biom.cz › pěstování biomasy › odborné články › Hodnocení dosavadních výsledků s pěstováním krmného šťovíku

Odborné články

Hodnocení dosavadních výsledků s pěstováním krmného šťovíku

Vlasta Petříková

Úvod

Pěstování plodin pro energetické využití začalo mít u nás význam v době, kdy bylo rozhodnuto o získávání energie z obnovitelných zdrojů a to jak v ČR, tak v Evropě i v celosvětovém měřítku. U nás jsme se začali touto problematikou zabývat přibližně od r. 1990, a to na úrovni výzkumu. Z nejrůznějších druhů rostlin, které byly k tomuto účelu vyzkoušeny, se u nás zatím nejlépe osvědčil krmný šťovík. Zaujímá proto v ČR v současné době největší osevní plochy ze všech pěstovaných „energetických“ rostlin. Výsledky s pěstováním krmného šťovíku jsou ale velmi odlišné, podle stanoviště a hlavně podle způsobu ošetřování porostů.

Všeobecná charakteristika plodiny

Původ: šťovík, který u nás pěstujeme pro energetické účely, je původně určen ke krmení hospodářských zvířat jako vysoce kvalitní krmná pícnina. Jedná se o křížence šťovíku zahradního a šťovíku ťjanšanského, vyšlechtěného na Ukrajině v Botanickém ústavu Akademie věd. Vzhledem k zásadní redukci skotu, a tím k nadbytku zelené objemné píce, jsme jej v ČR začali využívat jako obnovitelný zdroj energie ve formě biomasy. Krmný šťovík, původně označený jako Rumex OK 2, je právoplatně registrovanou plodinou nejen pro ČR, ale nově (od 14. 1. 2008) pro celou EU, pod modifikovaným označením odrůdy: šavnat.

Botanické zařazení: šťovík patří do čeledi Polygonaceae, ale od plevelných druhů šťovíků se zásadně liší svými vlastnostmi, neboť se jedná o plodinu a ne o botanický druh. Je to plodina vysoce vzrůstná, dosahuje výšky až 2,8m (v průměru 1,5 až 2,5m). Robustní lodyha nese bohaté květenství a v raných fázích vývoje je i bohatě olistěna. V této fázi je nejvhodnější pro sklizeň na zeleno či na siláž, ke krmným účelům, případně i pro výrobu bioplynu (místo kukuřice).

Nároky na stanoviště: krmný šťovík - Rumex OK 2 je plodina vytrvalá, podle autorů odrůdy vydrží na svém stanovišti až 15 – 20 let. V podmínkách ČR je zatím nejstarší porost, v roce 2008 bude již devítiletý. Pokud se budou porosty správně udržovat, lze jeho porost spolehlivě udržet v dobrém stavu až 10 i více let. Je velmi tolerantní k povětrnostním podmínkám, je mrazuvzdorný a dobře odolává i přísuškům, neboť má hluboké kořeny, které mohou čerpat vláhu i z větší hloubky půdy. Nemá vyhraněné nároky na půdu, daří se mu i v chudších půdách, ale úrodné půdy dobře zúročí zvýšenou tvorbou výnosů. Jedinou výjimkou jsou půdy podmáčené, s vysokou hladinou spodní vody. Jakmile proniknou kořeny do vody, začnou uhnívat a pak porost postupně prořídne, až zcela odumře.

Růst a vývojový rytmus: vytrvalý krmný šťovík se liší od ostatních druhů plodin tím, že po zasetí pozvolna vzchází, zakořeňuje, ale nevytváří ještě dostatek nadzemní hmoty, a proto se v tomto prvém roce vegetace ještě nesklízí. Musí hlavně dobře zakořenit a vytvořit zapojený porost. Od druhého roku a následovně každý další rok velmi rychle obrůstá, zpravidla koncem března bývá již pole zcela zelené. Pro sklizeň na zeleno je nejvhodnější jej sklízet již do 10. května, takže je zdrojem velmi rané kvalitní píce. Pak rychle stárne a začátkem července je v plné zralosti, kdy je nejvhodnější pro sklizeň suché biomasy k energetickým účelům, jako alternativní palivo. V případě květnové sklizně na zeleno znovu obrůstá a lze jej pak jako zelenou hmotu sklízet opakovaně, a to celkem 2 – 3x do roka. Pokud se sklízí jen 1x ročně v plné zralosti, pak během pozdního léta opět obrůstá, ale vytváří jen přízemní růžici listů, kterou lze využít buď ke krmení, nebo pro výrobu bioplynu. Nevadí ale, když se tento nový obrost nesklidí, před zámrzem pak přirozeně odumře. Během zimy dobře snáší i dlouhodobý sněhový pokryv a nevadí mu ani holomrazy, na jaře vždy spolehlivě obroste.

Zakládání porostů a agrotechnika: setí krmného šťovíku bylo dle autorů odrůdy stanoveno obecně na jarní období. Aby ve druhém roce byly vytvořeny již plodonosné lodyhy, a tím první sklizeň, je nutné šťovík zaset do konce června. V poslední době, kdy bývá jarní sucho, doporučujeme setí podzimní, kdy je pro řádné vzejití osiva jistá zimní vláha. Termín podzimního setí není nijak omezen. Lze jej set od září až do listopadu. Pokud nevzejde na podzim, spolehlivě vzchází na jaře, semeno se nijak nepoškodí.

Příprava půdy musí být pečlivá pro drobná semena obdobně jako pro řepku. Semeno nesmí přijít hluboko, zpravidla jen 1,5cm. Vhodné je vyhnojení organické, nebo po dobré předplodině, s doplněním NPK před setím. V průběhu prvního roku je nutné porost odplevelovat pouze mechanicky, tedy pravidelným posečením, nejméně 2 – 3x do roka, s tím, že se posečená hmota nechá na poli jako mulč.

Od druhého roku se přihnojuje zpravidla jen na jaře, stačí cca 2 q ledku/ha, tj. asi 54 kg N/ha. Přihnojení PK se volí v případě malé zásoby těchto živin v půdě. Sklizeň zralého šťovíku nastane zpravidla do 10.7. Sklízí se běžnou zemědělskou technikou, např. „mačkačem“ na řady a po doschnutí se slisuje do balíků nebo sběrací řezačkou, pokud je třeba získat řezanku. Velmi důležité ošetření po této letní sklizni je provzdušnění půdy, nejlépe diskovým podmítačem, přičemž je vhodné disky nastavit do kolmé polohy, aby půdu příliš neobracely. Šťovík začne do týdne opět obrůstat a dobře zregeneruje. Největší chyba řady pěstitelů spočívá v tom, že se obávají toto provzdušnění provézt. Provzdušnění půdy je třeba opakovat každý rok po letní sklizni, jinak se porost zaplevelí a zdegraduje natolik, že je nutné jej již za 3 - 4 roky zlikvidovat.

Ošetření proti škůdcům je třeba zajistit v prvním roce vegetace, v případě napadení vzcházejících rostlin dřepčíkem (obdoba řepky). V období velkého sucha a vysokých teplot je třeba dát pozor na výskyt mandelinky ředkvičkové, která šťovík napadá nejčastěji v polovině května. Pak je nutný postřik běžným insekticidem. Ošetření proti chorobám se zatím nemuselo provádět, neboť nebyly dosud žádné choroby zjištěny.

Energetické vlastnosti šťovíku - šavnatu

Sláma šťovíku byla podrobena příslušným analýzám v Ústavu pro výzkum a využití paliv v Běchovicích a jejich výsledky vyplývají ze souhrnného přehledu :

vzorek % MG/kg
voda popel spalné teplo výhřevnost
původní 12,51 1,85 16,77 15,35
bezvodý - 2,11 19,17 17,89

Tyto laboratorní výsledky byly potvrzeny též v provozních zkouškách. Sláma šťovíku byla spalována v nových kotelnách ve Žluticích a v Bouzově - kotel Verner „Golem 1800“, a porovnáním s dalšími palivy byly získány následující údaje:

palivo teplota v komíně výkon kotle
dřevo 230°C 1800 KW
šťovík 225°C 1900 KW
sláma 180°C 1400 KW

K výsledkům měření byl doplněn tento komentář:

  • šťovík se chová jednoznačně jako velice kvalitní palivo, oproti slámě dosahuje vyššího výkonu a lepšího spalování
  • vykazuje lepší vlastnosti proti drcení na rozdružovadle, je křehčí
  • je vhodnější pro šnekovou dopravu, neucpává šneky
  • i při vyšší vlhkosti cca do 30 % je dobře spalitelný (při zachování kvality spalování). Sláma je spalitelná do 20 % vlhkosti.

Ze závěrů těchto provozních spalovacích zkoušek vyplývá, že se dle prvních zkušeností jedná o velice zajímavé a perspektivní palivo.

Z hlediska spalovacích procesů jsou důležité též teploty tavitelnosti popele. Výsledky získané rovněž analýzami z Běchovic jsou velmi příznivé, neboť vykazují všeobecně vysoké hodnoty: teplota spékání (sintrace) tS - 1191°C , počátku deformace tA – 1306°C, tání tB – nad 1500°C, tečení tC – nad 1500°C.

Vysoké hodnoty tavitelnosti popele i příznivé výsledky měření energetických vlastností šťovíku svědčí o tom, že toto palivo je výhodné, neboť se podobá parametrům tradičního dřeva. Vysoká teplota tavitelnosti popele je důležitá pro bezproblémové spalování biomasy, která se v topeništi nespéká a nepoškozuje vnitřní prostory kotle.

Uplatnění energetické biomasy

Biomasu z energetických bylin lze využívat pro vytápění různými způsoby podle místních podmínek, např.:

  1. Spalování vypěstované biomasy v modernizovaném energetickém zařízení, kdy se např. zastaralé kotle na uhlí vymění za kotle na biomasu a zemědělský podnik si pak zajišťuje vlastní palivo pěstováním energetických rostlin na svých polích. Nejčastěji se spalují slisované balíky nebo řezanka, obdobně jako štěpka.
  2. Drobní pěstitelé (s minimální osevní plochou 1 ha) pěstují biomasu především pro úspory při vytápění rodinných domů. Biomasa se sklízí převážně řezačkou a vzniklá řezanka se pak mísí s dřevní štěpkou nebo se spaluje se dřevem.
  3. Zemědělský podnik přímo a dlouhodobě spolupracuje s obecními aktivitami: nejjednodušší případ je výkup vypěstované suché biomasy obecní biokotelnou.
  4. Výkup biomasy od pěstitelů velkými teplárenskými provozy dle sjednané ceny. Tyto případy by mohly být časté, ale dosud není spolehlivě dořešeno správné rozdružování balíků na drobnou řezanku tak, aby bez problémů vyhovovala dopravním cestám přísunu paliva do kotle.
  5. Lisování biopelet z vypěstované fytomasy. K lisování se využívá zařízení obdobné jako pro lisování krmných granulí z tradičních pícnin nebo jsou v poslední době vyvíjena speciální peletovací zařízení. Použití pelet je pak výhodné pro automatické přikládání, což je významné zdokonalení komfortu vytápění oproti např. jiným formám pevných paliv.
  6. Výroba biobriket z pěstovaných energetických rostlin. V poslední době vznikají postupně briketárny pro lisování této bylinné fytomasy s využitím spolehlivých lisů. Takové briketárny mají většinou charakter maloprovozů s cílem vlastního samozásobování nebo bližšího okolí. Rostlinné brikety jsou vhodnou náhradou za polena do krbů a kamen.
  7. Vysoká kvalita zelené hmoty krmného šťovíku je oprávněným předpokladem jeho využití též ke krmným účelům (k čemuž byl původně vyšlechtěn), anebo i k výrobě bioplynu. Tyto možnosti potvrdily dosavadní modelové testy, kdy byla zjištěna v podstatě stejná intenzita vývinu bioplynu po přídavku šťovíku jako po stejném přídavku kukuřice.

Kvalita porostů krmného šťovíku

Kvalita porostů šťovíku se značně různí, a to všeobecně v celé ČR. Záleží především na tom, jak se pěstitel o porosty stará a jak dodržuje doporučení konkrétního ošetření. Bohužel se dříve stávalo, že se většinou zvolila pro založení porostu šťovíku deficitní půda, kde většinou nikdy řádná úroda nebyla. Převládal názor, že šťovík snese všechno. Krmný šťovík ale není plevel, je to řádná zemědělská plodina.

Také se často nedbá na varování před vysokou spodní vodou. V těchto půdách se porost poškodí zpravidla již druhý rok vegetace. Pro spolehlivou pěstitelskou technologii bylo nutné ověřit i doporučení autorů odrůdy v našich podmínkách. Důležitá je především výsevná dávka, kterou je nutné zvýšit z původně doporučovaných 5 kg/ha na minimálních 7 – 8 kg/ha. Zjistili jsme, že výsev 5 kg/ha byl nízký a porosty pak byly řídké. Takto zaseté byly bohužel všechny šťovíkové porosty zakládané v prvním období, cca před 5-6 lety. Z výše uvedených důvodů - podmáčená půda, neprovzdušování půdy, nízký výsev – byly proto některé porosty pro jejich špatnou kvalitu bohužel již zlikvidovány. Jedním ze špatných příkladů byl porost nedaleko Holic, který proto musel být již po 3 letech zlikvidován (obrázek 1). Bohužel, podobně skončily i některé další porosty.

Obr. 1: Porost krmného šťovíku ve třetím roce vegetace (podmáčená půda)

Zásadním problémem bylo přesvědčit pěstitele, že je nutné půdu provzdušňovat. Pokud si pěstitel nechal poradit a provzdušnění provedl, porosty se zásadně zlepšily a nebylo třeba je likvidovat. Po prodiskování se porost nejen nepoškodil, ale celkovou regenerací se dokonce začal postupně zahušťovat (obrázek 2), i když se nepodařilo zlepšit stav tohoto konkrétního porostu tak, jako kdyby byl provzdušňován již od druhého roku vegetace.

Obr. 2: Porost krmného šťovíku po diskování ve čtvrtém roce vegetace

V zájmu dostatečně hustého zapojení porostu hned po založení se ale na základě těchto zkušeností doporučuje jednoznačně zvýšit výsev alespoň na 8 kg/ha, jak bylo již uvedeno. Hustý zapojený porost je pak ochranou proti nežádoucímu zaplevelení.

O reálné možnosti udržení šťovíkového porostu dlouhodobě v dobrém stavu svědčí porost na Benešovsku, který byl v r. 2007 již osmiletý, nejstarší v ČR (obrázek 3).

Obr. 3: Osmiletý porost krmného šťovíku

Významnou podmínkou pro úspěšné založení šťovíkové kultury zajišťující vysoký výnos je řádně obdělávaná úrodná půda. Při správném ošetřování porostu a zvýšeném výsevu byl vytvořen velmi pěkný porost nedaleko Lanškrouna. Porost byl čistý, nezaplevelený, dosáhl výšky až 2m a to i přes velmi suché počasí v r. 2007 (obrázek 4).

Obr. 4: Krmný šťovík založený na kvalitní půdě, správně ošetřovaný, ve druhém roce vegetace

Tento porost může být vzorným příkladem a jednoznačným dokladem úspěšného pěstování této významné energetické plodiny, neboť hned v prvním sklizňovém roce 2007 na devatenáctihektarovém poli dosáhl výnos kolem 9 t/ha suché hmoty. Je to úspěch i proto, že v tomto roce při extrémním nedostatku srážek byly obecně sníženy výnosy téměř všech plodin na většině území, včetně šťovíku, kde se výnosy suché hmoty pohybovaly v lepším případě kolem 5,5 – 6,5 t/ha.

Souhrn a závěry

Pěstování krmného šťovíku Rumex OK 2 pro energetické účely je jednou z nejdůležitějších cíleně pěstovaných energetických rostlin. Podmínkou pro jeho úspěšné pěstování je správné založení porostu a jeho řádné ošetřování. K tomu je nezbytné využít všech praktických zkušeností a vypracované agrotechniky pro podmínky České republiky. Při dodržení doporučovaných zásad pěstování lze porost udržet dlouhodobě v dobrém stavu, nejméně 8 a více let, při výnosech kolem 6 – 9 (i více) t/ha suché energetické biomasy. Krmný – energetický šťovík lze sklízet i na zelenou hmotu pro krmné účely nebo i jako přídavek do fermentoru při výrobě bioplynu (po provozním ověření) a to opakovaně, 2 – 3x do roka. Energetické byliny (i ve směsi se slámou a jinými druhy rostlin) lze úspěšně lisovat do tvarovaných fytopaliv, jako jsou pelety nebo brikety.

Doporučená literatura