12. ENERGETICKÉ ROSTLINY
12.1. Energetické byliny 12.2. Energetické dřeviny V současné době se začínají pěstovat rostliny za účelem produkce fytomasy - tzv. energetické plantáže jednoletých nebo víceletých bylin nebo dřevin. Uvádí se kolem jednoho sta rostlinných druhů rostoucích po celém světě, které byly vytipovány jako potenciální zdroj pro energetické využití. Pro energetické plantáže je důležitá volba rostlin. Volba druhu energetické rostliny je určována mnoha faktory jako např. druhem půdy, způsobem využití, prostředky pro pěstování, sklizní a dopravou apod. Dále je nezbytné porovnání výnosů s náklady na pěstování a výrobu energie. Tab. 1 : Výnos fytomasy na plantážích různých druhů energetických rostlin (Podle různých autorů) ___________________________________________________________________________ Jednoleté rostliny
Místo pěstování
Výnos sušiny (t.ha-1 za rok)
___________________________________________________________________________ Slunečnice
SSSR
33
Andropogon festucoides
USA
30
Kukuřice
USA
15
Čirok
USA
31
Kenaf (Ibišek konopný)
USA
49
Cukrová řepa
Nizozemí
22
Cukrová řepa
USA
34
Brambory
Nizozemí
22
Víceleté rostliny ___________________________________________________________________________ Pennisetum
USA
48
Vodní hyacint
USA
40
Cukrová třtina
Havaj
64
Cukrová třtina (max. Výnosy)
124
1
Vojtěška
USA
20
Bambus
USA
12
Miscanthus
SRN
30
Polygonum sachaliense
Japonsko
22
___________________________________________________________________________ Dřeviny ___________________________________________________________________________ Buk
Švýcarsko
10
Smrk
Japonsko
14
Topol (hybrid)
USA
20
Eukalyptus
USA
59
Vrba
Švédsko
52
Akát
USA
10
___________________________________________________________________________
12.1. Energetické byliny Přímo pro účely spalování se ve světě ověřuje několik desítek vybraných jednoletých nebo vytrvalých druhů rostlin. Uvažuje se hlavně s využíváním druhů jako jsou ozdobnice čínská (Miscanthus sinensis), Spartina pectinata, Arundo donax, rákos (Phragmites australis), rdesno (Polygonum), vousatice (Andropogon gerardii), vousatec (Pennisetum alopecurdides), milička (Eragnostis trichodes), třtinovec (Erianthus ravene), proso (Panicum virgatum), konopí seté (Canabis sativa), artyčok (Cynara cardunculus) apod. V podmínkách ČR se dále v polních pokusech ověřují další jednoleté nebo víceleté rostliny jako např. šťovík krmný (Rumex tianshanicus x Rumex patientia), topolovka růžová (Altea rosea), mužák prorostlý (Silphium perfoliatum), bělotrn modrý (Echinops ritro), pelyněk černobýl (Arthemisia vulgaris), lebeda rozkladitá (Artiplex patula), chrastice rákosovitá (Phalaris arundinacea), mračňák (Abutilon) apod. Výše uvedené rostliny jsou převážně víceleté a u některých se prvním rokem musí vynaložit značné náklady při zakládání porostu. Plné využití připadá v úvahu až druhým nebo třetím rokem. Doba sklizně je obvykle v zimě, kdy mají uschlé rostliny nejmenší vlhkost (kolem 15 až 22 %). U víceletých rostlin se předpokládá, že po fázi rozrůstání poskytnou
2
vyšší výnosy než rostliny jednoleté. Jednoleté rostliny mají tu přednost, že jsou určeny pro rychlou produkci, jejich setí a sklizeň se provádí pomocí běžné zemědělské techniky. V našich podmínkách připadají z jednoletých nebo víceletých do úvahy pro pěstování Miscanthus, Reynoutria, Phalaris, Phragmites, Sorghum, Cannabis, Rumex apod.
Jednoleté byliny Kromě víceletých plodin se uvažuje i o některých jednoletých plodinách jako energetickém zdroji. Zde připadá do úvahy sláma obilnin (pšenice, ječmen, žito, triticale) nebo celé rostliny obilnin, řepková sláma, čiroky, konopná sláma apod. Z čiroků se podle hlavních směrů využití (obecný, technický, cukrový, sudánský) na spalování nejméně hodí čirok cukrový, který si při porovnání s ostatními druhy čiroků i při sklizni po zimě (únor, březen) uchovává značné množství vody v rostlinách (30 až 40 %).
Obilniny Slámu je možno považovat za nejrozšířenější zdroj pro energetické využití pocházející ze zemědělské produkce, který je možno přímo spalovat. Sláma má při spalování vysoký podíl zplynovaných částí. Tomu také odpovídá konstrukce kotlů na slámu. Sláma hoří vysokým plamenem proto je topeniště podstatně větší. Odlišný je i způsob přikládání a prohořívání v porovnání s kotli na uhlí. Další nevýhodou je nízká měrná hmotnost slámy a vysoké nároky na skladovací prostory.
3
Tab. 2: Vlastnosti slámy a dřeva jako energetického zdroje (upraveno podle Sladkého) _________________________________________________________________________________________ Vlastnosti
Sláma
paliva
hranolové
válcové
balíky
balíky
Dřevo řezanka
brikety
polena
štěpky
piliny
__________________________________________________________________________________________ Obsah popelovin (%)
5
0,5
__________________________________________________________________________________________ Podíl těkavých složek (%)
70-80
60
__________________________________________________________________________________________ +
Výhřevnost
30
25
14
145
140
100
50
__________________________________________________________________________________________ Vhodnost pro ++
střed.
dopravu
dobrá
špatná
dobrá
střed.
dobrá
dobrá
__________________________________________________________________________________________ Přísun na +++
1)2)
topeniště
1)
2)
1)2)
1)
1)2)
2)
__________________________________________________________________________________________ Regulace výkonu
střed.
střed.
dobrá
dobrá
střed.
dobrá
dobrá
__________________________________________________________________________________________ Objemová 3
hmotnost (kg.m )
120
60-90
60
400-600
450-750
160-250
120-180
___________________________________________________________________________ Poznámky: + 1 m3 odpovídá n litrů topného oleje ++
pro dopravu od meziskladu ke kotli
+++
1) - skládáním, 2) - kontinuálně
Obecně lze konstatovat, že 4 kg slámy nahradí 1 litr topného oleje. Sláma má výhodu oproti uhlí, že má nízký obsah popelovin (kolem 5 %). V současné době se používá ke spalování slámy kotlů s různými systémy. Pokusy se spalováním slámy probíhají více než 10 let. Sleduje se její výhřevnost, vlhkostní parametry, podmínky skladování, vhodnost slámy jednotlivých druhů plodin apod. Bylo např. zjištěno, že nejvyšší výhřevnost má sláma při
4
vlhkosti kolem 20 %. Stanovují se také technické veličiny důležité pro spalování, jako např. spotřeba vzduchu při spalování, objem kouřových plynů nebo podíl prchavých složek. Jsou prováděny porovnávací pokusy se sklizní a spalováním slámy ve formě řezanky, hranolových nebo válcových balíků, briket ale i jednotlivých systémů spalování. Předpokladem úspěšného pěstování energetických plodin je dosažení dobrých výnosů při relativně malých inputech. Za výhodné a konkurence schopné současným klasickým surovinovým zdrojům se považují ty plodiny pěstované na biomasu, z kterých získáme nejméně 10 jednotek energie na jednotku vloženou. Při dosažení hranice 15 t.ha-1 sušiny rostlinné biomasy lze již plodiny považovat za „energeticky“ významné. Pokud jde o pěstování tzv. „energetických plodin“ je třeba také klást důraz na splnění kvalitativních norem požadovaných průmyslem, ale i na to, zda se dají dobře zpracovat odpady, jak to činí např. v SRN. Konopí seté (Canabis sativa L.) Původ, rozšíření a využití Střední Asie. Latinské rodové jméno pochází z předoasijského jazyka. Podle Herodota znali konopí Trákové a Skytové. Řecko-latinského jména kannabis užívali již Dioskurides a zná je i Plinius. V celosvětovém měřítku je produkce konopí relativně bezvýznamná. Výměra konopí dosahuje dnes cca 280 000 ha, z toho v západní Evropě 17 800 ha (především Francie). Ve Velké Británii bylo v roce 1997 konopí pěstováno na 2 500 ha, v Nizozemí na 6 000 ha, v Německu na 1 200 ha, Rakousku na 670 ha. Ve východní Evropě (Polsku, Maďarsku, bývalé Jugoslávii, Ukrajině, Rumunsku) se konopí pěstuje na 50 000 ha. Významná produkce průmyslového konopí je také v Austrálii a Kanadě. Na základě zákona o omamných látkách je v některých zemích produkce konopí zakázána (např. USA) nebo alespoň podléhá povolení. Konopí je v současné době u nás problematickou rostlinou. Do roku 1996 se mohlo bez rozporu s naší legislativou normálně pěstovat. Situace se zkomplikovala přijetím zákona č. 92/1996 Sb. o odrůdách, osivu a sadbě pěstovaných rostlin, který nepřímo do jisté míry znemožňuje pěstování konopí tím, že stanoví požadavky na rozmnožovací materiál uváděný do oběhu. V současné době existuje od 1. 1. 1999 nový zákon č. 167/98 zákon „O návykových látkách“, který upravuje pěstování máku a konopí. § 24a zákona zakazuje pěstovat druhy a odrůdy konopí (rod Cannabis), které mohou obsahovat více než 0,3 % látek ze skupiny THC (tetrahydrokanabinolů). § 29 nařizuje ohlašovací povinnost osob pěstujících
5
mák nebo konopí. Osoby pěstující mák nebo konopí na celkové ploše větší než 100 m2 jsou povinny nahlásit místně příslušnému územnímu odboru MZe. Konopí seté obsahuje v semenech až 35 % mastného oleje, asi 25 % bílkovin a mimo jiné také vitamin K. Nať hlavně narkotického konopí indického obsahuje kannabinol, kannabidiol a kannin a dále tetrahydrokannabinol. Jsou to látky obsažené v pryskyřici vylučované samičími rostlinami žlázkami zejména v květenstvích, dále na listech a rozpustné v oleji. Konopí dále obsahuje cholin, trigonelin a asi 0,3 % silice. Průměrná produkce vlákna je kolem 1,4 t.ha-1, špičkové výnosy dosahují až 5 t.ha-1. Výnos semene se při dvojím užitku pohybuje kolem 1 t.ha-1. Registrované odrůdy: Juso-11, Beniko. Dříve povolené: Rastislavické, Uniko B. Naše dříve povolené odrůdy nevyhovují přísným normám EU, které stanovují, že pro pěstování konopí mohou být použity pouze odrůdy, které mají obsah omamných látek pod 0,3 % v jakékoli části rostliny. Některé odrůdy povolené k pěstování v zemích EU mající obsah THC pod 0,3 %: Carmagola, CS, Delta 405, Delta Lolsa, Epsilon 68, Fedora 19, Fedrina 74, Felina 34, Ferimon, Fibranova, Fibrimon 24, Fibrimon 56, Futura, Santhica 23. Nově povolené odrůdy v EU (asi od r. 1996) - Německá Fasamo (raně zrající), Maďarská Kompolti (pozdě zrající, vysoký výnos stonků). V listinách odrůd je ve východní a západní Evropě zaneseno 44 průmyslových odrůd. V Rusku jsou v severních oblastech převážně pěstovány na vlákno odrůdy US-1, US-6, US-9, glukhovskaya 1, glukhovskaya 10, v lesostepních zónách Uzhnaya, Cherkasskaya, v oblasti jižní Ukrajiny a severního Kavkazu Dneprovskaya 4, Uzhnaya, Krasnodarskaya, Krasnodarskaya 35. (V Rusku se v roce 1994 pěstovalo celkem kolem 4 000 ha konopí na vlákno.) Využití produktu: Semeno
- potravinářský průmysl - rybí konzervy, výroba tuků - chemický průmysl - mýdlo, olejové barvy (náhrada lněné fermeže) - osivo - lékařství (fytin - chudokrevnost atd.)
Konopná semena jsou výborným zdrojem bílkovin. 65 % bílkovin z obsahu konopného semene je ve formě globulínu Edestinu. Výjimečně vysoký obsah Edestinu kombinovaný s Albuminem (další kompletní bílkovina obsažená v semenech) znamená, že konopné bílkoviny jsou k dispozici ve formě, která byla objevena v lidské krevní plazmě - tekuté části krve, která dodává tkáním živiny. Vylisovaná konopná semena, stejně jako sójová, mohou být 6
okořeněna a chuťově připravena podobně jako kuře, biftek nebo vepřové maso, nebo mohou být použita k výrobě tvarohu nebo margarinu. Konopné semeno může být naklíčeno a použito jako kterékoliv jiné klíčky na salát nebo k vaření. Konopná semena obsahují pouze nepatrné množství THC. Semeny, bílkovinami nebo tuky (olejem) extrahovanými ze semen mohou být krmena všechna domácí zvířata: kočky, psi, dobytek, drůbež. Semena je možno používat do ptačího zobu nebo směsí pro zvířata jako jsou morčata nebo křečci. Ze spektra semen v ptačím zobu nebo ze směsí sežerou ptáci nebo zvířata nejdříve konopná semena. Uvádí se, že s konopnými semeny v potravě žijí ptáci o 10-20 % déle. Sláma
- spalování (spalné teplo slámy: 18,06 kJ.g-1, semene: 22,85 kJ.g-1)
Vlákna
- lana, provazy, sítě, vázací provázky, nitě, popruhy - plachty, plátno, nábytkové látky, tkaniny (látková obuv, tašky) - stavební hmoty (cemento vláknité desky, pokrývací materiál, izolanty) - lisované součástky (dveřní výplně u automobilů) - speciální papír
Pazdeří
- podestýlka, spalování
Plevy
- obsahují kys. kanabidiovou (silný baktericidní účinek - antibiotikum)
Konopí je možný zdroj rostlinné buničiny pro výrobu benzínu, dřevěného uhlí, methanolu, plynu, elektřiny. V roce 1938 se uvádí, že z konopného vlákna lze vyrábět více než 5 000 textilních produktů od lana po jemné krajky. Z pazdeří, které zbyde ze stonků po odstranění vlákna a obsahuje více než 77 % celulózy, je možné vyrábět více než 25 000 produktů od dynamitu po celofán. Tab. 3: Kvalitativní složení oleje konopí (vysychavý) ___________________________________________________________________________ Obsah oleje
Procentický obsah jednotlivých mastných kyselin v oleji
v semeni ___________________________________________________________________________ (%)
Palmitová
Stearová
Olejová
Linolová
Linolenová
16:0
18:0
18:1
18:2
18:3
___________________________________________________________________________ 35
6,6
2,6
14,9
56,7
19,2
___________________________________________________________________________
7
Botanická charakteristika Čeleď konopovité (Cannabaceae). Konopí je jednoletá dvoudomá rostlina. Samčí rostliny jsou vyšší a štíhlejší, mají světlejší listy a šedozelený vrchol. Dozrávají o 4 - 6 týdnů dříve než samičí rostliny. Samičí rostliny jsou nižší, silnější, více olistěné a tmavší. V normálním porostu je asi 53 % samčích a 47 % samičích rostlin. Konopí má kůlovitý kořen sahající do hloubky 0,30 - 0,40 m, na hlubokých půdách až do 2 metrů. Stonek dorůstá průměrně kolem 2 m výšky (ale i 4 m). V prvních fázích růstu je měkký, dužnatý, později odspodu dřevnatí. Obsahuje 13,5 - 19,5 % vlákna. Listy jsou střídavé, dlanité tří až třináctičetné a krátkými stopkami. Plod je vejčitá jednosemenná nažka s HTS od 8 do 26 g (v průměru 20 g). Semena brzy ztrácí klíčivost (třetím rokem o 30 - 40 %). Konopí je cizosprašné (větrosnubné). Kvete v červnu až srpnu, plody dozrávají v září až říjnu. Vyskytují se tři druhy konopí: 1) indické (C. indica Lm.) - kde všechny zelené části rostliny a zvláště květenství obsahují značné množství (nad 10 %) tetrahydrocannabinolu (THC) - zdroj marihuany 2) plané (C. ruderalis) - je jednoletý plevel 3) seté (C. sativa L.) - je nejrozšířenější druh konopí, kde rozeznáváme tři formy: a) severní: je nízké v průměru 0,6 - 0,8 m vysoké. Je rané, dozrává za 60 - 70 dní. Dává malý výnos stonků i semen, která jsou drobná. U nás se nepěstuje. b) jižní (typ vegetativní): 3 - 4 m vysoké. Dozrává za 130 - 180 dní. Dává velký výnos vláken, malý výnos semen. Vlákna jsou dlouhá a jemná. c) přechodný typ: je 1,70 - 2,50 m vysoké. Má prostřední vlastnosti obou předchozích forem. Dozrává za 90 - 120 dní. Dává dobrý výnos vláken i semen.
Požadavky na prostředí Konopí je plodinou teplejších oblastí. Jižní forma pěstovaná na semeno potřebuje sumu teplot 2200 - 2800 °C. Na mráz je citlivější než len, mladé rostliny však snášejí slabší mrazíky. V první době růstu vyžaduje konopí dosti vody, později je schopné odolávat přechodnému suchu. Na půdu má značné nároky. Nejvhodnější jsou úrodné, hluboké a zpracovatelné půdy hlinité a písčitohlinité s nízkou spodní vodou, dobře vyhnojené a bohatě zásobené humusem. Konopí lze sít na zúrodněných slatinách, rozoraných loukách nebo vysušených rybnících. Nesnáší kyselé půdy a nejlépe se mu daří na půdách neutrálních až slabě
8
zásaditých. Nevhodné jsou půdy mělké, kamenité, písčité, ulehlé, jílovité, vysychavé. Konopí je náročné na vodu - na vytvoření jednotky sušiny potřebuje 1,5 až 2,0krát více vody než pšenice nebo oves.
Agrotechnika konopí Nejvhodnější předplodinou pro konopí jsou plodiny, které zanechají půdu v dobrém strukturním stavu, pokud možno nezaplevelenou jako jsou okopaniny, kukuřice, luskoviny, jetel, vojtěška. Konopí je možné pěstovat i po obilninách. Snáší i pěstování po sobě. Je dobrou předplodinou i pro náročné polní plodiny, protože zanechává půdu v dobrém stavu. Kromě možnosti pěstovat konopí na vlákno nebo na semeno se v poslední době uvažuje o jeho pěstování na hmotu pro energetické účely. Podle toho se řídí i způsob pěstování. Konopí vyžaduje velké množství živin. Nejlepší je když je půda dobře vyhnojena statkovými hnojivy. Při hnojení hnojem se aplikuje 30 t.ha-1 i více. Dobře působí i zelené hnojení. Průmyslová P a K hnojiva se zapravují podle půdní úrodnosti již při orbě do větší hloubky, z části do menší hloubky před setím. Není-li dostatek Ca, zaorají se na podzim i vápenatá hnojiva, neboť konopí odnímá značné množství vápníku a vyžaduje neutrální až zásaditou půdní reakci. Je možno dávat ledek vápenatý na list, dříve než rostliny dosáhnou výšky 0,10 - 0,15 m. Tab. 4: Průměrný odběr živin sklizní při produkci 1 tuny sušiny (kg) ___________________________________________________________________________ N
P
K
Ca
Mg
___________________________________________________________________________ zrno
43,8
9,9
10,7
1,1
2,2
sláma
8,3
2,1
9,1
10,2
1,5
___________________________________________________________________________
Na podzim oráme do hloubky 0,25 - 0,30 m. Před setím povrch půdy pečlivě urovnáme. Sejeme v druhé polovině dubna nebo začátkem května. Konopí pěstované na hmotu sejeme do řádků 200 - 250 mm širokých. Hloubka setí 20 - 30 mm s výsevkem 100 kg.ha-1 semene.
9
Ošetření během vegetace Po zasetí válíme. Konopí roste zpočátku rychle, brzy je silně olistěno a při hustějším výsevu potlačuje plevele. V případech, kdy pěstujeme konopí na semeno, je minimální izolační vzdálenost 1000 m. Konopí nepoléhá a je poměrně odolné proti chorobám a škůdcům. Konopí může škodit dřepčík chmelový (Psylliodes attenuata Koch.), housenky můry gama (Autographa gamma L.), mšice konopná (Phorodon cannabis Pass.), zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis Hübn.), pidikřísek zelenavý (Empoasoa flavescens F.), listohlodka konopáčová (Liriomyza eupatorii Kattenbach). Ve starší literatuře se uvádí poškození hmyzem, především moly Ostrinia nuabilis a Grapholita delinenana, zvláště v oblastech s vysokým zastoupením kukuřice. Z chorob se nejčastěji vyskytuje plíseň šedá (Botrytis cinerea Pers.) fusariosa (Giberella pulicaris (Fr.) Sacc.), septoriosa (Septoria cannabis), hnědá skvrnitost listů (Stephylium botryosum), rakovina a některé choroby virového původu. Nejnebezpečnější chorobou je asi bílá (sklerociová) hniloba, jejíž původcem je hlízenka obecná (Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) Masse). Někdy porosty na semeno při dozrávání navštěvuje ptactvo.
Sklizeň Konopí na produkci stonků (vlákna) je obecně sklízeno v okamžiku, kdy jsou samčí rostliny v plném květu a zbavují se pylu nebo po pylovém spadu, když začnou opadávat listy. Konopí se nedá sklízet, pro své houževnaté stonky běžnými sklízecími mechanizmy. Většinou typů sklizňových řezaček, hlavně bubnových, se konopí pro technické a energetické účely nedá sklízet (namotávání stébel na ústrojí). Z u nás vyrobených sklízecích řezaček se osvědčila při sklizni konopí pouze řezačka SŘ 01 z Agrostroje Pelhřimov. Pro průmyslové využití vláken byly vyvinuty kombinované stroje, které oddělují semeno a stonky spolu s listím vracejí na pole k doschnutí. Oddělené vlákno se potom lisuje do balíků. V Nizozemí se sklízí konopí upravenou sklízecí řezačkou na kukuřici firmy KEMPER. Původní řezačkou se pokosené konopí nedalo obracet ani sklízet z důvodů příliš dlouhých stébel (až 4 m). Upravená řezačka konopí odřezává a zároveň je řeže patentovým způsobem na délku 500 600 mm a odkládá je na strniště do řádku, který se po třech dnech po dobu 14 dní obrací obracečem, který obrací najednou 3 řádky. V důsledku pomačkání stébla rychle zasychají na vlhkost do 20 %. Uschlá hmota se sbírá sběracím lisem na obří balíky. Výnosy v našich podmínkách u nadzemní fytomasy se pohybují kolem 5,0 - 7,0 t.ha-1 (13,0 t.ha-1).
10
Výnosy dosažené v pokusech VÚRV Praha-Ruzyně v závislosti na podmínkách pěstování kolísaly v rozmezí 2,5 - 13,0 t.ha-1 sušiny. Vytrvalé byliny Ozdobnice čínská (Miscanthus sinensis Anderss.) Původ, rozšíření a využití Pochází z východní Asie (jižní Kurily, Tchaiwan, Korea, Thajsko, Polynézie). Využívá se při výrobě buničiny (vysoký obsah celulózy kolem 40 %), na stavební materiál (dřevovláknité desky, rohože apod.), snadno likvidovatelné obaly a pro spalování (spalné teplo celých rostlin = 19,06 kJ.kg-1. V seznamu povolených odrůd zapsaných ve státní odrůdové knize k 1. 8. 1998 není uvedena žádná odrůda. Ze zahraničí jsou k dispozici výkonné formy gigantheus, goliath, Sirene apod. Jejich nevýhoda je, že jsou sterilní. Tyto formy se množí rhizomy (kořenovými oddenky).
Botanická charakteristika Čeleď lipnicovité (Poaceae), tribus vousatkovité (Andropogoneae). Je to vytrvalá rostlina. Lata je široká, okolíkatě patrovitá, větévky odvislé. Oddenek dřevnatý. Počet chromozomů: 2n = 38.
Požadavky na prostředí Ozdobnici se nejlépe daří na lehčích strukturních půdách, spíše v teplejších oblastech s vyšším množstvím srážek. Doporučují se humózní písčité půdy s vysokou hladinou podzemní vody (ne více než 600 mm) a pokud možno s malým zaplevelením vytrvalými plevely (pýr, šťovíky). Půdy s nižší hladinou podzemní vody vyžadují závlahu. Půdní kyselost je optimální v rozmezí 5,5 až 6,5, nad pH 7,0 byly pozorovány deprese výnosu. Plodina značně šetří s vodou, neboť její koeficient transpirace je kolem 250 litrů na kg sušiny, což ji řádí mezi čiroky (200 l.kg-1) a kukuřicí (300 l.kg-1). Přesto při dosahování 40 tun sušiny fytomasy z hektaru je teoreticky třeba 1 000 mm srážek.
11
Agrotechnika ozdobnice Sazenice je nejlepší sázet po dobrých předplodinách. Ozdobnici je možno pěstovat po okopaninách (cukrovka, brambory), luskovinách a obilninách. V SRN se doporučuje sázet po tritikale, řepce, čiroku, (kukuřici). Jako vytrvalá rostlina by měla ozdobnice být založena minimálně na 10 až 15 let. Podmítka s rozmělněním posklizňových zbytků, hluboká orba, příprava seťového lůžka, rozmělnění půdy do 0,10 m (pro mechanické vysazování), mechanické hubení plevelů před sázením, chemické hubení plevelů. Vysazují se sazenice z odkopků, nebo vypěstované in vitro, nejlépe takové, které přečkaly již jednu zimu. Ozdobnice je v prvém roce výsadby náchylná k vymrzání, proto se někdy doporučuje založený porost přikrýt na zimu např. slámou ve vrstvě 100 - 150 mm, což odpovídá množství slámy cca 3 t.ha-1. Podstatně levnější a snáze proveditelný je výsev např. hořčice bílé do meziřádků koncem července nebo začátkem srpna v roce výsadby, který je údajně stejně účinný jako přikrytí slámou. Sází se v době, kdy je teplota půdy vyšší než 10 °C, tj. od poloviny května do poloviny července a to 10 000 ks.ha-1 (do 20 000 ks.ha-1). Při výsadbě se doporučuje kořenové baly sazenic navlhčit a vysazený porost pokud je možnost zavlažovat. Je možno sázet modifikovanými sazeči na cibuli, nebo stroji na výsadbu lesních stromků. Pro výsadbu z rhizomů je možno také použít mechanizace. Tyto rhizomy se nejlépe vybírají na jaře, kdy je půda vlivem mrazů méně kompaktní a rhizomy se nemusí skladovat, sklízečem brambor. Potom se musí vybrané rhizomy ručně krájet a třídit. Na dobře zásobených půdách se obejde ozdobnice prvním rokem bez hnojení. Na půdách s menší zásobou živin se doporučuje hnojit prvním rokem do poloviny června jednorázově do 50 kg.ha-1 N kvůli vymrzání. V dalších letech se velikost dávky má přizpůsobit zásobám živin v půdě a dosahovaným výnosům. Druhým rokem je třeba při hnojení vycházet ze zásobení půd živinami. V průměru se doporučuje hnojit druhým rokem a další léta 70 kg.ha-1 N, 40 kg.ha-1 P a 50 - 100 kg.ha-1 K, P a K nejlépe na jaře a dusík od jara do poloviny července. Doporučuje se podle zásobení půd hnojit i mikroelementy Cu, Zn, B, Mn. V Rakousku bylo s úspěchem použito i hnojení kejdou skotu v dávce 30 m3.ha-1.
12
Tab. 5: Odběr živin sklizní při produkci 1 tuny sušiny (kg) ___________________________________________________________________________ N
P
K
Ca
Mg
___________________________________________________________________________ Celá rostlina
6,5
1,3
6,2
8,5
1,4
___________________________________________________________________________
Ošetřování porostu během vegetace První rok po vysazení, než se porost zapojí, je možno používat mechanickou regulaci plevelů (např. prutové brány) nebo aplikovat herbicidy. Druhým, většinou však třetím rokem není třeba používat prostředky na ochranu rostlin, protože opadávající listová hmota vytváří vrstvu mulče, která potlačuje růst plevelů. Kromě toho dochází k neustálému rozšiřování oddenků, ze kterých ozdobnice každoročně vyrůstá. Druhým rokem se používá plečkování pouze při pozdním termínu sázení v předešlém roce nebo při silném výskytu plevelů. Sazenice, které se neujaly, je možné druhým rokem nahradit vlastními sazenicemi z odkopků. Pokud je k dispozici závlaha doporučují se 2 až 3 dávky kolem 15 mm. Porosty ozdobnice nejsou v současné době výrazněji napadány chorobami nebo škůdci, proto není třeba chemické ochrany. V Evropě bylo v některých oblastech zjištěno napadení stonků houbou Rhizoctonia sp. a dále hniloba kořenů způsobená houbou Pythium sp. Při velké půdní vlhkosti a déle trvajícím zamokření se vyskytuje napadení houbami ze skupiny bazidiomycet. Použití herbicidů je možné na podzim před výsadbou, případně v druhém roce před vyrašením ozdobnice (přípravek ROUNDUP). V SRN použili s úspěchem do porostu ozdobnice proti heřmánku a merlíkům CENTROL B (Bromoxynil-Mittel).
Sklizeň Sklizeň je možno provádět pojízdnými samochodnými řezačkami, s kterými se sklízí kukuřice, od listopadu do března. Ze sklizené slámy je možno lisovat pelety (hmotnost cca 500 kg.m-3), balíky, nebo jí pro stavební účely sklízet celou (stavební materiál). Ozdobnice se v roce výsadby nesklízí, v druhém roce dává výnos sušiny do 10 t.ha-1, ve třetím roce a dalších letech 20 - 25 t.ha-1 sušiny fytomasy, při intenzivním pěstování i více než 30 t.ha-1. Většinou převažuje sklizeň po zimě (únor, březen), neboť odpadnou starosti s případným dosoušením. Při sklizni po zimě je však třeba počítat se ztrátami sušiny i více než 30 %. 13
Při likvidaci porostu je možno použít několika metod. Jednou je chemická likvidace nově rašících výhonků, která se používá na jaře. Potom se mohou vyskytnout potíže při zakládání nové plodiny. Dále např. vyorání rhizomů (např. rotačním kultivátorem) na povrch půdy na podzim, kde rhizomy přes zimní období zmrznou. Křídlatka (Reynoutria) Původ, rozšíření a využití Křídlatka pochází z mírného pásma Asie. Zvláštní pozornost si zasluhuje schopnost těchto rostlin akumulovat těžké kovy (kadmium, olovo). Listový extrakt je účinný proti různým druhům padlí. V poslední době, s ohledem na vysoké výnosy sušiny fytomasy z plochy, se uvažuje s křídlatkou jako alternativním obnovitelným zdrojem energie. Vedle energetického využití lze křídlatku využít jako krmivo pro hospodářská zvířata, vysokou zvěř. Používá se ke zpevnění a ochraně břehů řek, písečných dun. Může sloužit jako medonosná rostlina, poskytuje úkryt pro menší savce a některé ptáky. Oddenky se využívají v tradiční čínské a japonské medicíně pro léčení hnisavých zánětů kůže, chronických onemocnění a kapavky. Listy lze využít jako náhražky za tabák, mladé výhonky lze využívat k přípravě salátů. Listový extrakt je účinný proti různým druhům padlí. Rostliny mohou být v parcích použity jako dekorativní trvalky. Křídlatka je v současné době diskutovanou problematickou plodinou. Vzhledem k častému zplaňování a schopnostem nekontrolovaně se šířit patří v současné době mezi několik nejobtížnějších invazních plevelných druhů v Evropě. V některých státech Evropy je křídlatka na listině karanténních druhů plevelů. Proto i přes vysoké výnosy fytomasy, bude nutné odpovědně zvažovat její pěstování pro energetické využití, zejména pokud se potvrdí skutečnost, že křídlatka je schopna v našich podmínkách se šířit semeny.
Botanická charakteristika Křídlatky jsou vytrvalé dvoudomé byliny patřící do čeledi rdesnovité (Polygonaceae) s bohatě rozvětvenými a silnými dlouhými oddenky. Lodyhy jsou statné, přímé, větvené, silné, duté. Listy řapíkaté, celistvé, celokrajné, dvouřadě do plochy rozložené, nejčastěji podlouhle vejčité až široce vejčité, botky v mládí bylinné, s vyniklou žilnatinou, záhy rozdřípené. Květenství úžlabní nebo koncové, laty složené z různě dlouhých lichoklasů. Květy funkčně jednopohlavné, v samčích květech jsou dlouhé tyčinky a krátké pestíky, v samičích krátké tyčinky a výrazné pestíky; okvětí na bázi srostlé, s pěti bělavě až zelenavě
14
zbarvenými cípy; samčí květy s 8 tyčinkami, samičí s 3 čnělkami zakončenými třásnitými bliznami, vnější okvětní lístky na plodu výrazně křídlaté. Plod je 3hranná nažka zcela uzavřená ve zveličelém okvětí. Z křídlatek jsou v naší květeně zastoupeny např. Polygonum sachalinense - Syn.: Reynoutria sachalinensis (F.Schmidt) Nakai - křídlatka sachalinská, Reynoutria japonica Houtt. - křídlatka japonská. Vyskytuje se i kříženec předešlých druhů Reynoutria x bohemica Chrtek et Chrtková, který byl popsán v roce 1983 z lokality nedaleko lázní Běloves u Náchoda. V podmínkách střední Evropy dosahují tyto rostliny výšky až 3 m. Z Japonska jsou hlášeny výnosy sušiny 12 až 27 t.ha-1. Podobných výnosů lze dosáhnout i u nás.
Požadavky na prostředí Křídlatka planě roste od nížin až do podhorské oblasti na rumištích, v křovinách, podle vod, hlavně na mokré, živné, nevápenité, kamenité půdě. Nejlepší podmínky pro růst jsou na stanovištích s dobrou zásobou vody. Zvláštní pozornost si zasluhuje schopnost těchto rostlin akumulovat těžké kovy, zvláště kadmium a olovo. Mladé rostliny křídlatky jsou citlivé na pozdní jarní nebo časné podzimní mrazy případně letní sucho. Délka vegetační doby trvá asi 8 měsíců. Prýty vyrážejí nad zem koncem dubna. Růst prýtů je v květnu velice rychlý. Udává se, že se stonky v tomto období prodlužují v průměru o 46 mm za den, což lze srovnat s rychlostí růstu výhonku bambusu. Křídlatka kvete od července do října. Udává se, že křídlatka většinou v našich podmínkách nevytváří zralá klíčivá semena. V poslední době byl však výskyt zralých a klíčivých nažek křídlatky japonské zjištěn na některých místech jižní Moravy. Toto zjištění dává nové možnosti pro případné zakládání porostů křídlatky ze semen. Vývojová perioda je většinou ukončena prvními mrazíky, kdy uhynou nadzemní části polykorrmonu. Zimu přežívá prostřednictvím podzemního systému oddenků sahajících do hloubky i přes 2 metry, z něhož na jaře raší nové prýty.
Agrotechnika Agrotechnika křídlatky je obdobná jako u ozdobnice. Vysazují se 1 až 3 odkopky na 1 m2. Plantáž křídlatky lze založit jako u ozdobnice z oddenků. Semeny se množí velmi obtížně. Na podzim nebo lépe na jaře v době, kdy křídlatka začíná rašit, vyrýpneme a zasadíme odkopky do odplevelené a dobře připravené půdy. Zpracování půdy je obdobné jako u ozdobnice. Rostliny je možné přihnojovat, nejlépe na jaře před vyrašením nových výhonků. Dávky živin přizpůsobujeme odběru živin sklizní. Sklizeň pro energetické využití je 15
nejlépe provádět, obdobně jako u ozdobnice, v únoru nebo v březnu, kdy je nejnižší obsah vody v rostlinách. Na rozdíl od ozdobnice se křídlatce daří i v chladnějších oblastech.
Tab. 6: Odběr živin sklizní při produkci 1 tuny sušiny nadzemní fytomasy (kg) ___________________________________________________________________________
Celá rostlina
N
P
K
Ca
Mg
6,00
0,66
6,68
7,27
0,86
___________________________________________________________________________ Choroby a škůdci se u křídlatky vyskytují v zanedbatelném rozsahu.
Chrastice rákosovitá (Baldingera arundinacea (L.) Dumort. syn. Digraphis arundinacea Trin., Phalaris arundinacea L.) Původ, historie pěstování, rozšíření Autochtonní druh, který je přirozeně rozšířen na celém území našeho státu, všude tam, kde je dostatek půdní vláhy. Chrastice rákosovitá je rozšířena téměř po celé Evropě, Asii (kromě jižní části), Severní Americe. Běžně se pěstuje jako pícnina (čerstvá píce, seno, siláž). Chrastice je jednou z alternativních plodin, o jejímž rozšířeném pěstování pro průmyslové využití se uvažuje, a to hlavně v SRN, Dánsku ale i severských evropských státech jako je Finsko, Švédsko. Např. ve Švédsku mají oseto více než 1000 ha chrasticí rákosovitou. Zcela nově se začíná zavádět i v pobaltských zemích, kde jí dávají přednost před rychle rostoucími dřevinami. Tato plodina má sloužit jako zdroj pro výrobu buničiny (obsah ligninu je kolem 14 %, obsah celulosy 30 - 36 %) nebo jako potenciální energetický zdroj (spalné teplo sušiny celé plodiny je v průměru podle našich měření 17,52 MJ.kg-1). V seznamu odrůd zapsaných ve Státní odrůdové knize k 1. 8. 1998 není uvedena žádná odrůda. V zemích EU se považuje za standard odrůda Palaton (USA). Některé další zahraniční odrůdy: Luba syn. Motycka (POL), Motterwizer (D), Pervenec (SUN), Peti, Szarvasi 50, Szarvasi 60, Keszthelyi 52 (H), Lara (NOR), Vantage, Venture (USA), Belevue, Rival (Canada). Šlechtí se nové odrůdy pro průmyslové využití, které by se měly lišit od krmných tím, že mají vysoký poměr stonků oproti listům, nízký obsah popele a prvků jako jsou křemík,
16
draslík a chlór. Chlór při spalování způsobuje korozi spalovacích zařízení a popel se při vysokém obsahu ostatních uvedených prvků a při nízkých teplotách taví a spéká. Ekonomika chrastice rákosovité (ceny roku 1995) je následovná (upraveno podle V. Sladkého - SI 3/95). Přímé náklady na orbu a předseťovou přípravu představují cca 1 500 Kč.ha-1. Případné hnojení 100 kg.ha-1 NPK včetně aplikace představuje 680 Kč.ha-1. Přímé náklady na 1 ha pro zasetí porostu představují 350 Kč. Do nákladů jsou zahrnuty provoz traktoru včetně PHM, náklady na mechanizaci, náklady na osivo, náklady na pracovní síly. Při předpokládaném pěstování chrastice na 5 let činí rozpočet 506 Kč.ha-1.rok-1. Pro jednu tunu při výnosu 5 t.ha-1 jsou přímé náklady 101 Kč. Měrný náklad na založení porostu tedy celkem představuje 101 Kč.t-1. Další položky představují přímé náklady na posečení porostu (28 Kč.t-1), na sběr a lisování (150 Kč.t-1), na dopravu a uskladnění (70 Kč.t-1) a manipulaci ze skladu a v kotelně (50 Kč.t-1). Přímé náklady budou navýšeny režijními položkami, daněmi, úroky, případnými náklady na ochranu rostlin. Přesto odhadnutá cena přímých nákladů při současných cenách pro rok 1998 cca 400 Kč.t-1 je výrazně nižší, než cena stejně výhřevného uhlí včetně případných poplatků vztažených na jeho spalování.
Botanická charakteristika Čeleď lipnicovité (Poaceae). Chrastice rákosovitá je vytrvalá výběžkatá tráva. Patří mezi naše nejvyšší trávy. Výška stébel často přesahuje přes 2 m. Mohutná přímá stébla jsou zakončena dlouhou jednostrannou latou. Sterilní výhony jsou stébelné, hustě olistěné. Listy jsou dlouhé a široké. Chrastice rákosovitá vytváří dlouhé podzemní oddenky, které jsou rozprostřeny těsně pod povrchem půdy. Kořenový systém je mohutný, jdoucí do značné hloubky. Plodem je vejčitá nahá obilka asi 1,5 až 4 mm dlouhá a 1 mm široká s HTS kolem 0,8 g.
Požadavky na prostředí V přirozených travních porostech se chrastice rákosovitá nejvíce vyskytuje v okolí vodních toků. Její rozšíření vysoko do hor upozorňuje na její velkou odolnost vůči drsným klimatickým podmínkám. Nejlépe se jí daří na těžších půdách s bohatou zásobou živin. Na půdní reakci není zvláště citlivá. Snáší půdní reakci v rozmezí pH od 4,0 do 7,5 s optimem kolem pH 5,0. Po zakořenění jí neškodí ani delší přísušek. Holomrazy ani pozdní jarní mrazíky ji neškodí. Také zastínění nebo krátkodobé zavodnění snáší dobře. Chrastice je cizosprašný alotetraploidní druh (2n = 28). 17
Agrotechnika chrastice Je dobré zařadit chrastici na nezaplevelený pozemek. Vhodnou předplodinou jsou luskoobilní směsky a obilniny, které následují buď po pícnině nebo po ozimé řepce. V literatuře se uvádí, že je chrastice značně náročná na živiny. Ve Švédsku uvádějí průměrné dávky živin při pěstování chrastice sklízené na jaře 80 kg.ha-1 N, 30 kg.ha-1 K a 10 kg.ha-1 P. Ve Švédsku bylo použito s úspěchem také přihnojování čistírenským kalem. Ve Finsku používali v polních pokusech prvním rokem 40 - 70 kg.ha-1 N a později 70 100 kg.ha-1 N. Z našich pokusů můžeme doporučit k chrastici od druhého roku pěstování v závislosti na půdních podmínkách dávku 50 - 80 kg.ha-1 N. Tab. 7: Odběr živin sklizní při produkci 1 tuny sušiny (kg) ___________________________________________________________________________ N
P
K
Ca
Mg
___________________________________________________________________________ Celá rostlina
7,63
2,57
6,55
6,11
1,44
___________________________________________________________________________
Agrotechnika záleží na tom, za jakým účelem se chrastice pěstuje. Chrastici je možno pěstovat na semeno, píci nebo průmyslové využití. Na semeno se seje na přiměřeně vlhký pozemek s těžší půdou s dostatkem živin do širších řádků (500 - 750 mm). Výsevek na semeno činí 8 - 10 kg.ha-1. Výsev je možno provádět na podzim nebo časně z jara zároveň s krycí plodinou nebo bez krycí plodiny časně na jaře. Chrastice dozrává ke konci července. Chrastici na semeno je třeba sklízet opatrně, neboť obilky dozrávají značně nestejnoměrně a snadno vypadávají. Výnosy semene se udávají 0,2 - 0,4 t.ha-1. Při pěstování chrastice na píci (hmotu) se seje do užších řádků na vzdálenost 125 až 500 mm podle využití. Výsevek v čisté kultuře činí 20 - 25 kg.ha-1 semene. Aby se zajistila dobrá kvalita píce, je třeba její porosty sklízet ještě před metáním, kdy seno má vysoký obsah bílkovin. Po vymetání se rychle snižuje její stravitelnost. Obecně se uvádí, že chrastice rákosovitá má průměrný obsah živin a horší stravitelnost než ostatní pícní trávy. Při pozdější sklizni se doporučuje zesilážovat. Obvyklé jsou dvě až tři seče za rok. Porosty chrastice určené pro energetické využití se zakládají obdobně jako na píci. Dobře založené porosty vydrží několik let. Doporučují se však sklízet po zimě brzy na jaře,
18
kdy mají rostliny nízký obsah vody (12 - 20 %). Jako druhý důvod výhody sklizně po zimě se uvádí, že množství živin obsažených rostlinách je na jaře poloviční v porovnání s rostlinami sklizenými např. v srpnu. Jako důvod se uvádí translokace živin do kořenové části a jejich vyluhování během zimy. Také na podzim některá stébla u některých populací mají tendenci tvořit zelené větve z paždí na listových pochvách. Porosty je možné každoročně přihnojovat nejlépe na jaře před vegetační sezónou. Choroby ani škůdci obvykle u chrastice nezpůsobují problémy. Za určitých podmínek se mohou vyskytnout listové choroby (Stagonospora, Helminthosporium). Proti plevelům je možno aplikovat herbicidy, které se používají do jarních obilnin a to nejlépe ve fázi 2 - 5 listů chrastice.
Sklizeň Chrastice určená pro průmyslové využití na buničinu se v roce výsevu většinou nesklízí. Sklízí se v drtivé většině až na jaře, kdy se poseká na řádek a potom se lisuje do balíků. Dá se sklízet různými typy sběracích lisů. V zahraničí převažuje sběr lisy na obří balíky. Vzhledem k pevnosti strniště a rychlému doschnutí se většinou nemusí obracet ani shrnovat. Za určitých podmínek lze sklízet chrastici v suchém stavu sklízecí řezačkou, v budoucnosti i sklízecím žacím lisem. Sklízecí mechanizmy se někdy upravují tak, že se sníží otáčky bubnu a zvětší se průchodnost sklízecího ústrojí. Při těchto opatřeních je snižován odrol listů. Při energetickém využití se dají též lisovat brikety nebo pelety. Pokud jde o výnosy, potom např. Ve Švédsku se uvádějí průměrné výnosy sušiny za 5 let pěstování (od druhého roku) při dávce 100 kg.ha-1 N 9 t.ha-1 na konci vegetační sezóny a 7,5 t.ha-1 na jaře. Ztráty sušiny přes zimní období se uvádějí kolem 25 %. Průměrné výnosy sušiny v okolních státech se pohybují v rozmezí 4,5 až 9,0 t.ha-1. V polních pokusech VÚRV Praha-Ruzyně jsme dosáhli v závislosti na agrotechnických opatřeních a půdně klimatických podmínkách u tříletých porostů výnosů sušiny nadzemní fytomasy v rozmezí od 5,3 do 12,6 t.ha-1.
Rákos obecný (Phragmites australis) Původ, rozšíření a využití Kosmopolitní druh, který je roz-šířen na zamokřených stanovištích u dol-ních toků řek. Využívá se extenzivním způsobem jako stelivo nebo palivo, popř. výrobu rohoží a dalších výrobků. 19
Botanická charakteristika Čeleď lipnicovité (Poaceae). Rákos obecný je řazen do tribu Arundineae. Je to velmi statná vytrvalá bylina. Stébla jsou 1 - 4 m dlouhá, přímá, nevětvená, 2řadě listnatá, dole široká až 2 cm, dutá, dole drsně chlupatá, nahoře lysá, někdy polé-havá, kořenující, větvená; pochvy listů přitisklé, drsné, bradavičnatě chlupaté, zakrývající kolénka, jazýček v podobě bělavých chloupků pod příčným tmavým proužkem, čepele až 0,50 x 0,05 m, čárkovitě kopinaté, šedozelené, znenáhla dlouze a jemně zašpičatělé, narubu drsné. Lata dlouhá 0,20 - 0,30 m, podlouhle vejčitá, za květu rozestálá, větévky tenké, slabě drsné, dolní se 4 příosními větvičkami. Klásky 10 - 15 mm dlouhé, kopinaté, plevy kopinaté, špičaté, nestejné, dolní o 1/3 až 1/2 kratší než horní pleva, plucha úzce kopinatá, bezosinná, lysá, obilky neokoralé.
Požadavky na prostředí U nás roste celkem hojně na březích vod, bažinatých mokrých loukách, rašelinách, vlhkých polích, lužních lesích. Dobrý růst je zajištěn na vlhkých půdách, roste dobře bez výraznější péče. Roční výnosy se pohybují mezi 5 až 43 t.ha-1 (špičkový výnos), v průměru 10 - 15 t.ha-1. Jako možné stanoviště mohou sloužit odvodněné zemědělské půdy, kde drenáže jsou již nefunkční. Agrotechnická opatření jsou obdobná jako u křídlatky.
12.2. Energetické dřeviny Hlavní rozdíl při pěstování energetických dřevin na plantážích oproti běžnému způsobu je v době mezi sázením stromů a těžbou dřeva, která je u energetických plantáží kratší (2 8 let). Pro zřizování plantáží rychle rostoucích dřevin se nejlépe hodí eukalypty, platany, topoly, akáty, vrby, olše. Pro naše podmínky nejlépe vyhovuje pěstování topolů (nejvýznamnější jsou topol černý - Populus nigra L., topol balzámový - Populus balsamifera L. a dále kříženci mezi topolem černým a bavlníkovým - Populus x euroamerikana Dode Guinier.) a vrb. Z ostatních druhů, které jsou však málo výkonné, je možno uvažovat o akátu, bříze, olši, osice. Zakládáním plantáží rychle rostoucích dřevin (RRD) je možno účelně využít uvolněnou zemědělskou půdu, nebo nevyužívanou půdu např. kolem dálnic, silnic, na důlních výsypkách nebo složištích popele, lokalitách ohrožených imisemi apod.
20
Pěstování rychle rostoucích dřevin Zakládání plantáží rychle rostoucích dřevin Pěstování rychle rostoucích dřevin se uplatní zejména v oblastech s mírným podnebím a na půdách s dobrou zásobou vody a živin. Vyžaduje se hloubka ornice min. 0,30 m, hodnota pH min. 5,5. Výška hladiny spodní vody nesmí klesnout pod 2 m (optimum 0,60 - 0,20 m) a pozemek musí být vhodný k využití mechanizačních prostředků. V horších půdních a klimatických podmínkách není zaručen dobrý výnos a tím dosažení efektivnosti pěstování. Neméně významný je i výběr klonů, od kterých se vyžaduje vysoký vzrůst v mládí, výborné obrůstací schopnosti po obmýtí, snášenlivost, konkurence, schopnost a odolnost proti chorobám a škůdcům. Podle délky obmýtí rychle rostoucích dřevin rozeznáváme tři způsoby pěstování: Minirotace Při tomto způsobu je délka trvání obmýtí do 5 let, kdy se při tloušťce rostlin asi 100 mm docílí průměrný roční výnos 10 - 20 t.ha-1 sušiny fytomasy. Počet řízků se pohybuje od 3 do 30 tis. (dle druhu dřeviny a sponu). Pařezy se po sklizni nechávají obrazit a cyklus se opakuje 3 - 4x. Midirotace Při tomto způsobu se použije kolem 5 tis. řízků, případně se provede prořezávka. Tloušťka mlází se při sklizni pohybuje kolem 120 mm a průměrný výnos činí asi 8-14 t.ha-1 za rok v suché hmotě. Sklízí se po 10-ti letech a pařezy se nechávají obrůstat. Maxirotace Sází se asi 4 tis. řízků na 1 ha a sklízí se po 20-ti letech. Kmeny dorůstají tloušťky 200 300 mm s průměrným výnosem 8 - 12 t.ha-1 za rok. Pařezy se pak dále nechávají obrůst. Z uvedených způsobů pěstování najde v našich současných podmínkách největší uplatnění minirotace a to hlavně z důvodů vyššího výnosu sušiny.
Příprava půdy Před výsadbou řízků je nutné provést na podzim hlubokou orbu (0,35 m). Pro jarní přípravu je možné využít kombinované smyky s branami, kultivátory, rotavátory. Při zakládání plantáží se zaměřujeme dále na regulaci plevelů jak mechanickou, tak chemickou cestou. Chemické hubení plevelů je významné u vytrvalých plevelů, které se
21
mechanickými zásahy obtížně odstraňují, a to zvláště na pozemcích, které nebyly obdělávány a jsou silně zaplevelené. Nejlepších výsledků při aplikaci herbicidů se dosahuje v termínu od začátku září do konce října za předpokladu dostatečné půdní vlhkosti a teploty vzduchu umožňující růst plevelů. Pro zimní aplikaci jsou vhodné neselektivní systemické herbicidy, mající široké spektrum záběru na jednoleté a vytrvalé plevele. Pro jarní aplikaci herbicidů před výsadbou řízků se používají přípravky, které se do půdy zapravují nebo se provádí preemergentní či postemergentní postřik (např. Synfloran 48 EC nebo Gesatop 90 WG).
Sázení Jako sadbový materiál se používají řízky dlouhé 0,18 - 0,22 m s tloušťkou od 8 do 20 mm, které se získávají z jednoročního obrostu rozmnožovací matečnice. Letorosty se sklízí od poloviny ledna do března a skladují se ve svislé poloze s cílem koncentrace růstových látek ve spodní části řízku, buď v krechtech, sklepích nebo klimaboxech při skladovací teplotě 4 °C a přirozené vlhkosti. Řízky připravíme pomocí zahradnických nebo pneumatických nůžek, přičemž v zahraničí se používají ještě speciální řízkovače, někdy i umístěné na sázecím stroji. Řízky se sází kolmo do úrovně povrchu půdy, mírné zapuštění není na závadu, ale důležité je utužení půdy kolem řízku. Sázení je třeba provést brzy na jaře, aby se zachytilo co nejvíce vláhy potřebné k obrůstání a zakořenění řízků. Pozdější sázení je možné, není však zaručena potřebná ujímavost ani výška vzrůstu. Meziřádková vzdálenost od 1,5 do 3 m koresponduje s šířkou kultivačních strojů. V případě menší meziřádkové vzdálenosti je kultivace pomocí mechanizačních prostředků možná pouze v počáteční fázi růstu. Vzdálenost rostlin v řádku je nutno přizpůsobit místním podmínkám, druhu dřeviny a době, za kterou chceme porost sklízet. Pohybuje se od 0,2 - 0,8 m. Někdy se používá způsob výsadby do dvouřádku (např. 2,5-3 x 0,7 x 0,7 x 2,5-3 m). Pro zvýšení odolnosti proti chorobám a škůdcům se doporučuje vysazovat více klonů. Počet řízků na 1 ha se pohybuje u topolu v rozmezí od 5 tis. do 33 tis. a u vrb až do 80 tis. při menších meziřádkových vzdálenostech. Je možné sázet ručně do naznačených řad pomocí ručního vpichovacího bodce nebo mechanizovaného sázení (např. jednořádkový stroj RL 019 používaný k výsadbě sazenic v lesnictví).
22
Matečnice se zakládají z jednoletých sazenic nebo řízků. Sazenice se po výsadbě seříznou na výšku 600 - 800 mm, (tzv. vysoké hlavy) nebo 100 mm nad zemí (tzv. hlavy nízké). Matečnice založené na vysokou hlavu se lépe ošetřují a to jak mechanicky, tak i chemicky. Produkční schopnost matečnic při sponu 3 x 0,4 m je při započtení 10 % ztrát prvním rokem po výsadbě asi 112 tis., druhým rokem asi 412 tis. a třetím rokem 940 tis. řízků na 1 ha.
Ošetřování rychle rostoucích dřevin během vegetace a hnojení Vzhledem k značné citlivosti mladých výhonků dřevin k zaplevelení a hospodaření s vláhou je velmi nutné, zvláště v počáteční fázi růstu, zajistit meziřádkovou kultivaci s ručním okopáváním v bezprostřední blízkosti rostliny. Pro mechanické ošetřování porostu během vegetace jsou vhodné radličkové kypřiče s šípovými pracovními orgány, kombinované kypřiče, rotační mulčovací stroje. Kultivace se provádí do 2. až 3. roku po výsadbě. V dalších letech dochází vzrůstem dřevin do meziřádkového porostu k zastínění, které spolu se spadem listí omezí růst plevelů natolik, že je další kultivace zbytečná. Mechanické ničení plevelů má své opodstatnění i v provzdušňování povrchové vrstvy, což příznivě působí na růst rostlin a zamezuje ztrátám vody z hlubších vrstev půdy. Herbicidy použité v jarním období působí zhruba do poloviny vegetačního období, tzn. že se musí provádět další regulaci plevelů chemickou nebo mechanickou cestou. Při meziřádkovém ošetření proti plevelům během vegetace totálními herbicidy je nutno použít postřikovače opatřené ochrannými kryty zabraňujícími zasažení dřevin. Ze škodlivých činitelů hraje nejdůležitější roli poškození způsobené hmyzem a částečně také houbovými chorobami. Ochranu mladých rostlin proti okusu zvěří je možné provést oplocením, případně speciálními repelentními přípravky (např. Nivus). Oba způsoby ochrany jsou však nákladné. Ve stádiu ověřování je tzv. opláštění plantáže jinými rostlinami. Zakládáme-li plantáže na zemědělské půdě, která byla intenzivně obhospodařována, není třeba ve většině případů provádět hnojení. Přihnojování se provádí po sklizni, přičemž potřeba živin se řídí dle výsledků rozborů půdy.
23
Sklizeň rychle rostoucích dřevin Sklizeň rychle rostoucích dřevin se provádí v zimních měsících, kdy je půda zmrzlá, stromy jsou bez listů a sušina dřevin je nejvyšší (kolem 50 %). Ke kácení je možné využít současný způsob těžby v lesích. Pro sklizeň rychle rostoucích dřevin pěstovaných na plantážích je možné navrhnout mechanizované způsoby sklizně, reprezentované technologií s vázáním do otepí nebo kontinuální sklizeň se štěpkováním.
Technologie sklizně s vázáním otepí Uvedená technologie představuje odříznutí dřevin, jejich zhutnění, svázání do otepí a naložení do vedle jedoucího dopravního prostředku s přímým odvozem k místu zpracování nebo skladování. Sklízecí linka pracuje přerušovaně - cyklicky, vyznačuje se vysokou náročností na organizaci práce a potřebu dopravních prostředků. Technologie sklizně s vázáním otepí se vyznačuje značnou potřebou manipulace, vysokou potřebou přepravních prostředků a pracovních sil. Spotřeba energie u sklizňového stroje není vysoká, ale celková spotřeba energie se zvyšuje další manipulací, dopravou a zpracováním dřevin. Nedoporučuje se ponechání otepí na sklizené plantáži z důvodu poškození pařízků dalším pojížděním. Při přepravě otepí do větších vzdáleností je výhodné zřídit překladiště, které umožní použití velkoobjemových přepravníků. Překladiště však vyžaduje nákladnou jeřábovou techniku, která je nutná též při stohování otepí i při pozdějším vyskladňování pro potřeby štěpkování nebo hrubého krácení.
Technologie sklizně se štěpkováním Tato technologie představuje odříznutí dřevin, jejich podání do štěpkovacího zařízení, naštěpkování a naložení do vedle jedoucího velkoobjemového přívěsu (analogie řezačkové sklizně). Štěpky jsou odváženy na určené místo ke skladování. V zemědělských závodech lze s výhodou využít v době sklizně rychle rostoucích dřevin již částečně vyprázdněné seníky vybavené manipulačním a dosoušecím zařízením.
24
