Закладання плантацій енергетичної верби

/ Ідеї & тренди / Понеділок, 22 серпня 2016 11:00
В. СІНЧЕНКОзаст. директора з наук. роботи, доктор с.-г. наук
В. ПИРКІНзав. лабораторією, канд. економ. наук
І. ГНАПдиректор salix energy
Л. ГІЗБУЛЛІНА, н. с.
В. МОСКАЛЕНКО, н. с.
Г. МЕЛЬНИЧУКаспірант
Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків
За оцінками світових експертів, до 2050 року споживання енергії у світі зросте більш ніж удвічі. При цьому майже 40% енергетичних потреб буде покриватися за рахунок відновлювальних джерел енергії, зокрема, близько 30% — за рахунок біоенергетики, яка, своєю чергою, має базуватися на біомасі цілої низки високопродуктивних біоенергетичних культур. Серед широкого спектру перспективних культур для біоенергетики особливу увагу в світі, у тому числі і в Україні, приділяють такій культурі, як енергетична верба.

 

Енергетичні плантації
Одним із перспективних напрямів є вирощування енергетичної сировини на плантаціях швидкорослих деревних порід, зокрема, верб, тополь та інших культур, здатних до легкого відновлення надземної частини після її зрізання. Передовий досвід з цих питань демонструють європейські країни, які почали активно впроваджувати вирощування енергетичної сировини плантаційними методами ще на початку 18 ст. Поштовхом до розвитку цього напряму стало загострення світової енергетичної кризи.

У нашій державі біоенергетика почала активно поширюватися в останні роки, коли окремі компанії стали у промисловому масштабі створювати плантації енергетичних рослин, особливо різних сортів верб.

В Україні ведеться значна робота зі створення нових сортів верби, які придатні для промислового вирощування. Велика увага приділяється технології створення та вирощування насаджень верби, активно вивчається та застосовується на практиці досвід як українських, так і закордонних фахівців, впроваджуються сучасні засоби механізації та хімізації виробництва.

Створені енергетичні плантації значно покращують естетичний, екологічний стан аграрних та урбанізованих ландшафтів, збільшують різноманіття флори та фауни.

Сировина, вирощена на вербових плантаціях, крім енергетичних цілей, може широко використовуватися у целюлозно-паперовій, хімічній промисловостях, для виготовлення лікарських препаратів, плетених виробів тощо. Це може стати додатковим джерелом прибутку.

Загалом для створення високопродуктивних плантацій слід враховувати біологічні особливості енергетичної верби та вимоги до ґрунтово-кліматичних умов (табл. 1).
 
Таблиця 1. Біологічні особливості енергетичної верби
 

Найважливішими заходами зі створення високопродуктивних плантацій верб є вибір місця для майбутніх плантацій, ретельний основний та передсадильний обробіток ґрунту, підбір оптимального сортового складу верби для конкретної зони вирощування, своєчасне та якісне садіння живців, догляд за рослинами впродовж усього періоду експлуатації плантації, що включає внесення добрив та захист рослин від шкідників і хвороб.

Верби, зважаючи на їхні різні екологічні особливості, можна вирощувати на всіх типах ґрунтів, але для вербових плантацій будь-якого призначення оптимальним є вологий, багатий на гумус, добре дренований супіщаний або суглинистий ґрунт. Це відповідає типам умов місцезростання від В2–4 до Д2–4.

Згідно з директивою 28/2009/ЄС, плантації енергетичної верби слід закладати на землях, які не використовуються для вирощування сільськогосподарських культур.

Технологія 
обробітку ґрунту
Основні завдання обробітку ґрунту полягають в активному впливі на фізичні, хімічні та біо­логічні процеси, що відбуваються в ньому, на фізичний стан та структуру орного шару, водоповітряний режим та режим живлення. Технологічні операції з основного обробітку ґрунту за вирощування енергетичної верби необхідно розглядати в комплексі як важливі засоби контролювання чисельності бур’янів, шкідників та збудників хвороб.

Основний обробіток ґрунту — це один із головних технологічних процесів, який є фундаментом технології вирощування енергетичної верби. Нині в структурі технології витрати на основний обробіток ґрунту становлять в середньому 15%. В структурі основного обробітку ґрунту найбільші витрати займають мінеральні добрива — майже 20–30%. Ці показники показують, що обробіток ґрунту є основним технологічним засобом, направленим на підвищення продуктивності енергетичної верби.

Теоретичними дослідженнями і практикою рекомендовані так звані класичні системи основного обробітку ґрунту — напівпаровий та поліпшеного зябу. Поліпшений зяб використовується у зонах недостатнього та нестійкого зволоження, особливо за засміченості ґрунту багаторічними бур’янами, який включає:

  • 2–3-разове лущення площ дисковими боронами, а саме: перше — на глибину 6–8 см, через 10–12 днів — повторне дискове лущення на глибину 8–10 см, третє — глибоке лемішне лущення на глибину 12–15 см при появі бур’янів;
  • зяблеву оранку проводять наприкінці вересня-на початку жовтня після внесення мінеральних добрив на глибину 30–32 см.
 
Напівпаровий обробіток використовується у зоні достатнього зволоження і на полях, сильно забур’янених однорічними бур’янами. Він включає:

  • 2–3-разове лущення поверхні поля дисковими лущильниками;
  • внесення гербіциду суцільної дії;
  • глибоку оранку здійснюють після внесення мінеральних добрив у кінці липня-на початку серпня;
  • культивацію, дискування або боронування при появі бур’янів, після випадання опадів протягом усього осіннього періоду (вересень-жовтень).
 
В останні роки на практиці більше використовується напівпаровий обробіток ґрунту. Він дешевший і технологічні операції виконуються у період, коли пік використання технічних засобів ще не наступив.

У структурі технологічного комплексу напівпарового способу основного обробітку ґрунту лущення здійснюється переважно дисковими боронами.

Своєчасне і якісне лущення забезпечує знищення значної кількості наявних збудників хвороб та личинок шкідників, які зимують у верхніх шарах ґрунту. Ці фактори сприяють підвищенню продуктивності енергетичної верби.

На полях, де переважають багаторічні коренепаросткові бур’яни (осот, гірчак, берізка польова та інші), проводять дво-триразове лущення площ: перше — дисковими знаряддями на глибину 8–10 см, друге — після масової появи бур’янів на глибину 12–14 см, а за потреби — третє також дисковими боронами після відростання бур’янів. Така система обробітку дозволяє зменшити кількість бур’янів на 80–90%.

Для боротьби з бур’янами за основного обробітку після лущення і відростання бур’янів застосовують гербіциди Раундап-макс, амінну сіль 2,4 Д та інші. Оптимальний строк для обробки бур’янів Раундапом-макс, коли пирій відростає до висоти 10–12 см. Норма внесення гербіциду — 6 л/га (витрата робочої рідини 200–250 л/га). За настання побуріння пирію після внесення гербіциду проводять внесення мінеральних добрив і глибоку оранку.

За сильного засмічення полів стійкими до Раундапу-макс широколистими бур’янами (берізка польова, осоти та інші) до розчину додають 2 л/га 2,4 Д у формі ефіру. Можна застосовувати будь-яку форму 2,4 Д у нормі витрати 1,0–1,5 кг діючої речовини на гектар, якщо обприскування проводити через 10–20 днів після обробки Раундапом-макс.

Мінеральне удобрення
для інтенсивного росту
На утворення 10 т вегетативної маси рослини верби виносять із ґрунту 42 кг азоту, 25 кг калію, 15 кг фосфору, 45 кг кальцію та ряд інших елементів.

Вирощування енергетичної верби у промислових цілях потребує застосування мінеральних добрив, які здатні забезпечити інтенсивний ріст і розвиток рослин у рік садіння живців та наступні роки. Дози внесення мінеральних добрив під заплановану врожайність енергетичної верби визначають нормативним (за результатами польових досліджень) або балансово-розрахунковим методом. У таблиці 2 наведені оптимальні дози мінеральних добрив за вирощування енергетичної верби у різних ґрунтово-кліматичних умовах на ґрунтах із середнім рівнем забезпечення елементами живлення. За низького рівня забезпечення ґрунту елементами живлення дозу внесення мінеральних добрив збільшують в 1,2 разу, за підвищеного та високого — зменшують відповідно в 1,1 та 1,2 разів.
 
Таблиця 2. Орієнтовані дози внесення мінеральних
добрив під енергетичну вербу
 
 
Примітка: у процесі догляду за енергетичною вербою
вносяться тільки азотні добрива один раз у три роки
(після зрізування верби)

Головне завдання системи удобрення полягає у тому, щоб у рік садіння живців створити помірне азотне живлення рослин на ранніх етапах росту і розвитку з поступовим його покращенням у пізніші фази розвитку.

Ефективним для енергетичної верби є внесення комплексних добрив — амофосу, діамофосу, нітрофоски, нітроамофоски тощо. Ці добрива доцільно використовувати в основне удобрення.

У процесі вирощування енергетичної верби найгострішою є проблема азотного живлення. Тому через кожні два роки після зрізування верби проводять підживлення рослин азотними добривами. Доза внесення азотних добрив коливається від 60 до 100 кг/га діючої речовини і залежить від ґрунтово-кліматичних умов її вирощування.

Переваги 
глибокої оранки
Глибока оранка проводиться оборотними плугами з метою якісного, глибокого розпушування ґрунту, загортання органічних і мінеральних добрив, пожнивних решток, бур’янів і шкідників та створення умов для тривалого поліпшення водно-повітряного й поживного режимів ґрунту, якісного проведення подальших польових робіт.

За ранньої оранки насіння бур’янів, що вивертається з глибоких шарів ґрунту, за сприятливих умов інтенсивно проростає, а сходи їх знищуються наступними культиваціями або гинуть від морозів. А за пізньої оранки здебільшого насіння бур’янів не встигає прорости і дає сходи тільки наступної весни, засмічуючи поля енергетичної верби.

Багаторічними дослідженнями та виробничою практикою доведено, що глибока оранка чорноземів (30–32 см) під енергетичну вербу ефективніша, ніж звичайна (20–22) та мілка (14–16 см). За глибокої оранки створюються кращі умови для життєдіяльності культурних рослин, а саме: зменшується рівень забур’яненості, ураження хворобами, пошкодження шкідниками, а також настають сприятливіші умови для висаджування і приживання живців.

Ефективним є застосування оборотних плугів з удосконаленою формою леміша та корпуса (наприклад, виробництва компаній Лемкен та Фогель унд Ноот з Німеччини та Австрії відповідно). Останні суттєво зменшують тягові зусилля, що дозволяє економити енергоресурси під час здійснення цього технологічного заходу.

Основними агротехнічними вимогами до оранки є виконання її в оптимальні строки, достатнє обертання скиби, відсутність огріхів, висота гребенів не більше 5 см, висота звальних гребенів і глибина борозен не більше 7 см, відхилення глибини — до 2 см, добре розпушення ґрунту, повне загортання верхнього шару, пожнивних решток, бур’янів та добрив.

Традиційно літньо-осінній догляд за ріллею включає одне-два боронування важкими чи середніми зубовими боронами (ВНІЦ-Р, ЗБЗТС-1,0, ЗБЗСС–І) під кутом 20–30° до напрямку оранки з метою руйнування ґрунтової кірки, провокації проростання бур’янів, загального поліпшення аерації ґрунту, оптимізації протікання біологічних та хімічних процесів його життєдіяльності з урахуванням того, що мінералізації підлягають пожнивні рештки.

Осінній обробіток (вирівнювання ґрунту) забезпечує більш ранню весняну стиглість ґрунту, активізацію біологічних процесів, а також швидке проростання бур’янів. Навесні необхідний лише дуже мілкий обробіток ґрунту (закриття вологи).

Отже, на полях, сильно засмічених однорічними бур’янами (мишій, куряче просо, щириця, лобода біла та ін.), найбільш ефективним є напівпаровий обробіток ґрунту.

Особливості закладання
плантацій
Для забезпечення механізованої технології вирощування і збирання біомаси енергетичної верби плантації цієї культури закладають смугами, здебільшого по 2 рядки. Для кращого забезпечення сонячним світлом рядки рекомендується розміщувати паралельно лінії меридіани (у північно-південному напрямку). На сьогодні відомо декілька схем садіння енергетичної верби, які відрізняються між собою за шириною міжрядь між смугами та між рядками у смузі, кількістю рядків у смузі, а також віддалю між рослинами в рядку.

За європейською технологією, яка поширена в більшості європейських країн, енергетична верба висаджується смугами по 2 рядки. Ширина міжрядь між смугами становить 1,5 м, а між рядками у смузі — 0,75 м. За такої схеми садіння довжина лінії рядків на 1 га становить 8889 м (табл. 3). Щоб отримати густоту стояння рослин 15 тис. шт./ га, крок садіння (відстань між рослинами у рядку) за цією схемою має бути 0,59 м, при цьому індекс форми площі живлення становить kф=1,9. Тобто за густоти стояння 15 тис. шт. га довжина прямокутника живлення буде майже удвічі перевищувати ширину, що свідчить про нерівномірний розподіл рослин по площі.
 
Таблиця 3. Параметри відомих схем садіння енергетичної верби
 

Ще більша нерівномірність розміщення рослин енергетичної верби спостерігається за австрійської технології, згідно з якою живці висаджуються смугами по 2 рядки, при цьому ширина міжрядь між смугами становить 2,5 м, а між рядками у смузі — 0,75 м (табл. 3).

Довжина лінії рядків на 1 га за австрійською схемою садіння сягає 6154 м, а індекс форми площі живлення за густоти стояння рослин 15 тис. шт./га — 3,96. Тобто довжина прямокутника живлення майже учетверо перевищує його ширину.

У США поширено декілька схем розміщення рослин енергетичної верби на плантації. Одна з них нагадує європейську, адаптовану під місцеву систему мір. Згідно з цією схемою відстань між смугами становить 5 футів (1,52 м), а між рядками — 2,5 фути (0,76 м). Довжина лінії рядків на 1 га та форма площі живлення за цією схемою суттєво не відрізняється від європейської.

Найбільш оптимально
для України
Проаналізувавши недоліки та переваги відомих закордонних технологій, а також врахувавши ґрунтово-кліматичні умови України та традиційну для нашої країни систему машин, зорієнтовану на міжряддя 70 см, пропонується технологія вирощування енергетичної верби з шириною міжрядь між смугами а=1,4 м та шириною міжрядь у смузі b=0,7 м (рис. 1).
 
Рис. 1. Розміщення рослин за пропонованою
технологією вирощування енергетичної верби
 

За цією схемою довжина лінії рядків на 1 га становитиме 9524 м, а площа живлення однієї рослини матиме форму прямокутника, у якого довжина лише у 1,65 разу більша за ширину, що свідчить про кращу рівномірність розміщення рослин по площі, порівняно з відомими технологіями (окрім фермерської). При цьому пропонована технологія дозволяє механізовано збирати біомасу верби потоковим способом.

Техніка для садіння
Для садіння живців верби на великих плантаціях нині в Європі розроблено низку спеціальних машин для вирощування і збирання енергетичної верби. Так, 4-рядкова садильна машина Energy Planter датської компанії Egedal (рис. 2) поки є єдиною такого типу, що працює в Україні. Вона використовується для садіння живців енергетичної верби в основному на великих плантаціях (понад 100 га). Важливим є те, що ця машина розрізає вербовий прут на живці безпосередньо під час садіння і заробляє їх у ґрунт з ущільненням його навколо живця, що забезпечує високий відсоток приживання. Продуктивність машини в середньому — 2,5 га/год., що дає можливість за світловий день засаджувати живцями верби до 30 га. Машина висаджує живці за європейською схемою (1,5 х 0,75 м).
 
Рис. 2. Чотирирядкова машина для садіння живців верби Energy Planter
 

Для закладання невеликих плантацій енергетичної верби або розсадників доцільно використовувати простіші за конструкцією, але менш продуктивні 2-рядні садильні машини. При цьому як садивний матеріал використовуються не пагони, а живці енергетичної верби завдовжки 20…25 см та діаметром 0,7…1,4 см.

1

 16 серпня 2019
Україні для оновлення машинно-тракторного парку щороку потрібно 40 тис. тракторів та понад 5 тис. зернозбиральних комбайнів.
Україні для оновлення машинно-тракторного парку щороку потрібно 40 тис. тракторів та понад 5 тис. зернозбиральних комбайнів.
16 серпня 2019
 16 серпня 2019
7 серпня на острові Репіда Матросянської с/р Ізмаїльського району (115 км р. Дунай) в Одеській області виявили один труп дикого кабана.
7 серпня на острові Репіда Матросянської с/р Ізмаїльського району (115 км р. Дунай) в Одеській області виявили один труп дикого кабана.
16 серпня 2019
 16 серпня 2019
До заключної виставкової агроподії осені залишається 2,5 місяців. Так! Сьогодні говоримо про міжнародну виставку на AgroComplex 2019, яка закриває виставковий сезон поточного року. І, як свідчить перелік професійних заходів та спецпроектів, подія відбудеться із розмахом!
До заключної виставкової агроподії осені залишається 2,5 місяців. Так! Сьогодні говоримо про міжнародну виставку на AgroComplex 2019, яка закриває виставковий сезон поточного року. І, як свідчить перелік професійних заходів та спецпроектів, подія відбудеться із розмахом!
16 серпня 2019
 16 серпня 2019
Державна служба з питань геодезії, картографії та кадастру і ДП "Центр ДЗК" розпочали тестування оновленої версії Публічної кадастрової карти, адаптованої для мобільних пристроїв.
Державна служба з питань геодезії, картографії та кадастру і ДП "Центр ДЗК" розпочали тестування оновленої версії Публічної кадастрової карти, адаптованої для мобільних пристроїв.
16 серпня 2019
 16 серпня 2019
На думку експертів, 2019 рік не був особливо сприятливим для бджільництва. В багатьох областях України примхи погоди порушили медозбір, як мінімум, із двох ключових культур – липи і соняшника.
На думку експертів, 2019 рік не був особливо сприятливим для бджільництва. В багатьох областях України примхи погоди порушили медозбір, як мінімум, із двох ключових культур – липи і соняшника.
16 серпня 2019
 16 серпня 2019
Українські яблука можуть конкурувати на експортних ринках Близького Сходу і навіть Азії в нетрадиційний для України сезон – травень, червень та, навіть, липень. 
Українські яблука можуть конкурувати на експортних ринках Близького Сходу і навіть Азії в нетрадиційний для України сезон – травень, червень та, навіть, липень. 
16 серпня 2019

Please publish modules in offcanvas position.