Academic Journal
Economic, energy and environmental efficiency of growing of energy poplar for biomass
| Title: | Economic, energy and environmental efficiency of growing of energy poplar for biomass |
|---|---|
| Source: | Bioenergy; No. 2 (2024); 9-12 Біоенергетика; № 2 (2024); 9-12 |
| Publisher Information: | Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків Національної академії аграрних наук України, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | біоенергетика, Populus L, культивар 'Robusta', живці, живцеві саджанці, приживлюваність, середня висота, середній діаметр, продуктивність біомаси, економічна, енергетична, екологічна ефективність, bioenergy, cultivar ‘Robusta', cuttings, cutting seedlings, survival rate, average height, average diameter, biomass productivity, economic, energy, environmental efficiency |
| Description: | The results of four-year research on the growth of energy plantations of the ‘Robusta’ variety on the Right Bank Forest Steppe, created by one-year lignified cuttings 25 cm long and 0.8–1.0 cm in diameter, are given. The planting scheme is 2.0 x 0.8 m and 2, 0 x 0.9 m.In the second year, their annual increase in height in the less dencity variant was 2.0 ± 0.05 m, and in the case of a higher plant stand density 2.1±0.05 m. During the third growing season, the increase reached indicators of 3.1 and 3 .0 m, respectively, and the average height of plants increased to 6.8 and 6.6 m, respectively. During the fourth year of vegetation, the growth of poplar plants in height slowed down significantly and amounted to 1.2 and 1.1 m, respectively. At the same time, the average height of four-year plantations was 8.0±0.16 m in the thick version and 7.7±0.22 m in a more dence one.It was established that after three years of growing a poplar plantation of the cultivar ‘Robusta’ established by cuttings, from 1 hectare from 11.66 to 14.58 tons of dry biomass can be obtained or, accordingly, from 207.5 to 259.5 GJ of energy, and after in the fourth year — from 25.78 to 29.94 t/ha, which corresponds to 458.8 to 532.8 GJ/ha of energy. A significant increase in growth indicators and biomass productivity of energy plantations of poplar variety ‘Robusta’ during the fourth year of cultivation indicates the expediency of using a 5–6-year period of cultivation of such plantations to obtain the maximum amount of biomass.It was established that for 4 years the studied poplar plantations of the ‘Robusta’ clone absorbed 47–55 t/ha of carbon dioxide from the atmosphere and released 34–40 t/ha of oxygen for the formation of wood mass. After the fourth growing season, from 3.6 to 4.2 t/ha of dry leafy biomass fell to the soil surface under these plantations. It contains a significant amount of nitrogen (96.4 kg/ha), potassium (62.9 kg/ha) and calcium (76.3 kg/ha). The content of phosphorus in leaf litter was insignificant: 10.1 kg/ha.The cultivation of energy poplar is envisaged on agricultural wastelands, but it is also possible on richer lands, in particular in field protection forest strips, where it is possible to establish a highly efficient cultivation of energy biomass simultaneously their full ecological functions.As the yield of energy biomass increases with each year of research, its value is increasing rapidly. At the same time, the cost of the energy contained in biomass significantly (by 4.4 times) outweighs the cost of the energy biomass itself. Cutting the aboveground part of poplar seedlings and harvesting cuttings from it can give a significant profit at the level of 64 to 80 thousand UAH per 1 ha. The option with a plant density of 6.3 thousand units/ha, for which the energy efficiency was 7.4, turned out to be the most energy efficient. Наведено результати чотирирічних досліджень росту енергетичних плантацій тополі сорту “Robusta” на вилугуваних чорноземах Правобережного Лісостепу, створених однорічними живцями завдовжки 25 см і діаметром 0,8–1,0 см. Схема садіння — 2,0х0,8 м та 2,0х0,9 м. В кінці першого року вирощування рослини на обох ділянках в середньому мали висоту 1,6 м. За другий рік приріст за висотою в рідкішого варіанту становив 2,0±0,05 м, а за вищої густоти рослин — 2,1±0,05 м. Упродовж третього року вирощування приріст досяг максимальних показників і становив, відповідно, 3,1 та 3,0 м, при цьому середня висота рослин досягла показників 6,8 та 6,6 м відповідно. За четвертий рік вегетації ріст рослин тополі за висотою суттєво сповільнився і становив, відрповідно, 1,2 та 1,1 м. При цьому показники середньої висоти чотирирічних насаджень склали 8,0±0,16 м на густому варіанті та 7,7±0,22 м — на більш рідкому. Встановлено, що з трирічної плантації культивару “Robusta”, створеної живцями, з 1 га можна отримати від 11,66 до 14,58 тонн сухої біомаси, або відповідно — від 207,5 до 259,5 ГДж енергії, а після чертвертого року — від 25,78 до 29,94 т/га, що відповідає від 458,8 до 532,8 ГДж/га. Значне збільшення інтенсивності росту й урожайності біомаси енергетичних плантацій культивару “Robusta” протягом четвертого періоду вегетації вказує, що для отримання максимальної врожайності біомаси доцільно застосовувати 5–6-річний термін вирощування таких плантацій.Встановлено, що за 4 роки досліджувані тополеві плантації клону “Robusta” поглинають з атмосфери на формування деревної маси 47–55 т/га вуглекислого газу та вивільняють 34–40 т/га кисню. Після четвертого вегетаційного періоду на поверхню грунту під цими насадженнями опало від 3,6 до 4,2 т/га сухої листяної біомаси. Вона містить значну кількість азоту (96,4 кг/га), калію (62,9 кг/га) та кальцію (76,3 кг/га). Вміст фосфору в листяному опаді був незначним — 10,1 кг/га.Вирощування енергетичної тополі передбачається на сільськогосподарських невгіддях, але воно можливе й на більш багатих землях, зокрема — в полезахисних лісосмугах, де можна налагодити високоефективне вирощування енергетичної біомаси одночасно з виконанням ними в повному обсязі екологічних функцій.Із збільшенням урожайності енергетичної біомаси з кожним роком досліджень, стрімко зростає її вартість. При цьому вартість енергії, що в ній міститься, значно (в 4,4 рази) переважає вартість самої енергетичної біомаси. Зрізання надземної частини саджанців тополі та заготівля з неї живців може дати значний прибуток — на рівні від 64 до 80 тис. грн на 1 га. Енергетично найбільш ефективним виявився варіант із щільністю садіння 6,3 тис. шт./га, за якого коефіцієнт енергетичної ефективності становить 7,4. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Ukrainian |
| ISSN: | 2707-3653 |
| Access URL: | http://be.bio.gov.ua/article/view/317447 |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..a537f921ca1b41f09f245d7c44d2a08a |
| Database: | OpenAIRE |
Be the first to leave a comment!