Optimalizace pěstebních opatření u mužáku prorostlého (Silphium perfoliatum) jako energetické rostliny pro výrobu bioplynu a jeho zavedení do zemědělské praxe.
Durynský zemský úřad pro zemědělství
projekt:
Efektivní a přírodě blízká produkce bioenergie
vedoucí oddělení: oddělení:
Dr. habil. Armin Vetter
rostlinná produkce a agroekologie
vedoucí projektu:
Dr. habil. Armin Vetter
zadavatel:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V
zpracoval: Biertümpfel
Dipl. Ing. (FH) Michael Conrad, Dipl. Ing. agr. Andrea
Překlad realizoval v projektu Cíl3-Ziel3 Rekultivace plošně zatížených areálů těžkými kovy a ploch po hnědouhelné těžbě v euroregionu Krušnohoří pomocí optimalizované produkce obnovitelných zdrojů k energetickému využití Ing. Lubomír Talacko
2012
Obsah 1 2
3
4 5
Úvod Materiál a metody 2.1Agrotechnické pokusy 2.2Pokusy se silážováním 2.3Příprava osiva 2.4Praktické pěstování Výsledky 3.1Agrotechnické pokusy 3.1.1 Výnos biomasy v závislosti na délce využívání a termínu sklizně 3.1.2 Testování mužáku různého původu 3.1.3 Testování různých druhů roduSilphium 3.1.4 Výnos biomasy mužáku ruských druhů resp. ruského původu 3.1.5 Pokusy s hustotou porostů 3.1.6 Pěstování s krycí plodinou (výsadba) 3.1.7 Pěstování s krycí plodinou (výsev) 3.1.8 Pokusy s přímým výsevem 3.1.9 Stanovení optimálního termínu výsevu respektive výsadby 3.1.10Organické a minerální hnojení porostůSilphium 3.1.11Účinek a snášenlivost herbicidů 3.2Pokusy se silážováním 3.3Pokusy s přípravou osiva 3.4Praktické pěstování mužáku prorostlého Ekonomické zhodnocení Souhrn a závěr
1 Úvod Význam obnovitelných zdrojů energie v energetické politice Evropské unie a Spolkové republiky Německo nabývá stále většího významu. To odráží cíl Evropské unie zvýšit podíl obnovitelných zdrojů energie do roku 2010 na 12 % a cíl spolkové vlády zvýšit tento podíl v Německu na 12,5 %. Podíl obnovitelných zdrojů energie pro výrobu elektřiny má v Evropské unii stoupnout do roku 2010 na 22 %.Účinkem ekologických daní, zvýšením cen fosilních paliv a novelou zákona o obnovitelných zdrojích energie, která vyššími úhradami za využití přírodních kofermentů činí výrobu bioplynu výrazně atraktivnější, jsou splněny předpoklady pro využití biogenních nosičů energie. Tyto změny vedly v posledních letech ke skutečnému boomu v oblasti výroby bioplynu. Se vzrůstajícím počtem zemědělských zařízení na výrobu bioplynu a úsilím o vývoj efektivních technologií monofermentace roste nepřetržitě také potřeba rostlinných kofermentů. V současnosti jsou jako zdroje pro výrobu bioplynu využívány především kukuřice a obilí (celé rostliny). Další zvětšování rozsahu těchto kultur může vést v převážně obilných osevních sledech k problémům, jako je zvýšené rozšíření fuzarióz a tím i výskytu mykotoxinů ve sklizené hmotě. To samé platí také pro kukuřici jako monokulturu, přičemž zde k tomu ještě přistupuje chybějící akceptace takzvaných kukuřičných pouští veřejností. Proto V Oborové agentuře obnovitelných zdrojů (FNR) podpořili společný projekt „Optimalizace pěstebních opatření produkce a využití energetických rostlin pro kofermentaci v bioplynových reaktorech“ a zahájili testování různých vysoce výnosných rostlin s ohledem na jejich využití jako substrát (koferment) v bioplynových stanicích. Jsou zde zkoušeny vedle súdánské trávy, čiroku cukerného, topinamburu také jetel, vojtěška a mužák prorostlý ve srovnání s kukuřicí v různých stanovištních podmínkách. Vedle „ strategie vysokého výnosu“ se druhy s nízkými produkčními náklady mohou efektivně uplatnit i na lokalitách s nízkým zásobením vodou. To platí zejména pro víceleté kultury s jednou sklizní. Je-li víceleté využití spojeno s vysokým výnosem, vyplývají z toho mnohostranné ekonomické a ekologické účinky. Mužák prorostlý by mohl být jednou z rostlin, které odpovídají těmto požadavkům. Ukazuje se, že tato rostlina je schopna jak z hlediska výnosu, tak i s ohledem na produkci metanu konkurovat kukuřici. Vytrvalé
rostliny z čeledi složnokvěté, které se pokusně pěstovaly v někdejší NDR jako krmné rostliny, představují skutečnou alternativu ke kukuřici a obilí. Vysoký zájem o tyto „nové“ kultury ze strany praxe ukazuje, že také zemědělci považují problém osevních postupů za kritický a očekávají od výzkumu možnosti řešení. Aby bylo možné zavést kulturu mužáku prorostlého úspěšně do praxe, je nezbytné optimalizovat pěstební opatření a provádět prvotní zpracování a silážování ještě efektivněji. 2 Materiál a metody 2.1 Agrotechnické pokusy Pokusná stanoviště Pro objasnění otevřených otázek pěstitelských opatření mužáku prorostlého obzvláště s ohledem na vhodnou lokalitu byly založeny agrotechnické pokusy na různých pokusných stanovištích v Německu, respektive bylo pokračováno ve stávajících (Projekt: „Optimalizace sledu opatření pro pěstování a využití energetických plodin pro kofermentaci v bioplynových stanicích“). Přehled těchto pokusných stanovišť včetně jejich charakteristiky udává tabulka 1. Tabulka 1: Pokusná stanoviště
stanoviště
Dornburg (nížina) Heßberg (předhůří) Straußfurt (nížina) Großenstein (pahorkatina) Gülzow (základní a koncová moréna) Bingen (údolí Rýna) Kirchengel (nížina)
číslo polí
nadmořská výška (m)
průměrn á roční teplota (°C)
roční úhrn srážek (mm)
46-8 0
260
8,8
595
43
380
7,1
760
hlinitá
64
185
8,5
473
jílovitá
51-5 8
300
7,8
608
50-5 8
10
8,4
559
64
78
9,9
537
60-6 5
305
7,8
568
půdní typ
půdní druh
sprašová parahnědoze m horský hlinitý pseudoglej hlinitá černozem sprašová parahnědoze m pseudooglejen á hnědozem parahnědoze m sprašová rendzina
jemně hlinito-písčit á jílovito-hlinit á
písčito-jílovit á písčito-jílovit á jílovitá
Otázky výzkumu Rozhodující roli při pěstování mužáku hraje volba vhodného původu rostliny, optimální hustota porostu, jakož i optimalizace založení porostu vzhledem k optimální době výsevu či výsadby, včetně zkoušky snášenlivosti herbicidů a výzkum režimů hnojení. Zpracované výzkumné otázky a hlediska pokusů jsou uvedeny v tabulce2. Všechny pokusy jsou založeny na parcelách o velikosti 10 a 15 m2 ve čtyřech opakováních. Výsadba, popřípadě výsev se ve všech třech pokusných letech uskutečnil od 15. května, hnojení dusíkem bylo prováděno s ohledem na formu přístupnou rostlinám v horní vrstvě půdy 0 – 60 cm a to na hodnotu přístupného dusíku 150 kg/ha na začátku vegetace. Dávky P, K a Mg byly doplňovány v hodnotách odpovídajících každoročním rozborům půdy a množství živin odebraných rostlinami, aby byl zachován stupeň C zásobení půdy živinami. Pokud není uvedena jiná pokusná varianta, je obvyklý spon rostlin ve všech pokusech 50 x 50cm. Tabulka 2: Řešené otázky a předměty pokusů 2007 – 2009 Předmět pokusu
Pokusná stanoviště
Varianty
termín sklizně/ doba využití
Dornburg Heßberg
3 termíny sklizně, 1 původ
Rok založení 2004
Dornburg
srovnání druhů
Dornburg
hustota porostu
Dornburg Großenstein
3 termíny sklizně, 1 původ 5 původů (USA, severní Německo, Rohrbach, Rusko, Berlin) 4 původy (USA, severní Německo, Rohrbach, Rusko) 3 původy (USA, severní Německo, Rohrbach) 3 druhy (S. perfoliatum, S. trifoliatum, S. laciniatum) 3 varianty výsadby (50 x 50cm, 50 x 75 cm, 75x75 cm)
termín výsadby/výsevu
Dornburg
4 termíny výsadby a výsevu
Dornburg zkouška původu
Gülzow Bingen Heßberg
pěstování s krycí plodinou
Dornburg výsev
Dornburg Dornburg
hnojení
Dornburg Dornburg Dornburg
tolerance k herbicidům
2007 2007 2008 2007
5 variant při výsevu
Kirchenfeld/VF Straufurt Kirchengel
2009
2007
2 krycí plodiny (3 varianty - bez krycí pl., čirok súdánský, čirok cukrový) 1 krycí plodina (2 varianty - bez krycí pl., čirok súdánský) 2 partie osiva (předúprava) 5 variant předúpravy osiva 3 varianty (minerální, organické, kombinované) 5 variant při výsadbě
Dornburg
2005
8 variant při výsadbě 8 variant při výsevu
2007 2008 2007 2009 2009 2007 2008 a 2009 2007 a 2008 2009
Průběh počasí 3 pokusné roky se výrazně lišily, co se týče průběhu srážek. Obzvláště rok 2007 byl s výjimkou stanoviště Bingen poznamenán v průběhu vegetace vysokým srážkovým úhrnem (tab. 3), což se prospěšně odrazilo na stavu porostů založených v prvním roce pokusu. Sucho panující v dubnu nehrálo žádnou roli, neboť výsadba se uskutečnila až v polovině května. Rozložení srážek v roce 2008 odpovídá téměř dlouholetému průměru. Sucho v květnu po vlhkém dubnu nepůsobilo na vývoj porostů nikterak negativně. V roce 2009 odpovídaly srážky na stanovištích Gülzow, Heßberg a Bingen téměř dlouholetému průměru, v Dornburgu a Großensteinu byly asi o 10 % nižší. Extrémně nízké srážky, které by prověřily odolnost mužáku k suchu, se v průběhu trvání pokusu nevyskytly. Tabulka 3: Rozdělení srážek v letech 2007 – 2009 ve srovnání s dlouholetým průměrem na pokusných stanovištích Dornburg, Heßberg, Großenstein, Bingen a Gülzow lokalita měsíc
Dornburg
Heßberg
%
07
08
09
%
leden
33
47
31
14
59
Großenstein
Bingen
Gülzow
únor
32
32
24
60
51
07 12 3 74
březen
42
52
58
50
52
duben
50
5
52 10 4
66
54
2
květen
57
12 8
16
64
60
10 2
5
72
64
88
10
84
51
61
39
52
49
80
13
81
červen
73
92
63
46
77
98
52
79
80
11 5
48
90
59
37
80
89
70
15 4
40
64
červenec
66
10 4
56
78
78
15 1
69
82
74
99
60
82
56
73
73
65
60
94
36
82
68
11 5
61
17 0
45
30
srpen
68
73
58
22
79
50
08
09
%
07
08
09
%
07
08
09
%
07
08
09
61
20
37
34
37
7
38
29
29
29
37
90
57
19
46
54
29
32
20
42
34
49
35
30
28
46
28
32
97 10 2
77
35
49
38
53
38
49
62
34
37
37
77
49
69
52
4
88
51
38
0
31
35
37
2
46
11
56
20
39
48
53
42
49
13
říjen
42
15 5 19
62
58
54
10 7 16
84
67
46
13 1 16
63
78
42
5
37
28
41
38
59
81
listopad
46
70
22
88
62
90
34
93
37
59
18
64
49
30
15
84
41
36
48
84
prosinec suma za rok
42 59 5
40 81 6
56 59 7
90 70 5
77 76 0
63 92 7
60 75 2
95 80 2
38 60 8
28 77 0
42 51 7
79 73 3
39 53 7
32 45 7
27 50 4
65 56 7
46 55 9
49 86 2
50 51 8
18 57 6
září
44
53
60
59
86
77
48
54
57
40
50
27
33
52
66
19
25
Ohledně průměrných ročních teplot byly na všech stanovištích vzhledem k dlouhodobému průměru teploty výrazně vyšší. Zatímco teploty v průběhu vegetace 2007 a 2008 byly veskrze v oblasti obvyklých teplot, zimní měsíce byly výrazně pod nimi (tab. 4). Rok 2009byl charakterizován chladnou zimou s holomrazy klesajícími až pod -15 °C v lednu a nadprůměrně vysokými teplotami v průběhu vegetace. Poznatky o zimovzdornosti mužáku bylo možno tedy získat pouze v zimě 2008/2009. Přes extrémně nízké teploty klesající pod -20 °C nebyly na žádném z pokusných stanovišť zjištěny škody způsobené mrazy a porosty v polovině března v plné míře obrazily. Tabulka 4: Průměrné měsíční teploty v letech 2007 až 2009 ve srovnání s dlouholetým průměrem, pokusná stanoviště Dornburg, Heßberg, Großenstein, Bingen a Gülzow lokalita
Dornburg
měsíc
0
leden
-0, 2
únor
0,9
březen
4,2
duben
7,9
květen
07
Heßberg 08
09
x
4,7
4,1
-3, 4
4,0
3,4
0,2
4,3
červen
12, 8 16, 0
6,0 10, 6 14, 5 17, 9
14, 2 17, 1
4,1 11, 6 13, 5 14, 3
-1, 9 -0, 8 2,4
červene c
17, 8
17, 8
18, 4
srpen září
17, 7 14, 0
16, 9 12, 5
říjen
9,6
listopad prosine c roční průměr
4,2
07
Großenstein 08
09
% -1, 3 -0, 6 2,8
07
Bingen
08
09
4,7
3,9
-3, 0
% 1,2
4,1
4,2
0,4
2,3
4,5
14, 6 17, 9
4,4 12, 3 14, 0 14, 9
5,6
11, 6 15, 3
6,1 10, 8 15, 1 18, 6
07
Gülzow 08
09
6,6
4,9
-2, 0
% 0,1
5,8
4,3
3,0
0,5
6,4
16, 9 18, 8
6,2 13, 9 15, 8 18, 8
3,5
13, 9 17, 0
7,5 13, 5 15, 8 19, 0
07
08
09
5,0
3,8
-0, 5
2,9
4,5
0,7
4,5
12, 3 15, 3
6,9 10, 4 14, 0 17, 3
14, 0 17, 0
5,0 11, 8 13, 2 14, 7
3,5
2,4
3,2
2,2 3,4
11, 2 14, 8
4,7 10, 1 13, 3 16, 8
13, 9 16, 5
-5, 1 -1, 1 2,8 11, 0 12, 9 13, 9
18, 2
16, 0
16, 1
17, 4
16, 7
16, 7
18, 7
19, 3
19, 1
18, 6
18, 6
19, 6
19, 5
17, 4
17, 0
19, 0
18, 9
17, 9 11, 8
18, 9 14, 3
15, 2 12, 0
15, 6 10, 9
16, 4 11, 0
17, 2 13, 8
16, 3 13, 2
17, 9
19, 1 13, 0
19, 9 15, 4
20, 2 16, 2
17, 1 13, 4
17, 6 13, 5
18, 4 13, 5
19, 1 15, 2
8,9
7,6
7,6
6,9
7,4
7,1
8,6
8,4
9,7
7,6
9,8
9,9
9,0
8,5
9,8
7,9
3,4
4,7
7,5
2,8
2,0
3,6
6,2
3,7
3,4
5,1
7,3
18, 4 14, 1 10, 2 5,0
18, 9 13, 3
7,8
18, 1 14, 7 10, 0 5,1
6,5
8,2
4,2
4,5
6,1
7,4
0,4
0,3
-0, 5
-0, 5
0,4
1,3
0,5
-0, 7
4,6
2,5
2,3
1,7
1,4
2,8
2,4
0,2
7,1
8,7
8,4
7,9
7,8
10, 2
10, 0
9,3
9,9
11, 4
10, 9
11, 0
8,4
10, 0
10, 1
9,5
7,4
0,9
1,2
0,3
-0, 3
8,8
9,8
9,4
8,9
6,5
6,6
7,0
13
7,9
9,4
9,2
7,3
7,9
2.2 Pokusy se silážováním Dalším zpracovaným projektem, který byl řešen od roku 2007, je optimalizace způsobu silážování s ohledem na výtěžnost plynu a metanu. V roce 2008 se spektrum používaných silážních prostředků výrazně rozšířilo a kromě toho bylo zavedeno použití kyseliny propionové jako rozpouštěcího prostředku pro lignin. Pro provedení silážních pokusů byly využity pokusy založené v roce 2005 s původem mužáku ze severního Německa. V každém ze tří termínů sklizně bylo použito 8 různých silážních přípravků vždy s a bez kyseliny propionové a jedna varianta bez přípravku (kontrola). Protože nezávisle na použitém přípravku nebyly shledány rozdíly v kvalitě siláže, byly v roce 2009 pokusné varianty změněny. Také se uskutečnila změna dosud používaných litrových sklenic za praxi bližší pokusné válce. K silážování byly v roce 2009 využity rostliny ze všech zkoušených původů za použití jednoho standardního silážního prostředku. Takto vyrobené siláže byly analyzovány v kvasných pokusech v hohenheimském testu výnosu bioplynu na výtěžnost bioplynu a metanu. 2.3. Ošetření osiva
Protože mužák prorostlý klíčí po chladné, případně střídavé teplotní periodě a pro klíčení osiva je delší perioda se střídavými teplotami nezbytná, může při výsevu docházet k nerovnoměrnému opožděnému vzcházení. Proto byly pokusy v roce 2007 včetně praktického pěstování téměř výhradně zakládány vysazením předpěstovaných rostlin. Pro zavedení do zemědělské praxe je bezpodmínečně nutné, jednak optimalizovat dopěstování sadby a jednak produkovat osivo vhodné k přímému výsevu. Tato část projektu byla převzata firmou N. L. Chrestensen Samenzucht und Produktion GmbH Erfurt. Po různých předtestech a testech různých variant klíčení v laboratoři resp. ve skleníkových podmínkách byla jedna větší partie osiva ošetřena 0,4 %-ním roztokem kyseliny giberelinové a přezkoušena její schopnost klíčení v polních podmínkách. Při přesném výsevu představovala problém špatná pohyblivost osiva s ohledem na přesnost setí. Proto se pokusy v roce 2008 soustředily na zlepšení pohyblivosti („tekutosti“) osiva. Zde byla po dohodě s firmou specializovanou na předseťovou přípravu osiva zvolena varianta potažení (coating) osiva. Obalované osivo vzhledem k nutnosti silné obalovací vrstvy a velikosti semen nepřicházelo v úvahu. Tyto pokusy byly v roce 2009 zintenzivněny.
2.4 Pěstování v praxi V květnu 2007 bylo v zemědělském podniku Pahren Agrar GmbH & Co. KG vysázeno 0,6 ha a v září 0,1 ha mužáku prorostlého. Podnik se nachází v předhůří v nadmořské výšce 400 m.n.m. Podklad je zvětralá břidlice s písčitohlinitou půdou s polním číslem 40. S průměrnou roční teplotou 7,0 °C a středním úhrnem srážek 640 mm patří Pahren k chladným, značně vlhkým stanovištím. V roce 2008 proběhly oddělené sklizně v květnu nasázeného mužáku řezačkou a následné silážování. Porost nasázený na podzim nevytvořil ještě dostatek biomasy ke sklizni a poprvé byl sklízen až v roce 2009. Do budoucnosti se v tomto podniku uvažuje o rozšíření ploch. Celkem bylo v průběhu realizace projektu založeno v zemědělské praxi na území Německa asi 25 hektarů ploch mužáku prorostlého. Plochy pěstování sahají od ukázkových parcel (100 až 2000 rostlin), které byly založeny jako ukázka zemědělskými podniky, vědeckými institucemi a šlechtiteli, až po prakticky využívaný porost o rozloze 4 ha v zemědělském podniku „Agrarprodukte Ludwigshof“ e. G. Ranis. V roce 2010 byla pěstební plocha v celém Německu zvětšena na 50 ha. Mezi pěstitele patří také energetické koncerny jako RWE a Vattenfall. 3 Výsledky 3.1 Agrotechnické pokusy 3.1.1 Výnos biomasy v závislosti na délce využívání a termínu sklizně Ve všech třech pokusných letech byly pokusné plochy mužáku prorostlého severoamerického původu, založené v rámci projektu „Optimalizace řetězce opatření pro pěstování a využití energetických plodin pro kofermentaci v bioplynových stanicích“ v roce 2004, sklízeny pokaždé ve třech různých termínech (tabulka 5). Zatímco v Dornburgu byl potřebný obsah sušiny dle pokusného plánu dosahován zpravidla od poloviny srpna do konce září, protahovala se sklizeň na chladnějším stanovišti Heßberg někdy až do října. Tabulka 5: Termín sklizně mužáku prorostlého (původ Severní Amerika), pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg 2005 až 2009 termín sklizně varian ta
Dornburg 2005
2006
2007
Heßberg 2008
2009
2005
2006
2007
2008
2009
1
25.08.
21.08.
04.09.
07.08.
27.08.
15.09.
07.09.
05.09.
27.08.
07.09.
2
07.09.
06.09.
13.09.
18.08.
09.09.
28.09.
18.09.
17.09.
15.09.
17.09.
3
13.09.
15.09.
24.09.
27.08.
18.09.
11.10.
27.09.
01.10
08.10.
28.09.
V Dornburgu dosahovaly rostliny ve všech pěti letech v době sklizně výšky přes 250 cm při dobré pevnosti stonků. V Heßbergu naproti tomu byly rostliny v roce 2008 výrazně nižší než v předcházejících letech, což je zřejmě nutno přičíst suchému průběhu počasí v květnu a červnu a s tím spojené špatné dostupnosti živin. Následně v roce 2009 byly podmínky pro růst ideální a rostliny dosahovaly výšky téměř 300 cm(tab. 6). Tabulka 6: Výška porostu mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně, pokusná stanoviště Dornburg Heßberg 2005 až 2009 výška rostlin (cm) variant a
Dornburg
Heßberg
200 5
200 6
200 7
200 8
200 9
200 5
200 6
200 7
200 8
2009
1
247
293
231
274
280
177
276
266
198
286
2
255
280
262
287
301
177
275
262
170
287
3
259
281
275
290
326
180
272
266
177
279
GD t,5%
20,1
9,9
20,7
9,3
21,8
5,8
3,3
6,5
20,1
6,7
Výnosy v letech 2008 a 2009 byly lehce nad úrovní obou předešlých let, takže téměř na úrovni roku 2005. Jak se dle výšky porostu dalo odhadovat, výnos v Heßbergu výrazně poklesl v roce 2008 ve srovnání s předcházejícími lety a pohyboval se poprvé pod úrovní výsledků sklizně v Dornburgu. V roce 2009 stoupl analogicky k výšce porostu výnos biomasy a pohyboval se asi o 10% nad výsledky sklizně v Dornburgu (tab. 7 a obr. 1). Závislost výnosu sušiny na termínu sklizně se v žádné lokalitě neprokázala. Tabulka 7:Výnos sušiny mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2005 - 2009 výnos sušiny (dt/ha) variant a
1 2 3 průměr GD t, 5 %
Dornburg
Heßberg
200 5 188, 6 228, 9 204, 5 207, 3
200 6 157, 9 177, 3 202, 4 179, 2
200 7 146, 2 156, 2 191, 4 164, 6
200 8 228, 7 188, 0 163, 2 193, 3
200 9 161, 6 219, 8 201, 0 194, 1
200 5 184, 3 139, 2 176, 0 166, 5
200 6 292, 2 234, 7 274, 8 267, 2
200 7 245, 6 169, 1 185, 7 200, 1
19,6
22,7
26,7
34,2
34,1
25,8
28,9
38,4
200 8 89,7 110, 1 98,6 99,5 12,9
200 9 264, 0 203, 1 206, 7 224, 6 32,1
Obrázek 1:Výnos sušiny mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2005 - 2009 V Dornburgu nepředstavovalo dosažení potřebného obsahu sušiny pro úspěšné silážování žádný problém. Naproti tomu v Heßbergu dosahovaly obsahy sušiny v letech 2007 a 2008 přes velmi pozdě provedenou sklizeň jen sotva 25 % (tab. 8). V tomto časovém období, jakož i v předcházejícím roce panovaly permanentně vlhké podmínky, takže porosty nikdy zcela nevyschly. V roce 2009 byly hodnoty obsahu sušiny nad průměrem dosahovaným v tomto regionu a požadovaných hodnot obsahu sušiny dosahovaly již v 1. a 2. termínu sklizně. U 3. termínu byl obsah s hodnotou 34,3 % dokonce trochu příliš vysoký. Tabulka 8: Obsah sušiny mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2005 - 2009 obsah sušiny (%) varian ta
Dornburg
Heßberg
200 5
200 6
2007
200 8
2009
1
25,0
25,4
26,8
24,6
26,8
2
30,9
24,7
26,2
27,4
22,8
3
27,7
33,4
29,4
29,7
27,8
200 5 22, 8 24, 9 31, 5
200 6
2007
200 8
2009
23,6
24,0
24,4
27,1
27,2
24,4
25,6
28,4
27,4
24,8
25,4
34,3
Ve sklizené biomase z pokusů byly stanoveny obsahové látky relevantní pro tvorbu bioplynu a metanu a vypočítán teoretický obsah metanu jakož i jeho výnos (tab. 9 a 10). Tabulka 9: Teoretický obsah metanu v biomase mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínusklizně, pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2007 2009
obsah metanu (l/kg oTS) varian ta
Dornburg 200 200 200 7 8 9 314, 317, 317, 8 5 3 320, 320, 319, 9 6 8 316, 320, 323, 5 5 7
1 2 3 GD t, 5%
n.
3,4
4,1
200 7 325, 5 323, 0 318, 2
Heßberg 200 200 8 9 325, 314, 0 1 312, 307, 0 6 312, 305, 0 9
n.
n.
n.
Tabulka 10: Teoretický výnos metanu (m³/ha) metanu v biomase mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně, pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2007 - 2009
výnos metanu (m³/ha) varian ta
Dornburg
Heßberg
2007
2008
2009
2007
2008
2009
1
4.669
5.968
5.129
7.994
3.204
8.470
2
5.000
7.331
7.027
5.462
3.075
6.288
3
6.074
5.232
6.502
5.900
3.075
6.310
GD t, 5%
n.
1.077
1.109
n.
n.
n.
Na základě téměř stejných obsahů metanu ve třech sklizňových termínech je vidět, že výnos metanu se odvíjí paralelně s výnosem biomasy, takže nejvýnosnější pokusné sklizně přinášejí také nejvyšší výnosy metanu na jednotku plochy. Kromě výše jmenovaných pokusů byl v roce 2009 sklízen mužák severoněmeckého původu z pokusu založeného v Dornburgu v roce 2005, tedy čtvrtá sklizeň porostu. Také zde byla provedena sklizeň ve třech různých termínech s ohledem na obsah sušiny v biomase. Výška rostlin byla u mužáku severoněmeckého původu při všech sklizňových termínech nižší než u dříve popsaného mužáku severoamerického původu (tabulka 11). Podobně vypadaly i sklizně s výjimkou roku 2007 (tab. 12, obr. 2), kdy současně absolutní výška sklizně zde popsaného původu, zpravidla přesahovala výnosy silážní kukuřice v Dornburgu. Závislost výnosu na termínu sklizně nebyla také u tohoto původu zřejmá. Dosažení optimálního obsahu sušiny nepředstavovalo žádný problém. Nízký obsah sušiny v posledním sklizňovém termínu roku 2009 byl odrazem vlhkých povětrnostních podmínek v průběhu sklizně. Tabulka 11 : Termín sklizně a výška rostlinmužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně, pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2006 - 2009 varian ta 1 2 3
200 6 21.0 8. 06.0 9. 15.0 9.
termín 200 7 04.0 9. 13.0 9. 24.0 9.
sklizně 200 8 07.0 8. 18.0 8. 27.0 8.
200 9 27.0 8. 09.0 9. 17.0 9.
výška rostlin (cm) 200 200 200 200 6 7 8 9 230
259
248
294
260
281
253
308
280
257
255
293
GD t,5%
22, 3
17, 1
7,0
15, 2
Tabulka 12: Obsah sušiny a výnos suché biomasy mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně, pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2006 2009 varian ta 1 2 3 průmě r GD t,5%
obsah TS (%) 200 6 26, 7 30, 1 31, 6
200 7 26, 2 26, 2 34, 2
200 8 26, 8 29, 2 30, 8
výnos sušiny (dt/ha) 200 9 26, 5 27, 3 25, 9
200 6 133, 6 156, 2 164, 3 151, 4
200 7 202, 1 204, 2 184, 1 196, 8
200 8 169, 2 186, 6 179, 3 178, 4
200 9 254, 6 226, 1 166, 5 215, 7
29,7
30,3
12,4
42,8
Obrázek 2: Výnos (dt sušiny/ha) a výška rostlin (cm) mužáku prorostlého v závislosti na termínu sklizně, pokusné stanoviště Dornburg, 2006 - 2009 Sklizená biomasa z tohoto pokusu byla opět analyzována z hlediska obsahových látek relevantních pro tvorbu bioplynu respektive metanu (tab. 13).
Tabulka 13: Teoretický obsah a výnos metanu v biomase mužáku prorostlého (původ Severní Amerika) v závislosti na termínu sklizně, pokusná stanoviště Dornburg a Heßberg, 2007 - 2009 varian ta 1 2 3 GD t,5%
obsah metanu (l/kgoTS) 200 200 200 7 8 9 312, 321, 322, 8 1 6 321, 321, 318, 0 3 8 317, 322, 355, 0 0 6 n.
32,2
37,9
výnos metanu (m³/ha) 200 200 200 7 8 9 6.51 5.99 8.21 1 1 2 6.53 5.43 7.20 3 6 8 5.78 5.77 5.79 1 6 4 1.11 n. 700 8
Výsledek hodnocení je podobné úrovně jako u mužáku předešlého popsaného původu. Také zde se zpravidla neprojevují žádné rozdíly v obsahu metanu mezi jednotlivými termíny sklizně. Také zde sleduje výnos metanu na jednotku plochy křivku výnosu biomasy. Výjimku zde tvoří pouze poslední sklizeň v roce 2009. Příčina vysokého obsahu metanu nemohla být ale stanovena. Zásadní doporučení pro upřednostnění jednoho z obou není na základě dosavadních výsledků možný. 3.1.2 Testování mužáku různého původu Zkouška různých původů Pro zkoušku výkonnosti podle jednotlivých původů byly založeny pokusné výsadby ve sponu 50 x 50 cm ve druhé polovině května 2007 na čtyřech pokusných stanovištích, u každé výsadby s 5, 4 resp. 3 variantami dle počtu rostlin odpovídajících jednotlivým původům. Rostliny se na všech stanovištích dobře ujaly. Nedostatky ve stavu porostů nebyly zjištěny žádné, což vedlo k ohodnocení pro všechny původy na všech stanovištích bonitační známkou 1 – 2. Také po zimě 2008/2009 se silnými holomrazy nebyly zjištěny žádné výpadky. Rostliny začaly nastejno v květnu rašit a tvořily stejnoměrné porosty, které v Dornburgu a Bingenu 2008 stejně jako i v roce 2009 přinesly velmi vysoké výnosy (tab. 14). Výnosový úhrn ze stanovišť Gülzow a Heßberg byl v roce 2008 na trochu nižší úrovni, což mohlo být způsobeno, jak bylo již dříve popsáno, povětrnostními podmínkami v hlavní fázi růstu v květnu a červnu. Nápadně nižší výnosy na stanovišti Gülzow mohou mít na vině pravděpodobně stále vanoucí větry na tomto stanovišti. Rostliny neměly žádnou možnost využívat vláhu z rosy a listy vypadaly zvadle. Tabulka 14: Výnos sušiny (dt/ha) mužáku různých původů na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg 2008 a 2009 2008 původ
Dornbu rg
Gülzo w
USA
197,8
82,7
severní Německo
210,3
124,9
Rohrbach
204,4
103,6
Rusko
190,1
85,4
Berlin
194,5 27,9
GDt, 5%
2009 Heßbe rg
Dornbu rg
Gülzo w
120,8
221,9
114,4
134,5
216,5
162,6
132,8
254,0
121,2
-
280,6
131,9
-
Bing en 162, 0 170, 2 166, 8 214, 5 -
Heßbe rg
-
Bing en 126, 3 144, 2 131, 6 163, 7 -
-
199,6
20,9
25,5
10,1
43,5
28,2
6,5
40,0
213,4 247,4 182,8 -
Termíny sklizně a také obsah sušiny jsou proměnlivé, co se týče sklizně relativně výrazně (tab. 15 a 16). V Dornburgu byla sklizeň provedena koncem srpna 2008, hodnoty sušiny se pohybovaly v optimální oblasti. Se sklizní začátkem září následovalo stanoviště Gülzow. Zde hodnoty obsahu sušiny ukázaly, že optimální termín sklizně nebyl ještě dosažen a že biomasa by byla mohla ještě narůst. V Bingenu a Heßbergu následovala sklizeň na konci září. V tomto termínu byla hodnota sušiny v Bingenu pro jisté silážování částečně již překročena, v Heßbergu naproti tomu nebyla ještě dosažena, což je přičítáno klimatickým rozdílům mezi oběma stanovišti. V roce 2009 byla sklizeň v Bingenu provedena asi o 4 týdny dříve než v roce 2008, v Dornburgu naproti tomu o 4 týdny později. Přesto se podařilo v 2. sklizňovém roce na všech stanovištích sklidit biomasu s optimálním obsahem sušiny. Velké rozdíly v datu sklizně podtrhují ale současně nutnost sklízet v závislosti na obsahu sušiny dané průběhem povětrnostních podmínek, nikoli orientovat se podle striktně podle data. Tabulka 15:Termín sklizně různých původů mužáku prorostlého na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg, 2008 a 2009 2008 původ USA severní Německo Rohrbach Rusko Berlin
Dornbu rg 27.08.
2009
Gülzow
Bingen
02.09.
29.09.
Heßber g 29.09.
27.08.
02.09.
29.09.
29.09.
27.08. 27.08. 27.08.
02.09. 02.09. -
29.09. 29.09. -
29.09. -
Dornbu rg 23.09.
Gülzow
Bingen
08.09.
03.09.
Heßber g 02.10.
23.09.
08.09.
03.09.
02.10.
23.09. 23.09. 23.09.
08.09. 08.09. -
03.09. 03.09. -
02.10. -
Tabulka 16:Obsah sušiny (%)různých původů mužáku prorostlého na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg, 2008 a 2009
původ USA severní Německo Rohrbach Rusko Berlin
Dornbu rg 28,3
2008 Gülzo Bing w en 25,2 33,6
Heßbe rg 22,4
Dornbu rg 28,6
2009 Gülzo Bing w en 32,1 31,6
Heßbe rg 24,6
28,2
25,6
35,1
23,4
29,4
34,9
32,3
29,8
28,2 26,6 28,0
26,6 25,8 -
33,3 32,5 -
21,8 -
30,3 29,6 29,4
31,9 33,7 -
31,8 30,6 -
24,9 -
Výšky rostlin dle jednotlivých původů mužáku byly vzájemně relativně jednotné, lišily se ovšem velmi silně v závislosti na konkrétním stanovišti. Celkově byl zaznamenán přírůstek výšky z roku 2008 na rok 2009 (tab. 17). Mírný přírůstek výšky rostlin od prvního do druhého rok růstu byl zaznamenán u všech porostů a je přičítán lepšímu zakořenění porostu s přibývajícím věkem. Tabulka 17: Výška porostů (cm) mužáku prorostlého různého původu na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg, 2008 a 2009 původ USA severní Německo Rohrbach Rusko
Dornbu rg 266
2008 Gülzo Bing w en 156 213
Heßbe rg 219
Dornbu rg 328
2009 Gülzo Bing w en 207 302
Heßbe rg 285
260
167
215
223
315
214
296
291
263 256
153 158
220 223
225 -
332 340
204 210
307 322
290 -
Berlin GDt, 5%
256 15,5
13,9
n. b.
40,5
322 14,8
16,6
17,5
12,4
Rozdíly mezi výnosy mužáku jednotlivých původů ovšem nejsou na jednotlivých stanovištích podle jednotného vzoru. Tak například mužák severoněmeckého původu v lokalitě Gülzow ostatní výrazně převyšuje, v Bingenu je nejlepší mužák původu ruského. V Dornburgu a Heßberguse v roce 2008 nevyskytly žádné signifikantní rozdíly (tab. 14, obr. 3).
Obrázek 3: Výnos sušiny různých původů mužáku prorostlého v prvním a druhém výnosovém roce v závislosti na stanovišti V roce 2009 přinesly nejvyšší výnosy v Dornburgu a Bingenu porosty mužáku ruského původu, v lokalitách Heßberg a Gülzow naproti tomu porosty mužáku německého původu, přičemž rozdíly jsou někdy skutečně signifikantní. To, zda výnosové rozdíly poukazují na vhodnost pro určitá stanoviště, musí ukázat až další průběh pokusů. Celkem vzato se odhaduje, že rostliny mužáku různého původu se na všech stanovištích dobře ujaly a jak v roce 2008 tak i v roce 2009 dosáhly uspokojivých výnosů, přičemž nejlepší původy na jednotlivých stanovištích vždy byly v okruhu nebo i překonaly průměrný odpovídající výnos kukuřice na siláž (obr. 4).
Obrázek 4: Výnos sušiny mužáku nejlepšího původu ve srovnání s kukuřicí na siláž na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg, 2008 a 2009 Sklizeň z pokusů byla v laboratoři analyzována teoretického obsahu metanu (tab. 18).
na
obsahové
látky,
pro
zjištění
Tabulka 18: Teoretický obsah metanu (l/kg sušiny u mužáku prorostlého různého původu na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg, 2008 a 2009 2008 původ
Dornbu rg
Gülzo w
USA
324,9
332,7
severní Německo
322,7
329,8
Rohrbach
326,4
331,7
Rusko
320,7
329,3
Berlin GDt,5%
326,7 3,0
1,8
Bing en 321, 8 326, 5 326, 5 324, 3 n.
2009 Heßbe rg
Dornbu rg
Gülzo w
332,0
321,6
323,6
332,0
321,3
324,8
332,0
317,2
323,5
-
321,7
325,5
321,4 n.
9,5
2,6
Bing en 322, 0 323, 5 323, 7 323, 0 n.
Heßbe rg 318,9 320,5 319,6 3,0
Ohledně teoretického obsahu metanu se mezi stanovišti nevyskytly žádné výrazné rozdíly, ani jednotlivé původy se vzájemně nelišily. S hodnotami 320 a 333 l/kg sušiny byly obsahy metanu v oblasti výše popsaných pokusů a tudíž v oblasti hodnot dosahovaných kukuřicí na siláž. Celkově bylo zjištěno, že na základě podobného obsahu metanu, kdy hektarový výnos plynu sleduje hektarový výnos biomasy, že nejvyšší teoretický výnos metanu z hektaru měly porosty mužáku severoněmeckého původu v lokalitách Heßberg a Gülzow a porosty mužáku ruského původu v Dornburgu a Bingenu (tab. 19). Tabulka 19: Teoretický výnos metanu (m³/ha) mužáku prorostlého různého původu na pokusných stanovištích Dornburg, Gülzow, Bingen a Heßberg, 2008 a 2009 původ Dornbu
2008 Gülzo Bing
Heßbe
Dornbu
2009 Gülzo Bing
Heßbe
rg
w
USA
6.424
2.754
severní Německo
6.787
4.119
Rohrbach
6.668
3.435
Rusko
6.098
2.812
Berlin GD t, 5%
6.354 906
690
en 5.47 1 5.45 3 5.45 3 6.94 0 n.
rg
rg
w
4.461
7.137
3.703
4.409
6.956
5.286
4.409
8.038
3.924
-
9.030
4.296
n.
6.413 1.390
932
en 4.06 7 4.66 7 4.26 3 5.28 9 n.
rg 6.802 7.928 5.841 1.268
Sklizeň ze zkoušek porostů mužáku různého původu v Dornburgu byly silážovány do polyetylenových tunelů a vzniklá siláž po 90 dnech hodnocena v hohenheimském testu výnosu bioplynu na schopnost produkce bioplynu a metanu (tab. 20). Tabulka 20: Obsah bioplynu a metanu v biomase mužáku prorostlého, lokalita Dornburg 2009 (HBT) obsah bioplynu (l/kg sušiny) 497
obsah metanu (l/kg sušiny) 281
496
280
511
289
Rusko
457
258
Berlin
448
253
původ USA severní Německo Rohrbach
Při srovnání hodnot obsahu metanu teoreticky vypočítaných a hodnot získaných zpracováním rostlinného materiálu by zjištěno, že se téměř neliší a oboje výsledky leží výrazně nad výtěžností metanu zjištěnou v dávkovém (batchtest) testu (obr. 5).
Obrázek 5: Srovnání obsahu metanu teoretická vypočítaného z rostlinného materiálu a siláže s hodnotami hohenheimského testu výnosu bioplynu, pokusné stanoviště Dornburg 2009 Pro zjištění příčin a zpřesnění výsledků musí být v pokusech pokračováno a obzvláště zkoumání pomocí hohenheimského výnosového testu bioplynu zintenzivněno. 3.1.3 Zkouška různých druhů rodu Silphium V roce 2008 byly zahájeny pokusy s dvěma druhy - Silphium trifoliatuma Silphium laciniatum, ve srovnání s jedním braniborským původem Silphium perfoliatum. Výsadba se uskutečnila na konci května. Na rozdíl od Silphium perfoliatum, který na konci vegetace vytvořil zcela uzavřený porost, nevyvinuly se u zbývajících druhů ani listové růžice a měly také nesrovnatelně méně listů (tab. 21). Tabulka 21: Výsledky hodnocení porostu různých druhů Silphium 21. 10. 2008 (varianta 1) resp. 17. 11. 2008 (varianty 2 a 3), pokusné stanoviště Dornburg 2008
varianta zkoušení
druh resp. původ
listy/ rostlin a
výška porostu (cm)
hustota porostu* (1 až 9) (uzavření porostu)
Silphium trifoliatum 9 102 7,5 Severní Amerika Silphium 2 perfoliatum 20 30 1 Brandenburg Silphium 3 laciniatum 7 11 9 severní Německo * 1 = porost se uzavírá, 5 = listy se dotýkají, 9 = žádné uzavření porostu 1
Celkově byly rostliny jiných druhů Silphium výrazně méně vzrůstné než Silphium perfoliatum. Mužák Silphium perfoliatum uzavřel porost již v roce výsadby, dosáhl ovšem pouze výnosu 2 t sušiny z hektaru. Kvůli nízkému pokrytí terénu byla schopnost čelit plevelům výrazně nižší, což sebou přineslo zvýšené náklady v oblasti mechanické péče. Tato nevýhoda pokračovala také v následujícím roce. Ani v roce 2009 neuzavřely druhy mužáku své porosty, obzvlášť Silphium laciniatum se svými pérovitými listy nemohl plevelům úspěšně čelit. Co se týče výšky rostlin, lišily se vzájemně druhy velmi významně, přičemž S. trifoliatum s výškou 230 cm byl nejnižší a S. laciniatum výškou 285 cm nejvyšší, většinou však pouze s jedním až dvěma vrcholovými výhony. K tomu posledně jmenovaný druh měl velmi nízkou pevnost stonků a při sklizni ležel téměř celý porost, takže by v praktických podmínkách nebylo možné jej sklidit. Z pohledu výnosu nedosahovaly oba zkoušené druhy zdaleka výnosu S. perfoliatum a jeví se tak pro výrobu bioplynu jako nevhodné, i když co se týče produkce metanu z biomasy, se od S. perfoliatum neliší (tab. 22). Tabulka 22: Výška rostlin, výnos biomasy, obsah metanu a výnos metanu různých druhů, resp. původu druhů rodu Silphium, pokusné stanoviště Dornburg 2008 a 2009 druh resp. původ
výška porostu (cm) 2009
výnos sušiny (q/ha) 200
200
obsah metanu (l/kg sušiny) 2009
výnos metanu (m³/ha) 2009
Silphium trifoliatum severní Amerika Silphiumperfolia tum Brandenburg Silphiumlaciniat um severní Německo GDt,5%
8
9
230
21, 7
124, 2
326,7
4.057
260
-
262, 5
323,9
8.503
285
-
73,3
324,3
2.373
n.
n.
82,3
2,8
2.657
3.1.4 Výnos biomasy mužáku (Silphium perfoliatum) ruského původu Rovněž v roce 2008 bylo spektrum mužáku různého původu obohaceno o další. Jedná se zde o mužák tří různých ruských původů, které měly všechny patřit k druhu Silphium perfoliatum. Bohužel byly dodány jen dvě partie sadby, přičemž u jedné z nich se později ukázalo, že se jedná o Silphium trifoliatum. Výsadba se uskutečnila kvůli zdržení dodávky sadby ve velmi pozdním termínu – až začátkem srpna 2008. Ačkoliv se rostliny ještě do konce vegetace dobře vyvíjely, nevyrašily v dalším roce, obzvlášť u Silphium perfoliatum všechny rostliny a dosáhly relativně velmi malé výšky. Tato nepříliš optimální situace porostu se odrazila také v podprůměrném výnosu. Skutečné věrohodné výsledky, co se týče výnosů obou druhů, proto můžeme očekávat až v roce 2010 (tab. 23).
Tabulka 23: Zkouška ruských druhů resp. původů rodu Silphium, stanoviště Dornburg 2009
druh resp. původ
Silphiumperfol iatum Silphium trifoliatum GD t, 5%
výška porost u (cm)
obsah sušiny (%)
výnos sušiny (q/ha)
obsah metan u (l/kg sušiny)
výnos metan u (m³/h a)
230
23,3
85,3
330,0
2.816
229
27,0
118,2
330,8
3.904
25,9
2,6
851
16,2
Protože přepočítané množství metanu se pohybovalo na úrovni ostatních pokusů, byly výnosy metanu na hektar kvůli nízkým hektarovým výnosům relativně nízké. 3.1.5 Zkouška různé hustoty porostu Jednotlivé rostliny mužáku prorostlého vytvářejí růstem značnou biomasu a uzavírají porost po výsadbě relativně rychle. Proto v následujícím uvedeném pokusu bylo na dvou stanovištích zkoumáno, zda je možné snížit počet rostlin na hektar z obvyklých 40.000 na 27.000 respektive 18.000 bez úbytku výnosu. Současně bylo v roce výsadby 2007 zkoušeno, zda se se sníženou hustotou porostu nevytvoří silnější tlak plevelů. Na obou pokusných stanovištích Dornburg a Großenstein rostliny dobře zakořenily. Jak před zimou, tak i po zimě se porosty jevily jako optimální, ačkoliv při větším sponu nebylo na podzim dosaženo uzavření porostu, jak je to ukázáno na příkladu porostu ze stanoviště Dornburg v tabulce 24. Při větších odstupech rostlin byl tlak plevelu v průběhu celé
periody výrazně silnější a udržení čistoty porostu této varianty bylo spojeno s vyššími náklady. Tabulka 24: Výsledky hodnocení porostu mužáku prorostlého 14. 09. 2007, pokusné stanoviště Dornburg 2007
18
výška porostu (cm) 46,5
stupeň pokrytí (%) 100
50x75 cm
20
34,8
85
75x75 cm
23
37,8
65
3,5
6,1
15,0
variant a
spon rostlin
počet listů na rostlině
1
50x50 cm
2 3 GDt,5%
Na jaře 2008 se porosty začaly uzavírat, přičemž počet výhonů na rostlině byl u širších sponů vyšší než u užších. V lokalitě Großenstein se na konci června vyskytlo napadení houbou Sclerotinia, která se díky teplému vlhkému počasí rychle rozšířila na celý porost. Z tohoto důvodu se 18. 7. 2008 uskutečnila předčasná sklizeň tohoto pokusného porostu. Příčinou napadení mohl být silný infekční tlak Sclerotinia v této lokalitě, kde byla předplodinou fazole, který pak byl ještě v červnu zesílen optimálními povětrnostními podmínkami pro šíření houby. Po předčasné sklizni obrazily rostliny poškozené houbou Sclerotinia dobře. Jen málokteré rostliny vykazovaly poškození ještě na podzim, většinou uhynula pouze jedna rostlina na pokusné parcele (tab. 25). Tabulka 25:Vývoj rostlin poškozených houbou Sclerotinia před zimou (20. 10. 08), Großenstein 2008
varianta výsadby (spon)
počet rostlin teoretic ky
dobře vyvinu té rostlin y
slabě vyvinu té rostlin y
odumře lé rostliny
50x50cm
60
56
3
1
50x75cm
40
37
2
1
75x75cm
27
25
1
1
V roce 2009se porost vyvíjel zcela normálně, jak ukazují výsledky měření výšky rostlin v tabulce 26 ve srovnání s lokalitou Dornburg. Sclerotinia se nevyskytla v množství vyžadujícím ochranná opatření. Tabulka 26: Termín sklizně a výška rostlin mužáku prorostlého v závislosti na hustotě porostu (sponu), pokusná stanoviště Dornburg a Großenstein, 2008a 2009 varianta výsadby (spon) 50x50c m 50x75c m 75x75c
termín sklizně 2008 Dornbur g
27.08. 27.08. 27.08.
Großenstein
18.07. * 18.07. * 18.07.
výška porostu (cm) 2008 2009
2009 Dornbur g
Großenstein
Dornbur g
Großenstein
Dornbur g
Großenstein
21.09.
29.09.
268
154
306
303
21.09.
29.09.
272
164
301
304
21.09.
29.09.
261
165
304
290
*
m GDt,%
18,3 10,8 * sklizeň nutná z důvodu silného napadení houbou Sclerotinia
11,1
n.
V Dornburgu 2008 vykazovaly porosty s nejnižší hustotou výrazně vyšší výnos oproti vyšším hustotám porostů. V Großensteinu se ukazovala podobná tendence, kdy varianty vysázených rostlin ve sponu50 x 75 cm a 75 x 75 cm dosahovaly vyššího výnosu než standardní varianta 50 x 50 cm. Tento výsledek je na základě předčasně provedené sklizně z výše uvedených důvodů možno zhodnotit jen v omezeném rozsahu. V roce 2009 se výnosy všech pokusných modulů v Dornburgu plně vyrovnaly (tab. 27). Pokus v Großensteinu nemohl být z důvodu chyby při odběru bohužel vyhodnocen. Tabulka 27: Výnos sušiny a obsah sušiny v mužáku prorostlém v závislosti na sponu, pokusná stanoviště Dornburg a Großenstein, 2008a 2009 varianta výsadby (spon) 50x50cm 50x75cm 75x75cm GD t,5%
výnos sušiny (q/ha) 2008 2009
obsah sušiny(%) 2008 2009
Dornbu rg
Großenstein*
Dornbu rg
Großenstein*
Dornbu rg
Großenstein*
Dornbu rg
Großen-s tein*
180,0 179,0 236,4 35,6
131,7 151,6 144,6 14,1
205,9 206,0 206,8 18,5
n. n. n. -
28,0 27,4 28,2
33,4 33,8 34,2
25,6 26,8 25,7
n. n. n.
* nutná sklizeň z důvodu silného napadení Sclerotinia Přes časnou sklizeň a silné napadení houbou Sclerotinia se teoretické hodnoty obsahu metanu ve sklizené biomase téměř nelišily od rostlin sklizených v optimálním termínu v Dornburgu. Tendenčně leží na trochu vyšší hodnotové úrovni. Hustota porostu neměla žádný vliv na obsahové složky relevantní pro tvorbu bioplynu. Ovšem přepočtené výnosy metanu v lokalitě Großenstein byly na základě předčasné sklizně a s tím spojeného nízkého výnosu biomasy 2008 výrazně nižší než v lokalitě Dornburg (tab. 28). Tabulka 28: Teoretický obsah a výnos metanu mužáku prorostlého v závislosti na sponu, pokusná stanoviště Dornburg a Großenstein, 2008 a 2009 varianta výsadby (spon) 50x50cm 50x75cm 75x75cm GDt,5%
obsah metanu (l/kg sušiny) Dornburg Großenst ein 2008 2009 2008 321,4 324,0 330,3 320,9 322,1 330,4 322,9 321,9 331,4 3,2 2,7
výnos metanu (m³/ha) Dornburg Großenst ein 2008 2009 2008 5.786 6.673 1.255 5.744 6.634 2.224 7.634 6.656 2.104 1.187 603
Celkově dosavadní výsledky ukazují na to, že by bylo možné, snížit hustotu porostu na množství nižší než 40.000 rostlin na hektar. Ovšem klesá s tím konkurenceschopnost vůči plevelům a stoupají tak kalkulované náklady na péči o porost. Současně také stoupá riziko nerovnoměrnosti porostů, když se vyskytnou problémy při zakořenění z důvodu sucha po výsadbě. 3.1.6 Pěstování pod krycí plodinou (výsadbová varianta) Jako mnohé ostatní vytrvalé rostliny vytváří mužák prorostlý v roce výsadby pouze přízemní růžici listů a proto nemá ještě žádný výnos. Proto bylo v jednom pokusu v roce 2007 v Dornburgu zkoumáno, zda porosty vysázené pod krycí plodinu mohou ve druhém roce dosáhnout stejně vysokých výnosů jako bez krycí plodiny eventuálně zda výnos krycí plodiny kompensuje snížený výnos v prvním roce pěstování. Jako krycí plodina byly použity súdánská tráva ‚Susu’ a rané krátkostébelné proso odrůdy ‚Friggo’ s mírně sníženým výsevným množstvím (15 kg/ha) ve vzdálenosti řad 75 cm. Na základě vlhkého
počasí na konci května 2007 vyrostly všechny rostliny a vytvořili mohutné přízemní růžice listů, ačkoliv rostliny pod krycí plodinou byly výrazně slabší než v kontrolní variantě bez krycí plodiny (tab. 29). Tabulka 29: Počet listů a výška porostu mužáku prorostlého s a bez krycí plodiny (hodnocení 14. 09. 2007), pokusné stanoviště Dornburg 2007 varianta
počet listů/rostlina
výška porostu (cm)
20,5
50,5
6,2
35,0
7,5
41,2
6,8
7,6
bez krycí plodiny krycí plodina súdánská tráva‚Susu’ krycí plodina proso ‘Friggo’ GD t, 5%
Všechny varianty přezimovaly optimálně bez výpadků a začaly na jaře 2008 rašit, přičemž varianta s krycí plodinou výrazně zaostávala, co se týče výšky porostu a počtu výhonů za variantou bez krycí plodiny, což se také odrazilo ve výnosech. Zatímco varianty s krycí plodinou byly v roce 2008 signifikantně výnosově níže než varianty bez krycí plodiny, byl výnos biomasy v roce 2009 vyšší, ve zkoušce s krycí plodinou ‚Friggo’ dokonce signifikantně. Celkový výnos varianty s krycí plodinou, počítáno za všechny tři roky, je hodnotově nad výsadbou mužáku prorostlého bez krycí plodiny (tab. 30, obr. 6). Tabulka 30: Výška rostlin, výnos fytomasy a obsah sušiny u mužáku prorostlého v 1. a 2. výnosovém roce pod krycí plodinou, pokusné stanoviště Dornburg 2008 a 2009
varianta
bezkrycí plodiny krycí plodina súdánská tráva‚Susu’ krycí plodina proso ‘Friggo’ GDt,5%
výška porostu (cm)
výnos sušiny (q/ha)
celková sušina včetně krycí rostliny (q/ha)
2008
2009
2008
2009
2007-2009
254
309
152,5
163,7
316,2
188
312
108,0
175,0
420,0
188
315
106,3
201,6
384,7
33,7
9,4
24,0
20,0
Obrázek 6: Výnos sušiny mužáku prorostlého v prvním výnosovém roce po výsadbě pod krycí plodinu, Dornburg 2008 a 2009 Protože se výnosy mužáku pěstovaného pod krycí plodinou ve druhém roce sklizně přiblížily výnosu porostu bez krycí plodiny, mohlo by toto opatření být možností ke zlepšení hospodárnosti. Současně by se tím snížil problém udržení čistoty porostu v roce výsadby, protože pod krycí plodinou byl tlak plevele výrazně nižší. Avšak je nutné uvážit, že na základě bohatých srážek v roce 2007 díky dostatku vláhy nevznikla konkurence mezi krycí plodinou a mužákem. Za normálních povětrnostních podmínek ve středním Německu je důvod k obavám ze špatného vývoje porostu z nedostatku vláhy. Množství obsahových látek relevantní pro výtěžnost bioplynu respektive metanu se u jednotlivých variant téměř neliší, tak že teoretická hodnoty obsahu metanu leží téměř na stejné úrovni (tab. 31). Výnosy metanu svými hodnotami odpovídají paralelně výnosům biomasy. Tabulka 31: Obsah a výnos metanu mužáku prorostlého v prvním roce po výsadbě pod krycí plodinu pokusné stanovištěDornburg 2008 a 2009
varianta
bez krycí plodiny krycí plodina súdánská tráva ‚Susu’ krycí plodina proso ‘Friggo’ GD t, 5%
obsah metanu (l/kg sušiny) 200 2008 9 323, 324,4 4 321, 329,1 5 322, 329,0 4 3,6 2,1
3.1.7 Pěstování pod krycí plodinou (výsevná varianta)
výnos metanu (m³/ha) 200 2009 8 4.94 5.29 7 6 3.55 5.62 5 8 3.49 6.49 7 7 765 635
Protože je výsadbová varianta a varianta přesného výsevu na stejné ploše relativně velmi těžko realizovatelná, byl v roce 2008 pokus s krycí plodinou zopakován, přičemž mužák byl na rozdíl od minulého roku vyset metodou přesného výsevu. Jako jediná krycí plodina byla k pěstování zvolena súdánská tráva odrůdy ‚Lussi’. Při hodnocení po sklizni krycí plodiny, která dosáhla výnosu 90 tun z hektaru, se ukázalo, že počty rostlin ve variantě s krycí plodinou jsou vyšší, ale jednotlivé rostliny jsou naproti tomu výrazně menší. Tak měly rostliny z čistého výsevu 20 listů při výšce asi 40 cm, zatímco rostliny s kryc plodinou pouze 10 listů a 15cm výšky. Také stupeň pokrytí u varianty s krycí plodinou byl výrazně horší (tab. 32). Tabulka 32: Počet listů a výška porostu mužáku prorostlého při přímém výsevu s krycí plodinou a bez krycí (hodnocení 21. 10. 2008), pokusné stanoviště Dornburg 2008
varianta bez krycí plodiny krycí plodina súdánská tráva ‚Lussi’ GD t,5%
počet rostlin na parcele 51
počet listů na rostlině
výška porostu (cm)
stupeň pokrytí (%)
výnos (q/ha)
20
40,5
82,5
-
64
10
14,8
20,0
90,0
8
6
14,3
n.
Horší vývoj rostlin v roce výsevu působil také v prvním výnosovém roce negativně na vývoj porostu. To se odráží v malé výšce porostu a malém výnosu. Současně vedly slabé porosty variant s krycí plodinou k nižší konkurenceschopnosti vůči plevelům, což činilo nezbytnými mechanická opatření proti plevelům v jarním období. Celkový výnos variant byl v obou letech téměř stejný, takže pěstování s krycí plodinou nemá žádnou ekonomickou výhodu, spíše kvůli vyšším nákladům (osivo atd.) se na ekonomice pěstování odráží negativně. Tabulka 33: Výška rostlin, obsah sušiny a výnos sušiny mužáku prorostlého v 1. výnosovém roce při výsevu s a bez krycí plodiny, pokusná stanice Dornburg 2009
varianta bez krycí plodiny krycí plodina súdánská tráva ‚Lussi’ GD t, 5%
výška porostu (cm)
obsah sušiny (%)
výnos sušiny (q/ha)
celkový výnos sušiny 2008-2009 (q/ha)
278
29,0
198,8
198,8
240
27,4
111,7
201,7
22,3
52,6
24,3
Obsahy metanu u obou variant byly v roce 2009 přibližně stejné, ten súdánské trávy se hodnotově pohyboval ovšem signifikantně pod ním, takže varianta s krycí plodinou v kumulativním výnosu metanu za roky 2008 a 2009 bodovala hůře (tab. 34). Tabulka 34:Obsah metanu a výnos metanu mužáku prorostlého v prvním roce při výsevu s krycí plodinou a bez krycí plodiny, pokusné stanoviště Dornburg 2008 a 2009
varianta
obsah metanu (l/kg sušiny)
celkový výnos metanu 2008+2009 (m³/ha)
bez krycí plodiny krycí plodina súdánská tráva ‚Lussi’
330,0
6.567
270,1 (´Lussi ´) /326,5 (mužák)
6.080
3,8
1.772
GD t, 5%
Celkově lze závěrem shrnout, že pěstování mužáku z přímého výsevu pod krycí plodinou je spojeno se značným rizikem a potencionálně možné vyšší výnosy v příznivých letech mohou pravděpodobně sotva pokrýt náklady. 3.1.8 Pokusy s přímým výsevem První pokus s výsevem byl proveden chemicky ošetřeným osivem (12 a 24 hodin účinku GA3), které jako jednotlivá semena vysela firma Chrestensen pomocí stroje na přesný výsev 28. 05. 2007do řads rozestupem 50 cm a vzdáleností mezi jednotlivými semeny 18 cm. Rostliny vyklíčily asi po 14 dnech. Polní vzejití bylo asi 50%. Nastavení secího stroje respektovalo vypočtené požadované množství osiva. Rozdělení rostlin bylo ale pravidelné a rostliny se díky panujícímu vlhkému počasí vyvíjely plynule. Na konci vegetačního období se vytvořily vyrovnané, dostatečně husté porosty (tab. 35), které i dobře přezimovaly. Tabulka 35:Výsledky hodnocení porostu 20. 09. 2007, pokusné stanoviště Dornburg 2007
varianta
71
počet listů na rostlin ě 7,8
79
9,8
15,2
72,5
7,6
1,8
2,60
6,5
počet rostlin na parcele
ošetřeno 12 h ošetřeno 24 h GD t, 5 %
výška porostu (cm)
stupeň pokrytí (%)
13,2
67,5
Při srovnání jedné varianty rostlin vysázených v roce 2007 stejného původu se v prvním výnosovém roce 2008 projevily jen velmi malé rozdíly. Z hlediska výnosu byly varianty z výsevu signifikantně pod hodnotovou úrovní varianty výsadbové, dosáhly ovšem výnosů 155 resp. 159 q z hektaru, veskrze akceptovatelných při optimálním obsahu sušiny pro jisté silážování (tab. 36). Tabulka 36: Výška rostlin, výnos sušiny a obsah sušiny mužáku prorostlého při přímém výsevu ve srovnání s výsadbou (sklizeň: 27. 08. 2008), pokusné stanoviště Dornburg 2008 varianta výsadba přímý výsev ošetření 1 přímý výsev ošetření 2 GDt,5%
výška rostlin (cm) 260
výnos sušiny (q/ha) 180,9
obsah sušiny (%) 27,7
264
154,7
27,8
241
158,9
27,8
14,0
9,1
0,5
Ohledně obsahových látek resp. z nich vypočítaného obsahu metanu se opět varianty výrazně nelišily, takže u výnosnějších výsadeb byly dosaženy i vyšší výnosy metanu na hektar než u přímého výsevu s nižším výnosem biomasy (tab. 37).
Tabulka 37: Obsah metanu a výnos metanu mužáku prorostlého v prvním sklizňovém roce při přímém výsevu (sklizeň: 27. 08. 2008), pokusné stanoviště Dornburg 2008 varianta
obsah metanu (l/kg sušiny)
výnos metanu (m³/ha)
výsadba
316,6
5.727
325,8
5.041
323,4
5.139
přímý výsev ošetření 1 přímý výsev ošetření 2
Celkově pokus ukázal, že úspěšné založení porostu je přesným výsevem možné. Problematický je ale pomalý vývoj mladých rostlina a malá konkurenceschopnost vůči narůstajícím plevelům v průběhu tohoto období. Až do vypracování efektivní chemické ochrany jsou v tomto časovém úseku možná pouze mechanická opatření, která jsou spojena s vysokými náklady. Proto bylo po první sklizni další provádění těchto pokusů zastaveno. 3.1.9 Stanovení optimálního termínu výsevu respektive výsadby Optimální doba pro výsadbu nebo výsev má pro zemědělskou praxi velký význam. Při dosud praktikované době setí respektive sázení v časovém prostoru od poloviny do konce května by přicházelo v úvahu pěstování pouze nějaké zimní meziplodiny jako krmné žito nebo luskovinobilná směska před mužákem pro zvýšení produktivity plochy. Pokud by výnosy při pozdějším setí, asi v polovině června (po obilí na zeleno) nebo dokonce v polovině července (po ozimém ječmeni) výrazně neklesly, byla by efektivita využití plochy jednak výrazně vyšší a jednak časové období, v němž je nutno provádět opatření proti plevelům, výrazně kratší. Z tohoto důvodu byl v roce 2008 založen pokus s dobou výsevu ve srovnání s výsadbou na konci května na pokusných stanovištích v Dornburgua Großensteinu. Vedle sebe byla provedena výsadba současně s výsevem strojem na přesný výsev s odstupem řad 50 cm a se vzdáleností v řádku 18 cm. K tomu byly naplánovány v odstupu 2 týdnů další výsevy v Großensteinu a dva další termíny ve čtyřtýdenním odstupu v Dornburgu. K založení porostů došlo na obou místech bez problémů. Těžkosti přinesly výsevné varianty, u nichž byly pozemky před výsevem vždy až do roku 2007 ošetřovány pomocí Treflanu (účinná látka Trifluralin) dávkou 2,0 l/ha, ale ten se od března 2008 nesmí používat. Proto byl po dohodě s experty na ochranu rostlin použit herbicid aplikovaný před vzcházením povolený pro hvězdnicovité, jako je slunečnice a měsíček, přípravek Bandur (účinná látka Aclonifen) v dávce 1,0 l/ha. To zpočátku vzcházení mužáku nenarušilo, vedlo to ale po určité době akumulace účinné látky ke žloutnutí a následně k odumírání rostlin ve fázi 3 pravých listů. Z důvodu sucha na obou stanovištích v květnu, klíčily rostliny z prvního setí, které bylo provedeno paralelně s výsadbou, až po 4 – 6 týdnech. Při prvním hodnocení krátce po vzejití se v Dornburgu ukázal relativně vyrovnaný porost, který ovšem po dvou týdnech zcela zežloutl. Protože jako příčina byla určena aplikace herbicidů, byly další výsevní termíny zrušeny a podle plánu ošetřeny prostředkem. Následkem toho se nepodařilo založit výsevné varianty a pokus byl přerušen. Pro velký praktický význam byl pokus v roce 2009 v Dornburgu v lehce změněných variantách zopakován. Přitom byl ke každému výsevnímu termínu paralelně založen porost z výsadbového materiálu, neboť při vysazování od konce června je na základě nižších nákladů možné produkovat sadbu cenově výhodně. Hodnocení porostu na konci září ukázalo, že pouze výsadba a přesný výsev ve standardním termínu v polovině května poskytuje dobře vyvinuté rostliny, které uzavírají řady. Omezeně to platilo ještě pro výsadbový termín v polovině června. V tomto termínu zůstaly rostliny z výsevu výrazně menší a nedosáhly uzavření porostu. Současně se termín od termínu snižovaly počty rostlin na parcele ve variantách přesného výsevu (tab. 38).
Tabulka 38: Vliv termínu výsadba resp. Výsevu na vývoj porostu mužáku prorostlého (hodnocení 29. 09. 09), pokusné stanoviště Dornburg 2009
varianta
termín
počet rostlin na parcele
výsadba
polovina května
54
33
100
přesný výsev jednotlivý ch semen
polovina května
69
29
86
výsadba
polovina června
54
21
90
přesný výsev jednotlivý ch semen
polovina června
39
14
žádné zapojení
výsadba
polovina července
53
13
žádné zapojení
přesný výsev jednotlivý ch semen
polovina července
52
11
žádné zapojení
výsadba
polovina srpna
54
10
žádné zapojení
přesný výsev jednotlivý ch semen
polovina srpna
27
neměřitel né
žádné zapojení
výška rostlin (cm)
stupeň pokrytí (%)
Přes nízké teploty v zimě 2009/2010 se nevyskytly v pokusu žádné výpadky, což dokazuje zimovzdornost mužáku v raných stádiích růstu. Jak dalece výnosné porosty se ovšem budou dále vytvářet, musí ukázat až další vedení pokusů. Celkově výsledky pokusů ukázaly, jak je důležité, vypracovat efektivní varianty s ochranou proti plevelům obzvláště pro výsevnou variantu. 3. 1. 10 Organické a minerální hnojení mužáku prorostlého Jako všechny rostliny vytvářející mohutnou biomasu potřebuje mužák prorostlý pro tvorbu vysokých výnosů dostatečné zásobení živinami. Se svou potřebou dusíku 1 kg na tunu produkce sušiny je o něco níže než kukuřice. V níže popsaném pokusu, který byl v roce 2008 založen a v roce 2009 poprvé sklizen, bylo zkoumáno, jaké výnosy biomasy je možno docílit s čistě minerálním hnojením, hnojením pomocí digestátu a kombinací obou variant. K tomu bylo použito minerální hnojení na začátku vegetace na hodnotu 160 kg přístupného dusíku na hektar, čistě organické hnojení v množství 50 m³ digestátu (zbytků po produkci bioplynu) a také kombinace obou variant - 50 m³ digestátu a minerální hnojení na hodnotu 160 kg přístupného dusíku na hektar. Překvapivé bylo, že varianta s čistě minerálním hnojením měla v roce 2009 nejnižší výnosy. Nejlepší výsledky byly dosaženy v případě kombinace organického a minerálního hnojení. Také varianta hnojená výhradně digestátem, která obdržela nižší dávku dusíku, dosáhla velmi dobrých výsledků, ačkoliv výška porostu byla výrazně nižší než u obou zbývajících variant (tab. 39) Překvapující byl také nesrovnatelně vyšší zůstatek dusíku v půdě při výhradně organickém hnojení, při němž byla půda obohacena o výrazně menší množství.
Tabulka 39: Vliv hnojení na výšku porostu, výnos biomasy, obsah metanu, výnos metanu a zůstatek dusíku v půdě porostu mužáku prorostlého, pokusné stanoviště Dornburg 2009
hnojení
potřebnádávkaN160kg/ha,mi nerální 50m³ digestátu/ha (89kgN/ha, včetně Nmin) potřebná dávka N 160kg/ha (50m³ digestátu/ha+ min. GD t, 5%
Nmin po sklizni 0–60 cm (kg/ha )
Obsah metan u (l/kg sušiny)
výnos metan u (m³/ha)
Výška rostlin (cm)
obsah( %)
Výnos (dt sušiny/h a)
314
23,7
171,3
20
323,5
5.541
264
25,2
205,0
36
323,4
6.631
314
28,1
225,3
28
324,2
7.304
1,3
1.117
29,3
34,4
Obsah metanu byl téměř stejný a výnos metanu z hektaru koreloval následně opět s výnosem sušiny. Pokud by se pozitivní výsledky účinku digestátu v dalším průběhu pokusů potvrdily, byla by tato varianta hnojení porostů mužáku prorostlého velmi výhodnou alternativou pro zemědělce. 3. 1. 11Účinek a tolerance vůči herbicidům Jak bylo již zdůrazněno, tvoří přiměřená ochrana rostlin, zvláště boj proti plevelům v roce založení porostu, zásadní předpoklad pro jeho vývoj. Protože v současnosti nejsou povoleny žádné herbicidy pro porosty mužáku, byl v roce 2007 v lokalitách Straußfurt/Kirchengel a Dornburg zahájen herbicidní pokus ve vysazeném porostu mužáku. Pokusy jsou od roku 2008 v Dornburgu a od roku 2009 v Kirchenfeldu převedeny do výsevných variant. Výběr herbicidů se uskutečnil na základě předtestů respektive přenosem povolených přípravků z jiných kultur rostlin z čeledi hvězdnicovitých. Ve Straußfurtu se v roce 2007 prokázala dobrá účinnost a snášenlivost u Treflanu při ošetření před výsadbou a přípravku Stomp SC po výsadbě. Tlak plevele se významně snížil, ke škodám na rostlinné kultuře nedošlo. Méně dobře byly snášeny přípravky Lentragran WP a Spectrum, které vyvolávaly výrazné růstové deprese. Zatímco přípravek Boxer ve směsi s přípravkem Stomp SC v předtestech v Dornburgu žádné škody nevyvolával, vyskytly se ve Straußfurtu, jak při aplikaci přípravků jednotlivě tak i při následném postřiku po aplikaci Treflanu, výrazné škody na kultuře, které částečně vedly k úplnému výpadku jednotlivých parcel (tab. 40). Bohužel byla účinná látka Trifluralin na konci roku 2007 vyškrtnuta (přípravek Treflan – předseťové ošetření) a její použití tudíž není více možné. Pro vývoj herbicidních strategií u mužáku prorostlého využitelných v praxi představuje tato skutečnost trpký nezdar. Tabulka 40: Účinnost a snášenlivost herbicidů mužákem prorostlým při výsadbě, pokusné stanovištěStraußfurt 2007 odrůda: Fa. Jelitto druh půdy/číslo: 60 předplodina:
ozimá pšenice
hnojení dusíkem:
50 kg/ha
termín sázení:
21. 05. 2007
sklizeň
žádná
varianta
způsob použití
stupeň účinnosti v % (UK = stupeň pokrytí v %) hodnocení: 12. 07. 07
l/ha.
ALOM Y
Datum aplikace
ATXP A
POLC O
THLA R
CHE AL
celke m
fytotoxici ta v% V1)/R2)
1 UK 2 Treflan
2,0
3 Boxer
5,0
4 Stomp SC
4,0
5 Lentragran WP
1,5+ 1,5
6 Spectrum
1,2
7 Fusilade MAX 8 SF Treflan + Boxer
1,0
1)
2,0 4,0
V = výpadek rostlin,
21. 05. VPE 12.06.ES 15 12.06.ES 15 12.06.ES 15 25.06.ES 17 12.06.ES 15 12.06.ES 15 21. 05. VPE 12.06. ES15 2)
30
14
6
6
9
65
100
100
100
100
100
0/0
100
18
74
100
100
28/45
95
35
36
100
100
0/0
100
33
100
100
100
0/35
96
34
25
13
100
0/43
0
0
0
0
92
0/0
100
100
100
100
100
85/80
R = růstové deprese
Dobrá účinnost přípravku Stomp SC se potvrdila na stejném stanovišti v roce 2008 jak před, tak i po založení porostu. Ostatní prostředky působily proti jednotlivým plevelům velmi dobře, u dalších však zcela zklamaly. Podobně jako Boxer, působil Stomp SC zesvětlení listů a parciální nekrózy, které ale byly tolerovatelné. O něco silnější fytotoxicitu vykazoval Lentragran WP. Zde docházelo ke zbrzděním růstu, který ovšem byl za relativně krátkou dobu překonán (tab. 41). Tabulka 41: Účinnost a snášenlivost herbicidů mužákem prorostlým při výsadbě, pokusné stanoviště Straußfurt 2008 odrůda:
Fa. Jelitto
druh půdy/číslo:
60
předplodina:
ozimá pšenice 08. 05. 2008
hnojení dusíkem:
50 kg/ha
sklizeň
žádná
termín sázení: Varianta
použití l/h a
stupeň účinnosti v % (UK = stupeň pokrytí v %) datum hodnocení: 20. 06. 2008 POLCO AMAR CHE CIR HERBA celke E AL SS m 6 30 30 2 4 72 100 35 28 100 32
Datum aplikace 1 UK 2 1,2 07.05. Kerb400SC 5 VP 3 Stomp SC 3,5 07.05 VP 88 84 4 Venzar 1,0 07.05.VP 85 23 5 Boxer 4,0 26.05. 70 100 EC13 6 Stomp SC 3,5 26.05. 88 72 EC13 7 1,0 26.05.EC 88 100 Lentagran 1,0 13 WP 06.06.EC 14 Aramo 2,0 26.05. 0 0 EC13 1) V = výpadek rostlin, 2) R = růstové deprese
fytotoxici ta v% V1)/R2) 0
97 75 60
100 100 33
62 10 25
5/0 0 6/0
40
40
28
0
86
100
55
0/20
0
0
0
0
Na rozdíl od předcházejících let se porost v lokalitě Kirchengel vytvořil na základě výsevu dne19. 5. 2009. Nejlepší herbicidní účinek měl Kerb 400 SC, který byl aplikován hned po
výsevu. V jeho účinku následovaly Stomp Aqua und 2 x Lentagran WP ve značném odstupu. Po aplikaci kombinace Select 240 EC + Para Sommer byly pozorovány účinky proti vyskytujícím se dvouděložným plevelům. Kvůli velmi nestejnoměrnému vzcházení porostu nebylo hodnocení fytotoxicity možné, takže pokus byl vyhodnocen pouze částečně (tab. 42). Tabulka 42: Účinek a snášenlivost herbicidů u mužáku prorostlého při výsevu, pokusné stanoviště Kirchengel 2009 odrůda:
Fa. Jelitto
předplodina:
ozimá hnojení dusíkem: ječmen 19. 05. sklizeň 2009 stupeň účinnosti v % (UK = stupeň pokrytí v %) datum hodnocení: 14. 07. 09 POLC POLL FUMO THLA HERB GESA O A F R A MT 48,8 5,0 2,3 1,3 2,5 59,8 68 95 90 13 52 19 58 97 100 75 54 19
termín výsevu: Varianta
UK Kerb 400 SC Stomp Aqua Basagran Boxer Stomp Aqua Lentagran WP
použití
l/ha
Datum
1,25 3,5 1,0 + 1,0 4,0 3,5 1,0 + 1,0
NS19.05. NS19.05.
druh půdy/číslo:
60 50 kg/ha žádná fytotoxici ta v% V1)/R2) 0 5/0
VA25.05. NA15.06.
56
86
47
67
69
26
0
NA15.06. NA15.06.
43 35
62 96
100 50
67 67
50 25
31 37
6/0 0
NA15.06. NA25.06.
80
88
78
75
25
15
0/20
50
50
19
45
0
Para 1,0 Sommer + + NA15.06. 15 72 SELECT 240 0,75 EC HERBA: VERSS, CIRAR; LAMAM; 1) V = výpadek rostlin, 2) R = růstové deprese
Na stanovišti Dornburg se po výsadbě v roce 2007 vytvořil na všech parcelách stejnoměrný a velmi smíšený tlak porostu plevele. Účinek Treflanu v předseťové přípravě lze jako základ ošetření hodnotit dobře. Také směs herbicidů Stomp SC + Boxer ukázal dobrý až velmi dobrý stupeň účinnosti a potvrdil tak výsledky z předcházejících let. Nejlepší varianta s dobrým dlouhodobým účinkem byla kombinace herbicidů Treflan + Stomp SC. Fytotoxicita nebyla zjištěna v žádné variantě. Plečkování (MH) se uskutečnilo 21. 06. 2007 na neošetřené kontrole a 03. 07. 2007 na pokusných parcelách 1 až 3. Jeho účinek podpořilo chemické varianty ošetření (tab. 43). Tabulka 43: Účinek a snášenlivost herbicidů u mužáku prorostlého při výsadbě, pokusné stanoviště VS Dornburg 2007 odrůda:
Fa. Jelitto
předplodina:
hrách hnojení dusíkem: dřeňový 22. 05. sklizeň 2007 stupeň účinnosti v % (UK = stupeň pokrytí v %) datum hodnocení: 01. 08. 07
termín výsevu: Varianta
použití
druh půdy/číslo:
60 45 kg/ha žádná fytotoxici ta v%
l/ha LR UK + MH 1 SF Treflan + MH
Datum
2,0
THLA R 9 30
CHE AL 42 75
SOL NI 4 100
21.06. 21.05.VS E 03.07. 2 SF Treflan 2,0 21.05. 100 100 100 + Stomp SC + 19.06.ES + MH 3,5 14 03.07. 3 TM Boxer 3,0 19.06.ES 98 60 94 + Stomp SC 3,0 14 + MH 03.07. RR UK + MH 21.06. 6 45 6 HERBA: GALAP, VERSS, URTUR, EUPSS, A-RAPS; CAPBP 1) V = výpadek rostlin, 2) R = růstové deprese
V1)/R2)
POL SS 23 100
FUMO F 4 100
HERB A 18 70
100 0
100
100
85
0
68
100
75
0
20
4
15
96
V roce 2008 došlo po výsevu na základě sucha v květnu k velmi zpomalenému vzcházení rostlin. Současně chemické postřiky variant 2 až 4 (Devrinol FL, Bandur und Stomp SC) vedly až k 50 – 95 %nímu výpadku v porostech mužáku. Je nutné podotknout, že kromě herbicidu Boxer není žádný z použitých herbicidů určen k předseťové přípravě respektive přípravě půdy před vzcházením rostlin. Po vydatných srážkách od začátku až do poloviny června vznikl stejnoměrný a smíšený tlak porostu plevele. Dobrý účinek a nízké poškození kultury ukázaly varianty se Stompem SC po vzejití, přičemž variantapokusu č. 5 s herbicidy Boxer před vzejitím a Stomp SC po vzejití, stejně jako varianta číslo 7 s oběma prostředky ve směsi po vzejití jako se ukázaly jako nejlepší varianty pokusu. Také varianta číslo 6 s herbicidem Spectrum před vzejitím a Stomp SC po vzejití způsobily relativně malé škody na kultuře, avšak stupeň účinnosti proti plevelům nebyl přesvědčivý. Plečkování neproběhlo kvůli počasí v optimální době, přesto ale podpořilo varianty chemického ošetření (tab. 44). Tabulka 44: Účinek a snášenlivost herbicidů u mužáku prorostlého při výsevu, pokusné stanoviště Dornburg 2008 odrůda:
Fa. Jelito
61
předplodina:
dřeňový hnojení dusíkem: hrách 22. 05. sklizeň 2008 stupeň účinnosti v % (UK = stupeň pokrytí v %) datum hodnocení: 01. 08. 08 CHEA THLA SOL A-RAP CABP HERB celke L R NI S S A m 12 10 8 4 12 14 60
45 kg/ha
75
100
100
40
98
87
A89
100
98
86
100
99
98
A95
termín výsevu: Varianta
použití l/ha
Datum
UK + okopávka SF Devrinol FL + Lentagran WP + okopávka
-
11.07.
1,7 1,0 1,0
SF Bandur + Stomp SC + okopávka
4,0 3,0
VSE19. 05. NA 19.06. NA 30.06 11.07. VA22.0 5. NA19.0 6. 11.07.
žádná fytotoxicit a v% V1)/R2) -
Stomp SC + Boxer + okopávka
3,0 3,0
VA22.0 95 30 97 5. NA19.0 6. 11.07. Boxer + 3,0 VA22.0 95 100 95 Stomp SC + 3,0 5. okopávka NA19.0 6. 11.07. Spektrum + 1,2 VA22.0 93 94 95 Stomp SC + 3,0 5. okopávka NA19.0 6. 11.07. TM Boxer + 3,0 NA19.0 91 97 100 Stomp SC + + 6. okopávka 3,0 11.07. HERBA: GALAP, VERSS, URTUR, EUPSS, CIRAR; FUMOF 1) V = výpadek rostlin, 2) R = růstové deprese
20
100
87
A50
31
100
86
A19
23
99
93
A19
10
100
91
A19
Při opakování pokusu v roce 2009 s různými variacemi použitých herbicidů, mohly být herbicidy aplikovány ve správném termínu a varianty aplikace před vzejitím díky mírně vlhké půdě dosáhly velmi dobrého účinku. Zdokumentované poruchy vzcházení nemohou být zřejmě přičteny účinkům herbicidů, ale velmi chladným nocím v červnu. Přes tyto skutečnosti vyklíčil přesný výsev relativně stejnoměrně. Na ploše vznikl stejnoměrný a velmi smíšený tlak porostu plevele. Dobrou účinnost a snášenlivost měly varianty 4,5, a 6. Zde byl stupeň účinnosti mezi 90 a 100 procenty, což se projevilo ještě dlouho v průběhu vegetace (tab. 45). Plečkování se uskutečnilo 1. 7. 2009, mělo dobrý účinek a podpořilo tak účinek chemického ošetření. Tabulka 45: Účinek a snášenlivost herbicidů mužákem prorostlým při přímém výsevu pokusné stanoviště Dornburg 2009 předplodina: termín výsevu: Varianta
použití l/ha
UK+MH Kerb400SC+ MH Butisan+MH
-
datum
01.07. NS19.05 1,25 01.07. VA25.05. 2,5 01.07. SFBasagran VA25.05. 1,0 +MH NA10.06. 1,0 01.07. SFBoxer VA25.05. 3,0 StompAQUA NA10.06. 2,5 +MH 01.07. SFBasagranS 1,0 VA25.05. elect240SC+ 0,75 NA10.06. olej +MH +1,0 01.07. HERBA: VERSS, CIRAR; LAMAM;
dřeňo hnojení dusíkem: vý hrách 19. sklizeň 05. 2009 stupeň účinnosti v % (UK = stupeň pokrytí v %) datum hodnocení: 29. 06. 09 celke THLAR CHEAL POLSS SOLNI HERBA m 8 5 8 9 7 37
98 kg/ha žádná fytotoxicit a v% V1)/R2) –
0
91
91
50
80
0
50
92
92
80
92
AV28
99
95
100
100
88
AV25
100
99
96
100
95
AV40
90
92
96
89
84
AV11
Z výsledku hodnocení dosavadních herbicidních pokusů bylo zjištěno, že se pro vysazované porosty prokázaly nadějné výsledky ohledně účinného boje proti plevelům již v roce výsadby. Výsledky u přímého výsevu jsou naproti tomu dosud relativně neuspokojivé a výzkum v této oblast musí nutně pokračovat. 3.2 Pokusy se silážováním Ve výsledku silážního pokusu se sklizní z pokusů, které byly provedeny v roce 2007 a popsány pod bodem 3.1.1, se ukázalo, že použití pomocných silážních prostředků nemá žádný zásadní vliv na obsah metanu nebo bioplynu v rostlinném materiálu. Po zhodnocení všech sledovaných odběrů, byl při přidání pomocných prostředků zjištěn lehký nárůst stravitelného proteinu, což ale bylo doprovázeno mírným poklesem stravitelné vlákniny. Obsah tuku a bezdusíkatých extrakčních látek nebyl ovlivněn, teoretický obsah bioplynu a metanu zůstal stejný (tab. 46). Tabulka 46: Vliv přídavků pomocných silážních prostředků na obsahové látky u dvou původů mužáku prorostlého v závislosti na termínu sklizni, pokusné stanoviště Dornburg 2007
původ
Severní Amerika
term ín skliz ně 200 7
přídave k
04.0 9.
bez Bio-Sil BlattiSil Sila-Sil
průměr Severní Amerika
13.0 9.
bez Bio-Sil BlattiSil Sila-Sil
průměr Severní Amerika
24.0 9.
bez Bio-Sil BlattiSil Sila-Sil
průměr severní Německo
04.0 9.
bez Bio-Sil BlattiSil Sila-Sil
průměr severní Německo
13.0 9.
Ohne Bio-Sil BlattiSil Sila-Sil
průměr severní Německo
24.0 9.
Ohne Bio-Sil BlattiSil Sila-Sil
protei n (kg/kg sušiny )
tuk (kg/kg sušiny)
vlákno (kg/kg sušiny)
NfE (kg/kg sušiny)
Obsah bioplyn u (l/kg sušiny)
Obsah metan u (l/kg sušiny)
0,042 0,042
0,019 0,018
0,316 0,316
0,407 0,407
590,5 590,0
319,3 318,9
0,043
0,019
0,311
0,412
591,7
320,0
0,043 0,043 0,036 0,035
0,018 0,018 0,016 0,018
0,314 0,314 0,296 0,297
0,409 0,409 0,442 0,439
590,6 590,7 594,9 594,7
319,3 319,4 320,2 320,3
0,035
0,017
0,302
0,435
594,5
320,0
0,038 0,036 0,024 0,026
0,017 0,017 0,010 0,011
0,297 0,298 0,315 0,307
0,436 0,438 0,440 0,445
593,5 594,4 592,6 593,1
320,0 320,1 316,2 317,1
0,039
0,016
0,301
0,433
593,1
319,6
0,030 0,030 0,046 0,052
0,011 0,012 0,019 0,021
0,316 0,310 0,299 0,276
0,430 0,437 0,424 0,444
591,2 592,5 593,3 596,6
316,6 317,3 321,4 324,2
0,048
0,019
0,294
0,427
593,0
321,4
0,044 0,048 0,037 0,044
0,018 0,019 0,020 0,020
0,295 0,291 0,333 0,305
0,432 0,431 0,390 0,417
593,9 594,2 589,1 592,9
321,1 322,0 318,3 321,1
0,044
0,020
0,321
0,396
589,8
319,6
0,044 0,042 0,042 0,037
0,021 0,020 0,016 0,014
0,316 0,319 0,338 0,350
0,403 0,401 0,382 0,376
591,1 590,7 585,8 584,2
320,2 319,8 316,3 314,3
0,042
0,016
0,344
0,367
578,2
312,2
0,044
0,016
0,338
0,372
578,6
312,6
průměr průměrbez přísad průměr Bio-Sil průměr Blatti-Sil průměr Sila-Sil
0,041 0,038 0,039 0,042 0,041
0,015 0,017 0,017 0,018 0,017
0,342 0,316 0,309 0,312 0,313
0,375 0,414 0,421 0,412 0,414
581,7 591,0 591,9 590,0 589,8
313,9 318,6 319,3 318,8 318,3
Přepočítaný obsah metanu na jednotku plochy se měnil paralelně k výnosu biomasy při jednotlivých zkušebních sklizních(obr. 7).
Obrázek 7: Teoretický výnos metanu (m³/ha)u dvojího původu mužáku prorostlého v závislosti na termínu sklizně a posklizňovém ošetření, pokusné stanoviště Dornburg 2007 Poté, co silážní přípravky v roce 2007 nevykázaly žádné výsledky, byly do pokusů v roce 2008 zařazeny další. Přitom byla využita sklizeň ze tří termínů mužáku severoněmeckého původu zkoušeného již v roce 2007 (tab. 47). Protože zkoušené silážní přípravky výtěžnost metanu v dosavadních pokusech žádným signifikantním způsobem nezlepšily, byly zkouška v roce 2008 zastaveny a veškerá siláž připravována s jedním silážním prostředkem. Rezignace na celkové používání silážních prostředků však není doporučena, protože tyto přispívají k úspěšnému průběhu silážování a tím i ke snížení rizika znehodnocení. Tabulka 47: Vliv přídavků silážních prostředků na relevantní obsahové látky mužáku s a bez přídavku kyseliny propionové,pokusné stanoviště Dornburg 2008 Termí n sklizn ě 07. 08. 2008
silážní přípravek bez
bez kyseliny propionové obsah obsah bioplynu pH metanu (l/kg (l/kgsušiny) sušiny) 4,4 594 320
Bio-Sil
4,4
592
322
Bio-Sil+ NA
4,4
593
322
s kyselinou propionovou obsah obsah p bioplynu metanu H (l/kg (l/kg sušiny) sušiny) 4, 590 319 5 4, 592 321 5 4, 593 321
Amasil Sila-Sil
18. 08. 2008
27. 08. 2008
4,7
590
321
Bergo-Lactosil fresh Bergo-Lactosil duo Josiferm
4,5
590
320
4,5
593
322
4,5
589
319
Josilac
4,5
593
322
Appli-Pro
4,6
593
322
bez
4,7
594
323
Bio-Sil
4,9
593
322
Bio-Sil + NA Amasil Sila-Sil
4,4
593
322
4,7
591
321
Bergo-Lactosil fresh Bergo-Lactosil duo Josiferm
4,8
592
322
4,4
594
322
5,0
593
322
Josilac
4,9
594
323
Appli-Pro
4,6
593
322
bez
5,0
592
322
Bio-Sil
4,8
592
321
Bio-Sil + NA Amasil Sila-Sil
4,6
592
321
5,3
591
322
Bergo-Lactosil fresh Bergo-Lactosil duo Josiferm
4,8
589
320
4,7
593
322
4,7
590
321
Josilac
4,5
588
319
Appli-Pro
4,8
590
320
5 4, 5 4, 5 4, 5 4, 5 4, 4 4, 5 4, 7 4, 8 4, 6 4, 9 4, 7 4, 8 4, 7 4, 9 4, 6 4, 6 4, 9 4, 6 4, 6 4, 8 4, 5 4, 7 4, 6 4, 6
592
320
593
321
590
320
594
321
592
320
590
319
594
322
594
323
592
321
596
324
596
323
595
323
595
323
586
319
588
319
593
322
595
324
592
321
591
322
596
325
593
321
590
321
587
318
592
321
3.3 Pokusy s předseťovým ošetřením osiva Pokusy provedl podnik N. L. Chrestensen Samenzucht und Produktion GmbH Erfurt. Cílem bylo porušit inhibici klíčení, a tak zajistit plynulé a stejnoměrné vzcházení osiva bez předchozího nutného střídání teplot. Dormance osiva je u mnoha druhů ovlivnitelná fytohormony, polyethylenglykolem (PEG 6000) a chlazením. Faktory použití fytohormonů a chlazení byly předmětem testu jejich účinnosti u mužáku prorostlého. K tomu byly pro jednu jednotnou partii osiva využityrůzné varianty ošetření: - chlazení (5 dnů při 5°C) a narušení povrchu - chlazení (14 dnů při -18°C)
- ošetření kyselinou giberelinovou (GA3, 0,04%) - ošetření dusičnanem draselným (KNO3, 0,15%) Výsledky jsou shrnuty v tabulce č. 48.
Tabulka 48: Výsledky předpokusů (orientační zkoušky S 213) pro stimulaci klíčení klíční metoda kontrola tetrazolium kontrola chlazení,5dnů,5° C chlazení,5dnů,5° C chlazení,5dnů,5° C mráz, 14dní
kultivace
teplota (°C)
chemické ošetření
20 půda Petriho miska Petriho miska Petriho miska Petriho miska
klíčení (%) 88
20
bez
4
20
bez
52
20-30
KNO3
83
20
GA3
83
-18
bez
4
chlazení,5dnů,5° C
půda
20
chlazení,5dnů,5° C
půda
20
mráz, 14dní
půda
-18
GA3, namočenéosi vo GA3, zvlhčená půda bez
72 52 8
Potenciální klíčivost neošetřeného osiva byla stanovena pomocí tetrazoliového testu podle metodiky ISTA. Podle barevného zbarvení bylastanovena životnost osiva na 88 %. Po výsevu bez přípravy do země byly naproti tomu zjištěny pouze 4 % vyklíčených semenáčů. Byla tak potvrzena velmi výrazná dormance semen. Zvolené ošetření chladem se prokázalo jako velmi efektivní. Pouhým chlazením se výsledek klíčivosti zvýšil na 52 %. Ve srovnání s tím, se ošetřením teplotou -18°C s hodnotami klíčivost 4% resp. 8% ukázalo jako neúčinné. Díky dodatečnému chemickému ošetření se mohly hodnoty klíčivosti přiblížit teoretickým výsledkům tetrazoliového testu. Ošetření pomocí GA 3 zvýšilo klíčivost na 83 %v Petriho misce a na 72 % v zemině. Zalití výsevných misek roztokem GA3 přineslo 52%ní klíčivost. Tento výsledek odpovídá chlazení bez chemického ošetření, což ukazuje, že toto zalévání GA3 nemá žádný pozitivní efekt. Současně proti zalévá půdy roztokem GA 3 hovoří i výrazně větší spotřebované množství. Trochu neočekávaná byla hodnota klíčivosti 83 % dosažená po ošetření KNO 3. To, zda je to pouze vlivem chemikálie nebo se tu uplatnil dodatečné efekt střídání teplot – 16 hodin při pokojové teplotě a 8 hodin při 30 °C, nemohlo být v tomto pokusu zcela objasněno. U druhé partie osiva (partie 64052, orientační zkouška S 378, S 379) byl znatelný význam ostrého mechanického předčištění (síta, profukování). Z původní hmotnosti 1230 g osiva vzniklo 860 g vyčištěného osiva a 370 g odpadu. Vyčištěné osivo dosáhlo v předpokusech v úspěšných kombinacích střídání teplot (8 h při 30 °C, 16 h pokojová teplota) s chemickým ošetřením GA3 nebo KNO3 až 84 resp. 85% klíčivosti. Stejné podmínky předošetření nevedlo u odpadu z čištění k žádné použitelné klíčivosti (1 resp. 4 %). Další výsevné partie ze sklizně 2005 byly využity dvě varianty máčení v GA3 (orientační zkouška S 491). Osivo klíčilo z 60 % (obr. 8).
Obrázek 8 Zkouška klíčení bez ošetření Po 12 hodinách máčení v GA3 byla dosažena klíčivost osiva 92 %, po 24 hodinách máčení v GA3hodnota 86 % (obr. 9).
Obrázek 9 Zkouška klíčení s chemickým ošetřením (vlevo 12 h GA3, vpravo 24 h GA3) Toto osivo bylo po vysušení zasláno do zkušebny osiva. Přezkoušení klíčivosti potvrdilo s výsledky 91 % (12 h) resp. 90 % (24 h) hodnoty klíčivosti dosažené v Erfurtu. Materiál byl využit v polním pokusu TTL k přímému výsevu. Ve 4 opakováních vzešlo v průměru po 12 h ošetření 5,3 rostlin/m², po 24 h ošetření 5,8 rostlin/m². V přepočtu na hektar to odpovídá 53.000 resp. 58.000 ks rostlin. V obou variantách byly tak dosaženy hodnoty potřebné pro založení porostu 40.000 až 50.000 rostlin/ha. Kromě toho bylo osivo podrobeno další zkoušce ve skleníku ve výsevných miskách. Po vysetí vždy 50 semen ve třech opakováních dne 30. 5. 2007 se v týdenním odstupu počítalo množství vzešlých rostlin až do 10. 7. 2007 (6 týdnů). Výsledky hodnocení počtů rostlin obsahuje obrázek 10.
Obrázek 10: Výsledky odečítání vzešlých rostlin z chemicky ošetřeného osiva ve srovnání s neošetřenou kontrolou, skleník 2007 Stejným způsobem byla provedena zkouška osiva v podniku Exsemine GmbH. Výsledky jsou uvedeny na obrázku 11.
Obrázek 11: Výsledky odečítání rostlin z tepelně ošetřeného osiva ve srovnání s neošetřenou kontrolou, skleník 2007 Bylo zjištěno, že hodnoty klíčivosti osiva ošetřeného firmou Exsemine GmbH se pohybovaly významně pod hodnotami osiva z firmy Chrestensen. Příčinou je zřejmě u první jmenované firmy chybějící ostré mechanické předčištění, které firma Chrestensen
před dalším ošetřením osiva provedla. Zatímco u neošetřené kontroly firmy Exsemine GmbH vyklíčilo celkem 59 %, bylo to u firmy Chrestensen GmbH 87 %. Proto byly obě partie zpracovávány odděleně. Celkově bylo klíčení u tepelně ošetřeného materiálu o něco pomalejší. Zde většina rostlin v ošetřených variantách vzešla po 14 dnech. Obzvláště dobře varianta se 14 denním tepelným ošetřením – 71 %. Mezi stupni chemického ošetření osiva byly sotva patrné rozdíly. Semena 12 hodinové varianty klíčily nepatrně rychleji. Obdivuhodné bylo skutečně prudké vzcházení neošetřeného osiva. To je možné vysvětlit výrazně kolísajícími teplotami ve skleníku, čímž došlo k přirozenému narušení dormance osiva. Souhrnně lze říci, že u mužáku prorostlého je předseťové ošetření k překonání dormance nezbytně nutné. Namáčení osiva v GA3 (0,4%) na 12 hodin s následným omytím a osušením je podle dosavadních výsledků dostatečné. Osivo určené k ošetření musí projít ostrým čištěním, které oddělí asi 30 % neklíčivých semena a jiných nečistot. Popsané ošetření bylo provedeno v roce 2008 u více partií osiva určených pro produkci mladých rostlin k výsadbě. Tím se potvrdil pozitivní efekt účinku na míru klíčivosti a rychlost klíčení. Palety s nakličovanými mladými rostlinami mohly být osévány jednotlivými semeny, podíl mladých rostlin použitelných k výsadbě činil 70 až 80 %. Všechny ostatní varianty ošetření přírodního osiva nebyly proto dále prováděny. Jako další pokusný modul bylo zlepšení vhodnosti přímého výsevu jednotlivých semen v terénních podmínkách. V listopadu 2007 se uskutečnil pokus s 15 hodinovým ošetřením partie osiva pomocí GA3. Kromě optimalizace vlastností vzcházení prostřednictvím stimulace osiva stál v centru zájmu problém lepší „tekutosti“ osiva. Zkoušeno zde bylo potažení osiva (coating), které provedla firma SUET na základě zakázky TLL. V laboratoři pro testování klíčivosti firmy N. L. Chrestensen GmbH se uskutečnila zkouška účinku obalení osiva. Zde se ukázalo, že vlastnosti klíčení v laboratorním testu podle ISTA se drasticky zhoršily. Při konečném hodnocení 27. 3. 2008 byla zjištěna klíčivost pouze 34 %. Nápadné bylo, že 23 % nevyklíčených semen zůstalo ležet v Petriho miskách zcela beze změny. Co bylo příčinou zhoršení klíčivosti, nebylo určeno. Možný byl zhoršený přísun vody, přímé nebo nepřímé účinky obalovacího materiálu na klíčky nebo změněné mikrobiologické podmínky při laboratorním testu na filtračním papíře. Nápadné bylo, že v paralelním testu klíčení v půdě nebyl výpadek tak zcela výrazný. Přesto lze říci, že pro přesný výsev jednotlivých semen není obalování vhodné ani pro pěstování ve skleníku ani ve volné půdě. Na základě výsledků se v zimní sezóně 2008/2009 uskutečnily pokusy ve spolupráci s firmami N. L. Chrestensen GmbH a SUET. S připravenými partiemi osiva, které dosáhly dostatečných hodnot ve skleníkových předtestech, byl v roce 2009 založen polní pokus, založený na náhodném výběru. Bylo vyseto pět variant, z čehož byly 3 chemicky ošetřené a dvě neošetřené, kde u neošetřených variant byly chemická látka přidána do obalovací hmoty (tab. 49). Toto opatření by bylo ve srovnání s ošetřením osiva technicky snáze proveditelné. Inkrustací osiva byla dosažena lepší přesnost výsevu ve volné půdě. Podle očekávání bylo vzcházení v polních podmínkách u neošetřené varianty nejhorší. Varianty chemicky ošetřeného osiva se od sebe co se týče výsadbových míst a hodnoty polní vzcházivosti nijak výrazně nelišily, kdy současně polní vzcházení bylo celkově neuspokojivé, což ukazuje velký počet míst s dvojitým obsazením. Stupeň pokrytí hodnocený v roce 2009 zjištěný ve variantách 2 až 4 dává podnět k tomu, provést další pokusy. Inkrustace osiva, jak bylo zamýšleno, přesnost setí nezlepšila, ale také nevedla ke zhoršenému vzcházení rostlin. Tabulka 49: Vliv ošetření osiva na polní vzcházivost, přesnost výsevu a vývoj porostu mužáku prorostlého, pokusné stanoviště Dornburg 2009
varianta neošetřeno, inkrustováno chemicky ošetřeno, neinkrustováno chemicky ošetřeno,
obsazené místo/parc ela
polní vzcháziv ost (%)
průměr ný odstup rostlin (cm)
dvojitý výsev (%)
stupeň pokrytí (29.09.0 9) (%)
18
9
129
30
24
66
33
38
17
79
84
42
33
18
86
inkrustováno obalovací hmota 1 chemicky ošetřeno, inkrustováno obalovací hmota 2 neošetřeno, inkrustováno s chemickým přídavkem
72
36
43
11
88
44
22
60
3
61
Dodatečně byly firmou N. L. Chrestensen založeny porosty k produkci osiva.Při skutečném založení porostu mužáku přímým výsevem v praxi by potřeba osiva výrazně stoupla. První sklizeň asi 5 kilogramů osiva mohlo být sklizeno v roce 2008. Plocha pro produkci osiva byla v létě 2008 rozšířena o 200 % založením nové výsadby. Intenzivní sklizeň pokusných výsadeb v Dornburgu po sklizni biomasy 2009 přineslo asi 80 kg osiva, což ale pro širší zavedení mužáku prorostlého do zemědělské praxe zdaleka nestačí. V této oblasti jsou v dalším projektu naplánovány intenzívní výzkumy a pokusy. 3.4 Praktické pěstování mužáku prorostlého V květnu 2007 byl mužák prorostlý poprvé v hektarovém měřítku vysázen ve firmě Pahren Agrar GmbH & Co KG. Porost se až do podzimu vyvíjel velmi dobře. Nedocházelo k téměř žádným výpadkům rostlin. Byl zaznamenán relativně velký výskyt plevele, protože z důvodu velmi vlhkého počasí v červenci a srpnu nemohly být provedeny postřiky proti plevelům po výsadbě. Přesto stav vývoje porostu v září 2007 téměř odpovídal tomu na pokusném stanovišti Dornburg. Porosty byly z 90% uzavřené při výšce rostlin 30 – 40 cm a asi 12 až 14 listech na rostlině. Na začátku vegetace bylo provedeno organické hnojení 20 m³ chlévské mrvy (10 % sušiny). Na základě průměrného obsahu živin byly dodány do porostů dávky hnojiv asi 90 kg N/ha, 15 kg P/ha, 100 kg K/ha a 10 kg Mg/ha. Pro odstranění prorůstající řepky byl 14. 4.2008 použit postřik Roundupem v pruzích. V termínu 15. 4. 2008 bylo provedeno hnojení minerální močovinou (60 kg N/ha). Poté se rostliny vyvíjely velmi rychle, porosty se uzavíraly a na konci srpna mohly být s obsahem sušiny 34 % sklizeny řezačkou a následně separátně silážovány. Výnos sušiny dosáhl asi 80 q/ha. Tento relativně nízký výnos je možno přičíst silnému zaplevelení v prvním roce po výsadbě, ale částečně jistě také nepříznivému průběhu počasí. Tak dosáhlo proso odrůdy ‚Super Sile 18’ také jen výnosu sušiny 45 q/ha. Siláž z mužáku prorostlého byla využita ve vlastním bioplynovém zařízení při třech vsázkách jako koferment. V průběhu prokvašování siláže z mužáku nebyla pozorována žádná narušení ohledně výtěžku bioplynu a metanu. Druhá, původně na začátek srpna naplánovaná výsadba,se kvůli počasí posunula až do poloviny září. Přesto rostliny ještě zakořenily, ale v roce 2008 nedospěly již do fáze kvetení. V průběhu roku se vytvořily mohutné růžice listů. Sklizeň porostu v roce 2009 ukázala výrazně vyšší výnos - o 26%, oproti kukuřici sklizené na stejném stanovišti. V roce 2008 byl také v lokalitě Pahren vyzkoušen přesný výsev na ploše asi 1.000 m². Výsev se uskutečnil v polovině května strojem na přesný výsev durynského zemědělského zemského úřadu (TLL). Na základě již dříve zmíněného problému s aplikací herbicidů před výsevem (Bandur, 1,0 l/ha) se také zde nepodařilo založit souvislý porost mužáku. Po dohodě s jinou zemědělskou firmou, která zahájila pěstování mužáku v roce 2008, nevznikly na žádném ze stanovišť větší problémy. Obzvláště na extrémních stanovištích jako v centru bioplynových stanic Buchen, kde byly pro pěstování využity rekultivované plochy, se rostliny ujaly dobře. Na základě velkého zájmu a četných poptávek ze strany zemědělských podniků, byl v roce 2009 zaznamenán velký nárůst pěstebních ploch mužáku prorostlého a pro rok 2010 jsou objednány sazenice rostlin na dalších 25 hektarů. Tak byla založena kromě jiného výsadba porostu mužáku na ploše 4 hektarů v podniku Agrarprodukte Ludwigshof e. G. v lokalitě Ranis. Tato byla poprvé v roce 2010 sklizena, odděleně silážována a ve vlastní bioplynové stanici zkvašena a zpracována. Zde budou analogicky provedeny obdobné výzkumy jako v lokalitě Pahren. Jeden z větších pokusů s přímým výsevem s mechanicky ošetřeným osivem bude založen v zemědělském podniku Agrargenossenschaft e. G. Hedersleben v roce 2010. 4 Ekonomické zhodnocení
Na základě výsledků dosavadních pokusů a založených pěstebních ploch pro praktické pěstování bylo provedeno ekonomické zhodnocení pěstování mužáku prorostlého. Srovnatelné pěstební kroky resp. pracovní operace se opírají o produkčně hospodářské normativy výroby kukuřice (Degner, et al. 2010, www.tll.de/ainfo), které jsou založeny na údajích KTBL a vlastních výpočtech. Pro výpočty byly použity produkční podmínky z Duryňska z produkční plochy 20 hektarů se 100 % podílem pronajatých ploch. Jako délka využití porostu bylo určeno 12 let – spodní hodnota uváděná v literatuře. Stanovená výška výnosu 150 q/ha (praktický výnos) resp. 170 q/ha (vysoký výnos) je založena na průměrných praktických a parcelních výnosech a pohybuje se při tom mírně nad úrovní výnosů silážní kukuřice (tab. 50 a 51) Tabulka 50: Parametry produkce mužáku prorostlého
pozice výnos sušiny za rok délka využití sklizňové roky parametr ztráty energie celkem obsah sušiny v zelené hmotě
měrná jednotka q sušiny/ha
praktický výnos
vysoký výnos
praktický výnos „připraveno na poli“
praktický výnos „bez sila“
150
170
150
150
roky
12
12
12
12
roky
11
11
11
11
střední siláž
vysoká siláž
střední siláž
střední siláž
měrná jednotka %
12,5
12,5
12,5
12,5
%
28
28
28
28
Tabulka 51: Výkony produkce mužáku prorostlého způsob využití výnos sušiny ze sklizně obsah sušiny při sklizni výnos zelené hmoty, brutto energie sklizně ztráty sušiny výnos sušiny, netto výnos energie netto obsah sušiny pro krmivo fytomasa, výnos
měrná jednotka
praktický výnos
vysoký výnos
praktický výnos „připraveno na poli“
praktický výnos „bez sila“
q/ha
150
170
150
150
%
28
28
28
28
q/ha
536
607
536
536
MJ NEL/kg sušiny
6,9
6,9
6,9
6,9
%
8,9
8,9
8,9
8,9
q/ha
137
155
137
137
MJ NEL/ha
90.563
102.638
90.563
90.563
%
28
28
28
28
q/ha
488
553
488
488
krmiva netto fytomasa, výnos krmiva brutto
q/ha
536
607
536
536
Pro kalkulaci byla do úvahy brána pro výnos v zemědělské praxi srovnávací hodnota 45 resp. 55 (vysoký výnos).Stejná hodnota platí pro číslo pole. Hodnocení ve dvou kategoriích - délka využití a sklizňové roky, je založeno na tom, že mužák prorostlý v roce založení výsadby nevytváří žádnou sklizeň. Relativně vysoké náklady jsou kapitalizovány a úrokovány 5 % a rozděleny do 11 sklizňových let. Rozdíly ve výši vycházejí z rozdílného stupně úrovně nájmu (pachtovného) u obou stupňů výnosu. Ohledně zhodnocení jednotlivých variant je dle pravidel obvyklýchv nových spolkových zemích uveden výkon produkce mužáku volně před převodem do zařízení pro produkci bioplynu. Dodatečně bylo provedeno stanovení nákladů ve variantách „ připraveno na poli“ (prodej porostu připraveného ke sklizni) a „bez sila“ (prodej sklizně pro výrobu bioplynu, přičemž silážní zařízení je majetkem vlastníka bioplynového zařízení), vždy při vrácení tekutých zbytků z výroby bioplynu (digestátu) zpět k hospodáři. Aby mohly být náklady pro založení porostu mužáku prorostlého kalkulovány detailně, byly kromě pokusných výsledků propočteny reálné náklady jedné 4 hektarové výsadby, a náklady vynaložené v roce založení spočítány zvlášť. V kalkulaci k tomu přistupují náklady na sadbu ve výši 0,09€ za rostlinu při 40.000 rostlinách na hektar, jakož i pracovní náklady na samotné sázení ve výši 500 € na hektar. Dále byla kalkulována tři herbicidní ošetření a dvakrát mechanická okopávka – plečkování. Náklady na udržení čistoty porostu jsou tak relativně značně vysoko ohodnoceny a při normálním tlaku plevelů na plantáži a dobrých podmínkách pro růst nejsou v takovém rozsahu s největší pravděpodobností nutné. Podle zvolených kritérií se pohybují náklady na kulturu od částky 4.650 €/ha (praktický výnos) do 4.680 €/ha při vysoké výnosové úrovni. Při zohlednění 11 produkčních let vznikají tak roční náklady 539 €/ha resp. 542 €/ha včetně 5 % úroku na založení plantáže. Tyse redukují se vzrůstajícídélkou doby využívání. Počítáme-li pak s 15letou délkou trvání kultury, tzn. se 14 sklizňovými roky, bylo by to 426 resp. 429 €/ha. Tabulka 52: Normativy pro výrobní náklady pro založení porostu mužáku prorostlého při dvou stupních intenzity pozice roční výnos přímé náklady pracovní náklady
pracovní
krmivo„do koryta resp. do tlamy“ sadba hnojiva prostředky k ochraně rostlin suma celkem údržba strojů pohonné hmoty a mazadla pohonné hmoty a mazadla 0,70 €/l strojní práce traktorový výkon odpisové nákladystrojů potřeba pracovního času termínově vázaná potřeba pracovního času termínově nevázaná osobní náklady9,04 €/h vedlejší nákl. 50 % mzdy suma celkem suma
měrná jednotka q sušiny/ha q/ha €/ha €/ha €/ha €/ha €/ha l/ha €/ha €/ha kW/ha €/ha AKh/ha AKh/ha €/ha €/ha
praktick ý výnos 0 0
vysoký výnos 0 0
3600 96 152 3848 60 51 36 801 0,42 66 4,5 2,2 91 500 753
3600 96 152 3848 60 51 36 801 0,42 66 4,5 2,2 91 500 753
794
794
náklady včetně správy a vedení nákladyna placené služby náklady na plochu
€/ha pachtovné €/BP
3 poplatky oborovému družstvu ostatní všeobecné náklady suma celkem náklady celkem platby za včetně požadovaných plateb plochy za pracovní náklady 8 % včetně vyrovnávacího příplatku na pracovní náklady LVZ 45 Saldo výrobních nákladů a plateb za plochy
BP €/ha
45 135
55 165
€/ha
20 50 70 4846
20 50 70 4876
€/ha
296
296
€/ha €/ha €/q €/ha
0 4550 0 4650
0 4580 0 4680
roky €/ha €/ha €/ha
11 116 423 539
11 117 425 542
ostatní
Výrobní včetně využitelných nákladů příspěvek na tržní plodiny 100 €/ha počet let sklizně vynaložené úroky 5% amortizace náklady na založení plantáže (bezúročně)
Tyto přepočtené náklady na zřízení porostu poskytují ekonomické zhodnocení postupu. Výpočet nákladů na hnojení byl proveden na základě vypočítaného středního odběru živin - 1,00 kg N/q sušiny, 0,19 kg P/q sušiny, 1,60 kg K/q sušiny a 0,40 kg Mg/q sušiny jako minerálního hnojení pro jeden sklizňový rok. Protože od druhého roku pěstování zpravidla nejsou potřebné postřiky proti plevelům a choroby a škůdci se dosud v hospodářsky škodlivé míře nevyskytují, nejsou tu navrhovány žádné zvláštní náklady (tab. 53). Tabulka 53: Normativy pro produkci mužáku prorostlého ve dvou stupních intenzity Pozice vyso praktic praktic měrná praktic ký ký ký jednotk ký výno výnos výnos a výnos s polní bez sila Roční výnos sušiny q/ha 150 170 150 150 krmivo q/ha 488 553 488 488 přímé osivo €/ha 0 0 0 0 náklady hnojiva €/ha 426 483 426 426 prostředky ochrany rostlin €/ha 0 0 0 0 konzervace €/ha 38 43 0 0 suma €/ha 464 526 426 426 Pracovní strojnípráce €/ha 85 93 2 88 náklady pohonnéhmotyamazadla l/ha 95 105 2 82 pohonnéhmotya €/ha 66 73 1 57 mazadla 0,70 €/l strojnínáklady €/ha 1372 1479 24 1385 traktorovéprácevýkonové kW/ha 0,83 0,94 0,02 0,70 odpisová sazbastrojů €/ha 124 133 2 129 potřebaprácetermínově AKh/ha 11,2 12,6 0,3 8,0 vázané potřeba prácetermínově AKh/ha 2,5 2,5 0,1 2,5
pracovní náklady včetně vedení a správy náklady na platby budovy
nevázané osobnínáklady9,04€/h vedl. náklady 50 % mzdy suma suma
hodnota údržba odpisová sazba budov (z hodnoty nové budovy)100% J. NND suma náklady na pronájem plochy 3 ostatní příspěvek oborovému společenství ostatní všeobecné podnikové náklady suma náklady na prost náklady na založení plantáže suma nákladů
Poplatky za plochu včetně požadovaných plateb Saldo výrobních nákladů a poplatků za plochu výrobní náklady včetně nákladů na využití přínos zisku za tržní plodiny Digestát100%ztráta hmoty25% hodnota brutto po odečtení digestátu a přičtení pozemkové daně, započtených 70%, hodnota netto cenový rozdíl za použití močůvky výrobní včetně užitných nákladů, hodnota digestátu vázaný kapitál 50% věcných nákladů, 60% variabilních nákladů + osobní náklady úroková míra 3,5% výrobní včetně užitných nákladů, hodnoty digestátu a míry úroků
€/ha
186
204
5
143
€/ha
0 462
0 503
0 11
0 418
€/ha
545
595
13
482
€/ha
.
€/ha €/ha
4945 27
5604 30
0 0
0 0
30 €/ha €/ha €/BP €/ha
165 192 45 135
187 217 55 165
0 0 45 135
0 0 45 135
€/ha
20
20
20
20
€/ha
50
50
50
50
€/ha
70
70
70
70
€/ha
539
542
539
539
€/ha
1945
1184
1652
€/q €/qsuši ny
3,98
211 6 3,82
2,42
3,38
14,2
13,7
8,7
12,1
€/ha
296
296
296
296
€/ha
1649
887
1356
€/q
3,38
1,8
2,8
€/ha
1749
€/q t/ha €/ha
987
1456
3,58 40 378
181 9 3,29 191 9 3,47 46 429
2,02 40 378
2,98 40 378
€/ha
178
201
178
178
€/ha
0
0
0
0
€/q
3,22
3,10
1,7
2,6
€/ha
3583
401 4
168
1053
€/ha
125
6
37
€/ha
1696
815
1315
€/q
3,47
1,67
2,69
140 185 9 3,36
Další pracovní procesy,které se v podstatě omezují na sklizeň a konzervaci odpovídají obdobným procesům u kukuřice na siláž v podmínkách Duryňska. V rozložení nákladů na budovy působí vyšší výnos a nižší obsah sušiny ve srovnání s kukuřicí zvýšené náklady.
Pro pevné náklady, náklady za pronájem ploch a ostatní nevznikají žádné změny. Z toho vycházejí výsledné náklady v úhrnu 1.945 €/ha respektive. 3,98 €/q fytomasy při středním výnosu a 2.116 €/ha respektive 3,82 €/qfytomasy při vysokém výnosu. S ohledem na placení nájmu za plochy ve výši 296 €/ha (průměrná hodnota v Duryňsku včetně modelace pro rok 2010) snižují náklady na 3,38 €/q fytomasy respektive 3,29 €/qfytomasy. Srovnáme-li tyto hodnoty s kukuřicí na siláž, která stojí při středním výnosu 3,60 €/qfytomasy, vychází mužák prorostlý o něco lépe. To je založeno na o něco větším výnosovém potenciálu. Snížené náklady na agrotechniku pěstování ve sklizňových letech téměř vyrovnávají vysoké náklady spojené se založením plantáže se základními výdaji na samotné sázení a výsadbový materiál (3.600 €/ha). Protože sklizeň, doprava a konzervace představují v podstatě náklady závislé na množství zpracovávané biomasy, nelze očekávat díky vyššímu výnosu a nižšímu obsahu sušiny žádné snížení kusových nákladů. Hodnota brutto zbytků po zplynování při využití ve vlastním závodě je ohodnocena na 378 €/ha respektive 429 €/ha. Po odečtení nákladů, které podle předpisů o hnojení nutno přičíst ztrátám dusíku a ekvivalentu minerálního hnojení vyplývá hodnota netto 178 €/ha fytomasy respektive 201 €/ha fytomasy, které je možno připsat plodině mužák prorostlý k dobru.Toto vede k redukování nákladů na 3,22 €/q fytomasy (střední výnos) respektive 3,10 €/q FM (vysoký výnos). S přičtením tvorby kapitálu a míry úroků 3,5 % obnáší celkové náklady €/q fytomasy respektive 3,36 €/q fytomasy. Při posouzení výše uvedených hodnot docházíme k závěru, že mužák prorostlý i při relativně nákladném založení porostu na základě své dlouhodobé využitelnosti představuje ve vhodných oblastech smysluplnou alternativu ke kukuřici na siláž. Očekávané rezervy jsou zde v prvé řadě v oblasti možné doby využívání porostu. K tomu se v oblasti pěstitelských opatření, jako například založení porostu prostřednictvím výsevu, skrývá výrazný potenciálpro další úspory. Přesto bychom neměli spustit ze zřetele, že riziko pěstování je u této ještě stále nové kultury vyšší než u etablovaných pěstitelských kultur jako je kukuřice na siláž nebo obilí pro produkci biomasy. 5 Shrnutí a závěrečný přehled Ve vyhodnocení pokusů založených v roce 2004 a řešených v rámci projektu „Optimalizace pěstebních opatření produkce a využití energetických rostlin pro kofermentaci v bioplynových reaktorech“ ke zjištění výnosu biomasy v závislosti na délce využívání a sklizňovém termínu bylo zjištěno, že výnosy mužáku prorostlého v dosavadním pětiletém průběhu a využití na dvou lokalitách byly na vysoké, s kukuřicí na siláž srovnatelné úrovni a i v pouze průměrných letech poskytovaly dostatečnou sušinu pro úspěšné silážování. Zkouška různých původů byla založena na pokusných stanovištích Dornburg , Gülzow, Bingen a Heßbergv roce 2007 ve 3, 4 respektive 5 variantách od každého původu ve sponu 50 x 50 cm. Rozdíly ve výnosech mezi jednotlivými původy nesledovaly na jednotlivých stanovištích žádný jednotný vzor, takže dosud nemohou býtpřesně stanovena žádná definitivní doporučení k určení vhodnosti pro jednotlivá stanoviště. Ovšem ukázalo se, že ty nejlepší původy na každém stanovišti převyšují průměrný výnos kukuřice na siláž a mužák prorostlý se tak stává v různých oblastech Německa alternativním kofermentem pro produkci bioplynu. V roce 2008 byly do zkoušek přijaty další dva druhy mužáku – Silphium trifoliatum a Silphium laciniatum (ve srovnání se standardem Silphium perfoliatum brandenburského původu), které podle literárních pramenů měly vykazovat stejně vysoké výnosy. Bohužel se tyto údaje v prvním roce sklizně 2009 nepotvrdily. Oba druhy zůstaly z pohledu výnosů výrazně pozadu za Silphium perfoliatum a prokázaly nízkou vhodnost pro pěstování. Oba druhy nedokázaly plně pokrýt povrch půdy, takže tlak plevele byl výrazně vyšší než u Silphium perfoliatum. K tomu Silphium laciniatum vykazovalo ještě výrazně nižší pevnost stonků, která vedla v době sklizně k totálnímu položení porostů. I když se, co se týče teoretických hodnot obsahu metanu, oba druhy od mužáku prorostlého neliší, nejsou pravděpodobně pro pěstování jako výnosný koferment vhodné. V pozdním létě 2008 bylo spektrum různých původů mužáku prorostlého obohaceno o dva ruské původy, z nichž jeden patřil ke druhu Silphium perfoliatum a druhý Silphium trifoliatum. Na základě pozdního termínu výsadby a nedostatečného vytvoření porostu
nedosáhly oba původy v roce 2009 plné sklizně a nemohou být ohledně produkce biomasy ještě hodnoceny s konečnou platností. Pokus s různou hustotou porostů měl za cíl minimalizovat nutný počet rostlin na hektar a tím minimalizovat náklady na založení porostu mužáku prorostlého. Byly prověřeny varianty se 40.000, 27.000 a 18.000 rostlinami na hektar. Všechny tři varianty dosáhly ve druhém roce sklizně stejných výnosů, přičemž v prvním roce byly porosty řidší o něco lepší. Tak by mohlo být možné snížit počet rostlin z dosud doporučovaných 40.000 na hektar. To ale předpokládá na jedné straně účinnější varianty herbicidního ošetření, neboť čas nutný pro dokonalé zapojení porostu při nižší hustotě rostlin byl výrazně delší. Zvyšuje se tak však riziko nestejnoměrně založeného porostu, pokud po výsadbě díky nepříznivým povětrnostním podmínkám dojde k výpadkům v porostu. Při pokusech s výsadbou mužáku prorostlého pod krycí plodinou ve dvou variantách – súdánská tráva a proso seté, bylo zřetelné, že varianty s krycí plodinou co se týče výšky porostu, počtu výhonů a výnosu,zůstávaly pozadu za variantami bez krycí plodiny. V kumulativním výnosu krycí plodiny v roce 2007 a mužáku prorostlého v 2008 a 2009 dosáhly ale vyšších celkových výnosů. Pokus byl v roce 2008 zopakován ve variantách s výsevem. Zde se mužák prorostlý vyvíjel výrazně horším způsobem, což bylo možná způsobeno sušším průběhem povětrnostních podmínek v roce 2008 a dosáhla tak pouze asi 50 % výnosu varianty čistého výsevu. K tomu byl tlak plevelů v nestejnoměrných porostech výrazně vyšší, což podtrhuje riziko takového postupu při zakládání porostu. Dále byly v Dornburgu v roce 2007 založeny pokusy s přesným výsevem osiva. Použito bylo chemicky ošetřené osivo (12 a 24 hodin máčeno v roztoku kyseliny giberelinové), které firma Chrestensen vysela vedle srovnávací vysázené varianty. Co se týče výšky porostu, neukázaly se téměř žádné rozdíly. Ohledně výnosu, pohybovaly se výnosy varianty přesného výsevu v prvním roce sklizně signifikantně pod výnosy z výsadby, ale dosahovaly výnosu 155 respektive 159 q/ha, což jsou veskrze dostatečné výnosy, a z čehož lze usoudit, že je možné úspěšně zakládat porosty metodou přímého přesného výsevu. Ovšem předpokladem je kvalitativně vysoce hodnotné osivo a efektivní herbicidní strategie. Zkoušky pro stanovení optimální doby výsadby či výsevu utvrdily v tom, že výsev se musí uskutečnit do konce května. Výsadba se v případě nutnosti může protáhnout až do konce června, aby se porost v roce výsadby uzavřel a dosáhl uspokojivého výnosu v druhém roce růstu. Zde jsou ještě nutná další intenzívní sledování. První zkušenosti s hnojením mužáku prorostlého pomocí digestátu (zbytky po prokvašení) ve srovnání s minerálním hnojením poskytly v roce 2009 dostatečné podněty pro potenciální využití, pro zjištění celkového dopadu musí však být nezbytně prováděny další pokusy.Obzvláště velkého významu je vyřešení této otázky pro provozovatele bioplynových stanic. Při vyhodnocení pokusů účinků a snášenlivosti herbicidů bylo zjištěno, že jak pro vysázené tak i pro vyseté porosty se rýsují první nadějné varianty. Při tom šance pro výsadbu jsou výrazně lepší, neboť zde se do uzavření porostu musí překonávattlak plevele ve výrazně kratší době. Celkově jsou však pro jistotu správnosti našich doporučení nezbytně nutné další pokusy, zejména když dosud žádný herbicid nezískal povolení pro použití v porostech mužáku prorostlého. Použití je možné jen na základě udělení povolení podle § 18b PSchG u příslušného pracoviště ochrany rostlin. Silážní pokusy byly provedeny ve třech termínech sklizně s použitím osmi různých silážních přípravků ve srovnání s kontrolní nulovou variantou. Mezi těmito variantami nebyly nalezeny žádné rozdíly ohledně produkce bioplynu a metanu, takže použití prostředku obvyklého pro silážování kukuřice je dostačující. K předseťovému ošetření osiva, které má sloužit k přerušení stavu dormance a tak napomoci k lepšímu a stejnoměrnějšímu vzcházení, se osvědčilo 12 – 14 hodinové máčení v roztoku kyseliny giberelinové (GA3). Toto ošetření je standardním způsobem pro skleníkový výsev do palet u firmy N. L. Chrestensen GmbH.Průběžnězkoušené obalování osiva ke zlepšení přesnosti výsevu jednotlivých semen se dosud ukazují jako praktickynepoužitelné, poskytují ale slibné výsledky pro další pokusy, neboť kvalitativně vysoce hodnotné osivo s vysokou klíčivostí a rychlým stejnoměrným vzcházením, je základním předpokladem pro úspěšné založení porostu mužáku prorostlého prostřednictvím přesného výsevu. Pěstování mužáku prorostlého v praktických podmínkách v podniku Pahren Agrar GmbH& Co KG (výsadba 2007) probíhalo úspěšně. Na konci srpna bylabiomasa mužáku, sklizená polní řezačkou, separátně zasilážována a vsazena jako koferment do bioplynové stanice
ve třech vsázkách. V průběhu kvašení se nevyskytla žádná narušení výtěžnosti bioplynu a metanu. Sklizeň mužáku v roce 2009 vykázala na jmenovaném stanovišti oproti kukuřici výnos vyšší o 26 %. Ve výsledku ekonomického zhodnocení pěstování mužáku bylo zjištěno, že tato rostlina ve vhodných oblastech na základě svého velkého výnosového potenciálu a dlouhé doby využitelnosti představuje smysluplnou alternativu k silážní kukuřici. V roce 2010 se očekává výrazné rozšíření pěstitelských ploch na asi 50 ha, jak dokládají četné objednávky osiva respektive sadby mladých rostlin u firmy N. L. Chrestensen. Přesto je široké zavedení do zemědělské praxe možné jedině prostřednictvím vypracování jistého postupu přesného výsevu, což je hlavní součástí právě probíhajícího následného projektu.
