Продуктивність насаджень міскантусу гігантського залежно від застосованих елементів технології вирощування в умовах Лісостепу України
DOI:
https://doi.org/10.47414/na.11.1.2023.282126Ключові слова:
біопаливо, мінеральні добрива, гумати, амінокислоти, кількість стебел на рослину, урожайність сирої та сухої біомаси, вихід енергії з біомасиАнотація
Мета. Удосконалити технологію догляду за насадженнями міскантусу гігантського та встановити особливості формування врожайності його біомаси за використання різних видів добрив, починаючи з другого року вегетації культури.
Методи. Дослідження виконували впродовж 2020–2021 рр. в умовах Білоцерківської дослідно-селекційної станції Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН, що розташована в зоні нестійкого зволоження Правобережного Лісостепу України. Схема досліду передбачала внесення навесні в зону рядка мінеральних добрив [аміачна селітра (N24 кг/га д. р.); аміачна селітра + сульфат амонію (N24 + S6 кг/га д. р.)] та позакореневе підживлення гуматами (Вермісол, 8,0 л/га, Гуміфілд ВР-18, 0,4 л/га) і комплексним добривом з амінокислотами (Квантум Аміномакс, 0,5 л/га). Мінеральні добрива вносили локально в міжряддя до появи сходів міскантусу, позакореневе підживлення рослин гуматами та антистресантом проводили у фазі 5-ти листків культури та повторно через два тижні.
Результати. Показники продуктивності рослин міскантусу гігантського різних років вегетації значно різнилися, водночас зберігалися основні закономірності впливу досліджуваних елементів технології догляду за насадженнями на їх формування. За другий рік вегетації (2020) кожна рослина сформувала від 18 до 37, за третій – від 37 до 50 пагонів. Чотирирічні рослини мали по 28–50 стебел. Урожайність сирої біомаси в кінці вегетаційного періоду 2020 р. становила від 14,5 до 43,5 т/га. Порівняно з 2020-м, у 2021 р. врожайність біомаси зросла у 1,5–2 рази – до 31,0–74,6 т/га. Середня по досліду врожайність біомаси на четвертий рік вегетації культури була на 17 % меншою проти показників 2021 р. і змінювалась за варіантами досліду від 25,3 до 67,1 т/га. Урожайність біомаси міскантусу гігантського в перерахунку на суху речовину варіювала від 9,78 до 28,30 т/га у 2020 р., від 17,50 до 37,85 т/га у 2021-му та від 12,11 до 32,46 т/га у 2022 р. Розрахунковий вихід енергії з біомаси культури залежно від впливу чинників досліду становив у 2020 р. 174,8–509,6 ГДж/га, у 2021-му – 315,5–683,2 ГДж/га, а у 2022 р. – 219,0–587,3 ГДж/га.
Висновки. Мінімальні значення всіх досліджуваних продуктивних показників міскантусу отримано в контрольних варіантах досліду. Унесення навесні аміачної селітри (N24) та аміачної селітри із сульфатом амонію (N24 + S6) сприяло істотному зростанню кількості пагонів на одну рослину, а також урожайності біомаси та розрахункового виходу енергії з гектара. Аналогічно істотне зростання всіх показників забезпечувало й позакореневе підживлення гуматами (Гуміфілд ВР-18, 0,4 л/га; Вермісол, 8,0 л/га). Загалом за роки досліджень максимальні показники кількості стебел на рослину, врожайності біомаси та розрахункового виходу з неї енергії отримано у варіантах комбінованого застосування в насадженнях культури мінеральних добрив [аміачна селітра + сульфат амонію (N24 + S6)] з дворазовим позакореневим підживленням гуматами (Вермісол, 8,0 л/га або Гуміфілд ВР-18, 0,4 л/га) та комплексним добривом Квантум Аміномакс, 0,5 л/га.
Посилання
Geletukha, G. (Ed.). (2022). Production of energy from biomass in Ukraine: technologies, development, prospects. Kyiv: Akademperiodika. [In Ukrainian]
Farrar, K., Heaton, E. A., & Trindade, L. M. (2018). Editorial: Optimizing Miscanthus for the Sustainable Bioeconomy: From Genes to Products. Frontiers in Plant Science, 9, Article 878. doi: 10.3389/fpls.2018.00878
Lewandowski, I., Clifton-Brown, J., Trindade, L. M., van der Linden, G. C., Schwarz, K.-U., Müller-Sämann, K., … Kalinina, O. (2016). Progress on Optimizing Miscanthus Biomass Production for the European Bioeconomy: Results of the EU FP7 Project OPTIMISC. Frontiers in Plant Science, 7, Article 1620. doi: 10.3389/fpls.2016.01620
Bhatia, R., Lad, J. B., Bosch, M., Bryant, D. N., Leak, D., Hallett, J. P., Franco, T. T., & Gallagher, J. A. (2021). Production of oligosaccharides and biofuels from Miscanthus using combinatorial steam explosion and ionic liquid pretreatment. Bioresource Technology, 323, Article 124625. doi: 10.1016/j.biortech.2020.124625
Lee, M.-S., Wycislo, A., Guo, J., Lee, D. K., & Voigt, T. (2017). Nitrogen Fertilization Effects on Biomass Production and Yield Components of Miscanthus × giganteus. Frontiers in Plant Science, 8, Article 544. doi: 10.3389/fpls.2017.00544
Fedoruk, Y., Khakhula, V., Herasymenko, L., & Browne, R. (2018). Growth and development of Miscantus giganteus plants depending on the nutrition background the Right-bank Forest-Steppe of Ukraine. Biological Resources and Nature Management, 10(1–2), 101–107. doi: 10.31548/bio2018.01.013 [In Ukrainian]
Kvak, V. M. (2012). Growth, development and productivity of miscanthus (Miscanthus) under different rates of fertilizers. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet, 14, 548–551. [In Ukrainian]
Kurylo, V. L., Humentyk, M. Y., Kvak, V. M., & Dubovyi, Y. P. (2016). Improvement of technology elements for growing miscanthus under the conditions of the Central Forest-Steppe of Ukraine for the production of solid biofuel. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet, 24, 77–85. doi: 10.47414/np.24.2016.216897 [In Ukrainian]
Katelevsky, V. M. (2020). Efficiency of influence of foliar treatment byplant growth regulators on the parameters of miscanthus biomass. Agrology, 3(1), 19‒24. doi: 10.32819/020003 [In Ukrainian]
Prysiazhniuk, O. I., & Honcharuk, O. M. (2022). Peculiarities of the biomass yield and quality formation in giant miscanthus under the effect of agricultural technology components. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet, 30, 53–60. doi: 10.47414/np.30.2022.268944
Medkov, A., Stefanovska, T., & Borodai, V. (2021). Optimization of the Micromycete Cultivation Process – Basics of Growth Regulators and Biotesting Their Growth-stimulating Activity Concerning to Miscanthus giganteus. Agrology, 4(1), 40–46. doi: 10.32819/021005
Rozhkov, A. O. (Ed). (2016). Research case in agronomy. Book 1: Theoretical aspects of the research case. Kharkiv: Maidan. [In Ukrainian]
Roik, M. V., Sinchenko, V. M., Ivashchenko, O. O., Pyrkin, V. I., Kvak, V. M., Humentyk, M. Ya., … Katelevskyi, V. M. (2019). Miscanthus in Ukraine. Kyiv: Komprint. [In Ukrainian]
Ermantraut, E. R., Prysiazhniuk, O. I., & Shevchenko, I. L. (2007). Statistical analysis of agronomic experimental data in the Statistica 6.0 package. Kyiv: PolihrafKonsaltynh. [In Ukrainian]
Tejera, M. D., Miguez, F. E., & Heaton, E. A. (2020). The older plant gets the sun: Age‐related changes in Miscanthus × giganteus phenology. GCB Bioenergy, 13(1), 4–20. doi: 10.1111/gcbb.12745
Osadchuk, V. D., Semenchuk, V. H., Hunchak, T. I., & Sanduliak, T. M. (2018). Miscanthus productivity depending on the feeding area in the conditions of the Western Forest Steppe. Plants Protection and Quarantine, 64, 128–133. [In Ukrainian]
