Дослідження ефективності вирощування кукурудзи на силос для переробки на біогаз та дигестат
Анотація
Дослідження, в умовах зростання площ в ирощування кукурудзи в Україні та світі, можливості використання силосної маси як компонента біогазових станцій для отримання альтернативного виду палива – біогазу та біоорганічного добрива – дигестату мають високу актуальність та виробничу необхідність. Метою роботи було вивчення хімічного складу зеленої маси кукурудзи та зміни його залежно від періоду вегетації для використання її на біогаз. В роботі використовували польові, лабораторні, лабораторно-польові та статистичні методи досліджень. Результатами проведених досліджень встановлено, що якість силосної маси кукурудзи залежить від ґрунтово-кліматичних умов, елементів технології вирощування, генетичних особливостей конкретного гібриду, його групи стиглості, строків проведення збиральних робіт та ін. Найбільший вплив на вміст сухої речовини здійснювали генетичні особливості гібриду, зокрема за вмістом сухої речовини на 10- 14 серпня 2020 року виділився середньоранній гібрид Амарос (26,61 %). Найвищий вміст сирої клітковини відмічений у гібриду П9170 – 6,32 та 26,86 %, відповідно у натуральній та абсолютно сухій речовині. Даний гібрид відноситься до середньостиглої групи стиглості. Зміщення строків збирання зеленої маси досліджуваних гібридів кукурудзи вплинуло і на характеристику хімічного складу та на вуглеводно-лігніновий комплекс зеленої маси досліджуваних гібридів кукурудзи. Урожайність зеленої маси гібридів кукурудзи істотно залежала від групи стиглості гібридів кукурудзи і найвищою вона була у середньостиглих гібридів кукурудзи Буріто – 78,1 т/га та П9170 – 73,1 т/га, тоді як у групі середньоранніх гібридів вона склала Амарос – 55,3 т/га та П9071 – 68,9 т/га. Гібриди із тривалим вегетаційним періодом мають вищу урожайність зеленої маси та вихід сухої речовини із одиниці площі. Отримані результати можуть використовуватись господарствами, які займаються вирощуванням силосної кукурудзи та мають можливість використовувати вегетативну масу в якості компоненту біогазових станцій для виробництва біогазу та отримання дигестату
Ключові слова
біоорганічні добрива; силосна кукурудза; суха речовина; крохмаль; лігнін; структурні вуглеводи; сирий протеїн
[1] Boltianska, N.I., & Boltianskyi, O.V. (2019). Formation of a model of the mechanism of application of resource saving technologies on dairy farms. Modern Problems and Technologies of the Agrarian Sector of Ukraine: Collection of Scientific Papers, 12, 26-32.
[2] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[3] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[4] Corden, C., Bougas, K., Cunningham, E., Tyrer, D., Kreißig, J., & Crookes, M. (2019). Digestate and Compost as Fertilisers: Risk Assessment and Risk Management Options. Retrieved from https://etendering.ted.europa.eu/ document/document-file-download.html?docFileId=65687.
[5] Doyeni, M.O., Stulpinaite, U., Baksinskaite, A., Suproniene, S., & Tilvikiene, V. (2021). Greenhouse gas emissions in agricultural cultivated soils using animal waste-based digestates for crop fertilization. Journal of Agricultural Science, 159(1-2), 23-30. doi: 10.1017/S0021859621000319.
[6] DSTU 4115:2002. (2003). Soils. Determination of mobile phosphorus and potassium compounds by the modified Chirikov method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=58863.
[7] DSTU 7828:2015. (2016). Soil quality. Determination of the group and fractional composition of humus by the Turin method as modified by Ponomaryova and Plotnikova. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/ doc-page.html?id_doc=62383.
[8] DSTU 7863:2015. (2016). Soil quality. Determination of easily hydrolyzable nitrogen by the Cornfield method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=62745.
[9] Ehmann, A., Thumm, U., & Lewandowski, I. (2018). Fertilizing potential of separated biogas digestates in annual and perennial biomass production systems. Frontiers in Sustainable Food Systems, 2, article number 12. doi: 10.3389/fsufs.2018.00012.
[10] Grabovsky, M.B. (2019). Potential of biogas production from silage mass of sugar sorghum and corn. Tavrian Scientific Bulletin, 106, 26-32.
[11] Grabovsky, M.B. (2020). Corn for biogas production. Retrieved from https://agro-business.com.ua/agro/ ahronomiia-sohodni/item/18103-kukurudza-dlia-vyrobnytstva-biohazu.html.
[12] Heletukha, H.H., Kucheruk, P.P., & Matvieiev, Yu.B. (2022). Prospects for biomethane production in Ukraine. Kyiv: Analytical note.
[13] IEA. (2019). Retrieved from https://iea.gov.ua/naukovo-analitichna-diyalnist/analitika/rezultatimonitoringovih-doslidzhen/2019-2/.
[14] Karimi, B., SadetBourgeteau, S., Cannavacciuolo, M., Chauvin, C., Flamin, C., Haumont, A., JeanBaptiste, V., Reibel, A., Vrignaud, G., & Ranjard L. (2022). Impact of biogas digestates on soil microbiota in agriculture: A review. Environmental Chemistry Letters, 20, 3265-3288. doi: 10.1007/s10311-022-01451-8.
[15] Kudria, S., et al. (2020). Renewable energy sources. Kyiv: Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine.
[16] Palamarchuk, V.D., Krychkovskyi, V.Y., Rudska, N.O., & Kolisnyk, O.M. (2023). The latest technologies for growing vegetables and corn using digestate from biogas plants. Vinnytsia: Printing house “Druk”.
[17] Popović, V., Vučković, S., Jovović, Z., Ljubičić, N., Kostić, M., Rakaščan, N., & Ikanović, J. (2020). Genotype by year interaction effects on soybean morpho-productive traits and biogas production. Genetika, 52(3), 1055-1073. doi: 10.2298/GENSR2003055P.
[18] Shvorov, S.A., & Antypov, Ye.O. (2019). Measures to intensify the processes of anaerobic digestion in operating reactors of biogas plants in a temperate continental climate. In Proceedings of the international scientific and practical conference “Science and Education in the Intellectual and Innovative Development of Society”, dedicated to the 60th anniversary of the educational institution of the Berezhany Agrotechnical Institute of Ukraine (pp. 259-260). Berezhany: Berezhany Agrotechnical College.
[19] Skliar, O.H., & Skliar, R.V. (2020). Biogas plants as an environmentally friendly means of waste processing. In Proceedings of the IV international scientific and practical conference “Bioenergy Systems” (pp. 132-135). Zhytomyr: Polissia National University.
[20] Skliar, R.V. (2020). Features of anaerobic fermentation of different types of livestock waste. In Proceedings of the IV international scientific and practical conference “Bioenergy Systems” (pp. 120-123). Zhytomyr: Polissia National University.
[21] Smutný, V., Neudert, L., Dryšlov, T., & Lukas, V., Handlířová, M., Vrtílek, P., & Vach, M. (2018). Current arable farming systems in the Czech Republic-agronomic measures adapted to soil protection and climate change. Agriculturae Conspectus Scientificus, 83(1), 11-16.
[22] Statistical Yearbook. (2021). Retrieved from https://ukrstat.gov.ua/druk/publicat/kat_u/2022/zb/11/ Yearbook_21_e.pdf.
[23] Szymanska, M., Szara, E., Sosulski, T., Stepien, W., Pilarski, K., & Pilarska, A.A. (2018). Chemical properties and fertilizer value of ten different anaerobic digestates. Fresenius Environmental Bulletin, 27(5A), 3425-3432.
[24] Theuerl, S., Herrmann, C., Heiermann, M., Grundmann, P., Landwehr, N., Kreidenweis, U., & Prochnow, A. (2019). The future agricultural biogas plant in Germany: A vision. Energies, 12(3), article number 396. doi: 10.3390/ en12030396.
[25] Urra, J., Alkorta, I., & Garbisu, C. (2019). Potential benefits and risks for soil health derived from the use of organic amendments in agriculture. Agronomy, 9(9), article number 542. doi: 10.3390/agronomy9090542.
[26] Ushkarenko, V.O., Vozhegova, R.A., Goloborodko, S.P., & Kokovikhin, S.V. (2014). Methods of field experiment (Irrigated agriculture): Study guide. Kherson: Green D.S.