Pícniny vhodné pro výrobu bioplynu

   Třináctá odborná konference Energetické a průmyslové rostliny, která se na konci minulého roku konala v aule České zemědělské univerzity v Praze, přinesla mnoho zajímavých poznatků. Tradiční téma využití biomasy bylo doplněno o současné problémy produkce a využívání biopaliv. Součástí konference byla také prezentace výsledků tříletého evropského projektu Biopros. Jeho hlavním smyslem bylo vypracovat metodiku bezpečné aplikace odpadních vod a čistírenských kalů na plantáže rychlerostoucích dřevin za účelem zefektivnění produkce dřevní biomasy. 

   Velmi zajímavý příspěvek Pěstování jednoletých a víceletých pícnin pro výrobu bioplynu přednesl Ing. Pavel Fuksa, Ph.D., z Katedry pícninářství a trávníkářství na České zemědělské univerzitě v Praze (ČZU). Nejprve se tématu věnoval obecně. „Na orné půdě se v současné době pěstuje kolem 400 000 ha jednoletých a víceletých pícnin, trvalé travní porosty tvoří necelý jeden milion hektarů,“ uvedl. Největší potenciál pro energetické účely má podle něj fytomasa z kukuřice a trvalých travních porostů.

Využívá se tisíce let

Mezi tři nejrozšířenější plodiny, které se ve světě pěstují, patří kukuřice. Raritou České republiky je, že pěstujeme tuto plodinu více na siláž (180 000 ha), než pro využití na zrno (necelých 110 000 ha). Kukuřice se vyznačuje mnoha přednostmi, pro které je využívána k výrobě bioplynu. Jak vysvětlil Ing. Fuksa, jde zejména o vysoký výnos biomasy z jednotky plochy a velmi dobrý výtěžek bioplynu z jednoho kilogramu sušiny. Dále nesmíme zapomínat na dlouholetou tradici pěstování v ČR spojenou s velmi dobře propracovanou pěstební a konzervační technologií. Mezi další výhody patří široký výběr hybridů s odstupňovanou zralostí a specifickou vhodností do konkrétních klimatických podmínek. Na konci minulého roku bylo v ČR zaregistrováno 271 hybridů. Společný katalog odrůd druhů zemědělských rostlin nabízí pěstitelům dokonce výběr z více než 4000 hybridů.
Podle Ing. Fuksy je pro optimální proces tvorby bioplynu vhodnější nižší obsah sušiny v biomase, než je potřeba pro krmné účely, a proto je možné vybírat hybridy s vyšším číslem FAO. Ty jsou mimo jiné také výnosnější. Upozornil, že pro bioplynové stanice by mohlo číslo FAO dosahovat až hodnoty 600. Problém by ale nastal s dozráváním kukuřice. Aby bylo možné ji konzervovat, musí se dosáhnout minimálně 28% sušiny. Horní hranice by naopak neměla přesáhnout 32 %. „Nad tuto hodnotu již klesá degradovatelnost biomasy. To je způsobeno vyšším obsahem ligninu v rostlině, který je velmi obtížně fermentovatelný,“ vysvětlil.

Šlechtění kukuřice

Ing. Fuksa seznámil pěstitele také s náplní speciálního šlechtitelského programu pro tvorbu hybridů k energetickým účelům. Základním požadavkem je vysoký výnos suché hmoty z hektaru a odolnost méně příznivým podmínkám, jako například suchu nebo chladu. Neméně důležitá je adaptace pozdních hybridů na naše klimatické podmínky a posílení efektu krátkého dne (u nás je den delší a oddaluje se dozrávání). „U velmi pozdních hybridů se palice tvoří až v období, kdy se začíná zkracovat den. V této fázi však hrozí, že rostlina již nedozraje a nedosáhne 28 % sušiny,“ upřesnil Ing. Fuksa.

Hmotu nezkrmíme

Křivku poklesu stavu skotu v posledních dvaceti letech věrně kopíruje pokles jednoletých i víceletých pícnin na orné půdě. Naopak výměra trvalých travních porostů (TTP) s 980 000 ha se v současné době blíží k úrovni, která byla ve 30. a 40. letech minulého století. Pokud chceme zachovat ráz české krajiny, je nutné porosty minimálně jednou, ale raději dvakrát až třikrát ročně sklízet. Jak upozornil Ing. Fuksa, hmotu, kterou v současné době vyprodukujeme, nejsme schopni zkrmovat. Jako vhodná alternativa se proto jeví využití biomasy pro bioplynové účely.
Travní fytomasa je materiál, který splňuje základní předpoklady, jež jsou na vstupní substrát pro výrobu bioplynu kladeny. Podle Ing. Fuksy obsahuje vysoký podíl organické hmoty, blížící se optimálnímu poměru C : N a málo popelovin. Její obsah ve zpracovávaném substrátu by se měl optimálně pohybovat mezi 35 – 50 %. „Při vyšším podílu trav produkce bioplynu klesá,“ upozornil. Proces je ovlivněn i stářím fytomasy, přičemž nejvhodnější je fytomasa z ranějších sklizní (ve vegetativní fázi). Při přechodu do fáze generativní se produkce bioplynu snižuje a jeho kvalita klesá (snižuje se podíl metanu).

Vliv stanoviště

Kvalita biomasy je ovlivněna botanickým složením porostů, které je odrazem stanovištních podmínek. Nejvýznamnějším faktorem pro zvýšení výnosu a zlepšení kvality porostů je vodní a výživný režim stanoviště. „Zavlažovat travní porosty je v současné době nereálné, přestože na zálivku velmi dobře reagují nárůstem sušiny,“ konstatoval Ing. Fuksa. S výživou je to však jednodušší. Abychom dosáhli výnosu suché hmoty kolem 6 – 10 t/ha při třísečném využití, musíme podle něj dodat 100 – 200 kg N/ha, okolo 40 kg P/ha a do 100 kg K/ha. Aplikace vápníku má své opodstatnění na půdě kyselejší.
Vhodným organickým hnojivem jak pro travní porosty, tak pro kukuřici může být digestát, který lze označit za organické hnojivo typové, pokud splňuje podmínku minimálně 25 % spalitelných látek v sušině a minimální obsah dusíku 0,6 % v sušině. Spadá do kategorie hnojiv s rychle uvolnitelným N. Digestát se aplikuje podobně jako močůvka nebo kejda. Pro kukuřici jej lze použít poprvé při předseťové přípravě, podruhé ve fázi čtyř až šesti listů. Další přihnojení závisí na aplikační technice a průjezdnosti porostem.

Potravina versus travní porost

Jak vyplynulo z přednášky, máme možnost cíleně pěstovat energetické plodiny na orné půdě, spalovat je nebo využívat pro tvorbu bioplynu, avšak se všemi následky, které to s sebou nese (například konkurence potravinám). Na druhou stranu se nabízí možnost zužitkovat přebytečnou fytomasu z trvalých travních porostů, kterou není možné při současném stavu skotu zkrmit. Jejich pravidelné sečení je navíc nutné k zachování celkové diverzity a udržení nezastupitelných funkcí v krajině.

Klíčové informace:
● Pícniny jsou vhodným materiálem pro bioplynové stanice.
● Největší potenciál mají trvalé travní prosty a kukuřice.