Найбільшого розвитку в Україні набуло виробництво твердих видів біопалива гранул і брикетів. Переважно сировиною для виробництва твердого біопалива є відходи деревообробної промисловості (тирса, тріска), солома зернових і зернобобових культур, соняшникова лузга тощо. Виробництво такої сировини є нестабільним і має сезонний характер, що негативно впливає на ефективність роботи заводів із виробництва твердого біопалива. Серед перспективних культур для зеленої енергетики, як у світі, так і в Україні, виділяють енергетичну вербу. Плантації верби закладають у зоні достатнього зволоження з високим рівнем залягання ґрунтових вод.
Підвищення продуктивності вирощування енергетичної верби
Метою нашого наукового дослідження було вивчення шляхів підвищення продуктивності вирощування енергетичної верби (Salix sachalinensis) на малородючих ґрунтах західного Полісся. Польові дослідження проводили у 2016–2020 рр. на полях Інституту сільського господарства західного Полісся НААН на темно-сірому легкосуглинковому та дерново-підзолистому зв’язно-піщаному ґрунті. Перед закладанням плантації енергетичної верби проводили обробку ґрунту гербіцидами суцільної дії на основі гліфосату (4–5 л/га), обробіток ґрунту — оранку і, весною після досягнення ґрунтом фізичної стиглості, культивацію з боронуванням. Для проведення досліджень використовували такі мінеральні добрива: азотні — у вигляді аміачної селітри (34,4% д. р.); калійні — хлористий калій (60% д. р.); фосфорні — суперфосфат гранульований (18,7% д. р.).
Схема досліду:
Фактор А — густота садіння, тис. шт./га: (1) 10; (2) 15; (3) 20.
Фактор В — удобрення: (1) без добрив; (2) N60P100K100; (3) N60P200K200.
Результати досліджень свідчать, що в середньому за п’ять років досліджень (2016–2020) серед досліджуваних варіантів на темно-сірому легкосуглинковому ґрунті найвищі рослини енергетичної верби були за густоти садіння 20 тис. шт./га.
Унесення міндобрив з розрахунку N60P100K100 сприяло збільшенню висоти пагонів на 22 см, відносно варіанта без добрив (контроль). Збільшення дози фосфорних і калійних добрив ще на 100 кг д. р. на фоні N60 забезпечило приріст пагонів на 60 см, як порівняти з контролем без добрив. За вирощування енергетичної верби з розрахунковою густотою 15 тис. шт./га отримали дещо нижчу висоту пагонів, що коливалася від 273 см на варіанті без добрив (контроль) до 331 см на варіантах з удобренням мінеральними добривами.
За нижчої густоти садіння спостерігали потовщення пагонів. Так, найбільший діаметр пагона був зафіксований за густоти садіння 10 тис. шт./га з коливанням від 11,5 мм, на варіанті без добрив — до 14,4 мм, на варіанті з унесенням мінеральних добрив із розрахунку N60P200K200.
Аналогічна ситуація з цими показниками спостерігалась і на другій частині досліду, який був закладений на дерново-підзолистому зв’язно-піщаному ґрунті. Найвищими були рослини за густоти садіння 20 тис. шт./га (від 202 до 222 см). Унесення мінеральних добрив сприяло кращому росту енергетичної верби, внаслідок чого приріст пагонів проти варіанта без добрив становив 14 та 20 см. Тенденція збільшення середнього діаметра пагона була обернено пропорційною до густоти садіння. Хоч на її величину впливали як густота, так і удобрення, проте найбільшими в діаметрі були пагони сформовані за меншої густоти садіння та на варіантах найбільш насичених мінеральними добривами.
Як уже зазначалося, біоенергетичні культури маловимогливі до умов вирощування. Проте, як бачимо з результатів досліджень, урожайність сухої маси значно коливається під впливом певних чинників.
Чинники впливу на урожайність
За вирощування верби енергетичної на двох типах ґрунтів урожайність сухої маси на усіх варіантах досліду була значно вищою на темно-сірому легкосуглинковому ґрунті. Причому найбільшу врожайність енергетичної верби за п’ять років досліджень 102,9 т/га одержали на темно-сірому легкосуглинковому ґрунті за густоти садіння 20 тис. шт./га та внесення найбільшої дози мінеральних добрив N60P200K200 (табл. 1). На варіанті без добрив за такої самої густоти рослини забезпечили врожайність на рівні 52,3 т/га.
Таблиця 1. Динаміка продуктивності енергетичної верби залежно від типу ґрунту, густоти садіння та доз мінеральних добрив, т/га сухої біомаси
Посередній результат забезпечив варіант досліду, на якому вносили мінеральні добрива з розрахунку N60P100K100 — 74,4 т/га.
Зі зменшенням густоти до 15 тис. шт./га урожайність сухої маси верби дещо знизилась на всіх варіантах. Найнижчою вона була на контролі та становила 58,5 т/га. Однак внесення мінеральних добрив із розрахунку N60P100K100 підвищило вихід сухої маси на 15,9 т/га відносно варіанта без добрив. Із збільшенням дози фосфорних і калійних добрив ще на 100 кг/га діючої речовини приріст урожайності сухої біомаси становив 28,8 т/га до контролю.
Найнижчу врожайність на всіх варіантах одержали за густоти садіння 10 тис. шт./га від 49,1 т/га сухої маси на варіанті без добрив до 72,7 т/га сухої маси на варіанті із застосуванням повного мінерального удобрення (N60P200K200).
Аналогічний результат одержали на дерново-підзолистому зв’язно-піщаному ґрунті. Найнижчою вона була на варіанті без добрив, як за густоти садіння 10 тис. шт./га — 26,9 т/га, так і за густоти 15 тис. шт./га — 30,2 т/га і 20 тис. шт./га — 35,6 т/га сухої маси. Внесення мінеральних добрив із розрахунку N60P100K100 підвищило вихід сухої маси на всіх трьох густотах садіння до 34,4, 38,5 та 45,3 т/га сухої маси відповідно. Збільшення дози фосфорних і калійних добрив до 200 кг д. р. / га на фоні N60 сприяло збільшенню врожаю енергетичної верби до 39,9 т/га (за густоти 10 тис. шт./га), 44,1 т/га (за густоти 15 тис. шт./га) та 52,3 т/га (за густоти 20 тис. шт./га) сухої маси.
Таким чином, збільшення густоти садіння та внесенням міндобрив підвищує врожайність біомаси енергетичної верби, а це сприяло збільшенню виходу біопалива. За вирощування енергетичної верби на темно-сірому легкосуглинковому ґрунті в середньому за п’ять років найбільший вихід твердого біопалива 22,7 т/га та енергії 363 ГДж/га одержали за густоти садіння 20 тис. шт./га та внесення міндобрив з розрахунку N60P200K200. Найменші показники виходу твердого біопалива 16,0 т/га та енергії 255 ГДж/га за такої самої густоти отримали на варіанті без застосування добрив (табл. 2).
Таблиця 2. Вихід енергії з біомаси енергетичної верби залежно від типу ґрунту, густоти садіння і доз міндобрив (середнє за 2016–2020 рр.)
На дерново-підзолистому зв’язно-піщаному ґрунті врожайність сухої біомаси була нижчою, тому і вихід твердого біопалива та енергії з вирощеної біомаси енергетичної верби були нижчими проти показників, отриманих на темно-сірому легкосуглинковому ґрунті. Найменший вихід біопалива 5,9 т/га та енергії 95 ГДж/га одержали на варіанті без добрив (контроль) за густоти вирощування 10 тис. шт./га. Внесення мінеральних добрив з розрахунку N60P100K100 підвищувало вихід твердого біопалива до 7,6 т/га та енергії до 121 ГДж/га. Внесення фосфорних і калійних добрив по 200 кг д. р. / га створило умови для зростання виходу твердого біопалива до 8,8 т/га та вихід енергії до 141 ГДж/га.
Збільшення густоти садіння енергетичної верби з 10 тис. шт./га до 15 тис. шт./га сприяло тому, що вихід твердого біопалива на варіанті без добрив зріс до 6,6 т/га, а вихід енергії — до 106 ГДж/га. Внесення мінеральних добрив N60P100K100 сприяло підвищенню цих показників до 8,5 т/га біопалива та до 136 ГДж/га енергії. Збільшення дози фосфорних і калійних добрив ще на 100 кг д. р. / га, за згаданої вище густоти садіння, забезпечило отримання максимальної кількості біопалива — 9,7 т/га та енергії — 155 ГДж/га.
У середньому за п’ять років проведення досліджень найвищі показники виходу біопалива та енергії забезпечило садіння верби з густотою 20 тис. шт./га. На варіанті без добрив отримали 7,8 т/га та 125 ГДж/га. Додаткове внесення мінеральних добрив N60P100K100 підвищило вихід біопалива до 10,0 т/га та енергії до 160 ГДж/га. Внесення мінеральних добрив із розрахунку N60P200K200 створило умови для одержання 11,6 т/га твердого біопалива з виходом 185 ГДж/га енергії.
Юрій ФУРМАНЕЦЬ, канд. с.-г. наук,
Мирослава ФУРМАНЕЦЬ, канд. с.-г. наук,
Інститут сільського господарства Західного Полісся НААН
