Ученые БФУ им. И. Канта (г. Калининград) изучили способы использования растения «мискантус» в качестве биотоплива. Эта кормовая культура обладает большим потенциалом: не требует больших затрат при выращивании, а ее биомасса может обеспечить не только возобновляемую электроэнергию, но и способствует снижению вредных выбросов в окружающую среду.
Урожай с одного посева можно собирать на протяжении 30 лет в количестве до 30 тонн с гектара.
Ученые Института живых систем обратили особое внимание на возможности редактирования генома и метаболической инженерии для улучшения урожайности и качественных характеристик биомассы растений. Это важно для программ селекции, а также для увеличения производства биоэнергии.
«Мы изучили опыт выращивания и перспективу производства нескольких видов растений. Например, мискантус сахароцветный подходит для различных процессов преобразования биоэнергии из-за низкого содержания золы. Он также интересен как родоначальник селекционных программ. Кроме того, зрелым культурам мискантуса, собранным зимой, отдают предпочтение промышленные предприятия для повышения эффективности и снижения затрат на переработку. На наш взгляд, дополнительные исследования по регулированию метаболизма и генетической информации, а также новые инструменты генетической модификации могут помочь преодолеть ограничения, связанные с выращиванием подходящих сортов для выделения биомассы».
Евгений Чупахин - научный сотрудник Института живых систем
Мискантус аккумулирует большое количество солнечной энергии и поэтому является очень ценным сырьем. Это высокоурожайная культура, которая может успешно расти в истощенных питательными веществами почвах, и при этом обладает хорошим качеством и высоким содержанием лигнина.
Корни мискантуса глубоко проникают в почвенную массу, что повышает пористость почвы, улучшая ее агрегатный состав, способствуя сохранению влаги. Повышенная пористость усиливает поступление влаги в глубокие слои почвы и, таким образом, уменьшает ее сток на склонах.
Выращивание мискантуса также повышает общую концентрацию почвенного органического углерода. Исследования по связыванию углерода многолетними кормовыми культурами показали их способность связывать углерод и улучшать агрофизические свойства почвы, увеличивать микробную биомассу, повышать ее активность.
В ходе исследований установлено, что многолетние травы требуют относительно низкого уровня питательных веществ в почве по сравнению с однолетними культурами, обладают высокой урожайностью на низкоплодородных землях и способностью к долгосрочному постоянному росту. Среди множества разновидностей многолетних трав, встречающихся в Европе, Азии и Северной Америке, наиболее перспективным выделяется род Miscanthus.
В условиях Западной Сибири ученые цитологии и генетики Сибирского отделения РАН изучают различные дикорастущие и культурные кормовые растения, в том числе из семейства Gramineae (злаки).
Например, Phalaroides arundinaceae Raush. имели урожайность зеленой массы 30–35 т/га, содержание целлюлозы 44,2% (абсолютное сухое сырье) и высоту побега 220 см; для Festuka arundinaceae Schreb. урожайность зеленой массы составляла 39—45 т/га, содержание целлюлозы — 40% (абсолютное сухое сырье), высота побегов — 158 см; для Dactylis glomerata L. урожайность зеленой массы составляла 33–38 т/га, содержание целлюлозы – 55,4% (абсолютное сухое сырье), высота побегов – 150 см. Однако по комплексу биологических, экономических и биохимических показателей мискантус является наиболее предпочтительным.
Ещё одним преимуществом мискантуса является обильное образование гумусового слоя. Надземная урожайность биомассы этой культуры в 20 т/га может обеспечить такое же количество энергии, как и добыча 12 т угля. При выращивании мискантуса, начиная с пятого года, наблюдается увеличение (на 0,1–0,2%) содержания гумуса в почве. Доказано, что при культивировании мискантуса в течение 10 лет на почвах с легким распределением частиц по размерам содержание гумуса в почве увеличивалось на 0,3–0,4%, несмотря на интенсивное использование почвенного подвижного азота растениями, образующегося в результате соответствующих процессов минерализации.
Исследования, проведенные на плантациях мискантуса, свидетельствуют о том, что запасы углерода в почве под этой культурой увеличивались на 2 т/га в год. В период формирования многолетних насаждений мискантуса (четыре года) в Западной Сибири проведена оценка компонентов углеродного баланса, которая показала наличие объективных предпосылок фиксации атмосферного углерода в стабильных фракциях почвенного органического вещества.
Подготовлено по материалам пресс-службы БФУ им. И. Канта и научного журнала Energies.
А как Вам идея выращивать микантус?
Наши уважаемые читатели, не забывайте ставить лайки. Таким образом, мы будем видеть, что материалы, которые публикуются нашим порталом, интересны для вас!
#главагроном #сельское хозяйство #наука #научные исследования #микантус #злаки #многолетние растения #кормовые культуры #биотопливо #Россия
