/l) Skābuma samazināšanās pH vienībās
0,5 1,0 2,0 3,0
50 750 1500 3000 4500
60 900 1800 3600 5400
70 1050 2100 4200 6300
80 1200 2400 4800 7200
90 1350 2700 5400 8100
100 1500 3000 6000 9000
110 1650 3300 6600 9900
120 3600 3600 7200 10800
130 1950 3900 7800 11700
140 2100 4200 8400 12600
150 2250 4500 9000 13500

 

4.tabula. Kalcija un magnija saturs kūdrā (mg/l) atkarībā no kaļķojamo materiālu veida un devas (kg/m3).

Kaļķojamais
materiāls
2+1 kg 3+2 kg 4+2 kg 5+2,5 kg 6+3 kg
Ca Mg Ca Mg Ca Mg Ca Mg Ca Mg
Kaļķakmens milti 690 22 1035 33 1380 44 1725 55 2070 66
Dolomīta milti 200 114 400 228 400 228 500 285 600 342
Kopā 890 136 1435 261 1780 272 2225 340 2670 408
Attiecības (Ca:Mg) 6,5 :1 5,5 :1 6,5 :1 6,5 :1 6,5 :1

Atbildēt