Topinambur hlíznatý (Helianthus tuberosus L.) - netradiční alternativní plodina pro průmyslové a energetické využití

S ohledem na setrvalý rozvoj zemědělství budeme nuceni přistupovat k inovacím v soustavě hospodaření na půdě. Jednou z možností je pěstování nových alternativních plodin, k nimž lze zařadit také topinambur.

Topinambur je jednou z plodin, která může do budoucna najít důležité místo jako alternativní zdroj použitelný v buď v pícninářství (siláž, zelené krmení) nebo v potravinářském průmyslu jako vhodná doplňková potravina pro diabetiky a surovina pro racionální výživu. Topinambury mohou dále sloužit jako alternativní zdroj pro výrobu bioetanolu, nebo jako energetický zdroj (palivo). V tomto příspěvku jsou uvedeny základy technologie pěstování a možnosti využití topinamburu.

Charakteristika plodiny: plodina s delší vegetační dobou, nenáročná na půdu, pěstované převážně pro hlízy, které mají vysoký obsah inulínu.

Původ: Severní Amerika, kde volně roste dodnes.

Botanické zařazení: Čeleď hvězdicovité (Asteraceae).

Vytrvalá rostlina s hlízovitým oddenkem, lodyhou přímou lysou nebo drsně chlupatou, nahoře větvenou. Listy většinou vstřícné, vejčité, v křídlatý řapík zúžené, hrubě pilovité, zašpičatělé, na líci drsné, na rubu bělavě pýřité, horní o něco menší. Úbory na konci větví jednotlivé přímé 4-8 cm v průměru, zákrovní listeny kopinaté, zašpičatělé, brvité tmavozelené tak dlouhé jako průměr terče, odstálé, lůžko vypuklé, terčovité, květy žluté velikosti 6 mm, jazykovitých květů 12-15, žloutkově žlutých velikosti 3-4 cm kvetoucích v září až říjnu, nažky 5-6 mm, lysé nebo chlupaté s 1-4 brvitými štětinkami. Výška rostliny je 50-250 cm. Hlízy jsou většinou nepravidelné s bílou nebo červenou slupkou. Hlízy obsahují 13-20 % inulínu, fruktózy a glukózy, 7 % NL a 1 % vlákniny.

Nároky na stanoviště: Topinambur často zplaňuje, roste prakticky na všech půdách i v půdách horších nebo lesních. Délka vegetační doby je 4 až 8 měsíců. Vyžaduje chladnější, sušší i vlhčí klima. Lze jej pěstovat na pozemcích, které není možné z různých důvodů dočasně zemědělsky využívat. Hlízy topinamburu se vyznačují vysokou odolností vůči mrazu (až do -30 °C).

Povolené odrůdy: Běloslupké (1959)

Osevní postup: Topinambur se pěstuje na jeden rok nebo i na více roků. Na jeden nebo dva roky se zařazuje do osevního sledu jako jednoleté nebo dvouleté kultury. Topinambur lze zařadit do osevních postupů s vysokým podílem obilnin. Nevýhodou jednoletého pěstování je to, že sklizeň hlíz musí být zpravidla provedena po ukončení vegetace ještě na podzim, aby mohl být pozemek připraven pro pěstování následné plodiny. Sklizeň hlíz na podzim je obtížnější a pracnější než na jaře, protože hlízy a kořeny většinou vytvářejí s půdou kompaktní bal, který sklizňová mechanizace (bramborové kombajny) špatně sklízí. Další nevýhodou je zaplevelení následných plodin topinamburu. Proto se po této plodině doporučuje pěstovat brzy sklízené jarní směsky nebo krmné okopaniny, aby bylo možné likvidovat rostliny a hlízy, které obyčejně obrůstají. Další možností je nechat hlízy po sklizni zbylé v půdě vyklíčit a poté aplikovat přípravek Roundup v dávce 2 l.ha^-1. Pokud bude po topinamburu následovat jarní ječmen, lze použít herbicid Aminex Pur v dávce 2 l.ha^-1.

Hnojení: K topinamburu lze aplikovat stájová hnojiva, nejčastěji chlévský hnůj v dávce kolem 30 t.ha^-1, nebo kejdu skotu do dávky 90 m³.ha^-1, případně kejdu prasat v dávce do dávky 110 m³.ha^-1. Je možné používat i stabilizované kaly z čistíren odpadních vod v dávce do 70 m³.ha^-1. Minerální P,K hnojiva se aplikují před zimní hlubokou orbou v závislosti na zásobě půdních živin, předplodině apod. Dusíkatá hnojiva se aplikují na jaře po smykování a vláčení. Porosty pěstované na zelenou hmotu se hnojí rovněž podle zásobenosti půd živinami. Nejvyšší doporučované dávky jsou až 140 Kg N, 50 kg P₂O₅, 150 kg K₂O, při pěstování na hlízy v dávce 70-80 kg N, 90 kg P₂O₅, 60-120 kg K₂O na hektar. Po první sklizní na hmotu se doporučuje přihnojit 30 kg.ha^-1 N.

Odběr živin sklizní při produkci 1 tuny sušiny (kg)

Agrotechnika

Technologický postup jednoletého pěstování

Na podzim po sklizni předplodiny se provede podmítka a její ošetření. Aplikují se organická hnojiva. Těsně před zimní hlubokou orbou se aplikují také fosforečná a draselná hnojiva. Provede se zimní orba na plnou hloubku ornice. Prvním zásahem na jaře je smykování a vláčení. Poté následuje aplikace minerálního dusíku. Kypření je účelné v bramborářských oblastech provádět opakovaně. Prvním kypření do hloubky 8-12 cm, druhé do hloubky 16-22 cm. Druhé kypření je nejlepší provést těsně před sázením. Topinambur se sází v dubnu sazeči brambor na hloubku 6-12 cm do sponu 62,5-75 cm x 24-40 cm. Pro sadbu se využívají hlízy o hmotnosti 40-60 g, přičemž na hektar by mělo být vysazeno 50 000 až 55 000 hlíz. Po výsadbě je vhodné porost topinamburu ošetřovat podobně jako kultivace brambor. To předpokládá, že asi 7 až 10 dní po sázení se provede vláčení síťovými branami a poté proorávka na slepo. Podle konkrétních stanovištních podmínek se jak vláčení, tak proorávka na slepo mohou opakovat.

Po vzejití rostlin se provede plečkování a vláčení síťovými branami s tím, že na rozdíl od brambor je třeba dbát maximální opatrnosti, neboť vzcházející rostlinky topinamburu jsou v tomto období mnohem citlivější na poškození než brambory. Tyto operace lze podle konkrétních podmínek opakovat ve vhodných časových intervalech. Posledním kultivačním zásahem je hrůbkování na hloubku 4-6 cm s nahrnutím asi 3-6 cm půdy ke stonkům topinamburu. Uvedené zásahy zabezpečují při dobrých podmínkách růstu a vývoje porost bez plevelů. Druhotné zaplevelení, tak jak je známo u brambor, je zcela potlačeno vysokým porostem topinamburu v druhé části vegetace. Během vegetace se neprovádí žádné další zásahy, ani aplikace hnojiv nebo pesticidů. Před sklizní na podzim, pokud nebyla nadzemní část využita přímo jako objemové krmivo nebo na siláž, je třeba nať odstranit posekáním žací řezačkou a zbylé strniště rozbít ve výšce stonků 5-10 rozbíječem natě. Sklizeň hlíz může být podzimní nebo jarní.

Technologický postup při víceletém pěstování

Založení porostu v prvém roce pěstování je stejné jako při jednoletému pěstování. Výhodou víceletého pěstování je, že odpadá nákup sadby včetně její výsadby, neboť porost je schopen samoobnovy z hlíz, které zůstaly na pozemku po sklizni. Z tohoto důvodu se část produkce hlíz nechává při víceletém pěstování na poli. Další výhodou je, že se hlízy dají sklízet na jaře, kdy je mechanizovaná sklizeň snadnější než na podzim neboť přes zimní období dojde k narušení kompaktního celku kořenů, hlíz a půdy mrazem a dále, že nezaplevelují následnou plodinu. Po jarní sklizni se pozemek přihnojí minerálními hnojivy (nejlépe ve formě NPK v dávce dusíku 100-120 kg.ha^-1 a nahrůbkuje). Při dobré zásobě P,K v půdě se aplikuje pouze dusík. Dále se provádí kultivační zásahy jako v prvním roce. Hlízy narůstají nejvíce ke konci září a v říjnu. Oproti bramborům mají výhodu, že ani v suchých letech nemají nadlimitní obsah dusičnanů. Při každé sklizni je účelné vědomě zanechat určitou část hlíz na pozemku. Chceme-li pak pozemek využít pro jinou plodinu, je po jarní sklizni topinambur na plně vyklíčené nesklizené hlízy nejjistější aplikovat přípravek Roundup v dávce 2 l.ha^-1.

Ochrana rostlin: Topinambur podléhá minimálně chorobám nebo škůdcům. Uvedené agrotechnické zásahy zabezpečují při optimálních podmínkách růstu a vývoje porost bez plevelů. Druhotné zaplevelení, tak jak je známo u brambor, je zcela potlačeno vysokým porostem topinamburu v druhé části vegetace. Jinak se uvádí, že se porosty topinamburu ošetřují herbicidy preemergentně jako u brambor, po jejich aplikaci se před vysazováním hlíz řádky zahrnují. Při víceletém pěstování na těžkých půdách jsou hlízy napadány houbou hlízenkou obecnou (Sclerotinia libertiana F.).

Sklizeň a posklizňové ošetření: Sklizeň hlíz lze uskutečnit na podzim nebo na jaře. Sklizeň zelené nadzemní hmoty pro krmení nebo silážování se provádí jednou až dvakrát do roka a to první počátkem července a druhá v říjnu. Sklizeň hlíz se provádí stroji obdobně jako u brambor nejlépe dvouřádkovým vyoravačem TEK s převážně ručním sběrem hlíz, neboť jsou křehké a snadno se poškozují. Podzimní termín se však z hlediska jistoty sklizně a možnosti využití mechanizace příliš nedoporučuje. Technologicky nejvýhodnější je jarní termín sklizně. Sklízet však lze i v jiných termínech, v závislosti na užitkovém směru pěstování. Nejvyšší obsah inulínu s příznivým poměrem fruktózy a glukózy je při sklizni koncem listopadu. Při pěstování hlíz na obsah inulínu se kombinovaná sklizeň natě a hlíz nedoporučuje, neboť z nadzemní hmoty se do hlíz redislokuje až 30 % cukrů. Při jarní sklizni je práce bramborových sklízečů mnohem spolehlivější a není nutně vynakládat další ruční práci.

Pokud jde o skladování, je známo, že hlízy topinambur snadno vysychají a za běžných podmínek se nedoporučuje skladovat je déle než 14 dní. Z důvodů špatné skladovatelnosti se doporučují sadbové hlízy sklízet až na jaře. Vzhledem k využití hlíz na výrobu fruktózního sirupu bylo zkoušeno prodloužit i jejich skladování. Bylo zjištěno, že hlízy musí být vzhledem k evaporaci skladovány při relativní vlhkosti blížící se 100 % a aby nedošlo k prorůstání pupenů je doporučována skladovací teplota 2 °C. Dosahované výnosy: 15-30 t.ha^-1 hlízy, 35-100 t.ha^-1 zelená hmota nadzemní fytomasy. V našich pokusech ve VÚRV Praha-Ruzyně (stanice Lukavec) jsme dosahovali např. v období 1993-95 v závislosti na agrotechnických opatřeních výnosů hlíz 29-51 t.ha^-1.

Možnosti využití produktu:

hlízy

• potravinářský průmysl
  syrové hlízy: zeleninové saláty, sterilizace v sladkokyselém nálevu;
  sušené plátky: přesnídávkové směsi, müsli;
  sirob (dia sladidlo, krystalická fruktóza);
  dřeň (cukrářství, pekařství)
• krmení hospodářských zvířat nebo lesní zvěře
• sadba
• bioetanol: před výrobou je třeba kyselé hydrolýzy (zředěná kyselina sírová) nebo enzymového zpracování (enzym inulinása, který je v určitých vegetativních stádiích přítomen v hlízách) inulínu na jednoduché cukry, které jsou kvasinkami zkvasitelné. Při technologii odpadá oproti bramborům proces paření, je možné využít stávajícího zařízení lihovarů, které je třeba doplnit struhákem nebo drtičem na rozmělnění hlíz. Při zkvašování šťávy je třeba zařízení lihovaru doplnit ještě o lis.

nať

• krmení zvířat (siláž, zelené krmení)
• bioplyn
• energetické využití suché natě: palivo (spalné teplo natě je 16,38 MJ/kg)

Ekonomika: Pro větší využití je třeba finanční podpora pěstitelů ale i zpracovatelů hlíz na sirup, dia výrobky a výrobky racionální výživy. V cenové konkurenci umělých sladidel má využití hlíz topinamburu bez dotací nebo daňového zvýhodnění pěstitelů nebo zpracovatelů malou šanci.

Podle Čepla a kol. (1997) byla v roce 1994 při výnosu 25 t.ha^-1 výkupní cena 4 Kč.kg^-1 a tržba z 1 hektaru 100 000 Kč. Náklady se odhadovaly na 60 000 Kč, zisk na 40 000 Kč a hektar.

Velkou výhodou topinamburu je, že je to plodina, která je vhodná pro pěstování do téměř všech výrobních oblastí. Je plodinou, jak bylo výše naznačeno, která se dá využívat ve více odvětvích. Navíc při dořešení problematiky využívání bioetanolu ("lihobenzínu"), který lze bez větších potíží přimíchávat do benzínu nebo v lepším případě se může zpracovávat na ETBE, jež by ve složení benzínů nahradil MTBE (MTBE se vyrábí z dováženého metanolu), by mohl být topinambur jednou z plodin využívaných pro jeho výrobu. Ani zde se však asi zatím neobejdeme bez počátečních finančních dotací.

Literatura

• Čepl, J., Vacek, J., Bouma, J.: Technologie pěstování a užití topinamburu. Metodika ÚZPI, č.9, 1997.

 

Tento příspěvek byl zpracován za podpory NAZV (projekty EP 6457, QD 1208, QD 1209).

 

Mladá rostlinka topinamburu hlíznatého

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu