Олександр Ганженко: Біоенергетичні культури варто вирощувати на деградованих ґрунтах

SuperAgronom.com: Олександре Миколайовичу, для початку розкажіть, чим займається ваш відділ?

Олександр Ганженко: Наш інститут до вирішення питання забезпечення сировинної бази для галузі біоенергетики підходить комплексно. Ми проводимо селекційну роботу, створюємо адаптовані до умов України сорти біоенергетичних культур. Ці сорти широко поширені в європейських країнах, на Американському континенті, але до умов України вони не дуже пристосовані. Тому на базі мережі наших дослідних станцій, які географічно розташовані в різних ґрунтово-кліматичних зонах України, маємо унікальну можливість вивчити, як та чи інша рослина поводить себе в тому чи іншому регіоні. Відбираємо наявні та створюємо власні сорти, адаптовані чи для зони Східного Лісостепу, чи для зони Західного Лісостепу, чи для центральної частини України. Крім того, наш відділ розробляє технології промислового вирощування цих рослин.

Щодо комплексності наших підходів, то йдеться про те, що ми не концентруємось тільки на економічній складовій, а розглядаємо її разом з екологічними моментами. Тому в основі усіх наших розробок лежить аксіома — ми пропонуємо вирощувати біоенергетичні культури на малопродуктивних, деградованих землях, тобто на тих, які не використовуються для вирощування продуктів харчування чи кормів. Наразі ми не розглядаємо заміну традиційних культур в сівозміні на вербу чи міскантус. Але якщо є земля, яка тривалий час заростала бур’янами, або це якісь схили, які недоречно щороку орати, провокуючи ерозію, чи інші проблемні площі, то саме їх бажано засаджувати багаторічними біоенергетичними культурами.

SuperAgronom.com: Які саме культури у світі й в Україні сьогодні вирощують для потреб біоенергетики?

Олександр Ганженко: Їх ціла низка. Причому для згаданих потреб придатні не лише «новачки» для сільського господарства, а й деякі традиційні. Наприклад, той же цукровий буряк. Наразі через зниження попиту на цукор галузь буряківництва поступово здає свої позиції. Ми ж кажемо про те, що сировина цукрового буряка є надзвичайно універсальною і може використовуватися для дуже багатьох галузей промисловості, в тому числі для виробництва біопалива. Зокрема, біоетанолу, тому що біомаса цукрового буряка насичена цукрами і легко може перероблятись на цей вид енергоносія. Крім того, за рахунок підвищеного вмісту сухих речовин урожай цукрового буряку можна переробляти на біогаз. При цьому він є важливим з точки зору забезпечення культури землеробства. І скорочення площ таких культур, як цукровий буряк, надзвичайно негативно впливає на родючість наших ґрунтів.

Цукрове сорго — це також цукромістка культура, яка не конкурує з буряком, а я б навіть сказав, доповнює його. Тому що буряк — це все-таки для більш помірної зони, а цукрове сорго завдяки невибагливості до наявності вологи як у ґрунті, так і в повітрі, може вирощуватися і в степовій зоні України. Не тільки ж соняшник та кукурудзу там вирощувати).

До слова, про кукурудзу. В Україні вирощується понад 5 мільйонів га зернової кукурудзи. При цьому більша частина урожаю йде на експорт. Ми пропонуємо зменшити площу зернової, але збільшити вирощування силосної кукурудзи. І при цьому частину зібраної біомаси використовувати для виробництва біогазу.

З однорічних культур це основні. Стосовно ж багаторічних, то їх можна розподілити на деревні та трав’янисті. Перші — це передусім біоенергетичні верба та тополя, акація і сосна. А друга «група» — це міскантус і світчграс.

В Європі сьогодні дуже поширена практика використання перелічених рослин для відновлення територій, які зазнали деградації через видобування якихось корисних копалин, або колишніх полігонів сміття тощо. Їх засаджують багаторічними рослинами, які, окрім надходження якісної біомаси, також виконують свою функцію як ремедіанти для відновлення родючості ґрунту.

Ми досліджуємо майже всі згадані культури, сфокусувавши при цьому інтелектуальні зусилля на міскантусі та світчграсі, адже маємо змогу ґрунтуватися на досить широко напрацьованому світовому досвіді.

SuperAgronom.com: Зупинимося й ми на цих культурах докладніше. Передусім цікаво, завдяки яким властивостям згадані рослини здатні бути сировиною для біоенергетики?

Олександр Ганженко: Унікальність їх у тому, що вони за перебігом процесу фотосинтезу належать до рослин типу С4. Тобто здатні проводити фотосинтез за низьких концентрацій вуглекислого газу, за високих температур і за високого рівня освітлення. Саме ця особливість робить їх надзвичайно адаптивними і надзвичайно продуктивними. Крім того, вони є екологічно стійкими. Тож ми вбачаємо в них значні перспективи для вітчизняних агровиробників.

SuperAgronom.com: Отже, міскантус. Розкажіть про цю рослину детальніше. Спочатку — звідки вона до нас прийшла і які має властивості саме як енергетична культура.

Олександр Ганженко:  Взагалі місантусу є понад 40 видів, але здебільшого вони декоративні. І лише один аллоплоїдний гібрид, який називається міскантус гігантський (Miscanthus Giganteus), за рахунок високої продуктивності, за рахунок високої якості біомаси використовується на енергетичні цілі. Особливістю саме цього гібриду є те, що він не розмножується насінням. Насіння має, але воно стерильне. Тому розводять його ризомами, тобто частинами кореневищ.

SuperAgronom.com: Це, напевно, трудомісткий і недешевий процес?

Олександр Ганженко: Так, наприклад, одна ризома коштує приблизно 3-5 гривень. На 1 га їх потрібно до 20 тисяч. Звісно, не кожен може дозволити собі такі капіталовкладення, щоб закласти плантацію. Тим більше, що вона почне давати віддачу десь на 2-3-й рік. При цьому, за нашими розрахунками і практичним досвідом, реальні прибутки плантація починає приносити лише на 6-7-й рік. Тому сьогодні ми є ініціаторами розробки системи підтримки господарств, які зацікавлені в тому, щоб закладати плантації міскантусу чи верби (найбільш витратні біоенергетичної культури за початковими капіталовкладеннями). Хоча би компенсуючи їм вартість посадкового матеріалу. Аналогічно до того, як діє програма в садівництві.

SuperAgronom.com: Відтермінований прибуток — це не для вітчизняних умов…

Олександр Ганженко: Тому, власне, як я вже казав, ми не пропонуємо вирощувати багаторічні біоенергетичні культури на продуктивних землях. А навпаки — на тих, що наразі не використовуються через їх непридатність. Вкладаючи кошти у вирощування того ж міскантусу, ми отримуємо додаткові плюси. Зокрема, збагачення й відновлення ґрунту. Для біоенергетики застосовується здебільшого стеблова частина рослини, й оскільки збирання врожаю здійснюється в зимово-весняний період, листя на той час опадає і виступає додатковим джерелом надходження органічної речовини у ґрунт. Також міскантус має дуже потужну кореневу систему, яка стримує ерозійні процеси. Таким чином культура може добре закріплювати схил, захищати ґрунт від вітрової та водної ерозії тощо.

Ми вже маємо досвід близько 10 років вирощування міскантусу на бідних землях. Здійснюючи моніторинг за показниками родючості ґрунту, відмічаємо чіткий тренд на підвищення саме органічної складової.

І головне — це сам «продукт», який отримуємо з міскантусу. На відміну від деревних рослин, з неї біомаса збирається щорічно. Урожай з 1 га цієї культури дає можливість замінити 10 тис. кубометрів природного газу. З нього виготовляють тверде біопаливо — гранули, брикети, пелети.

Але, крім цього, завдяки високому вмісту целюлози, його біомаса є гарною сировиною для інших потреб: у паперовій галузі, в будівництві, для виготовлення біопластика тощо. Тобто перспектив його застосування — чимало. 

SuperAgronom.com: З чого ж потрібно починати тим, хто візьметься за вирощування міскантусу?

Олександр Ганженко: Якщо ми говоримо про вирощування його на землях, які давно не використовувались, то за рік до закладання плантації потрібно приділити увагу підготовці цих земель. Слід знищити рослинність, провести глибоку оранку та внести добрива. Адже якщо йдеться про малопродуктивні землі, то певний запас мінеральних добрив необхідний. Причому ми рекомендуємо підвищені норми, адже після закладки плантації підживити рослини вже буде неможливо.

Навесні треба ще провести передпосадкову культивацію, не меншу за глибину садіння. Ризоми міскантусу висаджуються на глибину 8-10 сантиметрів.

В Україні вже є виробники, які пропонують посадковий матеріал цієї культури. Зокрема, і наш інститут. Ми маємо свої сорти, свої розсадники розмноження, які розміщені в різних зонах України. Ми намагаємося весь той матеріал, який пропонуємо для виробників, пропустити через наші біотехнологічні лабораторії, де відбувається очищення від хвороб, вірусних захворювань. Спочатку пропускаємо їх через культуру ін-вітро (тобто вирощуємо «у пробірці»), далі — через тепличний комплекс, і вже після цього такий очищений матеріал висаджується в польових умовах, в розсадниках для більш широкого поширення.

SuperAgronom.com: Якою технікою можна висаджувати ризоми?

Олександр Ганженко: Культура міскантусу для України нова і, відповідно, немає достатньої кількості спеціальних технічних засобів для роботи з цією культурою. Передусім це стосується садильних машин. Але в нашому відділі розроблено і запатентовано низку підходів, як ці машини повинні функціонувати. Відповідно до цих підходів зроблені експериментальні зразки машин, і навіть робочі установки, які працюють в польових умовах, показуючи високу якість і продуктивність.

Однак загалом поки що в Україні міскантус висаджують вручну. І цей процес мало чим відрізняється від садіння картоплі. При цьому необхідно провести певне маркування поля. Після того, як зроблена передсадивна культивація, поле «розлінковується» вздовж і впоперек маркерами на відстані 70 см й на перетині ліній висаджується міскантус. Тобто схема садіння 70х70 см. Вона найбільш оптимальна для українських умов, тому що більшість наявної на нашому ринку техніки для культивації і збирання орієнтована саме на таке міжряддя.

SuperAgronom.com: У які терміни зазвичай висаджують міскантус?

Олександр Ганженко: Бажано це робити десь в середині квітня, щоб застати ще вологу, але разом з тим і не потрапити під можливе зниження температур. Сходи міскантусу з’являються дуже повільно і нерівномірно, тому важливо саме в попередній рік провести активну роботу з контролювання чисельності бур’янів. Адже дієвого й ефективного як для цієї культури гербіциду на сьогодні немає. Є варіанти часткового знищення бур’янів хімічними засобами, але вони разом з тим пригнічують рослини міскантусу. Тому ми рекомендуємо, і самі практикуємо, механічну обробку міжрядь з підгортанням рослин. Взагалі ж саме перший рік є вирішальним щодо того, наскільки вдалою в майбутньому буде плантація. Якщо старт буде сильним, то на наступний рік рослини вже гарно розвиватимуться і не дадуть можливості бур’янам прорости. Важливо також внести певні норми добрив і це дасть змогу буквально на 2-3-й рік отримувати такі урожаї міскантусу, які вже можна збирати і використовувати.

На перший рік життя плантації, як правило, збирати врожай не доцільно. Адже він буде низьким — мова може йти лише десь про 3-4 т/га сухої біомаси. На другий рік вже ніяких агротехнічних заходів для догляду проводити не потрібно і при цьому за нормальних умов (достатньої кількості опадів) можна отримати до 15 т/гасухої біомаси. Починаючи з 3-го і наступні 20 років плантація міскантусу може давати близько 20 т/га сухої біомаси.

Збирання зазвичай проводиться взимку або ранньої весни. Ці роботи до кінця березня необхідно завершити, тому що в квітні починають активно відростати нові пагони.

Міскантус можна збирати і пізньої осені, рослини в цей час вже готові, але в такій біомасі ще досить велика частка зольних елементів, які впродовж осені й зимового періоду опускаються в кореневу частину і таким чином родючість ґрунту не так страждає. Тому якісь біомаси, зібраної взимку й навесні, більш висока і не створює проблем із подальшим її використанням. Тобто зменшується ризик поломок котлів.

SuperAgronom.com: Як довго може існувати одна плантація? Чи наявні загрози щодо хвороб-шкідників?

Олександр Ганженко: Плантація міскантусу без зменшення її продуктивності може існувати до 25 років. Фактично хвороб листового апарату чи якихось шкідників ми на своїх плантаціях не спостерігали. Хіба що личинки хрущів можуть трохи підпорчувати кореневу систему. Але на продуктивність це фактично не впливає, бо рослина має дуже потужну кореневу систему і дуже швидко її відновлює. Можуть бути ризики, пов’язані з низькими температурами взимку, але якраз розроблений нами сорт (Осінній зорецвіт) характеризується тим, що він витривалий до зниження температури за рахунок більш глибоко залягання кореневої системи.

SuperAgronom.com: Якою технікою можна збирати міскантус?

Олександр Ганженко:  Як правило, використовується звичайна кормозбиральна техніка. Можливо, її продуктивність буде дещо меншою, оскільки сам потік біомаси значно більший порівняно з іншими культурами, але при цьому немає необхідності спеціального прилаштування.

Загалом є дві найбільш поширені технології збирання. За однією зібрана біомаса стебла подрібнюється на частинки і потім використовується у грануляторах для виробництва паливних гранул чи брикетів. Другий спосіб — формування тюків, які потім можна використовувати для безпосереднього спалювання або переробляння на більш технологічний вид палива.

SuperAgronom.com: Перейдемо до головного) Який прибуток можна отримувати на міскантусі?

Олександр Ганженко:  Якщо розрахувати на весь термін експлуатації плантації, тобто щонайменше 20 років, то собівартість однієї тонни сухої біомаси виходить на рівні 350 грн. Це дуже низька цифра, навіть порівнюючи з соломою. Бо коли ми забираємо солому з поля, то маємо розуміти, що мусимо компенсувати чимось ті поживні речовини, які ми з цією соломою забрали. В чому взагалі головна відмінність біомаси міскантусу від біомаси соломи? В тому, що стебла міскантусу мають надзвичайно низьку зольність. Ми говоримо максимум про 2% золи, тоді як солома озимої пшениці — це 5-7% золи. А зола — це і є ті макро- й мікроелементи, які потрібні ґрунту. Ми провели розрахунок, що потрібно на 850 грн внести компенсаційну норму добрив для того, щоб забрати без втрати родючості 1 тонну соломи.

Хоча ми визнаємо, що термін окупності плантації настає через 5-7 років. Тому, знову повторюся, не радимо засаджувати продуктивні землі. При цьому точні розрахунки витрат-прибутків можна робити, лише прив’язуючись до конкретних ситуацій. Комусь потрібно «вирощувати пальне» для одного котла, щоб обігрівати будинок чи школу, або лікарню. А якийсь агрохолдинг готовий засадити біоенергетичними культурами чималі площі, аби відмовитись від газу для забезпечення якихось виробництв і ще й заробити на продажі біопалива.

А взагалі вибір культури залежить від земельного банку, який є в розпорядженні підприємства чи громади. Не завжди міскантус може рости там, де його хочуть садити. Можливо, краще посадити вербу чи посіяти світчграс.

SuperAgronom.com: Світчграс — це та друга трав’яниста культура, над якою ваш відділ особливо активно працює? Розкажіть і про неї.

Олександр Ганженко: На відміну від міскантуса, світчграс (Panicum. Virgatum L, або просо прутоподібне) розмножується насінням. З одного боку, це спрощує роботу з цією культурою, робить її більш традиційною, адже підготовка ґрунту і сівба проводяться так само, як для решти сільгоспкультур. Але з другого боку, є низка проблем з вирощуванням цієї культури. Передусім вони пов’язані з дуже низькою схожістю насіння. Ми в інституті проводимо роботи, спрямовані на те, щоб підвищити його схожість різними способами. Зі світчграсом ми працюємо теж більше 10 років, на наших станціях створені демонстраційні розсадники, посівмат для яких ми отримували з європейських країн. Крім того, співпрацюємо з американськими колегами по цій культурі, бо світчграс більше поширений саме у США. Там він, правда, більше використовується як прерійна трава для того, щоб закріпити землі, зменшити ерозійні процеси, сприяти накопиченню органічної речовини. Втім, його біомаса також використовується на енергетичні цілі.

Якщо продовжувати порівнювати світчграс із міскантусом, то неозброєним оком можна побачити, що це менш продуктивна культура — рослини нижчі, біомаси на гектар виростає значно менше. Але за її якістю світчграс не поступається. Та сама низька зольність, але урожайність сухої біомаси вже приблизно 12-15 т/га.

SuperAgronom.com: Які ще переваги має світчграс?

Олександр Ганженко: Основною перевагою є менша залежність від вологи. Міскантус — це все-таки рослина, яка споживає більшу кількість вологи. Ми його рекомендуємо висаджувати в зонах достатнього зволоження, і в деяких регіонах з нестійким зволоженням. Натомість світчграс досить нормально почувається і в тих зонах України, де випадає менше 300 мм опадів за рік. Саме за вологістю ми, так би мовити, диференціюємо ці дві культури. До слова, за цим же показником відрізняємо й деревні культури: де не може рости верба, бо мало вологи, ми рекомендуємо тополю — як менш вибагливу щодо цього чинника.

Читайте також: Вирощування міскантусу: посадити 1 раз, щоб збирати протягом 20 років

SuperAgronom.com: Окресліть основні моменти технології вирощування світчграсу.

Олександр Ганженко:  Це культура багаторічна, вона висівається один раз і потім щонайменше 15 років з насаджень можна збирати врожай. Є важливий чинник — у світчграса дуже дрібне насіння. Норма висіву становить буквально 1,5 кг/га. Тому теж важко отримати гарні, дружні сходи. Відповідно, на тлі низької схожості, низької енергії проростання важко контролювати посіви від забур’янення. Отже, підхід схожий, як у випадку міскантуса. У попередній рік потрібно провести комплекс робіт, пов'язаний зі зменшенням кількості бур’янів, максимально їх позбутися. Адже якщо вам вдасться отримати гарні сходи, то на другий рік урожайність світчграсу становитиме вже близько 7-8 т/га сухої біомаси. Починаючи з 3-4-го року, це вже гарантовано 15-17 т/га.

SuperAgronom.com: Де брати насіннєвий матеріал і як вибрати придатний сорт?

Олександр Ганженко:  Можу сказати про наші розробки. Ми працювали з різними сортами, маємо спільний сорт з Вагенінгенським університетом. Загалом же у нашому портфоліо є два сорти світчграсу. Один адаптований для більш засушливих регіонів і сходу України — сорт Морозко. Другий, навпаки, розрахований на західний і центральний регіони — сорт Лядовське. Фактично обидва сорти покривають всю територію України й адаптовані для наявного різноманіття кліматичних умов.

Тобто певне підґрунтя для розвитку галузі біоенергетичних культур вже є. Чекаємо на активнішу, реальну зацікавленість держави, з одного боку, й аграріїв — із другого…

SuperAgronom.com: Дякуємо за цікаву розмову!

Алла Гусарова, SuperAgronom.com