Salix nemzetségbe tartozó energiafűzek biomassza produktumának faji feltételei Délnyugat- Szlovákia szárazabb ökológiai viszonyai között

Variety relativity of biomass roduction of short rotation coppice woody crop (Salix spp.) in dry soil-ecological conditions of south-western Slovakia

DEMO Milan, FAZEKAS András, HAUPTVOGL Martin

Szlovák Agrártudományi Egyetem, NyitraTrieda Andreja Hlinku 2, 94976 Nitra, Slovakia

milan.demo@uniag.sk

BevezetésNapjainkban egyre nagyobb teret nyer a megújuló energiaforrások felhasználása.

Fontos lesz foglalkozni a megfelelő mennyiségű és minőségű megújuló energiaforrások létrehozásának problematikájával, amelyek a jövőben alkalmasak lehetnek helyettesíteni a fosszilis energiahordozókat. Az erdei biomassza felhasználás mellett a megújuló energiaforrások előállításában új lehetőségeket nyújthatnak az olyan gyorsannövő energiafák termesztése mezőgazdasági célra nem használt területeken, mint a fűz, a nyár vagy az akác. Szlovákiában napjainkban kb. 326 ezer hektár mezőgazdasági földterület található, amely alkalmas lehet a fent említett energiafák termesztésére, és az ezeken a területeken megtermelt biomasszát nagy mennyiségű hő és villamosenergia előállítására lehetne fordítani.Szlovákia hő előállításában a biomassza csak 0,3 %-ban van jelen, míg a fejletebb országokban a biomassza részesedése a hő előállításban jóval nagyobb pl.: Svédországban 23%, Dániában 19%, Ausztriában 13%.Tudományos munkánk célja, hogy megismertessük a szakmai közösséget és a termelői szférát a Salix nemzetségbe tartozó energiafűz alfajták termesztési eredményeiről a Délnyugat –Szlovák régió szárazabb viszonyai között.A Szlovák Agrártudományi Egyetemen 2006 óta foglalkozunk az energiafűzek termesztésével, az egyetemi tangazdaság területén Kolon (Kolíňany) község határában, valamint egy magángazdaság - az Agrisem Galanta - területén. Szántóföldi kisérleteinkben 5 svéd (Inger, Tora, Sven, Tordis, Gudrun) és 2 magyar (Csala, Expressz) energiafűz produkciós képességeit is vizsgáljuk. Munkákban 2008 kutatási év eredményeit szemléltetjük, ahol 5 svéd fűzfa produkciós képességeit vizsgáltuk az Agrisem Galanta sókszelőcei (Selice) parcelláján.

234

Anyag és módszerA terület, ahol a kísérlet folyik Dél- Szlovákiában, Farkasd (Vľčany) község határában található a Vág folyó közvetlen közelében. Ez a régió a nagyon száraz és nagyon meleg klimatikus zónába esik. A 10 OC fölötti hőmérséklet éves összege több mint 3000 OC. Az év 242 napjában a hőmérséklet 5 OC fölött található. Januárban az átlag hőmérskélet -1 OC és -2 OC között ingadozik. A vegetációs időszakban az átlagos hőmérséklet 16-17 OC. A talaj termékenysége kiváló, ami nagyban köszönhető jó vízháztartásának.A kevés éves csapadéknak köszönhetően tartják ezt a régiót Szlovákia legszárazabb részének, ahol az éves átlag 550 mm, és országos szinten az összefüggő hótakaró is ezen a helyen marad meg a legrövidebb ideig.A kísérleti parcella talaján végzett agrokémiai elemzések eredményei az 1. táblázatban vannak szemléltetve.

1. táblázat A talaj agrokémiai összetételeTalaj

minták száma

N P K Ca Hg As humusz pH

mg.kg-1

1 1404 92 380 4910 0,1976 0,2384 3,21 7,52 1145 142 618 5010 0,0759 0,3223 2,83 7,443 1348 185 832 4990 0,0947 0,3048 3,18 7,494 1215 62 292 5360 0,0491 0,3084 3,01 7,465 1565 172 815 4860 0,0405 0,3396 3,12 7,456 1558 620 691 4890 0,038 0,9301 3,15 6,86

Ahogy már a bevezetésben felvezettük, a kisérletünkben a következőket figyeltük meg: Salix nemzetségbe tartozó 5 energiafűz hibrid

- Inger - (Salix triandra x Salix viminalis)- Tora - (Salix schwerinii x Salix viminalis)- Sven - [Salix viminalis x (Salix viminalis x Salix schwerinii)]- Tordis - [(Salix schwerinii x Salix viminalis) x Salix viminalis]- Gudrun – Salix dasyclados

Kisérletünkben négy ismétlést alakítottunk ki

Tápanyag ellátás:- műtrágyázott kis parcellák ( N- 150 kg/ha, K- 75 kg/ha, P- 37,5 kg/ha)- kis parcellák, amelyekre nem jutattunk ki műtrágyát

Termesztési technológia (kiültetés)- Kétsoros vagy ikersoros – ikersorok közti távolság 750 mm, a fűzfák közti

távolság a sorokban 500 mm, ikersorok közötti sortáv 1250 mm, 20000 növény/ha

- Négysoros - sorok közötti távolság 750 mm, a sorokban a növények közti távolság 500 mm, 22857 növény/ha

A kísérlet folyamán az ültetvény nem volt öntözve és nem alkalmaztunk vegyszeres védekezést gyomok, kártevők és kórokozók ellen. Az ültetést követő első és második évben mechanikus gyomszabályozást végeztünk kézzel és kistraktorral vontatott saraboló segítségével.

235

Hibridenként 725 dugványt ültettünk ki, ami az öt energiafűznél összesen 3625 egyedet jelentett. Sajnos a kiültetést követő száraz időjárásnak köszönhetően a fűzfa dugványok kevesebb mint 90 %-a hajtott ki.

Figyelt produkciós mutatók a harmadik évben:- hajtások száma- a hajtások növekedési dinamikája- a hajtások átlagos vastagsága ill. átmérője- biomassza mennyisége

Eredmények2006-os év vegetációs időszakának a végén vizsgáltuk első ízben az egyes növényeken a kialakult hajtások számát. Második évben (2007) a metszést követően a tenyészidőszakban vizsgáltuk másodszor a hajtások számát. A metszést követően a hajtások száma egészen a harmadig kutatási évig már nem változott jelentősen, kivételt képeztek a gyengébb vesszők, melyek a szárazság miatt elhaltak.A hajtásszám az energiafűzek esetében fontos termelési mutató, amely hatással van a biomassza produkcióra, valamint az ültetvény teljes energia mérlegére felületre (ha) vonatkoztatva.A harmadik kutatási évben megállapított hajtások számát a 2. táblázatban írjuk le és az 1. ábrában szemléltetjük.

2. táblázat Az átlagos hajtásszám az egyes hibrideknél a 3. vegetációs időszak végén (2008)

Ismétlés Tápanyag ellátás

HibridekInger Tora Sven Tordis Gudrun

IKontroll 12,51 6,53 10 12,38 15,36

Trágyázott 12,63 6,5 9,25 18,63 18,52

IIKontroll 14,48 10,58 13,5 10,3 21,5

Trágyázott 8,31 6,43 9,51 15,11 21

IIIKontroll 14,08 11,05 12,08 12,07 17,5

Trágyázott 12,38 6,38 5,08 13,02 13,63

IVKontroll 13,53 7,03 12,47 14,21 17,5

Trágyázott 5,5 6,61 6,5 14,5 19,42

1. ábra Hajtások számának alakulása az egyes hibrideknél a harmadik tenyészidőszak végén (2008)

236

A 2. táblázatból és az 1. ábrából jól kivehető, hogy az átlagban legtöbb hajtást a Gudrunnál számoltuk meg, míg a legkevesebbet a Toránál. Ez a különbség legjobban a harmadik évben, a fejlesztett biomassza tömegben mutatkozott meg.

A hajtások növekedésének dinamikáját ill. a vesszők magasságát a harmadik tenyészidőszak végén a 3. táblázatban és a 2. ábrában mutatjuk be.

3. táblázat A hajtások magassága (cm) a harmadik tenyészidőszak végén (2008)

Ismétlés Tápanyag ellátás

HibridekInger Tora Sven Tordis Gudrun

IKontroll 406,58 339,47 437,33 503,99 419,34

Trágyázott 410,19 306,52 450,42 474,68 418,34

IIKontroll 349,65 360,02 464,7 546,46 380,61

Trágyázott 411,57 356,09 395,23 456,7 383,16

IIIKontroll 338,45 338,46 494,51 499,22 395,12

Trágyázott 402,33 303,93 366,34 437,65 327,53

IVKontroll 424,84 352 429,35 427 331,38

Trágyázott 326,22 263,78 354,09 503,1 359,97

2.ábra Hajtások magasságának alakulása 2008-ban a 3. vegetációs időszak végén

Az egyes hibridek magassága között statisztikailag kimutatható, jelentős különbség észlelhető, viszont hibridenként a magasságbeli különbség a tápanyaggal ellátott és a tápanyag nélküli parcellákon nem vehető észre. A 3. táblázat mutatja, hogy a legnagyobb átlagos magasságot (481,10 cm) a Tordisnál, míg a legalacsonyabbat a Toránál (327,53 cm) kaptuk. A Tora alacsony biomassza produkcióját nagy mértékben befolyásolta az alacsony hajtásszám valamint a hajtások alacsony átlagos átmérője.

Következő fontos termelési mutató az energiafűzeknél a vesszők átlagos átmérője. A harmadik tenyészidőszak végén mért értékeket a 4. táblázatban és a 3. ábrában mutatjuk be.

4.táblázat Az átlagos vessző vastagságok, melyeket egy méter magasságig mértünk 2008-ban, a vegetáció végén

237

Ismétlés Tápanyag ellátás

HibridekInger Tora Sven Tordis Gudrun

IKontroll 18,64 14,72 17,13 20,73 19,6

Trágyázott 21,83 13,94 18,95 21 21,9

IIKontroll 14,54 15,26 18,52 22,39 17,74

Trágyázott 22,36 15,7 16,82 20,96 22,09

IIIKontroll 15,8 14,79 20,54 20,32 20,05

Trágyázott 20,46 15,17 15,92 18,17 17,09

IVKontroll 21,51 17,21 18,48 16,9 17,09

Trágyázott 18,44 11,11 15,54 21,86 18,21

3.ábra A vessző vastagságok grafikus ábrázolása (2008)

A 4. táblázatban jól látható, hogy a legkisebb átlagos vessző átmérőket ismét a Tora energiafűznél kaptuk. Az egyes hibrideknél a vessző vastagságokban statisztikailag jelentős eltéréseket kaptunk. Ugyanakkor az egyforma hibridek műtrágyázott és műtrágyázatlan parcelláin az átmérőben nem volt eltérés. Mérések alapján a legvastagabb vesszőket a Tordis fejlesztette.

A 3. vegetációs időszak végén az egyes energiafűz hibrideknél mért biomassza mennyiséget az 5. táblázatban foglaljuk össze és a 4. ábrában szemléltetjük.

5.táblázat A harmadik vegetáció (2008) végén kapott biomassza tömeg (t.ha-1 )

Parcella IsmétlésTápanyag

ellátásHibridek

Inger Tora Sven Tordis Gudrun

238

Négysoros elrendezés

IKontroll 127,08 34,74 92,34 161,83 87,31

Trágyázott 117,48 33,37 71,31 147,66 140,34

IIKontroll 58,51 20,11 85,94 128,61 128

Trágyázott 134,51 35,66 114,46 167,77 156,34

IIIKontroll 104,69 28,8 117,94 97,83 92,34

Trágyázott 109,71 39,77 142,17 103,77 131,2

IVKontroll 94,17 72,8 138,97 123,17 80

Trágyázott 164,57 80,17 139,97 170,51 166,51

Kétsoros elrendezés

IKontroll 74,4 27,2 136,4 60,4 82,8

Trágyázott 132,2 44,4 138,1 40,8 66,4

IIKontroll 62,8 86,8 127,6 118,8 59,2

Trágyázott 105,2 92,8 132,1 120,4 62

IIIKontroll 74,8 90 96,4 48,4 74,4

Trágyázott 88,15 104,4 117,2 90,8 123,2IV Kontroll 79 35,6 108,4 86,8 46,8

Trágyázott 88,8 44,05 112,4 129,4 102

4.ábra Termés mennyiségek grafikus ábrázolása a 3. vegetáció végén 2008-ban

Ahogy az 5. és 6. táblázatban látható, a Tora és a Tordis termelési mutatói (hajtás szám, vessző magasság és átmérő) közti különbségeknek köszönhetően a biomassza tömegben is nagy eltérések adódtak. Átlagban a legnagyobb biomassza produktumot a Tordis (112,31 t/ha), a legkisebbet a Tora (54,41 t/ha) adta. A kialakított biomassza tömegek az egyes fűzfa hibrideket összehasonlítva statisztikailag nagy eltéréseket mutattak. Viszont elmondható az a tény, hogy az energiafűz hibrideknél a kisparcellák tápanyagellátásának mértéke, valamint a termesztés technológiája (négysoros, kétsoros) a biomassza tömegben eltérést nem idézett elő.A biomassza tömeg nedvesség tartalmáról a fajta, a termesztési technológia és tápanyagutánpótlás intenzitása függvényében elmondható, hogy az egyes hibrideknél mért minták közti mennyiségbeli különbség elhanyagolható. A biomassza nedvesség tartalma 49,98 [tömeg %] 50,26 [tömeg %] között mozgott.

Következtetések

239

Hogy a dél-szlovákiai környezeti viszonyok milyen hatással vannak az energiafűz megfigyelt produkciós mutatóira a harmadik évben a következőket mondhatjuk el:

1. Eredményeink és megfigyeléseink alapján elmondhatjuk, hogy a hajtásszámra jelentős hatással van a fajta jelleg, az egyéves vesszőknél végzett metszés optimális magassága, gomba betegségek jelenléte és a külső klimatikus tényezők.

2. A növekedés dinamikája hibridenként nagyon kiegyenlített volt, míg a hibridek között a növekedés intenzitásában statisztikailag kimutatható különbség van. A növekedés dinamikában a legnagyobb különbségeket a Tora és Tordis hibrideknél figyelhettük meg.

3. A hibrid hatása megnyilvánult a vessző átlagos vastagságánál is. Mint a hajtás magasságok mérésénél, a vessző vastagságoknál ismét jelentős eltéréseket kaptunk, a legnagyobbakat a Tordis és a Tora hibridek között.

4. A termelési mutatók közti értékbeli különbség (hajtásszám, vessző vastagság és magasság) a fent említett energiafűzeknél a biomassza mennyiségben is megmutatkozott. Átlagban a legnagyobb biomassza tömeget a Tordis 112,31 t.ha-1 , a legkisebbet a Tora 54,41 t.ha-1 produkálta. Ennél a két hibridnél volt a legnagyobb különbség a produkciós mutatók között is.

SzakirodalomCHRISTENSSON, Lars. a i. 1993. The role and significance of woody biomass plantations in Swedish agriculture. In : The Forestry Chronicle, roč. 69, 1993, č. 6, s. 687–693.

240

CIENCALA, Emil – LINDROTH, Anders. 1995. Gas-exchange and sap flow measurements of Salix viminalis trees in short-rotation forest - I. Transpiration and sap flow. In : Trees, roč. 9, 1995, č. 5, s. 289–294

DEMO, Milan. et al. Udržateľný rozvoj : život v medziach únosnej kapacity biosféry. 1. vyd. Nitra : Slovenská poľnohospodárska univerzita, 2007. 439 s.

HALL, Robin, L. a i. 1998. Transpiration from coppiced poplar and willow measured using sap-flow methods. In : Agricultural and Forest Meteorology, roč. 90, 1998, č. 4, s. 275–290.

HÚSKA, J. a i. 2000. Experimentálne výsledky z pestovania vŕby košikárskej (Salix viminalis). In : Nová energetická politika SR, obnoviteľné zdroje energie, aproximácia k politike EÚ : zborník z medzinárodnej konferencie. Bratislava : DADAEXPRES, 2000, s. 124–128.

JANDAČKA, J. – MALCHO, M. 2007. Biomasa ako zdroj energie. 1. vyd. Žilina: Vydavateľstvo GEORG, 2007, s. 38 – 39. ISBN 978-80-969161-4-6

LARSSON, Stig. 1998. Genetic improvement of willow for short-rotation coppice. In : Biomass and Bioenergy, roč. 15, 1998, č. 1, s. 23–26.

VÍGLASKÝ, J. 2003 Alternatívne bio-palivo na báze technologického odpadu z procesu výroby preglejok In: Magazín energia. roč. 6, 2003, č. 4 s. 44-47 [on-line] [cit. 2008-02-12] dostupné na internete <http://www.sea.gov.sk/energia/rocniky/Energia_4_2003/ eko_marias.pdf>

241