Кулик Максим Іванович

кандидат сільськогосподарських наук, доцент, старший науковий співробітник

Полтавська державна аграрна академія, м. Полтава

 

Рожко Ілона Іванівна

здобувач ступеня доктора філософії спеціальності 201 – «Агрономія»

Полтавська державна аграрна академія, м. Полтава

 

Погребняк Владислав Романович

учень

Полтавська загальноосвітня школа № 25, м. Полтава

 

  Анотація: подано динаміку росту і розвитку рослин та особливості формування урожайності сухої фітомаси енергетичних культур (просо прутоподібне, сорго багаторічне, міскантус гігантський) залежно від кількісних показників рослин (висоти, кількості листків та довжини прапорцевого листка).

  Ключові слова: динаміка, кількісні показники, енергетичні культури, урожайність, фітомаса.

 

  Зменшення енергетичної залежності нашої країни є нагальним питанням сьогодення, адже природні ресурси мають тенденцію до вичерпання, на противагу яким можна використати рослинний потенціал так званих «енергетичних культур» [1, 5].  

  Енергетичні культури – трав’янисті рослини, чагарники, швидкоростучі дерева, або інші види рослин, фітомаса яких може використовуватися як сировина для виробництва біопалива [3]. З-поміж них найбільш поширеними на території нашої країни є: просо прутоподібне, сорго багаторічне та міскантус гігантський (рис.1).

 

 Рис. 1. Енергетичні культури

 

  Просо прутоподібне (Panicum virgatum L.), світчграс – це прямостояча, теплолюбна, багаторічна рослина групи C4; вид проса з родини злакових. Рослина має потужну мичкувату кореневу систему, що може проникати до 3 метрів углибину, прямостоячі, порожнисті стебла – різного кольору, які досягають 0,5-2,7 м у висоту, має довгі ланцетні листки, формує суцвіття – волоть, розмножується насінням і поділом кореневищ.

  Багаторічне сорго, або трава Колумба (Sorghum almum Parodi.) відносять до родини злакових – це природний гібрид гумаю із цукровим сорго. Рослина високопродуктивна й швидкоростуча, формує кущ із трьох-п’яти продуктивних стебел заввишки до 3 м, листки довголанцетні, кількість їх на рослині коливається від 18 до 26 штук, формує суцвіття – волоть, коренева система неглибока розміщується в орному шарі ґрунту. Багаторічне сорго вирізняється високим продуктивним потенціалом, посухо- та солестійкістю. 

  Міскантус (Miscanthus) – багаторічна рослина з родини злакових; найбільш поширені три види міскантусу: M. sacchariflorus, M. sinensis та M. × giganteus, який найбільш поширений на території нашої країни.

  M. × giganteus – міскантус гігантський або гігантеус. Це природний триплоїдний гібрид між міскантусом китайським та міскантусом цукроквітковим Рослина має потужну мичкувату кореневу систему, прямостоячі, заповнені паренхімою стебла, які досягають до 5 м у висоту, має довгі ланцетні листки. Розмножується лише вегетативно – потовщеннями кореня (ризомами). Відрізняється значною продуктивністю фітомаси, зимостійкістю, посухостійкістю, на одному місці може рости 15-20 років [3].

  Протягом тривалого часу вітчизняні та зарубіжні науковці вивчають можливості використання біопаливного потенціалу енергетичних культур: представники родів Miscanthus, Salix та Panicum. В той же час, динаміка росту і розвитку цих культур та особливості формування урожайності вегетативної надземної маси залежно від біометричних показників рослин розкриті не в повній мірі.

  У зв’язку з чим, завдання нашого експерименту передбачали встановлення особливостей формування урожайності енергетичних культур (просо прутоподібне, сорго багаторічне, міскантус гігантський) за кількісними показниками рослин. Дослідження здійснено в умовах центральної частини Лісостепу України згідно методики дослідної справи [2]. Протягом вегетаційного періоду – від сходів до закінчення вегетації проводили спостереження, відмічаючи лінійні прирости стебел, кількості листків на рослині та довжини прапорцевого листка, фіксували продуктивність та урожайність кожної енергетичної культури згідно прийнятих методик [4, 6].

  За результатами проведених досліджень встановлено, що динаміка приросту стебел рослин проса прутоподібного протягом вегетаційного періоду першого року змінювалась в межах – від 5,1 до 15,0 см; при цьому відмічено, що найбільший приріст рослин спостерігався протягом травня-липня, а в серпні-вересні приріст рослин зупинився. Висота стебел сорго багаторічного змінювалась в межах – від 17,3 до 67,3 см; найбільший приріст рослин спостерігався протягом липня-серпня. Висота рослин міскантусу гігантського протягом вегетаційного періоду коливалась у межах – від 82,5 до 112,5 см; найбільший приріст стебел спостерігався протягом травня-червня та серпня-вересня. У жовтні-листопаді фітомаса енергетичних культур змінює колір, стебла дерев’яніють та старіють – у рослини розпочинається фаза спокою: на цей час запасні речовини з листків та стебел накопичуються у вузлах кущіння, коренях та кореневищах, і використовуються для перезимівлі та відростання рослин навесні.

  Кількість листків на рослинах енергетичних культур також змінювалась: найбільше їх було у міскантусу, найменше – на рослинах проса прутоподібного, проміжне значення за даним показником було у сорго багаторічного. Динаміка кількості листків на рослинах енергетичних культур варіювала у незначних межах: для проса прутоподібного – від 1,0 до 2,5 шт., для сорго багаторічного – від 3,2 до 5,5 шт., а для міскантусу гігантського – від 5,8 до 7,5 шт.

  У рослин проса прутоподібного відмічено інтенсивний ріст прапорцевого листка протягом травня-липня (від 4,6 до 9,0 см), в подальшому приріст як рослин, так і даного показника припинився і залишився на рівні 9,0 см. На посівах сорго багаторічного – динаміка приросту прапорцевого листка відбувалася протягом усього вегетаційного періоду: даний показник змінювався у межах від 13,8 (травень) до 47,8 см (вересень), найбільший приріст був у липні-серпні. Інтенсивність приросту довжини прапорцевого листка у рослин міскантусу припадав на травень-червень (від 56,0 до 70,8 см), в подальшому він призупинився і змінювався в незначних межах – від 71,0 до 72,0 см.

 

НІР₀₅ 2,9 (волога фітомаса), НІР₀₅ 2,7 (суха фітомаса)

Рис. 2. Урожайність фітомаси енергетичних культур

 

  З-поміж досліджуваних енергетичних культур найбільшу урожайність вологої та сухої фітомаси забезпечив міскантус гігантський (див. рис. 2), відповідно – на рівні 12,5 і 12,3 т/га, суттєво меншу – сорго багаторічне (8,2 і 7,4 т/га), та найменшу – просо прутоподібне (3,2 і 3,0 т/га). 

  Також було встановлено, що урожайність сухої фітомаси усіх енергетичних культур формується за рахунок кількості рослин на одиницю площі та довжини прапорцевого листка (коефіцієнт кореляції більше 0,7), для міскантусу – додатково залежить ще і від висоти рослин (r>0,7), середньою мірою на урожайність впливає кількість листків на рослині (r=0,3…0,7).

  Отже, урожайність надземної вегетативної маси енергетичних культур, поставлених на вивчення (просо прутоподібне, сорго багаторічне, міскантус гігантський), в більшій мірі обумовлюється кількістю рослин на одиницю площі, довжиною прапорцевого листка, в меншій мірі – кількістю листків та висотою стеблостою.

  Перспективи подальших досліджень полягатимуть у вивченні особливостей формування врожайності енергетичних культур залежно від походження генотипу у взаємозв’язку із погодними умовами вегетаційного періоду.

 

Література:

1. Возобновляемые растительные ресурсы / Д. Шпаар, Д. Драгер, С. Каленская [и др.]; под общ. ред. Д. Шпаар. – СПб.: Пушкин, 2006. – Т. 1. – 416 с.

2. Єщенко В. О. Основи наукових досліджень в агрономії / В. О. Єщенко П. Г. Копитко, В. П. Опришко [та ін.]. – К.: Дія, 2005. – 288 с.

3. Кулик М. І. Навчальний посібник: Енергетичні культури / Максим Іванович Кулик. – Полтава: Астрая, 2016. – 154 с.

4. Методика проведення експертизи сортів міскантусу гігантського (Miscanthus×giganteus J.M. Greef & Deuter ex Hodk & Renvoize) на відмінність, однорідність і стабільність / [В. О. Зінченко, М. В. Роїк, Д. Б. Рахметов та ін.] // Офіційний бюлетень. Державна служба з охорони прав на сорти рослин. – К.: Алефа, 2012. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://sops.gov.uа.

5. Новітні технології біоенергоконверсії : монографія [Текст] / Я. Б. Блюм, Г. Г. Гелетуха, І. П. Григорюк [та ін.] – К. : Аграр Медіа Груп, 2010. – С. 16. 

6. Роїк М. В. Методика проведення експертизи сортів проса прутоподібного (Panicum virgatum L.) на відмінність, однорідність і стабільність: Код UPOV: PANIC_VIR / [М. В. Роїк, Д. Б. Рахметов, С. М. Гончаренко та ін.]. – Київ, 2012. – УІЕСР. – 15 с.