PRODUKCJA BIOMASY ŚLAZOWCA PENSYLWAŃSKIEGO (SIDA HERMAPHRODITA RUSBY) JAKO KOSUBSTRATU DO BIOGAZOWNI ROLNICZEJ * Jacek Kwiatkowski, Łukasz Graban, Waldemar Lajszner, Józef Tworkowski Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Bałtyckie Forum Biogazu Gdańsk, 17-18 września 2012 r. * Opisane badania były finansowane z budżetu Zadania Badawczego nr 4 pt. "Opracowanie zintegrowanych technologii wytwarzania paliw i energii z biomasy, odpadów rolniczych i innych" w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych pt.: "Zaawansowane technologie pozyskiwania energii" realizowanego ze środków NCBiR i ENERGA S.A.
Ślazowiec pensylwański Sida hermaphrodita Rusby - wieloletnia roślina z rodziny Malvaceae - naturalne środowisko Ameryka Północna - rozmnażana przez kłącza, nasiona, sadzonki - wysokość do 4m - aktualne wykorzystanie: energetyczne suche bezlistne łodygi zbierane zimą przeznaczone do spalania Dlaczego ślazowiec? - duży potencjał plonowania - zdolność wielokrotnego odrastania po ścięciu - roślina nieżywnościowa - zachowanie bioróżnorodności
PRZEDMIOT I CEL BADAŃ Celem podjętych badań była ocena cech biometrycznych oraz plonu świeżej biomasy roślin ślazowca pochodzących z plantacji rozmnażanej generatywnie, w pierwszych latach wegetacji w zależności od wybranych czynników agrotechnicznych.
METODYKA Doświadczenie polowe założone w 2010 w Stacji Dydaktyczno-Badawczej w Bałdach. Nasiona przed siewem skaryfikowano 95% kwasem siarkowym. Czynniki doświadczenia: ilość wysiewu nasion (a - 2,5 kg ha -1, b - 5,0 kg ha -1 ) nawożenie NPK (a N 0 P 0 K 0 kg ha -1, b N 80 P 10,8 K 29 kg ha -1, c N 160 P 21,6 K 58 kg ha -1 ) częstotliwość zbioru biomasy (dwukrotnie w okresie wegetacji oraz jednokrotnie przed zakończeniem wegetacji roślin)
[cm] PROGRAM STRATEGICZNY ZAAWANSOWANE TECHNOLOGIE POZYSKIWANIA ENERGII WYNIKI Dynamika wzrostu roślin ślazowca w drugim roku wegetacji [cm] 350 300 250 200 150 100 50 0 29.04.2011 20.05.2011 1.06.2011 10.06.2011 21.06.2011 10.07.2011 28.07.2011 25.08.2011 jeden pokos, siew rzadki, brak nawożenia jeden pokos, siew gęsty, brak nawożenia jeden pokos, siew rzadki, połowa nawożenia jeden pokos, siew gęsty, połowa nawożenia jeden pokos, siew rzadki, pełne nawożenie jeden pokos, siew gęsty, pełne nawożenie dwa pokosy, siew rzadki, brak nawożenia dwa pokosy, siew gęsty, brak nawożenia dwa pokosy, siew rzadki, połowa nawożenia dwa pokosy, siew gęsty, połowa nawożenia dwa pokosy, siew rzadki, pełne nawożenie dwa pokosy, siew gęsty, pełne nawożenie
szt PROGRAM STRATEGICZNY ZAAWANSOWANE TECHNOLOGIE POZYSKIWANIA ENERGII WYNIKI 7 Liczba pędów na roślinie ślazowca [szt] 6 5 4 3 2 1 0 2,5 kg ha-1 5,0 kg ha-1 N0P0K0 kg ha-1 N80P50K70 kg ha-1 N160P100K140 kg ha-1 1 kośny 2 kośny średnio ilość w ysiew u naw ożnie zbiór 2010 2011
mm PROGRAM STRATEGICZNY ZAAWANSOWANE TECHNOLOGIE POZYSKIWANIA ENERGII WYNIKI 12 Średnica pędów ślazowca na wysokości 50 cm [mm] 10 8 6 4 2 0 2,5 kg ha-1 5,0 kg ha-1 N0P0K0 kg ha-1 N80P50K70 kg ha-1 N160P100K140 kg ha-1 1 kośny 2 kośny średnio ilość w ysiew u naw ożnie zbiór 2010 2011
WYNIKI 18 Całkowity plon biomasy ślazowca [t s.m. ha -1 ] 16 14 12 t s.m. 10 8 6 4 2 0 2,5 kg ha-1 5,0 kg ha-1 N0P0K0 kg ha-1 N80P50K70 kg ha-1 N160P100K140 kg ha-1 1 kośny 2 kośny średnio ilość w ysiew u naw ożnie zbiór 2010 2011
WYNIKI Procentowy udział liści i pędów na roślinie ślazowca pensylwańskiego [% s.m.] % s.m. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 2,5 kg ha-1 5,0 kg ha-1 N0P0K0 kg ha-1 N80P50K70 kg ha-1 N160P100K140 kg ha-1 1 kośny średnio ilość w ysiew u naw ożnie zbiór pędy 2010 liście 2010 pędy 2011 liście 2011 2 kośny 10% 0%
PODSUMOWANIE Wiarygodna ocena plonowania plantacji może być dokonana po co najmniej 3-ch latach jej użytkowania. Pierwszy rok wegetacji ślazowca ze względu na długie kiełkowanie i powolny wzrost nie jest do nich zaliczany. Przedstawione wyniki należy więc uznać za wstępne. Wysokość roślin, liczba rozgałęzień, grubość pędów i plon biomasy w drugim roku wegetacji wskazują na duży potencjał tej rośliny dla celów energetycznych. Bardzo istotnym, nierozpoznanym zagadnieniem, które może zdecydować o wykorzystania biomasy ślazowca jako kosubstratu do biogazowni jest ocena trwałości i produkcyjności plantacji przy intensywnym użytkowaniu kośnym
LITERATURA Borkowska H. 2007. Plonowanie ślazowca pensylwańskiego i wierzby krzewiastej na glebie kompleksu pszennego dobrego. Fragm. Agronom., 2(94): 41-46 Borkowska H., Molas R. 2012. Two extremely different crops, Salix and Sida, as sources of renewable bioenergy. Biomass and Bioenergy, 36: 234-240 Borkowska H., Styk B. 2006. Ślazowiec pensylwański (Sida hermaphrodita Rusby). Uprawa i wykorzystanie. Wyd. AR Lublin Budzyński W., Szczukowski S., Tworkowski J. 2009. Wybrane problemy z zakresu produkcji roślinnej na cele energetyczne. I Kongres Nauk Rolniczych Nauka - Praktyce Przyszłość sektora rolno-spożywczego i obszarów wiejskich, Puławy, 14-15.05.2009: 77-88 Gołaszewski J. 2010. Biogazownia rolnicza. W: Cenian A., Noch T. (red.), Ekoenergetyka zagadnienia technologii, ochrony środowiska i ekonomiki. Wyd. Gdańskiej Wyższej Szkoły Administracji, Gdańsk Gołaszewski J. 2011. Wykorzystanie substratów pochodzenia rolniczego w biogazowniach w Polsce. Post. Nauk Roln., 2: 69-94 Kwiatkowski J. 2011. Byliny. W: S. Szczukowski, J. Tworkowski, M. Stolarski, J. Kwiatkowski, M. Krzyżaniak, W. Lajszner, Ł. Graban, Wieloletnie rośliny energetyczne. Technologie energii odnawialnej. MULTICO Oficyna Wydawnicza: 105-122 Stolarski M., Szczukowski S., Tworkowski J., Kwiatkowski J., Grzelczyk M. 2005. Charakterystyka zrębków oraz peletów (granulatów) z biomasy wierzby i ślazowca jako paliwa. Problemy Inżynierii Rolniczej, 1: 13-22 Styk B. 1984. Niektóre zagadnienia użytkowania, biologii i agrotechniki sidy. Post. Nauk Roln., 3: 3-8 Styk B., Styk W. 1994. Ślazowiec pensylwański surowiec energetyczny. Annales UMCS, Sec. E, 49: 85-87
Dziękuję za uwagę