Биоэнергетические культуры стоит выращивать на деградированных почвах

По комплексности наших подходов, то речь идет о том, что мы не концентрируемся только на экономической составляющей, а рассматриваем ее вместе с экологическими моментами. Поэтому в основе всех наших разработок лежит аксиома - мы предлагаем выращивать биоэнергетические культуры на малопродуктивных, деградированных землях, то есть на тех, которые не используются для выращивания продуктов питания или кормов. Пока мы не рассматриваем замену традиционных культур в севообороте на иву или мискантус. Но если есть земля, которая долгое время зарастала сорняками, или это какие-то склоны, которые неуместно ежегодно пахать, провоцируя эрозию или иные проблемные площади, то именно их желательно засаживать многолетними биоэнергетическими культурами.

SuperAgronom.com: какие культуры в мире и в Украине сегодня выращивают для нужд биоэнергетики?

Александр Ганженко: Их целый ряд. Причем для упомянутых потребностей пригодны не только «новички» для сельского хозяйства, но и некоторые традиционные. Например, тот же сахарную свеклу. Сейчас из-за снижения спроса на сахар отрасль свекловодства постепенно сдает свои позиции. Мы говорим о том, что сырье сахарной свеклы является чрезвычайно универсальной и может использоваться для очень многих отраслей промышленности, в том числе для производства биотоплива. В частности, биоэтанола, потому что биомасса сахарной свеклы насыщенная сахарами и легко может перерабатываться на этот вид энергоносителя. Кроме того, за счет повышенного содержания сухих веществ урожай сахарной свеклы можно перерабатывать в биогаз. При этом он является важным с точки зрения обеспечения культуры земледелия. И сокращение площадей таких культур, как сахарная свекла, чрезвычайно негативно влияет на плодородие наших почв.

Сахарное сорго - это также сахаросодержащих культура, не конкурирует со свеклой, а я бы даже сказал, дополняет его. Потому что свекла - это все-таки для более умеренной зоны, а сахарное сорго благодаря неприхотливости к наличию влаги как в почве, так и в воздухе, может выращиваться и в степной зоне Украины. Не только же подсолнечник и кукурузу там выращивать).

К слову, о кукурузе. В Украине выращивается более 5 га зерновой кукурузы. При этом большая часть урожая идет на экспорт. Мы предлагаем уменьшить площадь зерновой, но увеличить выращивание силосной кукурузы. И при этом часть собранной биомассы использовать для производства биогаза.

Из однолетних культур это основные. Что касается многолетних, то их можно разделить на древесные и травянистые. Первые - это прежде всего биоэнергетические ива и тополь, акация и сосна. А вторая «группа» - это мискантус и свитчграс.

В Европе сегодня очень распространена практика использования перечисленных растений для восстановления территорий, подвергшихся деградации через добычи каких-то полезных ископаемых, или бывших полигонов мусора и тому подобное. Их засаживают многолетними растениями, которые, кроме поступления качественной биомассы, также выполняют свою функцию как ремедианты для восстановления плодородия почвы.

Мы исследуем почти все упомянутые культуры, сфокусировав при этом интеллектуальные усилия на мискантус и свитчграс, ведь можем основываться на достаточно широко наработанном мировом опыте.

SuperAgronom.com: Остановимся и мы на этих культурах подробнее. Прежде всего интересно, благодаря каким свойствам упомянутые растения способны быть сырьем для биоэнергетики?

Александр Ганженко: Уникальность их в том, что они за ходом процесса фотосинтеза принадлежат к растениям типа С4. То есть способны проводить фотосинтез при низких концентрациях углекислого газа, при высоких температурах и при высоком уровне освещения. Именно эта особенность делает их чрезвычайно адаптивными и чрезвычайно продуктивными. Кроме того, они являются экологически устойчивыми. Поэтому мы видим в них значительные перспективы для отечественных агропроизводителей.

SuperAgronom.com: Итак, мискантус. Расскажите об этом растении подробнее. Сначала - откуда она к нам пришла и которыми свойства именно как энергетическая культура.

Александр Ганженко: Вообще мисантусу есть более 40 видов, но в основном они декоративные. И только один аллоплоидний гибрид, который называется мискантус гигантский (Miscanthus Giganteus), за счет высокой производительности, за счет высокого качества биомассы используется на энергетические цели. Особенностью именно этого гибрида является то, что он не размножается семенами. Семена имеют, но оно стерильно. Поэтому разводят его Ризом, то есть частями корневищ.

SuperAgronom.com: отсрочено прибыль - это не для отечественных условий ...

Александр Ганженко: Потому, собственно, как я уже говорил, мы не предлагаем выращивать многолетние биоэнергетические культуры на продуктивных землях. А наоборот - на тех, что не используются из-за их непригодности. Вкладывая средства в выращивание того же мискантуса, мы получаем дополнительные плюсы. В частности, обогащение и восстановление почвы. Для биоэнергетики применяется в основном стеблевой часть растения, и поскольку сбора урожая осуществляется в зимне-весенний период, листья к тому времени опадают и выступает дополнительным источником поступления органического вещества в почву. Также мискантус имеет очень мощную корневую систему, которая сдерживает эрозионные процессы. Таким образом культура может хорошо закреплять склон, защищать почву от ветровой и водной эрозии и тому подобное.

Мы уже имеем опыт около 10 лет выращивания мискантуса на бедных землях. Осуществляя мониторинг по показателям плодородия почвы, отмечаем четкий тренд на повышение именно органической составляющей.

И главное - это сам «продукт», который получаем из мискантуса. В отличие от древесных растений, из нее биомасса собирается ежегодно. Урожай с 1 га этой культуры дает возможность заменить 10 тыс. Кубометров природного газа. Из него изготавливают твердое биотопливо - гранулы, брикеты, пеллеты.

Но, кроме этого, благодаря высокому содержанию целлюлозы, его биомасса является хорошим сырьем для других нужд: в бумажной отрасли, в строительстве, для изготовления биопластика и тому подобное. То есть перспектив его применения - немало.

SuperAgronom.com : С чего нужно начинать тем, кто возьмется за выращивание мискантуса?

Александр Ганженко: Если мы говорим о выращивании его на землях, которые давно не использовались, то за год до закладки плантации нужно уделить внимание подготовке этих земель. Следует уничтожить растительность, провести глубокую вспашку и внести удобрения. Ведь если речь идет о малопродуктивные земли, то определенный запас минеральных удобрений необходим. Причем мы рекомендуем повышенные нормы, ведь после закладки плантации подкормить растения уже будет невозможно.

Весной надо еще провести предпосадочной культивацию, не менее глубины посадки. Ризом мискантуса высаживаются на глубину 8-10 сантиметров.

В Украине уже есть производители, которые предлагают посадочный материал этой культуры. В частности, и наш институт. Мы свои сорта, свои питомники размножения, расположенных в разных зонах Украины. Мы стараемся все тот материал, который предлагаем для производителей, пропустить через наши биотехнологические лаборатории, где происходит очистка от болезней, вирусных заболеваний. Сначала пропускаем их через культуру ин-витро (то есть выращиваем «в пробирке»), далее - через тепличный комплекс, и уже после этого такой очищенный материал высаживается в полевых условиях, в питомниках для более широкого распространения.

SuperAgronom.com: Какой техникой можно высаживать Ризом?

Александр Ганженко: Культура мискантуса для Украины новая и, соответственно, нет достаточного количества специальных технических средств для работы с этой культурой. Прежде всего это касается посадочных машин. Но в нашем отделе разработаны и запатентованы ряд подходов, как эти машины должны функционировать. Согласно этим подходов сделаны экспериментальные образцы машин, а также рабочие установки, работающие в полевых условиях, показывая высокое качество и производительность.

Однако в целом пока в Украине мискантус высаживают вручную. И этот процесс мало чем отличается от посадки картофеля. При этом необходимо провести определенное маркировки поля. После того, как сделана предпосадочной культивация, поле «розлинковуеться» вдоль и поперек маркерами на расстоянии 70 см и на пересечении линий высаживается мискантус. То есть схема посадки 70х70 см. Она наиболее оптимальна для украинских условий, так как большинство имеющейся на нашем рынке техники для культивации и уборки ориентирована именно на такое междурядья.

SuperAgronom.com: В какие сроки обычно высаживают мискантус?

Александр Ганженко: Желательно это делать где-то в середине апреля, чтобы застать еще влажную, но вместе с тем и не попасть под возможное снижение температур. Лестницы мискантуса появляются очень медленно и неравномерно, поэтому важно именно в предыдущий год провести активную работу по контролю численности сорняков. Ведь действенного и эффективного как для этой культуры гербицида на сегодня нет. Есть варианты частичного уничтожения сорняков химическими средствами, но они вместе с тем угнетают растения мискантуса. Поэтому мы рекомендуем, и сами практикуем, механическую обработку междурядий с окучиванием растений. Вообще же первый год является решающим относительно того, насколько удачной в будущем будет плантация. Если старт будет сильным, то на следующий год растения уже хорошо развиваться и не дадут возможности сорнякам прорасти. Важно также внести определенные нормы удобрений и это позволит буквально на 2-3-й год получать такие урожаи мискантуса, которые уже можно собирать и использовать.

На первый год жизни плантации, как правило, собирать урожай не целесообразно. Ведь он будет низким - речь может идти только где-то о 3-4 т / га сухой биомассы. На второй год уже никаких агротехнических мероприятий по уходу проводить не нужно и при этом при нормальных условиях (достаточного количества осадков) можно получить до 15 т / гасухои биомассы. Начиная с 3-го и последующие 20 лет плантация мискантуса может давать около 20 т / га сухой биомассы.

Сбор обычно проводится зимой или ранней весной. Эти работы до конца марта необходимо завершить, так как в апреле начинают активно отрастать новые побеги.

Мискантус можно собирать и поздней осени, растения в это время уже готовы, но в такой биомассе еще достаточно большая часть зольных элементов, которые в течение осени и зимнего периода опускаются в корневую часть и таким образом плодородие почвы не так страдает. Поэтому какие-то биомассы, собранной зимой и весной, более высокая и не создает проблем с последующим ее использованием. То есть уменьшается риск поломок котлов.

SuperAgronom.com: Как долго может существовать одна плантация? Имеются ли угрозы по болезней вредителей?

Александр Ганженко: Плантация мискантуса без уменьшения ее производительности может существовать до 25 лет. Фактически болезней листового аппарата или каких вредителей мы на своих плантациях не наблюдали. Разве что личинки жуков могут немного пидпорчуваты корневую систему. Но на производительность это фактически не влияет, потому что растение имеет очень мощную корневую систему и очень быстро ее восстанавливает. Могут быть риски, связанные с низкими температурами зимой, но как раз разработан нами сорт (Осенний Зорецвит) характеризуется тем, что он вынослив к снижению температуры за счет более глубоко залегания корневой системы.

SuperAgronom.com: Какой техникой можно собирать мискантус?

Александр Ганженко: Как правило, используется обычная кормоуборочная техника. Возможно, ее производительность будет несколько меньше, поскольку сам поток биомассы значительно больше по сравнению с другими культурами, но при этом нет необходимости специального приспособления.

Вообще есть две наиболее распространенные технологии уборки. По одной собрана биомасса стебля измельчается на части и затем используется в грануляторах для производства топливных гранул или брикетов. Второй способ - формирование тюков, которые затем можно использовать для непосредственного сжигания или переработки на более технологичный вид топлива.

SuperAgronom.com: Перейдем к главному) Какую прибыль можно получать на мискантус?

Александр Ганженко : Если рассчитать на весь срок эксплуатации плантации, то есть не менее 20 лет, то себестоимость одной тонны сухой биомассы получается на уровне 350 грн. Это очень низкая цифра, даже по сравнению с соломой. Потому что когда мы забираем солому с поля, то должны понимать, что должны компенсировать чем-то те питательные вещества, которые мы с этой соломой забрали. В чем вообще главное отличие биомассы мискантуса от биомассы соломы? В том, что стебли мискантуса имеют чрезвычайно низкую зольность. Мы говорим максимум о 2% золы, тогда как солома озимой пшеницы - это 5-7% золы. А зола - это и есть те макро- и микроэлементы, которые нужны почвы. Мы провели расчет, нужно на 850 грн внести компенсационную норму удобрений для того, чтобы забрать без потери плодородия 1 тонну соломы.

А вообще выбор культуры зависит от земельного банка, который есть в распоряжении предприятия или общества. Не всегда мискантус может расти там, где его хотят сажать. Возможно, лучше посадить иву или посеять свитчграс.

SuperAgronom.com: Свитчграс - это и вторая травянистое культура, над которой ваш отдел особенно активно работает? Расскажите и о ней.

Александр Ганженко: В отличие от мискантуса, свитчграс (Panicum. Virgatum L, или просо прутоподибне) размножается семенами. С одной стороны, это упрощает работу с этой культурой, делает ее более традиционной, ведь подготовка почвы и посев проводятся так же, как для остальных сельхозкультур. Но с другой стороны, есть ряд проблем с выращиванием этой культуры. Прежде всего они связаны с очень низкой всхожестью семян. 

Мы в институте проводим работы, направленные на то, чтобы повысить его сходство различными способами. Из свитчграс мы работаем тоже более 10 лет, на наших станциях созданы демонстрационные питомники, посивмат для которых мы получали из европейских стран. Кроме того, сотрудничаем с американскими коллегами по этой культуре, потому свитчграс больше распространен именно в США. Там он, правда, больше используется как прерийных трава для того, чтобы закрепить земли, уменьшить эрозионные процессы, способствовать накоплению органического вещества. Впрочем, его биомасса также используется на энергетические цели.

Если продолжать сравнивать свитчграс с скантусом, то невооруженным глазом можно увидеть, что это менее производительная культура - растения ниже, биомассы на гектар вырастает значительно меньше. Но за ее качеством свитчграс не уступает. И сама низкая зольность, но урожайность сухой биомассы уже примерно 12-15 т / га.

SuperAgronom.com: Какие еще преимущества имеет свитчграс?

Александр Ганженко: Основным преимуществом является меньшая зависимость от влаги. Мискантус - это все-таки растение, которое потребляет большее количество влаги. Мы его рекомендуем высаживать в зонах достаточного увлажнения, и в некоторых регионах с неустойчивым увлажнением. Зато свитчграс достаточно нормально себя чувствует и в тех зонах Украины, где выпадает менее 300 мм осадков в год. Именно за влажностью мы, так сказать, дифференцируем эти две культуры. К слову, по этому же показателю отличаем и древесные культуры: где не может расти ива, потому что мало влаги, мы рекомендуем тополь - как менее требовательную по этому фактору.

SuperAgronom.com: Обозначьте основные моменты технологии выращивания свитчграс.

Если продолжать сравнивать свитчграс с скантусом, то невооруженным глазом можно увидеть, что это менее производительная культура - растения ниже, биомассы на гектар вырастает значительно меньше. Но за ее качеством свитчграс не уступает. И сама низкая зольность, но урожайность сухой биомассы уже примерно 12-15 т / га.

SuperAgronom.com: Какие еще преимущества имеет свитчграс?

Александр Ганженко: Основным преимуществом является меньшая зависимость от влаги. Мискантус - это всё же растение, которое потребляет большее количество влаги. Мы его рекомендуем высаживать в зонах достаточного увлажнения, и в некоторых регионах с неустойчивым увлажнением. Зато свитчграс достаточно нормально себя чувствует и в тех зонах Украины, где выпадает менее 300 мм осадков в год. Именно за влажностью мы, так сказать, дифференцируем эти две культуры. К слову, по этому же показателю отличаем и древесные культуры: где не может расти ива, потому что мало влаги, мы рекомендуем тополь - как менее требовательную по этому фактору.

SuperAgronom.com: Обозначьте основные моменты технологии выращивания свитчграс.

SuperAgronom.com: Где брать семенной материал и как выбрать подходящий сорт?

Александр Ганженко: Могу сказать о наших разработках. Мы работали с разными сортами, имеем общий сорт с Вагенингенським университетом. Всего же в нашем портфолио есть два сорта свитчграс. Один адаптирован для более засушливых регионов и востока Украины - сорт Морозко. Второй, напротив, рассчитан на западный и центральный регионы - сорт Лядовском. Фактически оба сорта покрывают всю территорию Украины и адаптированы для имеющегося многообразия климатических условий.

То есть определенные основания для развития отрасли биоэнергетических культур уже есть. Ждем активную, реальную заинтересованность государства, с одной стороны, и аграриев - с другой ...