Využití kukuřice při výrobě bioplynu disertační práce

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE

FAKULTA AGROBIOLOGIE, POTRAVINOVÝCH A PŘÍRODNÍCH ZDROJŮ KATEDRA ROSTLINNÉ VÝROBY

Využití kukuřice při výrobě bioplynu disertační práce

Autor: Ing. Dana Čandová Školitel: Prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc.

Praha © 2011

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem disertační práci na téma: Využití kukuřice při výrobě bioplynu vypracovala samostatně a použila pramenů, které cituji a uvádím v seznamu literatury.

V Praze dne 25.8.2011

Dana Čandová

PODĚKOVÁNÍ Ráda bych poděkovala svému školiteli Prof. Ing. Josefu Pulkrábkovi za odborné vedení během pokusných let. Velký dík patří kolektivu pracovníků ve Výzkumném ústavu zemědělské techniky v Praze Ruzyni, zejména panu Ing. Jaroslavu Károvi a paní Ing. Ireně Hanzlíkové. Dále děkuji pracovníkům na Výzkumné stanici FAPPZ v Červeném Újezdě. Poděkování patří mé rodině za podporu a trpělivost při zpracovávání této práce.

Obsah 1.

ÚVOD .................................................................................................................................6

2.

LITERÁRNÍ REŠERŠE .....................................................................................................8

2.1

Kukuřice (Zea may L.) .................................................................................................8

2.2

Tvorba výnosu ..............................................................................................................9 2.2.1

Výběr hybridu .........................................................................................................9

2.2.2

Význam kukuřice jako energetické plodiny .........................................................10

2.2.3

Požadavky kukuřice na půdní podmínky a živiny ................................................12

2.2.4

Organizace porostu ...............................................................................................14

2.3

Sklizeň kukuřice na siláž ............................................................................................15

2.4

Vznik bioplynu ...........................................................................................................17

2.5

Vlastnosti bioplynu ....................................................................................................19

2.6

Použité substráty při výrobě bioplynu........................................................................21 2.6.1

Biomasa ................................................................................................................21

2.7

Vlastnosti materiálu vhodného k anaerobní digesci...................................................22

2.8

Zařízení k výrobě bioplynu ........................................................................................24

2.9

Využití bioplynu.........................................................................................................26

3.

CÍL PRÁCE ......................................................................................................................28

3.1

Cíl práce .....................................................................................................................28

3.2

Vědecké hypotézy ......................................................................................................28

4. 4.1

METODIKA .....................................................................................................................29 Polní část pokusu........................................................................................................29 4.1.1

Charakteristika pokusného stanoviště ...................................................................29 4.1.1.1 Geografická a půdní charakteristika.......................................................29 4.1.1.2 Klimatické a povětrnostní podmínky .....................................................30

4.1.2

Vedení polní části pokusu .....................................................................................33 4.1.2.1. Charakteristika vybraných hybridů kukuřice ........................................34

4.2

4.3

Laboratorní část pokusu .............................................................................................36 4.2.1

Charakteristika pokusného pracoviště ve VÚZT ..................................................36

4.2.2

Vedení laboratorní části pokusu ...........................................................................37

Sledované ukazatele pokusu v letech 2007 – 2009 ....................................................38 4.3.1

Sklizňová sledování ..............................................................................................38

4.3.2

Laboratorní sledování ...........................................................................................38

5.

VÝSLEDKY .....................................................................................................................39

5.1

Hmotnostní ukazatelé………………………………………………………….......39

5.2

Produkční ukazatelé…………………………………………………………………48 5.2.1

Vliv ročníku ..........................................................................................................48 5.2.1.1 Produkční ukazatelé v závislosti na ročníku u vybraných hybridů kukuřice ..………………………………………………………………48 5.2.1.2 Produkční ukazatele v závislosti na ročníku u zvolených termínů sklizně …………………………………………………………………………55 5.2.1.3 Produkční ukazatele v závislosti na ročníku u vybraných výsevků .......62

5.2.2

Vliv termínu sklizně..............................................................................................71 5.2.2.1

Produkční ukazatelé v závislosti na termínu sklizně u vybraných hybridů………………………………………………………………71

5.2.2.2

Produkční ukazatelé v závislosti na termínu sklizně u vybraných výsevků………………………………………………………………77

5.2.3

Vliv hybridu ..........................................................................................................88 5.2.3.1

5.2.4

Produkční ukazatelé v závislosti na hybridu……………………….88

Vliv výsevku .........................................................................................................94 5.2.4.1

Produkční

ukazatelé

v závislosti

na

výsevku

u

vybraných

hybridů………………………………………………………………94 6. 6.1

DISKUSE........................................................................................................................104 Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na výnos čerstvé hmoty kukuřice ……………………………………………………………………………………104

6.2

Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na výnos sušiny.........................107

6.3

Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na produkci bioplynu ................109

6.4

Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na obsah CH4 v bioplynu (%) ...111

7.

ZÁVĚR ...........................................................................................................................113

8.

POUŽITÁ LITERATURA .............................................................................................115

1. ÚVOD Dopady využívání fosilních paliv na životní prostředí a jejich neobnovitelnost nás nutí zamyslet se nad jinými možnostmi a způsoby získávání energie. Klíčovou technologií výroby obnovitelné energie, která je v současnosti velmi diskutována, je výroba energie z biomasy. V praxi převládá ze suchých procesů spalování biomasy a z procesů mokrých alkoholové kvašení a výroba bioplynu anaerobní fermentací. Celosvětově je provozováno asi 7 mil. bioplynových stanic. Rozvoj anaerobní digesce organické biomasy s fytomasou nastal i ve státech EU. Evropská unie si stanovila, že do roku 2020 by měly obnovitelné zdroje energie představovat 20 % v celkové spotřebě energie. Z toho by biopaliva měla dosahovat 10 % podíl na celkové spotřebě paliv v dopravě. V České republice je výstavba bioplynových stanic dána Národním akčním plánem pro energii z obnovitelných zdrojů, který byl vypracován Ministerstvem průmyslu a obchodu. Podle tohoto Akčního plánu činí celková výměra zemědělské půdy, kterou je možné při zachování potravinové bezpečnosti ČR využít pro pěstování energetických plodin, celkem 970 000 ha. Energetický úřad uvádí, že koncem roku 2010 bylo v ČR celkem 174 bioplynových stanic s celkovým instalovaným výkonem 97,43 MWe. Podle odhadů má do roku 2020 přibýt ještě 400 bioplynových stanic. ČR se vůči Evropské unii zavázala, že bude do konce roku 2020 produkovat 13 % energie z obnovitelných zdrojů. V roce 2006 činila celková hrubá výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE) v ČR 3,52 TWh, což představuje 4,91 % z celkové hrubé domácí spotřeby elektřiny. Nejvyšší podíl elektřiny z celkového množství elektrické energie vytvořené z obnovitelných zdrojů tvoří elektrická energie vyrobená ve vodních elektrárnách – 72,5 %. Elektrická energie vyrobená spalováním biomasy tvoří 20,8 %. Pro Českou republiku je biomasa v dlouhodobém horizontu nejperspektivnější z obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny a tepla. Nejvíce energeticky využitelné biomasy je produkováno v zemědělství. Jedná se zejména o exkrementy hospodářských zvířat, vedlejší produkci z rostlinné výroby a cíleně pěstované energetické plodiny. Energetické plodiny lze obecně charakterizovat jako nenáročné, ale rozhodně se nejedná o plodiny bezúdržbové nebo plevelné. Je třeba jim věnovat určitou péči, ochranu před chorobami a škůdci, dostatečný přísun živin, předseťovou úpravu půdy, správné založení porostu. Mezi cíleně pěstované energetické plodiny patří například čirok, konopí seté, chrastice rákosovitá, křídlatka, světlice barvířská, topinambur hlíznatý, šťovík uteuša, 6

laskavec, sveřep bezbranný, kostřava rákosovitá. Z tradičních plodin jsou k energetickým účelům využívány především kukuřice setá, řepka olejná a řepa cukrová. Jednou z možností dalšího využití kukuřice jako energetické plodiny je výroba bioethanolu nebo bioplynu. Kukuřice je rostlinou s obrovským výnosovým potenciálem, technologie jejího pěstování k produkci zrna i siláže jsou optimalizovány a zemědělské podniky jsou již plně vybaveny veškerou mechanizací k jejímu pěstování. Jako C4 rostlina má kukuřice schopnost vytvořit velké množství biomasy a s tím souvisí i vysoká možnost tvorby methanu z biomasy. Pro produkci bioethanolu je cílem pěstování získání homogenního porostu s maximálním obsahem škrobu v zrně za dosažení co nejvyššího výnosu. Při využití kukuřice při výrobě bioplynu je rovněž důležité zajistit homogenní a vyrovnaný porost.

7

2. LITERÁRNÍ REŠERŠE 2.1 Kukuřice (Zea may L.) Kukuřice (Zea mays L.) je původní plodinou tropické a subtropické oblasti Jižní a Střední Ameriky, která byla známa dávným americkým indiánským kmenům již více než 4000 let před naším letopočtem. Její původ, vnik a vývoj nebyl dosud objasněn. Bylo však vypracováno několik hypotéz, které tuto otázku řeší. Kukuřice pravděpodobně vznikla křížením plané, dávno vyhynulé kukuřice s planě rostoucími formami jejích nejbližších příbuzných, jako jsou např. jednoleté teosinty (Euchlaena perenis Hitchc.) nebo několik druhů rodu Tripsacum a mutacemi vlivem prostředí a výběrem (HRUŠKA, 1962). Kukuřice, jak ji známe nyní, ve volné přírodě neexistovala, protože pro pevné uložení zrna v palici a jejich krytí obalovými listeny se nemůže sama rozmnožovat (ŠPALDON A KOL., 1982). Do Evropy a ostatních světadílů se kukuřice dostala po objevení Ameriky. Kukuřice je rozšířena jak na severní polokouli, tak na polokouli jižní, v tropických oblastech s věčným létem i v chladnějších polohách mírného pásma s krátkým létem, v oblastech s nadbytkem vláhy i v oblastech, kde není možno pěstovat kulturní rostliny bez závlahy. Kukuřice (Zea mays L.) je rostlina jednoletá, jednodomá, různopohlavní, cizosprašná. Patří do třídy jednoděložných Monocotyledonae, řádu lipnicotvaré Poales, čeledi lipnicovitých Poaceae a podčeledi kukuřicovitých Zeeoideae (NOVÁK A SKALICKÝ, 2008). Kukuřice má svazčitý kořenový systém (VALÍČEK

A KOL.,

2002). Podle původu se

kořeny kukuřice řadí k primární nebo sekundární kořenové soustavě. Primární kořenovou soustavu tvoří embryonální kořeny, které se zakládají už v zárodku (ŠUK

A KOL.,

1998).

Sekundární kořenová soustava je tvořena kořeny adventivními (vzdušnými), které vznikají v přeslenech okolo bazálních uzlů. Stéblo v našich podmínkách dosahuje obvykle výšky 1,10-2,50 m a silné je 20-70 mm. Počet nadzemních článků je geneticky založen a u jednotlivých hybridů se liší. U nás pěstované hybridy mají obvykle mezi 14 – 20 články (ŠPALDON A KOL., 1982). Listy jsou dlouze kopinaté a pásovité. Vyrůstají po jednom na každém kolénku, a to střídavě ve dvou protilehlých řadách (HRUŠKA, 1962). Počet listů je dán geneticky. Moderní intenzivní hybridy kukuřice se vyznačují nejčastěji erektofilním postavením listů, díky němuž lépe využívají dopadající sluneční záření, než hybridy s postavením listů planofilním.

8

Květy jsou různopohlavní, jednodomé. Samčí květy jsou uspořádány v terminální volnou latu složenou z hustých lichoklasů. Samičí květenství zvané palice vyrůstá z úžlabí listu a je těsně obaleno mnoha listeny (VALÍČEK A KOL., 2002). Tyto obaly chrání palici před nepříznivými povětrnostními vlivy a živočišnými škůdci (HRUŠKA, 1962). Lata začíná kvést od středu a uvolňování pylu trvá 4-5 dní (ŠUK

A KOL.,

1998). Počátek kvetení palice je za

normálních podmínek proti kvetení laty opožděn o 1-5 dnů.

2.2 Tvorba výnosu Tvorba výnosu je dynamický proces, kdy se jednotlivé výnosové prvky tvoří postupně v čase a jsou ovlivňovány průběhem počasí, dynamikou uvolňování živin z půdy, škodlivými činiteli i agrotechnickými zásahy. Podle fotosyntetického cyklu patří kukuřice mezi C4 druhy, tj. mezi tzv. tropické trávy. Předností kukuřice je vysoká produkční schopnost, vyšší intenzita fotosyntézy, využití vody, odolnost vůči vysokým teplotám a lepší využívání zvýšené koncentrace oxidu uhličitého a vody (PETR podle BIRCHA

A KOL.(1999)

A KOL.,

1980). Výnosové parametry kukuřice

jsou počet rostlin na hektar, počet zrn na rostlinu a hmotnost

jednotlivých zrn. Tvorba výnosu zrnové kukuřice je závislá na biologickém materiálu (hybridech), organizaci porostu, výživě, vodním režimu, ošetřování porostu, stanovišti a na průběhu počasí (PETR A KOL., 1997). Výnosové prvky kukuřice pěstované na zrno jsou počet palic na jednotku plochy, počet zrn v palici a hmotnost tisíce zrn. Cílem pěstování silážní kukuřice je jak vysoký výnos sušiny na 1 ha, tak i určitý podíl palic (PETR A KOL., 1980). Pro produkci kvalitní siláže jsou nevhodné rostliny s podílem palic pod 45% (ŠUK A KOL., 1998). U kukuřice na siláž je tedy rozhodující počet rostlin na jednotku plochy a jejich hmotnost. Podle DAPAAH A VYN (1998) poskytuje kukuřice nejvyšší výnos po jeteli lučním.

2.2.1 Výběr hybridu Správně zvolený hybrid výrazně ovlivňuje dosažený výsledek. Je nutné vybírat takové hybridy, které v daných podmínkách zajistí vysoký a ekonomický výnos (KWS, 2005 – 2006). Mezi nejdůležitější patří směr pěstování, tzn., zda půjde o kukuřici na zrno, nebo na siláž. U kukuřice na zrno může volba hybridu ovlivnit výnos až z 30 %. Při volbě hybridů kukuřice podle ranosti využíváme tzv. číslo FAO – číslo ranosti (ŠUK

A KOL.,

1998). FAO je orientační ukazatel, který charakterizuje hybrid a délku jeho 9

vegetace s tím, že deset čísel FAO činí rozdíl v délce vegetační doby 1-2 dny, nebo 1 – 1,5% obsahu sušiny zrna. Podle ranosti jsou obvykle pro bramborářskou výrobní oblast doporučovány nejranější hybridy skupiny FAO 160 – 250, pro řepařskou, hybridy skupiny FAO 250 – 300 a pro teplejší řepařskou oblast i hybridy pozdnější. V kukuřičné oblasti lze pěstovat hybridy skupiny FAO 300 – 400 (FUKSA A KOL., 2006). Dále lze kukuřičné hybridy rozdělit: 1. Z hlediska anatomické stavby hybridy s fixním počtem zrn v palici - celkový počet řad a počet zrn v palici je dán geneticky a vlivem prostředí a ani pěstitelskými zásahy se nemění. Výnos zrna je určen počtem palic resp. počtem rostlin na jednotce plochy (FUKSA A KOL., 2006). hybridy s flexibilním počtem zrn v palici - jsou indikátorem podmínek, ve kterých je kukuřice pěstována. Při optimálních podmínkách je palice ozrněna až do špičky, za nepříznivých okolností (nedostatek živin, vody, zaplevelení, aj.) se palice zkracuje a ve špičce se nevytvoří zrna. Výnos závisí především na intenzitě pěstování (FUKSA A KOL., 2006). 2. Na základě fyziologických vlastností stay green hybridy - vyznačují se dlouho zeleným, fotosynteticky aktivním zbytkem rostliny až do fyziologické zralosti. Jejich předností je kontinuální tvorba škrobu, vyšší výnos zrna, odolnost vůči houbovým chorobám. rychle dozrávající hybridy – pro tyto rostliny je typické, že po dosažení určitého stupně zralosti zbytek rostliny ztrácí zelenou barvu a usychá ve velmi krátké době, proto jsou vhodné do vlhčích a chladnějších oblastí.

2.2.2 Význam kukuřice jako energetické plodiny Z energetických plodin má kukuřice při výrobě bioplynu největší význam. Jako C4 rostlina má kukuřice oproti ostatním u nás původním rostlinným druhům nejvyšší výnosový potenciál (AMON

A KOL.,

2006). Pro pěstování kukuřice na výrobu bioplynu nejsou

v zemědělských podnicích překážky, které by neumožňovaly navýšení ploch pro pěstování kukuřice. K uskladnění silážované hmoty lze použít existující silážní žlaby. AMON

A KOL.

(2004) uvádí, že produkce bioplynu z kukuřičné biomasy nejvíce závisí na obsahu bílkovin, tuku, celulózy, hemicelulózy a škrobu. Podle AMONA

A KOL.

(2003) se kvalita kukuřice

k výrobě bioplynu utváří především na poli, ale vedle stanovištních podmínek určují obsah substancí vhodných k fermentaci (proteiny, lipidy, sacharidy) zejména pěstební opatření jako výběr hybridu, způsob pěstování a vývojová fáze rostlin v době sklizně. Výnos methanu 10

závisí na způsobu sklizně kukuřice, zda jsou sklízené celé rostlin, pouze palice nebo pouze zrno. V současné době je velmi intenzivně diskutována otázka jak má vypadat kukuřice vhodná k výrobě bioplynu. To znamená, jaké vlastnosti mají mít kukuřičné hybridy (AMON A KOL.,

2006). Podle POLÁKOVÉ (2007) jsou vhodné hybridy s vysokým výnosem suché hmoty

– 18 – 25 t/ha, odolné vůči poléhání, odolné vůči chladu, houbovým chorobám a tolerantní k suchu. S využitím kukuřice jako energetické plodiny úzce souvisí vývoj osevních ploch kukuřice. V tabulce 1 je uveden vývoj osevních ploch v období od roku 1993 do roku 2003 v pětiletých cyklech a dále vývoj osevních ploch kukuřice za roky 2008, 2009 a 2010. U kukuřice pěstované na zrno se výměra osevní plochy v rozmezí let 1993 – 2003 zvýšila o 53 209 ha, v rozmezí let 1993 – 2010 bylo zaznamenáno zvýšení o 71 059 ha (ČSÚ). Zvýšení osevní plochy je zapříčiněno tím, že díky šlechtitelské práci se kukuřice pěstuje i v oblastech pro ni nepříliš typických (vyšší nadmořské výšky) a tím, že kukuřice je plodina širokého využití (ZIMOLKA

A KOL.,

2008). PODLE SITUAČNÍ

A VÝHLEDOVÉ ZPRÁVY

(2010) je vyšší

vývoj osevních ploch způsoben tím, že část ploch kukuřice určených pro sklizeň na siláž je zemědělci ponechána na zrno. U kukuřice pěstované na siláž byl od roku 1993 do roku 2010 zaznamenán pokles osevních ploch o 122 002 ha, to je o téměř 60 %. Pokles osevních ploch kukuřice na siláž je způsoben poklesem stavů hovězího dobytka.

Tab. 1: Vývoj osevních ploch kukuřice v ČR Plodina Kukuřice Osetá plocha na zrno [ha] Kukuřice na zeleno Osetá plocha a siláž [ha]

1993

1998

2003

32 217

32 907

85 426

300 610

240 436 207 197 173 899 166 005 178 608

11

2008

2009

2010

113 777 105 268 103 276

2.2.3 Požadavky kukuřice na půdní podmínky a živiny V důsledku velké variability není kukuřice na půdní podmínky příliš náročná. Nároky na půdu se řídí podle klimatických podmínek stanoviště (ŠPALDON

A KOL.,

1982).

Nejvhodnější jsou půdy hluboké, dobře zpracované, přiměřeně provzdušněné, činné, dobře zásobené humusem a vápníkem, neutrální až slabě kyselé reakce. Takové jsou půdy černozemní a hnědozemě v chráněných polohách a na jižních svazích. V České republice to jsou půdy v pěstebních oblastech kukuřičné a řepařské. Naopak nevhodné jsou půdy extrémně výsušné, které neumožňují dostatečné zásobení rostlin vodou během vegetace a půdy zhutnělé, jílovité, kamenité, přemokřené a rašelinné. Nevhodné jsou pro pěstování kukuřice pozemky ohrožené erozí. Kukuřice je velmi náročná na přípravu půdy. Vyžaduje půdy hluboko zpracované, kypré a prohřáté (ŠUK A KOL., 1998). Při základní přípravě půdy musíme vzít v úvahu předplodinu, potřebu zapravit statková hnojiva, opakované pěstování kukuřice po sobě, požadavek zadržet v půdě maximum vláhy z mimovegetačního i vegetačního období, druh půdy a termín zásahu. U kukuřice je v současnosti možné využít jak tradiční technologie zpracování orbou, tak i minimalizační technologie bez použití orby. V našich podmínkách dosud převažují tradiční technologie s orbou. Při používání minimalizačních technologií převládají postupy s mělkým, případně středně hlubokým zpracováním půdy kypřením radličkovým nebo talířovým nářadím na podzim a mělkým kypřením před setím (ZIMOLKA KOL.

A KOL.,

2008). MARRIOTTI

A

(1998), zjistili, že při pěstování kukuřice za použití minimalizační technologie je

hmotnost, hustota a délka kořenů nižší než při orbě. Kukuřice je rostlinou typu C4, tato metabolická odlišnost vytváří předpoklad pro efektivní využití přijatých živin na tvorbu výnosu (RICHTER, 2001). Kukuřice dokáže velmi intenzivně využívat živiny i ze staré půdní síly (MRÁZ, 2001). Počáteční růst kukuřice je pomalý a limitovaný nízkými teplotami, proto je i příjem živin z počátku pomalý (ŠPALDON A KOL.,

1982). Při výšce porostu 40-50 cm lze počítat s odběrem cca 35 kg N, 4 kg P, 40 kg K a

3 kg Mg na ha. Poté následuje období velmi intenzivního růstu a příjmu živin. V období 1015 dní před kvetením až 25-30 dnů po odkvětu přijme kukuřice 70-80 % celkové potřeby živin (VANĚK A KOL., 2002). Dusík se podílí na růstu a asimilaci. Dusíkatým hnojením je nejvíce ovlivněn počet zrn v palici (zejména počet zrn v řadě – délka palice) a hmotnost tisíce semen. Vliv dávky dusíkatého hnojení na jednotlivé výnosové prvky uvádí tabulka 2. Dávku dusíku v průmyslových hnojivech bychom měli upravit podle jeho aktuálního obsahu v půdě, 12

množství dodaných organických hnojiv, předpokládaného výnosu a předplodiny. Dusíkem v průmyslových hnojivech se hnojí buď jednorázově před setím, v dávce max. 100 kg N.ha-1. V sušších a úrodných oblastech řepařského výrobního typu je dávka až 120 kg N/ha, naopak v humidních oblastech na lehkých půdách do 70 kg N. ha-1. Je možné použít močovinu, síran amonný, DAM 390. Nebo se celková dávka může dělit, a to právě tehdy, pokud by jednorázově aplikovaná dávka překročila 100 kg N.ha-1. Přihnojení se má uskutečnit v období, kdy porosty dosáhly výšky 20-40 cm, a to v dávce do 40 kg N. ha-1. Jako vhodná hnojiva lze použít ledek amonný s vápencem, ledek vápenatý, DAM 390. Pokud při přihnojování kukuřice v průběhu vegetace nepoužijeme aplikátory pro podlistovou aplikaci, hrozí značné nebezpečí poškození porostů, zvláště pokud jde o granule pevných hnojiv. Efektivnost přihnojení je dána půdními a klimatickými podmínkami a také kvalitou provedení (ŠUK KOL.,

A

1998).

Tabulka 2: Vliv dávky dusíku na výnosové parametry kukuřice (HUGGER, 1989, IN: VANĚK, 2002) – na dobře zásobených půdách Dávka N Počet

Počet zrn v palici

palic

Hmotnost

1000 Výnos zrna

semen

kg.ha-1

ks

ks

%

t.ha-1

0

8,95

302

100

265

100

7,17

100

109

9,07

369

122

293

110

9,80

137

159

9,06

382

126

300

113

10,38

145

209

9,03

396

131

294

110

10,50

146

%

g

%

Kukuřice má značné nároky na fosfor. Zvláště citlivě reaguje kukuřice na deficit přijatelného fosforu v počátečních fázích růstu (do 5. listu), kdy má vytvořen velice mělký kořenový systém (ŠREIBER, 2000). Z toho hlediska je žádoucí především na půdách s nižším obsahem přijatelného fosforu alespoň část potřebné dávky realizovat před setím nebo uplatnit specifické hnojení, tzv. aplikaci „pod patu“. Ke hnojení je třeba využít NP hnojivo s velkým podílem vodorozpustného fosforu s poměrem N:P = 1:4, což splňuje hnojivo Amofos (12 % N, 52 % P2O5). Tento systém hnojení je vnímán jako výnosově stabilizující faktor a jako standardní prvek v systému pěstování kukuřice (ŠUK A KOL., 1998). Dávka hnojiva je volena 13

podle zásoby fosforu v půdě, kdy optimální dávka je 100 kg.ha-1 Amofosu. Hnojení fosforem pod patu ovlivňuje založení většího počtu zrn v palicích, rychlejší ukládání škrobu v zrnech, ranější dozrávání. Zmírňuje negativní stresy a hmotnost tisíce semen je vyšší. Druhým kritickým obdobím je fáze kvetení. Pro kukuřici je zvláště výhodné, aby rostliny do této doby přijaly dostatek fosforu, protože pak následuje jeho translokace do palic (LOŠÁK, 2006). Obsah draslíku v sušině by měl při výšce porostu do 25 cm činit 4-5 %, v době květu cca 3 % a na počátku září 2 % (ŠUK A KOL., 1998). Dobrá zásobenost půd draslíkem zvyšuje suchovzdornost rostliny, zvyšuje pevnot stébla a odolnost proti chorobám stébel. Dále draslík zasahuje do tvorby cukru a syntézy škrobu. Pokles draslíku je doprovázený jeho vylučováním přes kořenový systém do půdy. Příjem draslíku je výrazně ovlivňován interakcemi antagonistického charakteru (LOŠÁK, 2006). Kukuřice vyžaduje rovněž hořčík. Podle pokusů prováděných v České republice se odběr hořčíku při dobré sklizni pohybuje u kukuřice na siláž do 40 kg MgO a u kukuřice na zrno do 35 kg MgO na hektar. Význam hořčíku, který je součástí chlorofylu (listové zeleně) právě u moderních výkonných odrůd sílí, neboť výnosy kukuřice jsou dány především tvorbou a činností chlorofylu (BAIER, 1998). Předpokladem úspěšného pěstování kukuřice je vytvoření podmínek umožňujících optimální rozvoj porostu během vegetace, jeho zapojení, fotosyntetickou adaptaci architektury porostu na podmínky slunečního záření a dostatečnou hloubku zakořenění (MIDMORE, 1993).

2.2.4 Organizace porostu Organizace porostu je velmi důležité agronomické opatření, které rozhoduje o výnosu nejen zrna, ale i výnosu sušiny a energie z jednotky plochy (PROKEŠ, 2003, EVANS 1993). Nerovnoměrné rozmístění rostlin na ploše má vliv na kvalitu a výši výnosu (ŠUK

A KOL.,

1998). Kukuřici vyséváme do řádků 0,70 – 0,75 m. Tím je zajištěn dostatek světla pro asimilaci, prohřívání půdy a minimalizují se ztráty při sklizni řádkovými adaptéry. Přehušťování porostů kukuřice nevede k větší sklizni živin z hektaru. V hustém porostu se hůře zahřívá povrch půdy, listy ztrácejí fotosyntetickou aktivitu, projevuje se nedostatek vláhy a živin a snižuje se výnos. Obecně platí, čím jsou horší stanovištní a pěstitelské podmínky, tím by měla být hustota porostů menší z důvodu konkurence o živiny, vláhu a světlo (ŠUK A KOL.,

1998). Hustota porostu závisí na užitkovém směru a vlastnostech použitého hybridu.

Zvláště je třeba zohlednit ranost, toleranci k zahuštění, vláhové poměry stanoviště, úroveň 14

hnojení a intenzitu slunečního svitu (ZIMOLKA

A KOL.,

2008). Rozhodujícím opatřením pro

stanovení správné hustoty porostu jsou výrobní podmínky každého stanoviště. Kvalitní založení porostů úzce souvisí také s pojezdovou rychlostí secího stroje. Vyšší pojezdová rychlost vede velmi snadno ke zhoršení kvality výsevu. Není dosažen žádaný počet zrn na 1 m2, není dodržena jednotná hloubka výsevu, rozdělení zrn v řádku a výrazně zhoršené je i zahrnování osiva půdou (KWS, 2005-2006).

2.3 Sklizeň kukuřice na siláž Základním ekonomickým a výživářským požadavkem je co nejvyšší produkce hmoty kukuřice. Zároveň je vyžadována vysoká koncentrace živin, vysoká stravitelnost živin, výborná silážovatelnost a nízké ztráty při konzervaci a skladování (ŠUK

A KOL.,

1998).

Kvalitu vyprodukované hmoty ovlivňuje podíl palic na celkové sušině rostliny. Vysoký podíl palic je podmínkou pro získání kvalitní silážní píce (VRZAL, 1995). Podíl palic se dá výrazně ovlivnit správnou volbou hybridu, stupněm zralosti (s přibývající zralostí se podíl palic zvyšuje), hustotou porostu (vysoká hustota porostu snižuje podíl palic z celkové hmoty). Sušina palic se na sušině rostliny podílí 55-65%. Podíl zrna by měl dosahovat 40% v mléčně voskové zralosti, ve zralosti voskové až plné by měl být vyšší než 45% (ŠUK A KOL., 1998). Teprve tehdy, když podíl sušiny palice překročí 40%, se získává u porostů silážní kukuřice nejvyšší výnos sušiny (JAKOBE A KOL., 1987). Z hlediska optimálního průběhu fermentačního procesu je tedy třeba sklízet kukuřici při sušině 27-33%, podílu palic z celkové hmoty 5055% a při co nejmenším obsahu pufračních látek (ŠUK A

KOL.,

1998). O technologii vlastní

sklizně rozhoduje stav porostu a stupeň zralosti, ve kterém se sklízí (KWS, 2002-2003). Nejvhodnější termín sklizně kukuřice na siláž je ve fázi mléčně voskové zralosti. Kukuřice poskytuje v této fázi vysoký výnos sušiny s podílem palic 45-55%. Optimální sklizňová sušina pro kukuřici určenou na siláž je 28 -35 %. Této sušiny lze většinou dosáhnout, když je tzv. mléčná linie v jedné polovině až dvou třetinách zrna, přičemž stádium, kdy je mléčná linie ve dvou třetinách od vrcholu zrna, je optimální. V tu dobu ještě lze do zrna v místě, kde se viditelně stýká zformovaný škrobnatý endosperm s mléčným obsahem zrna, zarýt nehet (LOUČKA, 2009a). Podle MITRÍKA A VAJDY (2009) je rovněž určení silážní zralosti kukuřice podle mléčné linie přesnějším orientačním mechanismem. Sklizeň silážní kukuřice při vyšší sušině s sebou nese horší průběh fermentace, větší sklizňové i fermentační ztráty a hlavně podstatně nižší stabilitu siláže, doprovázenou samozáhřevem siláže (LOUČKA, 2009b). 15

Na kvalitu siláže má mimo jiné vliv i délka řezanky. Čím je nižší sušina, délka řezanky může být větší. Při sušině 27% by délka řezanky měla být 20-25 mm a při sušině 32% 5-7 mm. Neméně důležitým faktorem ovlivňujícím kvalitu siláže je správné udusání. V silážované hmotě jsou obsaženy kvasinky, které odbourávají laktát a při špatném udusání tyto kvasinky zrychlují zahřívání hmoty. Snižování kvality siláží při tomto zahřívání se vyznačuje mimo ztrát živin také snižováním obsahu kyselin kvašení (ČERMÁK, 2006). Silážovat lze celé rostliny nebo je možno využít tzv. metodu dělené sklizně. Dělená sklizeň je zaměřena na oddělenou konzervaci palic ve formě drtí (VRZAL, 1995). Při dělené sklizni se doporučují technologie LKS (Lieschen Kolben Schrott) – zpracování palic s listeny. Při tomto způsobu sklizně dosahuje sušina 50 – 60 %, což způsobuje problémy se silážovatelností. Toto krmivo bývá méně stabilní a prakticky se neobejde bez konzervace chemickými aditivy. Metoda CCM (Corn Cob Mix) – zpracování palic bez listenů – sušina dosahuje 58 -65 %, což je velmi koncentrované krmivo s velkým výnosem energie. Kukuřice se metodou LKS nebo CCM většinou sklízí až v plné zralosti zrna (LOUČKA 2009b, JAMBOR 2009). Technologie HMGC – sklizeň vlhkého kukuřičného zrna (LOUČKA, 2009b). ŘENČ (2009) uvádí, že na kvalitu siláže má podstatný vliv narušení zrna i stébla kukuřice pomocí tzv. corn crackeru. Při sklizni kukuřice určené k energetickým účelům je správný čas sklizně určen kombinací výnosu sušiny z hektaru a maximálním výnosem methanu. U raných a středně raných hybridů je optimální termín sklizně ve fázi na konci mléčně voskové zralosti zrna. U pozdních hybridů je optimální termín sklizně ve fázi fyziologické zralosti rostliny (AMON KOL.,

2003).

16

A

2.4 Vznik bioplynu Termín bioplyn lze obecně použít pro všechny druhy plynných směsí, které vznikly činností mikroorganismů. Bioplyn tedy vzniká biologickým rozkladem organických látek v anaerobních podmínkách. Tento proces se nazývá methanová fermentace, methanové kvašení, anaerobní digesce, biogasifikace, biomethanizace (KÁRA, 2007; DOHÁNYOS

A KOL.

2007; BABIČKA, 2002; GADUŠ, 2006; HOUSE, 2007). Methanová fermentace je soubor několika dílčích, na sebe navazujících procesů, na kterých se podílí několik základních skupin anaerobních mikroorganismů. Produkt jedné skupiny mikroorganismů se stává substrátem skupiny druhé a proto výpadek jedné skupiny může způsobovat poruchy v celém systému (DOHÁNYOS

A KOL.,

2007). Anaerobní rozklad

organických látek vyžaduje koordinovanou metabolickou součinnost různých mikrobiálních skupin a podle nich je možno tento proces rozdělit na následující čtyři fáze (STRAKA A KOL., 2006): •

Hydrolýza – začíná v době, kdy prostředí obsahuje vzdušný kyslík. Předpokladem pro její nastartování je mimo jiné dostatečný obsah vlhkosti – nad 50 % hmotnostního podílu (PASTOREK a nerozpuštěných

A KOL.,

2004). Je to rozklad makromolekulárních rozpuštěných

organických

látek

(polysacharidy,

lipidy,

proteiny)

na

nízkomolekulární látky rozpustné ve vodě pomocí extracelulárních hydrolytických enzymů (STRAKA A KOL., 2006, GERHARDT, 2007). •

Acidogeneze – je další rozklad produktů hydrolýzy na jednoduché organické látky, hlavně na nižší mastné kyseliny, alkoholy, CO2, a H2 pomocí acidogenních bakterií (STRAKA

A KOL.,

2006). V této fázi dojde definitivně k vytvoření anaerobního

prostředí (PASTOREK A KOL., 2004). •

Acetogeneze – je tvorba kyseliny octové, vodíku a CO2 z produktů předchozích fází acetogenními bakteriemi produkujícími vodík, dále tvorba kyseliny octové a CO2 denitrifikačními a sulfátredukujícími bakteriemi a acetogenní respirace vodíku a CO2 homoacetogenními bakteriemi (STRAKA

A KOL.,

2006). PASTOREK

A KOL.

(2004)

uvádí, že se jedná o transformaci vyšších organických kyselin na kyselinu octovou, vodík a CO2 pomocí specializovaných kmenů acidogenních bakterií. •

Methanogeneze – je tvorba methanu z kyseliny octové acetotrofními methanogenními bakteriemi a z jednouhlíkatých substrátů, a tvorba methanu z CO2 a H2 hydrogentrofními methanogenními bakteriemi (STRAKA A KOL., 2006).

17

Uvedené fáze procesu jsou následné, při kontinuálním provozu však probíhají současně. Pokud je anaerobní proces technologicky rozdělen do dvou stupňů, v prvním stupni obvykle probíhá hydrolytická nebo hydrolytická a acidogenní fáze. Vzhledem k syntrofickému vztahu acetogenních bakterií nelze acetogenezi a methanogenezi od sebe úplně prostorově oddělit (STRAKA A KOL., 2006). Pro stabilitu procesu anaerobní fermentace organických materiálů je velmi důležitá optimální rovnováha v kinetice jednotlivých fází, probíhajících s odlišnou kinetickou rychlostí. Methanogenní fáze probíhá přibližně 5krát pomaleji než zbylé tři fáze. Tomu je třeba přizpůsobit konstrukci bioplynových technologických systémů a dávkování surového materiálu, jinak hrozí přetížení fermentoru (PASTOREK A KOL., 2004). Pro stabilitu procesu, tj. udržení dynamické rovnováhy je ovlivňována řadou faktorů, které buď přímo mění životní prostředí mikroorganismů (teplota, pH, nutriety, toxické látky) nebo musí být brány v úvahu při návrhu a posuzování anaerobního reaktoru (DOHÁNYOS

A KOL.,

2007, RESCH

A KOL.,

2008). •

pH – methanogenní organismy vyžadují pro svůj růst pH v neutrální oblasti v rozmezí 6,5 – 7,5 (DOHÁNYOS, 2002, SAFFERMAN, 2008).

•

teplota - z hlediska reakčních teplot rozdělujeme anaerobní procesy podle optimální teploty pro mikroorganismy na: •

psychrofilní – 5 – 30 °C

•

mezofilní – 30 - 40 °C

•

termofilní – 45 – 60 °C

•

extrémně termofilní – nad 60 °C

Výhodou procesů probíhajících za vyšších teplot je hlavně vyšší účinnost hygienizace materiálu. Nejběžnější aplikací jsou zatím procesy mezofilní při teplotě cca 38 °C (HOUSE, 2007). Výsledkem anaerobní digesce je: • Bioplyn – směs plynů obsahující vždy dva majoritní plyny (CH4 a CO2) a řadu minoritních plynů (PASTOREK

A KOL.,

2004; HOUSE, 2007). Poměrné zastoupení obou

hlavních složek plynu je značně proměnné podle reagujícího substrátu od 50 do 85 % obj.. Bioplyn někdy obsahuje i relativně velmi vysoké obsahy sulfanu (STRAKA A KOL., 2006). Jeho množství má velký vliv na korozi technologického zařízení (MICHAL, 2005). •

Fermentovaný zbytek organické látky – digestát – biologicky stabilizovaný

substrát s vysokým hnojivým účinkem (MUŽÍK, 2009). V současné době se využívá jako 18

hnojivo v rostlinné výrobě, popř. po separaci jeho tuhá složka k výrobě kompostů (KÁRA, 2007). Digestát je možné využít také jako podestýlku pro hospodářská zvířata (SAFFERMAN, 2008). Tekutá složka – fugát se používá rovněž ke hnojení (BUDŇÁKOVÁ, 2006). Při využití digestátu na zemědělské půdě je nezbytné tuhé digestáty zapravit do 48 hodin, tekuté do 24 hodin (VÁŇA, 2006).

2.5 Vlastnosti bioplynu V bioplynech různého původu se prakticky vyskytuje pět nejdůležitějších složek: methan, oxid uhličitý, dusík, kyslík a voda (STRAKA A KOL., 2006). Hodnota výhřevnosti bioplynu je určena majoritním obsahem methanu. Spalné teplo suchého bioplynu má hodnotu stejnou jako výhřevnost. Hranice zápalnosti methanu ve směsi se vzduchem je 5 až 15 % objemových. Tato koncentrace methanu již tvoří výbušnou směs. Zápalná teplota bioplynu je určena stejnou hodnotou pro methan, tj. 650 až 750 °C. Důležitá je i hodnota hustoty methanu a bioplynu s podílem methanu 60 %. (PASTOREK

A KOL.,

fyzikální vlastnosti methanu.

19

2004). V tabulce 3 jsou uvedeny některé

Tabulka 3: Vybrané fyzikální vlastnosti methanu (PASTOREK A KOL., 2004) -10

4.10

m

1

Průměr molekuly

2

Molární hmotnost

3

Relativní molekulová hmotnost

4

Reálný molární objem

5

Hustota plynu (-161,52 ºC, tlak 101,352 kPa)

1,819 kg.m

6

Hustota plynu (15 ºC, tlak 101,325 kPa)

0,7049 kg.m

7

Kritický tlak

45,96 bar

8

Kritická teplota

190,53 K

9

Kritický měrný objem

-1

16,043 g.mol 16,043 3

-1

22,3518 m .kmol -3 -3

3

-1

0,0061 m .kg

10 Trojný bod Teplota

90,68 K

Tlak

0,117 bar -1

Skupenské teplo tání

58,720 kJ.kg

11 Bod varu

-161,52 ºC

12 Skupenské teplo varu (-161,52 ºC, tlak 101,325 kPa)

-1

510,20 kJ.kg

3

13 Množství plynu z 1 m kapaliny (15 ºC, 1 bar)

630 m

3

14 Výhřevnost (ref. teplota spal. 15 ºC, tlak 101,325 kPa) -3

Objemová

34,016 MJ.m

Molární

802,69 kJ.mol

-1

15 Spalné teplo (ref. teplota spal. 15 ºC, tlak 01,325 kPa) -3

Objemové

37,782 MJ.m

Molární

891,56 kJ.mol

-1

-1

-1

-1

-1

16 Měrná tepelná kapacita cp ideálního plynu

2,195 kJ.kg .K

17 Měrná tepelná kapacita cv ideálního plynu

1,686 kJ.kg .K

18 Poměr cp:cv ideálního plynu (15 ºC, tlak 101,325 kPa)

1,301

19 Mez výbušnosti směsi s kyslíkem

555 ºC

20 Minimální zápalná energie

0,28 mJ

21 Koncentrace s největším nebezpečím vznícení

8,2 % obj.

22 Teoretické množství spal. vzduchu (vzduch : reálný plyn)

3

-3

9,563 m .m : 17,233 kg.kg

23 Stechiometrické spalování směsi s kyslíkem (20 ºC tlak 101,325 kPa) Teplota plamene

2 810 ºC

Maximální spalovací rychlost

3,9 m.s

-1

Stechiometrické spalování směsi se vzduchem (20 ºC tlak 101,325 24 kPa) Teplota plamene

1,957 ºC

Maximální spalovací rychlost

0,4 m.s

25 Wobbeho číslo ideálního plynu (0 ºC, tlak 101,325 kPa)

20

-1

53,781 MJ.m

-3

2.6 Použité substráty při výrobě bioplynu Bioplyn lze vyrábět z kejdy, chlévské mrvy, biologicky odbouratelných domovních odpadů, odpadů z ČOV a potravinářského průmyslu, ale i energetické fytomasy (KÁRA, 2007; MOLLER, 2001). Fytomasa může být záměrně pěstovaná k energetickým účelům nebo je to biomasa odpadní (PASTOREK

A KOL.,

2004). Záměrně pěstovaná biomasa k energetickým

účelům: kukuřice, cukrová řepa, tritikale, čirok, šťovík, brambory, cukrová třtina, olejniny – řepka olejná. Kulturní druhy rostlin, které jsou v současnosti pěstovány k výrobě bioplynu, byly dosud pěstovány převážně k výživě lidí a hospodářských zvířat. Při výrobě bioplynu jsou na tyto plodiny ve vztahu na jejich kvalitu a složení kladeny jiné nároky. K tomu, abychom dosáhli optimální produkce methanu, se musí hledat takové genotypy kulturních rostlin, které jsou schopny poskytnout vysoký výnos methanu z hektaru (AMON

A KOL.,

2006). V

tuzemských podmínkách představují základní surovinu pro výrobu bioplynu výkaly hospodářských zvířat. V menší míře mohou být použity i odpady jiného původu: jatečné odpady, piliny, lesní štěpka, mlékárenské odpadní vody apod. Pro bilanci vzniku bioplynu je nejdůležitější ta část organické hmoty, která se může anaerobním kvasným procesem přeměnit na bioplyn. Tato štěpitelná část organické hmoty pak představuje produkt pro výrobu bioplynu.

2.6.1 Biomasa Biomasa je obnovitelný zdroj energie, který může částečně nahradit fosilní paliva, především uhlí, ale i zemní plyn (KÁRA, 2005). Označuje veškerou organickou hmotu vzniklou prostřednictvím fotosyntézy nebo hmotu živočišného původu (MURTINGER, BERANOVSKÝ, 2008). V užším pojetí je za biomasu považována organická hmota rostlinného původu vznikající na bázi fotosyntetické konverze sluneční energie (KÁRA, 2007). Všechny organické látky rostlinného těla vznikají složitými biochemickými procesy z vody, oxidu uhličitého a jednoduchých organických látek, které rostliny přijímají prostřednictvím kořenů z půdy a listů ze vzduchu (CELJAK, 2008). Biomasu využitelnou k energetickým účelům můžeme rozdělit do pěti základních skupin (PASTOREK A KOL., 2004): •

fytomasa s vysokým obsahem lignocelulózy

•

fytomasa olejnatých plodin

•

fytomasa s vysokým obsahem škrobu a cukru 21

•

organické odpady a vedlejší produkty živočišného původu

•

směsi různých organických odpadů

2.7 Vlastnosti materiálu vhodného k anaerobní digesci Biologická rozložitelnost a tím i výtěžnost bioplynu závisí na chemickém složení substrátu, na obsahu sacharidů, tuků, proteinů, na podílu celulózy, hemicelulóz a ligninu eventuelně dalších inertních složek materiálu a poměru jednotlivých komponent. Vzhledem k tomu, že poměr těchto komponent v různých druzích surovin je různý, odlišná je i jejich rozložitelnost a výtěžnost methanu (DOHÁNYOS

A KOL.,

2008; DOHÁNYOS

A KOL.,

2009;

STRAKA A KOL., 2006; LHOTSKÝ, 2008). •

polysacharidy – jsou součástí veškeré rostlinné biomasy, patří sem škrob, celulóza a hemicelulózy. Škrob je nejlépe rozložitelný (DOHÁNYOS

A KOL.,

2008). Rozklad

celulózových typů polysacharidů je do značné míry ovlivňován jejich vazbou na lignin (STRAKA, 2007). o celulóza – její základní cukernou složkou je D – glukóza (STRAKA

A KOL.,

2006). Je relativně málo rozložitelná, pro její hydrolýzu je nutná přítomnost celulolytických enzymů (DOHÁNYOS A KOL., 2008, BARNES, 2003). o hemicelulózy – jsou oproti celulóze mnohem složitější heteropolysacharidy, obsahují rozvětvené řetězce (STRAKA

A KOL.,

2006). Hemicelulózy podléhají

snáze a rychleji enzymatické hydrolýze než celulóza (DOHÁNYOS

A KOL.,

2008). •

lignin – je aromatický prostorový heteropolymer fenolického typu (STRAKA

A KOL.,

2006). Je hlavní součástí biologicky nerozložitelné frakce organických látek ve stabilizovaném zbytku po anaerobní fermentaci (DOHÁNYOS

A KOL.,

2008). Obsah

ligninu a stupeň asociace s polysacharidy se obecně zvyšuje se stárnutím rostlin (LHOTSKÝ, 2008). •

lipidy – obecně do této skupiny patří všechny estery vyšších mastných kyselin, které lze nalézt v rostlinných nebo živočišných tkáních (STRAKA A KOL., 2006).

•

proteiny – patří mezi dobře biologicky rozložitelné složky. Vykazují vysokou výtěžnost methanu (DOHÁNYOS A KOL., 2008).

22

Produktivita vybraných substrátů je uvedena v tabulce 4. Tabulka 4: Produkce bioplynu a methanu ze základních složek organické hmoty (BASERGA, 1998) Produkce methanu Produkce bioplynu z tuny 3

Obsah methanu

z tuny organické

Substrát

organické sušiny (m )

(%)

sušiny (m3)

polysacharidy

790

50

395

lipidy

1250

68

850

proteiny

700

71

497

Pro úspěšný průběh anaerobního procesu je důležitý poměr C:N. Je-li tento poměr vysoký, dochází k deficitu dusíku. Při nízkém poměru dochází k vysoké produkci amoniaku, který je při vyšších koncentracích toxický pro anaerobní bakterie (DOHÁNYOS A KOL., 2008; STRAKA, 2007). Za optimální se považuje pásmo 30:1. Vysoký obsah dusíkatých látek se může negativně projevit na složení bioplynu. Mezi materiály s vysokým obsahem N patří exkrementy všech druhů hospodářských zvířat. Vysoký obsah uhlíku je u materiálů rostlinného původu (PASTOREK

A KOL.,

2004). Aby byl dosažen optimální poměr C:N, je

doporučováno smíchat materiál rostlinný s materiálem živočišného původu (HILLS, 1980). Významným faktorem, který ovlivňuje anaerobní digesci je pH materiálu. Za optimální hodnotu pH na vstupu do procesu se považuje interval blízký neutrální hodnotě pH 7,0 až 7,8. V průběhu procesu se tento parametr mění. Optimální obsah sušiny pro zpracování pevných odpadů je 22 až 25 %, v případě tekutých materiálů 8 až 14 %. Tekuté odpady s obsahem sušiny menším než 3 % jsou zpracovávány anaerobní fermentací s negativní energetickou bilancí. Horní hranici optimálního obsahu sušiny tekutého materiálu tvoří vždy mez čerpatelnosti materiálu. Absolutní hranice obsahu sušiny, při kterém ještě probíhá anaerobní fermentace je 50 % (PASTOREK A KOL., 2004, DOHÁNYOS, 2007).

23

2.8 Zařízení k výrobě bioplynu Vlastní zařízení pro výrobu bioplynu jsou uzavřené, zpravidla válcové, nádrže nazývané reaktory nebo fermentory, ve kterých probíhá řízená anaerobní fermentace organicky rozložitelných materiálů s následnou produkcí bioplynu. Komplex technologických zařízení, která anaerobně zpracovávají zemědělskou biomasu, vyrobí z ní bioplyn a jeho energii dál využívají, se nazývá bioplynová stanice (KOZÁK, 2004, WEILAND, 2006). Technologické systémy pro výrobu bioplynu se mohou lišit podle vlastností přiváděného materiálu, hlavně podle podílu rozpuštěných a suspendovaných organických látek, podle velikosti tuhých částic a koncentrace sušiny ve zpracovávaném materiálu (STRAKA A KOL., 2006, AHRING, 1997). Podle dávkování surového materiálu rozlišujeme technologie (PASTOREK A KOL., 2004): •

diskontinuální – doba jednoho pracovního cyklu odpovídá době zdržení materiálu ve fermentoru. Používá se zvláště při suché fermentaci tuhých organických materiálů.

•

semikontinuální – doba mezi jednotlivými dávkami je kratší než doba zdržení materiálu ve fermentoru, je to nejpoužívanější způsob plnění fermentorů při zpracování tekutých materiálů.

•

kontinuální – používá se při plnění fermentorů, které jsou určeny pro zpracování tekutých organických odpadů s velmi malým obsahem sušiny.

Podle podílu vlhkosti zpracovávaného materiálu rozlišujeme (PASTOREK A KOL., 2004): •

bioplynové technologie na zpracování tuhých materiálů (s podílem sušiny 18 – 30 %, výjimečně 50 %)

•

bioplynové technologie na zpracování tekutých materiálů s nízkým podílem sušiny 0,5 až 3 % se zápornou energetickou bilancí, nebo s vyšším podílem sušiny 3 až 14 % a kladnou energetickou bilancí

•

technologie na výrobu bioplynu kombinované

Podle BAČÍKA (2008) je potřeba bioplynové stanice důsledně rozdělovat, a to následujícím způsobem: 1.

Zemědělské BPS (také farmářské BPS), jejichž vstupy lze hodnotit jako nejméně problematické. Zpracovávají pouze vstupy ze zemědělské prvovýroby, zejména statková hnojiva (kejda, hnůj apod.) a cíleně pěstované plodiny (např. kukuřice) k energetickému využití. Jsou většinou situovány v areálech stávajících zemědělských provozů a zpracováním a stabilizací statkových hnojiv výrazně snižují dosavadní zatížení oblasti 24

pachovými látkami. Ekonomika jejich provozu je kromě množství a kvality zpracovávaného odpadu výrazně ovlivněna využitím vznikajícího bioplynu a anaerobně stabilizovaného zbytku (KAJAN, 2002; SCHAFFER, 2006). Pro samotné zemědělce má technologie bioplynu stále větší význam, protože využitím bioplynu ve vlastním provozu lze nejen ušetřit, ale „zemědělská výroba proudu“ znamená mnohdy i další zdroj příjmu (SCHULZ A EDER, 2004). 2.

Kofermentační BPS (také průmyslové BPS), které zpracovávají výhradně nebo v určitém podílu rizikové vstupy, např. jateční odpady, kaly ze specifických provozů, kaly z ČOV, tuky, masokostní moučku, krev z jatek apod. Pro fermentaci těchto vstupů je nezbytné pečlivě zvolit technologii zařízení a zpracovat kvalitní provozní řád zařízení.

3.

Komunální BPS, které jsou speciálně zaměřeny na zpracování komunálních bioodpadů, zejména z údržby zeleně, vytříděných bioodpadů z domácností a restaurací a jídelen.

Bioplynová stanice v zemědělství: •

homogenizace materiálu – probíhá ve skladovacích nádržích a dochází zde rovněž k zahušťování nebo ředění materiálu, k aktivaci mikroflóry, předehřívání materiálu (MICHAL, 2005).

•

fermentace materiálu – probíhá ve fermentoru, který je vybaven míchadly, ohřevem, homogenizačním zařízením a dávkovacím zařízením (PASTOREK A KOL., 2004).

•

skladování bioplynu – také tzv. „bioplynová koncovka“ obsahuje potrubí na přepravu bioplynu, soubor bezpečnostních zařízení pro zabránění vznícení bioplynu a výbuchu, dmychadla, plynojem, regulační a kontrolní prvky, zařízení na úpravu a čištění bioplynu (MICHAL, 2005).

•

využití bioplynu – probíhá v technickém zařízení, které se nazývá kogenerační jednotka a její pomocí je bioplyn měněn v elektřinu a teplo (VEJTASA, 2007).

•

separace vyfermentovaného materiálu – je oddělení tuhých částic od vodního zbytku. Probíhá nejčastěji odstřeďováním, ale může být užito i jiných postupů, např. odvodňování gravitační (sedimentace), odvodňování na sítopásových lisech nebo na kalových polích (STRAKA A KOL., 2006).

•

skladování fugátu – tzv. „kalová koncovka“ zahrnuje armatury, dopravní čerpadla, homogenizátory, separační zařízení (PASTOREK A KOL., 2004). 25

Při řízené fermentaci musí být zajištěny vhodné fyziologické podmínky pro činnost anaerobních mikroorganismů jako (KAJAN, 2002; HOUSE, 2007): • anaerobní prostředí • vhodné složení substrátu • teplota • míchání • pH 6,5 – 7,5

2.9 Využití bioplynu Vysoký obsah methanu a tím i vysoká výhřevnost řadí bioplyn mezi ušlechtilé zdroje energie (DOHÁNYOS, 2002). Bioplyn je možné využívat všude, kde se používají i jiná plynná paliva. Předpokladem použití bioplynu je přizpůsobení spotřebiče upravenému bioplynu (PASTOREK A KOL., 2004). Část bioplynu z methanizačních reaktorů je využita k vyhřívání methanizačních nádrží a pro tepelné hospodářství bioplynové stanice. Zbývající část energie se využívá k výrobě tepla pro vytápění budov, na ohřev vody, sušení, atd. Zbytek se spaluje na hořácích zbytkového plynu.

Způsoby energetického využití bioplynu: • spalování bez využití energetického potenciálu – používá se tehdy, pokud není jiný způsob využití bioplynu nebo je jiné využití neekonomické. Jedná se pouze o bezpečnou likvidaci produkovaného bioplynu (DOHÁNYOS, 2002). • spalování v topných systémech (přímé spalování) – používá se v kotlích pro ohřev anaerobních reaktorů, vytápění budov, k ohřevu užitkové vody (DOHÁNYOS, 2002). Největším problémem při spalování bioplynu je jeho kvalita a stálost energetických parametrů, které mohou ovlivnit stálost spotřebiče (PASTOREK A KOL., 2004). • spalování ve spalovacích motorech (kogenerace) – jedná se o současnou výrobu elektrické energie a tepla. Lze používat upravené zážehové motory nebo plynové turbíny (DOHÁNYOS, 2002). Tato metoda využití bioplynu dosahuje vysoké účinnosti 26

přeměny energie z bioplynu na elektrickou a tepelnou energii. Asi 30 % energie z bioplynu se přemění na energii elektrickou a 60 % na energii tepelnou, zbytek jsou tepelné ztráty (PASTOREK

A KOL.,

2004). Při využití bioplynu v kogeneračních

jednotkách je třeba znát (VEJTASA, 2007; ŠTUDLAR, 2002): o obsah methanu – běžně 50 až 65 % o tlak bioplynu – obvyklá je hodnota tlaku bioplynu v rozmezí 1,5 až 10 kPa o stálost kvality bioplynu – stabilita složení a tlaku bioplynu o obsah škodlivých příměsí – sloučeniny síry, fluoru, chloru) • dodávka do sítě - po úpravě bioplynu jej lze za určitých podmínek dodávat do sítě nebo jím plnit tlakové lahve pro pohon motorových vozidel (DOHÁNYOS, 2002;BERGMAIR, 2006, HOUSE 2007).

27

3. CÍL PRÁCE 3.1 Cíl práce Cílem disertační práce je: •

ověřit vhodnost pěstování kukuřičného hybridu s vyšším číslem FAO v řepařské výrobní oblasti a jeho následné využití k výrobě bioplynu

•

stanovit vhodný termín sklizně kukuřice pěstované pro energetické účely

•

zhodnotit vliv navýšeného výsevku na výnos hmoty kukuřice a produkci a kvalitu bioplynu

3.2 Vědecké hypotézy Hypotéza 1 Při pěstování kukuřice k výrobě bioplynu je vhodné vybírat hybridy s vyšším číslem FAO

Hypotéza 2 Vhodný termín sklizně kukuřice k energetickým účelům je ve fázi mléčně voskové zralosti

Hypotéza 3 Zvýšení výsevku má negativní vliv na výnos

28

4. METODIKA 4.1 Polní část pokusu

4.1.1 Charakteristika pokusného stanoviště Výzkumná stanice v Červeném Újezdě byla vybudována Školním zemědělským podnikem Lány a v roce 1974 předána tehdejší Vysoké škole zemědělské jako pracoviště kateder fytotechnického směru Agronomické fakulty. V současné době stanice slouží jako experimentální pracoviště Katedry rostlinné výroby, Katedry pícninářství a trávníkářství, Katedry

agroenviromentální

chemie

a

výživy

rostlin,

Katedry

agroekologie

a

biometeorologie. Na stanici jsou řešeny granty (NAZV, GAČR), výzkumné záměry, bakalářské, diplomové a doktorské práce. Na stanici rovněž vykonávají studenti všech fytotechnických oborů FAPPZ praxi. Studenti se seznamují s principy polního pokusnictví, získávají zde praktické zkušenosti s pěstováním polních plodin, pomáhají při zakládání, ošetřování i finálních sklizních a posklizňových rozborech pokusů. Část pokusů jsou komerční pokusy pro osivářské a chemické firmy. Stanice obhospodařuje 30 ha pozemků s tím, že plocha pokusů se pohybuje okolo 6 ha. Ostatní jsou vyrovnávací plochy, s jejichž obhospodařováním pomáhá Školní zemědělský podnik Lány. Stanice pořádá pro vědeckou a odbornou veřejnost polní dny, pracovníci stanice publikují v odborném tisku. Stanice je vybavena potřebnou technikou pro zakládání, ošetřování, sklizeň a posklizňové rozbory pokusných plodin.

4.1.1.1 Geografická a půdní charakteristika Výzkumná stanice Fakulty agrobiologie potravinových a přírodních zdrojů se nachází v obci Červený Újezd - okres Praha západ. Je vzdálena cca 25 km od Prahy, rozkládá se na 50°04´ severní šířky a 14°10´ východní délky. Průměrná nadmořská výška dosahuje 405 m nad mořem. Pokusné pozemky Výzkumné stanice se nacházejí v katastru obce Červený Újezd a jsou řazeny do řepařské výrobní oblasti. Zájmové území je součástí Bělohorské plošiny. Převažujícím půdním substrátem jsou spraše a nevápnité sprašové pokryvy. Na sprašovém substrátu se tvoří převážně hnědozem, méně hnědozemě illimerizované, černozemě illimerizované a hnědozemě slabě oglejené. Hloubka ornice je 28-40 cm. Půda má mírný obsah humusu, půdní reakce je neutrální, koloidní komplex je plně nasycen. 29

4.1.1.2 Klimatické a povětrnostní podmínky Červený Újezd spadá do oblasti mírně teplé, klimatického okrsku mírně suchého. Průměrná roční teplota činí 7,7 °C, průměrný roční úhrn srážek je 549 mm (standardní klimatologický normál 1961 – 1990). Za teplý půlrok (1.4.-30.9.) je na tomto stanovišti průměrná teplota vzduchu 13,9 °C a průměrný úhrn srážek 361 mm. Nejbohatší srážky jsou v červenci, nejchudší v lednu a únoru. Průměrná teplota vzduchu za chladný půlrok (1.10.31.3.) je 1,5°C a průměrný úhrn srážek je 188 mm. První mrazivý den se dostavuje v průměru 11. října. Na jaře se vyskytují mrazíky ojediněle koncem dubna a pouze výjimečně v polovině května („zmrzlí muži“). Průměrná doba slunečního svitu (údaje ze stanice Praha – Karlov 1926 – 1950) je 1902 hodin za rok, za vegetační období pak 1396 hodin (FOGL, 1992). Klimatické údaje z pokusných let 2007 – 2009 jsou porovnávány se standardním klimatickým normálem (1.1.1961 – 31.12.1990). Při hodnocení ročníku je za počátek agrometeorologického roku zvoleno datum 1. října. Vegetačnímu období odpovídá teplý půlrok (1.4.-30.9.). Hodnocení klimatických údajů je zpracováno dle Klabzuby (1999). V porovnání s dlouhodobým průměrem byl agrometeorologický rok 2006/2007 mimořádně teplý, rok 2007/2008 a 2008/2009 teplý. Agrometeorologické roky 2006/2007, 2007/2008 a 2008/2009 byly srážkově normální. Teplý půlrok pokusného roku 2007 a 2009 byl v porovnání s dlouhodobým průměrem silně teplý a srážkově normální. Vegetační období pokusného roku 2008 lze hodnotit jako teplotně normální, srážkově suché. V tabulce 5 a 6 jsou uvedeny hodnoty pro jednotlivé pokusné roky, naměřené na pokusném stanovišti Červený Újezd.

30

Tab. 5: Průměrné měsíční teploty (°C) v letech 2006/2007 – 2008/2009 a odchylka dlouhodobého průměru (°C) pokusného stanoviště Červený Újezd Rok

2006/2007 ∆t (°C) Hodnocení mimořádně 3,1 teplý 2,9 silně teplý 4,0 silně teplý mimořádně 5,7 teplý mimořádně 4,5 teplý 2,8 teplý

Měsíc

t (°C)

X

10,8

XI XII

5,4 3,1

I

3,6

II

3,5

III

5,8

IV

10,8

V

15,1

VI

18,6

VII

18,5

VIII

18,4

IX

12,4

1,8 -0,7

Rok Teplý půlrok

10,5

2,8

silně teplý normální mimořádně teplý

15,6

1,9

silně teplý

3,4 2,5 3,0 1,1

silně teplý teplý mimořádně teplý teplý

2007/2008 t (°C) 7,8

∆ t (°C) Hodnocení 0,1 -1,0 0,5

normální normální normální

3,8

silně teplý

4,0 0,8

silně teplý normální

0,5 1,2

normální normální

2,2 0,9

silně teplý normální

12,7

1,5 -0,4

teplý normální

8,8

1,2

14,8

1,0

1,5 -0,4 1,7 3,0 3,8 7,9 13,8 17,8 18,3 18,1

t (°C) 8,8 4,0 0,6 -4,2 -0,9 3,8 12,2 13,8 15,1

2008/2009 ∆t (°C) Hodnocení 1,1 1,5 1,5

teplý teplý normální

-2,1

studený

0,2 0,8

normální normální mimořádně teplý normální

4,8 1,2

7,7 2,5 -0,9 -2,1 -1,0 3,0 7,4 12,6 15,6

15,5

2,7 2,4

normální teplý mimořádně teplý silně teplý

13,1

teplý

8,9

1,2

teplý

7,7

normální

15,8

2,0

silně teplý

13,8

31

18,8 19,3

-0,5 1,4

dlouhodobý průměr (°C)

17,4 16,6

Tab. 6: Průměrné měsíční úhrny srážek (mm)v letech 2006/2007 – 2008/2009 a procento dlouhodobého průměru (mm) pokusného stanoviště Červený Újezd Rok Měsíc X XI

2006/2007 r (mm) % N 29,6 84,6 23,4 80,7

2007/2008

Hodnocení

2008/2009 %N

Hodnocení

suchý

r (mm) 41,4

118,3

vlhký

dlouhodobý průměr (mm) 35,0

167,9

vlhký

22,7

78,3

normální

29,0

%N

Hodnocení

normální

r (mm) 16,5

47,1

normální

48,7

XII

17,1

65,8

normální

15,0

57,7

suchý

31,9

122,7

normální

26,0

I

40,0

181,8

silně vlhký

28,4

129,1

vlhký

15,8

71,8

normální

22,0

II

24,6

111,8

normální

14,5

65,9

normální

29,2

132,7

normální

22,0

III

19,1

73,5

32,0

123,1

normální

41,3

158,8

vlhký

26,0

IV

1,9

4,6

normální mimořádně suchý

149,8

vlhký

61,0

normální

V

48,8

90,4

normální

74,1

137,2

vlhký

95,7

177,2

vlhký

54,0

VI

62,3

98,9

normální

65,9

104,6

normální

64,1

101,7

normální

63,0

VII

91,5

143,0

vlhký

58,8

91,9

normální

81,8

127,8

normální

64,0

VIII

83,2

120,6

normální

67,7

98,1

normální

49,2

71,3

normální

69,0

IX

63,1

150,2

vlhký

19,3

46,0

suchý

19,4

46,2

suchý

42,0

Rok Teplý půlrok

504,6

102,4

normální

502,3

101,9

normální

517,5

105,0

normální

493,0

350,8

105,3

normální

211,7

63,6

suchý

335,2

100,7

normální

333,0

61,4

32

25,0

41,0

4.1.2 Vedení polní části pokusu Do pokusu byly zařazeny tři kukuřičné hybridy s různým číslem FAO. Výběr hybridů se uskutečnil na základě doporučení semenářských firem. Jedná se o hybrid Fixxif (FAO 250), hybrid Saxxoo (FAO 400) od firmy RAGT a hybrid Benicia (FAO 300) od firmy Pioneer. Podrobná charakteristika jednotlivých hybridů je uvedena v kapitole „Charakteristika vybraných hybridů kukuřice“. U každého hybridu byly zvoleny dva výsevky, nižší doporučený firmou a navýšený. Navýšení výsevku bylo zvoleno po konzultaci s distributorem osiva. Na základě výsevku bylo v každém pokusném roce 6 pokusných variant, každá varianta měla 4 opakování. Setí bylo provedeno čtyřřádkovou pokusnickou sečkou GASPARDO. Velikost parcel byla 10x3 m. Na jedné parcele byly vysety čtyři řádky, meziřádková vzdálenost byla 75 cm. Pro eliminaci okrajového efektu byly ke sklizni určeny 2. a 3. řádek z parcely. Hloubka setí byla 5 cm. Každý rok byl hodnocen samostatně. Vzcházivost rostlin kukuřice byla 95 %. V každém roce proběhla sklizeň ve třech termínech. Z každé parcely (při jedné sklizni) bylo odebráno 10 rostlin. Polovina byla vyhodnocena na Výzkumné stanici FAPPZ v Červeném Újezdě a druhá polovina byla určena k laboratornímu zpracování ve VÚZT v Praze Ruzyni. Agrotechnika v jednotlivých pokusných letech je uvedena v tabulce 7. Podle názvu kukuřičného hybridu a příslušného výsevku byly nazvány i jednotlivé pokusné varianty, a to jak v polní, tak v laboratorní části pokusu. Přehled pokusných variant je uveden v tabulce 8.

33

Tab. 7 : Agrotechnika pokusu v letech 2007, 2008 a 2009 Rok 2007 Předplodina

2008

2009

ozimá pšenice podmítka - 8 cm 13.8.

20.8.

15.8.

orba - střední 18 cm

Podzimní zpracování půdy

10.10.

12.10.

8.10.

vláčení Jarní příprava půdy

20.4.

5.5. 100 kg.ha

Aplikace amofosu před setím

23.4.

25.4. -1

8.5.

27.4.

pokusnická sečka GASPARDO - hloubka setí 5 cm, meziřádková vzdálenost 75 cm Setí

24.4.

9.5. DAM 390 300 l.ha

Hnojení N

21.5.

28.4. -1

31.5.

25.5.

preemergentně

Pesticidy

27.4.

14.5.

5.5.

Click 500 SC 1,5 l.ha-1 + Trophy 2,0 l.ha-1

Click Plus 3,5 l.ha-1

Click Plus 3,5 l.ha-1

28.8.

18.8.

25.8.

25.9.

25.9.

23.9.

29.10.

3.11.

27.10.

Sklizeň

4.1.2.1.

Charakteristika vybraných hybridů kukuřice

Saxxoo • FAO 400S, 390Z • typ zrna koňský zub • výška rostlin 280 cm • mohutné, silně olistěné rostliny, stay green, odolný vůči poléhání •

hybrid má vysoký výnosový potenciál a při dostatku živin a vody je schopen poskytnout vysoké výnosy nejen silážní hmoty, ale i zrna

• v Rakousku a Německu je pro své výnosy úspěšně využíván i na výrobu bioplynu

34

Fixxif • FAO 250S, 250Z • typ zrna mezityp • výška rostlin 255 cm • rostliny silně olistěné, odolné vůči poléhání, rovnoměrně dozrávající

Benicia • FAO 300S, 280Z • typ zrna tvrdý typ • rostliny silně olistěné, odolné vůči poléhání • rychlý počáteční růst, stay green, vhodný do vlhkých a studených lokalit

Tab. 8 : Přehled pokusných variant Kukuřičný Výsevek Varianta hybrid (rostlina.ha-1) Benicia 80 000 Benicia 80 110 000 Benicia 110 Benicia Fixxif 80 000 Fixxif 80 Fixxif 110 000 Fixxif 110 Saxxoo 70 000 Saxxoo 70 Saxxoo 90 000 Saxxoo 90

35

4.2 Laboratorní část pokusu 4.2.1 Charakteristika pokusného pracoviště ve VÚZT Výzkumný ústav zemědělské techniky byl zřízen 1. ledna 1951 Ministerstvem zemědělství pod názvem „Výzkumný ústav pro mechanizaci zemědělství“, později přejmenovaný na Výzkumný ústav pro mechanizaci a elektrifikaci zemědělství se sídlem v Praze – Vokovicích. Hlavní činností nového VÚMEZ bylo zkoušení a testování zemědělských strojů, konstrukce jednoduchých typů strojů, výzkum účelného využití zemědělské techniky a nezbytná přímá poradenská činnost pro zemědělské podniky. V roce 1953 byl Ústav vyčleněn z Ministerstva zemědělství a převeden do nově vzniklé Československé akademie zemědělských věd se sídlem v Praze – Bohnicích. V roce 1956 byl VÚMEZ přesunut do objektu bývalého kláštera v Řepích u Prahy. V roce 1958 byl název ústavu změněn na Výzkumný ústav zemědělské techniky, který je požíván dodnes. Od roku 1958 převažovala v ústavu vědeckovýzkumná činnost s rostoucím podílem základního výzkumu. V roce 1972 vniklo při VÚZT Mezinárodní koordinační centrum pro výzkum zemědělských technologií. Hlavní činnosti byly rozšířeny o automatizaci a elektronizaci zemědělských technologických procesů. Od roku 1990 se VÚZT začal podrobněji věnovat problematice obnovitelných zdrojů surovin a vlivu techniky a technologií na životní prostředí. V roce 1998 byl VÚZT opět přestěhován a to do Prahy – Ruzyně. Od roku 1999 je základem činnosti VÚZT rozvoj vědního oboru zemědělské technologie a technika a zabezpečení komplexního odborného servisu pro Ministerstvo zemědělství a jiné orgány státní správy. Hlavní činnost zahrnuje základní a aplikovaný výzkum a vývoj v oborech zemědělská technika a technologie, energetika a výstavba a v dalších souvisejících oborech. Výzkumnou činnost završují ověřování a přenos výsledků výzkumu a vývoje do praxe vč. nových technologií, poradenská činnost, pedagogické aktivity a publikační činnost. Na hlavní výzkumnou činnost navazují další a jiné činnosti: kromě poradenství v oblasti zemědělské výroby a energetiky ústav provádí testování, měření, analýzy a kontroly, autorizované měření emisí, pořádá odborné kurzy, školení a jiné vzdělávací akce. Součástí činnosti je i nakladatelská a vydavatelská činnost a soudně-znalecká činnost v oborech stavebnictví, strojírenství a zemědělství - agrotechnické a zootechnické požadavky na zemědělská zařízení.

36

4.2.2 Vedení laboratorní části pokusu Z rostlin kukuřice, které byly odebrány z pokusných parcel na Výzkumné stanici FAPPZ v Červeném Újezdě byla v laboratoři ve VÚZT vytvořena řezanka o velikosti cca 2,5 – 3,0 cm. Z bioplynové stanice v Kněžicích byl při každém založení laboratorního pokusu dovezen fermentát a vepřová kejda. U těchto materiálů byla stanovena sušina a pH, naměřené hodnoty těchto parametrů uvádí tabulka 9. Z kukuřičné biomasy, vepřové kejdy a fermentátu byla vytvořena směs. Jednotlivé složky byly v této směsi zastoupeny v následujícím poměru: kukuřice 60% : kejda 20 % : fermentát 20 %. Tento poměr byl stanoven na základě několika podobných pokusů s kukuřicí a byl vyhodnocen jako nejvhodnější. K fermentaci byl připraven 1kg směsi, celková sušina výchozí směsi byla cca 8 %. Hodnoty sušiny a pH jednotlivých pokusných variant uvádí tabulka 10.

Tab. 9: Obsah sušiny a pH čerstvé hmoty kukuřice, kejdy a fermentátu (%)

Materiál KukuřiceBenicia 80 KukuřiceBenicia 110 KukuřiceFixxif 80 KukuřiceFixxif 110 KukuřiceSaxxoo 70 KukuřiceSaxxoo 90 kejda fermentát

29.8. Sušina (%) pH

2007 26.9. Sušina (%) pH

30.10 Sušina (%) pH


2008 26.9. Sušina (%) pH



2009 24.9. Sušina (%) pH


19,6

4,5

29,0

5,5

40,9

5,8

21,9

4,8

29,5

5,2

46,0

5,6

21,0

4,8

29,2

5,0

45,6

5,8

17,9

4,7

26,9

5,4

39,3

5,6

18,2

5,0

27,7

5,4

45,6

5,5

19,1

5,0

27,2

5,4

44,1

5,7

21,6

4,3

32,0

5,5

45,0

5,4

21,9

5,0

32,4

5,0

49,8

5,7

23,0

4,8

33,0

5,2

48,0

5,4

20,7

4,0

30,0

5,3

43,2

5,5

20,5

4,9

31,1

5,0

48,2

5,6

22,3

4,5

30,7

5,0

45,9

5,5

16,3

4,0

25,3

5,2

38,2

5,6

16,3

5,1

27,3

5,2

38,5

5,4

18,7

4,6

25,6

4,9

38,6

5,7

14,9 6,0 6,8

4,0 7,9 8,2

24,1 5,7 6,4

5,4 8,2 8,8

36,1 5,5 6,8

5,5 8,2 8,4

15,3 4,4 6,9

4,8 7,5 8,3

26,0 5,3 5,7

5,0 7,5 7,8

37,4 5,4 6,4

5,5 7,3 7,9

17,0 4,7 6,8

4,5 8,2 8,6

24,6 5,8 6,6

5,0 8,0 8,4

37,9 5,1 7,0

5,6 7,6 8,8

Tab. 10: Hodnoty sušiny a pH připravené směsi (%)

Směs Benicia 80 Benicia 110 Fixxif 80 Fixxif 110 Saxxoo 70 Saxxoo 90

29.8. Sušina (%) pH 8,2 7,0 8,0 7,4 8,0 7,2 8,0 7,6 8,0 7,5 8,2 7,5

2007 26.9. Sušina (%) pH 8,0 8,0 8,0 7,5 7,9 7,8 8,0 7,2 8,0 7,4 7,9 6,5

30.10 Sušina (%) pH 8,0 7,6 8,0 7,5 8,0 7,8 8,0 7,2 8,0 7,6 7,9 6,5

19.8. Sušina (%) pH 8,0 7,8 8,0 7,8 8,0 7,5 8,0 7,9 8,0 7,9 8,0 8,0

2008 26.9. Sušina (%) pH 8,0 7,4 8,0 7,3 8,0 7,3 8,0 7,4 7,9 7,6 8,0 7,5

37

4.11. Sušina (%) pH 8,0 7,6 8,0 7,7 8,0 7,7 8,0 7,7 8,0 7,7 8,0 7,6

26.8. Sušina (%) pH 8,0 7,2 8,0 7,3 8,0 7,5 8,0 7,9 8,0 7,3 8,0 7,6

2009 24.9. Sušina (%) pH 8,0 7,3 8,0 7,4 8,0 7,2 8,0 7,6 8,0 7,6 8,0 7,5

28.10. Sušina (%) pH 8,0 7,3 8,0 7,3 8,0 7,1 8,0 7,2 8,0 7,4 8,0 7,8

Vytvořená směs byla vložena do jednovsádkových fermentorů a hermeticky uzavřena. Fermentory byly následně vloženy do vodní lázně, jejíž teplota byla 38°C. Fermentace probíhala po dobu 29 dní. Po celou dobu fermentace byla denně odečítána produkce bioplynu a měřena kvalita bioplynu. Kvalita bioplynu je dána obsahem methanu a oxidu uhličitého, tyto dva plyny byly zjišťovány pomocí analyzátoru plynů značky ASECO.

4.3 Sledované ukazatele pokusu v letech 2007 – 2009 4.3.1 Sklizňová sledování Z polní části pokusu byly hodnoceny následující ukazatele: • Hmotnost celé rostliny kukuřice (g) a hmotnost palice z jedné rostliny (g) Z každé varianty a opakování bylo sklizeno pět po sobě následujících rostlin a ty byly jednotlivě zváženy na laboratorních vahách v g s přesností na 1 desetinné místo. Z každé rostliny byla zvážena palice. Sušina kukuřičné biomasy byla stanovena v laboratorní sušárně. Nejprve byla hmota předsušena při 60 °C, poté dosušena při teplotě 105 °C do konstantní hmotnosti. • Výnos čerstvé hmoty kukuřice (t.ha-1 ) Výnos čerstvé hmoty kukuřice byl stanoven na základě hmotnosti celé rostliny kukuřice a přepočten na 1 ha. Vzcházivost rostlin kukuřice na jednotlivých parcelách byla 95 %. • Výnos suché hmoty kukuřice (t.ha-1) Výnos suché hmoty kukuřice byl stanoven na základě výnosu čerstvé hmoty kukuřice a procenta sklizňové sušiny sklízených rostlin kukuřice.

4.3.2 Laboratorní sledování • Produkce bioplynu z 1ha (m3) Produkce bioplynu z 1 ha byla stanovena na základě výnosu čerstvé hmoty z 1 ha a produkce bioplynu z 1 kg za 29 dní • Obsah methanu v bioplynu (%) Obsah methanu v bioplynu byl měřen analyzátorem plynu značky ASECO 38

5. VÝSLEDKY

V této kapitole jsou vyhodnoceny výsledky tříletého pokusu s kukuřicí, který probíhal v letech 2007 – 2009. Polní část byla realizována na pozemcích Výzkumné stanice v Červeném Újezdě a část laboratorní byla vedena v laboratoři VÚZT v Praze Ruzyni. Statistické vyhodnocení bylo provedeno v programu STATISTICA Cz 9.1. Byla zvolena analýza rozptylu (ANOVA) jednoduchého třídění metodou nejmenších čtverců (MNČ) doplněna o podrobnější vyhodnocení metodou dle Tukeyho HSD testu homogenních skupin. 5.1 Hmotnostní ukazatelé Přehled průměrné hmotnosti celé rostliny (g) a průměrné hmotnosti palice z 1 rostliny (g) v pokusných letech 2007, 2008, 2009, ve třech termínech sklizně, u vybraných hybridů kukuřice a dvou výsevcích uvádí tabulka 11. Tab. 11: Průměrná hmotnost celé rostliny a průměrná hmotnost palice z 1 rostliny (g)

Rok

Termín sklizně

Hybrid

Hmotnost celé rostliny (g)

Hmotnost palice z 1 rostliny (g)

2007

675,1

233,1

2008

783,0

268,6

2009

778,9

239,4

1

878,6

237,5

2

717,3

259,0

3

641,1

244,6

Benicia

743,3

255,3

Fixxif

673,0

232,7

Saxxoo

820,6

253,1

Navýšený

710,7

233,5

Standardní

780,6

260,5

Výsevek

39

Nejvyšší průměrná hmotnost celé rostliny byla zjištěna v roce 2008 – 783,0 g. Nejnižší hmotnost celé rostliny byla zjištěna v roce 2007 – 675,1 g. Rozdíl ve hmotnostech celé rostliny mezi pokusným rokem 2007 a 2008 je 107,9 g. Tento rozdíl je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 1.

Graf 1 : Průměrná hmotnost celé rostliny v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (g) Rok; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=8,9664, p=,00018 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 860 840 820 Hmotnost celé rostliny (g)

800 780 760 740 720 700 680 660 640 620 600 2007

2008 Rok

Č. buňky

1 3 2

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost celé rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 30030, sv = 213,00 Rok Hmotnost celé 1 2 rostliny (g) Průměr 2007 675,0667 **** 2009 778,8522 **** 2008 783,0003 ****

40

2009

Průměrná hmotnost palice z 1 rostliny vykazuje statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 mezi pokusným rokem 2008 a 2007 a mezi rokem 2008 a 2009, graf 2.

Graf 2 : Průměrná hmotnost palice z 1 rostliny v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (g) Rok; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=12,620, p=,00001 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 290

Hmotnost palic z jedné rostliny (g)

280 270 260 250 240 230 220 210 2007

2008 Rok

Č. buňky

1 3 2

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost palic z jedné rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 2039,2, sv = 213,00 Rok Hmotnost palic 1 2 z jedné rostliny (g) Průměr 2007 233,1461 **** 2009 239,3524 **** 2008 268,5511 ****

41

2009

Průměrná hmotnost celé rostliny byla v první sklizni 878,6 g, v druhé sklizni 717,3 g a ve třetí sklizni 641,1 g. Rozdíl v průměrné hmotnosti celé rostliny (g) je mezi jednotlivými termíny sklizně statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 3.

Graf 3 : Průměrná hmotnost celé rostliny ve vybraných termínech sklizně (g) Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=46,820, p=0,0000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 950


900 850 800 750 700 650 600 550 1

2 Termín sklizně

Č. buňky

3 2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost celé rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 22616, sv = 213,00 Termín sklizně Hmotnost celé 1 2 3 rostliny (g) Průměr 3 641,0742 **** 2 717,2623 **** 1 878,5826 ****

42

3

Ze statistického vyhodnocení vyplývá, že statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné hmotnosti palice z 1 rostliny (g) je mezi prvním a druhým termínem sklizně, graf 4.

Graf 4 :Průměrná hmotnost palice z 1 rostliny ve vybraných termínech sklizně (g)

Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=3,9169, p=,02135 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 275


270 265 260 255 250 245 240 235 230 225 220 1

2 Termín sklizně

Č. buňky

1 3 2

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost palic z jedné rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 2200,0, sv = 213,00 Termín sklizně Hmotnost palic 1 2 z jedné rostliny (g) Průměr 1 237,5156 **** 3 244,5573 **** **** 2 258,9767 ****

43

3

Nejvyšší průměrná hmotnost celé rostliny byla u hybridu Saxxoo – 820,6 g, nejnižší u hybridu Fixxif – 673,0 g. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je mezi všemi hybridy, graf 5.

Graf 5 : Průměrná hmotnost celé rostliny vybraných hybridů kukuřice (g)

Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=13,612, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 900


850

800

750

700

650

600 Benicia

Fixxif Hybrid

Č. buňky

2 1 3

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost celé rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 28868, sv = 213,00 Hybrid Hmotnost celé 1 2 3 rostliny (g) Průměr Fixxif 672,9511 **** Benicia 743,3192 **** Saxxoo 820,6489 ****

44

Saxxoo

Průměrná hmotnost palice z 1 rostliny byla u hybridu Benicia – 255,3 g, u hybridu Saxxoo – 253,1 g, u hybridu Fixxif – 232,7 g. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je mezi hybridem Benicia a Fixxif, graf 6.

Graf 6 : Průměrná hmotnost palice z 1 rostliny vybraných hybridů kukuřice (g)

Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=5,1490, p=,00655 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 275


270 265 260 255 250 245 240 235 230 225 220 215 Benicia

Fixxif Hybrid

Č. buňky

2 3 1

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost palic z jedné rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 2175,7, sv = 213,00 Hybrid Hmotnost palic 1 2 z jedné rostliny (g) Průměr Fixxif 232,6663 **** Saxxoo 253,1217 **** Benicia 255,2617 ****

45

Saxxoo

Vliv výsevku na průměrnou hmotnost celé rostliny je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 7.

Graf 7 : Průměrná hmotnost celé rostliny při vybraných výsevcích (g) Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(1, 214)=8,4799, p=,00397 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 840 820


800 780 760 740 720 700 680 660 Navýšený

Standardní

Výsevek (počet rostlin/ha)

Č. buňky

1 2

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost celé rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 31171, sv = 214,00 Výsevek (počet Hmotnost celé 1 2 rostlin/ha) rostliny (g) Průměr Navýšený 710,6579 **** Standardní 780,6215 ****

46

Vliv výsevku na hmotnost palice z 1 rostliny je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 8.

Graf 8 : Průměrná hmotnost palice z 1 rostliny při vybraných výsevcích (g) Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(1, 214)=18,939, p=,00002 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 275


270 265 260 255 250 245 240 235 230 225 220 Navýšený

Standardní


Č. buňky

1 2

Tukeyův HSD test; proměnná Hmotnost palic z jedné rostliny (g) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 2085,7, sv = 214,00 Výsevek (počet Hmotnost palic 1 2 rostlin/ha) z jedné rostliny (g) Průměr Navýšený 233,4936 **** Standardní 260,5394 ****

47

5.2 Produkční ukazatelé 5.2.1 Vliv ročníku 5.2.1.1 Produkční ukazatelé v závislosti na ročníku u vybraných hybridů kukuřice

V tabulce 12 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů v pokusných letech 2007, 2008, 2009, u jednotlivých hybridů kukuřice a jejich průměr za jednotlivé pokusné roky.

Tab. 12: Produkční ukazatele u vybraných hybridů v závislosti na ročníku

Hybrid

Benicia

Fixxif

Saxxoo

Průměr

Rok 2007 2008 2009 2007 2008 2009 2007 2008 2009 2007 2008 2009

Výnos čerstvé hmoty (t.ha-1) 63,6 71,5 68,3 55,3 62,7 63,2 60,5 59,5 65,4 59,8 64,6 65,6

Výnos sušiny (t.ha-1) 17,1 21,1 19,7 16,7 20,1 19,7 14,7 15,0 16,6 16,1 18,7 18,7

48

Sušina kukuřičné hmoty (%) 28,9 31,5 31,0 32,1 34,2 33,8 25,8 26,8 27,1 28,9 30,8 30,6

Produkce bioplynu (m3.ha-1) 4315,8 4809,1 4061,8 2914,6 4029,1 3719 3745,8 3107,3 3518,7 3658,7 3981,8 3766,5

Obsah methanu (%) 56,3 58,0 56,9 52,2 62,5 56,7 48,8 50,5 57,6 52,4 56,7 57,0

Nejvyšší průměrný výnos čerstvé hmoty byl dosažen u hybridu Benicia v roce 2008, nejnižší průměrný výnos čerstvé hmoty byl zjištěn u hybridu Fixxif v roce 2007. Rozdíl v průměrném výnosu čerstvé hmoty mezi hybridem Benicia a hybridem Fixxif ve zmíněných letech činí 16,2 tuny. Tento rozdíl je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05. Rozdíly v průměrných výnosech čerstvé hmoty mezi ostatními hybridy v jednotlivých pokusných letech jsou statisticky neprůkazné na hladině významnosti α = 0,05, graf 9.

Graf 9 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v pokusných letech 2007, 2008, a 2009 (t.ha-1) Rok*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=,61066, p=,65540 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 85

Výnos čerstvé hmoty (t*ha-1)

80 75 70 65 60 55 50 45 2007

2008 Rok

49

2009

Hybrid Benicia Hybrid Fixxif Hybrid Saxxoo

-1

Č. buňky

2 6 3 5 8 1 9 7 4

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé hmoty (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 317,79, sv = 207,00 Rok Hybrid Výnos čerstvé 1 2 -1 hmoty (t*ha ) Průměr 2007 Fixxif 55,33839 **** 2008 Saxxoo 59,53039 **** **** 2007 Saxxoo 60,48421 **** **** 2008 Fixxif 62,67196 **** **** 2009 Fixxif 63,23746 **** **** 2007 Benicia 63,61758 **** **** 2009 Saxxoo 65,42120 **** **** 2009 Benicia 68,29518 **** **** 2008 Benicia 71,48901 ****

Po vyhodnocení průměrného výnosu sušiny z 1 ha u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v roce 2007, bylo zjištěno, že mezi jednotlivými hybridy není v průměrném výnosu sušiny z 1 ha na hladině významnosti α = 0,05 statisticky průkazný rozdíl. V roce 2008 je v průměrném výnosu sušiny z 1 ha statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 mezi hybridem Saxxoo a hybridem Benicia a hybridem Fixxif. V roce 2009 byl statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnosu sušiny z 1 ha zjištěn mezi hybridem Saxxoo a hybridem Benicia a hybridem Fixxif. Při porovnání jednotlivých pokusných let byl nejnižší výnos sušiny z 1 ha zjištěn u hybridu Saxxoo v roce 2007 – 14,7 t. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnose sušiny z 1 ha byl zjištěn mezi průměrným výnosem sušiny z 1 ha dosaženého u hybridu Saxxoo v roce 2007 a průměrným výnosem sušiny z 1 ha dosaženém u hybridu Benicia a Fixxif v roce 2008 a průměrným výnosem sušiny z 1 ha dosaženém u hybridu Benicia a Fixxif v roce 2009. Nejvyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl dosažen u hybridu Benicia v roce 2008 – 21,1 t. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnosu sušiny z 1 ha je mezi průměrným výnosem sušiny z 1 ha dosaženém u hybridu Benicia v roce 2008 a u hybridu Benicia a Fixxif v roce 2007 a mezi hybridem Saxxoo ve všech pokusných letech. Graficky znázorněno v grafu 10.

50

Graf 10 : Průměrný výnos sušiny u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (t.ha-1) Rok*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=1,4748, p=,21104 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 24 23 22

Výnos sušiny (t*ha -1)

21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 2007

2008 Rok

Č. buňky

3 6 9 2 1 7 8 5 4

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny -1 (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 17,971, sv = 207,00 Rok Hybrid Výnos sušiny 1 2 3 -1 (t*ha ) Průměr 2007 Saxxoo 14,65143 **** 2008 Saxxoo 14,99550 **** 2009 Saxxoo 16,63752 **** **** 2007 Fixxif 16,68352 **** **** 2007 Benicia 17,08344 **** **** 2009 Benicia 19,69793 **** **** 2009 Fixxif 19,73613 **** **** 2008 Fixxif 20,12419 **** **** 2008 Benicia 21,11252 ****

51

2009


Ve všech třech pokusných letech byla nejvyšší průměrná produkce bioplynu mezi porovnávanými hybridy dosažena u hybridu Benicia. Nejvyšší hodnota u tohoto hybridu byla dosažena v roce 2008. Z porovnávaných hybridů nejnižší průměrná produkce bioplynu byla zjištěna v roce 2007 u hybridu Fixxif. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 byl pak zjištěn právě mezi těmito dvěma variantami. Mezi ostatními hybridy a pokusnými roky je rozdíl v průměrné produkci bioplynu z 1 ha statisticky neprůkazný, graf 11. Graf 11 : Průměrná produkce bioplynu u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (m3.ha-1) Rok*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=1,3414, p=,25575 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 6500 6000

P rodukce bioplynu (m 3*ha -1)

5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 2007

2008 Rok

52

2009


Č. buňky

2 6 9 8 3 5 7 1 4

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce 3 -1 bioplynu (m *ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 4463E3, sv = 207,00 Rok Hybrid 1 2 Produkce 3 bioplynu (m *ha 1 ) Průměr 2007 Fixxif 2914,552 **** 2008 Saxxoo 3107,253 **** **** 2009 Saxxoo 3518,691 **** **** 2009 Fixxif 3719,019 **** **** 2007 Saxxoo 3745,773 **** **** 2008 Fixxif 4029,105 **** **** 2009 Benicia 4061,760 **** **** 2007 Benicia 4315,797 **** **** 2008 Benicia 4809,133 ****

Ze všech porovnávaných roků byl nejvyšší průměrný obsah CH4 v bioplynu zjištěn v roce 2008 a to v bioplynu vyprodukovaném fermentací biomasy hybridu Saxxoo naopak nejmenší průměrný obsah CH4 v bioplynu byl zaznamenán po fermentaci biomasy hybridu Saxxoo v roce 2007. V roce 2007 byla nejvyšší průměrná hodnota CH4 v bioplynu zjištěna po fermentaci biomasy hybridu Benicia, v roce 2008 to bylo u hybridu Fixxif a v roce 2009 u hybridu Saxxoo. Rozdíly mezi jednotlivými variantami a jednotlivým roky jsou v průměrném obsahu CH4 na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazné.

53

Graf 12 : Průměrný obsah methanu v bioplynu u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (%) Rok*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=1,2940, p=,27352 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti

Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%)

75

70 65 60

55 50 45 40 2007

2008 Rok

Č. buňky

3 6 2 1 8 7 9 4 5

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) (Tabulka1) Homogenní skupiny, alfa = ,05000 Chyba: meziskup. PČ = 228,83, sv = 207,00 Rok Hybrid Průměrný 1 obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 2007 Saxxoo 48,81379 **** 2008 Saxxoo 50,46593 **** 2007 Fixxif 52,19080 **** 2007 Benicia 56,32586 **** 2009 Fixxif 56,56667 **** 2009 Benicia 56,91667 **** 2009 Saxxoo 57,60000 **** 2008 Benicia 58,02843 **** 2008 Fixxif 61,47602 ****

54

2009


5.2.1.2 Produkční ukazatele v závislosti na ročníku u zvolených termínů sklizně

V tabulce 13 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů v pokusných letech 2007, 2008, 2009, ve třech termínech sklizně, a jejich průměr za jednotlivé pokusné roky.

Tab. 13: Produkční ukazatele u vybraných termínů sklizně v závislosti na ročníku

Rok

2007

2008

2009

Termín sklizně 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Výnos čerstvé hmoty

Výnos sušiny

(t.ha-1)

(t.ha-1)

72,0

13,2

63,8

17,6

43,6

17,5

76,8

14,7

66,7

19,3

50,2

22,3

86,4

17,4

60,4

17,0

50,2

21,6

55

Sušina kukuřičné hmoty (%) 18,5 27,9 40,4 19,2 30,0 44,2 19,5 28,4 43,4

Produkce bioplynu

Obsah methanu

(m3.ha-1)

(%)

1510,3

30,9

4531,9

59,8

4933,9

66,6

1321,3

35,8

5997,5

69,0

4626,7

65,1

1400,9

43,7

4779,9

61,0

5118,7

66,5

V jednotlivých pokusných letech bylo nejvyššího průměrného výnosu čerstvé hmoty z 1 ha dosaženo při první sklizni, nejnižšího při sklizni třetí. Rozdíly mezi první a třetí sklizní jsou v jednotlivých pokusných letech statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05. Rozdíl v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha mezi první a druhou sklizní se statisticky liší pouze v roce 2009. V letech 2007 a 2008 je tento rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazný. Nejnižší průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha byl při třetí sklizni v roce 2007, nejvyšší v roce 2009 při první sklizni. Průkazný vliv ročníku je při první sklizni v roce 2009, vyjma první sklizně roku 2008.

Graf 13 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice ve třech termínech sklizně v pokusných letech 2007, 2008, a 2009 (t.ha-1)

Rok*Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=3,6582, p=,00666 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 100

Výnos čerstvé hmoty (t*ha -1)

90 80 70 60

50 40 30 2007

2008

2009

Rok

56

Termín sklizně 1 Termín sklizně 2 Termín sklizně 3

-1

Č. buňky

3 6 9 8 2 5 1 4 7

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé hmoty (t*ha Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 159,77, sv = 207,00 Rok Termín sklizně Výnos čerstvé 1 2 3 hmoty (t*ha-1) Průměr 2007 3 43,61088 **** 2008 3 50,15738 **** **** 2009 3 50,19058 **** **** 2009 2 60,37728 **** **** 2007 2 63,78638 **** 2008 2 66,68470 **** 2007 1 72,04292 2008 1 76,84928 2009 1 86,38598

)

4

5

6

**** **** **** **** **** **** **** ****

Nejnižší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl v roce 2007 – 13,2 t při prvním termínu sklizně. Rozdíl mezi 1. termínem sklizně a 2. a 3. v roce 2007 je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05. Nejvyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl v roce 2008 – 22,3 t při třetí sklizni. V roce 2008 je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 mezi třetí a druhou sklizní. Průměrné výnosy sušiny z 1 ha jsou v rámci jednoho termínu sklizně mezi pokusnými roky 2007, 2008 a 2009 statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05 mezi první sklizní 2007 a první sklizní 2009, mezi třetí sklizní 2007 a třetí sklizní v roce 2008 i 2009, viz. graf 14.

57

Graf 14 : Průměrný výnos sušiny kukuřice ve třech termínech sklizně v pokusných letech 2007, 2008, a 2009 (t.ha-1) Rok*Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=4,5168, p=,00161 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 26 24


22 20 18 16 14 12 10 2007

2008

2009

Rok

-1

Č. buňky

1 4 8 7 3 2 5 9 6

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 15,246, sv = 207,00 Rok Termín sklizně Výnos sušiny 1 2 3 4 (t*ha-1) Průměr 2007 1 13,24703 **** 2008 1 14,69004 **** **** 2009 2 17,03875 **** **** 2009 1 17,38636 **** **** 2007 3 17,52667 **** **** 2007 2 17,64469 **** **** 2008 2 19,28421 **** **** 2009 3 21,64647 **** 2008 3 22,25796 ****

58


Průměrná produkce bioplynu z 1 ha z první sklizně v roce 2008 nejnižší - 1321,3 m3. V rámci první sklizně mezi jednotlivými roky byl rozdíl v průměrné produkci bioplynu na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazný, stejně jako při třetí sklizni. U druhé sklizně se statisticky lišila na hladině významnosti α = 0,05 průměrná produkce bioplynu z 1 ha mezi rokem 2007 a 2009. Průměrná produkce bioplynu z 1 ha byla nejvyšší právě při druhé sklizni v roce 2008 – 5977,5 m3. Statisticky průkazný rozdíl je mezi druhou sklizní v roce 2008 a prvními sklizněmi v roce 2007, 2008, 2009 a mezi třetí sklizní v roce 2008.

Graf 15 : Průměrná produkce bioplynu ve třech termínech sklizně v pokusných letech 2007, 2008, a 2009 (m3.ha-1) Rok*Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=4,4475, p=,00181 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 8000

Produkce bioplynu (m3*ha-1)

7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2007

2008

2009

Rok

59


3

Č. buňky

4 7 1 2 6 8 3 9 5

-1

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce bioplynu (m *ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 1632E3, sv = 207,00 Rok Termín sklizně Produkce 1 2 3 bioplynu (m3*ha-1) Průměr 2008 1 1321,282 **** 2009 1 1400,910 **** 2007 1 1510,347 **** 2007 2 4531,917 **** 2008 3 4626,730 **** 2009 2 4779,879 **** 2007 3 4933,859 **** **** 2009 3 5118,681 **** **** 2008 2 5997,479 ****

Při hodnocení vlivu ročníku na průměrný obsah methanu v bioplynu bylo zjištěno, že statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je ve všech třech pokusných letech mezi první a druhou a mezi první a třetí sklizní, v roce 2007 ještě mezi druhou a třetí sklizní. Nejnižší průměrný obsah methanu v bioplynu byl zaznamenán v roce 2007 při první sklizni – 31,0 %. Tato hodnota je statisticky průkazná na hladině významnosti α = 0,05 vůči všem ostatním, vyjma průměrného obsahu methanu v bioplynu z první sklizně v roce 2008 – 35,8 %. Při hodnocení ročníků mezi sebou byla statistická průkaznost na hladině významnosti α = 0,05 zaznamenána mezi druhým termínem sklizně v roce 2007 a druhou sklizní v roce 2008 a mezi druhou sklizní 2008 a druhou sklizní 2009, viz. graf 16.

60

Graf 16 : Průměrný obsah methanu v bioplynu ve třech termínech sklizně v pokusných letech 2007, 2008, 2009 (%)

Rok*Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=12,239, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 80


75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 2007

2008

2009

Rok

Č. buňky

1 4 7 2 8 6 9 3 5

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 46,736, sv = 207,00 Rok Termín sklizně Průměrný 1 2 3 4 5 obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 2007 1 30,89483 **** 2008 1 35,80056 **** 2009 1 43,65000 **** 2007 2 59,83391 **** 2009 2 60,98333 **** **** 2008 3 65,14389 **** **** **** 2009 3 66,45000 **** **** 2007 3 66,60172 **** **** 2008 2 69,02593 ****

61


5.2.1.3 Produkční ukazatele v závislosti na ročníku u vybraných výsevků

V tabulce 14 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů v pokusných letech 2007, 2008, 2009, ve dvou výsevcích a jejich průměr za jednotlivé pokusné roky.

Tab. 14: Produkční ukazatele u vybraných výsevků v závislosti na ročníku

Rok 2007 2008 2009

Výsevek Navýšený Standardní Navýšený Standardní Navýšený Standardní


Výnos sušiny

(t.ha-1)

(t.ha-1)

65,2

17,2

54,5

15,1

73,4

20,9

55,8

16,6

73,4

20,5

57,9

16,8

62

Sušina kukuřičné Produkce hmoty bioplynu (%) 28,1 29,8 30,0 31,7 29,8 31,4

Obsah methanu

(m3.ha-1)

(%)

4139,7

51,9

3177,7

53,0

4674,6

57,0

3289,1

56,3

4267,7

57,2

3265,3

56,8

Průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha byl v pokusných letech 2007, 2008, 2009 při standardním výsevku nižší než u výsevku navýšeného. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je mezi výsevky v roce 2008 a 2009. Vliv ročníku na výsevek je statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz. graf 17.

Graf 17 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice při různých výsevcích v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (t.ha-1)

Rok*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=,82104, p=,44138 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 85


80 75 70 65 60 55 50 45 2007

2008

2009

Rok

Č. buňky

2 4 6 1 3 5

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé hmoty -1 (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 270,77, sv = 210,00 Rok Výsevek (počet Výnos čerstvé 1 2 rostlin/ha) hmoty (t*ha-1) Průměr 2007 Standardní 54,45597 **** 2008 Standardní 55,76847 **** 2009 Standardní 57,94345 **** 2007 Navýšený 65,17082 **** **** 2008 Navýšený 73,35910 **** 2009 Navýšený 73,35911 ****

63

Výsevek navýšený Výsevek standardní

Průměrný výnos sušiny z 1 ha při navýšeném výsevku je oproti standardnímu výsevku statisticky odlišný v roce 2008 a v roce 2009. Rozdíl mezi výsevky je statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05 v roce 2007. Statisticky průkazný vliv ročníku na navýšený výsevek se projevil v roce 2007, viz graf 18.

Graf 18 : Průměrný výnos sušiny kukuřice při různých výsevcích v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (t.ha-1)

Rok*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=1,2274, p=,29516 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 24 23 22


21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 2007

2008

2009

Rok -1

Č. buňky

2 4 6 1 5 3

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 18,179, sv = 210,00 Rok Výsevek (počet Výnos sušiny 1 2 rostlin/ha) (t*ha-1) Průměr 2007 Standardní 15,08050 **** 2008 Standardní 16,60802 **** 2009 Standardní 16,84890 **** 2007 Navýšený 17,19843 **** 2009 Navýšený 20,53215 **** 2008 Navýšený 20,88011 ****

64


U standardního ani u navýšeného výsevku se neprojevil statisticky průkazný (α = 0,05) vliv ročníku na produkci bioplynu z 1 ha. Statistická průkaznost na hladině významnosti α = 0,05, byla zaznamenána mezi navýšeným výsevkem v roce 2008 a standardními výsevky v roce 2007 a 2009, viz graf 19.

Graf 19 : Průměrná produkce bioplynu z 1 ha při různých výsevcích v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (m3.ha-1) Rok*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=,22518, p=,79856 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 6000


5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 2007

2008

2009

Rok

Č. buňky

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce bioplynu 3 -1 (m *ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 4366E3, sv = 210,00 Rok Výsevek (počet Produkce 1 2 3 rostlin/ha) bioplynu (m .ha 1)

2 6 4 1 5 3

2007 2009 2008 2007 2009 2008

Standardní Standardní Standardní Navýšený Navýšený Navýšený

Průměr 3177,723 3265,287 3289,101 4139,692 4267,693 4674,559

65

**** **** **** **** **** **** **** **** ****


Vliv ročníku i výsevku je na průměrný obsah methanu v bioplynu statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz. graf 20.

Graf 20 : Průměrný obsah methanu v bioplynu ve třech termínech sklizně a dvou výsevcích (%) Rok*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=,06408, p=,93795 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 64


62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 2007

2008

2009

Rok

Č. buňky

1 2 4 6 3 5

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 235,96, sv = 210,00 Rok Výsevek (počet Průměrný 1 rostlin/ha) obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 2007 Navýšený 51,90805 **** 2007 Standardní 52,97893 **** 2008 Standardní 56,34037 **** 2009 Standardní 56,84444 **** 2008 Navýšený 56,97321 **** 2009 Navýšený 57,21111 ****

66


Nejvyšší průměrný výnos čerstvé hmoty byl zjištěn v roce 2009 - 65,7 t.ha-1. Oproti roku 2007 je to v průměru o 5,8 t.ha-1 více. Z analýzy rozptylu vyplývá, že rozdíl v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha mezi jednotlivými pokusnými roky není statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz graf 21. Graf 21: Průměrný výnos čerstvé hmoty v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (t.ha-1)

Rok; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=2,1492, p=,11910 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 72


70 68 66 64 62 60 58 56 54 2007

2008 Rok

Č. buňky

1 2 3

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé -1 hmoty (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 322,89, sv = 213,00 Rok Výnos čerstvé 1 -1 hmoty (t.ha ) Průměr 2007 59,81339 **** 2008 64,56379 **** 2009 65,65128 ****

67

2009

Při porovnání průměrného výnosu sušiny z 1ha v jednotlivých pokusných letech byla nejvyšší hodnota zjištěna v roce 2008, nejnižší v roce 2007. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 ve výnosu sušiny z 1 ha je mezi rokem 2007 a 2008 a mezi rokem 2007 a 2009, viz graf 22. Graf 22 : Průměrný výnos sušiny v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (t.ha-1) Rok; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=7,6004, p=,00065 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 20,5 20,0 19,5


19,0 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 14,5 2007

2008 Rok

Č. buňky

1 3 2

Tukeyův HSD test; proměnná -1 Výnos sušiny (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 20,991, sv = 213,00 Rok Výnos sušiny 1 2 -1 (t.ha ) Průměr 2007 16,13946 **** 2009 18,69053 **** 2008 18,74407 ****

68

2009

Nejvyšší hodnota průměrné produkce bioplynu byla zjištěna v roce 2008 – 3981,8 m3.ha-1. Rozdíly v průměrné produkci bioplynu mezi roky 2007, 2008 a 2009 nejsou statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05, graf 23. Graf 23 : Průměrná produkce bioplynu v pokusných letech 2007, 2008 a 2009 (m3.ha-1) Rok; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=,42092, p=,65699 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 4800


4600 4400 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2007

2008 Rok

Č. buňky

1 3 2

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce bioplynu 3 -1 (m *ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 4630E3, sv = 213,00 Produkce Rok 1 3 bioplynu (m .ha 1 ) Průměr 2007 3658,708 **** 2009 3766,490 **** 2008 3981,830 ****

69

2009

Vliv ročníku na průměrný obsah methanu v bioplynu je statisticky neprůkazný, graf 24.

Graf 24 : Průměrný obsah methanu v bioplynu vyprodukovaném v letech 2007, 2008 a 2009 (%) Rok; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=2,0056, p=,13711 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 62


60 58 56 54 52 50 48 46 2007

2008 Rok

Č. buňky

1 2 3

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 232,78, sv = 213,00 Rok Průměrný 1 obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 2007 52,44349 **** 2008 56,65679 **** 2009 57,02778 ****

70

2009

5.2.2 Vliv termínu sklizně 5.2.2.1 Produkční ukazatele v závislosti na termínu sklizně u vybraných hybridů

V tabulce 15 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů ve třech termínech sklizně u vybraných hybridů kukuřice a jejich průměr za jednotlivé termíny sklizně.

Tab. 15: Produkční ukazatele u vybraných hybridů v jednotlivých termínech sklizně

Hybrid

Benicia

Fixxif

Saxxoo

Průměr

Termín sklizně 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3


Výnos sušiny

Sušina kukuřičné hmoty

Produkce bioplynu

Obsah methanu

(t.ha-1) 85,1 66,9 51,4 75,8 60,3 45,1 74,3 63,7 47,4 78,4 63,6 48,0

(t.ha-1) 16,6 18,8 22,5 16,5 19,0 21,0 12,2 16,2 17,9 15,1 18,0 20,5

(%) 19,6 28,2 43,6 21,9 31,5 46,7 16,4 25,5 37,8 19,3 28,4 42,7

(m3.ha-1) 1337,7 6282,9 5566,1 1910,7 4384,8 4367,1 984,1 4641,6 4746,0 1410,8 5103,1 4893,1

(%) 43,1 63,0 65,2 41,3 63,7 65,2 26,0 63,1 67,8 36,8 63,3 66,1

71

Při hodnocení vlivu termínu sklizně na průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha byla nejvyšší hodnota zjištěna v prvním termínu sklizně u hybridu Benicia – 85,1 t. Rozdíl v průměrném výnose čerstvé hmoty z 1 ha mezi hybridem Benicia sklizeném v prvním termínu sklizně a ostatními hybridy sklizenými ve druhém a třetím termínu sklizně je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05. Nejméně čerstvé hmoty z 1 ha bylo zjištěno u hybridu Fixxif při třetí sklizni – 45,1 t. Rozdíl v průměrném výnose čerstvé hmoty z 1 ha u hybridu Fixxif sklizeném ve třetím termínu a ostatními variantami sklizenými v prvním a druhém termínu je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05. Po statistickém zhodnocení vlivu termínu sklizně na průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha bylo dále zjištěno, že v rámci jednotlivého termínu sklizně není mezi hybridem Benicia, Fixxif a Saxxoo statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05, viz graf 25.

Graf 25 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice u hybridů Benicia, Fixxif, Saxxoo při různých výsevcích (t.ha-1)

Termín sklizně*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=,65384, p=,62479 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 100


90 80 70 60 50 40 30 1

2

3

Termín sklizně

72


-1

Č. buňky

8 9 7 5 6 4 3 2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé hmoty (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 164,98, sv = 207,00 Termín sklizně Hybrid Výnos čerstvé 1 2 3 4 5 6 -1 hmoty (t.ha ) Průměr 3 Fixxif 45,14923 **** 3 Saxxoo 47,41408 **** 3 Benicia 51,39553 **** **** 2 Fixxif 60,30163 **** **** 2 Saxxoo 63,68683 **** **** 2 Benicia 66,85989 **** **** **** 1 Saxxoo 74,33488 **** **** **** 1 Fixxif 75,79695 **** **** 1 Benicia 85,14635 ****

Při prvním termínu sklizně byl nejvyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha zjištěn u hybridu Benicia – 16,6 t, u hybridu Saxxoo byl průměrný výnos sušiny z 1 ha nejnižší – 12,2 t. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnosu sušiny z 1 ha v první sklizni je mezi hybridem Saxxoo a Benicia a hybridem Fixxif. Rozdíl v průměrném výnose sušiny z 1 ha je mezi hybridem Benicia a hybridem Fixxif na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazný. Ve druhém termínu sklizně nebyl mezi hybridy v průměrném výnose sušiny z 1 ha zjištěn statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 byl ve třetím termínu zjištěn mezi průměrnými výnosy sušiny z 1 ha u hybridu Benicia a Saxxoo. Nejmenší hodnota průměrného výnosu sušiny z 1 ha byla zjištěna u hybridu Saxxoo z první sklizně – 12,2 t. Rozdíl mezi tímto průměrným výnosem a průměrnými výnosy zjištěnými i u všech hybridů ve všech termínech sklizně je na hladině významnosti α = 0,05 statisticky průkazný. Nejvyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl zjištěn u hybridu Benicia při třetí sklizni. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je mezi průměrným výnosem sušiny z 1 ha ze třetí sklizně hybridu Benicia a průměrným výnosem sušiny z 1 ha všech ostatních hybridů ve všech termínech sklizně, vyjma průměrného výnosu sušiny z 1 ha hybridu Fixxif ve třetím termínu sklizně. Viz. graf 26.

73

Graf 26 : Průměrný výnos sušiny u hybridů Benicia, Fixxif, Saxxoo ve třech termínech sklizně (t.ha-1)

Termín sklizně*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=,71143, p=,58496 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 26 24


22 20 18 16 14 12 Hybrid Benicia Hybrid Fixxif Hybrid Saxxoo

10 8 1

2

3

Termín sklizně -1

Č. buňky

3 6 2 1 9 4 5 8 7

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny (t.ha Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 14,799, sv = 207,00 Termín sklizně Hybrid Výnos sušiny 1 -1 (t.ha ) Průměr 1 Saxxoo 12,20969 2 Saxxoo 16,18886 **** 1 Fixxif 16,54787 **** 1 Benicia 16,56586 **** 3 Saxxoo 17,88589 **** 2 Benicia 18,81856 **** 2 Fixxif 18,96023 **** 3 Fixxif 21,03573 3 Benicia 22,50947

74

)

2

3

4

****

**** **** **** **** **** ****

Z biomasy sklizené v prvním termínu byla největší průměrná produkce bioplynu naměřena u varianty, která obsahovala biomasu z kukuřičného hybridu Fixxif. V rámci prvního termínu sklizně jsou rozdíly v průměrné produkci biomasy mezi jednotlivými hybridy statisticky neprůkazné na hladině významnosti α = 0,05. Rozdíly v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi všemi hybridy z první sklizně jsou statisticky průkazné s ostatními variantami z druhé a třetí sklizně. Ve druhém termínu sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi hybridem Benicia a hybridy Fixxif a Saxxoo. Ve třetím termínu sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 mezi hybridem Benicia a hybridem Fixxif. Při porovnání druhého a třetího termínu sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi hybridem Benicia sklizeném ve druhém termínu a hybridy Fixxif a Saxxoo sklizených ve třetím termínu a dále mezi hybridem Benicia ze třetí sklizně a hybridy Fixxif a Saxxoo z druhého termínu sklizně, viz graf 27. Graf 27 : Průměrná produkce bioplynu u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo ve třech termínech sklizně (m3.ha-1) Termín sklizně*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=7,2978, p=,00002 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 8000


7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 -1000 1

2 Termín sklizně

75

3


3

Č. buňky

3 1 2 8 5 6 9 7 4

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce bioplynu (m Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 1407E3, sv = 207,00 Produkce Termín sklizně Hybrid 1 3 bioplynu (m .ha 1 ) Průměr 1 Saxxoo 984,129 1 Benicia 1337,660 1 Fixxif 1910,749 3 Fixxif 4367,145 **** 2 Fixxif 4384,782 **** 2 Saxxoo 4641,554 **** 3 Saxxoo 4746,034 **** 3 Benicia 5566,091 2 Benicia 6282,940

-1

.ha )

2

3

4

**** **** ****

**** **** **** **** ****

Nejnižší průměrný obsah methanu v bioplynu byl naměřen v prvním termínu u hybridu Saxxoo – 25,9 %. Rozdíl mezi průměrnými hodnotami obsahu methanu v rámci prvního termínu je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05 mezi hybridem Saxxoo a Benicia a mezi hybridem Saxxoo a Fixxif. Ve druhém termínu je rozdíl v průměrném obsahu methanu v bioplynu mezi jednotlivými hybridy statisticky neprůkazný (α = 0,05), stejně jako ve třetím termínu. Statisticky průkazný vliv (α = 0,05) termínu sklizně se na průměrný obsah methanu v bioplynu u vybraných hybridů projevil mezi první a druhou a mezi první a třetí sklizní, viz graf 28.

76

Graf 28 : Průměrný obsah methanu v bioplynu u vybraných hybridů ve třech termínech sklizně (%) Termín sklizně*Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(4, 207)=20,361, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 80


75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 1

2

3

Termín sklizně

Č. buňky

3 2 1 4 6 5 7 8 9

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 41,136, sv = 207,00 Termín sklizně Hybrid Průměrný 1 2 3 obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 1 Saxxoo 25,94425 **** 1 Fixxif 41,31487 **** 1 Benicia 43,08626 **** 2 Benicia 62,99590 **** 2 Saxxoo 63,13675 **** 2 Fixxif 63,71052 **** 3 Benicia 65,18879 **** 3 Fixxif 65,20810 **** 3 Saxxoo 67,79872 ****

77


5.2.2.2 Produkční ukazatele v závislosti na termínu sklizně u vybraných výsevků

V tabulce 16 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů ve třech termínech sklizně při dvou výsevcích a jejich průměr za jednotlivé termíny sklizně.

Tab. 16: Produkční ukazatele u vybraných výsevků ve třech termínech sklizně

Termín sklizně 1 2 3

Výsevek Navýšený Standardní Navýšený Standardní Navýšený Standardní


Výnos sušiny

(t.ha-1)

(t.ha-1)

87,5

16,2

69,4

14,0

69,5

19,2

57,8

16,8

55,0

23,2

41,0

17,8

78

Sušina kukuřičné Produkce hmoty bioplynu (%) 22,5 20,2 27,6 29,2 41,9 43,4

Obsah methanu

(m3.ha-1)

(%)

1811,6

36,8

1010,1

36,7

5876,1

62,8

4330,1

63,8

5394,3

66,5

4391,9

65,7

Při navýšeném výsevku bylo ve všech třech termínech sklizně dosaženo oproti výsevku standardnímu vyššího průměrného výnosu čerstvé hmoty z 1 ha. Rozdíly v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha jsou u navýšeného výsevku v jednotlivých termínech sklizně statisticky průkazné na hladině významnosti (α = 0,05). U standardního výsevku jsou rovněž rozdíly v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha mezi jednotlivými termíny sklizně statisticky průkazné na hladině významnosti (α = 0,05), viz graf 29.

Graf 29 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice při různých výsevcích ve třech termínech sklizně (t.ha-1) Termín sklizně*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=1,5717, p=,21013 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 100


90 80 70 60 50 40 30 1

2

3

Termín sklizně

79


-1

Č. buňky

6 5 4 2 3 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé hmoty (t.ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 118,84, sv = 210,00 Termín sklizně Výsevek (počet Výnos čerstvé 1 2 3 4 rostlin/ha) hmoty (t.ha-1) Průměr 3 Standardní 41,01923 **** 3 Navýšený 54,95333 **** 2 Standardní 57,75598 **** 1 Standardní 69,39268 **** 2 Navýšený 69,47625 **** 1 Navýšený 87,45944 ****

Vyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl zjištěn při navýšeném výsevku ve všech třech sklizních. Rozdíly v průměrném výnosu sušiny z 1 ha jsou mezi jednotlivými termíny sklizně při navýšeném výsevku statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05. Při hodnocení vlivu standardního výsevku v jednotlivých termínech sklizně na průměrný výnos sušiny z 1 ha, bylo zjištěno, že rozdíl mezi druhou a třetí sklizní je statisticky neprůkazný (α = 0,05). Při porovnání obou výsevků v jednotlivých termínech sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnosu sušiny z 1 ha při třetí sklizni mezi standardním a navýšeným výsevkem.

80

Graf 30 : Průměrný výnos čerstvé hmoty při různých výsevcích ve třech termínech sklizně (t.ha-1) Termín sklizně*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=4,1021, p=,01788 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 26 24


22 20 18 16 14 12 10 1

2

3


Termín sklizně -1

Č. buňky

2 1 4 6 3 5

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny (t.ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 14,397, sv = 210,00 Termín sklizně Výsevek (počet Výnos sušiny 1 2 3 4 -1 rostlin/ha) (t.ha ) Průměr 1 Standardní 13,98510 **** 1 Navýšený 16,23052 **** **** 2 Standardní 16,79924 **** **** 3 Standardní 17,75308 **** **** 2 Navýšený 19,17919 **** 3 Navýšený 23,20098 ****

81

Průměrná produkce bioplynu z 1 ha je u navýšeného výsevku všech třech termínech vyšší oproti výsevku standardnímu. Rozdíly v průměrné produkci bioplynu z 1 ha jsou mezi výsevky a jednotlivými termíny sklizně statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05. Při navýšeném výsevku je rozdíl v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi druhou a třetí sklizní statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, stejně jako při výsevku standardním, viz graf 31.

Graf 31 :Průměrná produkce bioplynu při různých výsevcích ve třech termínech sklizně (m3.ha-1)

Termín sklizně*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=1,8811, p=,15498 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 7000


6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1

2

3

Termín sklizně

82


3

Č. buňky

2 1 4 6 5 3

-1

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce bioplynu (m .ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 1420E3, sv = 210,00 Termín sklizně Výsevek (počet Produkce 1 2 3 4 3 rostlin/ha) bioplynu (m .ha 1 ) Průměr 1 Standardní 1010,120 **** 1 Navýšený 1811,572 **** 2 Standardní 4330,117 **** 3 Standardní 4391,874 **** 3 Navýšený 5394,306 **** 2 Navýšený 5876,066 ****

Rozdíl v průměrném obsahu methanu v bioplynu je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05 u obou výsevků mezi prvním a druhý a mezi prvním a třetím termínem sklizně. V rámci jednotlivých termínů sklizně je rozdíl v průměrném obsahu methanu v bioplynu mezi navýšeným a standardním výsevkem statisticky neprůkazný (α = 0,05), viz graf 32. Graf 32 : Průměrný obsah methanu v bioplynu ve třech termínech sklizně při dvou výsevcích (%) Termín sklizně*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=,24564, p=,78243 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 75


70 65 60 55 50 45 40 35 30 1

2

3

Termín sklizně

83


Č. buňky

2 1 3 4 6 5

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 61,267, sv = 210,00 Termín sklizně Výsevek (počet Průměrný 1 2 rostlin/ha) obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 1 Standardní 36,71918 **** 1 Navýšený 36,84441 **** 2 Navýšený 62,77929 **** 2 Standardní 63,78282 **** 3 Standardní 65,66174 **** 3 Navýšený 66,46867 ****

Při prvním termínu sklizně byl průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha 78,4 t, při druhém termínu sklizně 63,6 t a při třetím termínu 48,0 t. Rozdíl v průměrných výnosech čerstvé hmoty z 1 ha je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05 mezi 1. a 2. termínem sklizně, mezi 1. a 3. termínem sklizně a mezi 2. a 3. termínem sklizně. Graf 33 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice ve sledovaných termínech sklizně (t.ha-1) Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=96,563, p=0,0000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 90 85


80 75 70 65 60 55 50 45 40 1

2 Termín sklizně

84

3

Č. buňky

3 2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé -1 hmoty (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 172,76, sv = 213,00 Termín sklizně Výnos čerstvé 1 2 3 -1 hmoty (t.ha ) Průměr 3 47,98628 **** 2 63,61612 **** 1 78,42606 ****

Při prvním termínu sklizně byl průměrný výnos sušiny z 1 ha 15,1 tun, při druhém termínu 18,0 tun a třetím termínu sklizně 20,5 tun. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnosu sušiny z 1 ha je mezi prvním a druhým termínem sklizně, mezi prvním a třetím termínem sklizně a mezi druhým a třetím termínem sklizně, viz graf 34. Graf 34 : Průměrný výnos sušiny ve třech termínech sklizně (t.ha-1) Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=29,524, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 23 22


21 20 19 18 17 16 15 14 13 1

2 Termín sklizně

85

3

-1

Č. buňky

1 2 3

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 17,607, sv = 213,00 Termín sklizně Výnos sušiny 1 2 3 -1 (t*ha ) Průměr 1 15,10781 **** 2 17,98922 **** 3 20,47703 ****

V prvním termínu sklizně byla průměrná produkce bioplynu nejnižší – 1410,8 m3.ha-1. Nejvyšší průměrné produkce bioplynu bylo dosaženo fermentací hmoty sklizené ve druhém termínu. Rozdíl v průměrné produkci bioplynu mezi prvním a druhým termínem sklizně je 3692,3 m3.ha-1. Statisticky průkazný rozdíl v průměrné produkci bioplynu na hladině významnosti α = 0,05 je mezi prvním a druhým termínem sklizně a mezi prvním a třetím termínem sklizně. Graf 35 : Průměrná produkce bioplynu ve sledovaných termínech sklizně (m3.ha-1) Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=177,88, p=0,0000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 6000 5500


5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1

2 Termín sklizně

86

3

Č. buňky

1 3 2

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce 3 -1 bioplynu (m *ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 1741E3, sv = 213,00 Produkce bioplynu Termín 1 2 3 -1 (m .ha ) sklizně Průměr 1 1410,846 **** 3 4893,090 **** 2 5103,092 ****

Bioplyn vyprodukovaný fermentací biomasy sklizené v prvním termínu obsahoval nejméně CH4 – 36,8 %. Nejvíce CH4 obsahoval bioplyn vzniklý fermentací biomasy sklizené ve třetím termínu – 66,1 %. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném obsahu CH4 v bioplynu je mezi prvním a druhým termínem sklizně a mezi prvním a třetím termínem sklizně.

Graf 36 : Průměrný obsah methanu v bioplynu při daných termínech sklizně (%)

Termín sklizně; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=310,67, p=0,0000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 75


70 65 60 55 50 45 40 35 30 1

2 Termín sklizně

87

3

Č. buňky

1 2 3

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 60,546, sv = 213,00 Termín sklizně Průměrný 1 2 obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr 1 36,78179 **** 2 63,28106 **** 3 66,06520 ****

5.2.3 Vliv hybridu 5.2.3.1 Produkční ukazatele v závislosti na hybridu

V tabulce 17 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů u hybridů kukuřice Benicia, Fixxif a Saxxoo.

Tab. 17: Produkční ukazatele v závislosti na hybridu Výnos čerstvé hmoty Výnos sušiny Hybrid Benicia Fixxif Saxxoo

(t.ha-1) 67,8 60,4 61,8

Sušina kukuřičné hmoty

Produkce bioplynu

Obsah methanu

(%) 30,5 33,4 26,6

(m3.ha-1) 4395,6 3554,2 3457,2

(%) 57,1 56,7 52,3

(t.ha-1) 19,3 18,8 15,4

88

Podle vyhodnocení analýzy rozptylu je u průměrného výnosu čerstvé hmoty z 1ha statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 mezi hybridem Benicia a hybridem Fixxif. V průměru činí tento rozdíl 6,0 t čerstvé hmoty z 1 hektaru, viz graf 37. Graf 37 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo (t.ha-1) Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=3,4738, p=,03277 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 74 72

Výnos čerstvé hmoty (t/ha)

70 68 66 64 62 60 58 56 54 Benicia

Fixxif Hybrid

Č. buňky

2 3 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos -1 čerstvé hmoty (t.ha ) (Tabulka1) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 319,00, sv = 213,00 Hybrid Výnos čerstvé 1 2 hmoty (t/ha) Průměr Fixxif 60,41594 **** Saxxoo 61,81193 **** **** Benicia 67,80059 ****

89

Saxxoo

U hybridu Benicia byl dosažen nejvyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha, 19,3 t. U hybridu Fixxif byl průměrný výnos sušiny z 1 ha 18,8 tun, u hybridu Saxxoo 15,4 tun. Rozdíl v průměrném výnosu sušiny z 1 ha mezi hybridem Saxxoo a hybridy Fixxif a Benicia je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz graf 38. Graf 38 : Průměrný výnos sušiny u kukuřičných hybridů Benicia, Fixxif, Saxxoo (t.ha-1) Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=16,571, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 21 20


19 18 17 16 15 14 13 Benicia

Fixxif Hybrid

Č. buňky

3 2 1

Tukeyův HSD test; -1 Výnos sušiny (t*ha ) Homogenní skupiny, 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = = 213,00 Hybrid Výnos sušiny -1 (t.ha ) Průměr Saxxoo 15,42815 Fixxif 18,84794 Benicia 19,29796

proměnná alfa

=

19,461, sv 1

2

**** **** ****

90

Saxxoo

Nejvyšší průměrná produkce bioplynu byla naměřena u varianty, kde byla k fermentaci použita hmota kukuřičného hybridu Benicia - 4395,6 m3.ha-1. Nejméně bioplynu bylo vyprodukováno u varianty, která obsahovala hmotu kukuřičného hybridu Saxxoo – 3457,24 m3.ha-1. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α =0,05 je v průměrné produkci bioplynu mezi hybridem Benicia a hybridy Fixxif a Saxxoo. Rozdíl mezi hybridem Saxxoo a hybridem Fixxif je statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz. graf 39. Graf 39 : Průměrná produkce bioplynu u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo (m3.ha-1) Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=4,2911, p=,01489 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 5200 5000


4800 4600 4400 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 Benicia

Fixxif Hybrid

91

Saxxoo

Č. buňky

3 2 1

Tukeyův HSD test; proměnná 3 -1 Produkce bioplynu (m .ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 4468E3, sv = 213,00 Hybrid Produkce bioplynu 1 2 3 -1 (m .ha ) Průměr Saxxoo 3457,239 *** * Fixxif 3554,225 *** * Benicia 4395,563 ****

Nejvyšší průměrný obsah CH4 byl naměřen v bioplynu vyprodukovaném variantou, která obsahovala hmotu kukuřičného hybridu Benicia – 57,1 %. Nejnižší průměrný obsah CH4 v bioplynu byl naměřen u varianty, u které byla k fermentaci použita hmota hybridu Saxxoo – 52,3 %. Rozdíly v průměrném obsahu CH4 v bioplynu mezi pokusnými variantami jsou na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazné, viz. graf 40.

92

Graf 40 : Průměrný obsah methanu v bioplynu u hybridů kukuřice Benicia, Fixxif a Saxxoo (%) Hybrid; Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 213)=2,2182, p=,11131 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 62


60 58 56 54 52 50 48 46 Benicia

Fixxif Hybrid

Č. buňky

3 2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 232,32, sv = 213,00 Hybrid Průměrný 1 obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr Saxxoo 52,29324 **** Fixxif 56,74450 **** Benicia 57,09032 ****

93

Saxxoo

5.2.4 Vliv výsevku 5.2.4.1 Produkční ukazatele v závislosti na výsevku u vybraných hybridů

V tabulce 18 je uveden přehled průměrných hodnot produkčních ukazatelů v závislosti na výsevek u hybridů kukuřice Benicia, Fixxif a Saxxoo.

Tab. 18: Produkční ukazatele u vybraných hybridů v závislosti na výsevku

Hybrid Bencia Fixxif Saxxoo Průměr

Výsevek Navýšený Standardní Navýšený Standardní Navýšený Standardní Navýšený Standardní


Výnos sušiny

(t.ha-1) 76,7 58,9 69,5 51,3 65,7 57,9

(t.ha-1) 21,2 17,4 21,3 16,4 16,1 14,8

70,6 56,1

19,5 16,2

94

Sušina kukuřičné hmoty (%) 29,8 31,4 32,5 34,0 25,9 27,2 29,4 30,9

Produkce bioplynu

Obsah methanu

(m3.ha-1) 5052,2 3738,9 4364,1 2744,3 3665,6 3248,9

(%) 58,7 55,4 56,0 57,4 51,3 53,3

4360,6 3244,0

55,4 55,4

Průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha je při navýšeném výsevku oproti výsevku standardnímu u všech třech hybridů vyšší. Rozdíly mezi jednotlivými hybridy při vyšším výsevku jsou na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazné, průkaznost je mezi hybridem Benicia a hybridem Saxxoo. Při standardním výsevku jsou statistické rozdíly mezi jednotlivými hybridy na hladině významnosti α = 0,05 neprůkazné. Při hodnocení výsevků byla statistická průkaznost na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnose čerstvé hmoty z 1 ha zaznamenána mezi hybridem Benicia při vyšším výsevku a všemi hybridy při standardním výsevku a mezi hybridem Saxxoo při standardním výsevku a hybridy Fixxif a Saxxoo při výsevku navýšeném, viz graf 50.

Graf 50 : Průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice u hybridů Benicia, Fixxif , Saxxoo při různých výsevcích (t.ha-1) Hybrid*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=2,3289, p=,09992 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 90 85


80 75 70 65 60 55 50 45 40 Navýšený

Standardní


95


-1

Č. buňky

4 6 2 5 3 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé hmoty (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 263,11, sv = 210,00 Hybrid Výsevek (počet Výnos čerstvé 1 2 3 4 rostlin/ha) hmoty (t.ha-1) Průměr Fixxif Standardní 51,32725 **** Saxxoo Standardní 57,89082 **** **** Benicia Standardní 58,94982 **** **** **** Saxxoo Navýšený 65,73305 **** **** Fixxif Navýšený 69,50462 **** **** Benicia Navýšený 76,65136 ****

Průměrný výnos sušiny z 1 ha byl při navýšeném výsevku oproti výsevku standardnímu vyšší u hybridu Fixxif a Benicia. Rozdíl je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05. Rozdíl v průměrném výnosu sušiny z 1 ha mezi hybridy při standardním výsevku je na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazný., viz graf 51.

Graf 51 : Průměrný výnos sušiny kukuřice u hybridů Benicia, Fixxif , Saxxoo při různých výsevcích (t.ha-1)

Hybrid*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=3,6784, p=,02691 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 24 23 22


21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 Navýšený

Standardní


96


-1

Č. buňky

6 5 4 2 1 3

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 16,270, sv = 210,00 Hybrid Výsevek (počet Výnos sušiny 1 2 rostlin/ha) (t.ha-1) Průměr Saxxoo Standardní 14,76008 **** Saxxoo Navýšený 16,09622 **** Fixxif Standardní 16,40894 **** Benicia Standardní 17,36840 **** Benicia Navýšený 21,22753 **** Fixxif Navýšený 21,28695 ****

Nejvyšší průměrná produkce bioplynu z 1 ha je u hybridu Benicia při navýšeném výsevku – 5052,2 m3. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je mezi tímto hybridem a hybridem Saxxoo při navýšeném výsevku a hybridy Saxxoo a Fixxif při výsevku standardním. Rozdíl v průměrné produkci bioplynu z 1 ha je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05 u hybridu Fixxif mezi zvýšeným a standardním výsevkem, viz. graf 52.

97

Graf 52 : Průměrná produkce bioplynu u hybridů Benicia, Fixxif , Saxxoo při různých výsevcích (t.ha-1)

Hybrid*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=1,6977, p=,18560 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 6500 6000


5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 Hybrid Benicia Hybrid Fixxif Hybrid Saxxoo

2000 1500 Navýšený

Standardní

Výsevek (počet rostlin/ha) 3

Č. buňky

4 6 5 2 3 1

-1

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce bioplynu (m *ha Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 4144E3, sv = 210,00 Hybrid Výsevek (počet Produkce 1 2 3 rostlin/ha) bioplynu (m .ha 1 ) Průměr Fixxif Standardní 2744,328 **** Saxxoo Standardní 3248,884 **** **** Saxxoo Navýšený 3665,594 **** **** Benicia Standardní 3738,899 **** **** Fixxif Navýšený 4364,123 **** Benicia Navýšený 5052,228

98

)

3

**** **** ****

Vliv výsevku je na průměrný obsah methanu v bioplynu u jednotlivých hybridů kukuřice statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz graf 53.

Graf 53 : Průměrný obsah methanu v bioplynu u hybridů Benicia, Fixxif , Saxxoo při různých výsevcích (%)

Hybrid*Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(2, 210)=,64819, p=,52404 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 66


64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 Navýšený

Standardní


Č. buňky

5 6 2 3 4 1

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = ,005000 Chyba: meziskup. PČ = 234,20, sv = 210,00 Hybrid Výsevek (počet Průměrný 1 rostlin/ha) obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr Saxxoo Navýšený 51,30219 **** Saxxoo Standardní 53,28429 **** Benicia Standardní 55,43394 **** Fixxif Navýšený 56,04348 **** Fixxif Standardní 57,44551 **** Benicia Navýšený 58,74670 ****

99


Vliv výsevku na průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05. Vyššího průměrného výnosu čerstvé hmoty bylo dosaženo při navýšeném výsevku, viz graf 54. Graf 54 : Průměrný výnos čerstvé hmoty při dvou výsevcích (t.ha-1) Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(1, 214)=41,817, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 80


75

70

65

60

55

50 Navýšený

Standardní


Č. buňky

2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos čerstvé -1 hmoty (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 274,27, sv = 214,00 Výsevek (počet Výnos čerstvé 1 2 rostlin/ha) hmoty (t.ha-1) Průměr Standardní 56,05596 **** Navýšený 70,62968 ****

100

Vyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl dosažen při vyšším výsevku. Vliv vyššího výsevku na průměrný výnos sušiny z 1 ha statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 55. Graf 55: Průměrný výnos sušiny při dvou výsevcích (t.ha-1) Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(1, 214)=31,160, p=,00000 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 21


20 19 18 17 16 15 14 Navýšený

Standardní


Č. buňky

2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Výnos sušiny -1 (t*ha ) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 19,539, sv = 214,00 Výsevek (počet Výnos sušiny 1 2 rostlin/ha) (t.ha-1) Průměr Standardní 16,17914 **** Navýšený 19,53690 ****

101

Průměrná produkce bioplynu z 1 ha byla dosažena po fermentaci kukuřičné hmoty sklizené z varianty vyšším výsevkem. Vliv výsevku na průměrnou produkci bioplynu z 1 ha je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz graf 56. Graf 56 : Průměrná produkce bioplynu při dvou výsevcích (m3.ha-1) Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(1, 214)=15,615, p=,00011 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 5000 4800


4600 4400 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 Navýšený

Standardní


Č. buňky

2 1

Tukeyův HSD test; proměnná Produkce 3 -1 bioplynu (m *ha ) Homogenní skupiny, alfa =0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 4312E3, sv = 214,00 Výsevek (počet Produkce 1 2 rostlin/ha) bioplynu (m3*ha-1) Průměr Standardní 3244,037 **** Navýšený 4360,648 ****

102

Vliv výsevku na průměrný obsah methanu v bioplynu je na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazný, viz graf 57.

Graf: 57: Průměrný obsah methanu v bioplynu při dvou výsevcích (%) Výsevek (počet rostlin/ha); Průměry MNČ Současný efekt: F(1, 214)=,00013, p=,99093 Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti 59


58 57 56 55 54 53 52 51 Navýšený

Standardní


Č. buňky

1 2

Tukeyův HSD test; proměnná Průměrný obsah CH4 v bioplynu (%) Homogenní skupiny, alfa = 0,05000 Chyba: meziskup. PČ = 236,05, sv = 214,00 Výsevek (počet Průměrný 1 rostlin/ha) obsah CH4 v bioplynu (%) Průměr Navýšený 55,36412 **** Standardní 55,38791 ****

103

6. DISKUSE V roce 2007, 2008 a 2009 byl realizován pokus s kukuřicí určené k produkci bioplynu. Do pokusu byly zařazeny tři kukuřičné hybridy o různém čísle ranosti FAO. Hybridy s takto rozdílným číslem FAO byly zvoleny záměrně. U každého hybridu byly zvoleny dva výsevky, nižší doporučený firmou a navýšený. Navýšení výsevku bylo zvoleno po konzultaci s distributorem osiva. Sklizeň kukuřice proběhla ve třech termínech. Přibližně poslední týden v srpnu (mléčná zralost), poslední týden v září (v závislosti na ranosti hybridu se jednalo o mléčně voskovou až voskovou zralost) a poslední týden v říjnu – v roce 2008 to byl první týden v listopadu (plná zralost). Rozdílné termíny sklizně byly zvoleny zejména ve vztahu k produkci bioplynu.

6.1 Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na výnos čerstvé hmoty kukuřice

Z porovnávaných třech ročníků byl nejvyšší průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha dosažen v roce 2009 – 65,7 t, v roce 2008 byl průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice z 1 ha 64,6 t a v roce 2007 59,8 t. Rozdíly v průměrném výnose čerstvé hmoty z 1ha jsou mezi jednotlivými roky na hladině významnosti α = 0,05 statisticky neprůkazné, graf 21. Z výsledků vyplývá, že i když byl v každém ročníku průběh počasí zcela odlišný, viz tabulka 5 a 6, průměrné výnosy čerstvé hmoty se od sebe lišily nepatrně. Největší rozdíl byl mezi rokem 2007 a 2009. Tento rozdíl činil téměř 6 tun. Rok 2007 se vyznačoval poměrně velkým suchem, navíc byla kukuřice na pokusném pozemku v Červeném Újezdě krátce po vzejití vystavena přízemním mrazíkům. To se nejvíce projevilo u hybridu Saxxoo. Na vzcházejících rostlinách bylo možné zaznamenat poškození vlivem nízkých teplot. Hybrid Saxxoo je pozdní hybrid s číslem FAO 400, i v ostatních pokusných letech byl u tohoto hybridu, oproti ostatním dvěma hybridům, zaznamenán pomalejší počáteční růst. I přes tuto skutečnost se rostliny v pozdějších fázích růstu adaptovaly na dané podmínky pokusného stanoviště a vývoj rostlin dále probíhal již normálně. Zde se potvrdilo, jak uvádí VENCLOVÁ (2009), že při výběru hybridu kukuřice k energetickým účelům je sice možné zvolit pozdnější hybridy, ale s ohledem na jejich schopnost adaptace v našich klimatických podmínkách. Pokud porovnáme jednotlivé hybridy v průběhu pokusných let 2007, 2008 a 2009, dojdeme ke zjištění, jak ukazuje graf 9, že průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha se od sebe mezi pokusnými roky ani 104

u jednoho hybridu statisticky neliší. Jediný statisticky průkazný rozdíl v průměrném výnose čerstvé hmoty z 1 ha na hladině významnosti α = 0,05 (jak znázorňuje graf 9) u hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v pokusných letech 2007, 2008 a 2009, je mezi hybridem Benicia sklizeném v roce 2008 a hybridem Fixxif sklizeném v roce 2007. V přepočtu na 1 ha, činí tento rozdíl 16,2 t čerstvé hmoty. Po zhodnocení tříletého pokusu byl nejvyšší průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha zjištěn u hybridu Benicia – 67,8 t. Nejnižší průměrný výnos čerstvé hmoty byl zjištěn u hybridu Fixxif – 60,4 t, to je oproti hybridu Benicia o 7,4 t z 1 ha méně. Rozdíl v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha mezi hybridem Benicia a Fixxif je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, viz. graf 37. Tato skutečnost je způsobená vlastnostmi obou hybridů a jejich schopností adaptovat se v daném prostředí. Jak uvádí PETR

A KOL.

(1997)

tvorba výnosu kukuřice je závislá na biologickém materiálu (hybridech) a stanovišti. Hybrid Benicia má číslo ranosti FAO 300, což lépe vyhovuje pokusnému stanovišti, které se nachází v řepařské výrobní oblasti. Celkový habitus rostliny je oproti rostlinám hybridu Fixxif robustnější. Rostliny hybridu Benicia mají silnější stéblo, jsou vyšší a mají i větší palice. Navíc hybrid Benicia je tzv. stay green hybrid. Takové hybridy se vyznačují dlouho zeleným, fotosynteticky aktivním zbytkem rostliny, což umožňuje ještě zvýšit podíl nových asimilátů, zejména škrobu (PROKEŠ, 2008). U hybridu Saxxoo byl průměrný výnos čerstvé hmoty 1 z ha 61,8 t, to je oproti hybridu Fixxif o 1,4 t více. Podle ŠUKA A KOL. (1998), AKINTOYE (1999), BERZSENYI (1998) je u výnosu kukuřice rozhodující počet rostlin na jednotku plochy a jejich hmotnost. Hmotnost rostlin byla zjišťována i v rámci tohoto pokusu. Nejvyšší průměrná hmotnost celé rostliny byla zjištěna u hybridu Saxxoo, nejnižší pak u hybridu Fixxif. Rozdíl mezi těmito hybridy je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 5. Nejvyšší průměrná hmotnost palice z jedné rostliny byla zjištěna u hybridu Benicia, nejnižší u hybridu Fixxif, graf 6. Hmotnost celé rostliny kukuřice, stejně tak jako jejích jednotlivých částí je ovlivněna vlastnostmi hybridu, zejména jejich raností, tedy číslem FAO. Podle FUKSY

A KOL.

(2006) mají pozdní hybridy

potenciál pro dosažení vyšších výnosů biomasy, ale zároveň dosahují nižšího podílu palic na celkovém výnosu nadzemní biomasy. FUKSA

A KOL.

(2006) na základě svého pokusu, dále

uvádí, že statisticky průkazně nejvyšší hmotnost celé rostliny kukuřice byla zjištěna u nejpozdnějšího hybridu (FAO 380). Tento závěr odpovídá výsledku mého měření. V mém pokuse byla z porovnávaných hybridů rovněž dosažena nejvyšší průměrná hmotnost celé rostliny u nejpozdnějšího hybridu a sice Saxxoo (FAO 400). 105

PETR A KOL. (1997) uvádí, že tvorba výnosu kukuřice je závislá na organizaci porostu. Jak již bylo zmíněno, v tomto pokuse byly u každého hybridu zvoleny dva výsevky. Nižší standardní a navýšený. Cílem bylo ověřit, zda bude u vyššího výsevku dosaženo i vyššího výnosu biomasy nebo zda bude mít zvýšení výsevku negativní vliv na výnos. Podle ŠUKA A KOL.

(1998) se v hustém porostu hůře zahřívá povrch půdy, listy ztrácejí fotosyntetickou

aktivitu, projevuje se nedostatek živin a snižuje se výnos. Průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha byl v roce 2007, 2008 i 2009 vyšší při navýšeném výsevku. Rozdíl mezi výsevky je statisticky průkazný (α = 0,05), graf 17. Po vyhodnocení průměrných výnosů čerstvé hmoty z 1 ha u jednotlivých variant, bylo zjištěno, že u všech třech hodnocených hybridů byl vyšší průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha zjištěn u variant s vyšším výsevkem. Rozdíly v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha u všech hybridů mezi variantami s různými výsevky jsou statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05, graf 50. Z pokusu tedy vyplývá, že zvolené navýšení výsevku bylo pro dané hybridy a dané stanoviště únosné a na výnos čerstvé hmoty z 1 ha mělo kladný vliv. Výnos čerstvé hmoty kukuřice byl sledován ve třech termínech sklizně. Termíny sklizně v jednotlivých pokusných letech uvádí tabulka 15. Nejvyšší průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha, za tři pokusné roky, byl zjištěn v prvním termínu sklizně – 78,4 t. V dalších termínech sklizně průměrný výnos čerstvé hmoty z 1 ha klesal. Rozdíly mezi jednotlivými termíny sklizně v průměrném výnosu čerstvé hmoty z 1 ha jsou statisticky průkazné, viz graf 33. S výnosem čerstvé hmoty kukuřice z 1 ha souvisí i hmotnost jednotlivých částí rostliny kukuřice a % sušiny kukuřičné biomasy. JAKOBE

A KOL.

(1987) na základě svého

pokusu tvrdí, že hektarové výnosy čerstvé hmoty kukuřice se zvyšovaly, ale po dosažení sušiny kukuřičné hmoty 27,5 % klesaly. Toto zjištění odpovídá i průběhu mého pokusu. V prvním termínu sklizně bylo dosaženo nejvyššího průměrného výnosu čerstvé hmoty z 1 ha – 78,4 tuny, při průměrné sušině kukuřičné biomasy 19,3 %. Ve druhém termínu sklizně byla průměrná sušina biomasy 28,4 % a průměrný výnos čerstvé hmoty kukuřice z 1 ha dosáhl hodnoty 63,6 t.ha-1, ve třetí sklizni bylo dosaženo průměrného výnosu čerstvé hmoty z 1 ha pouze 48,0 tuny, při průměrné sušině sklízené hmoty 42,7 %. Zmíněné hodnoty jsou uvedeny v tabulce 15. Při hodnocení hmotnosti celé rostliny kukuřice, bylo zjištěno, že nejvyšší hodnota tohoto parametru byla dosažena v prvním termínu sklizně. V dalších termínech měla průměrná hmotnost celé rostliny klesající tendenci a rozdíly mezi jednotlivými termíny sklizně byly statisticky průkazné na hladině významnosti α = 0,05, viz graf 3. Při porovnání 106

průměrné hmotnosti palice z jedné rostliny kukuřice byla nejvyšší hodnota zaznamenána při druhé sklizni, nejmenší při sklizni první. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné hmotnosti palice z jedné rostliny kukuřice je mezi prvním a druhým termínem sklizně, viz graf 4. Zvyšující se hmotnost palic je způsobena vegetativní fází rostliny a zvyšující se hmotností zrna, která je zapříčiněna transformací vodorozpustných cukrů na škrob a jeho ukládáním do zrna (KWS, 2002-2003). Pokles hmotnosti zelených rostlin souvisí se zvyšováním sušiny biomasy (ŠUK, 1998). Při porovnání průměrné sušiny biomasy kukuřice za tři roky byla nejnižší hodnota zjištěna v prvním termínu sklizně – 19,3 %, ve druhém termínu sklizně byla průměrná sušina kukuřičné biomasy 28,4 % a ve třetím termínu 42,7 %, viz tabulka 15. Z porovnání průměrné sušiny kukuřičné biomasy celé rostliny u hybridů Benicia, Fixxif, Saxxoo v jednotlivých termínech sklizně, tabulka 15, vyplývá, že u všech hybridů byla v prvním termínu sklizně průměrná sušina biomasy celé rostliny nejnižší a v dalších termínech sklizně se zvyšovala a ve třetím termínu sklizně dosáhla průměrná sušina biomasy kukuřice maximální hodnoty u všech třech hybridů. Tento jev souvisí s fyziologickým dozráváním rostliny. Při každé sklizni byla nejvyšší průměrná sušina zjištěna u hybridu Fixxif a nejnižší u hybridu Saxxoo. To je opět ovlivněno raností hybridu. Pokles průměrné hmotnosti celé rostliny kukuřice a jednotlivých částí, snížení průměrného výnosu čerstvé hmoty a zvýšení průměrné sušiny kukuřičné biomasy v daných termínech sklizně souvisí s fyziologickým vývojem rostliny a s růstovou fází, ve které se rostliny kukuřice v době sklizně nacházely. Jak uvádí KULOVANÁ (2000) od fáze mléčné zralosti se díky ukládání škrobu do zrna zvyšuje nárůst sušiny.

6.2 Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na výnos sušiny Podle PROKEŠE (2008) je u „energetické kukuřice“ významný výnos suché hmoty, který se blíží 30 t z 1 ha. Výnos suché hmoty z 1 ha byl rovněž v tomto pokusu sledován. Průměrný výnos sušiny z 1 ha byl statisticky vyhodnocen v jednotlivých pokusných letech. Nejnižší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl zjištěn v roce 2007 – 16,1 t, v roce 2008 a 2009 byl průměrný výnos sušiny z 1 ha shodný 18,7 t. Rozdíl v průměrném výnose sušiny z 1 ha je statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05 mezi rokem 2007 a roky 2008 a 2009, graf 22. Rovněž AMON

A KOL.

(2006) tvrdí, že výnos sušiny kukuřičné biomasy z 1 ha je

ovlivněn stanovištěm a ročníkem. Podle LOUČKY (2009) je sušina rostlin ovlivněna, mimo jiné, i průběhem počasí v době sklizně. Začne – li v době sklizně pršet, může se sušina rostlin 107

o několik procent snížit. Rok 2007 se vyznačoval poměrně velkým suchem. V letech 2008 a 2009 byl průběh počasí během vegetace srážkově příznivý, což mělo pozitivní vliv na růst a vývoj kukuřice, neboť jak uvádí ŽÁK (2009), kukuřice během vegetace citlivě reaguje na nerovnoměrné rozložení srážek. Při porovnání jednotlivých hybridů bylo zjištěno, že nejvyšší průměrný výnos sušiny dosáhl hybrid Benicia 19,3 t. To je o 0,8 t více než hybrid Fixxif a o 3,9 t více než hybrid Saxxoo. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnose sušiny z 1 ha je mezi hybridem Saxxoo a Fixxif a mezi hybridem Saxxoo a Benicia, graf 38. V grafu 10 je znázorněn průměrný výnos sušiny z 1 ha u jednotlivých hybridů v roce 2007, 2008 a 2009. Po vyhodnocení jednotlivých ročníků bylo zjištěno, že nejvyššího průměrného výnosu sušiny dosáhl hybrid Benicia v roce 2008 21,1 t. ha-1. Výnos sušiny byl sledován v jednotlivých termínech sklizně. V prvním termínu sklizně byl průměrný výnos sušiny z 1 ha 15,1 t, ve druhém 18,0 t a ve třetím 20,5 t, v tříletém pokusu. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrném výnosu sušiny z 1 ha je mezi prvním a druhým termínem sklizně, mezi prvním a třetím termínem sklizně a mezi druhým a třetím termínem sklizně, graf 34. V grafu 26 je zachycen průměrný výnos sušiny z 1 ha u hodnocených hybridů ve vybraných termínech sklizně. V tabulce 15 jsou uvedeny hodnoty sklizňové sušiny hmoty kukuřice k příslušným termínům sklizně. Nejvyšší průměrný výnos sušiny z 1 ha byl zjištěn u hybridu Benicia při třetí sklizni – 22,5 tuny. AMON A

KOL.

(2006) uvádí, že výnos

sušiny z 1 ha je závislý na sušině kukuřičné biomasy celé rostliny. Dále uvádí, že pokud sušina kukuřičné hmoty přesáhne 35 % je další zvyšování výnosu sušiny z 1 ha velmi nepatrné. Toto tvrzení však v rámci mého pokusu nelze potvrdit ani vyvrátit. Po zhodnocení tříletého pokusu, bylo zjištěno, že na průměrný výnos sušiny z 1 ha má významný vliv výsevek. Jak znázorňuje graf 18, statisticky neprůkazný rozdíl mezi výsevky se projevil pouze v roce 2007. U jednotlivých hybridů bylo rovněž dosaženo vyššího průměrného výnosu sušiny z 1 ha při navýšeném výsevku, viz graf 51. Pouze u hybridu Saxxoo je tento rozdíl statisticky neprůkazný (α = 0,05).

108

6.3 Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na produkci bioplynu Dle grafu 23 je vliv ročníku na produkci bioplynu statisticky neprůkazný (α = 0,05). Nejvyšší průměrná produkce bioplynu z 1 ha, za jednotlivé pokusné roky, byla dosažena v roce 2008 u hybridu Benicia – 4809,1 m3. Jak uvádí AMON

A KOL.

(2003) správný výběr

hybridu významně ovlivní produkci a kvalitu bioplynu. Po zhodnocení tříletých pokusů bylo zjištěno, že průměrná produkce bioplynu z 1 ha byla po fermentaci biomasy hybridu Benicia 4395,6 m3, hybridu Fixxif 3554,2 m3 a hybridu Saxxoo 3457,2 m3. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 je v průměrné produkci bioplynu z 1 ha je mezi variantou Benicia a Fixxif a mezi variantou Benicia a Saxxoo. Při výběru kukuřičného hybridu k energetickým účelům je podle VENCLOVÉ (2009) základním požadavkem vysoký výnos suché hmoty z 1 ha a odolnost vůči méně příznivým podmínkám, jako je například chlad a sucho. Nejvyšší průměrná produkce bioplynu z 1 ha u varianty s biomasou hybridu Benicia byla dosažena při průměrném výnosu sušiny z 1 ha 19,3 t. Vliv ročníku na průměrnou produkci bioplynu z 1 ha, byl při vybraných výsevcích statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05 mezi, graf 23. Průměrná produkce bioplynu z 1 ha byla sledována ve třech termínech sklizně. Z fermentace biomasy sklizené v prvním termínu byla průměrná produkce bioplynu z 1 ha 1410,8 m3, ve druhém termínu 5103,1 m3 a ve třetím termínu 4893,1 m3. Statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné produkci bioplynu z 1 ha je mezi prvním a druhým termínem a mezi prvním a třetím termínem sklizně, graf 35. K průměrné produkci bioplynu z 1 ha v jednotlivých termínech sklizně, je vhodné uvést příslušnou sušinu sklízené biomasy. Při první sklizni a následné fermentaci byla průměrná sušina fermentované hmoty 19,3 %, ve druhé sklizni 28,4 % a při třetí sklizni 42,7 %, tabulka 15. Toto zjištění se shoduje s pokusem, který prováděl AMON

A KOL.

(2006) a uvádí, že nejvyšší produkce bioplynu je

dosaženo ve fázi mléčně voskové zralosti a sklizňová sušina by se měla pohybovat mezi 30 – 35 %. Podrobnější vyhodnocení pokusu s hybridem Benicia, Fixxif a Saxxoo ve vztahu k průměrné produkci bioplynu v jednotlivých termínech sklizně zachycuje graf 27. Po fermentaci biomasy hybridu Saxxoo, která byla sklizena v prvním termínu, byla hodnota průměrné produkce bioplynu z 1 ze všech porovnávaných variant (hybridů) ha nejnižší – 984,1 m3. Průměrná sušina celých rostlin kukuřice hybridu Saxxoo byla v tomto termínu 16,4 %. AMON A KOL. (2006) nedoporučuje sklízet kukuřici k energetickým účelům se sušinou pod 25 %. Jednak vzhledem k nízké produkci bioplynu z hektaru a jednak z důvodu špatné silážovatelnosti. Po fermentaci biomasy hybridu Fixxif, byla nejvyšší hodnota průměrné 109

produkce bioplynu z 1 ha zjištěna ve druhé sklizni – 4384,8 m3, při průměrné sušině celých rostlin 31,5 %. Fermentací hmoty hybridu Benicia bylo dosaženo nejvyšší hodnoty průměrné produkce bioplynu z 1 ha, a sice ve druhé sklizni – 6282,9 m3, při průměrné sušině celých rostlin kukuřice 28,2 %. Průměrná sušina kukuřičné hmoty daných hybridů v jednotlivých termínech sklizně je uvedena v tabulce 15. Po statistickém vyhodnocení průměrné produkce bioplynu z 1 ha biomasy hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v jednotlivých termínech sklizně bylo zjištěno, že v rámci prvního termínu sklizně jsou rozdíly v průměrné produkci biomasy mezi jednotlivými hybridy statisticky neprůkazné na hladině významnosti α = 0,05. Rozdíly v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi všemi hybridy z první sklizně jsou statisticky průkazné s ostatními variantami z druhé a třetí sklizně. Ve druhém termínu sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi hybridem Benicia a hybridy Fixxif a Saxxoo. Ve třetím termínu sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 mezi hybridem Benicia a hybridem Fixxif. Při porovnání druhého a třetího termínu sklizně je statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05 v průměrné produkci bioplynu z 1 ha mezi hybridem Benicia sklizeném ve druhém termínu a hybridy Fixxif a Saxxoo sklizených ve třetím termínu a dále mezi hybridem Benicia ze třetí sklizně a hybridy Fixxif a Saxxoo z druhé sklizně, graf 25. Po zhodnocení vlivu výsevku, za všechny tři pokusné roky, na průměrnou produkci bioplynu z 1 ha bylo zjištěno, že při navýšeném výsevku je průměrná produkce bioplynu z 1 ha průkazně (α = 0,05) vyšší než u výsevku standardního. Rozdíl činí 1116,6 m3.ha-1, graf 56. Z porovnávaných hybridů ve dvou výsevcích byla nejvyšší průměrná produkce bioplynu z 1 ha dosažena po fermentaci hmoty hybridu Benicia při navýšeném výsevku – 5052,2 m3, to je oproti nejnižší průměrné produkci dosažené u hybridu Fixxif při standardním výsevku o 2307,9 m3 více, graf 52.

110

6.4 Vliv ročníku, hybridu, termínu sklizně a výsevku na obsah CH4 v bioplynu (%) SCHULZ A EDER (2004) uvádějí, že kvalita bioplynu je určována především poměrem hořlavého methanu a oxidu uhličitého. PODLE STRAKY A KOL. (2006) je zastoupení methanu v bioplynu značně proměnlivé. Pohybuje se v rozmezí od 50 % do 85 % obj. v závislosti na kvalitě substrátu. Při hodnocení vlivu ročníku na obsah methanu v bioplynu bylo zjištěno, že průměrný obsah methanu v bioplynu mezi jednotlivými pokusnými roky je na hladině významnosti α = 0,05 statistiky neprůkazný, graf 24. V roce 2007 byl průměrný obsah CH4 v bioplynu 52,4 %, v roce 2008 56,7 % a v roce 2009 57,0 %. Průměrný obsah methanu v bioplynu není ročníkem ovlivňován. Při porovnání průměrného obsahu CH4 v bioplynu vzniklém fermentací biomasy hybridu Benicia, Fixxif a Saxxoo v pokusném roce 2007, 2008 a 2009, bylo zjištěno, že největší podíl CH4 byl v bioplynu vzniklém fermentací hmoty kukuřičného hybridu Fixxif v roce 2008 – 61,5 %, nejmenší pak u hybridu Saxxoo v roce 2007 – 48,8 %. Mezi hybridy v jednotlivých letech nebyl v průměrném obsahu CH4 v bioplynu zjištěn statisticky průkazný rozdíl na hladině významnosti α = 0,05, graf 12. Z tříletých výsledků vyplývá, že nejnižší průměrný obsah methanu v bioplynu byl po fermentaci kukuřičné hmoty sklizené v prvním termínu – 36,8 %, nejvyšší pak v termínu třetím 66,1 %. Rozdíl v průměrném obsahu methanu v bioplynu mezi druhou a třetí sklizní je statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 36. Statistická průkaznost byla zaznamenána mezi první a druhou sklizní a mezi první a třetí sklizní. S termínem sklizně souvisí sušina sklízené hmoty kukuřice. V první sklizni byla průměrná sklizňová sušina 19,1 %, tato hodnota je dosti nízká, z toho důvodu nebyl ani průměrný obsah methanu příliš vysoký – 36,8 %, tabulka 13. AMON

A KOL.(2006)

uvádí, že optimální sušina pro tvorbu

methanu je v rozmezí od 30 – 35 %. Při porovnání jednotlivých hybridů kukuřice ve vztahu k průměrnému obsahu methanu v jednotlivých termínech sklizně, byla nejvyšší hodnota zjištěna u hybridu Saxxoo ve třetí sklizni 67,8 %, nejnižší rovněž u hybridu Saxxoo 26,0 %, ale při první sklizni. Vliv termínu sklizně na průměrný obsah methanu v bioplynu je v tomto případě statisticky průkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 28. Ze statistického vyhodnocení tříletého pokusu vyplývá, že vliv výsevku na průměrný obsah CH4 v bioplynu je neprůkazný (α = 0,05), graf 57. Jako statisticky neprůkazný lze hodnotit vliv výsevku na průměrný obsah methanu v bioplynu i v jednotlivých pokusných 111

letech, graf 20. V rámci jednoho termínu sklizně je průměrný obsah methanu v bioplynu mezi navýšeným a standardním výsevkem statisticky neprůkazný, graf 31. U vybraných hybridů je vliv výsevku na průměrný obsah methanu v bioplynu statisticky neprůkazný na hladině významnosti α = 0,05, graf 53. Po zhodnocení vlivu vybraných ukazatelů působících na průměrný obsah methanu v bioplynu lze říci, že obsah methanu v bioplynu je průkazně ovlivňován termínem sklizně kukuřice. Zejména pak chemickým složením rostlin kukuřice v daném termínu sklizně. Jak bylo zjištěno, se sklizňovou sušinou se zvyšuje obsah methanu. Jak uvádí KULOVANÁ (2000) se zvyšováním sušiny rostlin kukuřice souvisí zvýšené ukládání škrobu, který podle STRAKY (2006) ovlivňuje výtěžnost methanu.

112

7. ZÁVĚR Disertační práce je zaměřena na využití kukuřice jako energetické plodiny. V pokusu, který probíhal v letech 2007, 2008, 2009 byla sledována a hodnocena vybraná pěstitelská opatření ve vztahu k produkci bioplynu. Vzhledem ke stanoveným cílům lze konstatovat, že hybrid s vyšším číslem ranosti FAO 400 Saxxoo nelze jednoznačně doporučit k pěstování v podmínkách pokusné lokality Červený Újezd. Jednotlivé rostliny tohoto hybridu se sice vyznačovaly mohutným vzrůstem a nejvyšší průměrnou hmotností celé rostliny, přesto bylo nejvyššího průměrného výnosu čerstvé hmoty dosaženo u ranějšího hybridu Benicia s číslem ranosti FAO 300 – 67,8 t.ha-1. Rozdíl v průměrném výnosu čerstvé hmoty činil mezi těmito hybridy 6,0 t.ha-1. Výnos sušiny u hybridu Saxxoo byl oproti hybridu Benicia nižší o 3,9 t.ha-1 a produkce bioplynu byla u hybridu Saxxoo oproti hybridu Benicia nižší o 938,4 m3.ha-1. Vzcházející rostliny hybridu Saxxoo se velmi špatně vyrovnávaly s nízkými nočními teplotami, bylo možné na nich pozorovat typické fialové zbarvení. Je zřejmé, že hybrid Saxxoo k tomu, aby byl plně využit jeho výnosový potenciál, potřebuje vyšší teploty zejména v období vzcházení. K pěstování pro energetické využití lze tento hybrid doporučit, ale s ohledem na vhodnější pěstitelské podmínky, jak již bylo zmíněno, především se jedná o teplejší lokality. Ze získaných a uvedených výsledků vyplývá, že Hypotéza 1 „Při pěstování kukuřice k výrobě bioplynu je vhodné vybírat hybridy s vyšším FAO“ nebyla potvrzena. Po zhodnocení dosažených výsledků sledovaných ukazatelů ve vybraných termínech sklizně bylo zjištěno, že vhodným termínem sklizně kukuřice určené k výrobě bioplynu je druhý termín. Tedy fáze mléčně voskové zralosti. V literatuře je uváděno, že při pěstování kukuřice k výrobě bioplynu je hlavním ukazatelem produkce výnos suché hmoty z jednotky plochy. Z výsledků tříletého pokusu vyplývá, že nejvyšší výnos sušiny byl dosažen při třetí sklizni 20,5 t.ha-1. Sklizňová sušina v tomto termínu v průměru přesahovala 40 %. V tomto případě je nutné zohlednit schopnost silážovatelnosti kukuřičné hmoty. Sklizňová sušina se ve druhé sklizni pohybovala kolem 28 %, přičemž průměrný výnos sušiny byl oproti třetí sklizni nižší o 2,5 t.ha-1. Vzhledem k produkci bioplynu, dle citované literatury, lépe vyhovuje sušina rostlinné hmoty dosažená při druhé sklizni, pohybující se v rozmezí od 30 do 35 %. Fázi mléčně voskové zralosti kukuřice se sušinou kukuřičné hmoty od 28 % do 35 % lze doporučit jako vhodnou ke sklizni kukuřice určené k výrobě bioplynu. Toto zjištění potvrzuje Hypotézu

113

2 „Vhodný termín sklizně kukuřice k energetickým účelům je ve fázi mléčně voskové zralosti“ Navýšení výsevku se projevilo u sledovaných ukazatelů pozitivně. Vyjma hmotnosti celé rostliny a hmotnosti palice z jedné rostliny. U těchto ukazatelů byla prokázána vyšší hmotnost při standardním výsevku. Tento jev lze vysvětlit tím, že rostliny při nižším výsevku měly dostatek prostoru a světla, což se kladně projevilo na hmotnosti jejich jednotlivých částí. Při navýšení výsevku byl zjištěn vyšší výnos čerstvé hmoty kukuřice o 14,5 t.ha-1. Výnos sušiny byl oproti standardnímu výsevku vyšší o 3,4 t.ha-1. Produkce bioplynu byla při navýšeném výsevku vyšší o 1116,6 m3.ha-1. Dle uvedených výsledků je při pěstování kukuřice určené k výrobě bioplynu vhodné navýšení výsevku. Optimální navýšení výsevku je takové, při kterém je v daných podmínkách dosažen požadovaný výnos kvalitní biomasy. Hypotéza 2 „Zvýšení výsevku má negativní vliv na výnos“ nebyla potvrzena.

114

8. POUŽITÁ LITERATURA 1. AHRING, B., K., Angelidaki, I., 1997: Monitoring and controlling the biogas process. Proc. Of the 8th Conference on Anaerobic Digestion. Vol. 1 Sendai Japan. 2. AMON TH., KRYVORUCHKO, V., AMON, B., ZOLLITSCH, W., POTSCH, E. 2004: Biogas production from maize and clover grass estimated with the methane energy value system In: EurAgEng 2004 - Engineering the Future, Leuven Belgium 12. -16. September 2004 3. AMON, TH., KRYVORUCHKO, V., AMON, B., ZOLLITSCH, W., MAYER, K., BUGA, S., AMID, A. 2003: Biogaserzeugung aus Mais – Einfluss der Inhaltsstoffe auf das spezifische Methanbildungsvermogen von fruh- bis spatreifen Maissorten In: Bericht uber die 54. Tagung 2003 der Vereinigung der Pflanzenzuchter und Saatgutkaufleute Osterreichs BAL Gumpenstein, 25.-27. November 2003: 1 – 10 4. AMON, TH., KRYVORUCHKO, V., HOPFNER-SIXT, K., AMON, B., BODIROZA, V., RAMUSCH, M., HRBEK, R., FRIEDEL, J.K., ZOLLITSCH, W., BOXBERGER, J. (2006): Biogaserzeugung aus Energiepflanzen. Dostupné z WWW:
2008-01-14

[cit.

2009-04-07].

Dostupné

z

WWW:

. 7. BAIER, J., BAIEROVÁ, V., 1998: Kukuřice a hořčík. Agro, 6: 36-37 8. BARNES, S., P., KELLER, J., 2003: Cellulosic waste degradation by rumen – enchanced anaerobic digestion. Water Science and Technology, 48 (4), s. 155 – 166 9. BASEGRA, U., 1998: Co-Vergarung – Biogas aus organismen Reststoffen und Energiergras. Schweitzer Landtechnik, 6

115

10. BERGMAIR, J., WERAN, N. 2006: Upgrading of biogas and injection into natural gas grid In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 19. – 20. října 2006: 93 – 99 11. BIRCH, C. J., Hammer, G. L., Rickert, K. G., 1998: Dry matter accumulation and distribution in five cultivars of maize (Zea mays): relationship and procedures for use in crop modelling. Australian Journal of Agricultural Research, 50, (4), s. 513 - 527 12. BUDŇÁKOVÁ, M., KLÍR, J. 2006: Skladování a používání vedlejších produktů fermentace. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 19. – 20. října 2006: 145 – 153 13. CELJAK, I., 2008: Biomasa je nezbytná součást lidského života. Biom.cz [online]. 2008-12-22 [cit. 2009-04-16]. Dostupné z WWW: . 14. ČERMÁK, B., LÁD, F., 2006: Výroba kvalitních siláží. Agro Magazín 7 (10), s.: 60-63 15. DAPAAH, H., K., VYN, T., J., 1998: Nitrogen fertillization and cover crop effects on soil structural stability and performance. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 29, 17 – 18, ref. 31 16. DOHÁNYOS, M, ZÁBRANSKÁ, J., 2002: Bioplyn – teorie, výroba, využití In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v České republice, Třeboň 10. 11. října 2002: 15 – 23 17. DOHÁNYOS, M. 2007: Teoretické základy anaerobní fermentace In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 23 – 31 18. DOHÁNYOS, M., 2009: Zvyšování efektivity fermentace - nejnovější poznatky ve výzkumu a praxi. Biom.cz [online]. 2009-02-25 [cit. 2009-04-16]. Dostupné z WWW: . 19. DOHÁNYOS, M., ZÁBRANSKÁ, J., PROCHÁZKA, J., 2008: Intenzifikace výroby bioplynu – předpoklady a praktické zkušenosti. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 83-88 20. DOUCHA, T. 2008: České zemědělství a obnovitelné zdroje energie. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 7-11 116

21. EVANS, L., T., 1993: Crop evolution, adaption and yield. Camerine University Press, Cambringe, s. 500 22. FOGL, J., 1992: Výzkumná stanice Červený Újezd In: Švachula, V.: Pokusná a demonstrační stanice Agronomické fakulty VŠZ, Praha, s. 70 23. FUKSA, P., HAKL, J., KOCOURKOVÁ, D., 2006: Produkční charakteristiky různě raných hybridů kukuřice. Úroda, 3: 24-26 24. GADUŠ, J., PRUŽINSKÝ, J. 2006: Možnosti zvýšenia produkcie bioplynu cestou kofermentácie In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 19. – 20. října 2006: 45 – 50 25. GERHARDT, M., PELENC, V., BÄUMEL, M, 2007.: Application of hydrolytic enzymes in the agricultural biogas production: Results from practical applications in Germany. Biotechnology Journal, 2 (12), s. 1481 – 1484 26. HAVLÍČKOVÁ, K., SUCHÝ, J., WEGER, J. 2007: Potenciál biomasy v modelovém území. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 25. – 26. října 2007: 151-157 27. HILLS, D. J. 1980: Biogas from a hight solids combination of dairy manure and barley straw. Transaction – ASAE, (23/1980): 1500 – 1504 28. HOUSE, H. 2007: Alternative energy sources – Biogas production In: London Swine Conference – Today’s Challenges Tomorow’s Opportunities 3. – 4 April 2007: 119 – 128 29. HRUŠKA, J., 1962: Monografie o kukuřici. SZN v Praze 30. JAKOBE, P., BARANČIC, F., DOLEŽAL, P., HARTMAN, M., KALAČ, P., PŘIKRYL, P., 1987: Konzervace krmiv. Státní zemědělské nakladatelství Praha 31. JANÍČEK, F., 2009: Biomasa ako palivo. Biom.cz [online]. 2009-01-30 [cit. 200904-16]. Dostupné z WWW: . 32. KAJAN, M. 2002: Bioplyn z odpadů živočišné výroby In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v České republice, Třeboň 10. 11. října 2002: 51 – 58 33. KAJAN, M. 2004: Současný stav výroby a využití bioplynu v ČR. In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR po vstupu do EU. Třeboň 13. 14. října 2004:25-28 117

34. KAJAN, M., LHOTSKÝ, R. 2006: Výroba a využití bioplynu v České republice. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 19. – 20. října 2006: 5-9 35. KAJAN, M., ŠTINDL, P. 2007: Výstavba bioplynových stanic v ČR 2007-2013. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 25. – 26. října 2007:5-11 36. KÁRA, J., HANZLÍKOVÁ, I., MUŽÍK, O. 2004: Výroba bioplynu ze zemědělských odpadů. In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR po vstupu do EU. Třeboň 13. - 14. října 2004: 51-61 37. KÁRA, J., KOUTNÝ, R., KOUĎA, J. 2007: Využití digestátu jako paliva. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 25. – 26. října 2007: 125131 38. KÁRA, J., PASTOREK, Z. 2007: Biologicky rozložitelné odpady. Zemědělec, 36/2007: 10-14 39. KÁRA, J., STRAŠIL, Z., HUTLA, P., USŤAK, S. 2005: Energetické rostliny, technologie pro pěstování a využití. Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha, 2005: 63-75 40. KLABZUBA, J., Kožnarová, V., Voborníková, V., 1999: Hodnocení počasí v zemědělství. Agronomická fakulta. Česká zemědělská univerzita v Praze, s. 125 41. KOZÁK, J. 2004: Technologická zařízení pro výrobu bioplynu, současný stav a předpokládaný vývoj. In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR po vstupu do EU. Třeboň 13. - 14. října 2004: 19-23 42. KRAMOLIŠ, P. 2004: Využití travní fytomasy pro kofermentaci. In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR po vstupu do EU. Třeboň 13. 14. října 2004:63-69 43. KULOVANÁ, E., 2000: Fyziologie tvorby výnosu u kukuřice. Úroda 12, s.22-24 44. KWS SEMENA: KUKUŘICE 2002-2003 45. KWS SEMENA: KUKUŘICE 2005-2006 46. LEŠTINA, J. 2008: Rostlinná produkce a výroba bioplynu In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 109 – 113

118

47. LEŠTINA, J., CEPÁK, V., KAJAN, M., 2006: Fytomasa – energetický zdroj pro bioplynové stanice In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 19. – 20. října 2006: 109 – 115 48. LHOTSKÝ, R., KAJAN, M., HEJDUK, S., 2008: Travní biomasa ve vztahu k výrobě bioplynu In Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 69 – 74 49. LOŠÁK, T., 2006: Vybrané poznatky z výživy a hnojení kukuřice. Úroda, 3: 30-31 50. LOUČKA, R., 2009a: Optimální zralost kukuřice pro sklizeň. Agro Magazín 10 (7-8), s.: 16-19 51. LOUČKA,

R.,

2009b: Jaká je optimální doba pro sklizeň kukuřice In: Sborník

odborných článků – Kukuřice, objemné krmivo, s:6-11 52. LOUČKA, R., JAMBOR, V., 2009: Jakou technologii úprav a konzervace kukuřice zvolit In: Sborník odborných článků – Kukuřice, objemné krmivo,s.: 25-27 53. MARIOTTI, M., BONARI, E., MAZZONCINI, M., MASONI, A., 1998: Root growth of maize as affected by tillage. Rivista di Agronomia, 32, (1), 54 – 61, 22. ref. 54. MIDMORE, D., J., 1993: Agronomic modification of ressource use and intercrop produktivity. Field Crops Research , 34 (3 - 4), s. 357 – 380 55. MICHAL, P., 2005: Bioplyn – energie ze zemědělství. Informační přehledy ÚZPI 56. MITRÍK, T., VAJDA, V., 2009: Efektívna výroba kukuričnej siláže In: Sborník odborných článků – Kukuřice, objemné krmivo, s.: 12-16 57. MOLLER, K., 2001: Biogaswirtschaft im okologischen Landbau – Pflanzenbauliche Aspekte, N – Haushalt, Spurengasemissionen In: 10. Jahrestagung „Biogas in der Landwirtschaft“ am 12. – 14. 12. 2001 in Schwabisch Hall 2001: 19 – 31 58. MRÁZ, J.,2001: Hnojení kukuřice. Agro, 3: 40-41 59. MURTINGER, K., BERANOVSKÝ, J., 2008: Energie z biomasy. ERA group spol. s.r.o. Brno, 2008 60. MUŽÍK, O., KÁRA, J., 2009: Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR. Biom.cz [online].

2009-03-04

[cit.

2009-04-03].

Dostupné

z

WWW:

. 61. MUŽÍK, O., SLEJŠKA, A., 2003: Možnosti využití anaerobní fermentace pro zpracování zbytkové biomasy. Biom.cz [online]. 2003-07-14 [cit. 2009-04-09]. 119

Dostupné z WWW: . 62. NOVÁK, J., SKALICKÝ, M., 2008: Botanika: cytologie, histologie, organologie a systematika. Powerprint Praha:294-301 63. PASTOREK, Z.- KÁRA, J.-JEVIČ, P., 2004: Biomasa obnovitelný zdroj energie. FCC PUBLIC, 2004: 180 64. PETR, J., ČERNÝ, V.,HRUŠKA, L., 1980: Tvorba výnosu hlavních polních plodin. SZN Praha 65. PETR, J., MOUDRÝ, J., HÚSKA, J., HOLUBOVÁ, K., 1997: Speciální produkce rostlinná I., (Obecná část a obilniny).AF ČZU v Praze 66. PETŘÍKOVÁ, V., SLADKÝ, V., STRAŠIL, Z., ŠAFAŘÍK, M., USTAL, S., VÁŇA, J., 2006: Energetické plodiny. Profi Press 67. POLÁKOVÁ, L., 2007: Kukuřice pro bioplyn. Zemědělec, 1: 14 68. PROKEŠ, K., 2003: Vliv hustoty porostu na výnos zrna u hybridů s fixním a flexibilním klasem. Kyjov 69. Prokeš, K., 2008: Termín sklizně silážní kukuřice. Úroda 8, s. 58 - 59 70. RESCH., C., BRAUN, R., KIRCHMAYR, R., 2008: The influence of energcrop substrates on the mas – flow analysis and residual methane potential at a rural digestion plant. Water Science and Technology 57 (1), s. 73 - 81 71. RICHTER, J., RYANT, P., 2001: Aktuální otázky výživy a hnojení kukuřice.In: Sborník ze semináře s mezinárodní účastí „KUKUŘICE“.Brno:1-4 72. ŘENČ, J., 2009: Kdo včas sklízí. Úroda 8, s.:13 73. SAFFERMAN, S., FAIVOR, L., 2008: Anaerobic digestion Biogas – potential Assay, Michigan Dairy Review (13/2008): 8 – 9 74. SCHAFFER, W., LETHO, M., TEYE, F., 2006: Dry anaerobic digestion of organic residues on – farm – feasibility study In: MTT Agrifood Research Finland, 2006: 75. SCHULZ, H., EDER, B., 2004: Biogas – Praxis, Okobuch Verlag GmbH, 2004 76. SITUAČNÍ

A

VÝHLEDOVÁ

ZPRÁVA

OBILOVINY,

PROSINEC

2010: Kukuřice.

Ministerstvo zemědělství, s. 72 77. STRAKA, F., DOHÁNYOS, M., ZÁBRANSKÁ, J., JENÍČEK, P., DĚDEK, J., MALIJEVSKÝ, A., NOVÁK, J., OLDŘICH, J., KUNČAROVÁ, M., 2006: Bioplyn.GAS s.r.o. Praha 120

78. STRAKA, F., ZÁBRANSKÁ, J., JENÍČEK, P., KUNČAROVÁ, M., 2007: Dosavadní zkušenosti s provozem BPS In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 25.-26. října 2007: 13 – 22 79. ŠPALDON,E. A KOL., 1982: Rastlinná výroba. Príroda Bratislava 80. ŠREIBER, P.,2000: Proč uplatňovat u kukuřice hnojení fosforem pod patu. Úroda, 48 (2), příloha: 8 81. ŠTAMBASKÝ, J., 2008: Využití enzymatických přípravků ke zvýšení výroby bioplynu z lignocelulozových

materiálů

In:

Sborník

konference

–

Výstavba

provoz

bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 79 – 82 82. ŠTUDLAR, Z., MORAVEC, A., 2002: Aktuální podmínky pro kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla z bioplynu, obchod s úsporami emisí CO2 In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v České republice, Třeboň 10. 11. října 2002:33 – 38 83. ŠUK, J., BALÍK, J., JAKOBE, P., JAMBOR, V., KOHOUT, V., LOUČKA, R., TÁBORSKÝ, V., VRZAL, J. 1998: Kukuřice.VP Agro Kněževes 84. TENKRÁT, D., PROKEŠ, O., ČERMÁKOVÁ, J., BRYCHTA, D., 2007: Projekt Redubar: možnosti vyskladňování biomethanu do stávající plynovodní sítě. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 25. – 26. října 2007:147150 85. VALÍČEK, P., HLAVA, B., HUŠÁK, S., KOKOŠKA, L., MATĚJKA., V., MICHL, J., PAVEL, L., POLESNÝ, Z., WROBLEWSKÁ, E., ZELENÝ, V., 2002: Užitkové rostliny tropů a subtropů. Academia Praha, 2002: 87-88 86. VÁŇA, J., 2006: Legislativní pohled na zbytky po anaerobní digesci bioodpadů. In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 19. – 20. října 2006:139 – 144 87. VÁŇA, J., SLEJŠKA, A., 2002: Bioplyn z fytomasy In: Sborník konference – Možnosti výroby a využití bioplynu v České republice, Třeboň 10. 11. října 2002: 59 – 61 88. VANĚK, V., BALÍK J., PAVLÍKOVÁ D., TLUSTOŠ P., 2002: Výživa a hnojení polních a zahradních plodin.Praha

121

89. VEJTASA, L., MURÁR, V., 2007: Energetické využití bioplynu v kogeneračních jednotkách In: Sborník konference – Výstavba provoz bioplynových stanic, Třeboň 9. – 10. října 2008: 111 – 115 90. VENCLOVÁ, B., 2009: Pícniny vhodné pro výrobu bioplynu. Zemědělec (4), s. 23 91. VRZAL, J., NOVÁK, D., 1995: Základy pěstování kukuřice a jednoletých pícnin. Institut výchovy a vzdělávání Mze v Praze 92. WEILAND, P., 2006: Biomass digestion in Agriculture: A Successful Pathway for Energy Production and Waste Treatment in Germany.Engineering in Life Science, 6 (3), s. 302 – 309 93. ZIMOLKA, J.

A KOL.,

2008: Kukuřice – hlavní a alternativní užitkové směry. Profi

Press Praha 94. ŽÁK, Š., 2009: Faktory oplyvňujúce kukuricu na energetické účely. Úroda 3, s. 21 – 23

122

Využití kukuřice při výrobě bioplynu disertační práce

Recommend Documents