Вплив позакореневого підживлення на енергетичний потенціал міскантусу гігантського
DOI:
https://doi.org/10.47414/be.2025.No2.pp37-44Ключові слова:
міскантус гігантський, позакореневе підживлення, мікродобриво, Актив-Харвест Макро, урожайність біомаси, структурний склад біомаси, целюлоза, лігнін, теплотворна здатність, енергетичний потенціал, біоенергетичні культури, Лісостеп УкраїниАнотація
Мета. Оцінити вплив норм і строків позакореневого внесення комплексного мікродобрива Актив-Харвест Макро на врожайність, якісний склад та енергетичний потенціал біомаси міскантусу гігантського в умовах нестійкого зволоження Лісостепу України. Методи. Дослідження проводили у 2021–2024 рр. на Ялтушківській ДСС ІБКіЦБ НААН на сірому лісовому легкосуглинковому ґрунті. Схема досліду – двофакторна: фактор А – норма препарату (0, 2, 4 л/га), фактор В – фаза внесення (ВВСН 20, 29). Визначали врожайність сирої і сухої біомаси, уміст сухої речовини, золи, целюлози, геміцелюлози та лігніну, теплотворну здатність і енергетичний потенціал. Результати. Установлено достовірне зростання врожайності сухої біомаси за застосування препарату. Максимальний середній показник – 28,2 т/га – отримано за норми 4 л/га у фазі ВВСН 29, що на 66,9% перевищувало контроль (16,9 т/га). Урожай сирої маси зростав до 40,1 т/га проти 23,9 т/га у контролі. Норма внесення зумовлювала 44% загальної варіації врожайності, погодні умови року – 21%, фаза обробки – 15%. Під впливом мікродобрива підвищувався вміст целюлози (до 42,3%) і геміцелюлози (до 30,5%), зменшувалася частка лігніну (до 23,6%) і золи (до 3,6%). Теплотворна здатність зростала з 15,4 до 16,8 МДж/кг, а енергетичний потенціал – з 368,6 до 673,5 ГДж/га (+81,9%). Висновки. Позакореневе підживлення міскантусу гігантського мікродобривом Актив-Харвест Макро є ефективним елементом технології вирощування культури. Оптимальним є внесення 4 л/га у фазі ВВСН 29, що забезпечує максимальну реалізацію продуктивного й енергетичного потенціалу насаджень та покращує структурно-хімічні показники біомаси.
Посилання
Lewandowski, I., Scurlock, J. M. O., Lindvall, E., & Christou, M. (2003). The development and current status of perennial rhizomatous grasses as energy crops in the US and Europe. Biomass and Bioenergy, 25(4), 335–361. https://doi.org/10.1016/S0961-9534(03)00030-8
Heaton, E. A., Dohleman, F. G., & Long, S. P. (2008). Meeting US biofuel goals with less land: the potential of Miscanthus. Global Change Biology, 14(9), 2000–2014. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2008.01662.x
Clifton-Brown, J. C., & Lewandowski, I. (2002). Screening Miscanthus genotypes in field trials to optimise biomass yield and quality in Southern Germany. European Journal of Agronomy, 16(2), 97–110. https://doi.org/10.1016/S1161-0301(01)00120-4
Sanderson, M. A., Adler, P. R., Boateng, A. A., Casler, M. D., & Sarath, G. (2006). Switchgrass as a biofuels feedstock in the USA. Canadian Journal of Plant Science, 86(5), 1315–1325. https://doi.org/10.4141/P06-136
Kravchuk, V. I., Kvak, V. M., Tsvihun, H. V., Ivaniuta, M. V., Kononiuk, N. O., Atamaniuk, O. M., & Humeniuk, Yu. O. (2022). Problems of production of Miscanthus Giganteus planting material. Bioenergy, 1–2, 35–42. https://doi.org/10.47414/be.1-2.2022.271353 [In Ukrainian]
McLaughlin, S. B., & Adams Kszos, L. (2005). Development of switchgrass (Panicum virgatum) as a bioenergy feedstock in the United States. Biomass and Bioenergy, 28(6), 515–535. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2004.05.006
Somerville, C., Youngs, H., Taylor, C., Davis, S. C., & Long, S. P. (2010). Feedstocks for lignocellulosic biofuels. Science, 329(5993), 790–792. https://doi.org/10.1126/science.1189268
Roik, M. V., & Kravchuk, V. I. (2023). Miscanthus giganteus: horizons of innovative research and implementation. Bioenergy, 1–2, 4–6. https://doi.org/10.47414/be.1-2.2023.290613 [In Ukrainian]
Marschner, H. (2012). Marschner's mineral nutrition of higher plants (3rd ed.). Academic Press. https://doi.org/10.1016/C2009-0-63043-9
Cakmak, I. (2008). Enrichment of cereal grains with zinc: Agronomic or genetic biofortification? Plant and Soil, 302(1–2), 1–17. https://doi.org/10.1007/s11104-007-9466-3
Lewandowski, I., & Schmidt, U. (2006). Nitrogen, energy and land use efficiencies of miscanthus, reed canary grass and triticale as determined by the boundary line approach. Agriculture, Ecosystems & Environment, 112(4), 335–346. https://doi.org/10.1016/j.agee.2005.08.003
Bridgwater, A. V. (2012). Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass and Bioenergy, 38, 68–94. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.01.048
Demirbas, A. (2005). Potential applications of renewable energy sources, biomass combustion problems in boiler power systems and combustion related environmental issues. Progress in Energy and Combustion Science, 31(2), 171–192. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2005.02.002
Heletukha, H. H., Zhelezna, T. A., Zhovmir, M. M., Matvieiev, Yu. B., & Drozdova, O. I. (2010). Assessment of the energy potential of biomass in Ukraine. Part 1. Agricultural residues and woody biomass]. Industrial Heat Engineering, 32(6), 58–65. [in Ukrainian]
Kvak, V. M., Hanzhenko, O. M., Kravchuk, V. I., Humentyk, M. Ia., Fuchylo, Ya. D., Khivrych, O. B., Pravdyva, L. A., Boiko, I. I., Honcharuk, H. S., Atamaniuk, O. M., Kononiuk, N. O., Suslyk, L. O., & Kubriak, R. V. (2024). Methodical recommendations for determining the calorific value of plant biomass depending on its chemical composition. Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet of the NAAS of Ukraine. [In Ukrainian]
Brosse, N., Dufour, A., Meng, X., Sun, Q., & Ragauskas, A. (2012). Miscanthus: A fast-growing crop for biofuels and chemicals production. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 6(5), 580–598. https://doi.org/10.1002/bbb.1353
Clifton-Brown, J. C., Chiang, Y. C., & Hodkinson, T. R. (2008). Miscanthus: Genetic resources and breeding potential to enhance bioenergy production. In W. Vermerris (Ed.), Genetic improvement of bioenergy crops (pp. 295–308). Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-387-70805-8_10
Tilman, D., Hill, J., & Lehman, C. (2006). Carbon-negative biofuels from low-input high-diversity grassland biomass. Science, 314(5805), 1598–1600. https://doi.org/10.1126/science.1133306
Imperiia Ahro. (n.d.). Active-Harvest micronutrients. https://semena-online.com.ua/aktiv-harvest-mikro-mikrodobrivo-imperiya-agro [In Ukrainian]
Hrytsaienko, Z. M., Hrytsaienko, A. O., & Karpenko, V. P. (2003). Methods of biological and agrochemical research of plants and soils (Z. M. Hrytsaienko, Ed.). Nichlava. [In Ukrainian]
Kovalchuk, V. P., Vasyliev, V., Boiko, L. V., & Zosymov, V. D. (2010). Collection of methods for studying nutrients in soil and plants. Trud-HryPol-XXI vik. [In Ukrainian]
Mykhailyk, V. A., Korinchevska, T. V., Korinchuk, D. M., & Dakhnenko, V. L. (2019). Thermal analysis of granular biofuel torified in the atmosphere of its own gaseous environment. Thermophysics and Heat Power Engineering, 41(4), 70–77. https://doi.org/10.31472/ttpe.4.2019.10 [In Ukrainian]
Jenkins, B. M., Baxter, L. L., Miles, T. R., & Miles, T. R. (1998). Combustion properties of biomass. Fuel Processing Technology, 54(1–3), 17–46. https://doi.org/10.1016/S0378-3820(97)00059-3
Ermantraut, E. R., Prysiazhniuk, O. I., & Shevchenko, I. L. (2007). Statistical analysis of agronomic experimental data in Statistica-6 package. PolihrafKonsaltynh. [In Ukrainian]
