Вплив елементів технології вирощування на продуктивність та вихід біоетанолу з сорго цукрового у Центральному Лісостепу України
DOI:
https://doi.org/10.47414/na.7.2019.204794Ключові слова:
урожайність, зелена біомаса, строки сівби, дози добрив, цукристість соку, сортові особливостіАнотація
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).
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]
