|
|
|
PORADNIK UPRAWY WIERZBY ENERGETYCZNEJ
Pobierz poradnik w jednym pliku (do wydrukowania):
SPIS TREŚCI
- Wstęp
- Wierzba energetyczna - wieloletnie źródło odnawialnej energii
- Celowość zakładania plantacji roślin energetycznych
- Technologia uprawy wierzby energetycznej
3.1 Przygotowanie gleby - konieczne zabiegi
3.2 Przygotowanie sadzonek i sadzenie - dobór materiału do nasadzeń
3.3 Sadzenie - metodyka i sposób sadzenia
3.4 Prace pielęgnacyjne i ochronne
3.5 Zbiór biomasy
- Plon suchej masy oraz niektóre wartości energetyczne i chemiczne drewna wierzbowego
- Opłacalność uprawy wierzby energetycznej
Wstęp
Ostatnio temat energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych stał się w Polsce bardzo modny. Temat roślin energetycznych, z których można uzyskać energię odnawialną ma ścisły związek z wejściem naszego kraju do Unii Europejskiej od maja 2004 roku. Temat ten budzi zainteresowanie i ogromne emocje wśród rolników i firm z tym związanych.
Pierwsze doświadczenia w produkcji brykietu z trocin i zrębków miały miejsce w USA ponad 30 lat temu. W Europie energią odnawialną zajmowały się różne kraje, a wśród nich: Austria, Dania, Niemcy, Szwecja i inne. Fascynacja energią odnawialną trwa tam od ponad 20 lat. Wybierając dla siebie zamianę konwencjonalnych źródeł energii, z takich jak: węgiel brunatny i kamienny, gaz ziemny i biogaz, olej opałowy, na energię odnawialną z biomasy musimy postawić sobie pytanie czy decyzje o proponowanym rozwiązaniu nie powstały wyłącznie pod wpływem informacji zasłyszanej w mediach. Wdrażanie odpowiedniej i właściwej technologii wytwarzania i przetwórstwa biomasy w gminie, w powiecie rozpoczęte teraz wymaga ogromnej pracy i zaangażowania środków finansowych. Efekt takich działań będzie widoczny po pewnym czasie - najwcześniej po 3-5 latach. Widoczna w ostatnich latach bieda i bezrobocie na wsi zmusza rządzących do poszukiwania i wskazywania produkcji alternatywnych w stosunku do produkcji żywności i paszy dotychczas realizowanych w rolnictwie. W ostatnim okresie odbyło się wiele konferencji, seminariów i szkoleń na których informowano o możliwościach uprawy wierzby energetycznej. Powszechne zainteresowanie produkcją paliw z roślin, czyli biopaliw wynika m.in. z:
- możliwości odtwarzania źródeł surowcowych;
- możliwości uaktywnienia gospodarczego terenów wiejskich, prowadzącej do znaczącej redukcji bezrobocia na wsi;
- możliwości ograniczenia emisji trujących substancji do atmosfery, co ma duże znaczenie dla ochrony środowiska;
- możliwości wykorzystania ziem leżących odłogiem;
- możliwości wykorzystania ziem skażonych i osadów ściekowych;
- możliwość wykorzystania biomasy uprawianej na cele energetyczne do uaktywnienia lokalnej społeczności w gminach i w powiatach do działań w zakresie tworzenia nowych wartości na rynku usług i pracy;
I. Wierzba energetyczna - wieloletnie źródło odnawialnej energii
Rodzaj Salix - Wierzba i rodzaj Populus - Topola należą do rodziny Salicaceae. W ocenie różnych autorów znanych jest ponad 300 gatunków wierzb oraz ponad 40 gatunków topoli. W wyniku licznych doświadczeń ustalono, że
dla celów energetycznych najlepsze wyniki osiąga wierzba wiciowa Salix viminalis oraz jej liczne krzyżówki. Wierzba ta często znana jest pod nazwą wierzba konopianka. Istnieje także możliwość wykorzystania do celów energetycznych innych wierzb, a wśród nich: Salix rigida, Salix amygdalina, Salix pentandra, Salix dasyclados i innych. Z literatury wynika, że selekcja i przebadanie wielu perspektywicznych form jest największe w odniesieniu do wierzby wiciowej Salix viminalis, a znacznie mniejsze w odniesieniu do pozostałych gatunków. Wybrane formy lub odmiany wierzby, w hodowli nazywane "klonami" powinny pochodzić z pewnego źródła oraz muszą spełniać następujące oczekiwania plantatora:
- możliwość łatwego rozmnażania wegetatywnego;
- możliwość szybkiego wzrostu i dużej produkcji w sezonie wegetacyjnym;
- możliwość szybkiej odbudowy karpy po wycince pędów dla celów energetycznych;
- możliwość produkcji przez dłuższe okresy do 20 - 30 lat - bez konieczności ponownego zakładania nowych plantacji;
- mieć dużą odporność na choroby i szkodniki owadzie oraz na warunki klimatyczne, głównie: mróz i przymrozki;
- mieć dużą plastyczność w odniesieniu do gleby - produkcja na glebach rolnych, pdmokłych, a także na osadach ściekowych;
- mieć dobrą produktywność i wydajność oraz wysoką jakość drewna dla celów energetycznych;
W toku wieloletnich badań nad wierzbą wiciową Salix viminalis wyodrębniono kilka "klonów" charakteryzujących się dobrymi osiągami potrzebnymi dla celów energetycznych. Wg badań Stefana Szczukowskiego i Janusza Budnego z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie najbardziej
przydatnymi i znanymi "klonami" są m.in.:
- Salix viminalis 082 - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 74,13 / rośliny trzyletnie: 144,48
- Salix viminalis var. gigantea - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 60,30 / rośliny trzyletnie: 114,28
- Salix viminalis 052 - Plon świeżej biomasy ton/ ha - rośliny dwuletnie: 70,30 / rośliny trzyletnie: 126,21
- Salix viminalis 051 - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 59,98 / rośliny trzyletnie: 107,44
- Salix viminalis "Piaskówka" - Plon świeżej biomasy ton/ha - rośliny dwuletnie: 52,34 / rośliny trzyletnie: 102,03
Z własnych badań popartych wieloletnią praktyką wynika, że także dużą produkcję biomasy dają testowane "klony"
sprowadzone z Danii. Czteroletnie badania wykazały, że plon świeżej biomasy w ton/ha wynosi - rośliny dwuletnie: 76,15 i waha się od 62,52 do 86,12 / rośliny trzyletnie: 146,22 i waha się od 147,15 do 148,18. Uzyskiwana wydajność jest
zależna od ilości wysadzonych sadzonek, tzn mniejsza jeżeli wysadzono 20.000 sztuk i większa jeżeli wysadzono 60.000 sztuk.
II. Celowość zakładania plantacji roślin energetycznych
W oparciu o opracowanie dr inż. Sławomira Niecko i mgr inż. Jerzego Romanowskiego w artykule, pt.
"Działania AWRSP OT Gdańsk w zakresie wykorzystania odnawialnych źródeł energii" celowość zakładania plantacji energetycznych wynika z następujących przesłanek:
- duża gęstość (koncentracja energii);
- bardzo niska zawartość w spalinach dwutlenku siarki i innych substancji szkodliwych;
- niska zawartość popiołu;
- produkcja bez udziału lepiszcza bez żadnych szkodliwych substancji;
- możliwość zastosowania w różnych typach kotłów i kominków;
- źródło w pełni odnawialne;
- korzystna alternatywa dla węgla;
- stosowanie pozwala obniżyć tzw."niską emisję";
- najmniejszy koszt wytworzenia jednostki energii cieplnej w porównaniu z innymi paliwami;
- brak opłat dla podmiotów gospodarczych za emisję zanieczyszczeń do powietrza;
- umożliwia szybki rozwój technologiczny i wzrost podaży wysokosprawnych kotłów do spalania biomasy i kominków grzewczych;
- eliminuje konieczność wydatków na wzrastające ceny drewna opałowego, paliw kopalnych i oleju opałowego;
- ogranicza stały wzrost opłat za emisję zanieczyszczeń do powietrza oraz składowanie popiołów;
- stwarza możliwość zagospodarowania gruntów wyłączonych z tradycyjnej produkcji rolniczej oraz gruntów marginalnych;
- stwarza możliwość tworzenia na obszarach wiejskich dodatkowych miejsc pracy.
Zachęcanie rolników do produkcji wierzby energetycznej ma sens wówczas, kiedy będzie gwarancja jej sprzedaży po cenach co najmniej równoważnych do cen innych upraw rolnych. Wydaje się, że gwarancją jest ciągły rozwój energetyki odnawialnej oraz poparcie tych działań przez organy rządowe, samorządowe i przez Unię Europejską.
III. Technologia uprawy wierzby energetycznej
Wierzbę wiciową - Salix viminalis można uprawiać na wielu różnych typach gleb. Gatunek ten cechuje się dużą plastycznością i znosi gleby o pH od 4,5 do 7,6 - odczyn wyższy niż 7,6 jest źle tolerowany. W odniesieniu do gleb rolniczych najkorzystniejszymi są gleby klasy: III, IV i V oraz tereny podmokłe. Projektując zakładanie uprawy wierzby wiciowej Salix viminalis koniecznym jest dobranie odpowiedniego genetycznie "klonu", który da maksymalną produkcję w krótkim czasie. Wierzbę wiciową Salix viminalis rozmnaża się wegetatywnie za pomocą sztobrów (zrzezów), tj. odcinków pędów sprawdzonych genetycznie "klonów". Sztober wg norm branżowych powinien mieć długość 23 cm oraz
grubość od 0,7 - 1,5 cm. Nasza firma przygotowuje sztobry w dwóch klasach wg normy: BN-67/9123-02:
kl. I o długości 23 cm - pakowane w wiązki po 50 sztuk i później w worki po 2.500 sztuk w cenie 0,20 zł/szt + 3%Vat;
kl. II o długości 20 cm - pakowane w wiązki po 50 sztuk i później w worki po 2.500 sztuk w cenie 0,15 zł/szt + 3 % Vat;
inne o długościach i grubości uzgodnionej z kupującym po wcześniejszym ustaleniu ceny za 1 sztukę;
Sztobry w górnej części są znakowane farbą ochronną ze środkami grzybobójczymi. Sprzedaż sztobrów prowadzimy od listopada do maja. Produkowane przez nas sztobry przechowywane są w warunkach kontrolowanych (chłodnie, zimne doły - lodownie). Technologia uprawy gleby podobna jest do technik stosowanych w rolnictwie. Przy zakładaniu plantacji
wierzby energetycznej musimy pamiętać o prawidłowym wykonaniu następujących etapów prac:
1. Przygotowanie gleby - konieczne zabiegi
Przystępując do przygotowania gleby szczególną uwagę należy zwrócić na:
- terminowe odchwaszczenie gleby: może być chemiczne lub mechaniczne, zastosować Randoup - dawka 3 l/300 l wody/ha;
- sprawdzenie i dostosowanie składników pokarmowych i pH gleby dla potrzeb uprawy wierzby;
- wykonanie prawidłowej uprawy gleby poprzez: talerzowanie, bronowanie, koszenie i zebranie chwastów, oprysk herbicydami i oprysk przeciwko pędrakom;
Przygotowując glebę musimy wiedzieć, że:
- szczególnie ważnym jest: dobra upraw gleby, pulchność gleby, korzystne pH;
- najkorzystniejszym przygotowaniem gleby jest wykonanie tych prac jesienią;
- trzeba pamiętać, że największym zagrożeniem dla uprawy są chwasty wieloletnie i pędraki;
- ważną czynnością jest nawożenie przed sadzeniem sztobrów w dawce: do 20 kg azotu, 18 kg fosforu i 20 kg potasu;
2. Przygotowanie sadzonek i sadzenie - dobór materiału do nasadzeń
- szczególnie ważne jest pozyskanie lub zakup materiału zdrowego i dostosowanego do gleby;
- trzeba pamiętać, że zakupione lub pozyskane sztobry wymagają ochrony przed wysuszeniem, trzymać w piwnicy lub chłodni;
- zbiór pędów na sadzonki powinien być wykonany od drugiej połowy listopada do pierwszej marca;
- pozyskane sztobry muszą być oznakowane w górnej części, aby ułatwić sadzenie oraz kolorami różne "klony" wierzby;
3. Sadzenie - metodyka i sposób sadzenia
- wierzbę wiciową Salix viminalis w zależności od celu produkcji: na opał, na płytki do produkcji płyt wiórowych, do produkcji metanolu, sadzimy w ilości od 20.000 do 60.000 sztuk;
- w celu zachowania możliwości przejazdu ciągnikiem odstęp pomiędzy rzędami powinien wynosić 70 cm;
- stosowane w rolnictwie przedłużki do wyznaczenia redlin stosowane do uprawy ziemniaków mają podobny rozstaw;
- rzędy trzeba wyznaczać prostopadle do drogi dojazdowej, tak aby nie niszczyć roślin;
- lepsze wyniki można uzyskać poprzez moczenie sztobrów od 24 do 48 godzin przed sadzeniem;
- sadzenie może być wykonane ręcznie lub sadzarkami, szacuje się, że 1 pracownik może posadzić do 10 ar, a cztery osoby sadzarką 1 ha w ciągu 10 godzin, przy czym muszą być dwie grupy pracowników;
- udatność uzyskiwana jest na poziomie 80-95 %, zależy od dokładności sadzenia i przechowywania sztobrów;
- mechanizację prac ułatwia wprowadzenie ścieżek technologicznych. Jan Wiesław Dubas i inni podają, że najkorzystniejsze jest sadzenie co 70 cm, tzn na pasie roboczym 12 metrów założyć 17 rzędów oraz sadzić co 45 - 48 cm w rzędzie, później ścieżka technologiczna dla ciągnika 280 cm oraz ponownie 17 rzędów, ścieżka technologiczna 280 cm itd;
- inne warianty nasadzeń:
>> rząd od rzędu 100 cm, sadzenie co 50 cm - ilość sztobrów: 20.000 sztuk/ha, co 33 cm - ilość sztobrów 30.000 szt/ha;
>> rząd od rzędu 90 cm, sadzenie co 50 cm - ilość sztobrów: 22.200 sztuk/ha, co 33 cm - ilość sztobrów 33.300 szt/ha;
>> rząd od rzędu 80 cm, sadzenie co 50 cm - ilość sztobrów: 25.000 sztuk/ha, co 33 cm - ilość sztobrów 37.500 szt/ha;
4. Prace pielęgnacyjne i ochronne:
Przy wykonaniu tych prac trzeba pamiętać, że posadzona wierzba wiciowa Salix viminalis musi się dobrze ukorzenić i nie lubi w tym okresie nadmiaru chwastów. Charakterystyczną cechą tego okresu uprawy jest szybki i dynamiczny wzrost chwastów oraz powolny wzrost wierzby, dlatego trzeba:
- ograniczyć przyrost chwastów mechanicznie przez motyczenie lub chemicznie poprzez oprysk;
- możliwości chemicznego zwalczania chwastów po założeniu uprawy są ograniczone, można stosować:
>> do zwalczania perzu i trawy: Targa Super 5 EC - 4 l/300 l wody/ha, Fusilade Super EC - 1,5 l / 300 l wody/ ha
>> do zwalczania rumianku, rumianu i pokrzywy: Lontrel 300 - 0,6 do 0,8 l/300 l wody/ha;
Po opadnięciu liści na plantacji wierzby wiciowej Salix viminalis można stosować inne środki mniej selektywne, tylko po
konsultacji ze specjalistami - ważne!!!
>> Azotop dawka 2 - 4 kg/300 l wody/ha stosuje się przeciwko chwastom dwuliściennym wiosną przed puszczeniem liści wierzby;
>> Bladex 50 WP, Bladex 500 SC dawka 3 - 5 kg/300 l wody/ha stosuje się przeciwko chwastom dwuliściennym zimą i wiosną przed puszczeniem liści wierzby;
>> Casaron (granulat) - dawka 40 - 60 kg/ 300 l wody/ ha lub równomiernie na powierzchnię zimą (ważne)
Przy pielęgnacji w drugim i trzecim roku produkcji jest znacznie mniej chwastów, można ograniczyć się do stosowania
herbicydów podanych wyżej.
Nawożenie w drugim roku zwiększamy do dawki: N P K 90 : 30 : 80 kg/ha
Nawożenie w trzecim roku zwiększamy do dawki: N P K 80 : 30 : 80 kg/ha
Przyjmuje się generalnie, że do wyprodukowania 10 ton suchej masy wierzby potrzeba: 60 kg/ha azotu, 8 kg/ha fosforu oraz 43 kg/ha potasu.
W nawożeniu można wykorzystać osady ściekowe, ale trzeba pamiętać o pH oraz o zawartości azotu,
fosforu i potasu oraz pierwiastków metali ciężkich.
- prace z zakresu ochrony: najczęściej występującymi chorobami na plantacjach wierzby to choroby grzybowe, a wśród nich: Melampsora sp - rdza liściowa wierzby, Pseudomonas salicyperda - bakteryjne więdnięcie pędów, Venturia salicyperda -
parch wierzby, Glomerella cingulata - antraknoza. Wymienione choroby nie są groźne w skali gospodarczej, lokalnie można
je zlikwidować przy użyciu Dithane i Captanu z dodatkiem Miedzianu.
Ważnieszymi szkodnikami wierzby są: Phyllodecta vittellinae - jątrewka wiklinówka, Phyllobius oblongus - naliściak pączkojad, Chlorophanus viridis - zieleńczyk zielony, Melasoma saliceti - rynnica wierzbowa, Earias chlorana - niekreślanka wierzbówka, Pontania viminalis - naroślarz wiklinowiec, Pterocomma salicis - mszyca wierzbowa oraz Cavariella aegopodii - mszyca wierzbowo-marchiowa. W przypadku konieczności zwalczania większość tych szkodników można zniszczyć przy użyciu Karate.
5. Zbiór biomasy
Zbioru biomasy wyprodukowanej wierzby wiciowej Salix viminalis lub innych gatunków dokonuje się po zakończeniu okresu wegetacji, które w warunkach Polski następuje około 15 listopada i trwa do drugiej połowy marca. Uwagi:
- pędy po pierwszym roku muszą być cięte na wysokości 5 - 10 cm, ścięcie powoduje rozrost i zwiększenie ilości pędów;
- ścinki pędów dokonujemy ręcznie lub mechanicznie;
- produkcja masy drzewnej na jednej plantacji może się odbywać do 25 - 30 lat;
- wycięte pędy można przechowywać w stertach lub pryzmach, musi być dobry dojazd w warunkach zimowych;
- stosując maszyny ścinamy i zrębkujemy pędy na przyczepy podobne do przyczep do przewozu kukurydzy;
- przy ścince można wykorzystać pilarki spalinowe - wówczas ręcznie wykonujemy snopki wierzbowe;
IV. Plon suchej masy oraz niektóre wartości energetyczne i chemiczne drewna wierzbowego
Dane wg badań na UW-M w Olsztynie - Szczukowski Stefan i Budny Janusz ( WODR - Olsztyn - 2003)
- zbiór w cyklu jednorocznym stosuje się przy bardzo gęstych nasadzeniach w ilości 60.000 sztuk/ha; Plon s.m. wynosi przeciętnie 14,81 tony/ha/rok (waha się od 12,82 - 20.000 sztuk/ha sztobrów do 16,71 - 60.000 sztuk/ha sztobrów)
- zbiór w cyklu dwurocznym i trzyletnim stosuje się przy nasadzeniach 20.000 - 40.000 sztuk/ha; Plon s.m. wynosi
przeciętnie w cyklu dwuletnim 16,07 tony/ha/rok (waha się od 14,50 - 20.000 szt/ha sztobrów do 17,65 - 60.000 szt/ha sztobrów) oraz przeciętnie w cyklu trzyletnim 21,47 tony/ha/rok (waha się od 21,47 - 20.000 szt/ha sztobrów do 21,40 -
60.000 szt/ha sztobrów)
- zawartość wody w drewnie - wartość kaloryczna do zawartości popiołu: cykl 1-roczny - 53,15%, cykl 2-letni - 50,14%, cykl
3-letni - 45,98 %
- zawartość kaloryczna drewna: cykl 1-roczny - 18,56 MJ x kg-1 s.m., cykl 2-letni - 19,25 MJ x kg-1 s.m., cykl 3-letni - 19,56 MJ x kg-1 s.m.
- zawartość popiołu: przeciętnie: 1,51 %, w tym cykl co 1-rok - 1,89 %; cykl co 2-lata - 1,37 %; cykl co 3-lata - 1,28 %
- zawartość celulozy: przeciętnie 49,84% s.m., w tym cykl co 1-rok - 45,58% s.m., cykl co 2-lata - 48,02 % s.m., cykl co 3-lata - 55,94 % s.m.;
- zawartość ligniny: przeciętnie: 13,24 % s.m., w tym cykl co 1-rok - 13,34 % s.m., cykl co 2-lata - 12,58 % s.m., cykl co 3-lata - 13,79 % s.m.;
- zawartość hemicelulozy: przeciętnie: 13,86 % s.m., w tym: cykl co 1-rok - 13,53% s.m., cykl co 2-lata - 13,39 % s.m., cykl co 3-lata - 13,96 % s.m.;
- efektywność energetyczna upraw wierzbowych:
>> nakłady energetyczne na uprawę roślin wierzby: w cyklu 1-rok - 12,19 GJ/ha, w cyklu 2-letnim - 18,40 GJ/ha, w cyklu 3-letnim - 30,10 GJ/ha;
>> plon suchej masy z ha: w cyklu 1-rok - 14,81 ton/ha, w cyklu 2-letnim - 32,13 ton/ha, w cyklu 3-letnim - 64,42 ton/ha;
>> energetyczność produkcji zrębków: w cyklu 1-rok - 0,83 GJ/t s.m., w cyklu 2- letnim - 0,57 GJ/t s.m., w cyklu 3-letnim 0,47 GJ/t s.m.;
>> wartość energetyczna plonu: w cyklu 1-rok - 274 GJ/ha, w cyklu 2 - letnim - 618,44 GJ/ha, w cyklu 3-letnim - 1.261,69 GJ/ha;
>> efektywność energetyczna: w cyklu 1- rok - 22,49 , w cyklu 2 - letnim - 33,57, w cyklu 3 - letnim - 41,99
[wartość energetyczna jest wyrażona stosunkiem wartości energetycznej plonu do nakładów energetycznych poniesionych na uprawę] dla porównania efektywność energetyczna uprawy rzepaku wynosi 3,53 oraz pszenicy ozimej 3,56 do 4,98;
V. Opłacalność uprawy wierzby energetycznej
Temat opłacalności uprawy wierzby energetycznej został omówiony w kilku różnych opracowaniach i tak wg
Szczukowskiego Stefana i Budnego Janusza w opracowaniu "Wierzba krzewiasta - roślina energetyczna" opłacalność produkcji wierzby przy obsadzie 40.000 sztuk/ha wynosi:
| Pozycja |
Cykl
1-roczny |
Cykl
2-letni |
Cykl
3-letni |
| Koszt produkcji |
1191,9 zł/ha |
2556,9 zł/ha |
4279,9 zł/ha |
| Plon biomasy |
31,82 ton/ha |
63,50 ton/ha |
120,66 ton/ha |
| Koszt produkcji 1 tony w złotych |
37,46 zł |
40,27 zł |
35,47 zł |
| Cena za 1 tonę zrębków [ rok 2002 ] |
80 zł/tonę |
80 zł/tonę |
80 zł/tonę |
| Zysk z 1 tony w złotych |
42,54 zł |
39,73 zł |
44,53 zł |
| Zysk z 1 ha w złotych |
1.353,60 zł |
2.523,10 zł |
5.372,90 zł |
| Zysk z 1 ha/rok w złotych |
1.353,60 zł |
1.261,50 zł |
1.790,90 zł |
Opracował: dr inż. Jan Czart - rzeczoznawca leśny SITLiD
ZASTOSOWANIE WIERZB DRZEWIASTYCH
OFERTA SPECJALNA NA WIERZBĘ ENERGETYCZNĄ
|
|
|
