bib.irb.hrbib.irb.hr/datoteka/837265.SAVKOVI-_DIPLOMSKI_RAD.docx · Web viewKako listovi otpadaju tako se i stabljika, odnosno usjev suši, a sa odmicanjem zime vlaga pada na ispod

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

AGRONOMSKI FAKULTET

Ivor Savković

PRODUKTIVNOST TRAVE (Miscanthus x giganteus) U RAZLIČITIM

GNOJIDBENIM TRETMANIMA

DIPLOMSKI RAD

Zagreb, 2016.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

AGRONOMSKI FAKULTET

Biljne znanosti

IVOR SAVKOVIĆ

PRODUKTIVNOST TRAVE (Miscanthus x giganteus) U RAZLIČITIM

GNOJIDBENIM TRETMANIMA

DIPLOMSKI RAD

Mentor: prof.dr.sc. Josip Leto

Zagreb, 2016.

Ovaj diplomski rad je ocijenjen i obranjen dana _____________

s ocjenom ___________________ pred Povjerenstvom u sastavu:

1. Prof. dr. sc. Josip Leto

2. Izv. prof. dr. sc. Neven Voća

3. Doc. dr. sc. Marko Petek

Neposredni voditelj:

Dr. sc. Nikola Bilandžija

SAŽETAK

Cilj rada je utvrditi visinu biljke, broj izboja po jedinici površine i prinos suhe tvari

trave (Miscanthus x giganteus) (u jesenskom i proljetnom roku žetve) gnojene krutim

stajskim gnojem (10, 20 i 30 t/ha) i mineralnim gnojivima (50 i 100 kg N/ha) u petoj

godini uzgoja. U 5. godini uzgoja (2015.) nije bilo značajne razlike u prosječnim

visinama biljaka miskantusa između gnojidbenih tretmana (P>0,05). Prosječna visina

svih biljaka između tretmana iznosila je 3,31 m, što premašuje visine biljaka miskantusa

u različitim europskim zemljama. Isto tako u petoj godini uzgoja miskantusa nije bilo

značajne razlike u broju izboja po m2 između gnojidbenih tretmana (P>0,05). Prosječan

broj izboja svih biljaka po m2 iznosio je 54,91. U petoj godini uzgoja prosječni prinos

svih biljaka u jesenskom roku žetve je iznosio 36,03 t ST/ha, a razlike među

gnojidbenim tretmanima nisu bile statistički značajne (P>0,05). U proljetnom roku

žetve ostvaren je prosječni prinos od 23,61 t ST/ha, bez značajnih razlika među

gnojidbenim tretmanima (P>0,05). U proljetnom roku žetve došlo je do smanjivanja

prinosa ST miskantusa za 34,5% u odnosu na jesenski rok žetve (P<0,05). To je

uobičajena pojava kod miskantusa koji prezimljava na polju jer dolazi do opadanja lista

i cvatova. Međutim ovim besplatnim sušenjem se dobiva kvalitetnija sirovina za

izgaranje, a otpali biljni dijelovi povećavaju organsku tvar tla i njegovu plodnost. Može

se zaključiti da gnojidba različitim izvorima i količinama dušika nije značajno utjecala

na visinu biljaka, broj izboja i prinos suhe tvari energetske trave Miscanthus x giganteus

u 5. godini uzgoja.

Ključne riječi: Miscanthus x giganteus, prinos suhe tvari, visina biljaka, broj izboja,

gnojidba

ABSTRACT

The aim of the study was to determine plant height, number of shoots per unit area and

dry matter yield of (Miscanthus x giganteus) grass (in autumn and spring date of

harvest) fertilized with solid manure (10, 20 and 30 t/ha) and with mineral fertilizers (50

and 100 kg N/ha) in the fifth year of cultivation. In the fifth year of cultivation (2015)

there wasn't significant difference in average plant heights of miscanthus grass between

fertilization treatments (P>0.05). Average height between treatments was 3.31 m, which

exceeds miscanthus plant heights in different European countries. Equally in the fifth

year of cultivation there wasn't significant difference between number of shoots per

square meter between fertilization treatments (P>0.05). Average number of shoots per

square meter was 54.91. In the fifth year of cultivation average yield of miscanthus in

autumn date of harvest was 36.03 t ST/ha, and difference between fertilization

treatments were not statistically significant (P>0.05). In the spring date of harvest the

average yield was 23.61 t ST/ha, without significant differences between fertilization

treatments (P>0.05). In the spring date of harvest there was a decrease of yield of dry

matter of miscanthus by 34.5% compared to the autumn harvest date (P<0.05). This is a

common occurrence with miscanthus who survives over the winter period on the field

because there is a decline in leaf and inflorescence. However with this free drying it gets

better raw material for combustion, and fell off plant parts increase soil organic matter

and it's fertility. It can be concluded that fertilization of different sources and quantities

of nitrogen has not significantly affected the plants height, number of shoots and dry

matter yield of Miscanthus x giganteus grass in the fifth year of cultivation.

Keywords: Miscanthus x giganteus, dry matter yield, plant height, number of shoots,

fertilization

SADRŽAJ

1. UVOD........................................................................................................................................1

2. PREGLED LITERATURE........................................................................................................2

2.1. Obnovljivi izvori energije...................................................................................................2

2.2. Biomasa kao obnovljivi izvor energije................................................................................2

2.3. Opis vrste Miscanthus x giganteus.....................................................................................3

3. EKOLOŠKI UVJETI ZA UZGOJ MISKANTUSA..................................................................7

3.1. Tlo.......................................................................................................................................7

3.2. Temperatura........................................................................................................................7

3.3. Voda....................................................................................................................................8

3.4. Izbor područja uzgoja .........................................................................................................8

3.5. Utjecaj na podzemne vode..................................................................................................9

4. AGROTEHNIKA MISKANTUSA..........................................................................................11

4.1. Oprema za sadnju..............................................................................................................11

4.2. Zasnivanje usjeva..............................................................................................................12

4.3. Rokovi sadnje....................................................................................................................12

4.4. Sadni materijal...................................................................................................................13

4.5. Sprječavanje širenja usjeva...............................................................................................15

4.6. Žetva..................................................................................................................................15

4.7. Gnojidba............................................................................................................................19

4.7.1. Utjecaj raspodjele dušika na rast i fotosintezu Miscanthus x giganteus......................22

4.7.2. Sezonska dinamika dušika..........................................................................................23

4.7.3. Unos hranjiva i razvoj rizoma.....................................................................................23

5. MJERE NJEGE USJEVA........................................................................................................24

5.1. Bolesti i štetnici.................................................................................................................24

5.2. Kontrola korova.................................................................................................................26

6. UTJECAJ NA BIORAZNOLIKOST.......................................................................................27

6.1. Utjecaj na životinje............................................................................................................27

6.2. Smanjenje emisije ugljikovog dioksida.............................................................................27

6.3. Opće prednosti ekološkog uzgoja.....................................................................................28

7. PRINOS....................................................................................................................................28

8. ISKORISTIVOST I EKONOMIJA.........................................................................................32

9. NOVE SORTE.........................................................................................................................33

10. MATERIJAL I METODE......................................................................................................34

11. REZULTATI I RASPRAVA.................................................................................................44

11.1. Klimatski podaci ............................................................................................................44

11.2. Visina biljke ...................................................................................................................48

11.3. Broj izboja.......................................................................................................................49

11.4. Prinos...............................................................................................................................50

12. ZAKLJUČCI..........................................................................................................................52

13. POPIS LITERATURE ..........................................................................................................53

1. UVOD

Energetska trava miskantus (kineski šaš) (Miscanthus x giganteus) zanimljiva je kultura

za proizvodnju lignocelulozne biomase, a time i kao sirovina za proizvodnju energije

(kruta i tekuća goriva) iz obnovljivih izvora. Miskantus se trenutno koristi za izravno

izgaranje i suizgaranje sa ugljenom za proizvodnju toplinske ili električne energije, no

može se koristiti i za proizvodnju tekućih biogoriva ΙΙ generacije (prvenstveno

bioetanol), papirne pulpe, građevinskog materijala, plastike te za bioremedijaciju

kontaminiranih tala. Ima sposobnost translokacije minerala i hraniva iz nadzemnih

organa u rizome (na kraju vegetacije), te ponovne retranslokacije iz rizoma u nadzemne

organe (početak vegetacije), čime se odlikuje izuzetnom efikasnošću iskorištenja

hraniva, poglavito dušika. Takva fiziologija značajno utječe na ukupnu ekonomsku, ali i

ekološku bilancu uzgoja ove kulture. Potrebna su stalna istraživanja o optimalnim

količinama i izvorima dušika obzirom na različite agroekološke uvjete uzgoja.

Miskantus mnogi zovu energetskom biljkom budućnosti, zato svakako treba uzeti u

obzir brojne prednosti koje ona sa sobom nosi kao što su izvor čiste energije, jeftino

grijanje i učinkovito bio-gorivo. Miskantus bi mogao također igrati važnu ulogu

naročito zbog raznih klimatskih promjena koje su svakako pred nama u budućnosti.

2. PREGLED LITERATURE

2.1. Obnovljivi izvori energije

Obnovljivi izvori energije predstavljaju energetske resurse koji se koriste za

proizvodnju električne i/ili toplinske energije, a čije se rezerve stalno ili ciklički

obnavljaju. Sam naziv obnovljivi, potiče od činjenice da se određena količina energije

troši u iznosu koji ne premašuje brzinu kojom se ona nanovo stvara u prirodi.

Obnovljivi ili tzv. neiscrpni izvori energije na Zemlji dijele se na: energiju vjetra,

geotermalnu energiju, energiju vode, energiju sunčevog zračenje, te energiju biomase, a

potiču iz tri primarna izvora: raspadanja izotopa u dubini Zemlje, gravitacijskog

djelovanja planeta i termonuklearnih pretvorbi na Suncu (Đonlagić, 2005; Šljivac i

Šimić, 2009).

Povećanje udjela obnovljivih izvora energije povećava energetsku održivost

cjelokupnog sustava, te ujedno pomaže u poboljšanju sigurnosti dostave energije na

način da smanjuje ovisnost uvoza energetskih sirovina i električne energije. Osim sa

energetskog aspekta, obnovljivi izvori energije imaju važnu ulogu u smanjivanju

emisija stakleničkih plinova (poglavito CO2) u atmosferi, što predstavlja jednu od

ključnih smjernica Europske unije (Čakija, 2007).

Miskantus se može koristiti za proizvodnju topline, kombiniranje topline i energije ili

električnu energiju u širem rasponu iz velikih elektrana (30 MW +) što zahtijeva stotine

tisuća tona biomase godišnje. Mali sustavi na farmi (ili jednoj zgradi) primjerice

zahtijevaju samo nekoliko desetaka tisuća tona tijekom zimskih mjeseci. Odjel

poljoprivrede i ruralnog razvoja u Sjevernoj Irskoj zahtijeva da se unaprijedi korištenje

obnovljivih izvora energije. Akcijski plan uključuje mjere za poticanje razvoja od

biomase lanaca opskrbe i korištenje biomase za grijanje (Caslin i sur., 2010).

Republika Hrvatska je zemlja sa izrazito velikim potencijalom biomase za proizvodnju

energije (oko 4 milijuna tona godišnje, trenutačno dostupnih), te bi ona mogla

zamijeniti do 25 % ukupno utrošene energije (Krička i sur., 2007).

2.2. Biomasa kao obnovljivi izvor energije

U prosjeku, u industrijaliziranim zemljama biomasa pridonosi manje od 10% u ukupnoj

potrošnji energije, ali u zemljama u razvoju taj udio je dosta viši, oko 20-30%. Znatan

dio tog korištenja biomase, međutim je ne-komercijalni i odnosi se na kuhanje i grijanje

prostora, uglavnom kod siromašnijeg dijela populacije (El Bassam, 2010). Potencijal

energetskih usjeva u velikoj mjeri ovisi o dostupnosti zemljišta s obzirom da u svijetu

mora biti ispunjena sve veća potražnja za hranom, u kombinaciji sa zaštitom okoliša,

kao i održivo upravljanje tla i rezervi voda, te raznim drugim zahtjevima (El Bassam,

2010).

Globalnom energetskom konačnom zalihom daleko dominiraju fosilna goriva s puno

manjim doprinosima iz nuklearne energije i hidroelektrana. Biomasa je daleko

najvažniji obnovljivi energent. Od 18% obnovljivih izvora energije 0,3% zauzimaju

biogoriva, zatim 0,8 % proizvodnja električne energije, topla voda/grijanje 1,3%, velike

hidroelektrane 3% i najviše tradicionalna biomasa 14% (El Bassam, 2010). Biogoriva su

jedan oblik obnovljivih izvora energije koji se proizvode iz prirodnih (biljnih

materijala), a koja se mogu koristiti kao nadomjestak za benzin, naftu i naftne derivate.

Biogoriva predstavljaju jedan od strateški najvažnijih održivih izvora energije te se

smatraju važnom stavkom u napretku ograničavanja emisija stakleničkih plinova,

poboljšanja kakvoće zraka i pronalaska novih izvora energije (Nigam i Singh, 2011).

Dakle ono što je svakako jasno, jest da postoji ogroman globalni potencijal biomase,

međutim istovremeno treba značajno smanjivati količinu fosilnih goriva.

2.3. Opis vrste Miscanthus x giganteus

Miskantus je trajnica koja izaziva posebnu pozornost tijekom posljednjeg desetljeća za

industrijske namjene, te kao bioenergetski usjev. Velika prilagodljivost miskantusa u

različitim okruženjima i veliki potencijal rodnosti (C4-biljka) čini ga pogodnim za

uspostavljanje i distribuciju u širokom rasponu Europske klime. Zapravo, znatan broj

istraživanja na terenu provedenih tokom posljednjeg desetljeća, izvještavaju o različitim

prinosima suhe tvari miskantusa, uglavnom u rasponu od 4-25 t/ha u centralnoj Europi

te 30-40 t/ha u Južnoj Europi (Mediteranu) (Danalatos i sur., 2007).

Miscanthus x giganteus potječe iz Azije. Ova višegodišnja trava ima jako veliki

potencijal za vrlo visoke stope rasta, veće i od 3 m unutar jedne vegetacije. Miskantus

je mnogima poznat i kao vrtna ukrasna biljka. Sadi se u proljeće i jednom posađene,

mogu ostati u tlu najmanje petnaest godina. Miskantusu lišće otpada zimi, pridonoseći

razvoju humusa i hranjivih tvari u tlu. Proizvodi trske slične bambusu tijekom kasnog

proljeća i ljeta, a žanju se u kasnu zimu ili rano proljeće. Ovaj obrazac rasta se ponavlja

svake godine za vrijeme trajanja usjeva. Miskantus se širi pomoću podzemnih organa

(rizoma), međutim njihovo širenje je sporo, pa postoji mala opasnost od nekontrolirane

invazije živica ili polja, jer miskantus nije invanzivna vrsta. Rizomi se mogu podijeliti u

komade te ponovno posaditi i proizvesti nove biljke. U Velikoj Britaniji, uključujući

posebno Sjevernu Irsku, prosječni prinosi miskantusa iz zrelog usjeva (ne računajući

prve 3 godine) premašuju 16 tona ST po hektaru godišnje. Ovako visoki prinosi

pokazuju da usjev ima potencijal koji daje važan doprinos u proizvodnji energije iz

obnovljivih izvora. Obrazac rasta usjeva je jednostavan, on stvara nove izbojke svake

godine i to obično tijekom travnja. Ovi izbojci se razvijaju u stabljike koje mogu

dosegnuti od 0,5 do 1 m visine do kraja kolovoza u godini sadnje, sa promjerom od 10

mm. Stabljike su nerazgranate i sadrže spužvastu srž. Od kraja srpnja listovi stare, a

nakon prvog mraza u jesen starenje se ubrzava i hranjive tvari se vraćaju u rizome,

preostalo lišće otpada, a stabljika se suši. Trska ostaje do veljače i bere se mehanički.

Ovaj ciklus rasta se ponavlja onda kada temperatura poraste u proljeće. U trećoj sezoni

može se očekivati da će usjev postići maksimalnu visinu od 2,5 do 3,5 metara (Caslin i

sur., 2010).

Miscanthus x giganteus je triploidna biljka sa debelim i jakim rizomima te nema

sjemena zbog svojeg triploidnog svojstva. To je prirodni hibrid između M.

sacchariflorus i M. sinensis koji je izvorno uveden u Europu kao vrtna ukrasna trava

(Greef i Deuter, 1993). Ovaj hibrid više se ne nalazi u prirodi u svojoj izvornosti, ali je

ponovno uveden u istočnoj Aziji u novije vrijeme. Uspravne stabljike su tanke, ali

snažne i obično nisu razgranate. Čvrsta srž stabljike je oko 10 mm u promjeru, a može

doseći visinu od malo preko 2 m prve godine i do 4 m svaku sljedeću godinu (El

Bassam, 1994b). Niža visina u prvoj godini rezultat je velikog iznosa energije koji se

koristi za uspostavljanje velikog korijenovog sustava. Rizomi čine vrlo razgranat sustav

za pohranu pričuvnih tvari stvorenih fotosintezom. Korijen obično prodire i preko

jednog metra u tlo. Iako se mnogo podzemnog rasta odvija u prvoj godini, usjev obično

postigne zrelost nakon 2 do 3 godine. Sve u svemu rod Miscanthus je skupina biljaka

vrlo otpornih na nepovoljne ekološke faktore. Dobro se razvio u regijama u svijetu koje

imaju velike promjene temperature između ljeta i zime. Evolucija je ovu biljku dovela

do razvoja svojstava kako bi bila otporna na toplinu, mraz, sušu i poplave, premda im

produktivnost biomase može varirati u različitim uvjetima, u korelaciji sa različitim

vrstama i genotipovima (El Bassam, 2010).

Slika 1. Prikaz životnoga ciklusa, odnosno ciklusa rasta miskantusa

izvor: http://www.slideshare.net/AndyRobertson4/miscanthus-trace-gasesegu13

Miskantus premješta većinu dušika, fosfora i kalija i drugih minerala u rizome i

korijenje od kasne jeseni (Heaton i sur., 2009; Beale i Long, 1997), a kretanje dušika

ispod tla nastavlja se i nakon smrzavanja (Lewandowski i Heinz 2003; Long i Beale,

2001). Iako se značajne količine biomase uklanjaju svake godine za vrijeme žetve,

hraniva u rizomima i korijenu omogućavaju održivi rast iz godine u godinu s malom

potrebom dodavanja gnojiva (Beale i Long, 1997; Beale i sur. 1999). Istraživanja

biomase vrste Miscanthus x giganteus u SAD-u su započeta 2002. godine u Illinoisu

(Heaton i sur., 2008). Do sada najstariji nasad vrste Miscanthus x giganteus u Europi je

25 godina (Lewandowski i sur., 2003). Životni vijek miskantusa se procjenjuje se na

minimalno 15 do 20 godina (Heaton i sur., 2011). Dugovječnost vrste Miscanthus x

giganteus nije potpuno poznata (Williams i sur., 2011).

Slika 2. Nicanje miskantusa u proljeće

Autor: Josip Leto

3. EKOLOŠKI UVJETI ZA UZGOJ MISKANTUSA

3.1. Tlo

Miskantus se dobro prilagođava raznim tipovima tala, od pješčanih pa do tala bogatih

organskim tvarima. Također je tolerantan na široki raspon pH vrijednosti, a optimalna pH

vrijednost je od 5,5 do 7,5. Pošto se miskantus žanje u zimu ili rano proljeće, poželjno je da u

tom razdoblju tlo ne bude pretjerano bogato vodom, jer to može ograničiti rad strojeva za

žetvu i oštetiti strukturu tla. Dakle, uzgoj miskantusa treba izbjegavati na teškim glinenim

tlima (Caslin i sur., 2010).

3.2.Temperatura

Temperatura značajno utječe na rast i razvoj miskantusa, te regulira dužinu njegove

vegetacijske sezone. Početak vegetacije je određen datumom zadnjeg proljetnog mraza (u

našim klimatskim uvjetima to je 15. svibnja), a kraj datumom prvog jesenskog mraza (u

našim klimatskim uvjetima to je 15. listopada). Utvrđeno je kako je temperatura najvažniji

čimbenik kod rasta listova (Long, 1999). Miskantus ne raste aktivno na temperaturama ispod

6 °C. Kasni proljetni mrazevi mogu znatno skratiti trajanje vegetacijske sezone. Miscanthus x

giganteus je osjetljiv na niske temperature, ali može podnijeti temperature do -3 °C (Caslin i

sur., 2010). Miscanthus x giganteus se obično ne žanje u godini sadnje, zbog niskog prinosa

ali i zbog mogućih negativnih posljedica na preživljavanje usjeva tijekom prve zime.

Općenito je zima u prvoj sezoni uvijek kritična za preživljavanje usjeva, ako usjev preživi

prvu zimu, gotovo će uvijek preživjeti svaku narednu zimu, čak ako su i znatno oštrije

(Clifton-Brown i sur., 2001b; Heaton i sur., 2008a; Lewandowski i sur., 2000). Clifton-Brown

i Lewandowski., 2000a; Clifton-Brown i sur., 2001b; ispitivanjem tolerancije u prvoj godini

usjeva na hladnoću, ukazuju na veliku opasnost za održivost usjeva kada temperatura tla

padne ispod 3 °C na 5 cm dubine, stope smrtnosti tada iznose i do 50%. Optimalna

temperatura za izlazak mladica iz rizoma u rano proljeće iznosi između 6 i 10 °C. Iako se lišće

može razvijati i na nižim temperaturama, 10 °C se smatra graničnom temperaturom za

početak razvoja lišća (Clifton-Brown i Jones, 1997; Hastings i sur., 2009a; Zub i Brancourt-

Hulmel, 2010). Jedinstveno za mnoge C4 trave, Miscanthus x giganteus može održati

normalnu razinu aktivnosti fotosinteze sve do 14 °C (Naidu i Long, 2004). Ukoliko je

Miscanthus x giganteus izložen jakoj svjetlosti, na 5°C izgubi oko 50% maksimalnog prinosa,

te više od 50% maksimalne fotosintetske učinkovitosti. Temperaturne granice za fotosintezu i

14

razvoj fotosintetskog aparata su od 3 do 5°C niže od temperaturnih granica za kukuruz (Long,

1999).

3.3. Voda

Godišnja količina oborine i zalihe vode u tlu znatno će utjecati na količinu iste u tlu.

Limitirajuća dostupnost vode u tlu će spriječiti usjev u postizanju maksimalnog prinosa u toj

godini. U prosjeku je izračunat gubitak od 90 kg biomase po ha za svaki milimetar nedostatka

vode u tlu. Navodnjavanje miskantusa ekonomski često nije isplativo. Tijekom sušnih

vegetacija prinosi će biti znatno manji, međutim usjev će preživjeti i ponovno rasti iduće

godine (Caslin i sur., 2010). Zbog veće produkcije biomase, veće površine lista i duže

vegetacijske sezone Miscanthus x giganteus zahtjeva više vode tijekom sezone rasta od

običnih visokih trava i kukuruza (Lewandowski i sur., 2003; McIsaac i sur., 2010). Prema

tome dostupnost vode snažno utječe na prinos miskantusa (Heaton i sur., 2011). Analize

pokazuju da je potrebno preko 500 mm oborina tijekom vegetacije kako bi se postigao

maksimalan prinos približno 30 t ST/ha. U područjima u kojima je zadovoljavajuća količina

oborina tijekom vegetacije, ali kvaliteta vode može biti problem (na primjer, više nitrata)

Miscanthus x giganteus će biti bolji izbor za proizvođače od običnih visokih trava, u obrnutim

uvjetima miskantus nije poželjan jer će proizvesti manje biomase od običnih visokih trava

(Heaton i sur., 2004).

3.4. Izbor područja uzgoja

Što se tiče izbora područja uzgoja usjeva miskantusa, njegov utjecaj na okoliš treba uzeti u

obzir, jer se na istom tlu zadržava preko 15 godina, kao i utjecaj na biljni i životinjski svijet, te

treba obratiti pozornost na učinak strojeva za žetvu. Ono što je najbitnije je spriječiti zbijanje

tla i očuvanje njegove strukture (Caslin i sur., 2010).

15

Slika 3. Miscanthus x giganteus u prirodnom staništu u Japanu

Izvor: http://miscanthus.cfans.umn.edu/habitat/miscanthus-japan

3.5. Utjecaj na podzemne vode

Studije u Engleskoj su pokazale da kada se travnjaci pretvore u polja miskantusa (Miscanthus

x giganteus), pa čak i ona koji nisu primila nikakvu gnojidbu dušikom, premašuju granice

Europskih ograničenja za pitku vodu (11,3 ppm) za gotovo tri puta u godini nakon sadnje

(Christian i Riche, 1998). Autori to prepisuju visokoj mineralizaciji stope dušika i relativno

niskom rastu biljke u prvoj godini (Christian i Riche, 1998). Druge studije na prethodno

kultiviranom terenu zasađenog kineskog šaša (Miscanthus x giganteus) pokazali su razine

dušika i ispod granice za pitke vode čak i sa 160 kg/ha gnojidbe dušikom (Curley i sur.,

2009). Ove studije pokazuju neutralan ili pozitivan utjecaj na kvalitetu podzemne vode

(Christian i Riche, 1998; Curley i sur., 2009).

16

Slika 4. Miscanthus x giganteus u studenom

Izvor: http://lter.kbs.msu.edu/ngg_tag/miscanthus/

Slika 5. Miscanthus x giganteus u ljetnim mjesecima


4. AGROTEHNIKA MISKANTUSA

17

4.1. Oprema za sadnju

U zadnjih nekoliko godina u EU se za podizanja ekstenzivnih usjeva, na većim površinama,

sadnja obavlja pomoću specijalnih sadilica za travu vrste Miscanthus, koje na tržištu nalazimo

u različitim izvedbama. Sve ih karakterizira dobar radni učinak (manje izvedbe 5 ha h-1, veće

10 - 25 ha h-1), dok je on kod sadilica za krumpir znatno manji (0,3 ha h-1), ali su one i dalje

prikladne za manje površine. Nadalje, automatske/poluautomatske izvedbe specijalnih

sadilica za miskantus rezultiraju značajnijom ekonomskom isplativošću obzirom na radni

učinak i zahtjev prema samo jednom/dvoje operatera. Konstruirane su tako da mogu saditi od

2 - 6 redova ovisno o izvedbama. Raonici otvaraju površinu te se rizomi automatski poliježu u

otvorenu brazdu nakon čega slijedi ponovno prekrivanje rizoma zemljom uz neposredno

valjanje. Valjci su uglavnom sastavni element u konstrukcijama specijalnih sadilica za razliku

od sadilica za krumpir gdje se valjanje obavlja kao zasebni zahvat. Sadilice specijalne za

miskantus imaju visok spremišni kapacitet za rizome od 5 tona, što pozitivno utječe na brzinu

i učinkovitost sadnje. Ukoliko se koriste poluautomatske modificirane sadilice za krumpir sa

sadnom cijevi za obavljanje sadnje potrebno je imati na raspolaganju od 3 - 5 operatera.

Tijekom sadnje rizoma koji se koriste tom sadilicom potrebno je sortiranje kako bi se uklonili

rizomi koji neće moći proći kroz cijev ili oni koji imaju manje od 2 – 3 „pupa“. Operateri na

sadilici sortiraju i manualno ubacuju rizome, na zvučni signal, u sadnu cijev (promjera cca 15

cm) kojom se poliježu u tlo. Udaljenost između redova je oko 75 - 100 cm, dok razmak unutar

redova ovisi o zahtjevima prema gustoći usjeva, koji se podešava brzinom traktora (Jones i

Walsh, 2001; Jørgensen, 2007; Caslin i sur., 2010; Poenaru i sur., 2012; Bilandžija i Sito,

2013).

18

Slika 6. Specijalna automatska sadilica

Izvor: http://www.newenergyfarms.com/media/photos/

4.2. Zasnivanje usjeva

Predloženi razmak sadnje biljaka iz Njemačke je 0,7-1,0 m između biljaka i 0,8-1,0 m između

redova. Testovi koji koriste razmak od jedne, dvije i tri biljke po m2 su također pokazali da

veća gustoća usjeva rezultira većim prinosima suhe tvari. Predloženi razmak iz istraživanja u

Danskoj je 0,75 m između dva reda i 1,75 m između grupacija od dva reda sa 0,8-1,0 biljaka

po m2 (El Bassam, 2010). Uobičajena gustoća sklopa je 10 000 biljaka po ha -1, međutim,

povećavanjem gustoće sklopa (do 20 000 biljaka po ha-1) utječe se na smanjenje gubitaka

prinosa uzrokovanih lošijim sadnim materijalom (Smeets i sur., 2009).

4.3. Rokovi sadnje

Datum sadnje treba biti dovoljno kasno da se izbjegnu jači proljetni mrazevi, ali i dovoljno

rano da se omogući dobro zasnivanje usjeva, njegov rast i pohrana pričuvnih hraniva u rizome

prije zimskih hladnoća. Općenito, rizomi i dijelovi rizoma se sade ranije od presadnica jer su

manje izloženi mrazu (sade se na dubinu tla 10-20 cm). Tipičan rok sadnje rizoma može biti

od ožujka do svibnja, ovisno o klimatu, dok je rok sadnje za presadnice kasni travanj do kraja

svibnja zbog izbjegavanja mraza i povećavanja broja primljenih biljaka (boljeg sklopa) (Jones

19

i Walsh, 2001; Smeets i sur., 2009). Što je duža sezona rasta u prvoj godini, to su kvalitetniji i

rizomi, te su bolje šanse u preživljavanju zime prve godine (Caslin, Finnan i McCracken,

2010).

4.4. Sadni materijal

Budući da je Miscanthus x giganteus sterilni hibrid, za sadnju se koristi vegetativni materijal,

bilo reznice rizoma ili presadnice (Anderson i sur., 2011). Korištenje rizoma je više omiljeno

zbog manje cijene i generalno proizvodi jače i otpornije biljke. Ako se koriste reznice rizoma

onda trebaju imati najmanje 2 do 3 pupa (Caslin i sur., 2010). Rizomi se moraju držati

vlažnima prije ponovne sadnje. To se najbolje postiže držanjem rizoma u hladnim skladišnim

uvjetima. Rizomi trebaju biti posađeni na dubinu od 10 do 15 cm. Optimalni rok sadnje

rizoma je travanj-svibanj, ali se naravno mogu saditi i kasnije, sve do lipnja i dalje imati

uspješan razvoj. Rana sadnja uzima prednost proljetne vlažnosti tla i omogućuje proširenje

prve sezone rasta. To je važno jer omogućuje većim sustavima rizoma da se razviju. Na taj se

način u budućnosti dobiju robusnije biljke koje su tolerantnije na sušu i mraz (Nixon i sur.,

2001). Otkriveno je da se bolji rezultati postižu rezanjem rizoma na manje komade (25 do 30

g) nego koristeći veće (70 do 80 g), jer manji komadi omogućuju da se razvije veći broj

mladica po kilogramu (Caslin i sur., 2010). Stoga sadi li se istu količinu rizoma, ali rezanih na

manje komade, te gušće posađenih, to bi trebalo rezultirati većim brojem izdanaka i omogućiti

ujednačenije nicanje, čime se pak smanjuje rizik od većih praznina u usjevu (Caslin i sur.,

2010). Starost majčinske biljke također utječe na prinos rizoma. Jednogodišnje biljke

proizvedu 7 do 10 žetvenih rizoma, dvogodišnje 25 do 30, a trogodišnje 75 do 80 žetvenih

rizoma (Pyter i sur., 2009).

20

Slika 7. Reznice rizoma za sadnju

Autor: Josip Leto

Slika 8. Dvogodišnji rizomi

Izvor: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.4155/bfs.10.80

21

Slika 9. Nasad vrste Miscanthus x giganteus 12 tjedana nakon sadnje


4.5. Sprječavanje širenja usjeva

Što se tiče širenja miskantusa na površine izvan zasnovanih nasada ono je minimalno. U

nekim državama postoje određeni postupci npr.: održavati utvrđeni minimalni razmak između

polja miskantusa i ostalih kultura od 7,62 m. Razmak treba mjeriti svake 3 godine kako bi bili

sigurni da je zadovoljen taj minimum (Williams i Douglas, 2011).

Prema nekim europskim izvorima miskantus se relativno lako iskorjenjuje konstantnom

košnjom tijekom sezone rasta ili tretiranjem totalnim herbicidom glifosatom uz kasnije oranje

(Jorgensen 2011; Casli i sur., 2010).

4.6. Žetva

Žetvu vrste Miscanthus x giganteus treba obaviti nakon sazrijevanja odnosno „odumiranja“

usjeva, ali prije početka novog porasta u proljeće naredne godine (temperatura tla > 10°C).

Važno je da je usjev dovoljno zreo, tako da ima dovoljno pohranjenih rezervi hranjiva u

rizomima radi preživljavanja zime i ponovnog početka rasta. Vrijeme žetve najviše ovisi o

klimatskim regijama, odnosno je li kultura uzgajana u sjevernoj ili južnoj Europi. Međutim,

najčešće se provodi između studenog i travnja naredne godine (Caslin i sur., 2010).

22

Žetva vrste Miscanthus x giganteus može se podijeliti na dvije tehnike izvođenja. Jedna je

višefazna tehnika (košnja, formiranje otkosa, baliranje ili prikupljanje-usitnjavanje), te

jednofazna tehnika (košnja-baliranje ili košnja-usitnjavanje) (Huisman, 2003). Miskantus se

žanje svake godine najčešće u proljeće. Nakon snažnog i vrlo intenzivnog porasta tijekom

ljeta, miskantus prestaje rasti tijekom jeseni. Kako listovi otpadaju tako se i stabljika, odnosno

usjev suši, a sa odmicanjem zime vlaga pada na ispod 30% do proljeća. Ubranu biomasu sa

nižim sadržajem vlage lakše je skladištiti te joj raste kalorična vrijednost sa smanjenjem

vlažnosti. Uranjena žetva ili odgađanje žetve može oštetiti rast usjeva iduće sezone, a

optimalno vrijeme berbe je u ožujku ili početkom travnja. Sadržaj vlage može se značajno

smanjiti ako se usjev pokosi i ostavi na sušenje nekoliko dana, ukoliko to, naravno, dopuštaju

vremenski uvjeti (Caslin i sur., 2010). Jedan od nedostataka odgađanja žetve do kasno u

sezonu je rizik od gubitaka prinosa biomase, koji nastaje kao rezultat nepovoljnih vremenskih

uvjeta tijekom zime. Tijekom zime, većina lišća i neodrvenjeni dijelovi otpadaju s

miskantusa. Raspon tih gubitaka je od 3 do 25% u prosincu te od 15 do 25% u ožujku. U

Nizozemskoj primjerice, zabilježeni gubici u prosjeku iznose od 35 do 40% u razdoblju od

listopada do ožujka, ali se značajno razlikuju obzirom na vremenske uvjete između pojedinih

godina i lokacija. Stvarni gubici tijekom žete iznose oko 25%, dok preostalo strnište

predstavlja daljnji gubitak od 17% biomase. Proizlazi da ukupni pred-žetveni i žetveni gubici

mogu iznositi oko 37% biomase dostupne prije zime (Kath-Petersen, 1994). Gubitak suhe

tvari od 25% je zabilježio Leahy (2006) u vrijeme proljetne žetve u sjevernoj Europi dok su

Lewandowski i Heinz (2003) zabilježili gubitak usjeva od 14 do 15% između prosinca i

veljače te daljnjih 13% između veljače i ožujka.

Trajni gubici biomase su zabilježeni od oko 30% zbog gubitka lišća u zimi prije žetve u

europskim uvjetima (Himken i sur. 1997). Gubici su veći u zapadnim uvjetima zbog sve težih

zimskih uvjeta (Heaton i sur., 2008). Međutim, niski gubici od svega 1% prijavljeni su u

slobodnom uzgoju miskantusa gdje je žetva odgođena od sredine listopada do sredine ožujka

u dvogodišnjem istraživanju u Elsberry, Missouri (J. Douglas, neobjavljeni podaci, 2011).

Međutim ako se vrijeme odgođene žetve premaši, tada to može uzrokovati značajnije štete na

mladim izbojcima (slika 10), a za posljedicu imati manji broj stabljika sljedeće godine (Caslin

i sur., 2010).

23

Slika 10. Izboji vrste Miscanthus x giganteus u rano proljeće

Izvor: http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb1044768.pdf

Za određivanje optimalnog vremena žetve poglavito je važan prihvatljivi sadržaj vlage, kako

se biomasa ne bi trebala dodatno sušiti, što naravno dodatno povećava cjelu ekonomsku

bilancu uzgoja vrste Miscanthus x giganteus. Prema istraživanjima provedenim u Njemačkoj i

Nizozemskoj, sadržaj vlage se smanjuje sa 70% (osnova je svježa masa) u studenom na manje

od 20% u ožujku ili travnju (Lewandowski i sur., 2000).

Slike 11 i 12. Krmni kombajn u žetvi Miscanthus x giganteus


24

Nakon žetve i/ili tehnološke dorade, Miscanthus x giganteus se može skladištiti u usitnjenom,

baliranom, peletiranom i briketiranom obliku. Kako bi materijal bio sigurno skladišten, žetva

se ne smije provesti ako je sadržaj vlage iznad 15 do 17%, ukoliko sušenje nije moguće.

Postoje različite mogućnosti sušenja vrste Miscanthus x giganteus i to sušenje u polju

(najrentabilniji način), sušenje u skladištu te sušenje industrijskim pogonima (rotirajući,

pneumatski, parni bubnjevi) (Jones i Walsh, 2001; Bilandžija, 2015).

Postoji nekoliko različitih strojeva za nekoliko različitih tipova bala. Nakon što se bale

sakupe, treba ih skladištiti pod nadstrešnicom ili vani, ali bale moraju biti pokrivene kako bi

pravilno nastavile proces sušenja. Košnja i usitnjavanje miskantusa stvara proizvod u obliku

prikladnome za izgaranje u kotlovinama i postrojenjima. Kako bi se osigurala najbolja

kvaliteta proizvoda, važno je da se miskantus žanje u ispravnom omjeru vlažnosti i bude

pohranjen na prikladan način tako da ostane suh (Caslin i sur., 2010). Bez obzira na metodu

žetve, cilj je žetvu obaviti na 5 do 10 cm visine kako bi se povećao prinos biomase (Heaton i

sur., 2010), ali se mora izbjeći prikupljanje većih nakupina lišća, koje će u pravilu povećati

vlagu i pepeo u sadržaju bale, zbog kontakta sa zemljom (Caslin, Finnan i McCracken, 2010).

Slika 13. Baliranje vrste (Miscanthus x giganteus) u kasno-zimskoj žetvi


25

Kako navode Lewandowski i Heinz (2003) u južnoj Njemačkoj su provedeni pokusi na tri

lokacije. Žetva je obavljena u različito vrijeme, a mjerio se i prinos i kemijski sastav biomase.

Drugi cilj je bio istražiti učinke odgođene berbe miskantusa na neto primarnu energiju,

ukupne emisije stakleničkih plinova, ukupne emisije kiselih plinova u slučaju izgaranja

biomase. Odgađanjem žetve, bioenergijski prinosi su smanjeni za 14 do 15% u razdoblju

između prosinca i veljače, a za daljnjih 13% između veljače i ožujka. To je popraćeno

značajnim smanjenjem sadržaja vode i koncentracije pepela, dušika, klorida te sumpora u

biomasi. Učinak odgođene žetve na ukupne emisije CO2 nije pronađen. Rezultati pokazuju

jasan pad SO2 ekvivalenata sa odgodom žetve. Može se zaključiti da rana žetva miskantusa

povećava prinos energije i konačne uštede primarne energije po hektaru. S druge strane,

kasnija berba smanjuje ukupnu emisiju SO2, a preporučuje se iz ekonomskih razloga

(prirodno sušenje biomase).

4.7. GNOJIDBA

Miskantus je vrlo učinkovit u načinu kako koristi hranjive tvari. Zbog dubokog

ukorjenjavanja dobro apsorbira hranjive tvari iz velikoga volumena tla, ima visoku

učinkovitost usvajanja hranjivih tvari u odnosu na druge ratarske kulture, posebice žitarice.

Miskantus zahtijeva manje hranjivih tvari po kilogramu biomase. Većina hranjivih tvari se

vraća iz gornjih dijelova biljke u rizome tijekom jeseni prilikom otpadanja lišća. Hranjive

tvari se pohranjuju u rizome tijekom zime i koriste se za rast mladih izbojaka u proljeće. Lišće

nakon otpadanja sa napretkom zime, stvori sloj na tlu te se određeni dio hranjivih tvari vrati u

tlo gdje se apsorbira u korijenovom sustavu. Dodatna prihrana je dostupna kulturi kroz

atmosfersko odlaganje (taloženje) i mineralizaciju tla (Caslin i sur., 2010).

Tablica 1. Količina hraniva koje Miscanthus x giganteus usvoji tijekom vegetacije

N 60-100 kg/ha

P 7-15 kg/ha

K 50-130 kg/ha

Mg 3-12 kg/ha

Izvor: Caslin i sur., 2010.

Kao što se može vidjeti iz tablice, unos dušika i kalija je sličan, a znatno veći od unosa

fosfora.

26

Veliki broj istraživanja o gnojidbi miskantusa dušičnim gnojivima je do sada proveden, no do

sada mnoga nisu pokazala značajniju reakciju biljke na dodatnu gnojidbu dušikom. Međutim

ti pokusi su do sada uglavnom obuhvaćali razdoblje od uspostave nasada do 5 godina uzgoja,

te postoji vrlo malo informacija o zahtjevima za dušikom kod zrelog usjeva starijeg od 5

godina. Mnogi izvori pokazuju da se hraniva mogu balansirati tijekom žetve mineralizacijom

organske tvari u tlu kao i uslijed atmosferskog taloženja. Zahtjevi pojedine kulutre za

hranivima su uvijek isti. Gnojidba ovisi o tipu tla. Ako je u tlu u startu više hraniva, onda će

gnojidba biti slabija i obrnuto, pa se uzgajivačima preporuča česta kontrola i provođenje

redovitih testova plodnosti tla, kako bi se utvrdilo postoji li dovoljna dostupnost hraniva u tlu.

Malo je istraživanja općenito provedeno o konkretnim zahtjevima miskantusa za hranivima.

Do sada su napravljene samo kalkulacije kako bi se utvrdila potrebna količina hranjivih tvari i

kako bi se održavala pravilna ravnoteža plodnosti tla (Tablica 2). Zbog niskih zahtjeva

miskantusa za hranivima, vjeruje se da su tlo i atmosfera u mogućnosti opskrbiti, odnosno

vratiti veliki dio hranjivih tvari, ali dodatak NPK može ponekad biti potreban. Također moglo

bi biti potrebno dodati magnezija na pjeskovitim tlima sa manje od 3-4 mg/L koncentracije

magnezija. Čini se da je 50 kg N, 21 kg P i 45 kg/ha kalija dovoljno za postizanje adekvatnih

prinosa. Najbolje vrijeme za primjenu hranjiva je u proljeće, prije nove sezone rasta, ali nakon

prethodne berbe (El Bassam, 2010).

Tablica 2. Hranjive tvari potrebne za održavanje ravnoteže plodnosti tla za miskantus

Hraniva Količina kg/ha

Dušik 50

Fosfor 21

Kalij 45

Sumpor 25

Magnezij 13

Kalcij 25

Izvor: Rutherford i Heath, 1992.

Organska gnojiva su također opcija gnojidbi miskantusa, naročito stajski gnoj (Caslin i sur.,

2010).

27

Lewandovski i sur. (2003) navode da Miscanthus x giganteus uzgajan na nekoliko različitih

lokacija nije reagirao promjenom prinosa kod gnojidbe različitim količinama dušika. Na

temelju toga autori zaključuju da je gnojidba dušikom nužna samo na tlima s niskim

sadržajem dušika. Također navode da se na tlima s dovoljnom mineralizacijom dušika iz

organske tvari gnojidba može izbjeći ili ograničiti na 50-70 kg ha-1 god-1. Heaton (2011)

navodi da provjeru plodnosti tla treba napraviti najmanje godinu dana prije sadnje, kako bi se

utvrdila pH vrijednost i razina hranjivih tvari u tlu. Ako je potrebno, treba prilagoditi pH na

razinu 6-8. Sve aplikacije gnojiva treba primijeniti neposredno prije ili nakon sadnje nasada.

Europski vodiči za proizvodnju biomase miskantusa ne preporučuju gnojidbu u prve dvije

godine uzgoja. Preporuka se temelji na terenskim istraživanjima, koja su pokazala da će na

većini mjesta hranjive tvari biti dostatne za rast biljke (Caslin i sur., 2010).

Iznošenje hranjivih tvari sa polja Miscanthus x giganteus je nisko zbog sposobnosti biljke da

reciklira hranjive tvari u sustavu rizoma u kasnijem djelu vegetacije. Osim toga većina lisnog

materijala ostaje na polju, tako da se jedine hranjive tvari koje se iznose nalaze u stabljici

(DEFRA, 2007). Dok se ne sakupi više iskustva oko ove kulture, proizvođači trebaju biti

oprezni u praćenju statusa hraniva u kasnijim godinama redovitim testiranjem tla. Ako je

potrebno gnojivo, svaki izvor (npr, mineralno ili organsko gnojivo) može se koristiti dok se

zadovoljavaju potrebe usjeva (Caslini sur., 2010). Dakle, ono što znamo je da Miscanthus x

giganteus ima niže zahtjeve za dušikom od usjeva za hranu. U nekim uvjetima Miscanthus x

giganteus snažno reagira na gnojidbu dušikom (Cosentinom i sur., 2007), ali u drugim

slučajevima prinos biomase ne pokazuje jasni odgovor na aplicirane doze dušika

(Lewandowski i Schmidt, 2006; Christian i sur., 2008).

Ono što je sigurno je da učinak gnojidbe na prinos miskantusa poprilično varira ovisno o

lokaciji uzgoja te varira od istraživanja do istraživanja. Gotovo sva istraživanja do danas su

usredotočena isključivo na gnojidbu dušikom. U tri studije, gnojidba ima mali ili nikakav

učinak na prinos vrste Miscanthus x giganteus, a slučajevima kada je učinak postojao, utvrđen

je na izrazito plodnim tlima. U Austriji, Schwarz i sur. (1994) nisu utvrdili povećanje prinosa

u trećoj godini sa obilnom gnojidbom dušikom (180 kg/ha). Christian i sur. (2008) nisu našli

odgovor na gnojidbu dušikom u Engleskoj na Rothamsted Research Farm nakon 14 godina.

U zapadnoj Njemačkoj, Himken i sur. (1997) je također zaključio da nema učinaka gnojidbe

dušikom u četverogodišnjoj sadnji. Sa druge strane u Italiji, Ercoli i sur. (1999) su pokazali

značajno povećanje prinosa za 9,8 t/ha, sa prosjekom gnojidbe od 180 kg/ha u više od 4

28

godine uzgoja u sadnji sa navodnjavanjem. Clifton- Brown i sur. (2007) su ustanovili da je

Miscanthus x giganteus značajno reagirao na gnojidbu dušikom nakon devete godine uzgoja,

dok su maksimalni prinosi u svim tretmanima s dušikom (sa i bez gnojidbe) postignuti u

šestoj godini uzgoja (Christian i sur., 2008). Ovi mješoviti rezultati pokazuju poteškoće u

preporuci gnojidbe i ukazuju na potrebu za boljim pregledom odnosa tlo-biljka i kako opskrba

tla hranivima utječe na prinos. Bez obzira na učinak, jasno je da usvajanje hraniva uvelike

ovisi o vrsti tla i lokaciji sadnje (Anderson i sur., 2011).

4.7.1. Utjecaj raspodjele dušika na rast i fotosintezu Miscanthus x giganteus

Miskantus održava visoku stopu intenziteta fotosinteze tijekom vremena dužeg od prosjeka

sezone uzgoja i daje dva puta više biomase od ostalih travnatih kultura koje se mogu uzgajati

za proizvodnju biogoriva. Rast i kapacitet fotosinteze se povećava gnojidbom dušikom.

Dodatak dušika obično povećava ukupni rast biljaka, međutim to ovisi o uzorcima raspodjele

dušika unutar biljke tijekom rasta vegetacije i ovisi o položaju vanjskog sloja lišća, odnosno

krošnje (Wang i sur., 2012).

U četverogodišnjem nasadu Miscanthus x giganteus u istočnoj Francuskoj na nadmorskoj

visini od 228 m, provedena su istraživanja sezonske varijacije u svojstvima lista preko profila

vanjskoga sloja lišća unutar dva tretiranja dušikom, kako bi se utvrdilo je li rezultat rasta

gnojidbom dušikom ikako povezan sa kapacitetom fotosinteze i raspodjelom dušika. Svojstva

fotosinteze kao neto fotosinteza i brzina karboksilacije, te provodljivost puči se smanjila od

vrha krošnje do baze, ali bez utjecaja gnojidbe dušikom. Gnojidba dušikom povećala je

specifičnu površinu lista i indeks lisne površine. Koncentracija dušika u različitim slojevima

lišća bila je povećana gnojidbom i raspodjelom koncentracije dušika u sklopu vanjskog sloja

lišća praćena gradijentom zračenja. Dakle rezultati pokazuju da pozitivan učinak gnojidbe

dušikom na prinos miskantusa nije povezan sa promjenama u stopama fotosinteze, ali treba

naglasiti da je veći prinos odnosno veća produktivnost posljedica povećanja površine

vanjskog sloja lišća. Vertikalna mjerenja kroz nadzemnu masu miskantusa pokazala su da se

prilagodio svjetlosnim uvjetima okoliša podešavanjem morfoloških i biokemijskih svojstava

lista ovisno o tretmanima dušikom. Višeslojni model u kojem se odnos fotosintetskih osobina

lista mijenja kroz vrijeme mogao bi biti usvojen u poljoprivrednim modelima kako bi se

točnije moglo predvidjeti proizvodnju biomase u ekosustavu usjeva (Wang i sur., 2012).

29

4.7.2. Sezonska dinamika dušika

Heaton i sur. (2009) mjerenjem biomase u pet termina tijekom sezone 2004. i 2005. godine,

na pokusnim poljima kineskog šaša (Miscanthus x giganteus) osnovanim u svibnju i lipnju

2002. godine na Sveučilištu Illinois (SAD), su utvrdili da Micanthus x giganteus uzgojen u

umjereno kontinentalnoj klimi gubi više žetvene biomase kad se ostavi da stoji preko zime

nego se očekivalo od iskustava u Europi (Heaton i sur., 2008). Ovaj rezultat je dakle doveo do

preporuke da se usjev žanje čim je prije moguće nakon odumiranja nadzemne mase, sadržaj

mineralnih hranjiva je opet dovoljno nizak, a da ispunjava tehničke kvalitete goriva i da bi se

izbjeglo prekomjerno uklanjanje hranjiva iz područja.

4.7.3. Unos hraniva i razvoj rizoma

U istraživačkom institutu AFBI u Belfastu (Sjeverna Irska) su pratili razvoj rizoma na

parcelama koje su posađene sa 0,5 t/ha svježih rizoma u komadima po 25 g. Tijekom tri

sezone biomasa rizoma se povećala na 35 t/ha (tablica 3), te su rizomi prikupili značajne

količine rezerve N, P, K hraniva. Te su rezerve naravno prisutne tijekom početka svake

sezone rasta i mogu značajno doprinijeti zahtjevima usjeva tijekom sezone. Upravo prisutnost

tih rezervi objašnjava hipotezu da bi to mogao biti razlog nereagiranja miskantusa na gnojidbu

tijekom vegetacije (Caslin i sur., 2010).

Tablica 3. Razvoj rizoma i sadržaj hranjivih tvari u rizomima u prve 3 sezone rasta

U sadnjiNakon 1

godine

Nakon 2

godine

Nakon 3

godine

Svježa težina rizoma

(t/ha)0,5 8 25 35

Ukupna količina dušika

u rizomima (kg/ha)2 25 80 115

Ukupna količina fosfora

u rizomima (kg/ha)0,5 4 11 16

Ukupna količina kalija u

rizomima (kg/ha)3 40 130 180

Izvor: Caslin i sur., 2010.

30

5. MJERE NJEGE USJEVA MISKANTUSA

5.1. Bolesti i štetnici

Miskantus je osjetljiv na bolesti i štetnike na područjima svoga porijekla (Azija), dok niti

jedna bolest ili štetnik nisu za sada zabilježeni u Europi. Bolesti bazalnog dijela stabljike

mogu zaraziti biljku u jesen ili zimu, reducirajući snagu stabljike. U Europi nema zbilježene

pojave štetnika koji znatno utječe na proizvodnu produktivnost miskantusa. Međutim ličinke

rustikalnog moljca (Hoplodrina blanda) i vrste Hepialus humuli hrane se miskantusom i u

budućnosti bi mogle predstavljati problem. Zečevi mogu također biti problem pogotovo kod

uspostavljanja novog usjeva, jer se vole hraniti mladim lišćem. Ličinke rustikalnog moljca

hrane se od jeseni do svibnja, a prezimljuju prije nego što se razviju u odrasle oblike. Odrasli

se po danu skrivaju u prizemnim dijelovima u usjevu, a aktivni postaju noću. Ličinke vrste

Hepialus humuli žive većinom u tlu i hrane se korijenom. Potrebno im je dvije godine da se

razviju u moljca nakon što prezime kao ličinke dvije godine. Odrasli su uglavnom aktivni u

sumrak za vrijeme toplog vremena (Caslin i sur., 2010).

Bradshaw i sur. (2010) donose prvo izvješće sa polja o prisutnosti lisnih ušiju Sipha flava i

Rhopalosiphum maidis (Hemiptera: Homoptera: Aphididae) na vrsti Miscanthus x giganteus i

prvo izvješće pojave tih lisnih ušiju na Miskantusu u zapadnoj hemisferi. Kvalitativna

istraživanja u gospodarenju usjevima vrste Miscanthus x giganteus otkrila su populacije Sipha

flava i Rhopalosiphum maidis na uzorcima sa 7 lokacija u 4 države. Promatranje velike

populacije, naročito vrste Sipha flava u mladim nasadima miskantusa sugerira na njihov

potencijalni utjecaj na gospodarsku i ekonomsku važnost ove kulture.

Uš Rhopalosiphum maidis je opasna i iz razloga što može prenijeti virus žute patuljavosti

ječma (BYDV). Christian i sur. (1997) su promatrali ličinke leptira Mesapamea secalis kako

se hrani tkivom miskantusa u proljeće, ali nije bilo utjecaja na konačnu gustoću sklopa.

Huggett i sur. (1999) otkrili su da lisna uš Rhopalosiphum padi ne može završiti svoj životni

ciklus na miskantusu. Zabilježena je i najezda sovice pozemljuše (Spodoptera frugiperda) na

nodijima miskantusa u polju. Osim mogućih štetnih insekata, dvije vrste Xiphinema

(Xiphinema americanum) i (Xiphinema rivesi) te jedna vrsta Longidorus (Longidorus

breviannulatus) nematoda otkrivene su u tlima na korijenju vrste Miscanthus x giganteus na

nekoliko mjesta na srednjem zapadu SAD-a. Dakle, iako nisu zabilježene nikakve bolesti koje

značajno utječu na miskantus, svakako treba biti na oprezu zbog nekih bolesti kao (BYDV) u

budućnosti (Anderson i sur., 2011).

31

Slika.14.(A). Mala kolonija vrste (Sipha flava) na donjoj površini lista vrste Miscanthus x

giganteus sa pripadajućim crvenim točkama i simptomima žućenja lista.

Slika.14.(B). Odumiranje lista usljed zaraze vrstom Sipha flava.

Slika.14.(C). Kolonija vrste Rhopalosiphum maidis i ličinke vrste Spodoptera frugiperda

koje šire zarazu na terminalnom nodiju vrste Miscanthus x giganteus.

Izvor: https://www.researchgate.net/figure/250068403_fig1_Figure-1-A-A-small-Sipha-flava-

colony-on-the-underside-of-a-Miscanthus-giganteus-leaf

32

5.2. Kontrola korova

Suzbijanje korova kod miskantusa je najbitnije u fazi uspostave usjeva, a zbog sporog

početnog rasta smanjena mu je sposobnost natjecanja sa korovima. Treba izbjegavati manju

gustoću sadnje kako bi se smanjila konkuretnost korova. Nakon što se usjev uspostavi

moguće je upotrijebiti niz herbicida za suzbijanje. Također vrlo je bitna kontrola korova prije

sadnje naročito na starim pašnjacima gdje je veća vjerojatnost pojave višegodišnjih korova. U

roku 14 dana od sadnje dobro je poprskati glifosatom po vlažnom tlu kao preventivnom

mjerom od pojave korova. Dakle kontrola korovnih trava je pažljiv i vrlo složen proces kod

usjeva miskantusa. Rast miskantusa počinje u travnju, te u tom razdoblju treba spriječiti

pojavu korova, jer dok je biljka u mirovanju, pojave se praznine u usjevu što omogućava

razvoj korova (Caslin i sur., 2010). Nakon druge godine usjev će polako potisnuti razvoj

korova, pa kemijska kontrola ne bi trebala više biti potrebna (Caslin i sur., 2010).

Dominirajući problematični korovi koji su zabilježeni u Njemačkoj i Danskoj su divlja zob

(Avena spp.), poljski osjak (Cirsium arvense) i pirika (Elymus repens) (El Bassam, 2010).

Postoje i razne preventivne i mehaničke metode (Anderson i sur., 2011) koje se koriste za

suzbijanje korova:

- Korištenje rotacijskog kultiviranja između biljnih redova tijekom prve i druge godine

- Minimalizirati ostatke sjemena korova u tlu uz dobru kontrolu godinama prije sadnje

- Ne koristiti gnojiva za vrijeme sadnje

- Obavljati žetvu jednom godišnje

Vrlo male formulacije herbicida su trenutno označene za vrstu Miscanthus x giganteus, ali je

opća pretpostavka da su herbicidi koji su sigurni za kukuruz također sigurni i za miskantus

(Andersson i sur. 2011). Razne kombinacije herbicida koje se koriste u Europi su podržale

ove pretpostavke (Lewandowski i sur., 2000; Bullard i sur., 1995).

33

6. UTJECAJ UZGOJA MISKANTUSA NA BIORAZNOLIKOST

6.1. Utjecaj na životinje

Semere i Slater (2007b) su u Engleskoj pratili broj i vrste trčaka (Carabidae), leptira

(Lepidoptera) i drugih letećih insekata prateći žetvu rizoma miskantusa. Trčaka je bilo u

izobilju, ali broj leptira i ostalih letećih insekata bio je manji. Bellamy i sur. (2009) u

Engleskoj su utvrdili sličan broj zimskih zajednica kukaca u usjevu vrste Miscanthus x

giganteus i ozime pšenice (Triticum aestivum), međutim ozima je pšenica imala prisutan

znatno veći broj insekata od vrste Miscanthus x giganteus u proljeće.

Zaključak velikog broja provedenih istraživanja je da relativno mladi nasad Miscanthus x

giganteus (ispod 5 godina starosti), ne utječe negativno na populacije ptica i sisavaca

(Semere i Slater 2007a; Bellamy i sur., 2009; Sage i sur., 2010). Također je zaključeno da

stariji usjev Miscanthus x giganteus (iznad 5 godina starosti) ima manji broj ptica i sisavaca.

Postoji i neka zabrinutost da stariji usjevi miskantusa zapravo služe kao uzgojna zamka za

ptice koje se gnijezde na tlu davanjem prikladnih lokacija u proljeće, samo da bi brzo postao

neprobojan i uzrokovao napuštanje gnijezda (Anderson, Haskins i Nelson, 2004). Planovi

proaktivnog upravljanja, poput postavljanja širokih granica na polju vjerojatno će morati biti

primijenjeni za vrstu Miscanthus x giganteus kako bi se smanjile potencijalno negativne

posljedice za životinjski svijet (Bellamy i sur., 2009; Sage i sur., 2010).

6.2. Smanjenje emisije ugljikovog dioksida

Jedan od glavnih poticaja uzgoja miskantusa jest njegov potencijal prikupljanja i skladištenja

ugljikovog dioksida iz atmosfere. Odnosno jedan od glavnih pokretača za uzgoj miskantusa je

njegov potencijal smanjenja efekta staklenika. Postoje dva mehanizma u kojima uzgoj

miskantusa kao izvora obnovljive energije može isključiti emisiju CO2. To su smanjenje

zagađenja CO2 i mogućnost vezanja CO2. Miskantus je neutralno ugljično gorivo, dok se

ugljik koji je otpušten tijekom izgaranja upije od strane biljaka kada su u porastu. Emisije

stakleničkih plinova iz uzgoja miskantusa su niže od onih iz drugih poljoprivrednih aktivnosti.

To je u velikoj mjeri zbog manjih količina korištenih gnojiva i nepostojanje emisije vezane za

životinje. Miskantus može pohraniti ugljik sprječavajući njegovo puštanje u atmosferu. Ugljik

je pohranjen u rizomima i korijenju miskantusa. Osim toga povećanje ugljika u tlu će se

dogoditi ako je miskantus posađen u prethodno obrađenom zemljištu. Eksperimenti provedeni

u Irskoj su pokazali da miskantus može pohraniti 8,8 tona ugljika po hektaru u svojem

korijenju i rizomima tokom 12 godina svoga života. Količina ugljika koju miskantus usvoji

34

može se dodatno povećati ako se nasadi koriste za bioobnovu otpadnih voda i muljeva (Caslin

i sur., 2010).

6.3. Opće prednosti ekološkog uzgoja

Miskantus ima niske zahtjeve unosa herbicida nakon prve 3 godine uzgoja. Miskantus može

pružiti stanište koje potiče veću raznolikost vrsta od primjerice žitarica. Također pruža

prednost u otvorenom području za divljač. Naime kod uspostave nasada pruža mogućnost

ostavljanja 10 % terena koji se može koristiti u svrhu upravljanja i zaštite okoliša. Odgođena

žetva pruža mogućnost skloništa za divlje životinje (Caslin i sur., 2010).

7. PRINOS

Varijacija prinosa je naravno pripisana mnogim čimbenicima, kao što su klimatski uvjeti,

dostupnost vode u tlu, dostupnost hranjiva, gustoća sklopa, vrijeme žetve, metode i tako dalje.

Pokusima na različitim lokacijama u Austriji, Njemačkoj i Grčkoj nije se pokazala značajna

reakcija miskantusa na gnojidbu dušikom poslije druge i treće godine uzgoja, dok podaci iz

Turske pokazuju maksimalni prinos tijekom prve tri godine rasta u rasponu gnojidbe dušikom

od 50 do 100 kg/ha (Acaroglu i Aksoy, 2005). Isto tako prednosti gušće sadnje uključuju veći

prinos u prvih 2-5 godina, ali to povećanje ne nadoknađuje uvijek veće troškove sadnje

(Danalatos i sur., 2007).

Viši prinosi vrste Miscanthus x giganteus mogu se postići u južnoj Europi na površinama sa

navodnjavanjem od sjeverne Europe zbog veće prosječne temperature i obilnog globalnog

sunčevog zračenja (Brosse i sur., 2012). Kod prinosa u prvoj sezoni rasta na nekih 0,5 t/ha ne

vrijedi obavljati žetvu, stabljike se ne režu, nego se ostavljaju na polju do sljedeće sezone. Od

druge godine pa nadalje žetva se obavlja svake godine. U drugoj godini prinosi mogu biti od 4

do 10 t/ha, a u trećoj između 10 i 13 t/ha (Caslin i sur., 2010). Miskantus se može jednostavno

ukloniti iz postojeće lokacije primjenom neselektivnog herbicida nakon nicanja (glifosat), a

nakon toga se otklanjaju rizomi. Troškovi proizvodnje miskantusa mogu se smanjiti ako se

dio usjeva koristi za proizvodnju reznica (Caslin i sur., 2010).

35

Produktivnost vrste Miscanthus x giganteus se ispituje u poljskim pokusima po Europi od

1983. godine pod mnoštvom nacionalnih i EU programa (Lewandowski i sur., 2003b). Nisu

do sada bilo zabilježene značajne razlike u prinosu usjeva zasnovanih reznicama rizoma ili

presadnica dobivenih mikropropagacijom (Clifton-Brown i sur., 2007), ali prinos može znatno

varirati ovisno o lokaciji i klimi, a najviši su prinosi zabilježeni u južnim europskim mjestima

gdje voda nije ograničavajući faktor. Količine od preko 24 t/ha suhe tvari zabilježene su u

Portugalu, Grčkoj i Italiji u trećoj godini (sa navodnjavanjem) u usporedbi sa trogodišnjim

prinosima od 11 t/ha u Irskoj, 16 t/ha u Velikoj Britaniji i 18,3 t/ha u sjevernoj Njemačkoj (El

Bassam, 2010).

U Grčkoj i na Siciliji postignut je maksimalni prinos veći od 26 t/ha u 2. godini. U UK najveći

prinos veći od 15 t/ha utvrđen je u 2. i 3. godini (bez navodnjavanja). U Lisabonu i centralnoj

Italiji (uz ograničeno navodnjavanje) maksimalni prinosi od 24 odnosno 18 t/ha dobiveni su

poslije 3. godine (Clifton-Brown i sur., 2001b). U južnoj Njemačkoj i Irskoj maksimalni

prinosi dobiveni su nakon 5 godina uzgoja i iznosili su 22 i 14 t/ha (Clifton-Brown i sur.,

2001b). Dva rijetka dugoročna ispitivanja produktivnosti vrste Miscanthus x giganteus

provedena su u Engleskoj i Irskoj. U hladnim klimama tih lokacija, zabilježen je daljnji porast

biomase tijekom prvih 5 godina rasta (Christian i sur., 2008; Clifton-Brown i sur., 2007).

Schwarz (1993) je utvrdio 0,7-2 t suhe tvari ha-1, a Schwarz i sur. (1994) na 11 lokacija u

Njemačkoj 0,1-3,7 t suhe tvari ha-1. Prinosi ostvareni u prvoj godini uzgoja, unatoč izrazito

sušnoj godini kreću se u navedenim granicama prinosa drugih istraživača. Utvrđeni prinosi

biomase druge godine ovog istraživanja znatno su veći od prinosa koje su Riche i sur. (2008)

dobili u 2. godini (1,78-3,53 t suhe tvari ha-1), ali su u granicama s prinosima dobivenim u

Austriji 7,9-15,5 t suhe tvari ha-1 (Schwarz, 1993).

Zub i sur. (2011) su istraživali prinos trave Miscanthus x giganteus (uz razmak sadnje od 1 m

x 0,5 m) u drugoj i trećoj godini uzgoja s obzirom na jesenski i zimski rok žetve. Utvrdili su

prosječan prinos u jesen od 7,95 t suhe tvari ha-1 i zimi od 4,79 t suhe tvari ha-1 (druga godina

uzgoja) te od 32,48 t suhe tvari ha-1 u jesen i 18,96 t suhe tvari ha-1 u zimu (treća godina

uzgoja). Borowska i sur. (2013) u svojim istraživanjima navode prinose trave Miscanthus x

giganteus (uz razmak sadnje od 1 m x 0,33 m) od 2,40 t suhe tvari ha -1 u prvoj godini; 14,28 t

suhe tvari ha-1 u drugoj godini te 19,77 t suhe tvari ha-1 u trećoj godini starosti nasada.

Obzirom da odgađanjem roka žetve od jeseni prema proljeću dolazi do prirodnog sušenja

nasada, ali i gubitka lisne mase i cvati, prinos se očekivano smanjivao u kasnijim rokovima

žetve.

36

Dohleman i Long (2009) su pokazali da je Miscanthus x giganteus 60% produktivniji od

kukuruza u Americi. Iako kukuruz ima veće stope fotosinteze, kao i veće stope primarne

karboksilacije i regeneracije supstrata, Miscanhtus x giganteus ima više lisne površine i duže

trajanje nadzemnog djela biljke, što mu omogućava asimilaciju više ugljika u biomasi tijekom

sezonskog uzgoja (Dohleman i Long, 2009). Sve u svemu, razne studije pokazuju da je

Miscanthus x giganteus jedna od, ako ne i najproduktivnija biljka u umjerenim klimama

(Heaton i sur., 2010).

Jasno je da se maksimalni prinos miskantusa puno brže postiže u toplijm klimatima i da je

prinos puno veći nego u hladnijim područjima, posebno kod dovoljne opskrbe usjeva vodom.

Dostupnost vode tijekom vegetacijske sezone glavni je ograničavajući čimbenik rasta u

zemljama južne Europe i važan čimbenik u determiniranju prinosa u zemljama sjeverne

Europe sa malom količinom oborina. Razina smanjivanja prinosa tijekom razdoblja

nedostatka vode ovisi ne samo o klimatu već i o tipu tla (Clifton-Brown i sur., 2001b).

U dvogodišnjem uzgoju vrste Miscanthus x giganteus na ilovastom tlu umjerene plodnosti u

blizini Volosa u centralnoj Grčkoj (Sveučilište Thessaly u Velestinu) 2001. i 2002. godine

gnojidba niti gustoća sklopa u različitim vremenskim uvjetima i količini oborina nisu imale

utjecaja na visinu biljke (Danalatos i sur., 2007). Značajan porast indexa lisne površine (LAI)

zabilježen je od sadnje do prve dekade srpnja. Značajan pad (LAI) zabilježen je u jesen toplije

godine zbog znatne defolijacije, dok je u isto doba druge godine (LAI) tek neznatno smanjen.

Utvrđeno je da gustoća sklopa ima veliki utjecaj na (LAI), te su veće vrijednosti zabilježene u

toplijoj prvoj godini (Danalatos i sur., 2007).

Bilandžija (2015) navodi da su se prosječne vrijednosti prinosa suhe tvari biomase s obzirom

na rok žetve, lokacije i gnojidbe tijekom tri godine istraživanja trave Miscanthus x giganteus

kretale od 1,29 do 27,59 t ha-1. Prosječan prinos suhe tvari na obje lokacije (Donja Bistra–

Medvednica) i obje gnojidbe (0 i 60 kg N ha-1) iznosio je 1,77 t ST/ha (P>0,05) u 2011.

godini, 13,65 t/ha (P>0,05) u 2012. godini te 21,03 t/ha (P>0,05) u 2013. godini.

37

Bilandžija (2015) je utvrdio da tijekom istraživanog razdoblja, prinos biomase trave

Miscanthus x giganteus se značajno smanjivao s odgađanjem roka žetve (P<0,01). U prvoj

godini istraživanja, prinos biomase utvrđen u jesenskom roku bio je za 39,9% veći od prinosa

utvrđenog u zimskom roku žetve odnosno za 82,2% veći od prinosa utvrđenog u proljetnom

roku žetve. Prinos biomase utvrđen u zimskom roku žetve bio je za 30,2% veći od prinosa

utvrđenog u proljetnom roku. U drugoj godini istraživanja prinos suhe tvari biomase utvrđene

u jesenskom roku žetve bio je za 65,4% veći od prinosa utvrđenih u zimskom i proljetnom

roku žetve (P<0,01), među kojima nije bilo značajne razlike (P>0,05) U trećoj godini

istraživanja, prinos biomase utvrđen u jesenskom roku bio je za 33,7% veći od prinosa

utvrđenog na zimskom roku žetve odnosno za 85,4% veći od prinosa utvrđenog na proljetnom

roku žetve. Prinos biomase utvrđen na zimskom roku žetve bio je za 38,6% veći od prinosa

utvrđenog u proljetnom roku (P<0,01).

Miskantus je jedna od rijetkih trava koje posjeduju C4 put fotosinteze koji se javlja u

područjima umjerene klime. Odlikuje se visokom učinkovitošću korištenja svjetla i visokim

maksimalnim stopama asimilacije. Miskantus se smatra jednom od kultura koje obavljaju

najvišu stopu asimilacije u slobodnim uvjetima. Pronađen je znatan učinak gustoće sklopa na

rast biomase i produktivnost. Pravovremeni odabir roka žetve ima veliki utjecaj na troškove

sušenja, skladištenja i distribucije proizvoda. Što je ranije vrijeme žetve, veći su troškovi

sušenja, potrebno je oko 2 tjedna prije nego sadržaj vlage u biomasi padne na razine

prihvatljive za daljnju obradu biomase. Konačan zaključak je taj da je miskantus vrlo

produktivan usjev sa visokim stopama asimilacije koje dosežu i 85 kg/ha dnevno u poljskim

uvjetima. U uvjetima toplog i sunčanog ljeta na Mediteranu usjev može postići znatno visoke

prinose biomase u razmaku od 28 do 38 t/ha (Danalatos i sur., 2007). Usjev vrste Miscanthus

x giganteus zahtjeva 3 do 5 godina uzgoja za postizanje maksimalnog prinosa, a tijekom toga

vremena prinos raste iz godine u godinu. Pogotovo je značajan porast prinosa u drugoj godini

uzgoja u odnosu na godinu sadnje (Leto, i sur., 2012). Dželetović je (2010) u okolici

Beograda utvrdio 4-16 puta veći prinos ST u 2. godini uzgoja u odnosu na godinu sadnje

miskantusa. Maksimalni prinos bio je od 6,05 do 10,44 t ST/ha ovisno o lokaciji.

38

8. ISKORISTIVOST I EKONOMIJA

Porast proizvodnje miskantusa svakako je znatno izražen tijekom posljednjih godina,

međutim iako se puno ohrabruje uzgoj ove biljke, još uvijek se malo radi na uspostavi i

stvaranju tržišta za miskantus. Primarno tržište miskantusa je energetsko tržište, iako se može

koristiti u druge svrhe. Trenutno izgaranje osigurava primarni put za pretvorbu bioenergije

miskantusa u energiju u obliku topline ili električne energije. Postoji nekoliko načina

sagorijevanja, može biti spaljen na otvorenoj vatri u pećima i kotlovnicama ili u elektranama

za proizvodnju topline, električne energije ili oboje. Što se tiče peleta, istraživanje u Oak

Parku u Kaliforniji pokazalo je da se od miskantusa mogu dobiti pelete prihvatljive kvalitete,

međutim miskantus ima različita kemijska svojstva u odnosu na pelete od običnoga drva, te

zahtjeva specifičnu tehnologiju za obradu, a osim toga veoma je skupa pretvorba miskantusa

u pelete (Caslin i sur., 2010). Svakako dobivanje peleta od miskantusa ne bi trebao biti

prioritet barem ne u bližoj budućnosti dok se ne nađe jeftiniji način proizvodnje ili veće

preusmjeravanje proizvodnje miskantusa u te svrhe. Miskantus se trenutno prodaje u

trgovinama u obliku zgusnutih briketa u Irskoj. Briketi su proizvedeni od 50% miskantusa i

50% drva. Određeni problem kod miskantusa je u tome što treba biti spaljen na nižoj

temperaturi od komada drva i peleta (Caslin i sur., 2010). Miscanthus x giganteus se također

može učinkovito koristiti i u kombinaciji s drugim sirovinama tijekom anaerobne fermentacije

u proizvodnji bioplina (plinovito biogorivo), ali i za proizvodnju tekućih biogoriva i to

prvenstveno bioetanola druge generacije (zahvaljujući visokom prinosu i sadržaju celuloze)

(Bilandžija, 2012). Miscanthus x giganteus se također može koristiti u neenergetske svrhe i to

za proizvodnju papira, građevinskog materijala, malča, plastike te kao prostirka za sve

domaće životinje (Bilandžija i sur., 2012).

39

Miskantus kao ključni usjev u proizvodnji energije iz biomase sa relativno niskim

održavanjem i visokim prinosom ima važnu ulogu u održivoj proizvodnji obnovljivih goriva i

kemikalija putem termo-kemijske pretvorbe. Ekstraktivni spojevi miskantusa su masne

kiseline, steroli i drugi aromatski spojevi. Korištenje tih nisko-volumnih kemikalija visoke

vrijednosti mogu dati važan doprinos globalnoj ekonomskoj vrijednosti biljne biomase.

Interes za fenolnim spojevima je opravdan potencijalom biljnih fenola u farmaceutskoj

industriji. Tri glavne komponente lignocelulozne biomase miskantusa su celuloza,

hemiceluloza i lignin. Sastav navedenih komponenti igra ključnu ulogu u optimizaciji

strategije u proizvodnji biokemikalija, bioenergije i biogoriva. Jako je važna ranija obrada

miskantusa za proizvodnju bioetanola i kemikalija jer je to ključni korak za uspostavljanje

daljnjih koraka hidrolize i fermentacije kako bi se povećala proizvodnja željenog produkta.

Nedavne provedene laboratorijske studije su istaknule potencijal miskantusa za proizvodnju

bioetanola te termokemijsku ekonomsku vrijednost. Ipak, tehnološki i okolišni čimbenici

moraju se uzeti u obzir za budući industrijski razvoj. Daljnji postupak poboljšanja zahtjeva

veće razumijevanje kemijskih struktura i mehanizama koji se javljaju tijekom obrade

miskantusa (Brosse i sur., 2012).

9. NOVE SORTE

Klon vrste Miscanthus x giganteus koristi se na Sveučilištu Illinois u istraživanju sirovina, a

potječe iz rizoma dobivenih od Botanic Gardens Chicago (Glencoe, Illinois) 1988. godine

(Pyter i sur., 2009). Postoje i drugi genotipovi vrste Miscanthus x giganteus koje su razvijeni

posebno za proizvodnju biomase. Mogući su i dodatni genotipovi koji će se razviti u

budućnosti, a koji nude dodatne mogućnosti za fino podešavanje izbora sadnje, kao što je

otpornost na bolesti i štetnike. Potrebna je komercijalna proizvodnja i otvaranje mogućnosti

za proizvodnju novih genotipova, te provođenje istraživanja kako bi agronomi mogli usmjeriti

uzgajivače i dati im najbolji izbor za proizvodnju biomase (Heaton i sur., 2010).

40

10. MATERIJAL I METODE

Pokusno polje miskantusa cca. 2000 m2 postavljeno je na lokaciji Centar za travnjaštvo

Agronomskog fakulteta na Medvednici (n.v. 650 m, N 45° 55' 37,2'', E 15° 58' 24,4'').

Miscanthus x giganteus je posađen početkom svibnja 2011. godine. Istraživanje je provedeno

tijekom 2015. godine. Tlo na pokusnoj lokaciji umjereno je opskrbljeno fiziološki aktivnim

fosforom i vrlo bogato opskrbljeno kalijem. Slabo kisela reakcija tla utvrđena je na osnovi

trenutne kiselosti, dok je prema potencijalnoj kiselosti, tlo na istraživanoj lokaciji definirano

kao kiselo. Obzirom na količinu humusa, tlo je okarakterizirano kao slabo humozno, dobro

opskrbljeno dušikom.

Tablica 4. Rezultati laboratorijskog ispitivanja tla

pH % AL-mg/100g

H2O KCl Humus N P2O5 K2O

6,05 5,07 2,00 0,12 12,0 38,0

U 5. godini starosti nasada energetske trave Miscanthus x giganteus (6.4.2015.) pokus je

postavljen po shemi slučajnog bloknog rasporeda u 3 ponavljanja. Jedan blok su činile 3

razine gnojidbe krutim goveđim stajskim gnojem (10, 20 i 30 t/ha/god), dvije razine gnojidbe

mineralnim gnojivima (50 i 100 kg N/ha/god) i kontrola (N0). Površina osnovne parcelice je

iznosila 2,92 m x 14 m = 40,88 m2. Razmak između parcelica je iznosio 1 m, a između

repeticija 2 m.

Slika 15. Razmjeravanje pokusnog polja po shemi pokusa

Autor: Josip Leto

41

Slika 16. Aplikacija mineralnog gnoja

Autor: Ivor Savković

Slika 17-18. Aplikacija stajskog gnoja

Autor: Josip Leto

42

Slika 19. Pokusno polje miskantusa nakon gnojidbe

Autor: Josip Leto

Kemijska analiza primijenjenog stajskog gnoja prikazana je u tablici 5.

43

Tablica 5. Kemijska analiza primijenjenog stajskog gnoja 2015.

ST

N u

prirodnom

uzorku

N u

suhoj

tvari

(ST)

NH4-N u

svježem

uzorku

NH4-N u

ST

P2O5

ukupno

na ST

K2O

ukupno

na ST

%

15,73 0,641 4,07 0,197 1,253 0,274 0,430

Razgradnjom stabilnog organskog N na biljci dostupni anorganski oblik se javlja u različitim

etapama. Manje otporni organski N razgrađuje se tijekom godine primjene, a otporniji

organski N razgrađuje se vrlo sporo u narednim godinama. 35% organskog N mineralizira se i

potencijalno ga usvaja rastući usjev tijekom godine primijene, 12% od početnog organskog N

mineralizira se i potencijalno je dostupan biljkama tijekom druge godine, a 5% u trećoj godini

(Ketterings i sur., 2003).

Primjenom krutog stajskog gnoja (KSG) navedenog kemijskog sastava izračunate su količine

dostupnog dušika (N) u istraživanoj godini kao zbroj amonijskog N (NH4 N) +35% organskog

N (Ketterings i sur., 2003), te fosfora i kalija. Organski N je dobiven iz razlike ukupnog N i

amonijskog N.

N0=0 kg/ha N - 0 kg/ha P2O5 - 0 kg/ha K2O

KSG 10 t/ha = 35,24 kg/ha N - 27,4 kg/ha P2O5 - 43 kg/ha K2O

KSG 20 t/ha=70,48 kg/ha N - 54,8 kg/ha P2O5 - 86 kg/ha K2O

KSG 30 t/ha= 105,72 kg/ha N - 82,2 kg/ha P2O5 - 129 kg/ha K2O

Mineralni gnoj (MG) je dodan u obliku NPK 7-20-30 i KAN u sljedećim količinama:

MG 50 kg N/ha=500 kg/ha NPK 7-20-30 (35 kg/ha N - 100 kg/ha P2O5 - 150 kg/ha K2O) +

55,56 kg/ha KAN (15 kg N/ha)

MG 100 kg N/ha=500 kg/ha NPK 7-20-30 (35 kg/ha N - 100 kg/ha P2O5 - 150 kg/ha K2O) +

44

240,74 kg/ha KAN (65 kg N/ha).

Gnojiva su aplicirana po površini pokusnog polja 6.4.2015. godine neposredno prije pojave

novih izboja.

Odsjecanjem biljaka (motorna pila) na svakoj osnovnoj parcelici površine 4 m2 na visinu 5 cm

od tla i vaganjem požnjevene mase utvrđen je prinos zelene mase u dva roka žetve: jesen

2015. (9. studenog) i proljeće 2016. godine (5. travnja).

Slika 20. Žetva miskantusa


45

Slike 21-23. Utvrđivanje prinosa zelene mase


46

Sušenjem poduzoraka cca 1000 g sasjeckane biomase 48 sati na 60 °C, ponovnim vaganjem i

preračunavanjem u t/ha utvrđen je prinos ST.

Slike 24-25. Uzimanje poduzoraka miskantusa za utvrđivanje suhe tvari

Autor: Josip Leto

47

Slika 26. Vaganje poduzoraka prije i poslije sušenja

Autor: Josip Leto

Slika 27. Sušenje uzoraka

Autor: Josip Leto

48

Na kraju vegetacijske sezone 2015. utvrđeni su visina biljke i broj izboja/m2. Sa svake

osnovne parcele odsječeno je 10 biljaka miskantusa na visinu 5 cm od tla i izmjerena je

dužina biljke do rukavca zadnjeg lista (zastavice).

Slika 28. Mjerenje visine biljke


Broj izboja po m2 utvrđen je brojanjem izboja biljke visine iznad 10 cm na 10 slučajno

odabranih mjesta na svakoj osnovnoj parcelici.

49

Slika 29. Brojanje izboja miskantusa po jedinici površine

Autor: Josip Leto

Rezultati su obrađeni u statističkom programu SAS (SAS Institut, 1999.) korištenjem MIXED

procedure.

50

11. REZULTATI I RASPRAVA

11.1. Klimatski podaci

Na pokusnoj lokaciji vegetacijsko razdoblje 2015. godine bilo je toplije od prosjeka (za 2 °C)

(tablica 3). Količina oborina u vegetacijskom razdoblju bila je značajno viša od višegodišnjeg

prosjeka. Na mjernoj postaji Puntijarka, koja je najbliža pokusnoj lokaciji, u vegetacijskom

dijelu 2015. godine palo je 944,1 mm oborine, što je za 152,5 mm više od višegodišnjeg

prosjeka. Niti jedan mjesec nije bio bez značajnih količina oborine što je izuzetno pogodovalo

rastu miskantusa.

Tablica 6. Mjesečne količine oborina i srednje mjesečne temperature za 2015. i višegodišnji

prosjek, Puntijarka

Mjesec2015.

mm °C

Travanj 34,2 6,5

Svibanj 153,0 12,0

Lipanj 67,4 15,5

Srpanj 141,8 19,3

Kolovoz 140,8 18,6

Rujan 118,8 12,3

Listopad 288,1 7,4

Ukupno/prosjek 944,1 13,1

Višegodišnji prosjek 791,6 11,1

51

Slika 30. Usjev miskantusa na Medvednici 14.5.2015.

Autor: Josip Leto


Autor: Josip Leto

52


Autor: Josip Leto


Autor: Josip Leto

53


Autor: Josip Leto


Autor: Josip Leto

54

Tablica 7. Broj izboja po biljci, visina biljke i prinos ST miskantusa na Medvednici,

2015/2016 godina

Gnojidbeni

tretman

Visina biljke

mBroj izboja/m2

Prinos suhe

tvari

jesen 2015.

t/ha

Prinos suhe

tvari

proljeće 2016.

t/ha

N0-kontrola 3,35 53,50 35,96 23,52

KSG 10 t/ha 3,35 52,15 33,70 22,04

KSG 20 t/ha 3,28 55,85 38,41 25,12

KSG 30 t/ha 3,13 59,55 35,51 23,50

MG 50 kg N/ha 3,33 53,95 35,55 23,25

MG 100 kg N/ha 3,39 54,45 37,06 24,24

Signifikantnost NS NS NS NS

Prosjek 3,31 54,91 36,03a 23,61b

11.2. Visina biljke

Ritam rasta miskantusa ovisi o agroekološkim uvjetima uzgoja, od kojih su najvažniji: tip tla,

oborine, temperature, gnojidba itd. (Miguez i sur., 2008). Stabljike promjera 10 mm u Europi

mogu doseći visinu nešto preko 2 m u 1. godini, pa do 4 m svake sljedeće godine (El Bassam,

1994). Niža visina u 1. godini rasta rezultat je visokog utroška biljne energije na razvoj njenog

ekstenzivnog korijenovog sustava i rizoma. Danalatos i sur. (2007) navode da usjev

miskantusa zasnovan sredinom travnja ima stopu rasta od 3 cm/dan od nicanja do prve dekade

lipnja, a nakon toga raste 0,5-1 cm na dan do konačnih 233-323 cm u listopadu, u uvjetima

optimalne vlage, dok je Dželetović (2010) u godini sadnje zabilježio maksimalnu prosječnu

visinu biljaka miskantusa, u poljskim uvjetima bez navodnjavanja, od 80-130 cm, ovisno o

tretmanu. U drugoj godini uzgoja raste prosječna visina biljke, tako da je na Medvednici u

izrazito sušnoj godini zabilježena prosječna visina miskantusa od 2,29 m (Leto i sur., 2014).

U trećoj godini uzgoja utvrđena je prosječna visina biljaka miskantusa od 2,88 m (Leto i sur.,

2015), dok za usporedbu u europskim zemljama u 3. godini uzgoja prosječne visine biljaka u

Portugalu, uz navodnjavanje, iznose prosječno 3,0 m, u Engleskoj 2,34 m i Njemačkoj 2,74 m

(Clifton-Brown i sur., 2001a). U 5. godini uzgoja (2015) nije bilo značajne razlike u

prosječnim visinama biljaka miskantusa između gnojidbenih tretmana (P>0,05). Prosječna

55

visina između tretmana iznosila je 3,31 m, što premašuje visine biljaka miskantusa u

različitim europskim zemljama.

11.3. Broj izboja

U godini sadnje miskantusa broj izboja po biljci se povećava kako vegetacijska sezona

odmiče, a može značajno varirati ovisno o agroekološkim uvjetima uzgoja (gustoća sadnje,

gnojidba, oborine itd.). Taj broj je različit od istraživanja do istraživanja i iznosi: 32,2 izboja

po mikropropagiranoj biljci (Christian i sur., 2008), manje od 10 izboja po posađenom dijelu

rizoma (Dželetović, 2010), 12 u D. Bistri i na Medvednici (Leto i Bilandžija, 2013). U drugoj

godini uzgoja povećava se broj stabljika po posađenom rizomu ili po jedinici površine u

odnosu na godinu sadnje. To je svojstvo na koje prvenstveno utječe gustoća sadnje rizoma i

vrsta sadnog materijala (presadnice ili dijelovi rizoma) (Dalantos i sur., 1998, Christian i sur.,

2008). Leto i sur. (2014) su utvrdili oko 3 puta više stabljika po biljci na kraju 2. godine

uzgoja u odnosu na isto vrijeme u godini sadnje. Prosječan broj izboja po biljci utvrđen u D.

Bistri i na Medvednici bio je 31. Dželetović (2010) je utvrdio 2-5 puta veći broj stabljika po

jedinici površine u 2. godini u odnosu na godinu sadnje miskantusa. U trećoj godini dolazi do

daljnjeg povećanja broja izboja po biljci, usjev miskantusa se još više zgušnjava i zatvara

prostor među redovima i unutar reda. U Donjoj Bistri je na kraju vegetacijske sezone treće

godine uzgoja zabilježeno 55 izboja po m2, za 18,7% više od broja izboja po biljci na lokaciji

Medvednica (Leto i sur., 2015). Dželetović (2010) u svojoj disertaciji zaključuje da se

povećanjem gustoće sadnje rizoma i količine unešenog N povećava broj stabljika po biljci i da

je broj stabljika iz posađenih rizoma znatno manji od broja stabljika dobivenih

mikropropagacijom.

U petoj godini uzgoja miskantusa nije bilo značajne razlike u broju izboja po m2 između

gnojidbenih tretmana (P>0,05). Prosječan broj izboja po m2 iznosio je 54,91.

11.4. Prinos

56

Usjev miskantusa (Miscanthus x giganteus) zahtjeva 3-5 godina uzgoja za postizanje

maksimalnog prinosa, a tijekom tog vremena prinos raste iz godine u godinu. Prinos u godini

sadnje jako je nizak: u Srbiji <0,5 ST t ha-1 (Dželetović, 2010), u južnoj Njemačkoj 2 t ha-1 ST

(Clifton-Brown i Lewandowski, 2002), na 11 lokacija u Njemačkoj 0,1-3,7 t ha-1 ST

(Schwarz, 1993). Leto i Bilandžija (2013) navode da se prinosi ostvareni u prvoj godini

uzgoja miskantusa, unatoč jakoj suši, kreću u navedenim granicama prinosa drugih istraživača

(oko 1,8 t/ha). Značajan je porast prinosa miskantusa u drugoj godini uzgoja u odnosu na

godinu sadnje. Leto i sur. (2014) navode da je prinos ST druge godine uzgoja miskantusa bio

5-11 puta veći od prinosa u godini sadnje, ovisno o lokaciji uzgoja (u D. Bistri 20,1 t/ha ST, a

na Medvednici 16,8 t/ha ST). Dželetović je (2010) u okolici Beograda utvrdio 4-16 puta veći

prinos ST u 2. godini uzgoja u odnosu na godinu sadnje miskantusa. Maksimalni prinos bio je

od 6,05 do 10,44 t ST ha-1 ovisno o lokaciji (2 rizoma m-2 i 100 kg N ha-1, dok je kod sadnje

jednog rizoma m-2 dobiven prinos ST ≤1,0 t ha-1). U trećoj godini uzgoja miskantus postiže

najveći prinos ST od 30,8 t/ha u D. Bistri, a na Medvednici 22,8 % manje (25,1 t/ha) (Leto i

sur., 2015). Istraživanja produktivnosti Miscanthus x giganteus u Europi su počela u

osamdesetim godinama prošlog stoljeća u Danskoj i Njemačkoj (Clifton-Brown i sur., 2001b).

U 1993. godini počeo je projekt European Miscanthus Network (EMN) koji je uključivao

poljske pokuse diljem Europe. Općenito, prinos je drastično porastao u 2. godini u odnosu na

godinu sadnje, dok je u kasnijim godinama prinos rastao postupno. U Grčkoj i na Siciliji uz

navodnjavanje postignut je max. prinos >26 t/ha u 2. godini. U UK najveći prinos od >15 t/ha

utvrđen je u 2. i 3. godini (bez navodnjavanja). U Portugalu (Lisabon) i centralnoj Italiji (uz

ograničeno navodnjavanje) max. prinos od 24 odnosno 18 t/ha dobiven je poslije 3. godine. U

južnoj Njemačkoj i Irskoj max. prinos dobiven je nakon 5 godina uzgoja i iznosio je 22 te 14

t/ha. Jasno je da se maksimalni prinos miskantusa puno brže postiže u toplijim klimatima i da

je prinos puno veći nego u hladnijim područjima, posebno kod dovoljne opskrbe usjeva

vodom (Clifton-Brown i sur., 2001b).

U petoj godini uzgoja prosječni prinos miskantusa u jesenskom roku žetve je iznosio 36,03 t

ST/ha, a razlike među gnojidbenim tretmanima nisu bile statistički značajne (P>0,05). U

proljetnom roku žetve ostvaren je prosječni prinos od 23,61 t ST/ha, bez značajnih razlika

57

među gnojidbenim tretmanima (P>0,05). U proljetnom roku žetve došlo je do smanjivanja

prinosa ST miskantusa za 34,5% u odnosu na jesenski rok žetve (P<0,05). To je uobičajena

pojava kod miskantusa koji prezimljava na polju jer dolazi do opadanja lista i cvati. Međutim

ovim besplatnim sušenjem se dobiva kvalitetnija sirovina za izgaranje, a otpali biljni dijelovi

povećavaju organsku tvar tla i njegovu plodnost.

58

12. ZAKLJUČCI

Temljem provedenih istraživanja može se zaključiti:

Gnojidba različitim izvorima i količinama dušika nije značajno utjecala na visinu

biljaka, broj izboja i prinos suhe tvari energetske trave Miscanthus x giganteus u 5.

godini uzgoja.

Prosječna visina biljaka Miscanthus x giganteus u 5. godini uzgoja bila je 3,31 m,

prosječni broj izboja 54,91, prosječni prinos suhe tvari u jesenskom roku žetve 36,03

t/ha , a u proljetnom 23,61 t/ha.

U proljetnom roku žetve došlo je do smanjivanja prinosa ST trave Miscanthus x

giganteus za 34,5% u odnosu na jesenski rok žetve (P<0,05).

Miscanthus x giganteus je potvrdio potencijal kao visoko produktivna energetska

kultura u proizvodnji poljoprivredne biomase.

59

13. POPIS LITERATURE

1. Acaroglu M., Aksoy S. A. (2005). The cultivation and energy balance of Miscanthus x

giganteus production in Turkey. Biomass and Bioenergy, 2005: 29: 42-8.

2. Allen R. D. (2010). Opportunities for engineering abiotic stress tolerance in cotton

plants. In Cotton, (U. Barwale Zehr, ed.), 127-148. Springer, Heidelberg.

3. Anderson G. Q. A., Haskins L. R. i Nelson S. H. (2004). The effects of bioenergy

crops on farmland birds in the United Kingdom: a review of current knowledge nad

future predictions. In Biomass and Agriculture: sustainability, markets, and policy.

Proc. OECD Workshop on Biomass and Agric., Vienna, Austria. OECD Publications,

Vienna, 199-218.

4. Anderson E., Arundale R., Maughan M., Oladeinde A., Wycislo A. i Voigt T. (2011)

Growth and agronomy of Miscanthus x giganteus for biomass production

<http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.4155/bfs.10.80>. Pristupljeno 10. travnja

2016.

5. Beale C. V., i Long S. P. (1997). Seasonal dynamics of nutrient accumulation and

partitioning in the perennial C4 grasses miscanthus x giganteus and spartina

cynosuroides. In Biomass Bioenergy, 12: 419-428.

6. Beale C. V., Morrison J. I. L. i Long S.P. (1999). Water use efficiency of C4 perennial

grasses in temperate climates. In Agric. Forest Meteorol. 96: 103-115.

7. Bellamy P. E., Croxton P. J., Heard M.S., Hinsley S.A., Hulmes L., Hulmes S., Nuttall

P., Pywell R.F. i Rothery P. (2009). The impact of growing miscanthus for biomass on

farmland bird populations. In Biomass Bioenergy, 33: 191-199

8. Bilandžija N. (2012) Proizvodnja biogoriva iz energetske kulture Miscanthus x

giganteus. Gospodarski list, 10: 21

9. Bilandžija N. (2015) Potencijal vrste Miscanthus x giganteus kao energetske kulture u

različitim tehnološkim i agroekološkim uvjetima, Doktorski rad, Zagreb.

10. Bilandžija, N. i Sito, S. (2013): Poljoprivredna tehnika u proizvodnji energetske

kulture Miscanthus x giganteus. 41th International symposium on Agricultural

Engineering "Actual Tasks on Agricultural Engineering", Vol 41, 343-354.

60

11. Bilandžija N., Leto J., Jurišić V., Matin A. (2012) Uzgoj i korištenje trave Miscanthus

x giganteus kao prostirke za domaće životinje. Zbornik sažetaka XIX međunarodnog

savjetovanja, Krmiva, 51: 139.

12. Borkowska H., Molas R. (2013) Yield comparison of four lignocellulosic perennial

energy crop species. Biomass and Bioenergy, 51 : 145-153.

13. Bradshaw J., Prasifka J. R., Steffey K. L., Gray M. E. (2010) First report of field

populations of two potential aphid pests of the bioenergy crop Miscanthus x giganteus

<http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?

article=1037&context=panhandleresext>. Pristupljeno 20. travnja 2016.

14. Brosse N., Dufour A., Xianzhi M., Sun Q. i Ragauskas A. (2012) Miscanthus: a fast-

growing crop for biofuels and chemicals production

<http://www.bioenergycenter.org/besc/publications/brosse_miscanthus_yr5.pdf>.

Pristupljeno 5. svibnja 2016.

15. Bullard M. J., Nixon, P. M. I., Kilpatrick J. B., Heath M. C. i Speller C. S. (1995).

Principles of weed control in Miscanthus spp. under contrasting field conditions.

Brighton Crop Protection Conference: Weeds. Farhnam, UK: British Crop Protection

Council. 3: 991-996

16. Caslin B., Finnan J., Easson L. (2010) Miscanthus Best Practice Guidelines, 1.

Teagasc, Crops Research Centre, Oak Park, Carlow, 2. AFBI, Agri-Food and

Bioscience Institute, Hillsborough, Northern Irleand,

<http://www.seai.ie/Renewables/Bioenergy/

Miscanthus_Best_Practice_Guide_2010.pdf>. Pristupljeno 20. ožujka 2016.

17. Caslin B., Finnan J. i McCracken A. (2010). Miscanthus best practice guidelines.

Teagasc-The Irish Agric. Food Dev. Authority.

18. Christian D. G., Bullard M. J., Wilkins C. The agronomy of some herbaceous crops

grown for energy in southern England. Asp. Appl. Biol. 49: 41-51 (1997).

19. Christian D. G., i Riche A. B. (1998). Nitrate leaching losses under miscanthus grass

planted on a sily clay loam soil. In Soil Use Manage. 14: 131-135.

20. Christian D. G., Riche A. B., Yates N. E. (2008). Growth, yield and mineral content of

Miscanthus x giganteus grown as a biofuel for 14 successive harvests. Indust. Crops

Prod. 28: 320-327

21. Clifton-Brown J. C. i Jones, M. B. (1997). The thermal response of leaf extension rate

in genotypes of C-4-grass Miscanthus: An important factor in determining the

61

potential productivity of different genotypes. Journal of Experimental Botany 48:

1573-1581.

22. Clifton-Brown J. C. i Lewandowski I. (2000a). Overwintering problems of newly

established miscanthus plantations can be overcome by identifying genotypes with

improved rhizome cold tolerance.

23. Clifton-Brown J. C. i Lewandowski I. (2002) Screening Miscanthus genotypes in field

trials to optimise biomass yield and quality in southern Germany. European Journal of

Agronomy, 16(2): 97-110.

24. Clifton-Brown J. C., Long S. P., Jørgensen U. (2001a) Miscanthus productivity. U:

Miscanthus for energy and fiber. Jones M. B. i Walsh M. (ur.). Eartscan London, UK,

46-67.

25. Clifton-Brown J. C., Long S. P. i Jorgensen U. (2001b). Miscanthus productivity. In

Miscanthus for Energy and Fibre, (M. B. Jones i M. Walsh, eds.), 46-67. James and

James, London.

26. Clifton-Brown J. C., Breuer J. i Jones M. B. (2007). Carbon mitigation by the energy

crop, Miscanthus. Global Change Biology 13, 2296-2307

27. Colasanti J., Yuan Z. i Sundaresan V. (1998). The indeterminate gene encodes a zinc

finger protein and regulates a leaf-generated signal required for the transition to

flowering in maize. Cell 93, 593-603.

28. Cosentino S. L., Patane C., Sanzone E., Copani V. i Foti S. (2007) Effects of soil

water content and nitrogen supply on the productivity of Miscanthus x giganteus Greef

et Deu. in a Mediterranean environment. Industrial Crops and Products 25: 75-88.

29. Curley E. M., O’Flynn M. G. i MCDonnell K. P. (2009). Nitrate Leaching Losses

from miscanthus x giganteus impact on groundwater Quality. In J. Agron. 8: 107-112.

30. Čakija A. (2007) Značaj poljoprivrede u korištenju obnovljivih izvora energije.

Zbornik radova: "Obnovljivi izvori energije u Republici Hrvatskoj". Osijek, Hrvatska,

199-208.

31. Danalatos N. G., Dalianis C., Kyristis S. (1998) Influence offertilisation and irrigation

on the growth and biomassproductivity of Miscanthus sinensis x giganteus under

Greekconditions, Sustainable Agriculture for Food Energy andIndustry, 1. James &

James, Science Publishers, Braunschweig, Germany, 319-323.

32. Danalatos N. G., Archontoulis S.V., Mitsios I. (2007) Potential growth and biomass

productivity of Miscanthus x giganteus as affected by plant density and N-fertilization

in central Greece,

62

<https://www.researchgate.net/publication/40793484_Potential_growth_and_biomass

_productivity_of_Miscanthus_x_giganteus_as_affected_by_plant_density_and_N-

fertilization_in_central_Greece>. Pristupljeno 7. travnja 2016.

33. Datta S. K. (2002). Impact of plant biotechnology in agriculture. In Transgenic Crops

IV, (E. C. Pua i M. R. Davey, eds.), 3-25. Springer, Heidelberg.

34. DEFRA (2007) Planting and Growing Miscanthus: Best Practice Guidelines - For

Applicants to Defra's Energy Crops Scheme

<http://www.agmrc.org/media/cms/miscanthusguide_5C7ABFCA382E7.pdf>.

Pristupljeno 25. ožujka 2016.

35. Dohleman F. G. i Long S. P. (2009). More productive than maize in the midwest: How

does Miscanthus do it? Plant Physiology 150, 2104-2115

36. Dželetović Ž. (2010). Utjecaj azota i gustine zasada na morfološke osobine i prinos

vrste Miscanthus x giganteus Greef et Deu. Doktorska disertacija. Univerzitet u

Beogradu. Poljoprivredni fakultet Zemun.

37. Đonlagić M. (2005) Energija i okolina. Printcom – Tuzla, Bosna i Hercegovina.

38. El Bassam N. (1994b). Miscanthus - Stand und Perspektiven in Europa, Forum für

Zukunfts-energien e.V. - Energetische Nutzung von Biomasse im Konsenz mit

Osteuropa, International Meeting, March 1994, Jena, 201-212

39. El Bassam N. (2010) Handbook of Bioenergy Crops, A Complete Reference to

Species, Development and Applications,

<https://nishat2013.files.wordpress.com/2013/11/handbook-of-bioenergy-crops.pdf>.

Pristupljeno 10. ožujka 2016.

40. Ercoli L., Mariotti M., Masoni A., Bonari E. (1999). Effect of irrigation and nitrogen

fertilization on biomass yield and efficiency of energy use in crop production of

Miscanthus. Field Crops Res. 63, 3-11

41. Greef J. M. i Deuter M. (1993). Syntaxonomy of Miscanthus x giganteus Greef et

Deu., Angew. Bot., vol 67, 87-90

42. Hastings A., Clifton-Brown J., Wattenbach M., Mitchell C. P. i Smith P. (2009a). The

development of MISCANFOR, a new Miscanthus crop growth model: Towards more

robust yield predictions under different climatic and soil conditions. Global Change

Biology. Bioenergy, 1, 154-170

43. Heaton E. A., Voigt T. i Long S. P. (2004). A quantitative review comparing the

yields of two candidate C4 perennial biomass crops in relation to nitrogen,

temperature and water. In Biomass Bioenergy 27: 21-30.

63

44. Heaton E. A., Dohleman F. G., Long S. P. (2008). Meeting US biofuel goals with less

land: the potential of Miscanthus. Global Change Biology, 14, 2000-2014

45. Heaton E. A., Dohleman F. G. i Long S. P. (2008a). Meeting US biofuel goals with

less land: The potential of Miscanthus. Global Change Biology 14, 2000-2014

46. Heaton E. A., Dohleman F. G. i Long S. P. (2009). Seasonal nitrogen dynamics of

miscanthus x giganteus and panicum virgatum. In Global Change Biology Bioenergy

1: 297-307

47. Heaton E. A., Dohleman F. G., Miguez A. F., Juvik J. A., Lozovaya V., Widholm J.,

Zabotina O. A., McIssac G. F., David M. B., Voigt T. B., Boersma N. N. i Long S. P.

(2010). Miscanthus: a promising biomass crop. Univ. of Illinois at Urbana-

Champaign. Adv. Bot. Res. 56: 76-137

<http://biogeochemistry.nres.illinois.edu/Biogeochem_lab/pdfs/Heaton%20et%20al.

%202010%20Adv.%20Bot.%20Res.pdf>. Pristupljeno 20. travnja 2016.

48. Heaton E. A., Boersma N., Caveny J. D., Voigt T. B. i Dohleman F. G. (2011).

Miscanthus for biofuel production. Univ. Georgia Cooperative Extension

49. Himken M., Lammel J., Neukirchen D., Czypionka-Krause U. i H.-W. Olfs. (1997).

Cultivation of miscanthus under West European conditions: seasonal changes in dry

matter production, nutrient uptake and remobilization. In Plant and Soil 189: 117-126.

DOI: 10.1023/A:1004244614537

50. Huggett D. A. J., Leather S. R. i Walters K. F. A (1999). Suitability of biomass crop

miscathus sinensis as a host for the aphids rhopalosiphum padi (L.) and rhopalosiphum

miadis (F.), and its susceptability to the plant luteovirus barley yellow dwarf virus.

Agric. Forest. Entom. 1: 143-149.

51. Huisman W. (2003) Optimising Harvesting and Storage Systems for Energy Crops in

the Netherlands. Proceedings: International Conference on Crop Harvesting and

Processing. Kentucky, USA 9-11.

52. Jones M. B. i Walsh M. (2001) Miscanthus for energy and fibre. Dunstan House,

James and James, London, UK.

53. Jørgensen S. U. (2007) Combined production of biomass for energy and clean

drinking water – A miscanthus demonstration project on the ‘Renewable Energy

Island’. Danish Institute of Agricultural sciences.

54. Jørgensen U. (2011). Benefits versus risks of growing biofuel crops: the case of

miscanthus. In Current Option Environ. Sustain. 3: 24-30.

64

55. Kath-Petersen W. (1994) Leistungfahige und bodenschonende Erntetechnik für

Miscanthus. Doktorska disertacija, Institut für Forschungsbericht Agrartechnik, Kiel,

Germany.

56. Ketterings Q. M., Klausner S. D. i Czymmek K. J. (2003). Nitrogen Guidelines for

Field Crops in New York. Second Release. Department of Crop and Soil Sciences

Extension Series E03-16, June 22, 2003.

57. Krička T., Voća N., Tomić F., Janušić V. (2007) Experience in production and

utilization of renewable energy sources in EU and Croatia, Zbornik radova:

"Integrated systems for agri-food production. Sibiu, 203-210.

58. Leahy J. J. (2006) Miscanthus in Limerick. Energy Solutions Conference, University

of Limerick, Limerick, Ireland.

59. Leto J. i Bilandžija N. (2013) Rodnost energetske trave Miscanthus x giganteus u 1.

godini na različitim lokacijama. Zbornik radova: 48. hrvatski i 8. Međunarodni

simpozij agronoma. Dubrovnik, Hrvatska. 55-59.

60. Leto J., Bilandžija N., Stojanović L., Sever M. (2012) Proizvodnost i morfološka

svojstva energetske trave Miscanthus x giganteus Greef et Deu. u drugoj godini uzgoja

<https://bib.irb.hr/datoteka/696580.r05-013_1.pdf>. Pristupljeno 5. travnja 2016.

61. Leto J., Bilandžija N., Stojanović L., Sever M. (2014) Proizvodnost i morfološka

svojstva energetske trave Miscanthus x giganteus Greef et Deu. u drugoj godini

uzgoja. Zbornik radova: 48. hrvatski i 8. Međunarodni simpozij agronoma. Dubrovnik,

Hrvatska. 397-401.

62. Leto J., Bilandžija N., Hudek K. (2015). Morfološka i gospodarska svojstva

energetske trave Miscanthus x giganteus Greef et Deu. u 3. godini uzgoja. Zbornik

radova s 50. hrvatskog i 10. međunarodnog simpozija agronoma. M. Pospišil (ur.). 16-

20. veljače 2015. Opatija, str. 329-333.

63. Lewandowski I., i Heinz A. (2003). Delayed harvest of miscanthus-influences on

biomass quantity and quality and environmental impact of energy production. In Eur.

J. Agron. 19: 45-63

64. Lewandowski I., Clifton B. J. C., Scurlock J. M. O., Huisman W. (2000). Miscanthus:

European experience with a novel energy crop. Biomass and Bioenergy, 19, 209-227.

65. Lewandowski I., Scurlock J. M. O., Christour E. i Lindvall M. (2003). The

developmentand current status of perennial rhizomatous grasses as energy crops in

United States and Europe. In Biomass Bioenergy 25: 335-361.

65

66. Lewandowski I., Clifton-Brown J. C., Andersson B., Basch G., Christian D. G.,

Jorgensen U., Jones M. B., Riche A. B., Schwarz K. U., Tayebi K., Texerija F. (2003).

Enviroment and harvest time affect the combustion qualities of Miskantus genotypes.

Agronomy Journal, 95: 1274-1280.

67. Lewandowski I., Scurlock J. M. O., Lindvali E. i Christou M. (2003b). The

development and current status of perennial rhizomatous grasses as energy crops in

the US and Europe. Biomass and Bioenergy 25, 335-361.

68. Lewandowski I. i Schmidt U. (2006). Nitrogen, enegy and land use efficiencies of

Miscanthus, reed canary grass and triticale as determined by the boundary line

approach. Agriculture, Ecosystems and Enviroment 112, 335-346.

69. Long S. P. (1999) Environmental Biology. Sage R.F. i Monson R.K. (ur.). Academic

Press, San Diego. 215-249.

70. Long S. P. i Beale C. V. (2001). Resource capture by miscanthus. Miscanthus for

energy and Fibre, edited by M.B. Jones and M. Walsh, James and James, London,

England. 10-20.

71. McIsacc G. F., David M. B. i Mitchell C. A. (2010). Miscanthus and switchgrass

production in central Illinois: impacts on hydrology and inorganic nitrogen Leaching.

In J. Environ. Qual. 39: 1790-1799.

72. Miguez F. E., Villamil M. B., Long S. P., Bollero G. A. (2008) Meta-analysis of the

effects of management factors on Miscanthus x giganteus growth and biomass

production. Agriculturaland Forest Meteorology, 148(8-9): 1280 – 1292.

73. Naidu S. L., i Long S.P. (2004). Potential mechanisms for low-temperature tolerance

of C4 Photosynthesis in Miscanthus x giganteus: an in vivo analysis. Planta 220: 145-

155.

74. Nigam P. S. i Singh A. (2011) Production of liquid biofuels from renewable resources.

Progress in Energy and Combustion Science, 37: 52-68.

75. Nixon P. M. I., Boocock H., i Bullard M. J. (2001), An Evaluation of Planting Options

for Miscanthus, “Aspects of Applied Biology“, 65: 123-130

76. Poenaru I. C., Voicu G., Moiceanu G., Voicu P. (2012) Study regarding choosing the

optimum rhizome planting equipment. Proceedings: „Actual Tasks on Agricultural

Engineering“. Opatija, Hrvatska. 283-310.

77. Pyter R., Dohleman F. G., Heaton E., Long T. i Voigt S. (2009). Agronomic

Experiences with Miscanthus x giganteus in Illinois, USA. In Biofuels: Methodes and

Protocol, edited by J.R. Mielenz, Humana Press, New York, NY. 41-52.

66

78. Riche A. B., Yates N. E., Christian D. G. (2008): Performance of 15 different

Miscanthus species and genotypes over 11 years. Aspects of Applied

Biology,Vol. 90: Biomass and energy crops III (Eds: E. Booth, M. Green, A. Karp,

I.Shield, D. Stock and D. Turley, AAB conference, 10-12 December 2008,

SandHutton, UK), 207-212.

79. Rutheford L. i Heath M. C. (1992) The Potential of Miscanthus as a Fuel Crop, Energy

Technology Support Unit (ETSU) B1354, Harwell, UK.

80. Sage R., Cunningham M., Haughton A. J., Mallot M. D., Bohan D. A., Riche A. i

Karp A. (2010). The enviromental impacts of biomass crops: use by birds of

miscanthus in summer and winter in southwestern England. Ibis 152: 487-499.

(online) DOI: 10.11 11/j. 1474-919X.2010.01027.x.

81. Schwarz H. (1993) Uniersuchungen zu einer bedarfsgerechten Nährstoffuersorgung

und Optimierung weiterer steuerbarer Produkuonsfakoren bei Miskantus sinensis

'Giganteus'. Doktorska disertacija. Universitat für Bodenkultur. Wien, Austria.

82. Schwarz K. U., Murphy D. P. L., Schnug E. (1994) Studies of growth and yield of

Miskantus x giganteus in Germany. Aspects of Applied Biology, 40: 533 - 540

83. Schwarz H., Liebhard P., Ehrendorfer K., Ruckenbauer P. (1994). The effect of

fertilization on yield and quality of Miscanthus sinensis 'Giganteus'. Indust. Crops

Prod. 2(3), 153-159

84. Semere T. i Slater F. M. (2007a). Ground flora, small mammal and bird species

diversity in miscanthus (miscanthus x giganteus) and reed canary-grass (Phalaris

arundinacea) fields. In Biomass Bioenergy 31: 20-29.

85. Semere T. i Slater F. M. (2007b). Invertebrate populations in miscanthus (Miscanthus

x giganteus) and reed canary-grass (Phalaris arundinacea) fields. In Biomass

Bioenergy 31: 30-39.

86. Smeets E. M. W., Lewandowski I., Faaij A. P. C. (2009) The economical and

environmental performance of miscanthus and switchgrass production and supply

chains in a European setting. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13: 1230-

1245.

87. Šljivac D. i Šimić Z. (2009) Obnovljivi izvori energije. Energija iz biomase, Osijek,

Hrvatska.

88. Wang D., Maughan M. W., Sun J. D., Feng X., Miguez F., Lee D. Y., Dietze M. C.

(2012) Impact of nitrogen allocation on growth and photosynthesis of Miscanthus

67

(Miscanthus x giganteus), <http://people.bu.edu/dietze/manuscripts/gcbb1167.pdf>.

Pristupljeno 15. travnja 2016.

89. Williams M. J., Douglas J. (2011) Planting Managing Giant Miscanthus as a Biomass

Energy Crop, United States Department of Agriculture Natural Resources

Conservation Service Plant Materials Program

<http://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb1044768.pdf>.

Pristupljeno 13. travnja 2016.

90. Zub H. W. i Brancourt-Hulmel M. (2010). Agronomic and physiological performances

of different species of Miscanthus, a major energy crop. A review. Agronomy for

Sustainable Development 30, 201-214

91. Zub H. W., Arnoult S., Brancourt-Hulmel M. (2011) Key traits for biomass production

identified in different Miscanthus species at two harvest dates. Biomass and

Bioenergy, 35: 637 – 651.

68

Documents

bib.irb.hrbib.irb.hr/datoteka/837265.SAVKOVI-_DIPLOMSKI_RAD.docx · Web viewKako listovi otpadaju tako se i stabljika, odnosno usjev suši, a sa odmicanjem zime vlaga pada na ispod