Экологическое состояние современных грунтовых систем, рост эмиссии выбросов двуокиси углерода, из-за высоких темпов потребления и усиления минерализации органического вещества почвы обусловливают поиск новых видов энергии из возобновляемых ресурсов. Большая часть энергии производится из ископаемых углеводородов, за сгорания которых в атмосфере увеличивается процент концентрации углекислого газа С0 2 и метана СН 3 , что создает угрозу существованию людей. В отличие от ископаемых источников энергии, биомасса традицииних сельскохозяйственных культур и специально выращенных энергетических культур, может использоваться для производства биотоплива, является постоянно возобновляемым источником энергии с нулевым балансом углекислого газа и метана для природы. Продукты переработки производства энергии на основе растительного сырья и отходы, полученные за сжигание или био-конверсии, не причиняя вреда, усваиваются экосистемой. Поэтому все большую актуальность приобретают от-новлювальни ресурсы на основе энергетических культур, используемых для различных видов биотоплива. Необходимость увеличения использования возобновляемых источников энергии обусловлено не только экологической чистотой применения биотоплива, но и исчерпанием традиционных ископаемых топлив. В случае перспективным направлением развития для сельского хозяйства Украины может быть новая отрасль — фитоэнергетики. Для этого есть все необходимые предпосылки, особенно почвенно-климатические, позволяющие выращивать культуры с высокой урожайностью вегетативной биомассы в больших объемах.

Однако выход валовой энергии с одного гектара площади за выращивание энергетических культур — разное. Высокий выход энергии для производства твердых видов топлива в виде гранул можно получить из таких культур, как сахарное сорго, кукуруза, мискан-тус и свитчгра.

Новой энергетической культурой для выращивания в условиях Украины является слоновая трава.

Производство энергии на основе новых высокопроизводительных энергетических культур, редких в аграрном секторе Украины, имеет очевидные преимущества.

Высокую производительность имеют многолетние злаковые культуры, которые по урожайности сухой биомассы, эффективностью аккумуляции солнечной энергии и экологичностью технологий выращивания значительно преобладают однолетние. В процессе вегетационного периода злаковые культуры потребляют 0,1-0,2% солнечной энергии, но возможен энергетический КПД фотосинтеза этих растений составляет 0,4-0,5%. За образование 1 кг сухого вещества поглощается около 1,8 кг СО и столько же выделяется за ее разложения, окисления или сжигания биомассы, не приводит к увеличению парникового эффекта. Один гектар посевов многолетних злаковых культур в течение вегетационного периода усваивает (связывает) около 50 тонн углекислого газа и выделяет в атмосферу около 40 тонн кислорода.

Наряду с увеличением спроса на различные виды биотоплива как в Украине, так и за ее пределами, существуют и другие проблемы, требующие немедленного решения. Технологии и современные технические средства, применяемые для выращивания и уборки биомассы, не обеспечивают необходимой урожайности и качества сырья, что приводит к росту себестоимости производства биотоплива вообще.

Слоновая трава — многолетнее злаковая культура, которую на протяжении многих лет выращивают в Америке и Западной Европе как источник альтернативной энергии. В течение последних нескольких лет мискантус активно исследуют в Украине. С засаженного корневищами (Ризома) поля через два года можно собирать урожаи каждый год по 20-25 тонн сухой массы с одного га течение двух десятилетий при себестоимости в среднем 200-220 грн / тонна.

Кроме указанного, новой энергетической культурой для Украины свитч-грасс, что относится к многолетних злаковых культур. Высота растений Свитчграс, в зависимости от сорта и грунта-тово-климатических условий выращивания, составляет 100-250 см, растения рационально используют азот и воду, а следовательно, они потенциально высокопроизводительными культурами. Урожайность сухой массы на протяжении вегетационного периода колеблется в пределах от 15 тонн на почвах с низкой плодородием до 20 тонн на почвах с высоким плодородием. При себестоимости 150 грн / тонна сухой массы на одном гектаре можно получить от семи до десяти тонн условного топлива. При соответствующем уходе за растениями мискантуса урожай биомассы можно собирать в течение 15 лет.

Производительность и количество произведенной энергии основном определяют конкурентоспособность различного сырья, биомассы и технологий для производства биотоплива.

По многолетнего выращивания злаковых культур для биотоплива на одном месте с годами урожайность и качество биосырья может спадать, что обусловлено ухудшением питательного режима почвы и выпадением растений. Поэтому значительную актуальность приобретают исследования по разработке приемов сортовой агротехники, определения найадаптованиших сортов и гибридов, пригодных для выращивания по разным технологическим схемам, применение удобрений, определения влияния почвенно-климатических условий и оптимальных режимов сбора биомассы.

Выращивание энергетических культур с высокой производительностью биомассы обеспечивает значительное поступление органического вещества в почву с корневыми и пожнивных остатками. Это, в свою очередь, способствует накоплению гумусовых соединений в профиле почвы. Другим аспектом выращивания энергетических культур является отсутствие обработки на протяжении многих лет, что способствует стабилизации видового состава почвенной микрофлоры, течения грунтотворних процессов согласно генетическими особенностями почвенного покрова.

Совершенствование технологических процессов, применение адаптивных технологий выращивания энергетических культур, осуществление общего научно-методического и технологического обеспечения процесса выращивания биомассы позволят успешно внедрять в производство эффективное направление производства биотоплива в виде топливных гранул.

Увеличение урожайности биомассы за счет использования системы зимостойкости, направленных на рост производительности, будет способствовать развитию новой отрасли производства и уменьшению цены на гранулированный биотопливо.

Учитывая аграрное направление развития государства, благоприятные почвенно-климатические условия, наличие свободных земель, актуальность энергоэффективности в населенных пунктах, можно утверждать, что чрезвычайно перспективным источником возобновляемой энергии является твердое биотопливо в виде гранул, изготовленных на основе биомассы новых энергетических культур.

Согласно статистическим данным, в Украине насчитывается от 3 до5 млн га земель, выведение из севооборотов. Выращивание энергетических культур для производства биотоплива на указанных землях сохранит от эрозии гумусное слой, способствовать развитию флоры, фауны и вообще улучшит экологическое и энергетическое состояние страны и ее энергообеспеченность.

Развитие фитоэнергетических отрасли будет способствовать притоку инвестиций в аграрный сектор, приведет к росту занятости населения и дополнительных источников доходов. Переработка биомассы на местных предприятиях улучшит энергообеспечение аграрных регионов Украины, что позволит получить тепловую энергию в 2-4 раза дешевле, по сравнению с природным газом. Внедрение в производство и использование твердого биотоплива в сельском и коммунальном хозяйствах Украины в течение 5-10 лет может обеспечить немало населенных пунктов собственными источниками энергии.

Основные данные . Слоновая трава (Pennisetum purpureum Schum et Thon.) — Широко распространенная кормовая культура тропиков и субтропиков. Отличается высокой производительностью, хорошим силосования, поеданием и долговечностью. По экстенсивного использования посевов ее урожайность составляет 50-100 т / га, а при интенсивном — до 400 т / га в год.

Используют слоновую траву в основном на зеленый корм, силос и реже — на сено, а также как пастбищную растение. Зеленая масса слоновой травы содержит (на абсолютно сухое вещество) 3,8-17,4% протеина, 1,6-3,3% жира, 29,4-55,6% клетчатки, 28,0 — 49,8% безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) и 5,6-9,1% золы. В силосе при влажности 75-78% содержится протеина — 1,0-1,4%, жира — 0,5-0,7, клетчатки — 8,6-9,4, экстрактивных веществ — 9,5-12,8 и пепла — 1,5 — 2,2%. Переваримость протеина в зеленой массе составляет 44-65% и в силосном корме — до 40%. Слоновая трава формирует мощный травостой, поэтому ее используют для защиты почв от эрозии.

Происхождение . Происходит из тропической Африки, где в начале XX в. впервые была найдена в Родезии (ныне Зимбабве) полковником Напьером, и поэтому часто называют ее нап ‘ является ровой травой. Отсюда она интродуцированных в США, на Кубу, в Бразилию, Индию, Австралию и многие другие страны.

Распространение . Культура распространена в тропиках (во влажных — без орошения, в аридных — с орошением) и в некоторых субтропических районах, где растет на высоте до 2200-2650 м над уровнем моря.

Описание растения . Слоновая трава — верховой корневищный злак, образует вегетативные побеги высотой 2-3 м и генеративные побеги высотой 3-7 м.

Стебли толстые (до 2,5 см в диаметре), иногда ветвистые, голые или опушенные.

Листья длиной до 1 м и шириной от 1 до 2,5 см. Листья и особенно стебли с начала выброса сильно грубеют, что снижает кормовую ценность зеленой массы.

Слоновая трава формирует куст диаметром 30-100 см с 20-200 побегами. Корневая система очень мощная и проникает на глубину до 4,5 м.

Биологические особенности . Имеет две разновидности: Напьер и Меркер. Напьер — более высокорослая трава, дает большие урожаи и лучше отрастает после скашивания. В Индии в результате скрещивания слоновой травы с африканским просом получена гибридная форма слоновой травы — Пуза, которая по урожайности значительно превышает слоновую траву.

Слоновая трава — свето-и теплолюбивая культура. В естественных биоценозах она произрастает в верхнем ярусе, обычно на открытых местах и ??редко при затенении. Лучше растет и развивается при температуре 24-30 ° С. Понижение температуры до 10 ° С и суточные колебания более 5-7 ° негативно влияют на ростовые процессы и интенсивность кущения.

Слоновая трава требовательна к влаге, особенно в начальный период развития. Вместе с тем она хорошо переносит засуху. В условиях сезона дождей и при высокой температуре быстрее происходят все фазы развития и более интенсивно идет накопление надземной массы. Хорошо реагирует на орошение.

Требования к почвам . Растет почти на всех типах почв с рН 5,5 — 8,2, с хорошей аэрацией и достаточным увлажнением. Наибольшие урожаи формирует на хорошо дренажованих почвах с высоким содержанием питательных веществ. Не растет на кислых (рН <5,0), заболоченных почвах с близким залеганием грунтовых вод. Особенности севооборота . При создании пастбищ слоновую траву лучше размещать после бобовых и технических культур. Предпосевные мероприятия . Почву под посадку тщательно готовят. Обычно пашут на глубину 20-25 см. До и после вспашки проводят дискование. На орошаемых участках выравнивают поверхность почвы специальными машинами. На почвах с низкой и средней плодородием вносят органические и минеральные добрива.Рекомендують вносить под вспашку 40-60 тонн навоза и минеральные удобрения из расчета по 100 кг азота, фосфора и калия на 1 га. Кроме того, ежегодно необходимо проводить подкормку. В дождливый сезон следует вносить по 200-300 кг фосфора и калия, лучше дважды, а после каждого откоса нужно удобрять азотом в дозе от 50 до 120 кг на 1 га. На кислых почвах вносят известь. Посев / посадка . Для размножения слоновой травы обычно используют стеблевые черенки. заготовляют на семенной области (посевах прошлых лет) из растений в возрасте 60-80 дней. Черенки нарезают непосредственно перед посадкой, длиной 3-4 междоузлия. С 1 га семенников получают посадочный материал для 30-40 га создаваемого пастбища. Высаживают черенки из борозды глубиной 10-20 см, по схеме 50-140x50-60 см (по 2 черенка в гнездо). При семенном размножении практикуют разбросном посев. Норма высева семян 18-20 кг / га. Посадку и посев проводят в начале сезона дождей, при орошении - в течение всего года.При размножении стеблевыми черенками, корневищами, частями кустов укоренения их происходит на 4-9-й день, на 25-44-й наступает кущения, а на 75-110 -й день после посадки надземная масса готова к скашивания. Более быстрое развитие идет в посадок частями куста (нижняя часть стебля с корнями и корневищами). После первого укоса слоновая трава развивается быстрее и ее можно скашивать на зеленую массу уже через 6-8 недель. При размножении семенами растения растут очень медленно и готовность посевов до скашивания затягивается. Поэтому посев семенами применяется в основном в селекционной работе. Образование соцветий происходит в течение всего сезона дождей и в начале сухого периода, а затем прекращается. Слоновая трава отличается долголетием. В посевах держится до 10-15, иногда - до ЗО лет. Уборка урожая . Скашивание слоновой травы на зеленый корм рекомендуют проводить через каждые 6-8 недель, а на силос - через 8-10 недель. На участках без орошения получают 3-4 укоса, а при орошении - 5-6 укосов. Наиболее приемлемой считается высота среза 10-15 см. Хорошие урожаи возможны и низкого среза (до 5 см от поверхности почвы). Выпас скота на пастбищах слоновой травы проводят при высоте травостоя не выше 1 м.