Ikmēneša raksti

Augāja un purva ūdeņu ķīmiskā sastāva kopsakarības augstajos purvos

Parauga ievākšana virsūdens ķīmijas analīzēm. (Foto: A. Mežaka)

Mēnesis: Augusts Autores: Anna Mežaka, Agnese Priede, Linda Dobkeviča

Augstā purva ūdeņu sastāvu un īpašības vistiešākajā veidā nosaka nokrišņu ķīmiskais sastāvs, bet gruntsūdeņu ietekmes nav vai tā raksturīga tikai purva malās. Tādēļ purva ūdeņu ķīmiskais sastāvs raksturīgs ar zemu barības vielu un makroelementu saturu. Purva ūdeņu reakcija (pH) augstajos purvos parasti svārstās no 3,0 līdz 4,2. Parasti kalcija saturs augstajos purvos ir mazāks par 3 mg/l. Fosfors purvos ir limitējošs elements veģetācijas augšanā. Fosfors augstajos purvos ir nelielos daudzumos, un tas saistīts augiem grūti pieejamās formās. Tā optimālā uzņemšana augos notiek pie pH 5 līdz 6,5, tātad apstākļos, kas nav raksturīgi augstajam purvam. Kālijs ir nozīmīgs daudzos fizioloģiskos un bioķīmiskos procesos dzīvajos organismos. Arī kālijs, tāpat kā fosfors, ir viena no galvenajām augu barības vielām, kas augstajos purvos pieejamas niecīgā daudzumā. Tas arī nosaka ļoti īpatnējo augsto purvu augu sugu sastāvu, kāds nav raksturīgs citām ekosistēmām.

Projekta ietvaros veiktajā pētījumā konstatēts, ka pH vērtības, nātrija, kālija, kalcija un magnija daudzums atšķiras gan dažādos purvos, gan dažādos augstā purva veģetācijas tipos atšķirīgos mikroreljefa apstākļos (uz ciņiem un ieplakās).

Vides reakciju augstajos purvos lielā mērā nosaka humīnvielu sadalīšanās process, mazākā mērā metabolisma procesi sfagnos Sphagnum spp. Vairums sfagnu (it īpaši ciņu sugas) ir jutīgi pret augstu Ca un pH un, palielinoties vides pH, izzūd.

Pateicoties sūnu sugu jutīgumam pret barības vielu daudzuma un vides reakcijas izmaiņām, sūnas ir perfektas purva apstākļu indikatores. Sfagni ir galvenā komponente kūdras veidošanā augstajos purvos. Citu valstu pētījumos atklāts, ka sfagni uzņem lielāko daļu purvā pieejamo barības vielu un tikai neliela daļa no tām ir pieejamas vaskulārajiem augiem. Tātad dabiskos augstajos purvos augšanas apstākļi ir skarbi un nabadzīgi. Šāda vide ir piemērota sfagniem un ķērpjiem, kas dominē purvos ar zemu pH. Turpretī vaskulāro augu sastāvs ir sugām nabadzīgs. Slāpeklim un fosforam ir nozīmīga loma sfagnu augšanā. Pētījumā Lielbritānijā konstatēts, ka sfagni pazūd no vietām, kur ir augsts slāpekļa piesārņojums no atmosfēras. Neliela slāpekļa daudzuma pievienošana substrātam veicina sfagnu augšanu, bet slāpekļa daudzuma palielināšanās ‒ tieši otrādi ‒ samazina sfagnu augšanu. Sila virša Calluna vulgaris un purva dzērvenes Oxycoccus palustris segums, palielinot slāpekļa un fosfora daudzumu substrātā, laboratorijas apstākļos palielinās. Gaisa un nokrišņu piesārņojuma un globālo pārmaiņu rezultātā mainoties purva ūdeņu īpašībām, līdzīga tendence sagaidāma arī augsto purvu ekosistēmās dabā ‒ sfagnu seguma un līdz ar to arī kūdras pieauguma samazināšanās un sīkkrūmu seguma palielināšanās. Latvijas augstajos purvos vērojamas atšķirības veģetācijā saistībā ar ķīmisko faktoru ietekmi. Konstatēts, ka pH ietekmēja būtiski vaskulāro augu sugu skaitu, bet neietekmēja sūnu un ķērpju sugu skaitu. Sfagnu sugu skaitu būtiski ietekmēja tikai nātrijs. Ķērpju, sūnu un vaskulāro augu sugu segumu būtiski ietekmēja ne tikai virsūdens pH, bet arī elektrovadītspēja, nātrijs, kālijs, kalcijs un magnijs. Atsauces:

Aerts R., Wallen B., Malmer N. 1992. Growth limiting nutrients in Sphagnum-dominated bogs subject to low and high atmospheric nitrogen supply. Journal of Ecology 80: 131‒140.

Anderson D. S., Davis R. B. 1997. The vegetation and its environments in Maine peatlands. Canadian Journal of Botany 78: 1785‒1805.

Goffinet B., Shaw A. J. 2009. Bryophyte Biology. Second edition. Cambridge University Press, 565 p.

Rydin H., Jeglum J. K. 2013. The Biology of Peatlands. Second edition. Oxford University Press, 382 p.

Vitt D. H., Bayley S. 1984. The vegetation and water chemistry of four oligotrophic basin mires in northwestern Ontario. Canadian Journal of Botany 62: 1485‒1500.

Purvu ūdenstilpju bezmugurkaulnieku sabiedrība

Raibgalvas purvuspāre Leucorrhinia albifrons (foto A. Skuja)

Purvuspāre Leucorrhinia sp. (foto A. Skuja)

Dižmakstene Agrypnia obsoleta (foto A. Skuja)

Viendienīte Leptophlebia vespertina (foto D. Ozoliņš)

Ūdenszirneklis Argyroneta aquatica (foto D. Ozoliņš)

Mēnesis: Jūlijs Autori: Agnija Skuja, Dāvis Ozoliņš

Purvu ūdenstilpju (ezeru, lāmu) ūdens bezmugurkaulnieku sugu sastāvs būtiski atšķiras no Latvijai raksturīgo dabiski eitrofo ezeru faunas, kas skaidrojams ar specifiskiem vides apstākļiem: purvu ūdenstilpju gultni sedz kūdras substrāts, ūdens krāsa ir brūngana līdz tumši brūna, ūdens pH vērtības ir zemas un maz plēsēju – zivju, tāpēc barības ķēdes augšgalā bieži vien ir paši ūdens bezmugurkaulnieki, kas barojas ar liela izmēra zooplanktona organismiem un citiem bezmugurkaulniekiem.

Dziļākajā ūdenstilpes daļā (profundālē) gruntī sastopami sīki organismi, kas specializējušies kūdras substrātam – galvenokārt trīsuļodu kāpuri un to īpatņu blīvums parasti arī ir neliels.

Vislielākā daudzveidība raksturīga ūdenstilpju piekrastes daļā – sfagnu Sphagnum spp. pārkarēs un retāk - sārtaļģu Batrachospermum turfosum audzēs, jo augstāko ūdensaugu audzes purvu ūdenstilpēs ir nabadzīgas.

Galvenās dominējošās grupas ir divspārņi, spāru, vaboļu kāpuri, blaktis, atsevišķas viendienīšu un maksteņu sugas, nav raksturīgi vēžveidīgie, gliemeži un gliemenes, kam nepieciešams cietāks ūdens ar augstāku pH.

Viena no visraksturīgākajām purvu ūdenstilpju spāru grupām ir purvuspāres, no kurām trīs ir iekļautas ES īpaši aizsargājamo sugu sarakstā (raibgalvas purvuspāre Leucorrhinia albifrons, L. pectoralis spilgtā purvuspāre un L. caudalis resnvēdera purvuspāre). Par purvu ūdenstilpju speciālistu no tām var uzskatīt tikai L. albifrons, kas priekšroku dod distrofām ūdenstilpēm, taču pārējo purvuspāru ekoloģiskās nišas ir plašākas. Vēl purvu ūdenstilpēs sastopama slaidā purvuspāre L. rubicunda un mazā purvuspāre L. dubia. Šaura ekoloģiskā niša ir vienai no mazākajām spārēm - sīkspārei Nehalennia speciosa, kas specializējusies atklātā ūdens un piekrastes zonas robežjoslai ar zemo grīšļu veģetāciju, kā arī sfagnu audzēm augsto purvu ieplakās, pārejas purvos un tai ir ierobežotas izplatīšanās spējās, to apdraud piemēroto biotopu fragmentācija.

Divspārņi – trīsuļodu kāpuri un stiklodu Chaoborus crystallinus kāpuri, kas spēj vertikāli migrēt uz izvairīties no nelabvēlīgiem vides apstākļiem.

Purviem raksturīgas acidofilas vaboļu sugas galvenokārt no airvaboļu Dytiscidae dzimtas. Daudzveidīga ir arī blakšu fauna, sevišķi airblaktis Corixidae. Arī ūdensērcēm Hydrachnidia var izdalīt distrofo ūdenstilpju indikatorsugas. Piekrastes daļā sastopams ūdenszirneklis Argyroneta aquatica.

Maksteņu sugu daudzveidība ir maza, visvairāk raksturīgas dižmakstenes Phryganeidae, piemēram, Agrypnia obsoleta, sastopamas arī Polycentropodidae dzimtas makstenes – piem., Holocentropus dubius. No viendienītēm purvu ūdenstilpēs visbiežāk raksturīgas Leptoplebiidae dzimtas viendienīties - Leptophlebia vespertina.

Mainoties augsto purvu hidroloģiskajam režīmam, piemēram, veicot nosusināšanu – izmainās piekrastes veģetācija (blīvākas priežu audzes), ūdens ķīmiskais sastāvs, kā arī bentisko bezmugurkaulnieku sabiedrības un īpatņu skaits.

2014. gada vasaras sākumā PuRest projekta ietvaros tika apsekotas piecas ietekmētas (mainīts hidroloģiskais režīms) un piecas neietekmētas (purvam raksturīgais hidroloģiskais režīms) ūdenstilpes Melnā ezera purvā un Cenas tīrelī. Tajās tika ievākti ūdens bezmugurkaulnieki, lai noskaidrotu atšķirības sugu sabiedrībās un tās ietekmējošos faktorus.

Pētījuma rezultāti atspoguļoja būtiskas atšķirības ūdens ķīmiskajā sastāvā Cenas tīreļa distrofajās mazajās ūdenstilpēs ar gandrīz dabisku hidroloģisko režīmu un Melnā ezera purva ūdenstilpēs, kur veikta nosusināšana un netālu tiek veikta kūdras ieguve. – Melnā ezera purvā bija lielākas biogēnu koncentrācijas (Nkop., N-NH4+, N-NO2-, N-NO3-), zemāks pH un lielāka ūdens krāsainība, kas liecina par eitrofikācijas procesu un ūdenstilpes vairāk atbilst diseitrofajam tipam. – Atšķirīgs bija arī bentisko bezmugurkaulnieku taksonu skaits un īpatņu blīvums – Cenas tīrelī fauna bija daudzveidīgāka un īpatņu blīvums - būtiski lielāks.

Elementu satura izpēte augstajos purvos

Mēnesis: Jūnijs Augstā purva kūdras slāņi, līdzīgi kā koku stumbra gadskārtas, koraļi, ledāju serdeņi izmantojami ģeoķīmiskoprocesu izpratnei un vides bioindikācijā. Pasaulē, metālisko un nemetālisko elementu saturs kūdrā analizēts relatīvi plaši. Pierādīts, ka organiskām vielām bagāti nogulumi (kūdras sastāvā vairāk nekā 50 % ir organiskās vielas) var būt pat 2 x bagātāki, piemēram ar Zn, kā nogulumi ar zemu organiskās vielas saturu Metālisko un nemetālisko elementu satura analīzēm kūdrā ir būtiska nozīme, lai izvērtētu kūdras izmantošanas iespējas, piemēram - kūdru izmantojot enerģētikā, pēc kūdras sadegšanas palikušie pelni var saturēt augstas dažādu elementu koncentrācijas, bet kūdras piesārņojums ar antropogēnas izcelsmes metāliskiem elementiem (Pb, Hg, Cd, Ti) var kavēt tās izmantošanas iespējas lauksaimniecībā vai medicīnā. Zinātniskajā litaretūrā atrodami darbi par vismaz 35 elementu saturu kūdrā. Pēdējās desmitgadēs plaši pētīts metālu uzkrāšanās raksturs cilvēka radītā piesārņojuma rezultātā. No antropogēnas izcelsmes elementiem visplašāk kūdras nogulumos ir pētīta Pb uzkrāšanās (Cortizas et al. 2002, Shotyk 2000; Weiss et al. 2002). Šādos pētījumos biežāk izmantoti relatīvi nesen veidojušies kūdras nogulumi - ievācot paraugus parasti līdz 1 m dziļumam. Veicot detalizētu kūdras nogulumu vecuma datēšanu un nosakot elementu saturu, raksturotas dabiskās elementu plūsmas un to koncentrāciju veidošanās dabisku procesu rezultātā. Pierādīts, ka Pb koncentrāciju dominējoši ietekmē atmosfēras nokrišņu rezultātā ienestais un kūdrā uzkrātais Pb daudzums, bet Pb kustīgums (respektīvi – izskalošanās un pārvietošanās gan nokrišņu ūdens kustības rezultātā, gan gruntsūdeņu kustības rezultātā) uzskatāms par nebūtisku (Vile et al. 1999). Šādu pētījumu rezultātā pierādīts (Shotyk et al. 1998), ka Pb saturs kūdras nogulumu kolonnās visai precīzi atbilst Pb antropogēno emisiju mainībai. un līdz ar to metālu satura analīze kūdrā izmantojama, lai pētītu antropogēnā piesārņojuma mainības vēsturi (Cortizas 2002, Shotyk 2000). Noteiktais Pb uzkrāšanās ātrums 20.gs. Ziemeļamerikā sastādīja 1,5-5 mg/m2, bet Rietumeiropā (Šveicē) – līdz 15,7 mg/ /m2 gadā (Coggins et al 2006, Shotyk et al. 1998). Citu elementu saturs (Cd, Cu, Zn, Hg) analizēts ievērojami retāk. Latvijā un Baltijas valstīs metālu saturs kūdrā analizēts vien dažos pētījumos (Nikodemus et al.1994). Plašāk metālu saturs kūdrā analizēts Igaunijā. Pētot 6 atšķirīgus purvu tipus, kas reprezentē dažādas ainavas, kūdras augšējā slānī tika noteikts 16 elementu saturs, kā arī raksturotas kūdras īpašības. Pētījuma rezultātā noteikti metālisko un nemetālisko elementu koncentrāciju intervāli, kas attiecīgi raksturīgi antropogēni piesārņotiem vai nepiesārņotiem purviem. Pētījumā atzīmēts, ka zemākās metālisko un nemetālisko elementu koncentrācijas konstatētas augstajos purvos, bet augstākās – purvos, kuru barošanās notiek ar gruntsūdeņiem, kā arī tādos purvos, kas veidojušies pārplūstošās palienēs. Atzīmēta arī metālisko elementu vertikālā sadalījuma specifika un tas, ka metālu koncentrācijas mainība izkārtojas šādā secībā: pārejas purvi > augstie purvi > zemie purvi (Orru et al. 2006). Igaunijā veiktajos pētījumos pievērsta uzmanība dabisko ģeoķīmisko faktoru ietekmes uz metālu akumulācijas raksturu, īpaši uzsverot metālu akumulācijas specifiku, ja purvos ieplūst ar sulfītiem bagāti pazemes ūdeņi (Syrovetnik et al 2004). Jāuzsver, ka ņemot vērā kūdras sastāva ar tajā esošo dažādo elementu augsto variabilitāti un procesu daudzveidību, kas var ietekmēt elementu uzkrāšanos kūdrā, šos procesus un faktisko metālisko un nemetālisko elementu saturu kūdrā svarīgi analizēt reģionāli, izvērtējot konkrētajā reģionā un konkrētajā purvā notiekošo procesu ietekmes. Arī Projekta ietvaros veiktie pētījumi liecina, ka elementu saturu kūdras slāņos ietekmē gan kopējais atmosfēras piesārņojums, gan arī purva mikroreljefs un paraugošanas vietas novietojums attiecībā pret purva kupolu. Pētījumi turpināmi par hidroloģisko izmaiņu – melioratīvās darbības intensitātes, t.sk. arī grāvju aizsprostošanas ietekmi uz elementu izkliedi kūdras slāņos.

Purva vaivariņu izmantošanas iespējas

Mēnesis: Maijs Autore: Sabīne Bunere

Purvu resursi bieži vien netiek pienācīgi novērtēti, aprobežojoties tikai ar kūdras krājumu aprēķināšanu, tomēr purvi ir arī daudzu tikai konkrētiem augšanas apstākļiem piemērotu augu biotops. Padziļināti izpētot purva augu ilgtspējīgas izmantošanas risinājumus, būtu iespējams rast jaunas vietējo resursu inovācijas un veiksmīgāk rekultivēt noraktos purvus, veicinot purviem raksturīgo augu attīstību un tādējādi padarot saimnieciski izdevīgu arī pašu rekultivācijas procesu.

Viens no šādiem augiem ir purva vaivariņš Rhododendron tomentosum. Vaivariņi, latviešu valodā agrāk saukti arī par vāverājiem, vaiverājiem, vāverenēm, ir 0,5 – 1 m augsti, mūžzaļi ēriku dzimtas pundurkrūmi. Tie bieži sastopami purvos, kā arī purvainos priežu mežos. Izplatīti uz kūdrainām, mitrām, humusvielām bagātām un skābām augsnēm noēnotās vietās tundrā un boreālajos mežos Ziemeļ- un Centrāleiropā, Ziemeļāzijā un Ziemeļamerikā. Purva vaivariņi zied no maija līdz jūlijam ar baltiem, retāk iesārtiem, ziediem. Tiem piemīt spēcīga īpatnēja smarža. Augs tiek uzskatīts par indīgu, jo visas purva vaivariņa daļas satur terpēnus, kuri ietekmē centrālo nervu sistēmu. Tomēr šos un citus purva vaivariņu sastāvā esošos savienojumus izmantojot pareizā veidā un pareizās devās iespējams panākt ne tikai nekaitīgu, bet pat ārstniecisku efektu.

Ir pierādīts, ka purva vaivariņiem piemīt spazmolītiska, pretiekaisuma, antidiabētiska, antioksidējoša un pret audzēju šūnām citotoksiska iedarbība. Sastāvā esošie savienojumi ir spējīgi inhibēt vēzi izraisošo, kā arī Alcheimera slimības attīstību stimulējošo procesu darbību un novērst trombu veidošanos asinsvados. Vaivariņiem piemīt arī nomierinoša, tonizējoša, aknu, sirdsdarbību un elpošanas sistēmu stimulējoša, atkrēpošanu veicinoša, sviedrējoša un urīndzenoša iedarbība. Mūsdienu tradicionālajā medicīnā vaivariņi biežāk tiek lietoti kā homeopātiskas zāles, galvenokārt reimatisma ārstēšanai. Vaivariņi tiek arī izmantoti gelos, kas paredzēti kukaiņu kodumu apstrādei. Nereti tie ietilpst medikamentu sastāvā, kas paredzēti klepus, kuņģa slimību un elpošanas sistēmas traucējumu ārstēšanai.

Vaivariņi izmantojami arī kā pretsēnīšu, antibakteriāls un insekticīds līdzeklis. Izžāvēti vaivariņu zari agrāk tika izmantoti cīņai ar blaktīm un utīm. Mūsdienās no purva vaivariņiem izdalīti savienojumi ir dažādu repelentu sastāvā.

Projekta ietvaros tika veikta vaivariņu ekstrakcija ar dažādām metodēm un ekstrahēto savienojumu identificēšana. Turpmākie pētījumi ietver vaivariņu sastāva salīdzināšanu atkarībā no sezonas, kurā ievākti paraugi, un savienojumu bioloģiskās aktivitātes analīzi.

Ziemeļlatvijas purvu upju raksturojums

Bebru mājvieta un uzpludinājums uz Ķīšupes (upe nav redzama)

Mēnesis: Aprīlis Autore: Jolanta Jēkabsone

Latvijā plaši ir pētīta purvu ezeru bioloģiskā daudzveidība, bet par purvu upēm pētījumi nav atrodami. Šajā pētījumā termins purvu upes tiek attiecināts uz ūdenstecēm, kas savā tecējumā plūst cauri purvam, gar to vai iztek no tā. Salīdzinot ar kopējo valsts upju daudzumu, purvu upes sastāda tikai apmēram 4%. Vēl mazāks ir to upju skaits, kas purvā ir saglabājušās neietekmētas: Gaujas upju baseinu apgabalā (UBA) tādas ir apmēram 6 upes. Pašlaik notiek pētījums, lai dabā apsekotu vismaz Gaujas UBA ietilpstošās potenciāli dabiskās purvu upes un noskaidrotu, vai Latvijā ir saglabājušās potenciālās references vietas.

Sākot ar pagājušā gadsimta sākumu Latvijas teritorijā ir norisinājušies intensīvi meliorācijas darbi, kuru viens no mērķiem bija drenēt purvus, lai iegūtu sausas, homogēnas zemes, ko izmantot lauksaimniecībā. Tā rezultātā liela daļa no purvu upēm tika iekļautas purvu drenāžas grāvju sistēmā. Ņemot vērā ģeomorfoloģiskos apstākļus (vāji izveidotas gultnes un ielejas), īpaši daudz cietušas ir tieši mazās upes, kuras ir vieglāk pakļaujamas regulēšanas darbiem. No Gaujas UBA purvu upēm 88% sateces baseina laukums ir mazāks par 100 km2 (66% baseina laukums mazāks par 50 km2). Purvu upes ir ļoti heterogēnas un dabiskie posmi mijas ar regulētajiem, mitrāji ar lauksaimniecības zemēm. Gaujas UBA tikai 7% no izvēlētajām purvu upēm plūst cauri purvam vismaz 60% no sava kopgaruma. Arī potenciālās references upes ietilpst purvos tikai vidēji 41% no sava kopgaruma, pārsvarā augšteces.

Gan hidroķīmiski, gan morfoloģiski purvu upes ievērojami atšķiras no pārējām Latvijas upēm. Pašlaik analizēto paraugu daudzums ir neliels, bet to ķīmiskais sastāvs (EVS 27 µS/ cm; pH 4,6; krāsainība >200 PtCo) ir līdzīgs kā distrofajiem ezeriem. Upju morfoloģija ir atkarīga no purvu veida (augstais, zemais). Kopumā tās ir dabiski dziļas, bez litorāles zonas un palienes (vai arī tā ir mazizteikta). Ir grūti izdarīt secinājumus par purvu upju bioloģisko daudzveidību, jo pētījumi ir veikti tikai par abiotisko vidi. Ņemot vērā nelabvēlīgos hidroķīmiskos apstākļus (ļoti augsta krāsainība, zems pH) un gultnes morfometriju, tajās ir ļoti nabadzīgas makrofītu audzes.

Pašlaik potenciāli dabisko purva upju posmu stāvoklis vērtējams kā salīdzinoši stabils. Ņemot vērā grūti pieejamo atrašanās vietu, antropogēnā ietekme ir neliela. No atlasītajiem desmit potenciāli dabiskajiem upju posmiem (sešās upēs), pieci atrodas aizsargājamās dabas teritorijās (vēl divi tuvu šo teritoriju robežām), tāpēc var uzskatīt, ka tās ir pasargātas no turpmākiem meliorācijas darbiem. Par dabisko purvu upju lielāko draudu pašlaik ir uzskatāms bebrs, kas veido plašas uzpludinājumu sistēmas un degradē ekosistēmu. Ķīšupē un Puskā mazāk kā 300 m posmā vien ir saskaitāmi vismaz divi stabili bebru dambji un vēl vairākas agrāko dambju paliekas vai koku sanesumi.

Kūdras zemtemperatūras pirolīzes produktu un bioogļu ķīmiskais un fizikālais raksturojums

Mēnesis: Marts Autore: Santa Vaļule

Bioogle ir ar oglekli bagāts produkts, kas radīts biomasas termālas degradācijas (pirolīzes vai karbonizācijas) rezultātā ierobežotos skābekļa pieejamības apstākļos (Ahmad et al., 2014; Lian et al., 2014). Tā ir poraina, ar augstu īpatnējo virsmas laukumu, kas nodrošina spēju saistīt ūdeni un barības vielas augsnē (Tang, 2013). Bioogle ir samērā jauns zinātnisks termins, taču šādu materiālu izmantošana ir saistāma jau ar ilgu to izmantošanas vēsturi. Bioogli var izmantot kā ļoti labu augsnes ielabošanas līdzekli. Galvenokārt to pielieto šādās četrās jomās: augsnes ielabošana, atkritumu apsaimniekošana, klimata pārmaiņu mazināšana un enerģijas ražošana (Ahmad et al., 2014).

Kūdra ir viens no materiāliem, kuru lieto kā sorbentu, jo tas ir efektīvs, lēts, viegli pieejams un ērti izmantojams. Tai ir augsta spēja saistīt dažādus ķīmiskos elementus un to savienojumus. Veicot tās termālu apstrādi, iespējams iegūt materiālu ar lielāku īpatnējo virsmu un porainību, kas uzlabo sorbēšanas spēju, it sevišķi materiāliem, kas iegūti virs 400°C temperatūras (Ahmad et al., 2014). Nozīmīgs bioogles raksturojošs fizikāls raksturlielums ir porainība, kas rodas pirolīzes procesā. Izdala 3 poru veidus atkarībā no iekšējā diametra – mikroporas (< 2 nm), mezoporas (2 – 50 nm) un makroporas (> 50 nm). Mikro un mezoporas nodrošina spēju saglabāt mitruma līmeni, ja bioogli izmanto augsnes ielabošanā, kā arī veicina mikrobioloģisko aktivitāti (Shaaban et al., 2013).

Pētījuma ietvaros tika veikta kūdras zemtemperatūras pirolīzes produktu un bioogļu modificēšana dažādās temperatūrās un dažādos karsēšanas laika intervālos. Salīdzināšanai tika modificēta bioogle arī no sapropeļa un koksnes skaidām. Pēc tam tika pētīti to fizikālie un ķīmiskie rādītāji.

Bioogļu sintezēšanai izmantota Dižā Veiķenieku purva kūdra. Lai veiktu salīdzināšanu, tika sintezētas arī bioogles no koksnes skaidām un sapropeļa. Sorbenti sintezēti dažādās temperatūrās un laika intervālos (sk. 1. tabulu).

1. tabula Zemtemperatūras pirolīzes produktu un bioogļu sintēzes laiks un temperatūra

Sorbents	Sorbenta apzīmējums	Temperatūra, °C	Karsēšanas laiks, h
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B100	100	42
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B150	150	24
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B200	200	6
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B250	250	6
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B300-3	300	3
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B300-6	300	6
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B450	450	1
Dižā Veiķenieku purva kūdra, pirms karsēšanas izpūsta ar slāpekli N2	B450-N2	450	1
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B600	600	1
Dižā Veiķenieku purva kūdra	B900	900	1
Dižā Veiķenieku purva kūdra, piesātināta ar varu Cu	B900-Cu	900	1
Koksnes skaidas Parastā priede Pinus sylvestris	BSK	600	1
Sapropelis Pilveļu ezers, kūdrains	BSP	600	1

Bioogļu paraugiem tika noteikta elektrovadītspēja un pH ūdens izvilkumā, pelnu saturs, blīvums un oglekļa, ūdeņraža, slāpekļa un skābekļa saturs. Šo raksturojošo rādītāju vērtības apkopotas 2. tabulā.

2. tabula Zemtemperatūras pirolīzes produktus un bioogles raksturojošie rādītāji

	pH	elektrovadītspēja, µS/cm	Pelni, %	Blīvums, g/cm3	C, %	H, %	N, %	O, %
kūdra	5,54	24,40			48,2	5,5	0,7	45,6
B100	4,58	36,70	1,29	0,081
B150	4,03	57,70	1,97	0,085
B200	4,26	46,10	2,66	0,096	48,6	5,3	0,4	43,1
B250	5,40	24,63	2,18	0,093	58,7	4,7	0,6	33,8
B300-3	5,63	16,99	1,18	0,089	63,8	4,6	0,7	29,8
B300-6	5,64	18,29	2,58	0,073	69,2	4,3	0,7	23,2
B450	5,84	21,20	2,85	0,068	73,9	4,1	0,9	18,3
B450-N2	5,79	16,96	2,47	0,072	72,3	4,1	0,9	20,3
B600	6,11	17,48	4,80	0,089	87,4	2,7	1,0	4,8
B900	9,19	51,20	7,08	0,080	91,6	0,7	0,5	7,1
B900-Cu	6,74	18,74	33,40	0,111	71,3	0,6	0,4	27,7
BSK	5,72	18,61	1,89	0,132	91,2	2,6	0,2	1,9
BSP	6,69	21,78	8,86	0,507	65,2	2,2	3,0	8,9

Lielāks pelnu saturs ir augstākās temperatūrās karsētajiem paraugiem, turklāt vismazākais blīvums ir 450 °C temperatūrā sintezētajiem paraugiem un B300-6. Paraugu pH izmaiņas norāda uz to, ka augstās temperatūrās sintezētie bioogļu paraugi ir bāziski, taču zemtemperatūras pirolīzes procesā iegūtie paraugi saglabā kūdrai raksturīgo skābas vides pH reakciju.

Iegūtie rezultāti parāda to, ka skābekļa saturs bioogļu paraugos samazinās palielinoties karsēšanas temperatūrai, taču oglekļa daudzums palielinās. Pie augstākas karsēšanas temperatūras samazinās arī ūdeņraža saturs. Savukārt slāpekļa saturs no kūdras sintezētajos paraugos svārstās līdz 1 % robežai, un BSP paraugā tas ir 3 %.

Furjē transformācijas infrasarkano spektru (FTIR) uzņēmumi no kūdras sintezētajiem paraugiem norāda uz līdzīgu funkcionālo grupu esamību apskatītajos paraugos, taču redzams, ka pie augstākas temperatūras iegūtajiem paraugiem caurlaidības pīķi ir mazāk izteikti nekā zemās. FTIR analīzēs iegūtie spektri rāda, ka galvenās sintezētajos paraugos esošās funkcionālās grupas ir –OH saites saturošās grupas pie viļņu skaitļiem starp 3500 līdz 3200 cm-1, alkilgrupas –CH pie 2930-2915 cm-1, alifātiskie savienojumi starp 1760 un 1665 cm-1, arilgrupas –C=C pie 1610-1605 cm-1, C-O-C un C-O saites pie 1200-1000 cm-1. Bet nelielie pīķi starp 1320 un 1250 cm-1 norāda uz –C-N saišu esamību.

Literatūra:

Ahmad, M., Rajapaksha, A. U., Lim, J. E., Ming Zhang, M., Bolan, N., Mohan, D., Vithanage, M., Lee, S. S., Ok, Y. S., 2014. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: A review. Chemosphere, 99, 19–33.

Lian, F., Sun, B., Song, Z., Zhu, L., Qi, X., Xing, B., 2014. Physicochemical properties of herb-residue biochar and its sorption to ionizable antibiotic sulfamethoxazole. Chemical Engineering Journal, 248, 128–134.

Shaaban, A., Se, S.-M., M.Mitan, N. M., Dimin, M. F., 2013. Characterization of biochar derived from rubber wood sawdust through slow pyrolysis on surface porosities and functional groups. Procedia Engineering, 68, 365–371.

Tang, J., Zhu, W., Kookana, R., Katayama, A., 2013. Characteristics of biochar and its application in remediation of contaminated soil. Journal of Bioscience and Bioengineering, 116 (6), 653–659.

Ķīmisko elementu akumulācija augsto purvu kūdras humīnskābēs

Mēnesis: Februāris Autore: Diāna Dūdare

Kūdras humusvielas sastāda lielāko daļu no augsnes organiskajām vielām, tām ir noteicošā loma apkārtējās vides procesos, iesaistoties oglekļa ģeoķīmiskajā apritē. Humusvielas ir galvenais faktors, kas nosaka metālu akumulāciju un to izkliedi kūdrā. Pateicoties humusvielu spējai efektīvi absorbēt dažādas kaitīgas vielas kā toksiskos smagos metālus, rezultātā ievērojami samazinās metālu jonu toksiskums apkārtējā vidē.

Līdz šim Latvijā nav veikti pētījumi par kūdras humīnskābju un metālu jonu mijiedarbības raksturu, ko varētu izmantot piesārņojuma prognozēšanā lokālā vai reģionālā līmenī. No dabas aizsardzības viedokļa, humusvielu augstā kompleksveidošanās spēja nozīmīga vides rekultivācijā, jo tās spēj efektīvi saistīt metālu jonus, samazinot to toksiskumu un kustīgumu augsnē. Humusvielu spēja mijiedarboties ar vidi piesārņojošām vielām atkarīga no to uzbūves, izcelsmes un īpašībām. Kūdras humusvielām piemīt augsts izmantošanas potenciāls kā izejmateriālam vairākās ķīmijas un lauksaimniecības nozarēs, ņemot vērā kūdras ieguves un humusvielu izdalīšanas salīdzinoši zemās izmaksas.

Metālu akumulācijas raksturs humusvielās ir relatīvi plaši pētīts (Zaccone et al., 2009; Davies et al., 1997; Fengler et al., 1994; Riise and Salbu, 1989) ģeogrāfiski un no piesārņojuma slodzes intensitātes atšķirīgos reģionos, kā arī novērtējot atšķirīga rakstura emisijas (piesārņojuma) avotus.

Projekta ietvaros tika noteikts 20 ķīmisko elementu saturs 3 augstā tipa purvu – Eipura, Dižpurva un Dzelves – kūdras humīnskābēs un veikts elementu sadalījuma ietekmējošo faktoru raksturojums pētīto purvu profilos. Apsekotie purvi pēc purvu veidošanās gaitas aptver augstā tipa purvus, kuriem tika noteikts botāniskais sastāvs, humifikācijas un sadalīšanās pakāpes, kā arī elementsastāvs.

Metālisko un nemetālisko elementu (Fe, Pb, As, Cu, Ca, Mn, Cr, Ni, K, Zn, Ti, Se, V, Sr, Co, Rb, Br, Na, Mg, Cd) satura variabilitāti kūdras humīnskābēs, pētāmo purvu – Dižpurva, Dzelves un Eipura – gadījumā, nosaka konkrētā purva kūdras sastāva atšķirības, botāniskā sastāva un sadalīšanās pakāpes mainīgums, kā arī atšķirības humīnskābju elementsastāvā. Noteicošais faktors, kas nosaka ķīmisko elementu akumulāciju ir karboksilgrupu koncentrācija kūdras humīnskābēs.

Makro- un mikroelementu koncentrācijām piemīt noteikts izplatības raksturs pētītajos purvos, kas raksturīgs tikai augstā tipa purviem. Pētījuma ietvaros tika noteikts, ka humīnskābēs, kas izdalītas no augšējiem kūdras slāņiem, raksturīgs antropogēnas izcelsmes metālu, kā Cr, Ni, Zn, Pb, Cu uzkrāšanās, taču salīdzinot ar pētījumiem ārvalstīs, iegūtās koncentrācijas ir relatīvi zemākas. Savukārt, metālu Fe, Ca, Mn, Mg palielināts saturs novērots pētīto purvu apakšējos slāņos, ko izskaidro to piegāde ar gruntsūdeņiem no purva pamatnes.

No vides viedokļa pētījums ir inovatīvs, jo humusvielu un metālu mijiedarbības raksturs ir izmantojams vides toksiskuma prognozēšanā, kā arī humusvielu augstā komplekss veidošanās spēja ir nozīmīga vides rekultivācijā.

Izmantotie literatūras avoti: Davies, G., Fataftah, A., Cherkasskiy, A., Ghabbour, E.A., Radwan, A., Jansen, S.A., Paciolla, M.D., Sein, L.T., Buermann, W., Balasubramanian, M., Budnick, J., Xing, B. 1997. Tight metal binding by humic acids and its role in biomineralization. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions, 21, 4047 – 4060 Fengler, G., Grossman, D., Kersten, M., Liebezeit, G. 1994. Trace metals in humic acids from recent Skagerrak sediments. Marine Pollution Bulletin, 28, 143 – 147 Riise, G., Salbu, B. 1989. Major and trace elements in standart and reference samples of aquatic humic substances determined by instrumental neutron activation analysis (INAA). The Science of the Total Environment, 81/82, 137 – 142 Zaccone, C ., Soler - Rovira, P., Plaza, C., Cocozza, C., Miano, T. M. 2009. Variability in As, Ca, Cr, K, Mn, Sr, and Ti concentrations among humic acids isolated from peat using NaOH, Na4P2O7 and NaOH+Na4P2O7 solutions. Journal of Hazardous Materials, 167(1/3), 987 - 994

Augstā tipa purva kūdras izmantošanas iespējas piesārņotu ūdeņu attīrīšanā

Mēnesis: Janvāris Autors: Artis Robalds Piesārņotu ūdeņu attīrīšanā plaši tiek izmantots sorbcijas process, kurā kā sorbents tiek izmantota aktivētā ogle. Pētījumi parāda, ka aktivētā ogle var tikt aizstāta ar dažāda veida bioloģiskas izcelsmes sorbentiem jeb tā saucamajiem biosorbentiem, kuru izmantošanas izmaksas ir būtiski zemākas kā aktivētai oglei. Augstā tipa purva kūdra ir viens no visbiežāk pētītajiem biosorbentiem (Gupta et al., 2009; Wang and Chen, 2009), kas pētījumos ir izmantota no 20.gadsimta 60.gadu beigām (Ho and McKay, 2004). Poļu pētnieks Kuziols un līdzautori uzskata, ka kūdra ir piemērotākais materiāls, lai pētītu, kādi faktori ietekmē organiskas izcelsmes materiālu spēju saistīt metālu jonus, kā arī, lai pētītu, kāds ir sorbcijas mehānisms (Kyziol et al., 2006). Lielo pētījumu skaitu ir nodrošinājis tas, ka kūdras izmantošanai ir daudzas priekšrocības. Kūdra tiek uzskatīta par efektīvu biosorbentu, kas saista dažādus ķīmiskos elementus un to savienojumus. Tajā pašā laikā kūdra lēts, viegli pieejams un viegli izmantojams materiāls (Ho et al., 1995; Dean and Tobin, 1999; Rasmussen et al., 2002; Ringqvist et al., 2002). Latvijā ir salīdzinoši lieli kūdras krājumi – purvu kopplatība Latvijā sasniedz 6400 km2 jeb 9,9% no valsts teritorijas, savukārt kūdras resursi varētu būt ap 10,8 miljardiem m3 jeb 410 milj. t. dabīgi mitras kūdras (Kuršs un Stinkule, 1997). Par aktuālu ir uzskatāma šī resursa izmantošanas potenciāla izvērtējums. Līdzšinējā kūdras izmantošana ir bijusi visai vienveidīga (lauksaimniecība, enerģētika), tāpēc ir svarīgi, tāpat kā jebkurā citā ražošanas sfērā, ražot produktus ar augstu pievienoto vērtību, līdz ar to ir nepieciešams izpētīt kūdras izmantošanas iespējas līdz šim jaunās vai maz pētītās jomās. Neskatoties uz daudzajiem veiktajiem pētījumiem, ir vairākas neskaidrības, kuras ir saistītas ar praktisku kūdras izmantošanu piesārņoto ūdeņu attīrīšanā. Piemēram, biosorbciju nodrošinošie mehānismi nav pilnībā izprasti, tāpēc projekta ietvaros ir veikts darbs, kura laikā ir veikta literatūras analīze, ar mērķi precīzi definēt un raksturot mehānismus, kuri nodrošina kūdras spēju saistīt piesārņojošās vielas. Projekta ietvaros ir veiktā augstā tipa purva kūdras sorbcijas spēju izpēte attiecībā pret fosfātjoniem, kā arī ir izstrādāts kūdras modifikācijas produktus ar augstu sorbcijas kapacitāti attiecībā pret šiem fosfātjoniem. Pētīta vides parametru, piemēram, šķīduma temperatūras un pH ietekme uz sorbcijas raksturu. Veikta datu analīze, izmantojot sorbcijas matemātiskos modeļus. Izstrādātais sorbents var tikt izmantots kā salīdzinoši lēts materiāls, lai attīrītu sadzīves notekūdeņus no fosfora savienojumiem. Izmantotā literatūra. Dean, S.A., Tobin, J.M. (1999) Uptake of chromium cations and anions by milled peat. Resources, Conservation and Recycling, 27, 151-156. Gupta, V.K., Carrott, P.J.M., Ribeiro-Carrot, M.M.L. (2009) Low-cost adsorbents: Growing approach to wastewater treatment-a review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 39, 783-842. Ho, Y.S., Wase, D.A.J., Forster, C.F. (1995) Batch nickel removal from aqueous solution by sphagnum peat moss. Water Research, 29, 1327-1332. Kyziol, J., Twardowska, I., Schmitt-Kopplin, Ph. (2006) The role of humic substances in chromium sorption onto natural organic matter (peat). Chemosphere, 63, 1974-1982. Kuršs, V., Stinkule A. (1997) Latvijas derīgie izrakteņi. Rīga, LU Ģeogrāfijas institūts. Wang, J., Chen, C. (2009) Biosorbents for heavy metals removal and their future. Biotechnology Advances, 27, 195-226. Rasmussen, G., Fremmersvik, G., Olsen, R.A. (2002) Treatment of creosote-contaminated groundwater in a peat/sand permeable barrier - a column study. Journal of Hazardous Materials, 93(3), 285-306. Ringqvist, L., Holmgren A., Oborn, I. (2002) Poorly humiﬁed peat as an adsorbent for metals in wastewater. Water Research, 36, 2394-2404.

Kaļķains zāļu purvs ar Devela grīsli Carex davalliana, kas veidojies avotu ietekmē Abavas senlejas nogāzē.

Rūsganā melncere Schoenus ferrugineus, Hosta grīslis Carex hostiana un stāvlapu dzegužpirkstīte Dactylorhiza incarnata kaļķainā zāļu purvā Kaņiera ezera krastā.

Pārejas purva sabiedrība ar uzpūsto grīsli Carex rostrata ir viena no biežāk sastopamajām purvu augu sabiedrībām Latvijā.

Ezeru slīkšņās trejlapu puplakši, purva cūkauši un indīgais velnarutks .

Jaukta tipa purvs ar pūkaugļu grīsli Carex lasiocarpa un gludo sfagnu Sphagnum teres pie Pokratas ezera.

Jaukta tipa purvs ar Alpu mazmeldru Trichophorum alpinum un Varnstorfa sfagnu Sphagnum warntosrfii Pelcīšu purvā.

Zāļu un pārejas purvi Latvijā

Autore: Liene Auniņa Mēnesis: Decembris Pēc veģetācijas rakstura, barošanās režīma un minerālvielu daudzuma var nodalīt trīs galvenos purvu veidus: zāļu jeb zemie, pārejas un sūnu jeb augstie purvi. Latvijā sastopami visi trīs purvu veidi. Gan augu sugu skaita, gan augu sabiedrību skaita ziņā zāļu un pārejas purvi ir bagātāki nekā augstie purvi. Zāļu un pārejas purvi Latvijā aizņem ievērojami mazāku platību nekā augstie purvi. Zāļu purvi veidojas vietās, kur pieplūst gruntsūdeņi vai minerālvielām bagāti upju vai avotu ūdeņi un ir apgrūtināta ūdens notece. Tie atrodas ieplakās, upju ielejās vai ezeru krastos. Zāļu purvu virsma ir līdzena vai nedaudz ieliekta, jo kūdras slāņa dziļums tajos visbiežāk ir neliels - no dažiem centimetriem līdz dažiem metriem. Kūdra stipri sadalījusies, mineralizējusies un kūdras reakcija gandrīz neitrāla (pH 6-7). Augu sugām bagātākie ir kaļķainie zāļu purvi, kuros ir augsts kalcija saturs kūdrā. Zāļu purvos dominē dažādi grīšļi un zaļsūnas, tikai vietām var būt sfagnu ciņi. Bieži sastopamas augu sugas ir trejlapu puplaksis Menyanthes trifoliata, šaurlapu spilve Eriophorum polystachion, upes kosa Equisetum fluviatile, purva rūgtdille Peucedanum palustre, dažādas dzegužpirkstītes Dactylorhiza spp., purva vārnkāja Comarum palustre. Sūnu stāvu veido dižsirpes Scorpidium spp., starainā atskabardze Campylium stellatum, parastā smailzarīte Calliergonella cuspidata, skrajlapes Plagiomnium spp.un citas sūnas. Galvenokārt kaļķainos zāļu purvos aug tādas aizsargājamas augu sugas kā bezdelīgactiņa Primula farinosa, parastā kreimule Pinguicula vulgaris, rūsganā melncere Schoenus ferrugineus, Devela grīslis Carex davalliana, iedzeltenā dzegužpirkstīte Dactylorhiza ochroleuca, un reti sastopamas sugas, kas aug gandrīz tikai zāļu purvos ‒ platlapu spilve Eriophorum latifolium, zvīņaugu grīslis Carex lepidocarpa, purva āžloks Triglochin palustre, purva dzeguzene Epipactis palustris. Ja kaļķains zāļu purvs izveidojies avotu ietekmē, tajos aug tikai ar avotiem saistītas sūnas. Visbiežāk sastop mainīgo avotspalvi Palustriella commutata un kaļķu avoksni Philonotis calcarea. Kaļķainos zāļu purvos var nodalīt septiņas augu sabiedrības: ar rūsgano melnceri Schoenus ferrugineus, ar Devela grīsli Carex davalliana, ar zvīņaugļu grīsli Carex lepidocarpa un sāres grīsli Carex panicea, ar Buksbauma grīsli Carex buxbaumii, ar mazziedu pameldru Eleocharis quinqueflora, ar pūkaugļu grīsli Carex lasiocarpa, ar zilgano seslēriju Sesleria caerulea. Pārejas purvi sastopami augsto purvu malās, ezeru slīkšņās un reljefa pazeminājumos. Tajos minerālvielu daudzums ir mazāks nekā zāļu purvos, bet lielāks nekā augstajos purvos. Kūdras reakcija var būt skāba līdz neitrāla (pH 4-7). Pārejas purva sabiedrība ar uzpūsto grīsli Carex rostrata ir viena no biežāk sastopamajām purvu augu sabiedrībām Latvijā. Ezeru slīkšņās trejlapu puplakši, purva cūkauši un indīgais velnarutks spēj veidot horizontālu sakņu pinumu, kas ļauj tiem noturēties virs ūdens. To saknes un stumbri ir dobi. Sakņu pinumos ieaug sfagni un zaļsūnas, kā arī citi, mazāki augi, kas kopā veido šūpojošos slīkšņu. Pretstatā zāļu purviem, pārejas purvos sūnu stāvā dominē sfagni. Bieži sastop strupo sfagnu Sphagnum flexuosum un assmailes sfagnu Sph. fallax. Lakstaugu stāvā aug gan tādas augu sugas, kas sastopamas zāļu purvos, piemēram, pūkaugļu grīslis Carex lasiocarpa, trejlapu puplaksis Menyanthes trifoliata, purva vārnkāja Comarum palustre, šaurlapu spilve Eriophorum polystachion, upes kosa Equisetum fluviatile, purva rūgtdille Peucedanum palustre, gan arī dažas, kas raksturīgas tikai pārejas purviem. Tipiskas pārejas purvu augu sugas ir slaidā spilve Eriophorum gracile, tievsakņu grīslis Carex chordorhiza, purva sūnene Hammarbya paludosa, dzeltenā akmeņlauzīte Saxifraga hirculus. Atkarībā no minerālvielu daudzuma kūdrā, pārejas purvi var būt gan augu sugām nabadzīgi, gan bagāti. Sugām visnabadzīgākajos pārejas purvos dominē viena grīšļu suga, visbiežāk, uzpūstais grīslis Carex rostrata vai makstainā spilve Eriophorum vaginatum. Tur aug arī purva dzērvene Oxycoccus palustris un apaļlapu rasene Drosera rotundifolia, bet sūnu stāvā dominē viena sfagnu suga. Latvijā pārejas purvos var nodalīt divas augu sabiedrības: 1) ar uzpūsto grīsli Carex rostrata, 2) ar pūkaugļu grīsli Carex lasiocarpa. Ar kalciju bagātās ezeru slīkšņās vai avotainās vietās, dažkārt sastop jaukta tipa purvus, kur sfagnu ciņi mijas ar zaļsūnu liekņām. Līdztekus kaļķainajiem zāļu purviem, tie ir sugām visbagātākie purvi Latvijā. Sfagnu ciņus veido tādas sfagnu sugas, kas spēj augt ar kalciju bagātās augtenēs. Tās ir Varnstorfa sfagns Sphagnum warnstorfii un gludais sfagns Sphagnum teres. Uz ciņiem un to nogāzē aug pēc minerālvielām mazprasīgas augu sugas, bet liekņās ‒ kaļķainiem zāļu purviem raksturīgas augu sugas. Liekņās aug, piemēram, mazziedu pameldrs Eleocharis quinqueflora, zvīņaugļu grīslis Carex lepidocarpa, divmāju grīslis Carex dioica, sūnas Kosona dižsirpe Scorpidium cossonii, parastā dizširpe Scorpidium scorpioides, bet ciņos – purva dzērvene Oxycoccus palustris, apaļlapu rasene Drosera rotundifolia, Alpu mazmeldrs Trichophorum alpinum, tievsakņu grīslis Carex chordorhiza. Ciņu nogāžu pakājē dažreiz aug īpatnēja izskata sūna – spurainā dzīparene Paludella squarrosa. Jaukta tipa purvos var nodalīt divas augu sabiedrības: 1) ar Alpu mazmeldru Trichophorum alpinum un Varnstorfa sfagnu Sphagnum warnstorfiii, 2) ar gludo sfagnu Sphagnum teres un pūkaugļu grīsli Carex lasiocarpa. Visretāk Latvijā sastop kaļķaino zāļu purvu un jaukta tipa purvu augu sabiedrības.

Attēlā: grīšļu ķauķis (Acrocephalus paludicola), Žīmanta Morkvēna (Žymantas Morkvėnas) foto

Purvu putni, to faunas izveidošanās un pētniecības metodes

Mēnesis: Novembris Autors: Oskars Keišs Tautā, sakot vārdu „purvs”, visbiežāk ar to saprot tieši augstos purvus, taču pastāv arī zāļu purvi. Šo purvu flora un fauna ir diezgan atšķirīga. Zāļu purvos dominē grīšļi un citi līdzīgi augi un no malas tas varbūt pat atgādina zālāju, tomēr zāļu purvi visu gadu ir mitri un pat slapji, tādēļ arī tajos sastopamā fauna ir unikāla. Īpaši, ja runājam par putniem – zāļu purvi mūsdienās praktiski ir vienīgā mājvieta grīšļu ķauķim (Acrocephalus paludicola). Šis mazais dziedātājputns ir īpatnējs ar to, ka mazuļus tam baro un vadā tikai mātīte, tādēļ vietām, kur tas dzīvo jābūt īpaši bagātām ar sauszemes bezmugurkaulnieku kāpuriem. Parasti šāda uzvedība ir raksturīga lielākiem putniem – pīlēm un vairumam vistveidīgo putnu arī par mazuļiem rūpējas tikai mātītes. Augstie purvi tautā ir daudz labāk pazīstami, jo tajos cilvēki tradicionāli lasa dzērvenes. Augstajam purvam raksturīgā sfagnu sūnu veģetācija ir līdzīga tundras veģetācijai ziemeļos, tādēļ šeit sastopamās augu un dzīvnieku sugas bieži vien ir Leduslaikmeta relikti Latvijā – sugas, kas augstajos purvos saglabājušās kopš ledāja atkāpšanās, kad visā mūsu valsts teritorijā bija tundra. Vistipiskākā šāda suga ir baltirbe (Lagopus lagopus), kuŗas spalvu tērps ziemā ir balts, bet vasarā – brūnganraibs. Tādā veidā baltirbe pielāgojas apkārtnes krāsai gan ziemā, gan vasarā. Diemžēl – cilvēku sugas izraisītās klimata pārmaiņas ir veicinājušas pārāk siltu ziemas, kuŗu laikā nav pastāvīgas sniega segas un tādēļ baltirbes Latvijā ir gandrīz izzudušas (sk. karti: baltirbes (Lagopus lagopus) izplatība Latvijā 2000.–2004. gadā; LOB dati http://www.lob.lv/images/atlants/kartes/080806/lalag_080806.jpg) Citas augsto purvu putnu sugas nav tik specializētas, tādēļ to izplatība augstajos purvos ir vienmērīgāka (sk. karti) – biežāk sastopama augsto purvu suga ir dzeltenais tārtiņš (Pluvialis apricaria), šo sugu Latvijas Ornitoloģijas biedrība ir izvēlējusies par Latvijas gada putnu 2015 (sk. karti: dzeltenā tārtiņa (Pluvialis apricaria) izplatība Latvijā 2000.–2004. gadā; LOB dati http://www.lob.lv/images/atlants/kartes/080806/plapr_080806.jpg) Protams, purvos ligzdo arī daudz parastu putnu sugu. Iespējams, vairumam cilvēku nav zināms, ka augstajos purvos ligzdo arī tādas lauku ainavām raksturīgas sugas kā lauku cīrulis, kā arī mājas strazds un svīre, kuri būrīšu vietā apdzīvo purva minerālzemes saliņās augošo lielo priežu dobumus. Purva putnus iespējams pētīt ar vispārējām un specifiskām metodēm. Latvijas purvu ornitofaunu pirmie ir pētījuši Kārlis Vilks, Egons Tauriņš un igauņu profesors Ēriks Kumari, kurš organizēja vairākas ekspedīcijas Baltijas valstu purvos 1950tajos gados. Latvijas purvu izpēte ar ligzdojošo putnu atlanta metodēm notika gan pirmā (1980–1984), gan otrā (2000–2014) Latvijas Ligzdojošo putnu atlanta laikā (Vīksne (red.) u.c. 1989, LOB nepublicēts). Atlanta metode nozīmē reģistrēt sugas klātbūtni un novērtēt tās ligzdošanas varbūtību konkrētajā vietā, pielietojot četru pakāpju 17 pazīmes (Strazds, Račinskis 2000). Ar šādām metodēm iegūst putnu izplatības kvadrātu kartes (sk. baltirbes un dzeltenā tārtiņa izplatības kartes Latvijā 2000–2004). Putnu kvantitatīvas uzskaites var veikt ar Somu Līniju-transekšu metodi (Järvinen, Väisänen 1975) vai arī ar punktu uzskaišu metodi (Reynolds et al. 1980). Tā kā punktu uzskaišu metodē putnus uzskaita noteiktos punktos vismaz 500 m attālumā citu no cita, tad purvā šīs metodes trūkums ir tāds, ka daudz laika tiek patērēts pārvietojoties starp punktiem, nevis skaitot putnus. Šī iemesla dēļ purvos viennozīmīgi ir jāpielieto Somu Līniju-transekšu metode. Ar šīs metodes palīdzību ir iespējams, novērtēt gan dažādu putnu sugu populāciju attīstības tendences (trendus) gadu gaitā, gan arī novērtēt sugu ligzdošanas biezību („blīvumu”), ja tiek reģistrēta putnu atrašanās vieta līdz 25 m no transektes un tālāk par 25 m (biezības aprēķinos ņem vērā tikai 25 m joslā novērotos putnus). Atkarībā no sugas, galvenās joslas platums var būt arī 100 m (vieglāk konstatējamām sugām). Kopš 2003. gada kvantitatīvas ligzdojošo putnu uzskaites ir veiktas Ķemeru tīrelī (J. Ķuzes nepubl. dati), izmantojot šos datus ir iespējams novērtēt dažu putnu sugu 10 gadu populācijas trendu šajā aizsargājamajā teritorijā. Ņemot vērā lielo nosusināto purvu skaitu pagātnē, nevar teikt, ka purvu putnu sugām būtu labvēlīgs aizsardzības statuss Eiropā. Piemēram, Vācijā dzeltenā tārtiņa ligzdojošo putnu populācija 2002. gadā bija tikai 12 pāri (Bauer et al. 2005). Latvijā skaita vērtējums ir vismaz 300 pāru (Vīksne (red.) u.c. 1989) – līdz ar to mūsu augstie purvi ir jāvērtē kā nozīmīgas bioloģiskās daudzveidības atradnes Eiropas mērogā. Vēres Bauer, H.-G., Bezzel, E., Fiedler W. 2005. Das Kompendium der Vögel Mitteleuropas: Alles über Biologie, Gefährdung und Schutz. Band 1: Nonpasseriformes – Nichtsperlingsvögel. Wiesbaden: Aula–Verlag Wiebelsheim. S. 429. Järvinen, O., Väisänen, R. A. 1975. Estimating relative densities of breeding birds by the line transect method. Oikos 26: 316–322. Reynolds, R. T., Scott, J. M., & Nussbaum, R. A. 1980. A variable circular-plot method for estimating bird numbers. Condor 82: 309–313. Strazds, M., E. Račinskis. 2000. Latvijas Ligzdojošo putnu atlants 2000–2004: instrukcija. Latvijas Ornitoloģijas biedrība, Rīga. 12 lpp. Vīksne (red.), J. Priednieks, M. Strazds, A. Strazds, A. Petriņš. 1989. Latvijas Ligzdojošo putnu atlants 1980–1984. Zinātne, Rīga. 352 lpp.

Lapu sūnu daudzveidība mazietekmētos Latvijas purvos

Mēnesis: Oktobris Autore: Anna Mežaka

Sūnas parasti asociējas ar ļoti maziem, gandrīz neieraugāmiem organismiem. Tomēr to loma purvu ekosistēmu funkcionēšanā un arī cilvēka dzīvē ir īpaši nozīmīga. Piemēram, augsto purvu kūdru, pārsvarā veido tieši sfagnu Sphagnum sp. atmirušās daļas. Savukārt neskarta purvu vide nodrošina apstākļus, lai sūnas purvos varētu ilglaicīgi eksistēt.

Latvijā sastopami trīs purvu tipi – augstais jeb sūnu purvs, pārejas purvs un zemais jeb zāļu purvs. Katrā purva tipā vērojamas atšķirības sūnu sugu sastopamībā un/vai segumā. Sūnām vissvarīgākais limitējošais faktors ir mitrums, kas atšķiras ne tikai starp purvu tipiem, bet arī viena purva ietvaros, piemēram, purva malas ir mitrākas salīdzinājumā ar purva centrālo daļu. Savukārt, purva centrālajā daļā mitrumu var nodrošināt lāmas. Purvu struktūru mēdz nodrošināt lāmu un ciņu labirinti, kur sūnu sugu sastāvs atšķiras starp sausiem ciņiem un slapjām ieplakām. Arī barības vielu sastopamība un purva vides reakcija (skāba vai bāziska) nosaka atšķirīgu sūnu sugu sastopamību un segumu. Svarīga loma ir arī biotiskajiem faktoriem, piemēram, sūnu sugu mijiedarbībām, kas nosaka sugu līdzāspastāvēšanu vai konkurenci.

Augsto purvu veģetāciju pārsvarā pārstāv sfagni, kas pamatā veido augsto purvu kūdru. Latvijā augsto purvu kūdras pH variē 4,3-6,7 (augstā purva ūdeņu pH 5,4-5,1) – visskābākais ir purva centrālās daļas virsējais slānis, bet virzienā no purva centra uz tā malām pH paaugstinās.

Atrastas 35 lapu sūnu sugas Latvijas augstajos purvos. Tipisks augstā purva pārstāvis ir Magelāna sfagns Sphagnum magellanicum, kas parasti atpazīstams pēc violeti-sarkanīgās krāsas, veidojot plašus klājienus gan uz ciņiem, gan aizaugošās lāmās, kā arī purva malās. Nanoreljefa pazeminājumos bieži sastopams šaurlapu sfagns Sphagnum angustifolium. Uz ciņiem ir tipisks brūnais sfagns Sphagnum fuscum, kas var augt kopā ar iesarkano sfagnu Sphagnum rubellum, parasto dzegužlinu Polytrichum commune, viļņaino divzobi Dicranum plysetum, Šrēbera rūsaini Pleurozium schreberi vai purva krokvācelīti Aulacomnium palustre. Purva lāmās bieži sastopams garsmailes sfagns Sphagnum cuspidatum, kas ir piemērojies augt gan atklātā ūdenī, gan aizaugošās lāmās.

Zemo purvu kūdras pH Latvijā svārstās 6,8–7,5 (zemā purva ūdeņos pH 6,8-7,1). Zemajos purvos atrastas 57 sūnu sugas, no kurām bieži sastopamas ir 34 sugas. Sūnas ir arī nozīmīgi edifikatori zemajos purvos, piemēram, parastā smailzarīte Calliergonella cuspidata, grieztais sfagns Sphagnum contortum, sirpjlapu sfagns Sph. subsecundum, Varnstorfa sfagns Sph. warnstorfii, Filibēra ežlape Thuidium philibertii, spīdīgā tūbaine Tomentypnum nitens. Biežāk sastopamās sūnu sugas zemajos purvos ir: Bonžana divzobe Dicranum bonjeanii, starainā atskabardze Campylium stellatum, lielā samtīte Bryum pseudotriquetrum, parastā kociņsūna Climacium dendroides, paparžu dzīslenīte Cratoneuron filicinum, mīkstā sirpjlape Drepanocladus aduncus, adiantu spārnene Fissidens adianthoides. Latvijas rietumu daļas zāļu purvos biežāk sastopamas sūnu sugas: parastā dižsirpe Scorpidium scorpidoides, Kosona dižsirpe Scorpidium cossonii, trauslā matzobe Ditrichum flexicaule.

Pārejas purvi Latvijā aizņem salīdzinoši mazu platību un gandrīz viemēr robežojas ar augsto vai zemo purvu. Pārejas purvu ūdeņu pH svārstās 5,4-7,1 un tiem raksturīgi mezotrofi augi. Pārejas purvos mozaīkā sastopamas gan augsto (uz ciņiem), gan zemo purvu sūnu sugas (ieplakās) – kopā ap 43 sugām. Bieži izplatītas sugas pārejas purvos ir Sphagnum magellanicum, Sph. angustifolium, Aulacomnium palustre, Calliergonella cuspidata, Drepanocladus aduncus.

Rakstā tika aplūkotas lapu sūnas, bet ir nepieciešami turpmāki pētījumi par aknu sūnām. Maz ir zināms par aknu sūnu izplatību purvu ekosistēmās Latvijā. Turpmāk nepieciešami pētījumi, kas skaidrotu arī sūnu ekoloģiju purvu ekosistēmās. Piemēram, kāda ir ķīmisko elementu loma sūnu sugu sastopamībā, vai, kādas ir sūnu mijiedarbības un kādi apstākļi tās nosaka. Izzinot sūnu ekoloģiju būtu iespējams plānot ilglaicīgu dabas aizsardzību vai globālā klimata pārmaiņu ietekmi, kā arī pārbaudīt ekoloģiskās teorijas.

Literatūra Nomals P. 1930. Latvijas PSR purvi. Ģeogrāfiski raksti 2, 46 lpp. Аболинь A. A., 1968. Листостебельные мхи Латвийской ССР. Рига, Зинатне, 332 c. Āboliņa, A. 2001. Latvijas sūnu saraksts. Latvijas veģetācija 3: 47–87.

Vai iespējams novērtēt izmanaiņas vidē ar briofītu palīdzību?

Mēnesis: Septembris

Autors: Jorens Kviesis

Sūnas ir kūdrainas augsnes veidotāji, ik gadu atmirstot vecajiem, tās ataudzē jaunus dzinumus. Sūnu dzinumi ir bez uzturvērtības, taču tie ieņem savu vietu tautas medicīnā. Ārstniecības nolūkos pārsvarā tiek lietotas sūnas, tādas kā Sphagnum magellanicum Bird, Sphagnum papillosum Lind. un Sphagnum palustre Lind. Visbiežāk pielieto spirta izvilkumus vai ūdens novārījumus antiseptiskai brūču apstrādei. Šāda veida sūnu ekstraktu sastāvs savstarpēji atšķiras, taču visi tie satur pigmentus, ogļūdeņražus, taukskābes, sterolus, taukskābju monoglicerīdus, mazākā mērā – spirtus, ogļhidrātus un terpēnus. Variējot ar ekstraģentu iespējams panākt vienas vai otras savienojumu klases pārsvaru ekstraktā. Lai palielinātu sūnu izmantošanas iespējas, piemēram, izmantot sūnas par indikatoru apkārtējās vides izmaiņu konstatēšanai, nepieciešams iepazīt to sastāvu un sastāva izmaiņas dažādām sūnu sugām. Ogļūdeņražu sastāva izpēte ir solis, lai noskaidrotu to biosintēzes regulējošos faktorus augā, un arī, lai izprastu kūdras sastāvā ietilpstošo vasku un bitumu veidošanās procesus. Latvijas purvos augošajām sūnām izvērtējot nepolāros šķīdinātājos šķīstošo ekstraktvielu sastāvu, var konstatēt gan sazarotos, gan normālos alkānus. Sazaroto un nepiesātināno alkanu daļa heksāna ekstraktā nepārniedz 15%. Atšķirīgu sūnu dzimtas normālo alkānu saturs (μg/g) ekstraktos, kas iegūti par ekstaģentu izmantojot heksānu, redzams 1. tabulā.

n-Alkānu saturs (μg/g) sūnu ekstraktos 1.Tabula.

Savienojumi	Sūnu sugas
	Sphagnum fimbriatum	Polytrichum commune	Dicranum polysetum
	μg/g sausu sūnu
Heksadekāns (C16:0)	9	5	11
Heptadekāns (C17:0)	13	5	7
Oktadekāns (C18:0)	13	3	15
Nonadekāns (C19:0)	13	4	4
Eikozāns (C20:0)	15	7	15
Heneikozāns (C21:0)	2	9	2
Dokozāns (C22:0)	16	11	14
Trikozāns (C23:0)	19	62	12
Tetrakozāns (C24:0)	17	27	11
Pentakozāns (C25:0)	95	45	3
Heksakozāns (C26:0)	21	38	10
Heptakozāns (C27:0)	14	75	3
Oktakozāns (C28:0)	24	71	7
Nonakozāns (C29:0)	17	94	5
Triakontāns (C30:0)	24	58	6
Untriakontāns(C31:0)	10	89	2
Dotriakontāns (C32:0)	11	32	5
Tritriakontāns (C33:0)	63	26	<1
Kopējie n-alkāni:	396	671	132

Rezultāti norāda, ka atšķirības starp sūnām rodamas pat alkānu rindā, kurā var dominēt alkāni ar pāra vai nepāra oglekļa atomu skaitu. Tendence saturēt alkānus ar pāra oglekļa atomu skaitu ir konstatēta, piemēram, Dicranum polysetum un Sphagnum fimbriatum sugām. Turklāt sūnu ekstrakti atšķiras arī ar dominējošo alkānu sastāvu. Ja ekstraktam Dicranum polysetum tie ir no C16:0 līdz C20:0, tad ekstraktiem Polytrichum commune un Sphagnum fimbriatum, dominējošo alkanu sastāvs ir pavirzījies augstāko homologu virzienā, proti no C27:0 līdz C30:0. Veicot hloroforma ekstrakta analīzes Latvijas purvos augošajām sūnu sugām, tika konstatēts, ka to sastāvu veido ap 70 savienojumu. Jāatzīst, ka vairums no tiem nepārsniedz 1,0 µg/g sausu sūnu. Jāņem vērā arī tas, ka sūnu sastāvs var būt mainīgs un atkarīgs no to dzimtas, augšanas vietas, apstākļiem un veģetācijas perioda. Par galvenajiem sūnu sastāva pārstāvjiem var nosaukt taukskābes, tādas kā miristīnskabi, stearīnskābi un citas, kurām piemīt antioksidatīva aktivitāte. Starp nepiesātinātajām taukskābēm var minēt linolēnskābi kam piemīt pretiekaisuma un pret artrīta iedarbība. Zināmu aromātu sūnu ekstraktam piedod fitols un farnezēns. Novērojama tendence, ka aknu dzimtas sūnās fitola saturs pārsniedz lapu sūnās atrasto. Pētītajās sūnu sugās konstatēti steroli ar nemainīgu kampesterola, stigmasterola un beta-sitosterola kompozīciju, atšķiroties vienīgi ar koncentrāciju un savstarpējo attiecību. Šāds sterolu sastāvs ir raksturīgs ne tikai Sphagnum dzimtas sūnām.

Ekstraktvielu saturs sūnu hloroforma ekstraktos (μg/g). 2.Tabula.

Savienojumi	Sūnu sugas
	Sphagnum fimbriatum	Sphagnum magellanicum	Pleurozium schreberi
	μg/g sausu sūnu
Steroli
Holesterols	6	0	0
Kampesterols	66	72	49
Stigmasterols	95	77	18
Beta-Sitosterols	109	134	95
Taukskābes
Miristīnskābe (C14:0)	4	2	5
Linolēnskābe (C18:3)	14	<1	7
Oleīnskābe (C18:1)	3	4	2
Stearīnskābe (C18:0)	4	25	4
Arahidīnskābe (C20:4)	3	2	<1
Tauksabju monoglicerīdi
1-Monopalmitīns	28	79	34
Stearīnskābes-2,3-bis(hidroksi) propil esters	13	8	<1
2-Monopalmitoilglicerols	<1	1	<1
Diterpēni
Pimārskābe	1	4	9
Izopimārskābe	2	4	6
Citi savienojumi
Fitols	8	4	5
Fitola acetāts	3	3	3

Par mazsvarīgu nevar uzskatīt ogļhidrātu saturu sūnās. Kaut arī saharīdu grupas savienojumu pētījumi sūnās ir komplicēti un pasaules literatūrā plaši nav izvērsi, interesi izraisa savienojumu grupas ar kādām tie saistīti augā un to uzglabāšanās ilgumu ziemas un vasaras apstākļos. Ar superkritiskās CO₂ iekārtas palīdzību iegūtajos Rhytidiadelphus triquetrus ekstraktos izdevās konstatēt vairākus monosaharīdus un disaharīdus, tādus kā fruktopiranoze, glikopiranoze, saharoze un citus minorā daudzumā. Iespējams daļa no tiem augā ir saistīti hloroplastu glikolipīdos tādos, kā monogalaktozildiacilglicerīns, digalaktozildiacilglicerīns vai līdzīgās formās. Kā jau tika minēts, šāda informācija kalpotu par vides indikatora atrašanu, nevis kāda konkrēta viena savienojuma veidolā, bet parametru kopumā, kas raksturotu tā brīža situāciju vidē. Šo un citu sakarību meklējumi starp minētajiem parametriem ir daļa no veicamā pētījuma uzdevumiem.

Ezers Teiču purvā, peldlapu augu joslā dzeltenā lēpe (A.Skuja)

Liliju ezers Ķemeru nacionālajā parkā (A.Priede)

Purvu ūdentilpju veģetācija

Mēnesis: Augusts Autore: Laura Grīnberga

Latvijas purvi ir ekosistēmas, kuros izveidojušās daudzveidīgas un savdabīgas augu sabiedrības; atkarībā no purvu tipa, apsaimniekošanas u.c. faktoriem, tie var būt gan nabadzīgi, gan bagāti augu sugu ziņā. Savukārt purvu ūdenstilpes – distrofie ezeri un no purviem izplūstošās vai caurtekošās upes ir raksturojami kā ūdensaugu sugām nabadzīgi ūdeņi. To nosaka specifiskie vides apstākļi – augstā ūdens krāsainība (ūdens caurredzamība ir viens no svarīgākajiem faktoriem veģetācijas attīstībai), zemais barības vielu daudzums un ūdens pH. Raksturīgi, ka purvu ūdenstilpēm nav izveidojusies seklā litorāles zona, kur būtu iespējama ūdensaugu augšana.

Atšķirībā no distrofiem ezeriem, semidistrofi un diseitrofi ezeri ir sugām bagātāki. Semidistofi ezeri veidojas oligotrofā ezerā ieplūstot humusvielām bagātiem ūdeņiem. Diseitrofu ezeru veidošanos sekmē antropogēnais piesārņojums, kas ieplūst ditrofos ezeros, kā arī purvu ūdeņu ieplūšana eitrofos ezeros. Nozīmīgas izmaiņas mūsdienās nelielajos purvu ezeros izraisa arī bebru darbība.

Gar purvu ūdenstilpēm veidojas virsūdens augu josla, kas bieži vien grūti nodalāma no pārējās purvainās piekrastes teritorijas. To veido dažādas grīšļu (Carex spp.) sugas, parastā niedre Phragmites australis, upes kosa Equisetum fluviatile, ezera meldrs Scirpus lacustris, šaurlapu vilkvālīte Typha angustifolia, platlapu vilkvālīte Typha latifolia, trejlapu puplaksis Menyanthes trifoliata. Distrofos ezeros nelielā daudzumā, bet diseitrofos ezeros bieži sastopamas ir dažādas peldlapu augu sugas, kuru attīstību mazāk ietekmē ūdens caurredzamība: dzeltenā lēpe Nuphar lutea, baltā ūdensroze Nymphaea alba, sniegbaltā ūdensroze Nymphaea candida, abinieku sūrene Polygonum amphibium, peldošā glīvene Potamogeton natans. Iegrimušo ūdensaugu attīstību visbūtiskāk ietekmē ūdens krāsainība, ezeros, kur tā ir zemāka un barības vielu vairāk, veidojas blīvākas vai skrajākas iegrimušo augu joslas, kā arī attīstās veģetācija uz ezera gultnes. Biežāk sastopamā iegrimušo augu suga purvu ezeros ir spožā glīvene Potamogeton lucens. Distrofos ezeros ar zemu ūdens caurredzamību, iegrimušo augu sugas nav sastopamas, izņemot sūnaugus, galvenokārt dažādas sfagnu (Sphagnum spp.) sugas.

Purvu izplatības attiecības Latvijas teritorijā

Zemā tipa kūdras īpašības, izmantošana perspektīvā

Jūlijs

Autors: Jānis Krūmiņš

Kūdra kalpo kā augstvērtīgs izejmateriāls plašā pielietojuma spektrā, to iespējams izmantot sākot ar lauksaimniecību un beidzot ar celtniecību, medicīnu un pat tekstilrūpniecību. Tomēr vairumā gadījumu tiek izmantota augstā tipa kūdra, tādēļ aktuāls paliek jautājums – “Ko iesākt ar zemā tipa kūdru?”.

Materiāla īpašību kopums ir atkarīgs no kūdras tipa, kuru ir noteikuši kūdras veidošanās apstākļi un vide. Piemēram, jau gadu tūkstošiem augstā tipa kūdra ir zināma, tās konservējošo īpašību dēļ, kuru pamatā ir vides skābums, anoksiskie apstākļi u.c. raksturlielumi. Savukārt, zemā kūdra izsenis tiek izmantota augšņu uzlabošanai, pateicoties vērtīgajām minerālvielām tās sastāvā.

Kūdras atradņu kopējā platība Latvijā ir 6811,88 km² (10,5% valsts teritorijas); no tiem zemo purvu kopējā platība 3358,26 km² (5,2% valsts teritorijas), kā arī zīmīgi krajumi zemā tipa kūdras augstajos purvos. Apzinātie kūdras krājumi (>40% mitrums) sastāda 1,5 miljrardus tonnu (8. vieta pasaulē).

Zemā tipa kūdru parasti veido eitrofo augu atliekas ar augstu sadalīšanās pakāpi. Kūdras krāsa ir ļoti tumša, līdz melna, kūdras pH vērtība ~ 5-6. Zemā tipa kūdra sastāv galvenokārt no grīšļu, koku-grīšļu, koku-zāļu, hipnu un niedru kūdras slāņiem. Galvenie zāļu kūdru veidojošie augi ir grīšļi C. lasiocarpa , C. limosa, C. riparia un niedres Phragmites australis, ko papildina kosu un koku atliekas. Zāļu purvos kūdras slāņa biezums ir relatīvi neliels salīdzinājumā ar citu tipu purviem, kā arī vērojama paaugstināta dabiskā mitruma (>80%) un augsta mineralizācijas pakāpe (6 - 16%). Kūdras sadalīšanās pakāpe ir augsta (20 - 50% un vairāk).

Raksturojot zemā tipa kūdras ķīmisko sastāvu ir iespējams izvērtēt kūdras veidošanās apstākļus, purva mijiedarbību ar apkārtējo vidi, kā arī rezultātā atpazīt un raksturot agrīnās diaģenēzes stadiju – etapu, kad organiskās nogulas kļūst par kūdras nogulumiem, tādejādi var rast pilnīgāku priekšstatu par kūdras veidošanos un attīstību laikā un telpā.

Šī brīža kūdras izmantošanas pamatpozīcijas Latvijā ir:

Sūnu frēzkūdra (augstā t.);
Grieztā sūnu kūdra (augstā t.);
Frakcionēta un neitralizēta kūdra (augstā t.);
Kūdras maisījumi;
Kūdras substrāti;
Kurināmā frēzkūdra un gabalkūdra (augstā t.);
Kūdras granulas un briketes (augstā t.);
Dziednieciskās dūņas.

Potenciālie izmantošanas virzieni konkrēti zemā tipa kūdrai:

Enerģētika;
Celtniecības un izolācijas materiāli, krāsvielas;
Tēlniecība;
Tekstilrūpniecība;
Celulozes un papīra rūpniecība;
Ūdens pārvaldība (filtrācija, mīkstināšana, attīrīšana, aļģu izplatības ierobežošana);
Sanācijas materiāli un biosorbenti;
Pārtikas rūpniecība un kūpināšana;
Farmācija, fizioterapija, balneoloģija, kosmetoloģija.

Pilveļu ezers (Autore: Karina Stankeviča)

Zilaļģu sapropelis (Autore: Katina Stankeviča)

Sapropeļa izmantošana augu attīstības stimulēšanai

Jūnijs Autore: Sabīne Bunere

Sapropelis no grieķu valodas sapros – sapuvis un pelos – dūņas ir daļēji atjaunojams zemes dzīļu resurss, kas veidojas ūdenstilpēs pamatā no ūdens organismu atliekām. Visintensīvāk sapropelis veidojas seklās ūdenstilpēs (2 – 20 m dziļās) ar nelielu virsmas laukumu un vāju caurteci. Šādos apstākļos gada laikā var uzkrāties līdz pat 2 mm sapropeļa. Tomēr sapropeļa atradnes ir ne tikai ūdenstilpes, bet arī kūdras purvi, jo gandrīz katrs trešais purvs ir radies aizaugot ezeram, tādējādi zem kūdras slāņa ir atrodams sapropelis. Sapropeļa lielāko masas daļu (90 %) veido ūdens, dažādi minerālie komponenti un organiskie savienojumi, kā arī mikroorganismi, kas piedalās sapropeļa veidošanā.

Sapropelim ir ļoti daudzveidīgas izmantošanas iespējas. Sākot no rūpniecības – būvmateriālu, urbšanas šķīdumu un ķīmisko izejvielu ražošanā, kā arī liešanā, medicīnā – farmakoloģijā un balneoloģijā kā ārstnieciskās dūņas, lopbarības ražošanā un lauksaimniecībā – mēslojumu un augšanas stimulētāju ražošanā. Viens no būtiskākajiem aspektiem sapropeļa augstam izmantošanas potenciālam lauksaimniecībā ir tā humusvielu saturs. Kūdrainajā sapropelī uzkrājas visvairāk humusvielu (30 – 48 % no organiskās masas), savukārt, maksimālā humusvielu koncentrācija ir sapropeļa virsējā slānī.

Latvijas kopējie sapropeļa krājumi sastāda aptuveni 800 – 900 milj. m3 ezeros un 1,5 milj. m3 purvos. Lielākais ezeru sapropeļa atradņu skaits ir augstieņu rajonos, sevišķi Latgales augstienē: bijušajā Rēzeknes rajonā – 94,2 milj. m3, bij. Preiļu rajonā – 66,1 milj. m3, bij. Daugavpils rajonā – 65,3 milj. m3.

Latvijā sapropeļa izmantošanas iespējas lauksaimniecībā ir pētītas Bulduru Dārzkopības tehnikumā vienu sezonu 1954./1955. gadā, kad augsnes mēslošanai tika izmantots Spīgu purva sapropelis. Salīdzinot ar kūtsmēsliem, Lielupes sapropelītu un augsni bez mēslojuma, Spīgu purva sapropelis uzrādīja vislabākos rezultātus - kartupeļu raža pieauga par 160 %, salīdzinot ar kontroles paraugiem, kāpostu raža par 175 %, bet burkānu raža par 140 %. Vēlāk, 1969. gadā, kolhozā „Lielauce”, izmantojot granulētu sapropeļa mēslojumu, tika konstatēts, ka tas stimulē augu augšanu labāk nekā minerālmēslojums. Viens no pēdējiem eksperimentiem ir veikts Valsts Priekuļu laukaugu selekcijas institūtā 2013. gadā ar kartupeļu šķirnēm „Prelma” un „Borodjanskij rozovij”. No laukiem ar sapropeļa mēslojumu tika novākti kopumā lielāki kartupeļi nekā no kontroles lauka.

Šobrīd projekta ietvaros veiktajā pētījumā, kurā tika izmantots Pilveļu ezera nogulumu virsējā slāņa kūdrainais sapropelis, tika noskaidrots, ka redīsu attīstību vislabāk stimulē sapropeļa suspensija 897 mg/l. Suspensiju pievienojot minerālmēslojumam, redīsu attīstība būtiski uzlabojās salīdzinājumā ar kontroles paraugu, kuram tika izmantots tikai minerālmēslojums.

Purva augu ķīmiskais sastāvs un bioloģiskā aktivitāte

Maijs

Autore: Laura Kļaviņa

Briofīti ir augu valsts pārstāvji, kas iedalās trīs klasēs– lapusūnas (Musci), aknu sūnas (Hepaticae) un ragvācelītes (Anthorcerotae). Šie augu valsts pārstāvji ir fotosintezējoši, sporas producējoši organismi, kas apdzīvo mitras ekosistēmas visā pasaulē. Atšķirībā no augstākajiem augiem tiem nav sakņu sistēmas, bet ir rizoīds, kā arī salīdzinoši vienkārša anatomiskā uzbūve. Izmēra ziņā šie augi ir uzskatāmi par maziem: to augstums svārstās no dažiem milimetriem līdz pat pusmetram. Latvijā ir konstatētas vairāk nekā 550 briofītu sugas, puse, no kurām ir reti sastopamas, 87 sugas ir iekļautas Latvijas Sarkanajā grāmatā un 127 briofītu sugas ir īpaši aizsargājamas.

Latvijā mitrzemes un meži ar salīdzinoši augstu briofītu bioloģisko daudzveidību ir plaši sastopami. Tādēļ briofītus var uzskatīti par nozīmīgu dabas resursu, kam nepieciešams rast veidus, kā to racionāli izmantot.
Pamatā pašlaik konstatētie briofītu ekstrakti darbojas novēršot dažādus iekaisumus un infekcijas. Mehānisms un vielas ar kā palīdzību šis efekts tiek iegūts vēl nav noskaidrots, jo ir salīdzinoši maz informācijas par briofītos esošajām vielām un to mijiedarbību savā starpā. Ņemot vērā, ka briofītu sastāvs un īpašības sugu starpā var būtiski atšķirties tāpat, kā ķīmiskais sastāvs dažādās sezonās un reģionos ir svarīgi izpētīt tieši reģionam raksturīgo sūnu ķīmisko sastāvu un censties noteikt savienojumus, kas atbild par briofītu bioloģisko aktivitāti. Tāpat svarīgi novērtēt vai Latvijā augošajiem briofītiem pastāv aprakstītā bioloģiskā efektivitāte, kā minēts literatūrā vai arī šī aktivitāte atšķiras, kas varētu apliecināt atšķirības briofītu ķīmiskajā sastāvā dažādos reģionos un tas savukārt varētu palīdzēt optimizēt apstākļus kādus briofīti aug, lai iegūtu optimālu aktīvo vielu koncentrāciju.

Sphagnum ģints sūnas sastopamas purvu ekosistēmās un to pielietojums Ziemeļeiropas kultūrās kā konservants, lai uzglabātu zivis. Mūsdienās Norvēģijā un Zviedrijā Sphagnum ģints sūnas tiek izmantotas redīsu, burkānu, kā arī citu dārzeņu uzglabāšanai. Tiek uzskatīts, ka bionoārdāmie organismi purvā saglabājas tik labi tieši pateicoties sfagnos esošajam sfagnānam un oksipolisaharīdiem, kas nodrošina organisma atūdeņošanos un pārklāšanos ar karamelei līdzīgu vaskveidīgu slāni, kas aizsargā no mikroorganismu iedarbības, kas varētu izsaukt pūšanas procesu sākšanos. Efektivitātes ziņā produktu apstrāde ar sfagnānu un oksipolisaharīdiem varētu līdzināties kūpināšanas efektivitātei kā konservēšanas metode.

Briofītu antimikrobiālo efektivitāti iespējams noteikt dažādos veidos. Viens no šādiem veidiem ir analizēt no briofītiem iegūtos ekstraktus. Otrs veids ir no briofītu ekstraktiem izdalīt konkrētas vielu grupas vai vielas, jo briofītos ir atrodamas atsevišķas vielas, kas uzrāda antimikrobiālo aktivitāti. Izdalot konkrētus savienojumus tādus kā flavonoīdus- flavona epigenīns, epigenīn-7-O-triglikozīds, lucenīns-2, luteolīns-7-O-neoheperidozīds, saporanīns un viteksīns, noskaidrots, ka vielām piemīt antimikrobiāla aktivitāte pret tādām baktēriju līnijām kā Enterobacter cloaceae, Enterobacter aerogenes un Pseudomonas aeruginosa. Izdalītie flavonoīdi uzrāda labāku antimikrobiālo aktivitāti pret Gram- negatīvajām baktērijām nekā Gram- pozitīvajām. Lielākā daļa antibiotiku uzrāda labāku aktivitāti pret Gram- pozitīvajām baktērijām. Šādas atšķirības varētu tikt skaidrotas ar briofītu nepieciešamību aizsargāties pret augsnē esošajām Gram- negatīvajām baktērijām un briofītos neesošajām cita veida aizsargbarjerām.

Briofītus raksturo plaša izplatība visā pasaulē. Lapu sūnām ir liela nozīme augsnes un kūdras veidošanās procesos. Ņemot vērā briofītu izcilās adaptācijas spējas un izturību pret dažādiem vides faktoriem (sausums, karstums, aukstums) unvides piesārņojumu, tie bieži tiek izmantoti kā bioindikatori, piemēram, atmosfēras piesārņojuma noteikšanai. Plaši ir pētīts metālu saturs briofītos saistībā ar iespējām tos izmantot kā bioindikatorus, taču vides faktoru un piesārņojuma ietekme uz briofītu ķīmisko sastāvu un fizioloģiju ir salīdzinoši maz pētīta. Pētījumi par briofītu bioloģiju, ķīmiju un bioloģisko aktivitāti paver daudz iespēju jaunu atklājumu veikšanai.

Izstrādāts kūdras purvs - labvēlīgos mitruma apstākļos notiek purva veģetācijas atjaunošanās

Purva veģetācijas atjaunošanās pēc kūdras lauku appludināšanas

Vairākus gadu desmitus pamests, sauss kūdras frēzlauks - veģetācijas atjaunošanās ir lēna

Vasarās sausajos kūdras laukos veidojas ekstrēmi apstākļi

Izstrādātie purvi Latvijā – problēmas un biodaudzveidības atjaunošanas iespējas

Aprīlis
Autore: Agnese Priede

Kūdra ir nozīmīgs resurss, taču tās ieguve rada būtisku ietekmi uz bioloģisko daudzveidību un purvu ekosistēmu funkcijām, kas savukārt izraisa vides degradāciju. Līdz šim izstrādāto kūdras ieguves vietu kā degradētu dabas teritoriju stāvoklim un nākotnes perspektīvām Latvijā pievērsta salīdzinoši maza uzmanība.

Izstrādāti kūdras purvi Latvijā veido vērā ņemamu platību – kopā ap 37 145 ha, kas aprēķināta, izmantojot tālāizpētes metodes (neieskaitot zemes, kas pārveidotas lauksaimniecībā izmantojamās platībās – tātad patiesībā norakto purvu platība ir vēl lielāka). Tikai neliela daļa izstrādāto kūdras purvu ir rekultivēti, veidojot ūdenstilpes vai apmežojot, daļa pēc pamešanas dabiski aizauguši ar mežu vai applūduši un tajos dabiski atjaunojas purva veģetācija. Reti platības tiek izmantotas citiem mērķiem, piemēram, ogulāju plantācijām. Lielāko daļu izstrādāto purvu kopplatības veido kūdras frēzlauki, bet salīdzinoši mazāku platību – kūdras karjeri. Izstrādātie, pamestie, sausie kūdras frēzlauki, ir degradēta vide, kurā nepiemērotu apstākļu dēļ nenotiek purva ekosistēmas atjaunošanās. Tikai retos gadījumos vai fragmentāri notiek purvam raksturīga augāja un purva funkciju atjaunošanās, kas vērojama daļēji applūdušos izstrādātos kūdras purvos.

Purva ekosistēma veidojas pārmitros apstākļos – Latvijā purvu ir salīdzinoši daudz, tādēļ ka nokrišņu ir vairāk nekā iztvaikojuma. Latvijas purvi veidojušies, pārpurvojoties sauszemei vai aizaugot ūdenstilpēm. Izstrādātos kūdras purvus, ja tie pēc kūdras izstrādes tiek appludināti – atlikušās kūdras virsma tiek samitrināta vai appludināta, var salīdzināt ar sauszemes pārpurvošanos. Pārmitros apstākļos atkal var ieviesties purviem raksturīgi augi, kas ilgākā laikā atmirstot atkal sāk veidot kūdras slāni. Taču, ja kūdras virsma ir sausa, purva augšanas process – kūdras veidošanās – vairs nenotiek, un purva ekosistēma ir zaudēta. Tomēr, kā liecina pirmējie pētījuma rezultāti un vairāku gadu monitoringa dati, arī labvēlīgos apstākļos purva veģetācijas atjaunošanās notiek salīdzinoši lēni, tādēļ nevar sagaidīt strauju purva ekosistēmas atjaunošanos – vismaz ne tādā mērā, lai tā jau pēc dažiem gadiem atkal līdzinātos dabiskam purvam.

Sausajos izstrādātajos kūdras laukos notiek pastiprināta kūdras sadalīšanās, un tie ir nozīmīgs ogļskābās gāzes – siltumnīcas efektu veicinošas gāzes – emisijas avots. Izstrādātos kūdras purvos, ja tajos nav atjaunots purvam raksturīgs mitruma režīms, raksturīga augsta ugunsbīstamība, kas ugunsgrēku gadījumā rada papildus ogļskābās gāzes izmešus. Gan ietekmes uz bioloģisko daudzveidību, gan klimata pārmaiņu kontekstā dēļ visā pasaulē arvien vairāk tiek uzsvērta purvu atjaunošanas nepieciešamība. Daudzviet pasaulē, galvenokārt Eiropā un Ziemeļamerikā, pēdējos gadu desmitos tiek īstenoti arvien vairāk degradēto purvu – gan norakto, gan meliorēto – atjaunošanas darbi.

Latvijā līdz šim veikti tikai fragmentāri bioloģiskās daudzveidības pētījumi izstrādātos kūdras purvos. Šī pētījuma ietvaros plānojam veikt izstrādātu, pamestu kūdras frēzlauku veģetācijas atjaunošanās sekmju izpēti dažāda vecuma kūdras frēzlaukos ar atšķirīgiem abiotiskajiem (mitruma pakāpes, kūdras sastāva, mineralizācijas pakāpes u.c.) apstākļiem. Izmantosim un turpināsim gan esošas datu rindas (ilgtermiņa monitoringu), gan pētīsim līdz šim nepētītu degradētu, noraktu purvu veģetācijas atjaunošanās sekmes, identificējot faktorus, kas kavē un sekmē purva atjaunošanos.

Pētījuma rezultātā plānots izstrādāt Latvijas apstākļiem piemērotas rekomendācijas izstrādātu kūdras purvu izmantošanai, īpašu uzmanību pievēršot purva ekosistēmas atjaunošanai labvēlīgu apstākļu radīšanai.

Īss ieskats Latvijas purvu zirnekļu faunas izpētē

Marts Autore: Inese Cera Latvijas zirnekļu fauna ir sākta pētīt diezgan nesen. Pirmās Latvijas teritorijā konstatētās zirnekļu sugas ir aprakstījis Ā. E. Grūbe 1859. gadā. Vēlāk, jau 20. gadsimtā, zirnekļu pētījumiem pievērsās Māris Šternbergs gan aprakstot jaunas sugas Latvijas faunai, gan pētot dažādos biotopos sastopamo zirnekļu sugu sastāvu. M. Šternbergs ir veicis zirnekļu faunas pētījumus tagadējā Slīteres nacionālajā parkā – Bažu purva vigās no 1983. līdz 1985. gadam pirms ugunsgrēka (Šternbergs 1991), šajā pētījumā ir konstatētas 38 sugas. Pēc ugunsgrēka 1992. gadā zirnekļu faunu divus gadus analizējis Nauris Petrovics (1995) un salīdzinājis ar iepriekš ievākto materiālu, konstatējot 52 sugas, no kurām 21 suga bija kopīga ar iepriekš veikto pētījumu (Šternbergs 1991). Tāpat arī Teiču purvā zirnekļu faunas izpēti 1991. un 1992. gadā veikusi D. Brūvele (1993), nosakot 30 sugas. Gan M. Šternbergs, gan D. Brūvele un N. Petrovics zirnekļus ievākuši ar augsnes biocenometru (rāmi, 20x20 cm), jo ar šo metodi, atšķirībā no augsnes lamatām, kuras norāda uz zirnekļu aktivitāti, iespējams ievākt un konstatēt reālo zirnekļu populācijas lielumu noteiktā teritorijā. Vēlāk bezmugurkaulnieku pētījumus augstajos purvos Latvijas teritorijā , izmantojot modificētas augsnes lamatas, veicis Voldemārs Spuņģis (Spuņģis 2001, 2008, Spuņģis et al. 2005). Sudas purvā pēc tā degšanas 2000. gadā veikti zirnekļu faunas pētījumi (Spuņģis et al. 2005), kopā nosakot 48 sugas un atklājot arī sešas jaunas sugas Latvijai, savukārt citos pētītajos purvos (Ķemeru, Cenas, Nidas, Vasenieku, Klāņu, Teiču, Bažu, Sudas purvos un Lielpurvā) ņemts vērā tikai zirnekļu populācijas relatīvais blīvums, tā neļaujot spriest par sugu sastāvu katrā no tiem (Spuņģis 2008). Zirnekļus zemajos purvos gan ar augsnes lamatām, gan entomoloģisko tīkliņu pētījusi M. Štokmane (Apšuciema zāļu purvā – 2013; Kaņiera, Engures, Platenes kaļķainajos zāļu purvos – Štokmane et al. 2013). Apšuciema purvā gan virsaugsnes, gan zālaugu stāvā tika noteiktas 80 sugas, savukārt pārējos purvos – 102 sugas. Ir arī nepublicēti dati par zemo purvu zirnekļu faunu gan virsaugsnes, gan zālaugu stāva līmenī (Apšuciema zāļu purvs - Cera, nepubl. materiāli) un publicēta informācija par Engures ezera dabas parka trīs purvos sastopamajām zirnekļu sugām zālaugu stāvā laika posmā no 1997. gada līdz 2008. gadam (Cera et al. 2010). 2009. gadā Apšuciema zāļu purvā zālaugu stāvā tika ievāktas 37 sugas, bet virsaugsnes stāvā – 68 sugas, turklāt četras bija kopīgas abām metodēm un konstatēta viena jauna suga Latvijas faunai (Cera 2009). Kopumā Latvijas purvos patlaban ir konstatētas ap 190 zirnekļu sugas. Turpmāk Latvijā nepieciešams veikt papildu pētījumus ne tikai zirnekļu faunas noskaidrošanai, bet arī dažādu faktoru, tajā skaitā cilvēka ietekmes, novērtēšanai un sugu sabiedrību sastāva izmaiņu novērtēšanā dabīgos un apsaimniekotos purvos. Izmantotie literatūras avoti: Brūvele D. 1993. Teiču purva zemsedzes zirnekļi (Aranei). Rīga, Latvijas Universitāte, Diplomdarbs, 37 lpp. Cera I. 2009.Four spider (Araneae) species new to the fauna of Latvia. – Latvijas Entomologs, 47: 93–94. Cera I., Spuņģis V., Melecis V. 2010. Occurrence of grass-dwelling spiders in different habitats at Lake Engure Nature Park. – Experimental and Environmental biology, 8: 59–69. Grube A. E. 1859. Verzeichnis der Arachnoiden Liv-, Kur- und Estlands. – Arch. Naturk. Liv-, Est- un Kurlands. Ser. 2, Bd 1, S. 414–486. Petrovics N. 1995.Slīteres rezervāta Bažu purva vigas zemsedzes zirnekļu (Aranei) faunas izmaiņas pēc 1992. gada meža ugunsgrēka. Latvijas Universitāte, Bakalaura darbs, 29 lpp. Spuņģis V. 2001. Changes in epigeic arthropod species composition and density in burned ombrotrophic bogs. – Acta Biologica Universitatis Daugavpiliensis, 1, No 1: 11–15. Spuņģis V. 2008. Fauna and ecology of terrestrial invertebrates in raised bogs in Latvia. Riga, Latvijas Entomoloģijas biedrība, 80 pp. Spuņģis V., Biteniekyte M., Relys V. 2005. The first year spider (arachnida: Araneae) community in aburned area of Sudas bog in Latvia. – Ecologia, No 1: 43–50. Šternbergs M. 1991. Slīteres Valsts rezervāta Bažu purva vigas zemsedzes zirnekļi. – Mežsaimniecība un mežrūpniecība, N. 1, 37–43lpp Štokmane M. 2013. Ekoloģisko faktoru ietekme uz epigeisko un zālaugu stāva zirnekļu (Arachnida: araneae) sabiedrībām Apšuciema kaļķainajā zāļu purvā. Rīga, Latvijas Universitāte, Maģistra darbs, 56 lpp. Štokmane M., Spuņģis V., Cera I. 2013. Spider (Arachnida: Araneae) species richness, community structure and ecological factors influencing spider diversity in the calcareous fens of Latvia. – Proceedings of the 54th International Scientific Conference of Daugavpils University: 45–55.

Humusvielu ietekme uz augu augšanu

Kūdras humusvielas un to izmantošanas iespējas

Februāris Autors: Oskars Purmalis Kad redzam augsnes tumšo krāsu, mēs to uztveram kā augsnes auglības rādītāju. Tomēr ne tikai augsnes krāsu, auglību, kā arī daudzas citas īpašības nosaka noturīgas, dabiskas izcelsmes augsnes organiskās vielas – humusvielas. Zinātniski tās var definēt kā dabiskas izcelsmes organiskas vielas ar plašu krāsu spektru (no dzeltenas līdz melnai), kuras ir bioloģiski noturīgas ar daudzveidīgu uzbūvi un augstu molekulmasu. Humusvielas ir atrodamas ūdeņos, augsnē, kūdrā, ūdenstilpju nogulumos. Tās veido nozīmīgu daļu fosilo organisko nogulumu (ogles, lignīts, kūdra) daļu. Tās radušās humifikācijas rezultātā, satrūdot un transformējoties molekulām, kuru avots ir atmirušie organismi. Ņemot vērā atšķirīgās humusvielu atrašanās vietas un veidošanās īpatnības, arī to vecums var būt ļoti dažāds. Piemēram, humusvielas, kas atrodas ūdeņos vai atkritumos, ir dažus gadus vai tikai dažus mēnešus vecas, bet tās, kuras atrodas jūras ūdeņos, ir vairākus simtus gadu senas. No fosilajiem nogulumiem (lignīta, leonardīta, kūdras utt.) izdalīto humusvielu vecums var sasniegt pat vairākus miljonus gadu. LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes pētnieki ir pētījuši dažādu humusvielu īpašības un to potenciālās izmantošanas iespējas. Tika noteikts to elementsastāvs, mikroelementu saturs, struktūras atšķirības un funkcionālo grupu koncentrācija, kā arī to spēja veidot kompleksus ar metālu joniem un ietekmēt šķīdumu virsmas spraigumu (raksturīgākā virsmas spraiguma īpatnība ir spēja veidot pilītes (ūdens un dzīvsudrabs)). Humusvielas augsnē ir enerģijas avots tajā mītošajiem organismiem, tām ir liela nozīme ūdens piesātinājuma nodrošināšanai un uzturēšanai, tādējādi veicot augsnes temperatūras regulāciju. Humusvielas piedalās augsnes buferkapacitātes nodrošināšanā, līdz ar to augsnes ir izturīgākas pret paskābināšanos, kā arī, veidojot kompleksus ar metālu joniem, tiek samazināts to toksiskums. Minētās ietekmes pozitīvi atsaucas uz augu augšanas stimulēšanu, piemēram veicot salīdzinājumu, kā humusvielas spēj ietekmēt augu sakņu sistēmas pieaugumu, secināts, ka augiem, kas apstrādāti ar humusvielām vai audzēti ar humusvielām bagātā augsnē, ir par 20–50 % lielāka sakņu sistēma. Humusvielu īpašību kopums, to izplatība un strukturālās atšķirības ir iemesls aizvien pieaugošai interesei par to izmantošanu lauksaimnieciskajā ražošanā, vides rekultivācijā un dažādās rūpniecības nozarēs. Tās var izmantot vides attīrīšanai no metālu joniem (arsēns, svins, kadmijs, hroms u.c.), organiskām piesārņojošām vielām (pesticīdi, naftas produkti u.c.). Humusvielas ir galvenā kūdras organisko vielu sastāvdaļa, kuru ārstējošās īpašības bija pazīstamas jau Babilonijā un Romas impērijā. Mūsdienās pierādīts, ka kūdrai piemīt nozīmīgas antivīrusu, pretiekaisuma, hormonālo sistēmu stimulējošas īpašības, kā arī tām piemīt potenciāls cīņai ar vēzi. Rūpniecībā humusvielas izmanto kā urbšanas šķīdumus (piemēram, veicot urbums jūrās); humusvielu piedevas ļauj variēt ar betona sastāvu, paplašinot tā lietojuma jomas. Tās izmanto kā krāsvielu papīra un kartona ražošanā, keramikas, tintes un gumijas ražošanā. Tās var izmantot kā līdzekli pret putu veidošanos, kā arī var kalpot kā konservants, līdz ar to radot pilnīgi jaunu pieeju pārtikas konservācijai.