Proso rózgowate (Panicum virgatum)

Mikołajczak J.1, Majtkowski W.2,Topolińska P.1,
Marć- Pieńkowska J.1
1Uniwersytet
Technologiczno- Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Hodowli i Biologii
Zwierząt, Katedra Żywienia i Gospodarki Paszowej
2Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, Państwowy Instytut Badawczy w Puławach
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
 Zwiększająca się presja organizacji
międzynarodowych oraz informacje ekologów o coraz
bardziej zagrożonym środowisku naturalnym
powodują, że w wielu krajach dąży się do zwiększenia
udziału odnawialnych źródeł energii.
 Niekwestionowanym dominantem w
wykorzystywaniu biomasy roślinnej do celów
energetycznych w Europie Środkowej jest kukurydza
(Kopiński i in.2011).
 Jednak systematyczny wzrost jej areału upraw
powoduje konieczność uprawy w monokulturze,
co z kolei sprzyja niepożądanemu rozprzestrzenianiu
się chorób i szkodników (Oniszak- Popławska i Matyka 2012,
cyt. za Matyka i Księżak 2013).
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Zachodzi więc potrzeba
wykorzystania szerszej gamy gatunków
roślin energetycznych, bardziej
dostosowanych do poszczególnych
warunków glebowo-klimatycznych.
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Charakterystyka prosa rózgowatego (Panicum virgatum)
 Typ fotosyntezy C-4.
 W warunkach naturalnych występuje w Ameryce Północnej (od






szerokości geograficznej 55°N).
Charakteryzuje się bogatym systemem korzeniowym.
Jest roślina wieloletnią.
Osiaga do 2,5 m wysokości.
Ma niewielkie wymagania glebowe i nawozowe, nie wymaga
intensywnej ochrony chemicznej.
Nad wykorzystaniem na cele pastewne i energetyczne prowadzi
się badania w Argentynie, Kanadzie, Anglii i w Chinach.
Jest źródłem mniejszej energii CO2 do atmosfery niż kukurydza
(kukurydza 5,2 ton CO2 proso 1,5 ton CO2 z hektara (Hughes i in.
2010).
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Produkcja biomasy
 W warunkach Ameryki Północnej (stan Nebraska) energetyczny rozkład przy
uprawie prosa rózgowatego nie przekraczał 12,5 GJ ha-1. Uzysk etanolu wynosił
do 4000 litrów z jednostki powierzchni (Schmera i in. 2008).
 Odmiany prosa rózgowatego (Allano i Kanlow ) charakteryzują zróżnicowane
plony liści oraz różny skład frakcji węglowodanowej (Hu i in. 2010; Yau i in. 2010).
 Jednokrotny zbiór biomasy z prosa był efektywniejszy niż dwukrotny (poziomy
nawożenia N- 34, 67, 134 kg/ ha). Jedynie przy bardzo wysokiej dawce azotu
(269 kg∙ha-1) większą wydajność zaobserwowano przy dwukrotnym zbiorze
(Aravidhakohan i in. 2011).
 Mała gęstość przy siewie odmiany Allano i Kanlow wpłynęła na zróżnicowane
reakcje poszczególnych odmian w produkcji biomasy (Misaoni i in. 2005).
 Porównano przydatność prosa rózgowatego z innymi roślinami energetycznymi
(wierzbą energetyczną, mozgą trzcinowatą, indygowcem zwyczajnym). Jednak
produkcja biomasy przy uprawie prosa była o 44% niższa niż uzyskana z
indygowca zwyczajnego (Xiong i in. 2008).
 Głębokość siewu nasion prosa rózgowatego miała decydujący wpływ na plon
biomasy (suchej masy) z jednostki powierzchni. Nasiona wysiane na głębokość
12 mm osiągnęły największa wydajność suchej masy z jednostki powierzchni
(Bort i Johanson 2013).
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Rys. 1. Wpływ głębokości siewu oraz odmiany na plon biomasy i gęstości roślin
uśrednione w dwóch środowiskach North Dakota, Fargo i Prosper w
doświadczeniu przeprowadzonym w 2010 roku
Źródło: Berti M.T. i in. [2012] Industrial Crops and Products 41 (2013): 289– 293.
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Tabela 1. Szacowane plony roślin upraw energetycznych
netto (Reijnders 2010)
Wydajność Redukcja
suchej masy biomasy z
Mg ha-1rok-1 gleby
Mg rok-1
Współczyn
nik
korelacji
dla paliw
Wydajność
netto
biopaliw w
oleju
mineralnym
sucha masa
Mg ha-1rok-1
Trzcina
cukrowa
36,8
3
0,97
31,8
Miskantus
10-13
17-18
10-15
3
3
3
0,98
0,8
0,98
7-10
11-12
7-12
Uprawa
Kukurydza
Proso
rózgowate
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
WYNIKI
Tabela 2. Skład chemiczny prosa rózgowatego
(Panicum virgatum) (n= 4) (% s.m.)
Popiół Białko
surowy ogólne
Włókno
surowe
BNW
11,17 2,53
36,26
43,38
34,16 6,06
8,67
2,66
38,52
44,90
36,15 6,26
7,62
2,03
39,45
44,64
38,19 6,29
7,04
2,55
41,26
42,86
40,17 7,03
6,24
2,64
47,17
36,92
60,23 8,16
4,71
1,89
60,21
25,03
Termin
zbioru
Sucha
masa
(%)
8 lipiec 2010
23,72 6,66
6 sierpień
2010
10 wrzesień
2010
11 październik
2010
10 listopad
2010
10 styczeń
2010
Tłuszcz
surowy
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Rys. 2. Wydajność metanu z kiszonki prosa
rózgowatego w zależności od zawartości suchej
masy
s.m. ∙ha-1 g.m.∙ha--1
Źródło: wyniki własne.
4,8
8,6
9,6
9,8
wydajność metanu N-m 3 ∙kg/ N
9,8
Proso rózgowate (Panicum virgatum) jako substrat do produkcji biogazu
Wnioski
 Proso rózgowate (Panicum virgatum), w warunkach
klimatyczno- glebowych Kujaw i Pomorza, cechowało
się obfitym plonem.
 Stwierdzono różnice międzyodmianowe w plonowaniu
prosa rózgowatego.
 Wskazane są dalsze badania nad przydatnością tego
badanego gatunku jako surowca do zakiszania.