Виробництво біопалива з свічграса: екологічно чиста енергія

Швидкі тем­пи зро­с­тан­ня і ви­со­ка зи­мостійкість роб­лять цю куль­ту­ру при­ваб­ли­вою си­ро­ви­ною для ви­роб­ництва біопа­ли­ва, для ви­роб­лен­ня теп­ла та еле­к­т­ро­е­нергії за пря­мо­го йо­го спа­лю­ван­ня, га­зифікації та піролізу. Та­кож свіч­грас є біое­нер­ге­тич­ною рос­ли­ною, яку ви­ко­ри­с­то­ву­ють для ви­роб­ництва це­лю­лоз­но­го ета­но­лу. Але ос­нов­не при­зна­чен­ня про­са пру­то­подібно­го — це за­сто­су­ван­ня йо­го як си­ро­ви­ни для ви­роб­ництва па­лив­них гра­нул, які мож­на спа­лю­ва­ти у твер­до­па­лив­них кот­лах для обігріван­ня бу­динків.

Про­со пру­то­подібне як по­нов­лю­ва­не дже­ре­ло енергії має вель­ми по­зи­тивні зна­чен­ня енергії і низь­кий рівень ви­кидів пар­ни­ко­вих газів. Так, на­при­клад, від спа­лю­ван­ня ета­но­лу з про­са ви­кидів пар­ни­ко­вих газів більш ніж удвічі мен­ше, ніж від спа­лю­ван­ня бен­зи­ну. Про­со мо­же да­ва­ти вп’яте­ро більше енергії, ніж ви­т­ра­чається для йо­го ви­ро­щу­ван­ня.

Як ба­га­торічна куль­ту­ра про­со пру­то­подібне мо­же бу­ти ви­ко­ри­с­та­не для змен­шен­ня ерозійних про­цесів у грун­тах, як зе­ле­ний корм для ху­до­би та для ство­рен­ня па­со­вищ, для за­готівлі сіна і як замінник со­ло­ми зер­но­вих куль­тур для по­треб тва­рин­ництва (на підстил­ку), як суб­ст­рат для ви­ро­щу­ван­ня грибів.

Про­дук­тивність про­са пру­то­подібно­го пе­ре­бу­ває у ме­жах 6–25 т/га су­хої ре­чо­ви­ни. На полі йо­го мож­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти впро­довж 10 і більше років.

Вибір ділян­ки та пе­ред­посівна підго­тов­ка грун­ту

Уро­жайність про­са пру­то­подібно­го ве­ли­кою мірою за­ле­жить від скла­ду та ро­дю­чості грун­ту, опадів, що ви­па­да­ють в осінньо-зи­мо­вий період та в період ве­ге­тації, ге­не­ти­ки та інших фак­торів.

Про­со до­б­ре ро­дить на найрізно­манітніших ти­пах грунтів, але най­кра­щи­ми є до­б­ре дре­но­вані суг­лин­кові та супіщані грун­ти. Однак для ви­ко­ри­с­тан­ня на біопа­ли­во ре­ко­мен­до­ва­ни­ми є не­про­дук­тивні грун­ти, не­при­датні або не­ба­жані для ви­ро­щу­ван­ня ти­по­вих сільсь­ко­го­с­по­дарсь­ких куль­тур.
До­б­ру вро­жайність про­со дає на грун­тах із рівнем кис­лот­ності (рН) близь­ким до ней­т­раль­ної. На та­ких грун­тах рос­ли­ни до­б­ре ви­ко­ри­с­то­ву­ють по­живні ре­чо­ви­ни, не­обхідні для рос­ту та роз­вит­ку. Над­то кислі або лужні грун­ти не при­датні, а по­живні ре­чо­ви­ни пе­ре­бу­ва­ють у фор­мах, не­до­ступ­них для рос­лин.

Для ак­тив­но­го рос­ту та роз­вит­ку рос­лин про­са тем­пе­ра­ту­ра впро­довж періоду ве­ге­тації має бу­ти в ме­жах 15…35°С, а ве­ге­таційний період — до­сить три­ва­лим. Як­що тем­пе­ра­ту­ра ниж­че 15°С або пе­ре­ви­щує 35°С, зро­с­тан­ня рос­лин сповільнюється або при­пи­няється. За оп­ти­маль­них умов зво­ло­жен­ня підви­щується ку­щистість рос­лин.

Не­ба­жа­ни­ми є землі, на яких ма­со­во зро­с­та­ють зла­кові бур’яни, зни­щен­ня яких у посівах до­сить про­бле­ма­тич­не. Як­що на полі, відве­де­но­му під висів про­са пру­то­подібно­го, є ве­ли­ка кількість ба­га­торічних ко­ре­не­па­ро­ст­ко­вих бур’янів, з осені пе­ред оран­кою їх не­обхідно зни­щи­ти вне­сен­ням пре­па­ра­ту суцільної дії.

Після зби­ран­ня по­пе­ред­ни­ка за­для збе­ре­жен­ня во­ло­ги в грунті, подрібнен­ня рос­лин­них ре­ш­ток, про­во­ку­ван­ня про­ро­с­тан­ня насіння бур’янів для по­­даль­шо­го їхньо­го за­орю­ван­ня про­во­дять лу­щен­ня грун­ту на гли­би­ну 6–12 см. Ви­со­та гре­бенів на злу­ще­но­му полі має ста­но­ви­ти не більше 4 см. Оран­ку слід про­во­ди­ти на гли­би­ну 20–22 см. Гли­бо­ка оран­ка не­доцільна, ад­же в пер­ший рік ве­ге­тації ос­нов­на ма­са ко­ренів про­са розміщується пе­ре­важ­но у верх­нь­о­му (15–20 см) шарі грун­ту.
З осені, після оран­ки, про­во­дять вирівню­ван­ня по­верхні по­ля куль­ти­ва­то­ра­ми ти­пу КПС-4 на гли­би­ну 5–7 см.

Важ­ли­вим еле­мен­том тех­но­логії ви­ро­щу­ван­ня про­са пру­то­подібно­го для от­ри­ман­ня друж­них та якісних сходів є пе­ред­посівна підго­тов­ка грун­ту. Пра­виль­не її про­ве­ден­ня має за­без­пе­чи­ти спри­ят­ливі умо­ви для про­ро­с­тан­ня насіння, ад­же схо­ди про­са у по­чат­ковій фазі рос­ту та роз­вит­ку не мо­жуть успішно кон­ку­ру­ва­ти з бур’яна­ми за во­ду, со­няч­не освітлен­ня і по­живні ре­чо­ви­ни.

Пе­ред­посівний об­робіток грун­ту про­­во­дять за на­стан­ня фізич­ної стиг­лості грун­ту: вирівню­ван­ня по­ля шлей­фа­ми, мілкий об­робіток в один або два про­хо­ди борін та кот­ку­ван­ня. Це дасть змо­гу ство­ри­ти дрібно­гру­доч­ку­ва­ту струк­ту­ру верх­нь­о­го грун­то­во­го ша­ру, збе­рег­ти во­ло­гу та ство­ри­ти на гли­бині за­гор­тан­ня насіння ущільне­не ло­же, що є не­обхідною пе­ре­ду­мо­вою одер­жан­ня швид­ких та друж­них сходів.

Для пе­ред­посівно­го об­робітку грун­ту за­сто­со­ву­ють та­кож аг­ре­га­ти ти­пу «Євро­пак», System-Kompaktor, System-Korund та інші, за­вдя­ки яким за один прохід аг­ре­га­ту ви­ко­нується ціла низ­ка тех­но­логічних опе­рацій.

Після цьо­го для до­дат­ко­во­го ущільнен­ня грун­ту про­во­дять до­посівне йо­го кот­ку­ван­ня.
Після про­ве­ден­ня куль­ти­вації ма­со­ва ча­ст­ка гру­до­чок розміром 0,01–10,00 мм на по­верхні по­ля
(в шарі 0–5 см) має ста­но­ви­ти не мен­ше 80%. Та­кий фракційний склад грун­ту пе­ре­шко­д­жає не­про­дук­тив­ним втра­там грун­то­вої во­ло­ги, по­кра­щує ае­рацію грун­ту та за­побігає вітровій і водній ерозії.
Твердість грун­ту в роз­пу­ше­но­му шарі має ста­но­ви­ти 0,2–1,0 МПа, а во­логість у шарі 0–10 см — 25–35%.

Сівба насіння

Ве­ли­ка ча­ст­ка насіння про­са пру­то­подібно­го після зби­ран­ня куль­ту­ри пе­ре­бу­ває у стані спо­кою та має низь­ку схожість. Але кількість та­ко­го «спля­чо­го» насіння з ча­сом змен­шується, і вже че­рез рік йо­го схожість мо­же збільши­ти­ся вдвічі.

Насіння про­са по­чи­нає про­ро­ста­ти за теп­ло­вої тем­пе­ра­ту­ри 6…8°С, але друж­не про­ро­с­тан­ня спо­с­терігається за прогріван­ня грун­ту до 15…16°С. Як­що в період про­ро­с­тан­ня теп­ло­ва тем­пе­ра­ту­ра зни­жується до 8…9°С, схо­ди з’яв­ля­ють­ся тільки че­рез два тижні, а за тем­пе­ра­ту­ри 3…5°С во­ни здебільшо­го ги­нуть або силь­но по­шко­д­жу­ють­ся.

На по­верхні грун­ту не має бу­ти ве­ли­ких гру­док, а са­ме насіння потрібно висіва­ти на гли­би­ну 0,5–1,5 см, ад­же у про­са пру­то­подібно­го во­но до­сить дрібне (3–6 мм за­вдовжки і до 1,5 мм за­шир­ш­ки). То­му для до­сяг­нен­ня до­б­ро­го кон­так­ту насіння з грун­том важ­ли­вим є при­ко­чу­ван­ня посіву до та, особ­ли­во, після сівби, ад­же не­ста­ча у цей період во­ло­ги в грунті у верх­ньо­­му посівно­му шарі мо­же при­зве­с­ти до низь­кої схо­жості насіння. За на­яв­ності не­обхідної кількості теп­ла та во­ло­ги схо­ди мо­жуть з’яви­ти­ся на п’ятий-сьо­мий день. За не­спри­ят­ли­вих умов (по­ни­жен­ня тем­пе­ра­ту­ри повітря, по­су­ха та ін.) куль­ту­ра мо­же схо­ди­ти знач­но до­вше.

Ре­ко­мен­до­ва­на нор­ма висіву насіння за­ле­жить від йо­го схо­жості і ста­но­вить 2,5–10 кг/га. Ма­са 1000 насінин ко­ли­вається в ме­жах 1,2–1,6 г.

Насіння висіва­ють як ши­ро­ко­ряд­ним, так і зви­чай­ним ряд­ко­вим спо­со­бом. Для ши­ро­ко­ряд­ної сівби най­кра­ще за­сто­со­ву­ва­ти сівал­ки точ­но­го висіву ти­пу MISTRAL, «Клен-6» та інші з еле­к­трон­ною си­с­те­мою кон­тро­лю нор­ми висіву (ВСС). Ви­ко­ри­с­то­ву­ють та­кож ово­чеві сівал­ки СО-4,2, пе­ре­об­лад­нані бу­ря­кові ССТ-12Б або пнев­ма­тичні СУПН-8А, а для зви­чай­но­го ряд­ко­во­го висіву — СЗТ-3,6, СЗТ-3,6А, СЛТ-3,6. На грун­тах, що підда­ють­ся грун­товій та вітровій ерозії, за­сто­со­ву­ють спеціальні стер­нь­ові сівал­ки СРП-2, СТС-2,1 (СЗС-2,1), СТС-6, СКК-12 та ін. Відхи­лен­ня фак­тич­ної ви­т­ра­ти насіння від за­да­ної нор­ми висіву — не більше ±4%.

Ши­ро­ко­ряд­ний спосіб сівби ство­рює не­обхідний по­жив­ний і повітря­но-вод­ний ре­жи­ми грун­ту та дає змо­гу кра­ще до­гля­да­ти за рос­ли­на­ми у період ве­ге­тації, якісно про­во­ди­ти ви­дові і сор­тові про­по­лю­ван­ня. Для по­лег­ше­но­го про­ве­ден­ня пер­шо­го міжряд­но­го об­робітку грун­ту до по­яви сходів ре­ко­мен­до­ва­но ра­зом із про­сом висіва­ти «ма­яч­ко­ву» куль­ту­ру (ре­ди­с­ку або гірчи­цю білу то­що), які схо­дять де­що раніше від про­са. Їх домішу­ють у не­ве­ли­ких кілько­с­тях.

Для от­ри­ман­ня по­вноцінної гу­с­то­ти сто­ян­ня рос­лин грунт має за­ли­ша­ти­ся во­ло­гим уп­ро­довж од­но­го міся­ця після по­яви сходів.

Як­що за ре­зуль­та­та­ми аналізів на­си­ченість грун­ту фо­с­фо­ром та калієм се­ред­ня або ви­со­ка, то вне­сен­ня цих еле­ментів пе­ред сівбою не потрібне. Азотні до­б­ри­ва за­зви­чай під час сівби не вно­сять, оскільки во­ни спри­я­ти­муть зро­с­тан­ню бур’янів, а це, своєю чер­гою, змен­шує кон­ку­рен­то­­спро­можність про­са пру­то­подібно­го у по­чат­ко­вий період рос­ту та роз­вит­ку.

Відо­ма прак­ти­ка, ко­ли про­со висіва­ють у місцях, що схильні до вітро­вої або вод­ної ерозії. У та­ко­му разі на по­верхні грун­ту вар­то за­ли­ша­ти муль­чу у ви­гляді рос­лин­них ре­ш­ток, які мо­жуть кон­тро­лю­ва­ти ріст та роз­ви­ток бур’янів, а та­кож спри­я­ють ут­ри­ман­ню во­ло­ги в грунті, зни­жу­ють су­мар­не ви­па­ро­ву­ван­ня із грун­то­вої по­верхні. Але є й не­доліки — че­рез на­явність мульчі на по­верхні по­ля де­що ус­клад­нюється про­цес сівби.

До­гляд за посіва­ми проса

Повітря­ний ре­жим грун­ту ре­гу­люється роз­пу­шен­ням йо­го в міжряд­дях (за ши­ро­ко­ряд­ної сівби насіння), щілю­ван­ням і по­верх­не­вим осу­шен­ням пе­ре­зво­ло­же­них діля­нок.

До­гляд за посіва­ми про­во­дить­ся впро­довж пер­шо­го ро­ку і на­весні дру­го­го ро­ку ви­ро­щу­ван­ня, ад­же са­ме в цей період бур’яни за­вда­ють знач­ної шко­ди рос­ли­нам про­са. Після роз­ро­с­тан­ня посівів, ко­ли ство­рюється стійкий гу­с­тий рос­лин­ний по­крив, про­во­ди­ти за­хо­ди, спря­мо­вані на змен­шен­ня за­бур’яне­ності, не потрібно.

То­му ро­бо­та, на­прав­ле­на на зни­щен­ня ­бур’янів після сівби, є над­зви­чай­но важ­ли­вим ета­пом тех­но­логії ви­ро­щу­ван­ня про­са пру­то­подібно­го. За­бур’яненість площі знач­но за­ле­жить від до­посівно­го ви­ко­ри­с­тан­ня землі та по­пе­ред­ників і на­бо­ру тех­но­логічних опе­рацій, що ви­ко­ри­с­то­ву­ють під час до­гля­ду за посіва­ми.

Після сівби — за на­яв­ності сходів бур’янів, але до сходів про­са — мож­на за­сто­со­ву­ва­ти гербіци­ди суцільної дії.

У по­даль­шо­му кількість об­при­с­ку­вань після­с­хо­до­ви­ми гербіци­да­ми за­ле­жить від ча­с­то­ти по­яви бур’янів та їхньо­го спе­к­т­ра. За ши­ро­ко­ряд­но­го висіву мож­на про­во­ди­ти міжрядні об­робітки.

Оцінку ста­ну посівів про­во­дять на­весні на­ступ­но­го ро­ку, на дру­гий рік ве­ге­тації. До­б­ре до­гля­нуті посіви мо­жуть бу­ти про­дук­тив­ни­ми по­над 10–12 років. Про­со мо­же ура­жу­ва­тись ба­га­ть­ма ви­да­ми гриб­них за­хво­рю­вань, у то­му числі іржею, пля­ми­с­то­с­тя­ми ли­с­тя, ко­ре­не­ви­ми гни­ля­ми то­що.

Більшість із цих за­хво­рю­вань не за­вда­ють знач­но­го збит­ку посівам. Але у разі знач­но­го по­ши­рен­ня хво­роб не­обхідно за­сто­со­ву­ва­ти фунгіци­ди або висіва­ти стійкі проти хво­роб сор­ти. Вда­ють­ся та­кож і до зне­за­ра­жен­ня насіння фунгіци­да­ми.

Про­со є рос­ли­ною, яку ма­ло «тур­бу­ють» ко­ма­хи. На посівах ви­яв­ле­но по­пе­лиць, ци­ка­док, різно­манітних жуків, кло­па-че­ре­паш­ку, ко­ників, дро­тя­ників, але знач­ної шко­ди куль­турі во­ни не за­вда­ють.

Зби­ран­ня та зберіган­ня проса

Період зби­ран­ня біома­си про­са пру­то­подібно­го мо­же по­чи­на­ти­ся із пізньої осені та про­дов­жу­ва­ти­ся впро­довж усієї зи­ми (за умо­ви не­ве­ли­ко­го сніго­во­го по­кри­ву або йо­го відсут­ності) і ра­но на­весні до по­яви но­вих па­ростків.

Біома­су із про­са мож­на зби­ра­ти як пер­шо­го, так і дру­го­го ро­ку ви­ро­щу­ван­ня куль­ту­ри, але про­мис­ло­ве ви­ко­ри­с­тан­ня на­стає на третій рік ве­ге­тації. За­зви­чай про­со пру­то­подібне дає до 30% сво­го по­тенціалу біома­си у пер­ший рік ве­ге­тації, до 70 — на дру­гий рік і 100% по­тенціалу — по­чи­на­ю­чи із тре­ть­о­го ро­ку ви­ко­ри­с­тан­ня посіву.

Ско­шу­ван­ня та зби­ран­ня про­са пру­то­подібно­го про­во­дять із ви­ко­ри­с­тан­ням зви­чай­но­го об­лад­нан­ня, тра­диційно­го для сіно­косіння, тоб­то вал­ко­у­кла­да­ча­ми і прес-підби­ра­ча­ми, пе­ре­важ­но один раз на рік. Ду­же рідко — двічі, ко­ли ви­ни­кає по­тре­ба ви­ко­ри­с­та­ти рос­ли­ни на корм.

Час зби­ран­ня про­са впли­ває на вихід біома­си і якість си­ро­ви­ни, що, своєю чер­гою, має вплив на ви­роб­ництво біопа­ли­ва і пов’яза­ну з ним еко­номіку. Так, на­при­клад, як­що зби­ран­ня вро­жаю біома­си відкла­дається до лю­то­го — бе­рез­ня на­ступ­но­го ро­ку, вихід біома­си че­рез втра­ти від вивітрю­ван­ня, оси­пан­ня ли­с­тя, об­ла­му­ван­ня сте­бел уп­ро­довж зи­мо­во­го періоду мо­же зни­жу­ва­ти­ся до 40%, збільшу­ють­ся та­кож втра­ти біома­си і в про­цесі зби­ран­ня. Але вод­но­час за зи­мо­вий період із біома­си ви­лу­го­вується ча­с­ти­на калію і хло­ру, що обу­мов­лює зни­жен­ня ви­кидів шкідли­вих ча­с­ток під час її спа­лю­ван­ня.

Ви­со­та зрізу­ван­ня про­са під час зби­ран­ня має бу­ти не мен­ше ніж 10–15 см. Це до­по­ма­гає підтри­му­ва­ти ефек­тив­ни­ми точ­ки рос­ту і зни­жує про­ко­ли шин. Крім то­го, та­ка ви­со­та стерні ефек­тивніше за­три­мує сніг узим­ку, в ре­зуль­таті чо­го змен­шується ви­па­дан­ня рос­лин у цей період.

Во­логість біома­си має ста­но­ви­ти не більше 15%, що га­ран­тує ви­со­ку якість си­ро­ви­ни та дає змо­гу обійти­ся без сушіння у про­цесі її гра­ну­лю­ван­ня. Гра­ну­ли з про­са ма­ють ниж­чий рівень ви­кидів шкідли­вих ре­чо­вин порівня­но зі спа­лю­ван­ням вугілля та при­род­но­го га­зу. У про­цесі сушіння біома­си про­са ви­т­ра­чається мен­ше енергії, ніж для де­ре­ви­ни, а під час зго­ран­ня па­лив­на ма­са свічгра­су не кок­сується.

Зібра­ну біома­су мож­на та­кож зберіга­ти у ве­ли­ких круг­лих або пря­мо­кут­ної фор­ми (вва­жа­ють­ся простіші в транс­пор­ту­ванні та обігу ) тю­ках, які зручні для спа­лю­ван­ня у спеціаль­них кот­лах. Тю­ки слід зберіга­ти в су­хо­му приміщенні або під на­крит­тям, ба­жа­но на піддо­нах. У по­су­ш­ли­вих рай­о­нах про­со мож­на зберіга­ти навіть про­сто не­ба, на ву­лиці.

Не­на­лежні умо­ви зберіган­ня біома­си про­са пру­то­подібно­го мо­жуть за­вда­ти до 25% збитків уп­ро­довж од­но­го ро­ку.

Висновки

На ос­нові да­них по­льо­вих досліджень ви­ро­щу­ван­ня про­са пру­то­подібно­го в на­уко­во-дослідній ме­режі ІБКіЦБ бу­ло скла­де­но тех­но­логічні кар­ти ви­ро­щу­ван­ня із аналізом струк­ту­ри ви­роб­ни­чих ви­т­рат (рисунок) і за­зна­чен­ням усіх опе­рацій, об­сягів ви­ко­ри­с­тан­ня ма­теріаль­но-технічних за­собів і праці для їхньо­го ви­ко­нан­ня та зроб­ле­но роз­ра­хун­ки ви­роб­ни­чої собівар­тості 1 т си­ро­ви­ни з 1 га посіву (таблиця).

За роз­ра­хун­ка­ми, ви­роб­ни­ча собівартість 1 т про­са пру­то­подібно­го у 2015 р., ви­хо­дя­чи із рівня уро­жай­ності 15 т/га і ре­аль­них ма­теріаль­них ви­т­рат, ви­т­рат на оп­ла­ту праці, відра­ху­вань на соціальні за­хо­ди, амор­ти­зації та інших опе­раційних ви­т­рат, ста­но­ви­ти­ме 432,98 грн.

Як вид­но із роз­ра­хунків, свічграс, або про­со пру­то­подібне, вар­те то­го, щоб на ньо­го звер­ну­ли ува­гу як на ви­со­ко­рен­та­бель­ну біое­нер­ге­тич­ну куль­ту­ру. 

О. Хіврич, канд. с.-г. на­ук, ст. на­ук. співробітник,
М. Гу­мен­тик, канд. с.-г. на­ук, ст. на­ук. співробітник,
О. Максімен­ко, відділ тех­но­логій ви­ро­щу­ван­ня біое­нер­ге­тич­них куль­тур,
А. Фур­са, канд. екон. на­ук,
ла­бо­ра­торія досліджень з еко­номіки, мар­ке­тин­гу та пла­ну­ван­ня,
Інсти­тут біое­нер­ге­тич­них куль­тур і цу­к­ро­вих бу­ряків НА­АН

Iнформація для цитування

Свічграс: екологічно чиста енергія / О. Хіврич, М. Гу­мен­тик, О. Максімен­ко, А. Фур­са// Пропозиція/ — 2015. — № 6. — С. 74-78