Біоенергетичні культури Полісся

Із розвитком видобувної промисловості менше уваги приділялося можливості отримувати енергію з рослинної сировини. Проте швидка вичерпність запасів видобувних енергоносіїв спонукає суспільство по-новому оцінити енергетичний потенціал агрокультур, змінити ставлення до біомаси та фітоенергетики в цілому. Бо новітні технології переробки біомаси дозволяють перетворювати енергію, акумульовану рослинами за період вегетації, на джерело енергії, яке в подальшому може використовуватися людиною.

Вагомим аргументом для розвитку зеленої енергетики є те, що енергетичні культури здатні рости на малородючих ґрунтах, а також на землях, які виведені з сільськогосподарського використання, та формувати за таких умов велику кількість біомаси. Тобто вони не створюють конкуренції для основних продовольчих сільгоспкультур.

Рівненська область має всі складові для виробництва енергетичної біосировини. Проведений за останні роки інвентаризаційний аналіз орних земель області показує значне зростання незасіяних площ ріллі до 122,7 тис. га (18,8% до загальної площі). Найбільше орних масивів (43%), які на даний час не використовуються, знаходяться в Поліській зоні області. Тож вирощування тут багаторічних біоенергетичних культур дозволить повернути ці землі для агровиробництва. Переробка ж отриманої біосировини на тверде біопаливо забезпечить можливість сільгосппідприємствам різних форм власності перетворитися зі споживачів енергії на екологічно свідомих виробників енергоносіїв.

Як відомо, у виробництві енергії використовують швидкорослі дерева та багаторічні трави з швидким відновленням після скошування та високими приростами врожаю біомаси. Ці культури є маловимогливими до ґрунтово-кліматичних умов, внаслідок багаторічного беззмінного вирощування покращують структуру ґрунту, а опале листя та кореневі рештки, що залишаються в ґрунті, здатні покращувати його родючість.

Найперспективніші

Енергетична верба є найбільш розповсюдженою енергетичною культурою в світі. Це пов’язано з тим, що генотип верби один із найбагатших після рису, і це дає можливість створювати нові сорти та гібриди для різноцільового використання. Продуктивність верби, за оцінками експертів, становить 10-15 т/га (за сприятливих ґрунтово-кліматичних умов урожайність зростає до 25-30 т/га) сухої маси в рік, що перевищує за продуктивністю традиційні лісові насадження в 14 разів. Заготівлю біомаси верби можна здійснювати кожного року, проте доведено, що економічно вигідно збирати урожай кожні три роки. Продуктивність плантацій триває понад 20-25 років.

Верба є морозостійкою культурою, добре переносить осінні й весняні (до початку і після припинення вегетації) затоплення та короткочасні під час вегетації (до 1 місяця). Завдяки тому, що має добре розвинену кореневу систему, може рости як на заболочених з відносно легким гранулометричним складом, так і на мінеральних, супіщаних, суглинистих ґрунтах. Невибагливість до ґрунтово-кліматичних умов вирощування робить вербу перспективною культурою для вирощування в зоні Полісся.

Розмножують вербу саджанцями (відрізки стебла 20-25 см), які висаджують у рядки з міжряддям 70 або 150 см (залежить від системи збирання) в середньому на гектар від 20 до 25 тис. штук. Протягом першого року плантації потребують захисту від бур’янів, у подальші роки у зв’язку з інтенсивним ростом верби, а отже затіненням ґрунту, бур’яни не витримують конкуренції і не завдають шкоди насадженням.

Обов’язковим агрозаходом після першого року вирощування є зрізання однорічного приросту на висоті 10-12 см до поверхні ґрунту з метою стимулювання кущення і формування більшої кількості біомаси. Через 2-3 роки рослини формують кущ, в якому налічується 15-20, а іноді й більше, пагонів. Середній діаметр пагона становить 2-4 сантиметри. За три роки, коли рослини досягають висоти 4-6 м, в осінньо-зимовий період проводять збір біомаси спеціальною технікою, яка дозволяє за один прохід агрегату зрізати та подрібнювати біомасу.

Енергетична тополя останнім часом набуває все більшої популярності при вирощуванні за короткоротаційною схемою (1-3-5 років). В нашій зоні є всі умови для отримання високих врожаїв, а саме достатня кількість вологи, світла та тепла. До ґрунту тополя, як і верба, маловимоглива і може рости практично на всіх типах ґрунтів, але погано переносить підвищену кислотність ґрунту, оптимальний рівень рН – 6,5-7,2.

Нові гібриди тополі не утворюють насіння (чоловічі форми), тому розмножуються тільки живцями завдовжки 20-30 см та діаметром 6-11 міліметрів. Садити тополю можна восени та навесні. Восени під зиму доцільно садити на перезволожених площах. Живці тополі садять вертикально, а на перезволожених ділянках – під кутом 45% з метою кращого насичення ґрунту повітрям. В основному при вирощуванні тополі формують плантації з густотою 7-10 тис./га, при цьому середня врожайність становить 10-12 т/га сухої маси. Збирають біомасу так само, як і вербу.

Міскантус – багаторічна злакова культура, що належить до групи рослин С4, триплоїд має стерильний пилок, тому розмножується вегетативно, кореневищами (ризомами). Рослина зчотириметровим стеблом і волосистим пухнастим суцвіттям без насіння, містить 64-71% целюлози, вміст золи становить 2,2%. Рослина має дуже розгалужену кореневу систему, тому існує можливість вирощувати на деградованих, піщаних, супіщаних ґрунтах, на схилах до 7°. Міскантус погано переносить високу кислотність та високий рівень ґрунтових вод. Довговічна рослина може рости на одному місці протягом 25 років.

Садять ризоми міскантуса на глибину 6-10 см в кінці квітня – на початку травня з міжряддям 50 см, відстань між рослинам – 90-100 сантиметрів. У перший рік росте повільно і потребує інтенсивного захисту від бур’янів. Біомасу міскантуса збирають щороку після припинення вегетації в осінньо-зимовий період. Вегетація відновлюється у квітні, коли температура ґрунту становить 10-12°С. Продуктивність у перший рік невисока, та на 3-4 році вирощування зростає і становить 25-30 т/га.

Світчграс, або просо лозоподібне належить до багаторічних злакових культур. Світчграс може рости на всіх типах ґрунтів, він невимогливий до вмісту вологи та поживних речовин у ґрунті, стійкий до шкідників та хвороб. Корінь світчграсу добре розвинений та може сягати до 2 м у глибину. Є посухостійкою культурою, добре переносить спеку в літні місяці. Багаторічна трав’яниста рослина може рости на одному місці протягом 10-15 років. За низької собівартості та малих ризиках при вирощуванні культура не вимагає великих затрат на створення плантацій та догляд, даючи при цьому високі врожаї біомаси.

Розмножується насінням. При сівбі добрі результати отримують при загортанні насіння на глибину 0,5-1,0 сантиметрів. Вимагає доброго вологозабезпечення в період проростання насіння. В перший рік після посіву дуже чутливий до забур’яненості (особливо сходи), потребує інтенсивного захисту. Врожайність світчграсу в перший рік невисока та збільшується поступово з 5-6 т/га в перший рік до 10-12 т/га другого та 18-20 т/га третього року вирощування. Невисокий вміст золи (4,1%) в сухій біомасі робить культуру перспективною для створення низькозольної паливної продукції.

Сіда багаторічна належить до роду багаторічні мальви. Погано росте на перезволожених, запливаючих ґрунтах, не витримує затоплення. Сіда є морозостійкою та посухостійкою культурою. Формує потужну кореневу систему, росте і на схилах. Багаторічна рослина може рости на одному місці протягом 15-20 років.

Розмножується як кореневищами, так і насінням. Весною сіють до ІІІ декади квітня рядковим способом нормою висіву 5-6 кг/га на глибину 2-3 см з міжряддям 45сантиметрів. Насіння потребує стратифікації, дружні сходи отримують при підзимніх посівах. Молоді однорічні сходи, внаслідок того, що корінь не достатньо розвинений, є вимогливими до світла та вологи. Рослини ростуть у висоту 1,20-2,10 метри. Збирання біомаси проводять щорічно, урожайність становить від 12 до 25 т/га сухої маси (залежно від умов вирощування). Зібрана біомаса характеризується низькою зольністю (2-3%) і низьким вмістом вологи (19,3%), що є дуже важливим, оскільки при переробці на паливні гранули знижуються затрати на досушування біомаси.

В Інституті сільського господарства Західного Полісся з 2011 р. закладено ділянки для експериментальних досліджень з такими перспективними біоенергетичними культурами як енергетична тополя, міскантус гігантеус, світчграс, сіда багаторічна, щавнат, трава Колумба, гірчак Вейріха тощо. А також на площі 4 га закладено розсадник розмноження енергетичної верби.

Територія Поліської зони має великий ресурс площ, на яких з успіхом можна вирощувати енергетичні рослини. Це дозволить ефективно використовувати незайняті малородючі ділянки та задіяти їх для отримання нового виду сільгосппродукції.

Так, проведені нашими науковцями попередні пошукові дослідження підтвердили: найбільш перспективною енергетичною культурою для зеленої енергетики в зоні Західного Полісся є енергетична верба. Це пов’язано саме з її невибагливістю до умов вирощування та здатністю формувати економічно вигідні врожаї в даних ґрунтово-кліматичних умовах.