Energetiniai augalai

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Jump to navigation Jump to search


 Broom icon.svg  Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus.
Jei galite, sutvarkykite.
 Gnome-applications-science.svg  Įtariama, kad šiame straipsnyje esama mokslinio naujumo, kuris pageidaujamas moksliniame darbe, bet ne Vikipedijoje.
Prašome žiūrėti diskusiją (papildomos informacijos gali būti istorijoje).

Energetiniai augalai - tai žoliniai ar pusiau sumedėję augalai, augantys ir sausose (sausringose), ir ypač drėgnose augimvietėse. Visiems jiems būdinga gerai išvystyta šaknų sistema, maistinių medžiagų atsargų kaupimo organai, dauginimasis ir spartus dygimas pavasarį. Būtent todėl šie augalai per metus užaugina reliatyviai didelę biomasę, kartais gerokai didesnę nei kiti augalai. Energetiniai augalai gamtoje dažniausiai auga dideliuose plotuose sukurdami ar suformuodami natūralias bendrijas ir vaidindami tam tikrą vaidmenį aplinkai bei ekonomikai. Neretai tai tipiški drėgnų (pelkingų) vietų augalai, augantys ekstremaliomis sąlygomis, kurios netinkamos daugumai kitų augalų. Iš vienos pusės, jie yra maisto šaltinis įvairioms nykstančioms paukščių bei vabzdžių reliktinėms rūšims, iš kitos pusės, jie konservuoja dirvą, dalyvauja vandens, oro ir mineralinių elementų apykaitoje. Siekiant sušvelninti klimato kaitos poveikį ir užtikrinti apsirūpinimą „žaliąja energija“, vis didesnis dėmesys skiriamas energetikai iš atsinaujinančių energijos šaltinių – išteklių, kurių atsiradimą ir atsinaujinimą sąlygoja gamtos procesai (saulės, vėjo, geoterminė, vandens, biomasės energija). Tyrimais nustatyta, kad vidutinių platumų klimato zonos šiaurinėje dalyje perspektyviausia yra biomasės energija. Lietuvos gamtinės sąlygos yra labai palankios augti daugiametėms žolėms. Būdamos ilgos vegetacijos, jos itin gerai išnaudoja saulės energiją, o susintetinamu biomasės kiekiu per vieną vegetaciją lenkia daugelį kitų augalų. Viena iš naujesnių žolininkystės tyrimų krypčių yra žolių panaudojimo galimybės bioenergetikai. Ne itin derlingose dirvose augantys daugiamečiai, mažai priežiūros reikalaujantys augalai galėtų būti bioenerginės augalininkystės pagrindas. Didinant šių augalų pasėlių plotus galima būtų išspręsti iki šiol vis dar dirvonuojančių Lietuvos laukų klausimą.

Energetinių augalų grupės[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Žemės ūkio energiniai augalai skirstomi į tris pagrindines grupes:

  1. riebalų turintys augalai;
  2. krakmolo ir cukraus turintys augalai;
  3. celiulioziniai skirtingi augalai.

Pagal šias savybes jie gali būti naudojami biodegalų, biokuro ar biodujų gamybai

Augalų tipai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Lietuvoje žoliniai augalai ir trumpos rotacijos energetiniai miškai energetinėms reikmėms pramoniniu būdu neauginami. Auginamos šių augalų nedidelės plantacijos eksperimentiniams tyrimams atlikti. Tiek Lietuvoje, tiek užsienio šalyse tam tikslui bandomi įvairūs augalai:

  • Rapsai;
  • Linai;
  • Kanapės;
  • greitai augantys medžiai;
  • krūmai;
  • drambliažolės;
  • daugiametės žolės;
  • javai.

Biokurą naudojancių šalių ekonominiai – energetiniai vertinimai teigia, kad energetinį efektyvumą lemia du faktoriai: pasirinktų augalų išauginimo kaštai ir panaudojimo technologijos. Energetiniams tikslams galėtų būti panaudojama peraugusi, pašarui nesunaudojama žolė, užliejamų pievų žolė, nendrės.

Perpsektyviausi energetiniai augalai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Auginant daugiametes žoles energetinėms reikmėms svarbiausi šios veiklos efektyvumo rodikliai yra žaliosios masės ir sausųjų medžiagų išeiga iš 1 ha. Be augavietės ir kitų aplinkos veiksnių šių rodiklių dydžiui didelės įtakos turi ir žolyną sudarančių žolių biologinės savybės. Energetinėms reikmėms tikslingiausia auginti derlingas ilgaamžes aukštaūges ir vidutinio aukščio žoles, tokias kaip: nendrinis dryžutis (Typhoides arundinocea L.), paprastoji šunažolė (Dactylis glomerata L.), didysis miskantas (Miscanthus gigantheus) ir kt.
Taip pat energetinėms reikmėms sėkmingai gali būti naudojamos ir derlingos ilga-amžės pupinės žolės, kaip baltažiedis barkūnas (Melilotus albus L.), mėlynžiedė liucerna (Medicago sativa L.), rytinis ožiarūtis (Galega orientalis Lam.) ir kt. Šios žolės turi unikalią biologinę savybę – gumbeliuose ant jų šaknų gyvenančios, azotą fiksuojančios bakterijos.

Augalai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Nendrinis Dryžutis

Nendrinis dryžutis (Typhoides arundinocea L.) - tai aukštas (180–200 cm) ilgaamžis šakniastiebinis augalas su plačiais lapais, turinčiais ilgą liežuvėlį. Jo žiedynas – tanki glausta šluotelė (panaši į paprastosios šunažolės), kurioje varputės susitelkusios į kamuolėlius. Apatinį šluotelės ardą (skirtingai negu šunažolės) sudaro dvi šakutės. 105 Sėklos smulkios (2000 vnt. 1 grame), blizgančios pilkšvai rusvos spalvos. Išvaizda truputį panašios į linų sėmenis. Sėklos prinoksta liepos II dekadą ir labai greitai (per 2–3 d.) išbyra iš šluotelių. Sėklos rinkoje labai paklausios, todėl tikslinga dryžučių pasėlį laikyti iki sėklų brandos, o kūlenų derlių supresavus į ritinius panaudoti kūrenimui. Nukulti dryžučiai dar užaugina atolą, kurį galima silosuoti ir panaudoti biodujų gamybai.

Paprastoji šunažolė (Dactylis glomerata L.) - yra ankstyva aukštoji kerinė žolė, turinti kuokštines šaknis, kurios prasiskverbia į žemę iki 100 cm gylio. Auginant mišinyje su kitomis žolėmis formuoja tankius ir didelius krūmus. Viename krūme gali būti iki 100 ir daugiau stiebų. Geromis sąlygomis stiebai užauga statūs, stiprūs iki 140–180 cm aukščio. Išgulimui atsparūs. Lapai – ilgi (iki 60 cm), platoki (iki 2 cm), šiurkštoki, augalui peržydėjus greitai sumedėja. Žiedynas – tanki šluotelė, varputės susitelkę į šonuose suplotus kamuolėlius. Jaunas neprasiskleidęs žiedynas panašus į nendrinio dryžučio (skiriasi tuo, kad šakutės prie stiebo prisegtos po vieną).

Sėklos vidutinio stambumo (1000 vnt. 1 g), dydžiu beveik nesiskiria nuo raudonojo eraičino sėklų, bet yra už jas platesnės ir turi riestą akuotuką. Augavietei paprastoji šunažolė nereikli, gerai pakenčia užpavėsinimą, laikiną drėgmės trūkumą. Gali augti įvairiuose dirvožemiuose nuo lengvo priesmėlio iki nusausinto dirvožemio. Žemapelkėse pasitaikančios vėlyvosios šalnos gali apšaldyti šunažolių lapus ir ūglius, bet patys augalai nežūva.

Sėklos norma 14 kg ha-1 (gryname pasėlyje) arba dedama į mišinius. Sėjama pavasarį siaurais (12–15 cm) pločio tarpueiliais arba pakrikai. Sėklos įterpiamos 1–2 cm gyliu ir privoluojamos. Derlingame dirvožemyje SM derlius gali siekti 10 – 120 t ha-1. Naudojimo metais gaunami 2–3 šunažolės biomasės derliai. Šunažolių biomasėje yra mažai cukraus, todėl ji blogiau silosuojasi. Kaip greitai senstančias ir medėjančias žoles, šunažoles naudingiau džiovinti ir naudoti kūrenimui. Tokiu pat būdu galima panaudoti ir presuotą jų sėklažolių kūlenų masę.


Didysis miskantas (Miscanthus gigantheus) - natūraliai auga Afrikos ir Pietų Azijos subtropikuose bei Rytų Azijos vidutinio klimato juostoje nuo Ramiojo vandenyno salynų iki Japonijos kalnynų ir Himalajų. Pagal fotoperiodą šie augalai priskiriami trumpadieniams.

Pastaraisiais dešimtmečiais Vakarų Europos šalyse (Vokietijoje, Švedijoje, Danijoje, D. Britanijoje), dabar ir Lietuvoje vykdomi intensyvūs tyrimai siekiant adaptuoti didžiuosius miskantus jiems nebūdingose geografinėse platumose.

Didžiojo miskanto aukštis priklauso nuo augavietės sąlygų. Jis svyruoja nuo 3–4 m Vidurio Europoje iki 6–8 m Afrikoje. Augalas daugiametis, tame pačiame plote gali augti 20 ir daugiau metų. Ši žolė formuoja tvirtus trumpus šakniastiebius, todėl tinkamai suformuotas žolynas laikui bėgant neretėja.
Baltažiedis barkūnas(Melilotus albus L.) - yra dvimetis natūraliose augavietėse savaime atsisėjantis pupinis augalas, gerai augantis kalkinguose dirvožemiuose. Augalas labai medingas, noriai lankomas bičių. Po žydėjimo labai sparčiai kaupia ląstelieną ir greitai sumedėja, stiebai turi iki 10 proc. pluošto. Barkūnas turi liemeninę gausiai besišakojančią iki 2 m ilgio šaknį, ant ku-rios yra azotą fiksuojančių bakterijų gumbeliai. Augalas neturi dominuojančio pagrindinio stiebo, o iš šoninių stiebų formuoja krūmą, kurio aukštis antrais metais gali viršyti 2 metrus. Barkūno lapai sudėtiniai (trilapiai). Lapeliai siauresni negu dobilų, pailgi, dantytais krašteliais. Žiedynas – ilga (iki 25 cm) kekė, turinti daug baltų žemyn nusvirusių nektaringų žiedų. Pražysta iš apačios. Sėklos užsimezga vienasėklėse ankštyse, jos kuliant išsilukštena ne visos. Dėl šios priežasties dalis barkūno sėklų būna plikos, o kita dalis su lukštu. Sėklos smulkios, kiaušinio formos, geltonos spalvos. 1 g telpa apie 550 vnt. Sėklos norma 12 kg ha-1, sėjos gylis 1–2 cm. Mėlynžiedė liucerna (Medicago sativa L.) – ilgaamžė, viena iš produktyviausių pupinių žolių. Gerai auga humusiniuose laidžiuose kalkinguose priemoliuose ir priesmėliuose, kurių pH 6,5–7,4. Nepakenčia aukšto gruntinio vandens ir dirvožemio užmirkimo. Dėl šių priežasčių liucernoms tinkančių žemių Lietuvoje yra nedaug. Liucerna turi gausiai besišakojančią liemeninę šaknį, jos ilgis gali siekti iki 10 m. Ant šaknų yra azotą fiksuojančių bakterijų gumbeliai. Ilgos šaknys už-tikrina išskirtinį liucernų atsparumą sausrai. Jos gali būti sėkmingai auginamos kalvose, kurių viršūnėse sausringu laikotarpiu neatželia kitos žolės. Liucernos šakoti stiebai sudaro krūmą, kuris užauga 120–150 cm aukščio. Stiebas tuščiaviduris arba turi minkštą širdį. Augalas turi bamblius. Lapai trilypiai kaip dobilų, bet siauresni ir smulkesni, o vidurinysis lapelis turi kotelį. Liucernos žiedynas yra trumpa kekė, kabanti stiebo ir šakų viršūnėse. Augalas vasarinio tipo, todėl gali žydėti ir jų atolas. Pirmoji žolė pražysta birželio pradžioje. Sėklų derlius labai priklauso nuo giedro oro ir vabzdžių apdulkintojų gausumo. Sėklos smulkios, plikos, geltonai rusvos spalvos. 1 g yra apie 800–850 vnt. Sėklos norma apie 17 kg ha-1. Prieš sėją sėklas naudinga (bet nebūtina) nitraginuoti.
Rytinis ožiarūtis (Galega orientalis Lam.) – labai produktyvi, aukšta (iki 150 cm), ilgaamžė, šakniaatžalinė žolė. Turi liemenines šaknis, kurios kelių cm gylyje šakojasi ir sudaro šoninių šaknų ir šaknelių tinklą, ant jo susiformuoja ovalios formos maždaug 2–3 mm skersmens azotą fiksuojančių bakterijų gumbeliai. Ant gerai išsivysčiusio augalo šaknų gali susiformuoti net keli šimtai gumbelių. Pagrindinė šaknų masė išsidėsčiusi maždaug 50–70 cm gylyje, o pavienės šaknys gali pasiekti net 2 m gylį. Pagal atsparumą sausrai rytiniai ožiarūčiai nusileidžia tik liucernoms. Ši žolė neformuoja antžeminių skrotelių kaip dauguma pupinių žolių, bet požeminėje dalyje maždaug 3 cm gylyje suformuoja 3–4 žiemojančius pumpurus, kurie pavasarį atželia. Tokiu būdu augalas dauginasi vegetatyviškai (t. y. keras kasmet platėja). Ožiarūčio kerą sudaro nuo kelių iki keliolikos stačių tuščiavidurių stiebų. Augalo lapai sudėtiniai, stambūs, neporiškai plunksniški, sudaryti iš 10–14 pailgų kiaušiniškų lapelių. Skirtingai negu kitų pupinių žolių, sudžiūvę ožiarūčių lapai netrupa. Žiedynas kekės pavidalo, sudarytos iš 20–60 mėlynos spalvos žiedų. Pražysta birželio pradžioje, žiedynas pradeda žydėti nuo apačios. Sėklos subręsta liepos antroje pusėje, pailgose ankštelėse, kurios savaime ne-prasiveria ir sėklos neišbyra. Sėklos geriau iškuliamos desikavus pasėlį reglonu (norma 2 l ha-1). Ožiarūčiai nereiklūs dirvožemiui, anksti sužaliuoja pavasarį, yra atsparūs vėlyvosioms šalnoms, gerai žiemoja. Biomasės derlius gali siekti 70–80 t ha-1 per vegetaciją. Žolynas išlieka produktyvus 15 ir daugiau metų.

Literatūra[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

  • Jasinskas A., Scholz V. Augalų biomasės nuėmimo ir ruošimo kurui technologijos ir jų vertinimas. Raudondvaris, 2008 m. p. 6 – 18.
  • Žaltauskas A., Rutkauskas G. Vietinių atsinaujinančių energijos išteklių papildymo galimybės panaudojant kurui augalinę biomasę. Kaimo plėtra 2003: pranešimų rinkinys. Akademija, 2003, p. 236 – 237.
  • Jasinskas A., Zvicevičius E. Biomasės gamybos inžinerija. Mokomoji knyga. Akademija, 2008, p. 6 – 9.
  • Biekša D., Janulis M., Plankis V. Šiaudų kuro naudojimo technologijų įvertinimas ir rekomendacijų tolimesniam jų naudojimui bei biokuro briketų iš smulkių šiaudų ir žolinių augalų paruošimo technologijos parengimas. Studijos ataskaita. Cowi Baltic, 2007, p. 50
  • Scholz V., Krüger K., Höhn A. Environmentally compatible and energy – efficient production of energy plants. Agratechnische Forschung, 2001, Bd.7, H. 4, S. 63 – 71.
  • Jasinskas, A., Vrubliauskas, S. Biomass resources and perspectives of energy production from biomass in Lithuania: Proceedings of the 7th Polish-Danish workshop on Biomass for energy held in Starbienino, Poland 7-10 December 2000/ Technical University of Gdansk, p. 63 – 70.
  • Hofmann M. Forschungsinstitul für schellwashsende Baumarten. Energieholzproduktion in der Landwirtschaft: Potential, Anbau, Technologie, Ökologie und Ökonomie. Seminar, 29 Januar, 2004, S. 138.