bioplyn Využití kukuøice, žita a travních smìsí pro produkci bioplynu bioplyn
2 bioplyn 2013
obsah Využití energetických plodin pro produkci bioplynu... 4 Výroba bioplynu... 4 Substráty pro produkci bioplynu... 5 Kukuřice pro výrobu bioplynu... 6 Žito pro výrobu bioplynu... 19 Travní směsi pro výrobu bioplynu... 27 Kontakty... 28 bioplyn bioplyn 2013 3
Využití energetických plodin pro produkci bioplynu Výroba elektrické energie v zemědělských bioplynových stanicích je jednou z možností jak ekonomicky zhodnotit půdní potenciál pro zajištění stabilní finanční základny zemědělského podniku. Zemědělskou výrobu z velké části ovlivňují klimatické podmínky a výkyvy počasí, je proto náročné dopředu odhadnout vstupní náklady na danou plodinu a ekonomiku pěstování vzhledem k tomu, že ceny komodit jsou v posledních letech značně rozkolísané. Proto cílené pěstování energetických plodin napomáhá posílit udržitelnost zemědělství a venkova. Energie získaná spalováním bioplynu pochází z obnovitelného zdroje, při tom se do ovzduší uvolňují jen nízké emise škodlivých látek. Odpadní teplo se dá účelně využít pro dosoušení zemědělské produkce, jež umožní její delší skladování a zhodnocení. Výroba bioplynu je tedy ekologická i ekonomická zároveň, přičemž neprodukuje vlastní odpad, protože zbylou hmotu lze úspěšně využít jako kvalitní hnojivo. VÝroba bioplynu Bioplyn vzniká rozkladem organické hmoty bez přítomnosti kyslíku digescí nebo fermentací. Specifi cké mikroorganismy rozkládají organický materiál v několika stupních, hlavní složkou tohoto kvasného procesu je metan (50 75 %), zbytek tvoří plynné směsi, hlavně oxid uhličitý (30 40 %) a malé množství sirovodíku, dusíku, vodíku a oxidu uhelnatého. 4 bioplyn 2013
substráty pro produkci bioplynu Bioplyn může být produkován z jakéhokoli organického materiálu, který může být dále degradován fermentací. V zemědělských BPS jsou nejvíce využívány: kukuřičná siláž žitná siláž travní senáž kejda hnůj Z grafu je patrné, že největší potenciál pro výrobu bioplynu má kukuřičná siláž. Přednost kukuřice je ve schopnosti zajistit vysoký výnos homogenní hmoty z jednotky plochy pro maximální efektivitu a stabilitu při výrobě elektřiny. Vzhledem k širokému výběru hybridů kukuřice je možné zvolit vhodný materiál do všech podmínek, schopný zajistit spolehlivý a pravidelný výnos. Pro zemědělský podnik však může být vhodné využití kombinace širšího spektra plodin, jako je žitná GPS siláž a travní senáž, které dokáží zajistit relativně vysoký výnos kvalitní organické hmoty i na méně úrodných půdách, kde nelze kukuřici s úspěchem pěstovat, nebo je zde z hlediska půdoochranných opatření pěstování kukuřice zakázáno. Hnůj a kejda jsou využívány především jako transportní a očkovací materiál základního rostlinného substrátu. Graf 1: Produkce bioplynu a elektrické energie dle vstupních substrátů 500 400 300 200 100 0 Produkce 25 50 Kejda 50 100 Kravský hnůj Bioplyn (m 3 /t substrátu) Travní senáž Pět důvodů proč využívat širší spektrum plodin snížení ekonomických nákladů na pěstování kukuřice, zajištění střídání plodin, rozložení pracovních sil a zvládnutí agrotechnických termínů, ochrana půd a půdní úrodnosti, El. energie (kwh/t substrátu) 165 330 180 GPS obilí omezení těžko hubitelných plevelů, 360 200 400 Kukuřičná siláž využití i méně úrodných půd a půd ohrožených erozí. bioplyn bioplyn 2013 5
KUKUØiCE PRO VÝROBU BIOPLYNU Výběr vhodného hybridu kukuřice, správná agrotechnika, zvládnutí sklizně a silážování mají zásadní vliv na průběh fermentace a produkci metanu. Základní předpoklady hybridů kukuřice vhodných pro výrobu bioplynu: vysoký výnos suché hmoty z hektaru, vysoký obsah fermentovatelné organické hmoty, kterou tvoří stravitelná vláknina a škrob, Stay green efekt zajistí dlouhé setrvání v optimální sklizňové sušině, odolnost chorobám a poléhání, meziročníková výnosová stabilita dána plasticitou k pěstebním podmínkám a tolerancí ke stresům ze sucha a chladu. 6 bioplyn 2013
MAISADOUR SEMENCES Společnost SOUFFLET AGRO a.s. je výhradním distributorem značky MAÏSADOUR SEMENCES v České republice. MAÏSADOUR SEMENCES je francouzská osivářská společnost s dlouholetou tradicí a působností po celé Evropě. Rozsáhlý šlechtitelský program silážních hybridů má dvě velká centra - ve Francii a Německu. Výsledkem šlechtění jsou kvalitní silážní hybridy nesoucí značku NUTRIPLUS. Značka NUTRIPLUS označuje hybridy dosahující: 1. vysokého hektarového výnosu silážní hmoty, 2. excelentního výnosu energie z hektaru (NEL je přímo úměrná množství vyrobeného metanu ve fermentoru, se stoupající hodnotou NEL stoupá produkce metanu), 3. vysoké stravitelnosti vlákniny NDF, DINAG (stravitelná vláknina hraje významnou roli v produkci metanu), 4. vysokého podílu zrna a tedy škrobu v silážní hmotě (škrob je snadno fermentovatelný materiál a rychlý zdroj energie pro mikroorganismy), 5. vynikajícího zdravotního stavu s výrazným stay green efektem, 6. výrazné plasticity k pěstebním podmínkám. BIOPLYNOVÝ PROGRAM S rozvojem bioplynových stanic rozšířila společnost Maïsadour Semences v roce 2004 svůj program o šlechtění hybridů na bioplyn na stanici v německém Neckarmühlbachu. Cílem šlechtění je zvýšit výnos suché hmoty z hektaru ve všech klimatických podmínkách a co nejvíce snížit náklady na produkci siláže pro výrobu metanu. Vybrané materiály jsou hodnoceny v certifi kovaných laboratořích a zároveň přímo u farmářů v bioplynových stanicích, kde jsou získávány cenné informace z praxe. bioplyn bioplyn 2013 7
AGROTECHNIKA Při pěstování hybridů kukuřice k produkci bioplynu je potřeba věnovat pozornost základním faktorům: místním podmínkám a dostupnosti vody, ranosti pěstovaných hybridů kukuřice, termínu výsevu a hustotě porostu, hnojení kukuřice, ochraně porostu proti plevelům, ochraně porostu proti škůdcům, stanovení správného termínu sklizně, nastavení délky řezanky a kvalitnímu uskladnění. Přizpůsobivost hybridů k místním podmínkám Hybridy společnosti MAÏSADOUR vykazují velmi dobrou plasticitu k pěstebním a klimatickým podmínkám a výraznou toleranci k suchu, dokáží se velmi dobře vypořádat i s déle trvajícím přísuškem během vegetace. Ranost pěstovaných hybridů Ranost hybridů kukuřice udává číslo FAO, zároveň je také rozhodujícím faktorem při výběru hybridu pro jednotlivá stanoviště. 10 čísel FAO udává rozdíl v ranosti 1 2 dny, případně 1 2 % sušiny. U hybridů na bioplyn je možné navýšit FAO oproti optimu o 10 20 ne více! Pozdnější hybridy mají sice vyšší výnos, ale pro dosažení silážní zralosti vyžadují vyšší sumu teplot, proto v chladnějších oblastech hrozí nebezpečí sklizně při nízké sušině, kdy hybridy dosahují menšího obsahu škrobu, čímž se snižuje výtěžnost metanu a může docházet ke ztrátám odtokem silážních šťáv. Bioplynová stanice o výkonu 1 MW má roční spotřebu 16 tis. t silážní hmoty = 350 400 ha kukuřice. Při pěstování silážní kukuřice na takhle velké ploše volíme pro rozložení sklizně při optimální sklizňové sušině 3 4 hybridy s různým číslem FAO. Tab. 1: Orientační hodnoty čísla FAO dle výrobních oblastí Výrobní oblast BVO ŘVO horší lepší horší lepší KVO FAO do 230 230 260 250 280 250 350 290 400 8 bioplyn 2013
Správné uložení semen Setí, termín a hustota výsevu Setí provádějte vždy přesným secím strojem. Před setím provádíme kvalitní přípravu secího lůžka na hloubku 6 8 cm, která je předpokladem pro založení rovnoměrného porostu. Sejeme do hloubky 5 8 cm tak, aby osivo bylo v kontaktu s vlhkou půdou. Čím je lehčí půda, větší osivo a pozdější termín setí, tím volíme hlubší setí. Riziko mělkého setí je rychlé vzejití, ale nedostatečně rozvinutý kořenový systém. Optimální termín setí nastává, když teplota půdy dosahuje min 6 C, tedy v rozmezí od 20. 4. do 10. 5. podle výrobní oblasti. Cílem je co nejkratší doba vzcházení. Opožděné setí ke konci května vede ke snížení výnosu suché hmoty. Velmi časné setí, kdy se teplota půdy pohybuje pod 6 C se vzcházení prodlužuje až na 10 21 dní, což je dlouhý prostor pro napadení chorobami a škůdci. Polní vzcházivost může být snížena pod 75 %. Hnojení kukuřice na siláž Kukuřice pro vytvoření vysokého výnosu suché hmoty potřebuje dodat patřičné množství živin. Hybridy pěstované pro produkci bioplynu Tab. 2: Střední odběr živin kukuřicí na siláž Produkt ustotu výsevu volíme na základě doporučení pro jednotlivé hybridy, vlastností stanoviště a předpokladu polní vzcházivosti. Obecně platí, čím je hybrid ranější a podmínky příznivější, tím můžeme navýšit výsevek. Limitujícím faktorem je vláhový poměr půd. Zbytečné zvýšení výsevku pro dosažení vyššího výnosu suché hmoty může mít paradoxně opačný efekt. Rostliny jsou příliš vysoké s tenčím stéblem a tudíž více náchylné k poléhání. Vysoká hustota porostu redukuje velikost palic, tím se snižuje obsah škrobu v siláži a také produkce metanu. Důležité je dodržet optimální rychlost setí, která se pohybuje v rozmezí 6 8 km/h. Zvolení vyšších pracovních rychlostí pod vidinou vysokých pracovních výkonů vede k nevyrovnanému uložení semen a následně k etapovitému vzcházení rostlin, porost je nevyrovnaný i při opylovaní a dozrávání, dochází ke zbytečným ztrátám na výnose suché hmoty i metanu. mají zvýšenou potřebu dusíkatého hnojení až o 15 % oproti běžnému využití kukuřice na zrno či siláž. Odběr v kg N P K Ca Mg 1 t silážní hmoty 3,5 4,0 0,7 0,9 2,9 3,7 0,9 1,3 0,3 0,6 50 t silážní hmoty/ha 200 35 145 45 15 bioplyn bioplyn 2013 9
Hnojení kukuřice statkovými hnojivy Aplikací organických hnojiv můžete do půdy doplnit značné množství potřebných živin a dosáhnout tak výrazných úspor při nákupu minerálních hnojiv. Hnůj aplikujeme při přípravě půdy na podzim, kukuřice na něj velmi dobře reaguje. Běžné dávky 40 60 t/ha. Až 80 % N je možné nahradit chlévským hnojem. Kejdu je možno ke kukuřice aplikovat v podzimním i jarním období. Během vegetace je možná aplikace 2 4 krát do výšky porostu 80 cm hadicovými aplikátory. Běžné dávky kejdy pro kukuřici jsou - kejda skotu 60 80 t/ha, prasat 50 60 t/ha a drůbeže 20 25 t/ha, jednorázová dávka je 10 20 t/ha. Až 50 % N je možné nahradit kvalitní kejdou. Digestát, zbytek kvasného procesu v BPS, je výborně uplatňován při hnojení kukuřice. Použití i dávkování digestátu jako hnojiva se do značné míry podobá použití a dávkování kejdy, samozřejmě vždy s přihlédnutím k obsahu živin, zejména dusíku. Abychom mohli skutečně hovořit o digestátu, musí obsahovat minimálně 25 % org. látek a 0,6 % dusíku v sušině, což však digestáty bez problémů splňují. Svým rychlým účinkem se blíží spíše hnojivům minerálním. Je to především díky poměru C/N, který je u digestátu do 10/1, zatímco například u hnoje je to už 25/1 a u slámy dokonce 100/1. Navíc organické látky v něm obsažené jsou v půdě pouze těžko rozložitelné, a proto musíme organickou hmotu zajistit jiným způsobem, ať už ve formě zeleného hnojení, posklizňových zbytků, slámy či hnoje. Každý digestát je díky různým vstupním surovinám a délce fermentace odlišný. Proto by měli být samozřejmostí pravidelné rozbory digestátu na základní živiny. Graf 2: Odběr živin kukuřicí v průběhu vegetace 250 200 Odběr živin v kg/ha počátek vegetace až 13. list mléčná vosková plná zralost N K 150 100 50 P Mg 0 IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. Měsíc vegetace 10 bioplyn 2013
Hnojení kukuřice minerálními hnojivy Hnojení fosforem, draslíkem a hořčíkem Minerální fosforečná a draselná hnojiva aplikujeme na podzim v dávce 100 120 kg P 2 O 5 a 150 200 kg K 2 O, aby se živiny stihly uvolnit. Pro odstranění nevhodných podmínek pro příjem živin je vhodná kontrola a úprava ph vápněním, či zvýšení obsahu organických látek v půdě. Na půdách hůře zásobených P je žádoucí část celkové dávky aplikovat před výsevem, případně při setí pod patu. Hnojivo, obvykle amofos, aplikujte asi 5 cm pod úroveň uložení osiva a 5 cm do strany. Hnojení pod patu nelze chápat jako vyřešení zanedbané výživy fosforem. Je to vylepšení příjmu fosforu v počátečních fázích vývoje kukuřice, kdy má ještě málo vyvinutý kořenový systém a tím i menší schopnost příjmu živin. Velmi dobrých výsledků dosahujeme v pokusech aplikací granulovaných hnojiv společnosti TIMAC AGRO. Zajištěním dobré zásoby P a K zvýšíte odolnost rostlin proti chladu, suchu, chorobám a poléhání. Hnojení dusíkem Kukuřice je velmi náročná na hnojení N. Na 1 t zelené hmoty spotřebuje 4 kg N, což při výnosu 50 t zelené hmoty z hektaru činí potřebu 200 kg N v čistých živinách na hektar. Vysoký příjem dusíku nastává v průběhu intenzivního růstu - počátkem června. Naším úkolem je, aby v tomto období byl dostatek minerálního dusíku v půdě. Jednorázová aplikace N před setím - hrozí nebezpečí ztrát N denitrifi kací či vyplavením do doby skutečné potřeby rostlinou. Vhodným hnojivem pro tento termín aplikace je síran amonný, případně hnojiva s pozvolným uvolňováním dusíku. Dělená aplikace N - část N je aplikovaná před setím a zbytek se dohnojí při výšce porostu do 40 cm. K přihnojení využíváme hnojiva LAV a DAM. Popálení porostu eliminujeme využitím speciálních aplikátorů hnojiv. Takto můžeme dodat okolo 60 kg N na hektar, čímž se zvýší jeho využití a jsou dodrženy zásady ochrany životního prostředí. Pozdní hnojení N - oddaluje sklizeň, při chladnějším průběhu vegetace hrozí sklizeň hmoty s nižším obsahem sušiny. Při sklizni kukuřice na siláž je z pole odvážena většina organické hmoty. Pro zajištění dlouhodobé úrodnosti půdy je důležité pravidelné zapravování organické hmoty do půdy, a to ve formě zeleného hnojení, posklizňových zbytků, slámy či hnoje. Listová výživa kukuřice Použití listových hnojiv v porostech kukuřice během vegetace pomáhá při odstranění defi citu mikroživin i makroživin. Kukuřice patří mezi plodiny náročné na některé mikroelementy, především Zn a Mo. Zinek podporuje růst, produkci rostlinných orgánů, dozrávání, je nezbytnou součástí řady enzymů, růstových hormonů a je také důležitý pro fotosyntézu a funkci chlorofylu. Rostliny s optimální hladinou zinku vydrží dlouhé období stresu ze sucha. Zinek hraje významnou roli i při vstřebávání půdní vlhkosti. Molybden je v rostlinách obsažen jen nepatrně, plní však velmi významnou funkci při redukci nitrátů, syntéze bílkovin a plní také funkci nosiče elektronů, jeho příjem je omezen především na půdách s nízkým ph. Pro listovou aplikaci doporučujeme aplikaci CornTOP z produktové řady hnojiv SOUFFLET AGRO a.s. v dávce 2 l/ha ve fázi 4. 8. listu kukuřice. Hnojivo je založeno na bázi výluhu z mořských řas a obohaceno o významné množství zinku, fosforu a molybdenu. Výrazný stimulační efekt tohoto hnojiva se příznivě projeví na růstu podzemní i nadzemní hmoty, vhodné složení prvků má výrazný vliv na podporu tvorby generativních orgánů. bioplyn bioplyn 2013 11
Herbicidní ochrana Vedle kvalitního zasetí patří důsledná herbicidní ochrana k nejdůležitějším agrotechnickým zásahům při pěstování kukuřice. Kukuřice je v raných stádiích růstu velmi citlivá na plevele. Pokud jejich konkurenci nevyřešíme včas, dosahuje kukuřice podstatně nižší sklizně na siláž i zrno. 1. Preemergentní ošetření - základní způsob likvidace plevelů v kukuřici Předností je včasnost regulace jednoletých plevelů před vzejitím, spolehlivá účinnost při dostatečné půdní vlhkosti, náklady jsou zpravidla nižší než u postemergentní aplikace herbicidů, několikatýdenní reziduální účinnost. Nevýhodou je snížení účinku na silně humózní půdě a v případě suchého průběhu počasí. 2. Postemergentní ošetření - umožňuje cílený výběr herbicidů podle konkrétního spektra plevelů, jejich citlivosti a vývojového stádia Spolehlivě působí proti vzešlým plevelům na všech druzích půdy, účinnost je méně závislá na vlhkosti půdy, delší aplikační okno (v rozmezí od 2. 8. listu kukuřice). Ochranu je třeba provést včas, ideálně do stádia 5. 6. listu kukuřice (aktivní ochranná povrchová vosková vrstva), kdy jsou plevele v raných růstových fázích. Pozdější aplikace vedou ke zhoršení účinnosti na plevele, často se využívá vyšších dávek drahých herbicidů a zvyšují se tak náklady na ošetření. Optimální termín aplikace je důležitý i pro minimální reziduální působení POST herbicidů. erbicidy s účinnou látkou 2,4-D jsou pro pozdní aplikace velmi rizikové, jelikož způsobují zbrždění vývoje porostu, poškození kořenového systému a časté odnožovaní. U herbicidů na bázi sulfonylmočoviny dodržujte návod výrobce (dávka, teplotní poměry, růstová fáze kukuřice), při pozdních aplikacích mohou způsobit tzv. slučování řad zrn v palici a negativně tak ovlivnit výnos zrna. Významnou roli zde hraje i citlivost jednotlivých hybridů. ubení pýru je v kukuřice stále problémem, výhodnější a levnější je likvidace pýru v předplodině, vhodná varianta je předsklizňová aplikace do obilnin nebo na strniště předplodiny - herbicidy na bázi glyfosátu. Pýr v kukuřici je možné tlumit účinnými látkami - rimsulfuron, nicosulfuron a foramsulfuron pro dobrou účinnost musí mít pýr v době aplikace 3 4 listy, tento termín někdy koliduje s optimálním růstovým stádiem kukuřice (3. 6. list). 12 bioplyn 2013
Insekticidní ochrana Bzunka ječná Bzunka ječná je drobná černá muška, kladoucí vajíčka v období vzcházení kukuřice (do 4 listů). Záhy dochází k líhnutí larev. Kukuřici poškozuje první generace larev v průběhu května. Ochrana vyhnout se rizikovým předplodinám (víceleté pícniny), insekticidní ochrana klíčících a vzcházejících rostlin. Škodlivost Larvy vyžírají srdéčkový list, ostatní listy jsou poškozeny s podélnými, vzácně příčnými řadami dírek, někdy jsou roztřepené nebo deformované. Rostliny zpomalují růst a mívají nafi alovělou barvu (podobné nedostatku fosforu). Při silném napadení rostliny hynou, nebo odumírá hlavní stonek, rostlina se větví, zvýšená náchylnost k napadení snětí. Napadení bývá vyšší při déletrvajícím chladném počasí a zpomaleném růstu. Ochrana podpora rychlého počátečního vývoje rostlin, insekticidní ochrana vzcházejících rostlin. Drátovci Jedná se o larvy brouků kovaříků z čeledi Elateriadea a Agriotes. Vývoj larev v půdě trvá 3 5 let s tím, že škodlivé působení začíná ve 2. roce života. Škodlivost se zvyšuje úměrně s pozdějšími vývojovými stádii. Škodlivost Drátovci vyžírají klíčící semena, později okusují kořínky a kořenové krčky. Napadené rostliny rychle hynou. Škody na porostu se mohou značně lišit od poškození jednotlivých rostlin až po zničení celého pole (až 90 %), zvláště na zaoraných loukách. Bázlivec kukuřičný Bázlivec kukuřičný patří do řádu brouci čeledi mandelinkovitých. Dospělci dosahují velikosti 4 7 mm, jsou žlutozelené barvy s černými pásy na bocích krovek. Krovky mandelinkovitých samečků bývají téměř celé tmavé až černé. Samičky mají 3 podélné pruhy na krovkách. Škodlivost Larvy škodí na kořenech vzcházejících rostlin. Napadené rostliny mají charakteristicky ohnutá stébla, tzv. husí krky. Dospělci požírají blizny a pyl kukuřice, v důsledku neopylení dochází k výpadkům zrn na palici. Ochrana střídání plodin, aplikace půdních insekticidů, insekticidní ošetření proti dospělcům. bioplyn bioplyn 2013 13
Zavíječ kukuřičný V současné době představuje nejzávažnějšího škůdce kukuřice. Způsobuje významné ztráty na výnosech v rozmezí 5 40 % v závislosti na míře napadení porostu. Dospělec je hnědožlutý motýl s rozpětím křídel 2,5 3 cm. Škodlivost Škody působí housenky tunelováním stonků a klasů. Postižené rostliny se lámou, poléhají a předčasně dozrávají, což má za následek snížení výnosu. Otvory v klasech jsou vstupní branou pro sekundární infekce především houbami z rodu Fusarium, produkujících mykotoxiny nebezpečné pro hospodářská zvířata. Ochrana nejúčinnější ochranou před zavíječem je pěstování Bt hybridů, chemická ochrana registrovanými insekticidy, biologická ochrana parazitickou vosičkou Trichograma evanescens. Ochrana vzcházejících rostlin kukuřice pro jaro 2014 Insekticidní moření osiva kukuřice přípravky Cruiser 350 FS, Gaucho a Poncho je od 1. 12. 2013 dočasně zakázáno, a to z důvodu rizikovosti účinných látek těchto přípravků pro včely. Ochrana pozemků klíčících a vzcházejících rostlin kukuřice s výskytem bázlivce kukuřičného a drátovců je povolena přípravkem Force 1,5 G s účinnou látkou tefl utrin ze skupiny pyrethroidů. Jedná se o granulovaný půdní insekticid, který se aplikuje speciálními aplikátory do řádků při setí nemořeného osiva kukuřice. Hubí škůdce fumigačním, dotykovým a požerovým účinkem. Má vedlejší repelentní účinnost na bažanty. 14 bioplyn 2013
Optimální termín sklizně Základním kritériem pro vysokou výtěžnost metanu je dosáhnout co nejvyššího obsahu dostupných živin ve sklizené silážní hmotě. Toho dosáhneme při sklizni siláže při optimální sušině. Optimální sušina celé rostliny se pohybuje v rozmezí 29 38 % tedy v mléčně voskové zralosti až voskové zralosti. Graf 3: Stanovení optimálního termínu sklizně podle vzhledu zrna 20 % 25 % 27 % 29 % 32 35 % 38 % Příliš brzy Příliš brzy Příliš brzy Začátek sklizně Optimální termín sklizně: 32 35 % Sušina celé rostliny 50 % SH v zrně 20 % SH v zelené hmotě Obr. 1: Stanovení optimálního termínu sklizně podle stavu porostu Konec sklizně Listy nad palicí jsou stále zelené Listeny na palici začínají usychat Listy pod palicí jsou již zaschlé Celková suchá hmota rostliny je 30 35 % Sušina celé rostliny bioplyn bioplyn 2013 15
Při opožděné sklizni nastavíme řezačku na vyšší strniště a sklízíme horní část rostlin s lepšími parametry. Při sklizni dbáme na to, aby nedocházelo ke znečištění silážovaného substrátu. U kontaminované siláže hlínou se snižuje kvalita výsledné siláže. Zrna písku a zeminy mohou vytvářet sediment na dně fermentoru a způsobují zvýšené opotřebení čerpací a mísící techniky. Tab. 3: Vlastnosti sklizené hmoty v závislosti na sušině celé rostliny Předčasná sklizeň < 28 % Optimální sklizeň 29 38 % Opožděná sklizeň > 40 % nedostatečné využití výnosového potenciálu zajišťuje obsah škrobu nad 30 % horší silážovatelnost a udusání siláže nízký obsah škrobu snadná silážovatelnost nebezpečí zahřívání a zaplísnění - kontaminace mykotoxiny ztráty odtokem silážních šťáv, snížení energetického potenciálu ekonomika produkce špatný průběh kvašení, potřeba aplikace silážních aditiv Obr. 2: Stanovení optimálního termínu sklizně podle mléčné linie zrna 28 29 % MS 29 30 % MS 30 31 % MS 32 33 % MS 34 35 % MS >38 % MS 16 bioplyn 2013
Délka řezanky a uskladnění siláže Délka řezanky by měla být co nejkratší, nejlépe 5 8 mm, čímž docílíme většího absorpčního povrchu a tím i rychlejšího rozkladu v procesu tvorby bioplynu. Kratší řezankou docílíme i lepšího zhutnění, s čímž souvisí i zlepšení průběhu kvašení. Délku řezanky přizpůsobujeme stavu porostu. Platí zásada, že se zvyšující se sušinou rostliny bychom měli zkracovat délku řezanky. Řezanka o velikosti pod doporučenou hodnotu vede k významně vyšší spotřebě nafty při sklizni a není z ekonomického hlediska při výrobě bioplynu smysluplná! Při délce řezanky 15 20 mm je snížen energetický potenciál o cca 25 30 %. Narušení zrn pomocí corn crackeru je velmi prospěšné z hlediska produkce bioplynu. Tab. 4: Přednosti kratší řezanky Při silážování možnost optimálního dusání snížené ztráty plynu zvětšení povrchové plochy/lepší rozklad buněk mikroorganismy minimalizace ztrát energie zamezení zahřívání a zaplísnění Velkou pozornost je nutné věnovat naskladňování hmoty do silážního žlabu. Je důležité naplnit silážní žlab v co nejkratší době, při dodržení požadavku maximální dusané vrstvy 30 cm. Vysokého stupně zhutnění se dosahuje při využití vagonových kol, tím vytvoříme anaerobní prostředí potřebné pro bakterie mléčného kvašení. Rychlost plnění žlabu určuje dusací technika a ne výkon řezačky. Po naplnění žlabu by mělo následovat rychlé zakrytí řezanky a zatížení zakrývací plachty. Tím zabráníme zahřívání a plesnivění povrchové vrstvy siláže a její následné kontaminace nežádoucími plísněmi. Pouze kvalitní siláž zajistí optimální chod BPS a produkci bioplynu. V bioplynové stanici urychlení rozkladu substrátu zvýšení stupně rozkladu zlepšení míchatelnosti redukce plovoucích krust menší problémy při čerpání a distribuci digestátu bioplyn bioplyn 2013 17
Doporučené hybridy kukuřice Tab. 5: Hybridy kukuřice určené pro využití na bioplyn Hybrid FAO siláž Výrobní oblast Optimální výsevek (tisíc zrn/ha) Popis Mas 11.F 200 B, O, Ř 90 100 Mas 18.T 230 B, O, Ř 90 95 Lavena 250 O, Ř 80 95 Dynamite 270 O, Ř, K 80 95 Mas 28.A 290 Ř, K 80 95 Mas 35.K 330 Ř, K 80 85 Mas 34.C 340 K 80 85 Mas 47.P 390 K 80 85 vzrůstný hybrid s krátkou vegetační dobou pro kvalitní siláž ve vyšších oblastech i pro pozdní setí po sklizni GPS siláží progresivní hybrid, zajistí vysoký výnos kvalitní silážní hmoty gigantický vzrůst, vysoký podíl palic, plastický k půdním i stanovištním podmínkám nový rozměr výnosu; velmi vysoký obsah škrobu, vysoká produkce metanu síla a energie je patrná již na poli, produkce vysokého výnosu biomasy maximální výnos kvalitní suché hmoty z hektaru; velmi dobrá tolerance k chladu a suchu vysoký výnos suché hmoty ve všech podmínkách špičkový výnos siláže pro bioplynové stanice v nejteplejších regionech ČR 18 bioplyn 2013
žito pro výrobu BIOPLYNu Energetická hybridní žita rozšiřují spektrum plodin pro produkci bioplynu Žito produkuje dostatek kvalitní silážní hmoty, která zajišťuje vysoké výnosy metanu. Je ideální pro první sklizeň již v polovině června. Jestliže pěstitelé zjistí na podzim, že mají nedostatečné množství siláže pro BPS, mohou zareagovat a zasít žito a tak překlenout nedostatek produkce přes červenec, srpen a září po sklizeň nové kukuřice. Je vhodnou alternativou ke kukuřici, je možné ho vysévat do kvalitativně horších půd a nedochází k ohrožení výnosů vlivem přísušku. Přednosti využití žita na výrobu bioplynu nízké požadavky na stanoviště, vysoká odolnost suchu a tolerance ke stresovým faktorům, vysoká stabilita výnosů v porovnání s ostatními obilninami, velmi dobrá mrazuvzdornost do - 25 C, dobře se vyrovná s pozdním termínem setí, svažitost není limitujícím faktorem - vynikající pokryvnost půdy a bohatý kořenový systém, snadná pěstitelská technologie, nízké náklady na pěstování oproti ostatním obilninám, rozložení pracovní sezóny, zachování osevních sledů a využití kvalitativně horších půd, odplevelení pozemku je levnější v porovnání s kukuřicí, vhodná předplodina pro řepku - včas sklizeno, nulový výdrol, díky jedinečné Pollen plus technologii našich hybridů je zajištěna vysoká odolnost námelu. Odrůdy žita značky SELEKTA Díky úzké spolupráci s významnou šlechtitelskou společností KWS LOCHOW nabízíme špičkové hybridní odrůdy žita vyšlechtěné a prověřené v Německu právě pro výrobu bioplynu. Jedná se o hybridy KWS MAGNIFICO a PALAZZO, které své kvality prokázaly i ve státních zkouškách ÚKZÚZ. Připravujeme novinku PROGAS. Využít můžete i odrůdu trsnatého žita WIANDI. Osivo je baleno po výsevních jednotkách, tím se omezí zvyšování nákladů na osivo, které bývá způsobeno kolísavou HTZ. Další výhodou je snadné vypočítání potřebného množství osiva na hektar. bioplyn bioplyn 2013 19
Hybridní žita pro výrobu bioplynu a jejich přednosti Hybridní žita poskytují v porovnání s populačními odrůdami vyšší výnos zrna i zelené hmoty. Žito na bioplyn se sklízí v mléčně voskové zralosti při sušině kolem 35%. Pro kvalitní žitnou siláž je rozhodující výnosový potenciál zrna jako nositele energie, ne biomasa tvořená stéblem a listy. Proto se lépe uplatňují hybridní žita s vysokou produktivností zrna, tedy škrobu, jako hlavního zdroje energie pro mikroorganizmy. S prodlužujícím se naléváním zrna se produkuje více biomasy, zrno nabývá, rostlina má větší listovou plochu. Graf 4: Vliv jednotlivých typů žita na výnos suché hmoty a zrna, zdroj: Universita Hohenhime, Německo 8 7 6 5 Výnos zrna t/ha RS P P P P P GSR GSR RS GSR - trstnaté žito RS - jarní žito H - hybridní žito P - populační žito 14 14,5 15 15,5 16 16,5 Výnos sušiny t/ha GSR (Palazzo) H (KWS Magnifico) Graf 5: Vliv typu žita a termínu sklizně na produkci bioplynu, zdroj: KWS SAAT AG, Německo 2006 6000 5000 Produkce bioplynu m 3 /ha 5050 6000 4800 4000 3000 2800 2800 2600 2000 1000 0 objevení se osin Syntetická populace mléčná zralost objevení mléčná zralost mléčná zralost se osin Hybridní žito objevení se osin Populační odrůda 20 bioplyn 2013
Hybridní žita patří k nejméně náročným plodinám. Z níže uvedených výsledků je patrné, že v porovnání s ostatními obilninami dosahují i na méně kvalitních stanovištích s lehkou půdou nejvyšších výnosů, což je potvrzeno tříletými pokusy z Německa (2007 2009) a Polska (2004 2006) při srovnatelné úrovni pěstování. Je to dáno nízkými požadavky na kvalitu půdy, díky vysoké účinnosti kořenového systému, časné jarní regeneraci, intenzivnímu růstu po zimě a ohromné energii při tvorbě zelené hmoty a zrna. Tab. 6: Srovnání nároků jednotlivých ozimých obilnin Žito ozimé Pšenice ozimá Ječmen ozimý Minimální teplota pro klíčení 1 2 C 2 4 C 2 4 C Mrazuvzdornost do 25 C do 20 C do 15 C Začátek vegetace 3 5 C 5 6 C 5 6 C Potřebná suma teplot 1800 C 2100 C 1750 C Optimální teplota pro jarovizaci (diferenciaci generativních orgánů) 0 5 C 0 8 C 0 3 C Doba jarovizace 30 50 dní 40 70 dní 20 40 dní Potřeba vody (l/kg suché hmoty) 400 l 500 l 425 l Graf. 6, 7: Srovnání výnosu ozimých obilnin na lehkých půdách (tříleté pokusy v Německu a Polsku), zdroj: KWS Lochow fi remní pokusy 20 16 12 8 4 0 t/ha JO Německo PO Výnos zrna Výnos slámy TO ŽH 20 16 12 8 4 0 t/ha JO Polsko PO Výnos zrna Výnos slámy JO - ozimý ječmen, PO - pšenice ozimá, TO - tritikale ozimé, ŽH - hybridní žito TO ŽH bioplyn bioplyn 2013 21
Rozhodující je termín sklizně Žito na GPS má největší výnosový potenciál při sušině 32 35 %, což odpovídá období od mléčné do voskové zralosti. 1. Do fáze metání představují hlavní zdroj sušiny listy a stébla, s postupným naléváním zrna se produkuje více biomasy, rostlina má větší listovou plochu. Proto by se mělo začít se sklizní tři týdny po odkvětu. V této zralosti je poskytován vysoký výnos vlastní organické hmoty s vysokým podílem fermentační energie a s nižším podílem bílkovinné frakce. Je patrné, že pro výnos sušiny je rozhodující výnosový potenciál zrna a ne jen biomasy tvořené stéblem a listy. Uplatnění zde proto nacházejí právě hybridní žita poskytující vysoký výnos zrna. 2. Při sklizni v období před metáním se žito blíží živinově lepším travám s obsahem N látek 13 15 % a obsahem vlákniny do 22 %, ovšem z důvodu nízkého obsahu sušiny do 15 17 % je nutné použít dvoufázovou sklizeň, s tím že zavadnutím by měl být zvýšen obsah sušiny nad 30 %. Touto technologií sklizené žito je charakterově spíše bílkovinné krmivo s možností využití především pro výživu dojnic. V pozdějších fázích vývoje se zvyšuje podíl nestravitelného ligninu, čímž se snižuje využití pro výrobu bioplynu. Po sklizni GPS žitné siláže je možné na kvalitních půdách s dostatkem půdní vláhy vyset velmi rané hybridy kukuřice pro produkci siláže. Tab. 7: Výnos bioplynu v závislosti na termínu sklizně žitné GPS siláže Zdroj: IBS, Bremen, 2006 Fenofáze Sklizeň Obsah sušiny (%) Výnos bioplynu v m 3 /t vlhké hmoty Sloupkování začátek května < 16 < 100 Kvetení začátek června 20 25 130 160 Mléčná zralost polovina června 30 35 170 250 Vosková zralost konec června 35 40 do 250 Tab. 8: Orientační dynamika změn živin ozimého žita dle vývojové fáze Fenofáze Obsah sušiny (%) Obsah N látek (%) Obsah vlákniny (%) Obsah hemicelulozy (%) Obsah škrobu (%) Metání 16 18 12 14 22 25 18 20 0 Kvetení 18 21 10 13 28 32 17 19 0 Mléčná zralost 22 26 9 11 24 26 18 20 4 5 Mléčně vosková zralost 28 40 7 9 23 24 18 20 10 12 22 bioplyn 2013
Trsnaté žito pro časnou sklizeň Trsnaté žito je starý rostlinný druh, který se u nás dříve hojně pěstoval pod názvem svatojánské žito, dnes se využívá jako meziplodina. Během zimy chrání půdu před erozí a fi xuje dusík v kořenové zóně. Jeho předností je vysoká odnožovací schopnost, na podzim vytváří bohatý drn s vysokou odolností mrazu. Má rychlý jarní vývoj, vysoký a spolehlivý výnosový potenciál hmoty a dobrou odolnost k poléhání. Je schopno časně na jaře poskytnou kvalitní čerstvou hmotu vhodnou zejména jako bílkovinné krmivo pro dojnice, je vhodné i pro konzervaci a využiti pro produkci bioplynu. Ze všech obilnin nejlépe snáší pozdní setí a má výbornou odolnost vyzimování. Termín sklizně Trsnaté žito na rozdíl od hybridních žit sklízíme ve fázi začátku metaní, kdy dává nejvyšší výnos sušiny díky vysokému množství odnoží a dlouhých bohatě olistěních stébel. V pozdější fázi dochází k lignifi kaci a snižuje se nutriční hodnota. Po sklizni, která probíhá v průběhu měsíce dubna, je možné úspěšně pěstovat silážní hybridy kukuřice. Využitím trsnatého žita lze získat z hektaru o 4 6 t více sušiny. Graf 8: Výnos suché hmoty a výška porostu u jednotlivých druhů žita ve fázi BBCH 51 55, zdroj: společné výsledky experimentu na univerzitě v Hohenheimu a KWS Lochow, 2006 120 100 80 Výška porostu v cm P P P P RS GSR GSR Wiandi GSR - trstnaté žito RS - jarní žito H - hybridní žito P - populační žito 70 75 80 85 90 95 Výnos suché hmoty q/ha bioplyn bioplyn 2013 23
Žita značky SELEKTA pro výrobu bioplynu Hybridní žita Hybridní žita značky SELEKTA jsou vybavena unikátní technologií Pollen plus, která spočívá ve zvýšené tvorbě pylu a zajištění odolnosti proti napadení námelem. KWS Magnifico specialista pro produkci žitné GPS a využití v bioplynových stanicích, vysoká výtěžnost metanu, výborná odnožovací schopnost a hustota porostu, vynikající přezimování a rychlá jarní regenerace. KWS Palazzo odrůda pro potravinářské využití i pro produkci metanu, dosahuje špičkových výnosů zrna se stabilními kvalitativními parametry, patří k nejvýnosnějším žitům v registračních pokusech ÚKZÚZ i v EU, stabilní pevné stéblo s dobrou odolností k poléhání, velmi dobrá odolnost chorobám. Připravujeme: KWS Progas novinka navržená pro maximální tvorbu biomasy a produkci bioplynu, impozantní nárůst hmoty, ideální kombinace bohatě odnožujících rostlin a silných pevných stébel, ohromný výnosový potenciál při sklizni na GPS. Trsnatá žita Wiandi odrůda ze šlechtitelské dílny KWS LOCHOW, vyniká velmi vysokou produkcí zelené hmoty a bohatým olištěním, velmi dobrý zdravotní stav. 24 bioplyn 2013
Agrotechnika Tab. 9: Doporučená agrotechnika pěstování hybridního a trsnatého žita pro produkci bioplynu Pěstitelská doporučení Předplodiny Žito je tolerantní k obilním předplodinám. Příprava půdy Přípravu provádíme obvyklým způsobem. Termín setí a výsevek Hnojení Herbicidní ochrana Regulace růstu Fungicidní ošetření Insekticidní ošetření Sklizeň Hybridní žita: Raný termín - sejeme 1,7 2,0 MKS/ha (začátek září) Optimální termín - sejeme 2,2 2,4 MKS/ha (pol. září pol. října) Pozdní termín - sejeme 2,6 MKS/ha (konec října listopad) Trsnaté žito: sejeme 2,8 3,2 MKS/ha Hloubka setí: 2 3,5 cm V základním hnojení aplikujeme P a K hnojiva dle AZP. Dusík aplikujeme na jaře ve 2 3 termínech v celkové dávce 90 140 kg N/ha. 1. dávku 50 % aplikujeme časně z jara jako regenerační, 2. na začátku sloupkování BBCH 31, 3. před metáním BBCH 37. Herbicidní ošetření běžné jako pro zrnové hybridy, vhodné je podzimní ošetření ve fázi 3. listu až odnožování. Dle intenzity růstu a stavu porostu. Na lehkých půdách doporučujeme aplikaci morforegulátoru na bázi CCC v dávce 1,2 1,5 l ve fázi BBCH 31. Na lepších půdách při vlhkém průběhu počasí je vhodné provést 2. ošetření přípravky MODDUS nebo CERONE. Trsnaté žito při sklizni na senáž regulátor růstu nepotřebuje. Fungicidní ošetření proveďte preventivně na choroby pat stébel, listové choroby kontrolujte v průběhu vegetace a dle nutnosti ošetřujte širokospektrálními fungicidy s dobrou účinností především na rzi. Kontrolujte výskyt kohoutků a v případě potřeby ošetřete pyrethroidy. Hybridní žita: při sušině 32 35%, nejlépe ve fázi mléčně voskové zralosti, tedy tři týdny po odkvětu Trsnaté žito: ve fázi začátku metání bioplyn bioplyn 2013 25
Výtěžnost bioplynu ze směsi žitné a kukuřičné siláže Z prováděných pokusů vyplývá, že přidání žitné složky ke kukuřičné siláži zvyšuje výtěžnost metanu až o 40 %. Žitná GPS doplňuje ve fermentoru potřebné živiny pro bakterie a stabilizuje proces produkce bioplynu. Z pokusů prováděných společností KWS v Německu a Polsku je optimální poměr směsi pro maximální nárůst bioplynu 60 75 % kukuřičné siláže a 25 40 % žitné GPS siláže. Použitím směsi substrátů je docíleno rovnoměrného zásobování mikroorganizmů základními živinami - sacharidy, bílkovinami a tuky, což podporuje vývoj a namnožení různých druhů mikroorganizmů, a tak je stabilizován proces produkce bioplynu. Zvýšený počet substrátů kompenzuje rozdíly v kvalitě jednotlivých siláží. Využití více plodin zvyšuje využití technického zařízení na farmě a rozložení pracovních úkonů během celého roku, dále možnost lepšího využití digestátu, v době, kdy ještě kukuřice na poli není. Graf 9: Výnos bioplynu z GPS žita a kukuřičné siláže a směsi těchto substrátů (hodnoceno ve třech opakováních, čas fermentace 34 dní, teplota kvašení 38 C), zdroj: Zemědělská univerzita v Poznani 2010 a KWS Polsko 3 Produkce bioplynu m /kg sušiny 650 Zvýšení produkce bioplynu 627 600 550 500 493 539 484 511 567 588 563 450 400 350 kukuřičná siláž 100 % žitná GPS siláž 100 % šrot žitného zrna 100 % kukuřice 90 % + žitná GPS 10 % kukuřice 80 % + žitná GPS 20 % kukuřice 70 % + žitná GPS 30 % kukuřice 60 % + žitná GPS 40 % kukuřice 75 % + žitná GPS 20 % + šrot žita 5 % 26 bioplyn 2013
travní smìsi pro výrobu bioplynu Rovněž travní senáž se uplatňuje jako zajímavý dílčí zdroj pro BPS. Využití travní senáže však vyžaduje mírně odlišný technologický postup, robustní míchání, apod. V České republice i Německu již fungují bioplynové stanice provozované převážně na travní senáž. Travní senáž je vhodná pro využití do směsných substrátů spolu s hnojem a kukuřicí. Ve spolupráci se šlechtitelskou stanicí DLF Hladké Životice nabízíme vhodné směsi pro využití do bioplynových stanic. Jedná se o vytrvalé směsi do suchých nebo vlhkých podmínek. Je možné zvolit i krátkodobé jílkové směsi na ornou půdu. Travní směsi SELEKTA Tab. 10: Aktuální nabídka travních směsí pro výrobu bioplynu Silážní směs pro BPS Rodový hybrid HYKOR Kostřava rákosovitá KORA Rodový hybrid PERUN Rodový hybrid LOFA Rodový hybrid PERSEUS % složení Jílek jednoletý JIVET Jílek mnohokvětý LOLITA Jetel plazivý RIVENDEL Jílková - - - - 42 26 32-31 Dočasná - 30 20 30-16 - 4 35 Víceletá 20 30 10 20-16 - 4 35 Výsevek (kg/ha) Popisy směsí intenzivní směs na max. 2 užitkové roky pro humidnější oblasti s vysokým obsahem cukrů, vhodná jako protierozní ochrana u honů s kukuřicí, i pro BPS silážní směs s vysokým podílem ( 66 %) jílkovitých trav na 2 až 3 užitkové roky pro bioplynové stanice; jetel plazivý zaplňuje postupně vznikající mezery v porostu silážní směs na 3 až 4 užitkové roky pro bioplynové stanice; vyšší vytrvalost zajistí 50 % kostřav ve výsevku, jetel plazivý zaplňuje postupně vznikající mezery v porostu bioplyn bioplyn 2013 27
Kontakty Obchodní tým SOUFFLET AGRO a.s. region jméno mobil e-mail AK Alena Kováčová 724 513 891 alena.kovacova@soufflet-agro.cz AP Antonín Pecha 724 105 325 antonin.pecha@soufflet-agro.cz JP Jan Procházka 602 182 829 jan.prochazka@soufflet-agro.cz LT Ladislav Tvrdý 602 532 159 ladislav.tvrdy@soufflet-agro.cz MH Marek Holý 602 507 820 marek.holy@soufflet-agro.cz MK Michal Kazda 603 832 816 michal.kazda@soufflet-agro.cz VV Václav Vorlíček 602 181 077 vaclav.vorlicek@soufflet-agro.cz PO Jindra Pokorná 724 162 180 jindra.pokorna@soufflet-agro.cz LA Lukáš Adámek 602 436 152 lukas.adamek@soufflet-agro.cz JN Josef Noska 602 715 748 josef.noska@soufflet-agro.cz DM David Musil 607 037 060 david.musil@soufflet-agro.cz RV Radek Valenta 602 525 881 radek.valenta@soufflet-agro.cz PŠ Petr Šána 602 793 460 petr.sana@soufflet-agro.cz PZ Petr Zouhar 602 729 592 petr.zouhar@soufflet-agro.cz TP Tomáš Plachý 724 336 189 tomas.plachy@soufflet-agro.cz Technicko-poradenský tým SOUFFLET AGRO, a.s. region jméno mobil e-mail Jižní a západní Čechy (kanc. Litovice) Jiří Šilha 724 336 184 jiri.silha@soufflet-agro.cz Severní a východní Čechy (kanc. Litovice) Štěpán Beránek 607 037 061 stepan.beranek@soufflet-agro.cz Severní Morava (kanc. Prostějov) Jiří Cejtchaml 602 532 157 jiri.cejtchaml@soufflet-agro.cz Jižní Morava (kanc. Prostějov) Martina Poláková 724 762 609 martina.polakova@soufflet-agro.cz Tým MAÏSADOUR SEMENCES funkce jméno mobil e-mail obchodní ředitel pro ČR Marek Kałuźyński +48 604 061 580 marek.kaluzynski@maisadour.pl manažer produktu a vývoje Matthieu Chaix +48 666 844 714 chaix@maisadour.com regionální zástupce pro ČR Petr Fuksík 702 081 072 fuksik@maisadour.com Mapa obchodních regionů SOUFFLET AGRO a.s. Průmyslová 2170/12, 796 01 Prostějov tel.: (+420) 582 328 320, fax: (+420) 582 328 328 e-mail: souffl et@souffl et-agro.cz, www.souffl et-agro.cz