DOI: https://doi.org/10.47414/na.7.2019.204794

Вплив елементів технології вирощування на продуктивність та вихід біоетанолу з сорго цукрового у Центральному Лісостепу України

O. M. Hanzhenko

Анотація


Мета. Встановити вплив сортових особливостей, мінеральних добрив та строків сівби на продуктивність та вихід біоетанолу з сорго цукрового.

Методи. У дослідженні використані біологічні, розрахункові та статистичні методи. Біологічні методи включали проведення польових досліджень. Вихід біоетанолу визначали розрахунковим методом. Отримані результати опрацьовували із використанням статистичних методів – описової статистики та дисперсійного аналізу.

Результати. Встановлено ступінь впливу сортових особливостей, мінеральних добрив, строків сівби і погодних умов на продуктивність та вихід біоетанолу з сорго цукрового. Збільшення дози добрив NPK на 1 кг д. р. в діапазон від 0 до 80 кг д.р./га дозволило підвищити вихід біоетанолу в середньому на 14,1 кг/га, а ефективність добрив в діапазоні доз добрив NPK від 80 до 160 кг д.р./га становила лише 2,2 кг/га біоетанолу на 1 кг д.р. добрив. Вихід біоетанолу з гібрида ‘Медовий’ в середньому становив 2,82 т/га, що на 17,7% більше ніж з сорту ‘Силосне 42’ (2,32 т/га). Найвищий вихід біоетанолу (2,66–2,74 т/га) досягається за сівби насіння в І–ІІ декадах травня.

Висновки. Вихід біоетанолу з сорго цукрового найбільше залежить від погодних умов (39,0 %) та мінеральних добрив (28,5 %), ступінь впливу сортових особливостей і строків сівби насіння становив відповідно 5,2 та 2,7 %. В умовах сильної посухи (ГТК = 0,45) врожайність зеленої біомаси сорго цукрового зменшується на 30–32 %, цукристість соку – на 32–33 %, а вихід біоетанолу – удвічі порівняно із достатньо вологими погодними умовами (ГТК = 1,45). Внесення мінеральних добрив в дозі N80P80K80 дозволило збільшити врожайність зеленої біомаси сорго цукрового на 24,9 т/га, цукристість соку на 1,5 % та вихід біоетанолу на 1,13 т/га. Збільшення дози добрив удвічі з N80P80K80 до N160P160K160 сприяло незначному підвищенню показників продуктивності та виходу біоетанолу. За вирощування гібрида ‘Медовий’ урожайність зеленої біомаси збільшується на 6,6 т/га, цукристість соку – на 1,3 %, вихід біоетанолу – на 0,5 т/га порівняно з сортом ‘Силосне 42’. Ранні строки сівби насіння сорго цукрового (ІІІ декада квітня) зменшують врожайність його зеленої біомаси на 6,6 т/га, цукристість соку – на 0,5 %, вихід біоетанолу – на 0,34 т/га у порівнянні з оптимальними строками (І–ІІ декади травня).


Ключові слова


урожайність; зелена біомаса; строки сівби; дози добрив; цукристість соку; сортові особливості

Повний текст:

PDF

Посилання


Prasad, S., Singh, A., Jain, N., & Joshi, H. C. (2007). Ethanol Production from Sweet Sorghum Syrup for Utilization as Automotive Fuel in India. Energ. Fuel., 21(4), 2415–2420. doi: 10.1021/ef060328z

Wang, M. X., Chen, Y. H., Xia, X. F., Li, J., & Liu, J. (2014). Energy efficiency and environmental performance of bioethanol production from sweet sorghum stem based on life cycle analysis. Bioresour. Technol., 163, 74–81. doi: 10.1016/j.biortech.2014.04.014

Byrt, C. S., Grof, C. P. L., & Furbank, R. T. (2011). C-4 Plants as Biofuel Feedstocks: Optimising Biomass Production and Feedstock Quality from a Lignocellulosic Perspective. J. Integr. Plant Biol., 53(2), 120–135. doi: 10.1111/j.1744-7909.2010.01023.x

Almodares, A., & Hadi, M. R. (2009). Production of bioethanol from sweet sorghum: A review. Afr. J. Agric. Res., 4(9), 772–780.

Cai, H., Dunn, J. B., Wang, Z. C., Han, J., & Wang, M. Q. (2013). Life-cycle energy use and greenhouse gas emissions of production of bioethanol from sorghum in the United States. Biotechnol. Biofuels, 6(1), 141. doi: 10.1186/1754-6834-6-141

Teetor, V. H., Duclos, D. V., Wittenberg, E. T., Young, K. M., Chawhuaymak, J., Riley, M. R., & Raya, D. T. (2011). Effects of planting date on sugar and ethanol yield of sweet sorghum grown in Arizona. Ind. Crop Prod., 34(2), 1293–1300. doi: 10.1016/j.indcrop.2010.09.010

Han, K. J., Pitman, W. D., Alison, M. W., Harrell, D. L., Viator, H. P., McCormick, M. E., Gravois, K. A., Kim, M., & Day, D. F. (2012). Agronomic Considerations for Sweet Sorghum Biofuel Production in the South-Central USA. Bioenergy Res., 5(3), 748–758. doi: 10.1007/s12155-012-9185-3

Maw, M. J. W., Houx, J. H., & Fritschi, F. B. (2019). Nitrogen Content and Use Efficiency of Sweet Sorghum Grown in the Lower Midwest. Agron. J., 111(6), 2920–2928. doi: 10.2134/agronj2018.08.0489

Lueschen, W. E., Putnam, D. H., Kanne, B. K., & Hoverstad, T. R. (1991). Agronomic practices for production of ethanol from sweet sorghum. J. Prod. Agric., 4(4), 619–625. doi: 10.2134/jpa1991.0619

Maw, M. J. W., Houx, J. H., & Fritschi, F. B. (2012). Juice, sugar, and bagasse response of sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench cv. M81E) to N fertilization and soil type. Glob. Change Biol. Bioenergy, 4(3), 302–310. doi: 10.1111/j.1757-1707.2011.01126.x

Thivierge, M. N., Chantigny, M. H., Belanger, G., Seguin, P., Bertrand, A., & Vanasse, A. (2015). Response to Nitrogen of Sweet Pearl Millet and Sweet Sorghum Grown for Ethanol in Eastern Canada. Bioenergy Res., 8(2), 807–820. doi: 10.1007/s12155-014-9558-x

Hanzhenko, O. M., Kurylo, V. L., Herasymenko, L. A., Zykov, P. Yu., Hivrych, O. B., Honcharuk, H. S., & Ivanova, O. H. (2017). Metodychni rekomendatsii z tekhnolohii vyroshchuvannia i pererobliannia tsukrovoho sorho yak syrovyny dlia vyrobnytstva biopalyva [Guidelines for the technology of cultivation and processing of sugar sorghum as a raw material for biofuel production]. Kyiv: Komprynt. [in Ukrainian]


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Prasad S., Singh A., Jain N., Joshi H. C. Ethanol Production from Sweet Sorghum Syrup for Utilization as Automotive Fuel in India. Energ. Fuel. 2007. Vol. 21, Iss. 4. P. 2415–2420. doi: 10.1021/ef060328z

Wang M. X., Chen Y. H., Xia X. F. et al. Energy efficiency and environmental performance of bioethanol production from sweet sorghum stem based on life cycle analysis. Bioresour. Technol. 2014. Vol. 163. P. 74–81. doi: 10.1016/j.biortech.2014.04.014

Byrt C. S., Grof, C. P. L., Furbank R. T. C-4 Plants as Biofuel Feedstocks: Optimising Biomass Production and Feedstock Quality from a Lignocellulosic Perspective. J. Integr. Plant Biol. 2011. Vol. 53, Iss. 2. P. 120–135. doi: 10.1111/j.1744-7909.2010.01023.x

Almodares A., Hadi M. R. Production of bioethanol from sweet sorghum: A review. Afr. J. Agric. Res. 2009. Vol. 4 Iss. 9. P. 772–780.

Cai H., Dunn J. B., Wang Z. C. et al. Life-cycle energy use and greenhouse gas emissions of production of bioethanol from sorghum in the United States. Biotechnol. Biofuels. 2013. Vol. 6. 141. doi: 10.1186/1754-6834-6-141

Teetor V. H., Duclos D. V., Wittenberg E. T. et al. Effects of planting date on sugar and ethanol yield of sweet sorghum grown in Arizona. Ind. Crop Prod. 2011. Vol. 34, Iss. 2. P. 1293–1300.  doi: 10.1016/j.indcrop.2010.09.010

Han K. J., Pitman W. D., Alison M. W. et al. Agronomic Considerations for Sweet Sorghum Biofuel Production in the South-Central USA. Bioenergy Res. 2012. Vol. 5, Iss. 3. P. 748–758. doi: 10.1007/s12155-012-9185-3

Maw M. J. W., Houx J. H., Fritschi F. B. Nitrogen Content and Use Efficiency of Sweet Sorghum Grown in the Lower Midwest. Agron. J. 2019. Vol. 111, No. 6. P. 2920–2928. doi: 10.2134/agronj2018.08.0489

Lueschen W. E., Putnam D. H., Kanne B. K., Hoverstad T. R. Agronomic practices for production of ethanol from sweet sorghum. J. Prod. Agric. 1991. Vol. 4, Iss. 4. P. 619–625. doi: 10.2134/jpa1991.0619

Holou R. A. Y., Stevens G. Juice, sugar, and bagasse response of sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench cv. M81E) to N fertilization and soil type. Glob. Change Biol. Bioenergy. 2012. Vol. 4, Iss. 3, P. 302–310. doi: 10.1111/j.1757-1707.2011.01126.x

Thivierge M. N., Chantigny M. H., Belanger G. et al. Response to Nitrogen of Sweet Pearl Millet and Sweet Sorghum Grown for Ethanol in Eastern Canada. Bioenergy Res. 2015. Vol. 8, Iss. 2. P. 807–820. doi: 10.1007/s12155-014-9558-x

Ганженко О. М., Курило В. Л., Герасименко Л. А. та ін. Методичні рекомендації з технології вирощування і переробляння цукрового сорго як сировини для виробництва біопалива. Київ : Компринт, 2017. 24 с.




ISSN 2410-1303 (online)