Industriālo kaņepju (Cannabis sativa L) audzēšanas, novākšanas tehnoloģiju izstrāde produkcijas ieguvei ar augstu pievienoto vērtību (S274)

Industriālo kaņepju (Cannabis sativa L.) audzēšana un izmantošana pašlaik juridiski ir atļauta daudzās pasaules valstīs. Šodien, kaņepes kultivē aptuveni 30 valstīs, tostarp Kanādā, Austrālijā, Ķīnā, Spānijā, Lielbritānijā un Francijā.
Vislielākās kaņepju platības atrodas Ķīnā – 106 000 ha, otrajā vietā ir Eiropa ar 19 000 ha, trešajā vietā ir Amerikas kontinents – Kanāda ar 15000 ha. Ķīna vien saražo aptuveni trīs ceturtdaļas kaņepju šķiedras no kopējā pasaules piegādes daudzuma. Latvija platību ziņā ar saviem 100-250 ha, krietni pārsniedz Eiropas vidējos rādītājus, tas ir, 10-15 ha. Vairākkārt palielinājusi kaņepju audzēšanas platības, ir Ukraina. Austrumeiropā, tradicionālajās kaņepju ražotājvalstīs (Ungārija, Polija un Rumānija) cīnās, lai uzlabotu savu tradicionālo kaņepāju audzēšanas un pārstrādes metodes, un izveidot mūsdienīgu aprīkojumu. Piemēram, Ungārija ražo auklas no presēta kartona, bet Rumānija ir galvenais Eiropas kaņepju dzijas un auduma piegādātājs.
Kaņepes (Cannabis sativa L.) ir ļoti neparastas produktu daudzveidības ziņā. Tās var izmantot, lai ražotu vairāk nekā tūkstošs produktu, piemēram, papīru, tekstilu, kompozītmateriālus, izolācijas materiālus un citus produktus ar augstu pievienotu vērtību. Kaņepju audzēšana, pārstrāde un daudzu jaunu produktu ražošana ir ļoti perspektīva no jaunu darbavietu izveidošanas puses. Eiropas Komisijas ziņojumā „COM/2008/03/07” vērsta uzmanība uz kaņepēm kā efektīvu atjaunojamu resursu un vērtīgu izejvielu avotu dažādām nozarēm. Pasaulē tiek veikti pētījumi, izstrādāti arvien jauni produkti, kā arī akcentēta kaņepju pieaugošā nozīme izsīkstošo dabas resursu aizstāšanā. Neskatoties uz veiktajiem pētījumiem pasaulē, joprojām ir problēmas, kurām jārod risinājumi gan izejvielas iegūstošajās, gan pārstrādājošās nozarēs. Pasaulē turpmākajos gados samazināsies gan fosilo izejvielu daudzums, gan arī sintētisko šķiedru ražošanas apjomi. Tomēr pieprasījums pēc šķiedrmateriāliem pieaug, jo arvien vairāk šos materiālus izmanto jaunu produktu ražošanai un tāpēc svarīgi ir maksimāli palielināt Latvijas atjaunojamo dabisko izejvielu – linu un kaņepju šķiedru, eļļas un spaļu izmantošanu dažādu produktu (šķiedru, dzijas, auklu, virvju, filca, audumu, adījumu, siltuma izolācijas un kompozītmateriālu) ražošanā. ES pieaug pieprasījums pēc dabīgajām šķiedrām, ko izmanto kā kompozītmateriālus, papīrrūpniecībā, mašīnbūvē (EP direktīvas 2000/53/EK) (http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32000L0053:LV:HTML) u.c.
Neatjaunojamu dabas resursu krājumi pasaulē samazinās, tajā pašā laikā to patēriņš turpina pieaugt. Iegūšanas process arvien sadārdzinās. Visā ciklā no neatjaunojamo resursu iegūšanas līdz likvidācijai tiek patērētas lielas enerģijas jaudas, notiek CO2 emisija, tiek piesārņoti ūdens resursi, darbojas citi dzīves un vides kvalitāti degradējoši faktori. Kaņepju sējumu 1 ha gadā adsorbē 4 raizes vairāk CO2 nekā 1 ha meža.
Daudzi patērētāji sāk dot priekšroku produktiem, kas izgatavoti no dabīgiem materiāliem. Īpaša uzmanība tiek vērsta uz dabīgo šķiedru izejmateriāliem un to lietošanas iespēju paplašināšanu gan tekstila, gan ne tekstila produktos. Viens no aktuāliem šādu resursu avotiem ir kaņepes, kas ir augstražīgas, patērē ievērojami mazāk sintētiskos mēslošanas līdzekļus nekā citi kultūraugi, pozitīvi ietekmē agro ekosistēmu, uzlabo augsni, nomāc nezāļu, kaitēkļu un slimību attīstību. Kaņepju šķiedras ir vienas no spēcīgākajām un visizturīgākajām dabiskajām šķiedrām ar augstu stiepes izturību, stiprību mitrā stāvoklī, un citām īpašībām, kas padara to tehniski piemērotu dažādiem rūpniecības ražojumiem.
Kaņepes tiek uzskatītas par vienu no daudzsološākajiem atjaunojamo resursu avotiem, lai aizstātu neatjaunojamās sastāvdaļas plašam rūpniecības produktu spektram. Pēc pasaules speciālistu aprēķiniem 1 hektārs kaņepju ir līdzvērtīgs 4 hektāriem meža biomasas ražas pieaugumam vienā veģetācijas periodā. Kaņepju stublājos ir augsts celulozes saturs, kas ir 5-7 reizes lielāks, nekā koksnei. Tas ir unikāls, ļoti rentablas celulozes avots.
Kaņepju šķiedru un tās produktu funkcionalizēšana ir jauns virziens pasaulē, kas veido pamatu ilgtspējīgai ekonomiskai izaugsmei uz dabiski atjaunojamo resursu bāzes, jo kaņepes ir ekokultūra. Lai iegūtu konkurētspējīgu produkcijas kvalitāti, liela nozīme ir gan apkārtējās vides apstākļiem un audzēšanas tehnoloģijai, gan arī - ģenētiskajam potenciālam.
Nozīmīgs kaņepju produkts ir eļļa, ko var izmantot gan kosmētikas rūpniecībā, gan arī pārtikā; sēklas izmanto arī citu pārtikas produktu ieguvei.
Sējas kaņepe (Cannabis sativa L.) Latvijā ir tradicionāla lauksaimniecības kultūra, par ko liecina vēsturiskie dati jau no 16.-17.gs., kad Latvija bija viens no nozīmīgākajiem kaņepju šķiedras piegādātājiem Eiropā. Kaņepes ir ātraudzīgas, un tās ir piemērotas Latvijas agro klimatiskajiem apstākļiem. Tomēr ne visās Latvijas vietās augsne ir piemērota kaņepju audzēšanai. Agroklimatiskie apstākļi dažādos Latvijas reģionos arī atšķiras, un to ietekme uz audzēšanas un novākšanas tehnoloģiju izvēli var būt būtiska. Latvijā līdz šim nav veikti kompleksi zinātniskie pētījumi par kaņepju audzēšanas iespējām, tehnoloģijām un izmantošanas perspektīvām dažādās tautsaimniecības nozarēs. Tāpēc nepieciešami zinātniskie pētījumi, lai noskaidrotu, kādas ir kaņepju audzēšanas un izmantošanas perspektīvas, kāda ir to nozīme ilgtspējīgas lauksaimniecības un apkārtējās vides mijiedarbībā. Latvijā un citās Baltijas valstīs pētījumi par kaņepju audzēšanu ir ļoti maz, bet pētījumu par to izmantošanu bioenerģijas un citu produktu ieguvei praktiski nav. Pieejamā informācija un literatūra par kaņepju audzēšanas tehnoloģiju ietekmi uz gala produktu Latvijas apstākļos nav pietiekama. Arī pārstrādes iespējas nav izpētītas. Tā kā kaņepju šķiedru fizikālās un mehāniskās īpašības ir atkarīgas no dažādiem faktoriem, piemēram, šķirnes, klimatiskiem apstākļiem, augsnes, izmantoto mēslošanas līdzekļu daudzuma, augu blīvuma, novākšanas laika, tad ir svarīgi noskaidrot šķiedru fizikālās un mehāniskās īpašības atbilstību vietējiem apstākļiem un izvēlētajai šķirnei. Un ņemot vērā pasaulē gūto pieredzi izpētīt vietējiem audzēšanas apstākļiem piemēroto audzēšanas tehnoloģiju ietekmi uz kaņepju produktivitāti, kvantitatīvajiem un kvalitatīvajiem parametriem, biomasas iznākumu un to piemērotību šķiedras un bioenerģijas ražošanai. Pētījumi par audzēšanas tehnoloģiju ietekmi uz kaņepju produktivitāti, kvantitatīvajiem un kvalitatīvajiem parametriem, biomasas iznākumu un to piemērotību šķiedras un bioenerģijas ražošanai, dos būtisku ieguvumu atjaunojamo energoresursu nozarē un Latvijas ekonomikā, tādējādi sekmējot arī uzņēmējdarbības attīstību Latvijas reģionos.
Produkcijas izmantošanas veids pašreiz ir diezgan plašs. Jau pašreiz kaņepju stiebru masu apstrāde šķiedras ieguvei veic linu pārstrādes fabrikas Latgalē. Lai sekmīgi audzētu ir svarīgi izmantot zinātniski pamatotas un vietējiem apstākļiem pielāgotas tehnoloģijas un tehniku. Atkarīgi no plānotās pamata produkcijas izmantošanas (šķiedrai, eļļai, masai dažādiem kompozītmateriāliem, pārtikas mērķiem, bioenerģijas ieguvei u.c.) nepieciešama specifiska agrotehnika un novākšanas tehnoloģija. Piemērām kvalitatīvas šķiedras ieguvei kaņepes ieteicams novākt agri rudenī, lai veiktu tilināšanas procesu laukos labvēlīgākos laika apstākļos līdz oktobrim un sapresētu stiebriņus, bet dažādu kompozītmateriālu ražošanai un tml., novākšanas laiks varētu būt pieļaujams pat agri pavasarī. Latvijas klimatiskie apstākļi būtiski atšķiras no Rietumeiropas kaņepju veģetācijas apstākļiem, bet it īpaši novākšanas periodā. Šī kultūrauga rentabilitāte un produkcijas kvalitāte liela mērā ir atkarīga no novākšanas tehnoloģijas. Pašreiz katrā kaņepju audzēšanas reģionā zemnieki paši meklē, viņuprāt, optimālāko audzēšanas un novākšanas tehnoloģiju, kas nav viegli un negarantē kvalitatīvus rezultātus. Specializēts kaņepju novākšanas kombains ir ļoti dārgs (~300000 EUR) un tā izmantošana būs ekonomiski pamatota tikai atsevišķos gadījumos, bet lētāku mehanizācijas līdzekļu izmantošanai ir nepieciešami salīdzinošas vērtēšanas pētījumi, kā arī mašīnas konstrukciju pilnveide un piemērošana vietējiem audzēšanas apstākļiem.
Kopš 2008.gada Latvijā pakāpeniski atjaunota kaņepju audzēšana. Taču pagaidām kaņepju platības nav ievērojamas un vērojama tendence tām samazināties. Ja 2012.g. bija 397 ha, 2013. gadā - 232 ha, tad 2014.g. jau tikai apmēram puse – 204 ha (Latvijas lauksaimniecības gada ziņojums, 2015), 2015.g pēc LAD provizoriskiem datiem – 119 ha. Kultūrauga audzēšanas attīstība stagnē, jo nav atrisināti jautājumi par kaņepju novākšanu un stublāju pārstrādi, kas industriāli ir ļoti nozīmīga.

Plānotās aktivitātes un rezultāti

Lai sasniegtu izvirzīto pētījuma mērķi, izvirzīti sekojoši projektā veicamie uzdevumi:
1. Izpētīt industriālo kaņepju šķirņu piemērotību šķiedras un bioenerģijas ražošanai Latvijas atšķirīgos augsnes un agroklimatiskajos apstākļos;
2. Noteikt optimālās mēslojuma (īpaši slāpekļa) normas kaņepju ilgtspējīgas audzēšanas apstākļos.
3. Noteikt kaņepju fizikālo un ķīmisko īpašību izmaiņas, pielietojot dažādus audzēšanas (augsnes un šķirņu izvēle, izsējas normas, sējas laiki, mēslošana), paņēmienus un apstākļus;
4. Pilnveidot kaņepju biomasas novākšanas tehnoloģijas un ražas pēcnovākšanas apstrādes tehnoloģiskos paņēmienus (īpaši stiebru tilināšana) Latvijas reģionu saimniecībās ar dažādu kaņepju ražošanas apjomu;
5. Izpētīt kaņepju slimību un kaitēkļu izplatību un ietekmi uz produktivitāti; 6. Izpētīt psihotropo vielu (tetrahidrokanabinola - THC) izmaiņas atkarībā no izmantotās šķirnes un pielietotās agrotehnoloģijas;
7. Apkopot un analizēt kaņepju audzēšanas un pārstrādes riskus noteiktas produkcijas veida ieguvē;
8. Sagatavot ieteikumus un informēt nozares pārstāvjus.