Экзотические растениядля производства бигаза


В бывшем СССР в 70-е годы было проведено много испытаний по выяснению возможности использования дикорастущих растений в качестве новых кормовых растений и их культивированию. В этой связи следует упомянуть горец сахалинский — Fallopia sachalinense этот вид еще называют рейнутрия или полигонум, хотя с ботанической точки зрения правильное название — фаллопия)

Сегодня горец сахалинский в небольшом объеме возделывается в Германии для получения растительных экстрактов из листьев для биологического уничтожения грибковых заболеваний, таких как мучнистая роса на огурцах, так что определенный опыт по его возделыванию имеется. Данный вид достигает в высоту до 4 м. И в качестве растения для получения биомассы горец сахалинский при густоте посева 40 тыс. растений/га может давать выход сухого вещества до 25 т/га.

Однако из-за большой листовой массы (индекс листовой площади от 18 до 21) горец сахалинский очень восприимчив к граду или интенсивным осадкам. В рамках испытаний, проводимых в середине 90-х годов, наблюдалось частое повреждение растений на высоте от 1 до 1,5 м под воздействием такого рода осадков.

В тесных родственных связях с горцем сахалинским находится горец японский F. japonicum. Внешне он практически не отличается от своего собрата и успешно скрещивается с ним. Недостатком при его возделывании является то, что это инвазивный вид, образующий большую массу побегов, с которой практически невозможно справиться.

Сорт «Ignicum» предлагается как новый вид горца сахалинского, полученный в результате многолетней селекционной работы. Он не дает побегов, или же образует их в небольшом количестве. Для использования в биогазовых установках можно проводить от двух до трех уборок урожая. Однако в настоящее время еще нет сведений относительно его силосования.

Есть данные о возделывании Polygonum weyrichii. Это многолетнее растение не скрещивается с описанными выше видами горца и существенно отличается от них большим размером листьев и необычными цветами. Формирование посева осуществляется путем посева семян на глубину от 1,5 до 2 см, при этом необходимо учитывать то, что у семян плохая способность к текучести.

В первый год, когда растение достигает высоты около 50 см, необходимо проводить активные мероприятия по уничтожению сорняков. Начиная со второго года (реже – с третьего) происходит мощное нарастание массы в период с мая по июнь. Однако после этого прирост урожая резко прекращается, так что за год проводится два укоса, при этом первый укос должен производиться с середины до конца июня. Чтобы не ослабить растения, за несколько лет должно проводиться только одно скашивание.

Данные об урожайности Polygonum weyrichii различны. Как правило, уровень урожайности немного ниже, чем у кукурузы. В целом, у P. weyrichii урожайность ниже, чем у выше описанных видов горца. Однако его преимуществом является ясная морфологическая различимость от буйно разрастающегося горца сахалинского.

В целом, рассматривая различные виды горца, можно сделать вывод, что в настоящее время практического опыта относительно особенностей их возделывания, силосования и использования пока недостаточно для массового внедрения в производство биогаза.

Донник белый

Донник белый (Melilotus albus) – это «люцерна песчаных почв». Данное название очень точно характеризует его особенности пригодности к местности. В справочнике по кормовым растениям он описывается как растение, которое растет там, где клевер луговой и люцерна уже не имеют агрономической ценности. Связывание атмосферного азота бобовой культуры составляет от 90 до 150 кг N/га! Однако содержание кумарина препятствует использования донника белого в качестве корма, поэтому в прошлые годы он возделывался в небольшом объеме.


Донник белый

Формирование посева донника белого возможно в качестве подсева в озимую рожь с нормой высева от 5 до 10 кг/га. Хорошим вариантом является также подсев в озимую культуру до конца сентября. Культура отличается твердосемянностью, и семена необходимо стратифицировать. Кроме того, рекомендуется обработка бактериальной культурой при первом посеве.

В основной год уборки урожая можно проводить два укоса донника белого с общим выходом сухой массы 25 т/га. В рамках испытаний в регионе со скудными условиями в земле Мекленбург-Передняя Померания уровень выхода сухой массы травы составил 7 т/га. Для сравнения приведен выход сухого вещества кукурузы, полученный в том же регионе, который составил 10 т/га. При этом выход метана был намного ниже, чем у кукурузы.

Для успешного возделывания донника белого необходимо и дальше разрабатывать технологию его производства, что в настоящее время реализуется в рамках проекта, проводимого Специализированным отраслевым агентством по возобновляемому сырью (FNR).

Исходя из имеющихся данных, новые культурные растения, включая «экзотические», можно подразделить на три категории:
1. Растения, рекомендуемые для производства биогаза:
— силос зерновых культур, в том числе как смесь сортов или видов, с сокращенным объемом внесения средств защиты растений;
— классические озимые промежуточные культуры (ландсбергская смесь, смесь вики и ржи и т. д.) в регионах с достаточным водообеспечением;
— различные виды сорго с меньшим выходом сухой массы и биогаза, чем у кукурузы на силос (в регионах с легкими почвами они способствуют стабилизации урожайности).
2. Рекомендации по технологиям возделывания культур, требующих дополнительного изучения:
— возделывание зернобобовой смеси;
— хорошо подходят для получения биогаза такие смеси, как, например, кукуруза-подсолнечник или кукуруза-просо (выход приблизительно на том же уровне, как у кукурузы);
— зерновые культуры с озимым горохом или озимыми бобами полевыми (которые являются отличным поставщиком азота) имеют хороший потенциал урожайности;
— сильфия пронзеннолистная имеет высокий потенциал, начато внедрение на практике, пригодность к местности требует дополнительных испытаний;
— донник белый (рекомендуется в том числе для повышения уровня гумуса в регионах с легкими почвами).
3. Растения «под наблюдением»:
— возделывание топинамбура не вызывает больших затрат, однако имеет небольшой выход биогаза (доля лигнина);
— горец сахалинский и японский имеют большой потенциал урожайности, однако существует риск бесконтрольного разрастания, кроме того, Федеральным ведомством по защите природы причислены к инвазивным;
— для румекса OK2 и мальвы необходимо проводить дополнительные испытания, в настоящее время внедрение на практике не рекомендуется;
— конопля и амарант, исходя из актуального уровня знаний, имеют слишком небольшой потенциал урожайности и слишком небольшой выход биогаза.


Биогаз в России

Многие российские ученые и эксперты отмечают ряд положительных моментов, которые достигаются при замене традиционных энергоносителей на биогаз: эффективно решается вопрос утилизации сельскохозяйственных отходов, не наносится вред окружающей среде, снижается нагрузка на энергетические сети страны и регионов. Кроме того, биогазовая установка – реальная возможность автономного энергоснабжения для отдаленных поселков и частных сельскохозяйственных комплексов.

Несомненно, будущее именно за этим видом топлива. Уже сегодня в ряде регионов рассматриваются возможности создания экологичного производства засухоустойчивых энергетических культур с использованием сберегающих технологий с последующей их переработкой на биогаз. При этом в качестве энергетических растений, пригодных для использования в биогазовых установках рассматриваются несколько видов культур.

Самым популярным видом культур для использования в биогазовых установках на сегодняшний день является силосная кукуруза. Селекционерами уже выведены специальные сорта и гибриды для использования в биогазовых установках, которые дают больший выход биомассы.

Следующим по популярности сырьем для получения биогаза является силос из зерновых культур. Зерновые очень хорошо подходят к севообороту энергетических растений, могут выращиваться на бедных почвах, давать при низких весенних температурах хороший и стабильный урожай. При этом часто используют рожь как неприхотливое озимое растение, (для России оптимальное время для сбора урожая – середина мая-конец июня – молочно-восковая спелость зерна. Содержание сухого вещества составляет тогда 25-40%. Это то время, когда возможно максимальное «переваривание» всего растения и доступна максимальная плотность энергии – Прим. Ред.), а из яровых культур – ячмень.


Суданская трава

Завершает тройку биогазовых лидеров суданская трава, которая обладает всеми необходимыми качествами для производства альтернативного топлива. Суданская трава поставляет большое количество сухой массы, относительно нетребовательна к наличию в грунте воды и питательных веществ, хорошо силосуется, принадлежит к числу наиболее распространенных злаковых культур благодаря многим ценным биологическим свойствам (засухоустойчивости, хорошему побегообразованию и отрастанию после укоса или стравливания). Также это растение обладает высокой продуктивностью и кормовыми достоинствами, позволяющими возделывать ее во многих регионах России.

Также для России очень перспективным источником зеленой массы представляется козлятник (галега). Эта многолетняя трава не является диковинкой для российских аграриев – она используется в чистом посеве или в смеси с многолетними злаковыми травами (лисохвостом, канареечником и др.) на зеленую подкормку, сено, силос, травяную муку.

Эта трава дает чрезвычайно высокую урожайность 30-40 тон с га за один укос, 2-3 укоса в год. Высевается один раз и растет 20-25 и больше лет на одном месте. Трава дает десятикратную экономию на семенах, удобрениях, топливе. При этом практики отмечают, что козлятник очень вынослив к засухе и заморозкам. Благодаря тому, что масса все время свежая достигается больший выход биогаза и меньший период сбраживания в реакторе.


Козлятник (галега)

Морозостойкий, холодостойкий, выдерживающий кратковременные заморозки (до -3.-5°С) весной и осенью, скороспелый, влаголюбивый и в то же время устойчивый к летним засухам. Успешно растет на плодородных, рыхлых, водопроницаемых, слабокислых и нейтральных почвах, различных по механическому составу (включая и окультуренные торфяники). Пригоден для рекультивации деградированных и нарушенных агроландшафтов, заметно улучшает структуру и плодородие почвы и является ценным предшественником многих культур.

Эксперты признают, что для России сегодня биогазовая энергетика — это новая отрасль народного хозяйства, которая связывает решение проблем получения газа из биомассы и охраны окружающей среды. Выгоды от использования биогаза во много раз превышают средства, затраченные на его получение.

Энергетическое использование биогаза по сравнению со сжиганием природного газа, сжиженного газа, нефти и угля является нейтральным по отношению к СО2, поскольку выделяемый СО2 пребывает в пределах естественного круговорота углерода и потребляется растениями на протяжении вегетационного периода. Таким образом, концентрация СО2 в атмосфере по сравнению с использованием твердого топлива не увеличивается. Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО2, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана — лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.

Кроме того, биогазовая технология позволяет ускоренно получить с помощью анаэробного сбраживания натуральное биоудобрение, содержащее биологически активные вещества и микроэлементы. Применение биоудобрений позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды. Основным преимуществом биоудобрений по сравнению с традиционными удобрениями, является форма, доступность и сбалансированность всех элементов питания, высокий уровень гумификации органического вещества.

Органическое вещество служит мощным энергетическим материалом для грунтовых микроорганизмов, поэтому после его внесения в почве происходит активизация азотофиксирующих и других микробиологических процессов. Факторы выше позитивно влияют на грунт, улучшение физико-механических свойств почвы, и как следствие при использовании сбалансированных биоудобрений после биогазовой установки, урожайность повышается на 30-50%.
«Ресурсосберегающее земледелие», 10/2011

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.