uprawa roślin na cele energetyczne

uprawa roślin na cele energetyczne SPIS TREŚCI 1. WSTĘP...1 2. ROZWÓJ RYNKU BIOMASY...1 Co to jest biomasa?...1 Ile biomasy potrzebujemy?...1 Lokalizacja plantacji...2 Jakie korzyści i dla kogo niesie wykorzystanie biomasy?...3 Czy rynek biomasy istnieje w Polsce?...4 3. BIOMASA W ROLNICTWIE...4 Słoma jako surowiec na cele energetyczne...4 Koszty pozyskania słomy na cele energetyczne...5 Gatunki przydatne do uprawy na cele energetyczne...5 Krzewy i drzewa szybko rosnące...6 Byliny...7 Trawy o szlaku fotosyntezy C4...7 Porównanie plonów wybranych roślin...8 4. JAK UPRAWIAĆ WYBRANE ROŚLINY NA CELE ENERGETYCZNE...9 Wierzba...9 Ślazowiec pensylwański... 13 Miskant... 16 5. CZY TO SIĘ OPŁACA?... 19 Kosztorys produkcji biomasy dla wybranych roślin energetycznych... 19 Ile i za ile?... 23 6. POZYSKANIE DOFINANSOWANIA DO PLANTACJI ROŚLIN ENERGETYCZNYCH... 24 Programy wsparcia dla rolnictwa... 24 Ścieżka uzyskania dotacji... 25 7. Z KIM KONTAKTOWAĆ SIĘ W SPRAWACH PRODUKCJI, KONTRAKTACJI I ZBYTU BIOMASY?... 27 Zasady kontraktowania... 28 Najważniejsze elementy umowy... 28 8. WAŻNE ADRESY I KONTAKTY... 28 Wszelkie prawa zastrzeżone Żadna część opracowania nie może być kopiowana i powielana bez zgody Polskiej Konfederacji Pracodawców Prywatnych Poradnik wykonano na zlecenie Vattenfall Heat Poland Autorzy: prof. dr hab. Antoni Faber, prof. dr hab. Jan Kuś, dr inż. Mariusz Matyka Redakcja: prof. dr hab. Jan Kuś Zdjęcia: za zgodą Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy w Puławach,Vattenfall AB, Lantmännen Agroenergi AB,.Bioenergiportalen.se Druk i projekt graficzny: W&B Wiesław Drzewiński Warszawa 2009 Poradnik_Vattenfal_2.indd 12 14.04.09 13:22:44

1. WSTĘP Polska, podobnie jak wszystkie kraje członkowskie Unii Europejskiej, musi ograniczać emisję gazów cieplarnianych. Jednym z ważniejszych sposobów realizacji tego zadania jest zastępowanie części tradycyjnych paliw transportowych biopaliwami, zaś węgla biomasą. Spowoduje to zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, a zwłaszcza dwutlenku węgla. Gazy te powodują systematyczne ocieplanie się klimatu, co w konsekwencji przynosi szkody gospodarcze, które mogą się nasilać w przyszłości. W naszej strefie klimatycznej zimy stały się mniej mroźne i śnieżne, zacierają się różnice temperaturowe między wiosną i latem oraz jesienią i zimą. Częściej występują okresy z obfitymi opadami, niejednokrotnie wywołujące powodzie, na przemian z okresami wiosenno-letnich susz. Gwałtowne zmiany pogodowe powodują straty w plonach, co zmniejsza dochody rolników. Rolnictwo produkując biomasę na cele energetyczne przeciwdziała zmianom klimatu, co leży także w jego interesie, ponieważ skutki zmian klimatu najsilniej wpływają na samo rolnictwo. Poradnik dotyczy produkcji biomasy rolniczej na paliwa stałe, które są wykorzystywane do produkcji ciepła i elektryczności. Ze względu na niewielką jego objętość, treść została ograniczona do najważniejszych zagadnień, jednakże wystarczających do podjęcia decyzji o produkcji wieloletnich roślin energetycznych, nawiązania współpracy ze służbami doradczymi rolnictwa i w końcu zawarcia wieloletniej umowy kontraktacyjnej na dostawy biomasy. Poradnik stanowi zbiór podstawowej wiedzy dla każdego producenta, a zwłaszcza dla rolników zainteresowanych współpracą z zakładami energetycznymi, co winno zapewnić korzystanie Poradnik poradnik z pomocy w zbiorze roślin i dostawach biomasy, gwarantować w wieloletnich umowach kontraktacyjnych zmienne ceny na biomasę, wynikające z relacji cen na inne produkty rolne i środki produkcji. 2. ROZWÓJ RYNKU BIOMASY Co to jest biomasa? Biopaliwa płynne oraz energia cieplna i elektryczna mogą być wytwarzane z biomasy pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, która jest produktem ubocznym rolnictwa (np. słoma, inne części roślin nieprzetwarzane na żywność lub paszę, pomiot drobiu, gnojowica, odpady rzeźne). Biomasa roślinna produkowana jest na jednorocznych lub wieloletnich plantacjach roślin energetycznych, lub stanowi odpad w produkcji rolnej lub przemyśle rolno-spożywczym. Rolnictwo ma być w Polsce głównym producentem biomasy na cele energetyczne. Udział biomasy leśnej będzie stopniowo ograniczany, aż do całkowitego zaniechania jej stosowania. Ile biomasy potrzebujemy? Każda tona spalonej biomasy, to zmniejszenie zanieczyszczenia atmosfery o 1,5 tony dwutlenku węgla, jest tak ponieważ biomasa jest paliwem odnawialnym. Oznacza to, że dwutlenek węgla wydzielany w procesie spalania biomasy jest pobierany przez inne roślinny i przetwarzany na nową biomasę. Ropa naftowa, gaz ziemny lub węgiel nie są paliwami odnawialnymi, a w dodatku ich zasoby są ograniczone. Wprawdzie Polska ma zasoby węgla wystarczające na około 100 lat, jednak trzeba go pozyskiwać z coraz większej głębokości. Powoduje to, że koszty jego 1 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:1 14.04.09 13:22:46

uprawa roślin na cele energetyczne 2 Tabela 1. Prognozowane zapotrzebowanie na węgiel i biomasę przez energetykę zawodową w Polsce Wyszczególnienie Węgiel *sm sucha masa (wilgotność 0 %). Źródło: opracowanie własne. wydobycia są często większe niż ceny węgla importowanego. Większe wykorzystywanie biomasy przez energetykę może zmniejszyć niedobory węgla i korzystnie wpłynąć na czystość atmosfery. Obecnie w Polsce najwięcej biomasy wykorzystują indywidualni użytkownicy, gdyż biomasą opalanych jest około 1 mln domów jednorodzinnych, które w sumie spalają około 7,4 mln ton biomasy. Niestety, w świetle obowiązujących regulacji prawnych, zużycie to nie może być zaliczone na rzecz redukcji krajowego zanieczyszczenia atmosfery gazami cieplarnianymi. Jedynym sposobem wywiązania się z tych zobowiązań jest wykorzystanie odpowiedniej ilości biomasy w energetyce. W 2020 r. udział energii pozyskiwanej z biomasy powinien stanowić 15 %, zaś w 2030 r. 20 %, w stosunku do energii zawartej w węglu. W związku z tym w tabeli 1 podano niezbędne ilości biomasy (w suchej masie) przy założeniu, że rolnictwo pokryje 100 % zapotrzebowania na biomasę. Jeśli od podanych ilości odliczymy 3 mln ton słomy, którą można wykorzystać na cele energetyczne, to w perspektywie 2020 r. trzeba będzie z plantacji wieloletnich roślin energetycznych dostarczyć 5,3 mln ton, zaś w 2030 r. 7,6 mln ton biomasy w stanie suchym. Oznacza to, że w 2020 r. powinniśmy mieć w kraju około 0,5 mln ha, a w 2030 r. Zapotrzebowanie (mln ton) Biomasa (sm) 2020 2030 2020 2030 Elektrownie 102,3 100,5 6,3 7,9 Ciepłownictwo 20,8 20,8 2,0 2,7 Razem 123,1 121,3 8,3 10,6 0,8 mln ha takich plantacji. Aktualnie areał zajęty przez plantacje roślin energetycznych wynosi jedynie około 10 tys. ha. Lokalizacja plantacji Rys. 1. Gleby dopuszczone do lokalizacji wieloletnich plantacji roślin energetycznych (kolor czerwony) oraz rejony, w których plantacji nie należy lokalizować (kolor pomarańczowy i zielony) Źródło: opracowanie własne. Plantacji wieloletnich roślin energetycznych nie powinno się zakładać na glebach bardzo dobrych i dobrych, które w Polsce stanowią zaledwie 54 % ogółu gruntów ornych i konieczne jest wykorzystanie ich do Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:2 14.04.09 13:22:48

Poradnik poradnik produkcji żywności i pasz. Dodatkowo plantacji takich nie należy lokalizować (rys. 1): ü w rejonach o rocznej sumie opadów poniżej 550 mm (część Wielkopolski, Kujaw, Mazowsza i Pomorza; na mapie kolor pomarańczowy), ponieważ przy większych powierzchniach nasadzeń może to pogorszyć warunki wodne i przyczynić się do drastycznego spadku plonów wszystkich upraw rolniczych; ü na obszarach cennych przyrodniczo (chronionych kolor zielony); ü na obszarach górskich położonych powyżej 350 m n.p.m; ü na polach o nachyleniu większym niż 12 o ; ü wierzby i topoli na polach zmeliorowanych. Na zbędnych trwałych użytkach zielonych o dużej bioróżnorodności nie można zakładać plantacji, natomiast na pozostałych użytkach zielonych plantacje można zakładać tylko w systemie bezorkowym. Jakie korzyści i dla kogo niesie wykorzystanie biomasy? Korzyści z energetycznego wykorzystania biomasy i ochrony klimatu są przede wszystkim korzyściami ogólnospołecznymi (globalnymi). Międzynarodowe zobowiązania (Protokół z Kioto) w tym zakresie przyjęło ponad 170 państw. Wiadomo bowiem, że dziś przeciwdziałanie zmianom klimatu kosztować może około 1 % światowego dochodu globalnego, jeśli jednak efektywne działania w tym zakresie nie zostaną podjęte, to koszty naprawy szkód mogą być nawet 15- krotnie większe. Niewątpliwe korzyści mogą również odnieść producenci biomasy, zwłaszcza w niektórych regionach kraju (rys. 2). W wielu gminach produkcja biomasy może stanowić bardzo liczące się, alternatywne w stosunku do typowej produkcji rolniczej, źródło dochodu. Możliwości są tym większe im ciemniejszym kolorem zaznaczono na mapie daną gminę. W gminach zaznaczonych kolorem białym, z uwagi na warunki przyrodnicze, plantacji nie należy lokalizować. Rys. 2. Gminy o warunkach szczególnie korzystnych do zakładania wieloletnich plantacji roślin energetycznych oraz szacunki łącznej produkcji biomasy dla wierzby, miskanta i sidy (kolorem czerwonym zaznaczono położenie większych polskich elektrowni) Źródło: opracowanie własne. Uprawa roślin energetycznych może być sposobem na poprawę efektywności ekonomicznej wielu gospodarstw oraz całych wsi. Szacuje się, że do 2020 r. może powstać 36 tys., a do 2030 r. 57 tys. nowych miejsc pracy związanych ze skupem, przetwórstwem i transportem biomasy. Należy jednak podkreślić, że dla rolnika założenie wieloletniej plantacji jest inwestycją, która musi gwarantować opłacalności produkcji w perspektywie kilku lat. Konieczne, więc jest układanie wzajemnych relacji pomiędzy producentami biomasy i zakładami energetycznymi na zdrowych zasadach biznesowych. 3 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:3 14.04.09 13:22:50

uprawa roślin na cele energetyczne 4 Plantacja produkcyjna wierzby krzewiastej Czy rynek biomasy istnieje w Polsce? Krajowy rynek biomasy dopiero powstaje, dotychczas występowała na nim głównie biomasa leśna, która w przyszłości będzie zastępowana przez biomasę rolniczą i odpadową. Na mocy obowiązujących przepisów uczestnikami tego rynku mogą być rolnicy i producenci rolni oraz zarejestrowane w Agencji Rynku Rolnego przedsiębiorstwa skupujące i przetwarzające biomasę. Rejestr pośredników prowadzących skup i zakładów przetwórczych można znaleźć w Internecie (http: //www.arr. gov.pl). Umowy kontraktacyjne na dostawy biomasy należy zawierać wyłącznie z przedsiębiorstwami umieszczonymi w tym Rejestrze. Z uwagi na wstępną fazę organizacji rynku w Polsce brak jest danych umożliwiających analizę cen tego surowca. Jednak informacje ze źródeł zagranicznych wskazują na systematyczny wzrost cen biomasy na rynkach europejskich (http: //www.bio-energia.pl). 3. BIOMASA W ROLNICTWIE Rolnictwo w ostatnim czasie postrzegane jest, jako jeden z głównych dostawców biomasy służącej produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Jednym z plonów ubocznych, jakie może zaoferować na ten cel rolnictwo, jest słoma. Słoma jako surowiec na cele energetyczne Produkcja słomy (zbóż, rzepaku i kukurydzy) w Polsce, średnio za okres ostatnich 5 lat, wynosi około 28, 5 mln ton, a w poszczególnych latach wahała się od 25 mln ton w suchym 2006 r. do około 30 mln ton w pozostałych latach. W przeszłości słomę wykorzystywano na ściółkę i paszę. W ostatnim okresie, dzięki mniejszemu pogłowia zwierząt i innemu ich żywieniu, zmniejszyło się zdecydowanie zużycie słomy na ściółkę, a tylko znikome jest jej zużycie na paszę. W tej sytuacji pozostają nadwyżki słomy, które mogą być wykorzystywane na cele energetyczne. Rozdysponowanie słomy, średnio dla kraju, przedstawiono na rysunku 3. Z nadwyżki wynoszącej około 9 mln ton przynajmniej 30-40% można wykorzystać na cele energetyczne. Szczególnie duże jej ilości na cele energetyczne można pozyskać w rejonach o dominacji dużych gospodarstw, które zbożami i rzepakiem obsiewają często ponad 90% gruntów ornych oraz mają małą produkcję zwierzęcą. W takich gospodarstwach około 50% słomy powinno być przyorywane, aby zapewnić odpowiedni dopływ materii organicznej do gleby, a reszta może być zagospodarowana na inne cele. Należy także podkreślić, że nadwyżki te są bardzo zróżnicowane regionalnie. Największe są w woj. lubelskim i wielkopolskim, zaś najmniejsze w woj. podlaskim i małopolskim (rys. 4). Rys. 3. Zbiór i rozdysponowanie słomy (zbóż, rzepaku i kukurydzy) średnio za lata 2004-2008 w mln ton Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS. Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:4 14.04.09 13:22:52

Na cele energetyczne bardziej przydatna jest tzw. słoma szara, która po skoszeniu powinna leżeć kilka dni na powierzchni pola, aby deszcz i rosa wyługowały z niej związki chloru i potasu. Składowana powinna być w zadaszonych pomieszczeniach lub stertach okrytych folią, po uprzednim wysuszeniu. W przybliżeniu można przyjąć, że pod względem energetycznym, 1,5 tony słomy równoważy 1 tonę węgla kamiennego średniej jakości. Słomę przeznaczoną na sprzedaż rolnik może zebrać własnym sprzętem i zmagazynować lub zawrzeć umowę z firmą skupującą, która zbiera i transportuje słomę własnymi maszynami. Głównymi odbiorcami słomy mogą być: lokalne kotłownie opalane słomą, peleciarnie, brykieciarnie i większe zakłady energetyczne. Rys.4. Nadwyżki słomy średnio z lat 2004-2008 (w tys. ton) w województwach do alternatywnego zagospodarowania Zachodniopomorskie 640 Lubuskie 310 Wielkopolskie Dolnośląskie 490 Pomorskie 1 110 800 Kujawsko-pomorskie 630 920 Opolskie 370 Łódzkie Śląskie Warminsko-mazurskie Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS Koszty pozyskania słomy na cele energetyczne Zasadniczymi elementami, które decydują o kosztach pozyskania słomy jest wielkość plonu, powierzchnia pola oraz sposób zbioru. 640 330 Mazowieckie 210 860 Świętokrzyskie 400 Małopolskie Podlaskie 0 Lubelskie 490 1 480 Podkarpackie Poradnik poradnik Wraz ze wzrostem plonu koszt w przeliczeniu na jednostkę masy maleje. Również zastosowanie nowoczesnych maszyn, o dużej wydajności pracujących na polach o większym areale, pozwala znacznie ograniczyć koszty (tab. 2) Rolnictwo może dostarczać również surowce do produkcji energii odnawialnej z celowo zakładanych trwałych plantacji wybranych gatunków roślin. Gatunki przydatne do uprawy na cele energetyczne Dobór gatunków roślin do uprawy na plantacjach energetycznych zależy od warunków glebowo-klimatycznych i wyposażenia technicznego gospodarstwa oraz wymagań zakładów energetycznych odnośnie jakości biomasy. Dla energetyki zawodowej najbardziej przydatne jest drewno krzewów i drzew szybko rosnących, które po ścięciu łatwo odrastają: Wierzba krzewiasta, Topola i Robinia akacjowa. Mniej przydatna jest biomasa bylin wieloletnich: Ślazowiec pensylwański i Topinambur, zaś najmniej wieloletnich traw: Miskant, Proso rózgowate, Palczatka Gerarda, Spartina preriowa, Wydmuchrzyca wydłużona i Mozga trzcinowata. Wszystkie wymienione rośliny Słoma zebrana prasą zwijającą 5 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:5 14.04.09 13:22:56

uprawa roślin na cele energetyczne 6 Tabela 2. Koszty pozyskania słomy przy różnych technologiach zbioru Koszt Plon t/ha Wyszczególnienie 3 4 zł/ha zł/t zł/t Koszt użycia Zbiór/prasowanie 156 52 39 Prasa kostkująca maszyn małogabarytowa Transport (bez składowania) 124 41 31 Wynagrodzenie za pracę 87 29 22 RAZEM 368 123 92 Koszt użycia Zbiór/prasowanie 159 53 40 Prasa zwijająca maszyn Transport (bez składowania) 118 39 29 Wynagrodzenie za pracę 49 16 12 RAZEM 325 108 81 Koszt użycia Zbiór/prasowanie 191 64 48 Prasa kostkująca maszyn Transport (bez składowania) 67 22 17 wielkogabarytowa Wynagrodzenie za pracę 30 10 8 RAZEM 288 96 72 Źródło: Obliczenia własne na podstawie metodyki IBMER należą do grupy wieloletnich, co zmniejsza koszty ponoszone na zakładanie i prowadzenie plantacji. Krzewy i drzewa szybko rosnące Biomasa z tych upraw najlepiej nadaje się do spalania i współspalania z węglem. Ich drewno podczas zbioru zawiera około 50% wody, co powoduje, że zrębki składowane na pryzmach łatwo się zagrzewają, w wyniku czego może dochodzić do samozapłonu. Dlatego pryzmy wymagają systematycznego mieszania lub zrębki powinny być bezpośrednio po zbiorze dostarczane odbiorcy. Zwiększa to koszty transportu, bo przewozi się duże ilości wody. Sposobem ograniczenia wilgotności biomasy tych roślin jest zbiór dwufazowy, w którym biomasa jest ścinana i następnie wywożona na miejsce składowania. Po kilku miesięcznym okresie składowania i częściowym przeschnięciu jest zrębkowana i dostarczana do odbiorców. Umożliwia to bardziej systematyczną dostawę biomasy w ciągu roku oraz zmniejsza jej wilgotność, co obniża koszty transportu. Wierzba. Na cele energetyczne zalecana jest uprawa głównie Wierzby wiciowej (Salix viminalis) o pokroju krzaczastym i kilkunastu pędach na roślinie. Więcej informacji na temat tego gatunku podano w następnym rozdziale Poradnika. Topola. Podobnie jak wierzba, może być rozmnażana ze zrzezów (sztobrów). W odróżnieniu od wierzby krzewiastej ma wyraźnie dominujący pęd główny, o pokroju prostego pnia z gałęziami i zbierana jest w cyklach 4 6-letnich. Aktualnie dostępne są odmiany przydatne do uprawy na glebach lekkich oraz zwięzłych. Plon, przy 4-krotnie mniejszej obsadzie roślin, może być porównywalny z plonem wierzby. Robinia akacjowa jest gatunkiem ciepłolubnym należącym do rodziny bobowatych. Dzięki symbiozie z bakteriami z rodzaju Rhizobium wytwarza na korzeniach brodawki, które wiążą azot z powietrza, dlat- Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:6 14.04.09 13:22:58

Poradnik poradnik ego wymaga mniejszych dawek azotu niż wierzba lub topola. Dobrze toleruje niskie temperatury w okresie zimy, ale jest wrażliwa na przymrozki wiosenne i jesienne i nie powinna być uprawiana na obszarze północnowschodniej Polski. Najlepiej udaje się na przepuszczalnych glebach wytworzonych z piasków słabogliniastych, ale również na glebach lekkich (piaszczystych) może plonować na opłacalnym poziomie. Najwyższe plony uzyskuje się przy obsadzie roślin 20 tys/ha, w 5-letnim cyklu zbioru. Robinia daje drewno twarde o lepszych parametrach energetycznych od topoli i wierzby, a jej zbiór musi być dokonywany sprzętem mechanicznym, z uwagi na ciernistość pędów. Byliny Są to rośliny wieloletnie, przydatne do celów energetycznych ze względu na stosunkowo duże plony. Ich biomasa jest paliwem gorszym niż drewno roślin z poprzedniej grupy, jednak dają opłacalny ekonomicznie plon już od drugiego roku uprawy. Ślazowiec pensylwański należy do roślin odpornych na mrozy i przymrozki oraz suszę. Na glebach słabszych (piaszczystych) o stosunkowo głębokim poziomie zalegania wody gruntowej (2-5 m) może wydawać opłacalne plony. Ma małe wymagania nawozowe, gdyż jesienią w trakcie zasychania pędów składniki nawozowe są przemieszczane z pędów do karp korzeniowych. Zbierany jest corocznie od połowy listopada do grudnia typowymi maszynami rolniczymi. Spośród wszystkich roślin energetycznych najbardziej nadaje się do produkcji peletów, z uwagi na stosunkowo niską zawartość azotu, chloru, popiołu i metali ciężkich. Trawy o szlaku fotosyntezy C 4 Miskant należy do roślin o szlaku fotosyntezy C 4, które efektywnie wykorzystują promieniowanie słoneczne, wodę i składniki nawozowe. Fotosynteza naszych roślin uprawnych, z wyjątkiem kukurydzy i sorga, przebiega według mniej efektywnego szlaku C 3. Miskant może wydawać w naszych warunkach plony dochodzące do 20 t/ha suchej masy. Nie ma dużych wymagań i dobrze rośnie wszędzie tam, gdzie udaje się kukurydza (gleby średniozwięzłe, łatwo nagrzewające się). Najczęściej w Europie uprawiany jest miskant olbrzymi, który nie wydaje płodnych nasion, w związku z tym musi być rozmnażany wegetatywnie. Miskant pełną wydajność osiąga w 3 roku po posadzeniu. W naszych warunkach raczej nie zaleca się uprawy miskanta chińskiego, który może wylegać w okresie zimy. W dodatku niektóre jego genotypy mogą się w sposób niekontrolowany rozprzestrzeniać za pomocą nasion (rośliny inwazyjne). W rejonach Polski wschodniej, zwłaszcza północno-wschodniej, uzasadniona może być uprawa miskanta cukrowego, który jest odporniejszy na niskie temperatury. Jednak jego plony będą o około 25% mniejsze w porównaniu z miskantem olbrzymim. Doświadczalna plantacja różnych gatunków roślin energetycznych 7 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:7 14.04.09 13:23:00

uprawa roślin na cele energetyczne 8 Tabela 3. Plon (t/ha suchej masy) wybranych gatunków roślin uprawianych na cele energetyczne w doświadczeniach prowadzonych w IUNG Gatunek 2004 2005 2006 2007 Średnio Ciężka czarna ziemia ( kompleks 8 zbożowo pastewny mocny) Miskant średnio z 5 klonów 10,2 19,2 15,6 15,8 15,2 Wierzba średnio z 4 klonów 14,7 12,8 11,1 12,7 12,8 Sida obsada roślin 10 tys./ha 7,4 10,0 10,3 9,3 9,2 Sida obsada roślin 20 tys./ha 14,8 20,8 20,4 17,1 18,3 Gleba średnia (kompleks 4 żytni bardzo dobry) Miskant średnio z 5 klonów 13,9 20,7 16,7 21,0 18,1 Wierzba średnio z 4 klonów 13,3 10,8 11,5 12,4 12,0 Sida obsada roślin 10 tys./ha 6,4 9,0 11,4 9,6 9,1 Gleba lekka (kompleks 5 żytni dobry) Wierzba średnio z 8 klonów 10,1 11,9 12,3 11,1 Sida obsada roślin 20 tys./ha 11,2 20,5 12,9 11,1 13,9 Źródło: badania własne. Porównanie plonów wybranych roślin W tabeli 3 podano plony zbierane w doświadczeniach prowadzonych w IUNG. Spośród porównywanych gatunków roślin, średnio za 4 lata, najwyżej plonował miskant na glebie średniej 18 t/ha. Na glebie ciężkiej położonej w obniżeniu terenowym wiosenne przymrozki uszkadzały rośliny i plon był o 16% mniejszy. Przy zbiorze przeprowadzanym późną jesienią pozyskiwano biomasę o wilgotności 35-45%, natomiast przesunięcie zbioru na wczesną wiosnę pozwoliło uzyskać biomasę o wilgotności 20-25%, ale plon był mniejszy o około 20%, gdyż rośliny utraciły większość liści. Plon wierzby krzewiastej zbieranej corocznie, średnio za 4 lata niezależnie od klonu, wahał się od 11 t/ha na glebie lżejszej (kompleks 5) do 13 t/ha na ciężkiej, czarnej ziemi (kompleks 8). Wilgotność drewna wierzby pozyskiwanego późną jesienią i zimą wynosiła około 50%. W przypadku zbioru w cyklu 3-letnim uzyskiwano większy o 20% plon średnioroczny. Dodatkowo wilgotność drewna była mniejsza (45%), a jego wartość energetyczna wyższa niż przy zbiorze corocznym. Wielkość plonu sidy (ślazowiec pensylwański) zdecydowanie zależał od obsady roślin. Na glebie ciężkiej i średniej (kompleksy 8 i 4) przy obsadzie 10 tys./ha roślin, średni jej plon wynosił około10 t/ha suchej masy i był mniejszy niż na glebie lekkiej (kompleks 5), gdzie obsada roślin wynosiła 20 tys./ha. Wilgotność biomasy pozyskiwanej późną jesienią, przy sprzyjającej pogodzie wynosiła około 30%. Analiza wyników zawartych w tabeli 3 wskazuje, że realne do uzyskania plony biomasy na trwałych plantacjach energetycznych można szacować na poziomie 8-10 t/ha suchej masy. Czyli będą one o 20-30% mniejsze niż w doświadczeniach, gdzie utrzymuje się założoną obsadę roślin, brak jest dróg technologicznych, a także mniejsze są straty podczas zbioru. Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:8 14.04.09 13:23:02

Poradnik poradnik 4. JAK UPRAWIAĆ WY- BRANE ROŚLINY NA CELE ENERGETYCZNE Wierzba Charakterystyka. Na cele energetyczne najbardziej przydany jest gatunek wierzby wiciowej Salix viminalis. Jest to roślina wieloletnia, o okresie użytkowania plantacji do 15-20 lat. Najbardziej uzasadniony jest zbiór wierzby co 3 lata, gdyż uzyskuje się wówczas większy plon w przeliczeniu na rok, a w dodatku drewno ma wyższą wartość energetyczną, niż przy zbiorze corocznym. Zalety wierzby: ü duże plony roczny przyrost może wynosić od 7 do 15 t/ha suchej masy drewna; ü długi okres użytkowania plantacji (15 20 lat); ü tanie sadzonki zrzezy (sztobry). Wady wierzby: ü wilgotność zbieranej biomasy późną jesienią i zimą wynosi około 45-50%. Zwiększa to koszty transportu i zmniejsza jej wartość opałową, gdyż dużo ciepła trzeba zużyć na odparowanie wody; ü trudna mechanizacja zbioru, przy 3-letnim cyklu zbioru konieczne jest stosowanie specjalnych maszyn; ü duże potrzeby wodne wymaga gleb o wysokim (około 200cm) poziomie wody gruntowej, ale nie zabagnionych; ü duże zagrożenie przez choroby i szkodniki. Odmiany (klony). Dostępne są odmiany wyhodowane przez Uniwersytet Warmińsko- Mazurski w Olsztynie (Start, Sprint i Turbo), odmiany hodowli szwedzkiej (Torhild, Sven, Olof, Gudrun, Tordis, Inger i Tora) oraz hodowli duńskiej (Gigantea). Dotychczas brak jest informacji odnośnie wymagań siedliskowych poszczególnych odmian, w związku z tym na większych plantacjach wskazane jest wysadzanie kilku odmian, co może ograniczać rozwój chorób. Dobór gleb. Najbardziej przydatne do uprawy wierzby są gleby wilgotne (ale nie zabagnione) położone zwykle w obniżeniach terenowych, a zaliczane do kompleksu zbożowo-pastewnego mocnego (klasy III b, IV a i IV b) oraz zbożowo- pastewnego słabego (klasy IV b i V). Wierzbę można także uprawiać na glebach wytworzonych z piasków zaliczanych do kompleksu żytniego dobrego (klasa IV b lub V), jednak woda gruntowa na tych glebach powinna występować nie głębiej niż 2 m. Na suchych glebach, w latach z małą ilością opadów uzyskuje się do 30 % mniejsze plony niż na glebach wilgotnych i uprawa wierzby jest nieopłacalna. Należy pamiętać, że wierzbę zbiera się w okresie jesienno-zimowym, kiedy gleby są zwykle silnie uwilgotnione, dlatego pola obsadzane tą rośliną powinny być tak położone, aby możliwy był dojazd ciężkim sprzętem oraz transport zebranego plonu. Przygotowanie pola. Ważne jest odchwaszczenie pola przed posadzeniem wierzby oraz wykonanie analiz chemicznych gleby, aby Plantacja wierzby i miskanta w końcu sierpnia 9 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:9 14.04.09 13:23:04

uprawa roślin na cele energetyczne 10 właściwie ustalić potrzeby wapnowania oraz nawożenia fosforem i potasem. Sposób przygotowania pola pod plantacje wierzby zależy od dotychczasowej formy użytkowania: a) pola odłogowane; b) pola użytkowane, ale zaniedbane (zaperzone i porośnięte innymi chwastami wieloletnimi); c) pola utrzymywane w dobrej kulturze. W przypadkach a i b w okresie letnim lub pożniwnym na zielone chwasty należy zastosować nieselektywne herbicydy (zawierające glifosat) w dawkach podanych na opakowaniu. W celu oczyszczenia pola z chwastów wieloletnich (perz, ostrożeń, powój). Gleby kwaśne (o ph poniżej 5,5) należy koniecznie zwapnować. Na lżejszych glebach trzeba zastosować 2-3 t/ha, na ciężkich 3-5 t/ha nawozów wapniowych w przeliczeniu na CaO. Po 6 8 tygodniach od zastosowania herbicydu można wysiać nawozy wapniowe i wymieszać je z glebą. Przed zimą konieczne jest wykonanie głębokiej (przynajmniej 35 cm) orki przedzimowej. Nawożenie. W roku założenia plantacji stosuje się 20 kg N, 10-20 kg P2O5 i 20-40 kg/ha K2O. W drugim roku zalecane dawki NPK wynoszą: 90 kg N, 30-60 kg P2O5 i 80-120 kg K2O. Wyższe dawki P i K stosuje się na glebach ubogich w te składniki. W trzecim i czwartym roku nie ma możliwości wysiewu nawozów, dopiero po zbiorze plonów wiosną kolejnego roku stosuje się zbliżone dawki nawozów. Spore ilości składników nawozowych dostarczają każdego roku opadające liście. Sadzenie. Przystępując do rozplanowania nasadzeń wierzby, należy pamiętać o zachowaniu odpowiednich odległości od działek sąsiednich, które podano w 6 rozdziale Poradnika. Termin sadzenia wierzbę można sadzić późną jesienią (wówczas eliminuje się problem przechowywania zrzezów) lub wczesną wiosną. Materiał rozmnożeniowy wierzbę rozmnaża się wegetatywnie ze zrzezów (sztobrów, sadzonek). Są to 20-25 cm odcinki dolnych i środkowych części jednorocznych lub dwuletnich pędów o grubości 7-15 mm. Zrzezy wiąże się w pęczki (zwykle po 50 lub 100 szt.) z zachowaniem ich kierunku wzrostu na pędzie. Wierzchołki zrzezów powinny być pomalowane farbą emulsyjną, co ułatwia prawidłowe ich sadzenie oraz zmniejsza wysychanie. Do pierwszych nasadzeń należy zakupić zrzezy z jednolitych odmianowo plantacji, natomiast do ich powiększania sadzonki można pozyskać już z własnej produkcji. Przechowywanie sadzonek niedostateczna wilgotność w czasie przechowywania prowadzi do wysychania i zamierania pędów. Wyższa temperatura przy odpowiedniej wilgotności zapoczątkowuje rozwój korzeni i pędów już w czasie przechowywania, co zwiększa udział sadzonek nieprzyjmujących się. Zalecane sposoby przechowywania sadzonek w gospodarstwie, to: a) w piwnicach o niskiej temperaturze (4-6 C i wilgotności powietrza 60-80%) przez okres kilku tygodni; b) na polu po zadołowaniu w średnio wilgotnym piasku lub glebie, w zacienionym miejscu, kilka tygodni w okresie jesiennozimowym. Na przyjmowanie się wierzby korzystnie wpływa namoczenie zrzezów bezpośrednio przed sadzeniem w wodzie na 1-2 doby. Technika sadzenia. Zrzezy sadzi się równo z powierzchnią gleby. Na małych plantacjach wierzbę można wysadzać ręcznie, zaś na większych korzysta się sadzarek, zwykle 2-rzędowych. Można wykorzystać typowe sadzarki do wierzby, a także sadzarki stosowane w szkółkach leśnych lub sadzarki ogrodnicze. Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:10 14.04.09 13:23:06

Obsada roślin zależy od częstotliwości zbioru i doboru stosowanych maszyn. W przypadku zalecanego zbioru co 3 lata, najwłaściwsza jest technika nasadzeń pasowych (dwa rzędy w odstępach 75 cm i następnie ścieżka przejazdowa 150 cm), natomiast zalecana odległość pomiędzy roślinami w rzędzie wynosi od 40 do 50 cm. Przy takiej technice sadzenia na 1 ha (100 x 100 m) będzie 88 rzędów wierzby, a w rzędzie od 250 do 200 roślin. Obsada roślin na powierzchni 1 ha będzie się wahała od 22,0 do 17,6 tys. roślin. Górną granicę obsady (22 tys.) należy stosować na słabszych glebach, natomiast mniejszą (17,6 tys.) na glebach żyźniejszych. Wyniki badań szwedzkich i angielskich wskazują, że w korzystniejszych warunkach wilgotnościowych uzasadnione jest zmniejszenie obsady roślin wierzby do 10-13 tys./ha. W przypadku planowania zbioru wierzby w cyklu corocznym, którego nie zaleca się dla plantacji komercyjnych, można stosować rzędowe sadzenie bez ścieżek przejazdowych i z rozstawą roślin w rzędzie 40 cm. Wówczas obsada roślin będzie wynosić około 33 tys./ha. Rys.5. Sposób rozmieszczenia sadzonek wierzby. Źródło: opracowanie własne. Istnieje również możliwość zakładania plantacji wierzby z tzw. żywokołów. Są to najczęściej dwuletnie pędy wierzby o wysokości około 2,0-2,5 m, które powinny być Poradnik poradnik możliwie jak najgłębiej umieszczane w glebie (do 1 m). Obsada roślin przy takim systemie nasadzeń wynosi 5-7 tys./ha, a zbiór dokonywany jest co 5-6 lat. W Polsce brak jest informacji dotyczących produkcyjności takich plantacji. Pielęgnacja plantacji w roku założenia. Walkę z chwastami rozpoczyna się w roku poprzedzającym założenie plantacji, tak aby pole przeznaczone pod wierzbę było wolne od chwastów wieloletnich. Bezpośrednio po posadzeniu wierzby należy zastosować herbicydy doglebowe, gdyż jej początkowy wzrost jest bardzo powolny i chwasty mogą ją całkowicie zagłuszyć. Ponadto większość dopuszczonych do odchwaszczania wierzby herbicydów powinna być zastosowana bezwzględnie przed ruszeniem jej wegetacji. Poważne zagrożenie dla plantacji wierzby stanowią choroby (rdza, plamistość liści i pędów, parch, antraknoza) oraz szkodniki (kilka gatunków mszyc, pieniki, krytoryjek olchowiec, niekreślanka wierzbówka itp.). W przypadku dużego nasilenia chorób lub szkodników konieczne jest chemiczne ich zwalczanie, a przy doborze środków ochrony roślin należy korzystać z Zaleceń Instytutu Ochrony Roślin w Poznaniu. Zbiór roślin w pierwszym roku uprawy. W pierwszym roku po posadzeniu wierzba rozbudowuje głównie system korzeniowy, a masa części nadziemnej jest mała. Jednak skoszenie roślin na wysokości około 5 cm nad powierzchnią gleby jest konieczne, gdyż zwiększa to rozkrzewienie się roślin i dodatnio wpływa na ich plonowanie w następnych latach. Wycięte pędy można ewentualnie przeznaczyć na zrzezy i wykorzystać do powiększenia plantacji. Zbiór roślin w kolejnych latach użytkowania. Można stosować zbiór: Jednofazowy specjalnymi kombajnami, które są jednak bardzo drogie, a dodatkowo 11 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:11 14.04.09 13:23:08

uprawa roślin na cele energetyczne Tabela 4. Harmonogram prac na plantacji wierzby zbieranej w cyklu trzyletnim PRZED ZAŁOŻENIEM PLANTACJI ZAŁOŻENIE PLANTACJI PROWADZENIE PLANTACJI 5 cykli x 3 lata Rok Okres Czynność 0 VIII-X 1 1 III-IV III-IV IV-VI IV-VIII IV-VIII 15 XI-15 III (roku następnego) III-IV III-IV Przygotowanie pola po zbiorze rośliny poprzedzającej: oprysk herbicydem na bazie glifosatu; wapnowanie; kultywatorowanie; orka zimowa. Wiosenne przygotowanie pola: bronowanie; wysiew nawozów P, K; agregat uprawowy; usuwanie kamieni; oprysk herbicydem doglebowym Sadzenie Nawożenie N lustracja plantacji oprysk przeciw chorobom (w razie konieczności) oprysk przeciw szkodnikom (w razie konieczności) Jedno lub dwukrotny oprysk przeciwko chwastom (w razie konieczności) Przycięcie roślin na wysokości 5-10 cm Nawożenie PK (i Ca- co 4 lata) Nawożenie N 15 III-VIII Obserwacja i ochrona przed chorobami i szkodnikami 15 III-V Kontrola zachwaszczenia 2 I-XII Monitoring plantacji 3 15 XI-15 III (roku następnego) Zbiór 12 LIKWIDACJA PLANTACJI 17 15 III-V Oprysk herbicydem na bazie Glifosatu. Karczownik karp. Orka głęboka. Źródło: opracowanie własne. Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:12 14.04.09 13:23:10

Plantacja ślazowca w okresie wzrostu (początek czerwca) zrębki powinny być bezpośrednio dostarczane do zakładów energetycznych. Nie pozawala to na systematyczną dostawę biomasy w trakcie roku. Dwufazowy wierzba jest ścinana i ładowana na przyczepy (ewentualnie w formie wiązek) i wywożona na miejsce składowania. Po częściowym przeschnięciu jest zrębkowana i dostarczana odbiorcy. Umożliwia to bardziej systematyczną dostawę biomasy oraz mniejsza jest jej wilgotność. Ślazowiec pensylwański Charakterystyka. Ślazowiec nazywany również sidą od nazwy łacińskiej Sida hermaphrodita lub określany niepoprawnie malwą pensylwańską albo malwą wirgińską, pochodzi z Ameryki Północnej. W Polsce gatunek ten znany jest od około 50 lat, kiedy to w AR Lublin podjęto badania nad możliwością jego uprawy na paszę. W ostatnim okresie ślazowiec jest traktowany jako cenna roślina energetyczna. Ślazowiec jest rośliną wieloletnią o okresie użytkowania 15-20 lat, której plon stanowią jednoroczne pędy (10-30 na roślinie) zasychające jesienią, o wysokości 200-400 cm i średnicy 5-30 mm. Na wierzchołku pędów osadzone są kwiatostany złożone z drobnych Poradnik poradnik kwiatów o białych płatkach, kwitnące od lipca do września. Kwiaty ślazowca stanowią dobry pożytek dla pszczół. W każdym dojrzałym owocu występuje 5-8 bardzo drobnych nasion o barwie od jasno- do ciemnobrązowej, których masa 1000 szt. wynosi 3-4 g. Zalety ślazowca: ü zbiór od późnej jesieni do wiosny przy wilgotności biomasy 20-30%; ü mała zawartość popiołu i składników mineralnych (N, K, Cl), stąd mały wynos składników nawozowych z plonem; ü możliwość wykorzystania do zbioru typowych maszyn rolniczych (sieczkarnie polowe); ü możliwość uprawy na słabszych glebach. Wady ślazowca: ü niska zdolność kiełkowania nasion spowodowana twardością okrywy powoduje, że polowa zdolność wschodów nawet w sprzyjających warunkach nie przekracza 30-40%, stąd konieczność produkcji rozsady lub sadzonek korzeniowych; ü duża podatność na choroby (fuzariozy, zgnilizna twardzikowa itp.). Dobór gleb. W Polsce gleby dobre i średnie muszą być przeznaczane pod produkcję na cele żywnościowe i paszowe. Natomiast rośliny energetyczne z konieczności muszą być uprawiane na gorszych glebach. W tej grupie roślin większe wymagania glebowe posiadają wierzba i miskant, natomiast plantacje ślazowca muszą być lokalizowane na słabszych glebach. W praktyce pod jego uprawę należy przeznaczać gleby zaliczane do kompleksu 6 (żytniego słabego klasy IVb i V) o zwierciadle wody gruntowej na głębokości poniżej 200 cm. Przygotowanie pola. Bardzo ważne jest staranne odchwaszczenie pola przed założeniem plantacji oraz wykonanie analiz 13 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:13 14.04.09 13:23:12

uprawa roślin na cele energetyczne Plantacja ślazowca w trakcie zbioru silosokombajnem do kukurydzy 14 chemicznych gleby, aby właściwie ustalić potrzeby wapnowania oraz nawożenia fosforem i potasem. Na polach zaniedbanych (zaperzone i porośnięte innymi chwastami wieloletnimi) konieczne jest w okresie pożniwnym zastosowanie na zielone chwasty nieselektywnych herbicydów (zawierających glifosat). Po upływie 6-8 tygodni należy wykonać płytką orkę (podorywkę) a następnie bronowanie lub kultywatorowanie. Na polach będących w dobrej kulturze trzeba wykonać staranną uprawę pożniwną po zbiorze przedplonu. Przed zimą konieczne jest wykonanie orki na głębokość 25-30cm. Na glebach silnie zakwaszonych (o ph poniżej 5,5) należy zastosować przed wykonaniem uprawy pożniwnej 2-3 t/ha nawozów wapniowych w przeliczeniu na CaO. Zakładanie plantacji. Ślazowiec może być rozmnażany generatywnie (z nasion) oraz wegetatywnie z sadzonek korzeniowych: a) Wysiew nasion ślazowca bezpośrednio do gruntu przeprowadza się w połowie kwietnia, kiedy temperatura gleby osiągnie około 10ºC. Gleba musi być bardzo staranie uprawiona, wyrównana i zagęszczona (najlepiej wałem strunowym), aby można było umieścić nasiona na jednakowej głębokości 1,0-1,5 cm. Z większej głębokości te bardzo drobne nasiona nie będą kiełkować. Zalecana ilość wysiewu wynosi 1,5-2,0 kg/ha, nasion o najwyższej sile kiełkowania osiąganej po 1- lub 2-lenim okresie przechowywania. W celu równomiernego wysiewu konieczne jest zmieszanie nasion z balastem (trociny, kasza manna itp.). Do wysiewu można używać zwykłych siewników zbożowych, a rozstawa rzędów powinna wynosić 60-70 cm, aby można mechanicznie zwalczać chwasty w międzyrzędziach. Odległość pomiędzy roślinami w rzędzie powinna wynosić około 40 cm, obsada na 1ha około30-40 tys. Uwaga! Obserwacje praktyczne wskazują, że jakość wschodów ślazowca poprawia moczenie nasion w wodzie przed wysiewem przez 1 dobę, a następnie osuszenie ich na tkaninie. Niektóre firmy oferują nasiona w różny sposób uszlachetniane lub otoczkowane, przy których wysiewie należy kierować się zaleceniami producentów nasion. Należy podkreślić, że wysiew nasion ślazowca bezpośrednio do gruntu jest najprostszym sposobem zakładania plantacji, ale zarazem obarczony największym ryzykiem, bo w warunkach niesprzyjającego przebiegu pogody wschody mogą być słabe, a koszt zakupu nasion jest duży (do 2000zł/kg). Ponadto bardzo trudne jest opanowanie zachwaszczenia, bo okres od siewu do wschodów trwa około 2-3 tygodni, a początkowy wzrost ślazowca jest także bardzo powolny i chwasty bardzo łatwo zagłuszają młode rośliny, a brak jest zarejestrowanych w Polsce herbicydów. b) Produkcja rozsady jest pracochłonnym sposobem zakładania plantacji, ale uzyskuje się bez większego ryzyka zamierzoną obsadę roślin. Do produkcji sadzonek Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:14 14.04.09 13:23:14

przystępuje się w marcu. Najlepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie multiplantów (170-240 komórek) utrzymywanych w tunelach foliowych lub szklarniach. W każdej komórce wypełnionej podłożem torfowym wysiewa się po 4-5 nasion ślazowca, a następnie należy je bardzo delikatnie przykryć ( przyprószyć ) torfem zmieszanym z piaskiem. Po wschodach pozostawia się po jednej roślinie, którą w fazie 4-6 liści, na początku maja wysadza się do gruntu. Do zmechanizowania sadzenia można używać sadzarek chwytakowych lub karuzelowych stosowanych w warzywnictwie. Przy takim sposobie zakładania plantacji optymalna obsada roślin wynosi 20-22 tys./ha (rozstawa rzędów 60-75 cm, a roślin w rzędzie 50-60 cm). c) Sadzonki wegetatywne uzyskuje się poprzez podział karp korzeniowych, a z jednej 3-4 letniej karpy można uzyskać 20-30 sadzonek. Do produkcji takich sadzonek przystępuje się wczesną wiosną przed ukazaniem się odrastających pączków, które łatwo się obłamują. Karpy korzeniowe są wyorywane a następnie dzielone na 8-10 cm odcinki, na których muszą się znajdować pąki wzrostowe (oczka). Sadzonki takie umieszcza się pionowo w glebie na głębokości 6-8 cm. Sadzonki te przyjmują się bardzo dobrze, wzrost roślin w pierwszym roku jest intensywniejszy niż przy wysiewie nasion, jednak jest to metoda pracochłonna, ponieważ możliwości mechanizacji są ograniczone. Nawożenie. W roku założenia plantacji potrzeby nawozowe ślazowca są małe, wystarczy zastosować 30 kg N już po wschodach lub przyjęciu się sadzonek oraz 20 kg P2O5 i 40 kg/ha K2O przed uprawkami wiosennymi. Poradnik poradnik Od drugiego roku zalecane dawki NPK wynoszą: 90 kg N, 30 kg P2O5 i 80 kg/ha K2O. Z plonem ślazowca wywozi się z pola małe ilości składników nawozowych, gdyż w czasie zasychania pędów są one przemieszczane do karp korzeniowych lub powracają do gleby z opadającymi liśćmi. Pielęgnacja plantacji. W roku założenia plantacji podstawowy problem stanowi ograniczenie zachwaszczenia. Niezależnie od sposobu zakładania plantacji, obok mechanicznego zwalczania chwastów w międzyrzędziach, konieczne jest ich ręczne usuwanie z rzędów. Należy zaznaczyć, że całkowicie brak jest herbicydów zarejestrowanych do stosowania w tej roślinie. W następnych latach łan ślazowca o założonej obsadzie roślin skutecznie zagłusza chwasty. Jedynie w przypadku dużego zachwaszczenia można zastosować mechaniczną pielęgnację międzyrzędzi. W następnych latach należy się liczyć z koniecznością zwalczania chorób (fuzariozy, zgnilizna twardzikowa itp.), które powodują wczesne zamieranie pędów lub całych roślin, co obniża plon. Należy również założyć, że wzrost powierzchni gruntów obsiewanych tą roślina zwiększy zagrożenia powodowane przez choroby i szkodniki. Przy doborze chemicznych środków ochrony roślin należy korzystać z Zaleceń Instytutu Ochrony Roślin w Poznaniu. Zbiór roślin. W pierwszym roku rośliny wytwarzają pojedyncze pędy o wysokości 80-120 cm, które powinny być skoszone późną jesienią. W następnych latach ślazowiec można zbierać typowymi sieczkarniami polowymi, w okresie od późnej jesieni do przedwiośnia. Na ogół w późniejszych terminach wilgotność zbieranej biomasy jest mniejsza, a w suche mroźne dni może ona wynosić około 20%, co umożliwia bezpośrednie przeznaczenie jej do peletyzacji. 15 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:15 14.04.09 13:23:16

uprawa roślin na cele energetyczne Plantacja miskanta w początkowej fazie wzrostu (koniec maja) 16 Miskant Charakterystyka. Miskant (Miscanthus) jest to wieloletnia trawa pochodząca z południowo-wschodniej Azji, którą sprowadzono do Europy na początku poprzedniego wieku, jako roślinę ozdobną. Można również spotkać inne nazwy tej rośliny trawa słoniowa, trzcinnik olbrzymi lub trzcina chińska. Trawa ta tworzy duże kępy, a plon użytkowy stanowią grube źdźbła wypełnione gąbczastym rdzeniem o wysokości 200-350 cm, których liczba na roślinie może dochodzić do 200 sztuk. Na cele energetyczne najczęściej jest uprawiany Miskant olbrzymi (Miscanthus x giganteus), który został wyhodowany w wyniku skrzyżowania miskanta chińskiego i miskanta cukrowego. Nie wydaje on płodnych nasion, a materiał rozmnożeniowy stanowią pocięte karpy korzeniowe (rizomy) lub sadzonki produkowane laboratoryjnie metodą in vitro. Zalety miskanta: ü duży potencjał plonowania (nawet do 20-25 t/ha), jako roślina o szlaku fotosyntezy C4 efektywnie wykorzystuje promieniowanie słoneczne, wodę i składniki nawozowe; ü okres użytkowania plantacji wynosi 15-20 lat; ü możliwość wykorzystania do mechanizacji zbioru typowego sprzętu rolniczego; ü dotychczas nie stwierdzono występowania na tej roślinie chorób ani szkodników; ü małe potrzeby nawozowe. Wady miskanta: ü w naszych warunkach nie wytwarza płodnych nasion konieczna produkcja sadzonek; ü konieczność zabezpieczenia plantacji przed wymarzaniem w pierwszym roku po posadzeniu poprzez ściółkowanie pola słomą, liśćmi lub agrowłókniną; ü drogie sadzonki, nawet 12-16 tys. zł/ha. Dobór gleb. Pod uprawę miskanta należy przeznaczać średnio zwięzłe i lżejsze, łatwo nagrzewające się gleby. W naszych warunkach uprawa tej rośliny powinna się koncentrować na glebach kompleksu 5 żytnich dobrych (klasy IV b) o wyższym poziomie zalegania wód gruntowych (do 200 cm). Miskanta nie należy uprawiać na glebach zlewnych i położonych w zagłębieniach terenowych (zastoiska mrozowe), gdzie późnowiosenne przymrozki uszkadzają młode pędy, które się regenerują, jednak obniża to plon. Przygotowanie pola. Bardzo ważne jest staranne odchwaszczenie pola przed założeniem plantacji oraz wykonanie analiz chemicznych gleby, aby właściwie ustalić potrzeby wapnowania oraz nawożenia fosforem i potasem. Na polach zaniedbanych (zaperzone i porośnięte innymi chwastami wieloletnimi) konieczne jest zastosowanie w okresie pożniwnym na zielone chwasty nieselektywnych herbicydów (zawierających glifosat). Po upływie 6-8 tygodni należy wykonać płytką orkę (podorywkę) a następnie bronowanie lub kultywatorowanie. Na polach będących w dobrej kulturze trzeba wykonać staranną uprawę pożniwną po zbiorze przedplonu. Przed zimą Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:16 14.04.09 13:23:18

Poradnik poradnik konieczne jest wykonanie orki na głębokość 25-30cm. Na glebach o ph poniżej 5,8-6,0 należy zastosować przed wykonaniem uprawy pożniwnej 2-3 t/ha nawozów wapniowych, w przeliczeniu na CaO. Zakładanie plantacji. Obsada roślin miskanta, niezależnie od użytego materiału rozmnożeniowego, powinna wynosić od 10 do 12 tys./ha. Zalecana rozstawa rzędów wynosi 75-100 cm, a odległość roślin w rzędzie 60-100cm. a. Zakładanie plantacji z sadzonek korzeniowych (rizomów) jest pracochłonne i może być stosowane tylko w gospodarstwach posiadających już 3-4-letnią plantację rozmnożeniową. Z jednej dobrze rozwiniętej karpy można uzyskać 50-100 sadzonek. Sadzonki te wysadza się w końcu kwietnia na głębokość 10-15 cm pod znacznik, dołownik lub specjalnymi sadzarkami. Rośliny z takich sadzonek już w pierwszym roku głębiej się ukorzeniają i są odporniejsze na uszkodzenia zimowe, niż z sadzonek produkowanych metodą in vitro. b. Zakładanie plantacji z sadzonek produkowanych metodą in vitro. Sadzenie rozpoczyna się po zakończeniu późnowiosennych przymrozków, zwykle w drugiej połowie maja. Pracę tę można zmechanizować, wykorzystując sadzarki do warzyw. Głębokość sadzenia jest uwarunkowana wielkością sadzonek, ale na ogół nie przekracza 7-8 cm. Rośliny uzyskane z takich sadzonek w pierwszym roku wegetacji są słabsze i bardziej narażone na uszkodzenia zimowe niż z rizomów korzeniowych. Nawożenie. W roku założenia plantacji potrzeby nawozowe miskanta są małe, wystarczy zastosować 30 kg N po przyjęciu się sadzonek oraz 20 kg P 2 O 5 i 40 kg/ha K 2 O przed uprawkami wiosennymi. Od drugiego roku zalecane dawki NPK wynoszą: 90 kg N, 30 kg P 2 O 5 i 80 kg/ha K 2 O. Nawozy należy wysiać wiosną po obeschnięciu pola i można je wymieszać z glebą narzędziem stosowanym do odchwaszczania międzyrzędzi. Z plonem miskanta wywozi się z pola małe ilości składników nawozowych, gdyż w czasie zasychania pędów roślina przemieszcza je do karp korzeniowych, a część powraca do gleby z opadającymi liśćmi. Pielęgnacja plantacji. W roku założenia plantacji podstawowy problem stanowi ograniczenie zachwaszczenia. Niezależnie od sposobu zakładania plantacji, obok mechanicznego zwalczania chwastów w międzyrzędziach, konieczne jest ich ręczne usunięcie z rzędów. Późną jesienią trzeba zabezpieczyć plantację przed wymarzaniem. Należy wykosić tuż nad powierzchnią gleby odrosty miskanta i pozostawić je na powierzchni pola oraz rozrzucić cienką warstwę słomy lub liści. W następnych latach wyrównany łan miskanta ogranicza wzrost chwastów, a dotychczas nie stwierdzono na tej roślinie większego nasilenia chorób i szkodników. Zbiór roślin. Miskant może być zbierany w dwóch terminach późną jesienią (listopad grudzień) i wówczas wilgotność bio- Plantacja miskanta w końcu sierpnia 17 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:17 14.04.09 13:23:21

uprawa roślin na cele energetyczne Tabela 5. Harmonogram prac na plantacji miskanta i ślazowca pensylwańskiego PRZED ZAŁOŻENIEM PLANTACJI ZAŁOŻENIE PLANTACJI Rok Okres Czynność 0 VIII-X 1 III-IV III-V IV-VI IV-VIII IV-VIII 15 XI-15 III (roku następnego) III-IV Przygotowanie pola po zbiorze rośliny poprzedzającej: oprysk herbicydem na bazie glifosatu; wapnowanie; kultywatorowanie; orka zimowa. Wiosenne przygotowanie pola: bronowanie; wysiew nawozów P,K; agregat uprawowy; usuwanie kamieni; oprysk herbicydem doglebowym (nie dotyczy plantacji ślazowca zakładanej z siewu) Sadzenie/Siew Nawożenie N lustracja plantacji oprysk przeciw chorobom (w razie konieczności) oprysk przeciw szkodnikom (w razie konieczności) Jedno lub dwukrotny oprysk przeciwko chwastom (w razie konieczności) Pierwszy zbiór (w przypadku miskanta zebraną biomasą i dodatkowo słomą należy zabezpieczyć sadzonki przed mrozami) Nawożenie PK (i Ca- co 4 lata) PROWADZENIE PLANTACJI 1-x* III-IV 15 III-VIII Nawożenie N Obserwacja i ochrona przed chorobami i szkodnikami 15 III-V Kontrola zachwaszczenia 15 XI-15 III (roku następnego) Zbiór 18 LIKWIDACJA PLANTACJI x*+1 15 III-V Oprysk herbicydem na bazie Glifosatu. Karczownik karp. Orka głęboka. *okres użytkowania plantacji w przypadku miskanta i ślazowca wynosi 15-20 lat, Źródło: opracowanie własne. Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:18 14.04.09 13:23:23

masy wynosi 35-45% oraz na przedwiośniu i wiosną (marzec-kwiecień). W drugim terminie uzyskuje się biomasę o mniejszej wilgotności (25-30%) oraz korzystniejszym składzie chemicznym (mniejsza zawartość chloru, potasu i sodu). Plon jest jednak wyraźnie mniejszy (o15-20%), bo rośliny utraciły większość liści. W zależności od wilgotności biomasy oraz sposobu jej zagospodarowania można stosować jedno- lub dwufazowy zbiór miskanta. Jednofazowy wykorzystuje się sieczkarnie polowe (silosokombajny), które koszą i rozdrabniają biomasę. Jednak tak zebrana biomasa ma bardzo małą gęstość usypową, co zwiększa koszty transportu. Dwufazowy w pierwszym przejeździe miskant jest koszony na pokosy, a następnie masa roślinna jest prasowana. Ułatwia to transport biomasy, jednak konieczna jest tu większa liczba przejazdów, co przy zbytniej wilgotności gleby prowadzi do nadmiernego jej zagęszczenia i może obniżać plony miskanta. Zbiór dwufazowy można stosować wiosną, kiedy wilgotność miskanta jest niższa. Przy zakładani plantacji roślin wieloletnich można wykorzystać maszyny zaproponowane w tabeli 8. 5. CZY TO SIĘ OPŁACA? Kosztorys produkcji biomasy dla wybranych roślin energetycznych Przedstawione kalkulacje wskazują na duże rozbieżności kosztów założenia plantacji, nawet w przypadku tego samego gatunku roślin. Obniżki kosztów uzyskuje się poprzez: ü zastąpienie robocizny pracą maszyn; ü zastosowanie nowoczesnych, wydajniejszych maszyn, np. zaoranie 1 ha pola 2-skibowym pługiem zajmuje nawet 5 Poradnik poradnik godzin, a ten sam zabieg wykonany zestawem dużych narzędzi zajmuje poniżej 1 godziny; ü uprawę danej rośliny na polach o większej powierzchni, co zwiększa wydajność pracy ludzi i maszyn. Planując uprawę roślin na cele energetyczne rolnik musi wiedzieć, że wilgotność zbieranej biomasy może wahać się w granicach od poniżej 20% nawet do 50-55%. W tej sytuacji zakłady energetyczne odbierające biomasę ustalają jej ceny po przeliczeniu na ilość energii (GJ gigadżul) dostarczonej w tej masie. Zasada jest taka, że wraz ze spadkiem wilgotności wzrasta wartość energetyczna biomasy. W przypadku wierzby wartość energetyczna świeżo zebranej biomasy o wilgotności około 50% wynosi 7-9 GJ/t, a w odniesieniu do wierzby sezonowanej o wilgotności około 20% wartość ta wzrasta do 11-13 GJ/t, zaś w przeliczeniu na suchą masę (s.m.) osiąga 15-18 GJ/t. W dodatku koszty transportu wilgotnej biomasy są większe, bo wozi się wodę. Przykład: Rolnik dostarcza do zakładu 100 ton świeżo zebranej wierzby Pobrano próby Określono wartość energetyczną na 8 GJ/t Przy cenie za GJ (16-18-20 zł/gj) rolnik otrzymuję za 1 tonę odstawionej świeżej masy, w zależności od ceny GJ: 128zł, 144zł, 160zł. Przeprowadzona przy aktualnych uwarunkowaniach rynkowych analiza opłacalności upraw roślin na cele energetyczne wykazała, że produkcja wierzby w cyklu zbioru trzyletniego przynosi dochody przy każdym z założonych poziomów cen i plonów. Uprawa ślazowca i miskanta jest najbardziej opłacalna przy wysokich plonach i cenach, natomiast przy niskich plonach i cenach przynosi straty. Opłacalność uprawy wierzby i miskanta w stosunku do roślin rolniczych (pszenica, żyto, pszenżyto) jest na wyższym lub zbliżo- 19 Poradnik_Vattenfal_2.indd Sek1:19 14.04.09 13:23:25