Биоэнергетические культуры для Полесья

С развитием добывающей промышленности меньше внимания уделялось возможности получать энергию из растительного сырья. Однако быстрая полноту запасов добывающих энергоносителей побуждает общество по-новому оценить энергетический потенциал агрокультур, изменить отношение к биомассе и фитоэнергетики в целом. Потому новейшие технологии переработки биомассы позволяют превращать энергию, аккумулированную растениями за период вегетации, в источник энергии, которое в дальнейшем может использоваться человеком.
Весомым аргументом для развития зеленой энергетики является то, что энергетические культуры способны расти на малоплодородных почвах, а также на землях, выведенных из сельскохозяйственного использования, и формировать при таких условиях большое количество биомассы. То есть они не создают конкуренции для основных продовольственных сельхозкультур.
Ровенская область имеет все составляющие для производства энергетической биосырья. Проведенный за последние годы инвентаризационная анализ пахотных земель области показывает значительный рост незасеянных площадей пашни до 122,7 тыс. га (18,8% от общей площади). Больше пахотных массивов (43%), которые в настоящее время не используются, находятся в Полесской зоне области. Поэтому выращивание здесь многолетних биоэнергетических культур позволит вернуть эти земли для агропроизводства. Переработка же полученной биосырья на твердое биотопливо обеспечит возможность сельхозпредприятиям различных форм собственности превратиться из потребителей энергии на экологически сознательных производителей энергоносителей.
Как известно, в производстве энергии используют быстрорастущие деревья и многолетние травы с быстрым восстановлением после скашивания и высокими приростами урожая биомассы. Эти культуры является малотребователен почвенно-климатических условий, в результате многолетнего бессменного выращивания улучшают структуру почвы, а опавшие листья и корневые остатки, остающиеся в почве, способны улучшать его плодородие.
Перспективные
Энергетическая верба является наиболее распространенной энергетической культурой в мире. Это связано с тем, что генотип ивы один из богатейших после риса, и это дает возможностьсоздавать новые сорта и гибриды для разноцелевого использования. Производительность ивы, по оценкам экспертов, составляет 10-15 т / га (при благоприятных почвенно-климатических условий урожайность возрастает до 25-30 т / га) сухой массы в год, что превышает по производительности традиционные лесные насаждения в 14 раз. Заготовку биомассы ивы можно осуществлять ежегодно, однако доказано, что экономически выгодно собирать урожай каждые три года. Производительность плантаций продолжается более 20-25 лет.
Верба является морозостойкой культурой, хорошо переносит осенние и весенние (до начала и после прекращения вегетации) затопления и кратковременные во время вегетации (до 1 месяца). Благодаря тому, что имеет хорошо развитую корневую систему, может расти как на заболоченных с относительно легким гранулометрическим составом, так и на минеральных, супесчаных, суглинистых почвах. Неприхотливость к почвенно-климатическим условиям выращивания делает иву перспективной культурой для выращивания в зоне Полесья.
Размножают иву саженцами (отрезки стебля 20-25 см), которые высаживают в строки с междурядьем 70 или 150 см (зависит от системы сбора) в среднем на гектар от 20 до 25 тыс. штук. В течение первого года плантации нуждаются в защите от сорняков, в последующие годы в связи с интенсивным ростом ивы, а следовательно затенением почвы, сорняки не выдерживают конкуренции и не наносят вред насаждениям.
Обязательным зимостойкости после первого года выращивания является срезание однолетнего прироста на высоте 10-12 см до поверхности почвы с целью стимулирования кущения и формирования большего количества биомассы. Через 2-3 года растения формируют куст, в котором насчитывается 15-20, а иногда и больше, побегов. Средний диаметр побега составляет 2-4 сантиметра. За три года, когда растения достигают высоты 4-6 м, в осенне-зимний период проводят сбор биомассы специальной техникой, которая позволяет за один проход агрегата срезать и измельчать биомассу.
Энергетическая тополь последнее время приобретает все большую популярность при выращивании по короткоротацийний схеме (1-3-5 лет). В нашей зоне есть все условия для получения высоких урожаев, а именно достаточное количество влаги, света и тепла. К почве тополь, как и ива, малотребовательна и может расти практически на всех типах почв, но плохо переносит повышенную кислотность почвы, оптимальный уровень рН — 6,5-7,2.
Новые гибриды тополя не образуют семян (мужские формы), поэтому размножаются только черенками длиной 20-30 см и диаметром 6-11 миллиметров. Сажать тополь можно осенью и весной. Осенью под зиму целесообразно сажать на переувлажненных площадях. Черенки тополя сажают вертикально, а на переувлажненных участках — под углом 45% с целью лучшего насыщения почвы воздухом. В основном при выращивании тополя формируют плантации с густотой 7-10 тыс. / Га, при этом средняя урожайность составляет 10-12 т / га сухой массы. Собирают биомассу так же, как и иву.
Мискантус — многолетняя злаковая культура, относится к группе растений С 4 , триплоидия имеет стерильный пыльцу, поэтому размножается вегетативно, корневищами (Ризома). Растение счетырехметровым стеблем и волосистым пушистым соцветием без семян, содержит 64-71% целлюлозы, содержание золы составляет 2,2%. Растение имеет очень разветвленную корневую систему, поэтому существует возможность выращивать на деградированных, песчаных, супесчаных почвах, на склонах до 7 °. Мискантус плохо переносит высокую кислотность и высокий уровень грунтовых вод. Долговечное растение может расти на одном месте в течение 25 лет.
Сажают Ризома мискантуса на глубину 6-10 см в конце апреля — начале мая с междурядьем 50 см, расстояние между растениям — 90-100 сантиметров. В первый год растет медленно и требует интенсивной защиты от сорняков. Биомассу мискантуса собирают ежегодно после прекращения вегетации в осенне-зимний период. Вегетация возобновляется в апреле, когда температура почвы составляет 10-12 ° С. Производительность в первый год невысокая, и на 3-4 году выращивания растет и составляет 25-30 т / га.
Свитчграс, или просо лозовидного относится к многолетних злаковых культур. Свитчграс может расти на всех типах почв, он нетребователен к содержанию влаги и питательных веществ в почве, устойчив к вредителям и болезням. Корень Свитчграс хорошо развит и может достигать 2 м в глубину. Есть засухоустойчивой культурой, хорошо переносит жару в летние месяцы. Многолетнее травянистое растение может расти на одном месте в течение 10-15 лет. При низкой себестоимости и малых рисках при выращивании культура не требует больших затрат на создание плантаций и уход, давая при этом высокие урожаи биомассы.
Размножается семенами. При посеве хорошие результаты получают при заворачивании семена на глубину 0,5-1,0 сантиметров. Требует хорошего влагообеспеченности в период прорастания семян. В первый год после посева очень чувствителен к засоренности (особенно лестницы), требует интенсивной защиты. Урожайность Свитчграс в первый год невысокая и увеличивается постепенно с 5-6 т / га в первый год до 10-12 т / га второго и 18-20 т / га третьего года выращивания. Невысокое содержание золы (4,1%) в сухом биомассе делает культуру перспективной для создания низкозольные топливной продукции.
Сида многолетняя принадлежит к роду многолетние мальвы. Плохо растет на переувлажненных, заплывающих почвах, не выдерживает затопления. Сида является морозостойкой и засухоустойчивой культурой. Формирует мощную корневую систему, растет и на склонах. Многолетнее растение может расти на одном месте в течение 15-20 лет.
Размножается как корневищами, так и семенами. Весной сеют в ИИИ декады апреля строчным способом нормой высева 5-6 кг / га на глубину 2-3 см с междурядьями 45сантиметрив. Семена нуждаются в стратификации, дружные всходы получают при подзимних посевах. Молодые однолетние всходы, вследствие того, что корни не достаточно развит, есть требовательными к свету и влаге. Растения растут в высоту 1,20-2,10 метра. Сбор биомассы проводят ежегодно, урожайность составляет от 12 до 25 т / га сухой массы (в зависимости от условий выращивания). Собранная биомасса характеризуется низкой зольностью (2-3%) и низким содержанием влаги (19,3%), что является очень важным, поскольку при переработке на топливные гранулы снижаются затраты на досушивания биомассы.
В Институте сельского хозяйства Западного Полесья с 2011 г. заложено участка для экспериментальных исследований с такими перспективными биоэнергетическими культурами как энергетическая тополь, мискантус гигантеус, свитчграс, садится многолетнее, щавнат, трава Колумба, горчак Вейриха т.п.. А также на площади 4 га заложен питомник размножения энергетической ивы.
Территория Полесской зоны имеет большой ресурс площадей, на которых с успехом можно выращивать энергетические растения. Это позволит эффективно использовать незанятые малоплодородные участки и задействовать их для получения нового вида сельхозпродукции.
Так, проведенные нашими учеными предыдущие поисковые исследования подтвердили: наиболее перспективной энергетической культурой для зеленой энергетики в зоне Западного Полесья является энергетическая верба. Это связано именно с ее неприхотливостью к условиям выращивания и способностью формировать экономически выгодные урожаи в данных почвенно-климатических условиях.