Энергетическая верба (Salix Viminalis)

На сегодняшний день известно около 20 видов быстрорастущих растений, которые можно выращивать для получения растительной биомассы в интересах биоэнергетики. Это эвкалипт, тополь, верба, мискантус и другие. Собранная биомасса используется для сжигания в специальных твердотопливных котлах для производства тепловой и электрической энергии, может быть сырьем для производства прессованного твердого биотоплива, такого как топливные гранулы и брикеты. При сгорании биомассы на электростанциях или в котлах в атмосферу выбрасывается только СО₂, который был поглощен растением в период роста.

В умеренной климатической зоне, в которой находится Украина, для выращивания энергетических растений лучше всего подходят сорта быстрорастущей вербы вида Salix Viminalis.

Верба для промышленных плантаций высаживается саженцами. Количество саженцев на 1 га зависит от планируемого цикла сбора будущего урожая.

Помимо энергетических целей, верба также очень эффективна для целей рекультивации и обогащения почв. Так, промышленные плантации энергетической вербы предупреждают эрозию почв, способствуют обогащению почвы микроэлементами и минералами, улучшению экологии и биологического разнообразия окружающей среды.

Характеристики кустистой энергетической вербы вида:

• средний прирост - 1,5-2 метра в год;
• сбор урожая - каждые 2-3 года;
• количество циклов сбора урожая с одной посадки - 7-8 раз, после чего можно проводить рекультивацию земли под посадку других культур или закладывать новую плантацию ивы;
• требования к почве - почвы среднего качества с большой влажностью;
• потребность растения в минеральных удобрениях - для подкормки растений в почвы вносят 3 вида минеральных удобрений, количество минеральных удобрений зависит от качества земли, однако значительно меньше потребностей других сельскохозяйственных культур;
• период сбора урожая с ноября по февраль, когда уже опадают листья, но еще на началась весенняя вегетация.

Почему энергетическая верба?

Среди всех энергетических растений в мире именно верба сегодня используется в мире в качестве основной энергетической культуры для производства твердого топлива. Наибольший опыт в ее выработке и выращивании имеют такие страны как Швеция, Англия, Ирландия, Польша, Дания.

Крупнейшие плантации саликса на сегодня расположены в Швеции, по площади они составляют примерно 18 000 - 20 000 га, в Польше плантации вербы занимают порядка 6000 га. В Украине, несмотря на большое количество незадействованных земель несельскохозяйственного назначения, промышленных посадок энергетических растений пока недостаточно.

Энергетическая верба - это:

• восстановительная твердое биотопливо органического происхождения;
• экологически чистое сырье для производства топливных гранул;
• щепу вербы можно сжигать непосредственно в котлах для биомассы;
• при сгорании щепы энергетической вербы в котлах не нарушается баланс углерода в атмосфере;
• промышленное производство тепловой и электрической энергии из твердого биотоплива в два раза дешевле по сравнению с использованием газа;
• урожайность в пересчете на калориметрические показатели наибольшая среди других энергетических растений, и достигает 12 тонн сухой массы с 1 гектара.

Человек и удобство проживания

Энергетическая верба благодаря своей стойкости и быстрому росту является идеальным экологически чистым природным решением для защиты от ветра и солнечного света и создания природного микроклимата в местах проживания людей.

Из молодых побегов энергетической вербы изготавливают элементы ландшафтного дизайна, декоративные загородки, заборы. Лоза энергетической ивы используется в народных ремеслах. Вокруг плантаций улучшается биологическое разнообразие флоры и фауны.

Как энергетическая верба влияет на экологию и окружающую среду?

Установлено, что один гектар плантации энергетической вербы поглощает из воздуха свыше 200 тонн углекислого газа за год, это почти столько, сколько углекислого газа выбрасывают в атмосферу в течение года сто автомобилей.

Верба идеально подходит для рекультивации загрязненных земельных участков и земель, малопродуктивных с точки зрения выращивания сельскохозяйственных культур. Она обогащает почву минералами и микроэлементами, питательными веществами природного происхождения.

Специально высаженные плантации саликса эффективно применяются в противоэрозионных мероприятиях для укрепления грунтов. Плантации энергетической вербы являются природными фильтрами для удаления отходов агропромышленного производства, применяются как буферные зоны в местах накопления биологических отходов фермерских хозяйств. Энергетическая верба является естественным фильтром для очистки почв от пестицидов

Энергетическая верба как сельскохозяйственная культура

Согласно данным специальных исследований, проведенных Европейской лесной комиссией в 2004 году, 75-95% корневой системы энергетической ивы располагается в верхних слоях почвы (до 40 см глубины), а регулярный сбор урожая существенно сдерживает развитие корневой системы. Именно поэтому учеными был сделан вывод, что вывод культуры salix viminalis из севооборота не вызывает серьезных проблем и наиболее эффективно происходит по следующему алгоритму - после последнего сбора урожая необходимо дать вербе подрасти на 15-20 см, после чего молодые побеги опрыскиваются глифосатом, дождаться отмирания вегетативных органов, после чего культуротехнические работы на плантациях энергетической вербы проводить по системе кардинального улучшения сенокосов и пастбищ, предусматривающей уничтожение древесно-кустарниковой растительности. После проведения таких работ на этих площадях можно выращивать другие сельскохозяйственные культуры.

Как известно, ежегодная вспашка пахотных земель приводит к уменьшению уровня углерода в почве за счет аэрации поверхностного слоя земли. Специальными исследованиями установлено, что земли на плантациях энергетической вербы имеют значительно более высокие показатели содержания углерода. Так, пахотные земли под зерновыми имеют средний показатель содержания около 32 тонны на гектар, в то время как для плантаций саликса эта цифра достигает почти 70 т / га. Ученые объясняют такой эффект большим количеством листьев (примерно 4-5 тонн на гектар), которое опадает на землю, а также созданием благоприятных условий для перемещения в верхние слои почвы грибов мицелия, которые отвечают за усвоение углерода землей.

Выращивание любой культуры неизбежно приводит к истощению земель. Поэтому и необходимо ежегодно ее подпитывать различными удобрениями. Но, степень истощения для разных культур различна. Так, по данным исследований 1999 года установлено, что плантация энергетически вербы за пятилетний период роста выводит из земли 18-54 кг/га азота, 10-70 кг/га кальция, от 3 до 9 кг/га фосфора, 6-36 кг/га калия и до 5 кг/га магния. Для сравнения, озимая пшеница при средней урожайности забирают из земли 160-190 кг/га азота, 55-70 кг/га фосфора, 80-100 кг/га калия. Как видно и приведенного сравнения, степень истощения земли вербой в 3-5 раз меньше, чем зерновыми. Кроме этого следует отметить, что примерно 60-80% питательных веществ возвращаются на плантациях salix viminalis в землю вместе с опавшей листвой.

Что касается способности энергетической вербы к фиторемедиация, то на практике этот вопрос, в сравнение с другими, изучен недостаточно основательно. Тем не менее, в научной литературе отмечается, что salix viminalis как и любая древовидная культура, имеет достаточно высокие способности к поглощению тяжелых и редких металлов, таких как свинец, медь, цинк, никель, хром и другие.

Источник: ALTERENERGY.INFO