Bioplyn – kukuřice – krmný šťovík

Úvod

Současná výroba bioplynu v tzv. zemědělských bioplynových stanicích (BPS) je založena převážně na využívání kukuřice, která se úspěšně šlechtí na výkonné odrůdy s vysokými výnosy nadzemní biomasy přímo pro účely BPS. Proto je zařazování kukuřičné siláže (senáže) do „krmné dávky“ vedle hnoje či kejdy pro výrobu bioplynu spolehlivé a velmi oblíbené. V poslední době se ale začínají projevovat určité problémy, protože je pěstování kukuřice stále dražší a také prostor pro její pěstování je již 2 roky omezen. Po novelizaci zemědělského zákona nelze širokořádkové plodiny, včetně kukuřice, pěstovat na větších svazích (jen do 7°) oproti dřívější možnosti (do 13°).

Obr. 1: Eroze půdy na kukuřičném poli po přívalovém dešti, dne 9.6.

Eroze půdy

Důvodem vzniku zmíněné novely zákona byla mimo jiné i nežádoucí eroze půdy, vznikající na polích s nedostatečným vegetačním krytem, které jsou nyní stále častěji ohrožovány. Vznikají tak nedozírné škody na půdní úrodnosti a také v okolí pěstitelských ploch na komunikacích a blízkých obydlích, zanesením „bahna“ z polích a nutnosti jeho nákladného odstraňování. Nejčastější eroze vzniká právě na polích s kukuřicí, protože vzchází později a zpravidla ještě ani v červnu netvoří dostatečně zapojený porost – příklad na Obr. 1.

Tradiční a v podstatě jediné účinné opatření proti vodní erozi je zatravňování svažitých pozemků. Bohužel, v poslední době se u nás mění orná půda na travní porosty až příliš rychle a ve velkém rozsahu, což může způsobit další problémy. Vzhledem k soustavné redukci stavů hospodářských zvířat, včetně skotu, je pak luční trávy nadbytek, neboť není pro ni dost konzumentů. Mnohdy se proto stává, že se louka poseče a pokos se jen odstraní na okraj pozemku, nijak se nevyužije a může se tak stát dokonce odpadem. Tráva postupně tlí a posiluje tak atmosféru o další skleníkové plyny – CO₂. V tomto případě nemá pak tento „ekologický“ přístup k prostředí žádný přínos, je zcela neefektivní a dokonce negativní – viz příklad na Obr. 2 (ale přitom je tento způsob „hospodaření“ štědře dotován).

Obr. 2: Luční porost, tráva z první seče je na hromadě u lesa

Biomasa pro BPS

Samozřejmě je proto velmi vhodné trávu z TTP využívat pro výrobu bioplynu, je to účelné a praktické. Kvalita luční píce je ale oproti kukuřici podstatně horší a také výnosy jsou mnohem nižší, než v případě kukuřice. Pro velké bioplynové stanice je ale nutné zajistit spolehlivě dostatečnou zásobu biomasy, potřebnou jako jednu ze zásadních složek „receptury“ pro fermentaci v zemědělské bioplynové stanici. Nejvhodnějším zdrojem je tedy známá kukuřice, ale vzhledem k současným určitým problémům s jejím pěstováním (jak bylo už řečeno), je třeba hledat další možnosti, resp. plodiny, které by kukuřici mohly doplnit nebo někde i nahradit.

Obr. 3: Krmný šťovík ve stadiu vhodném ke sklizni pro výrobu bioplynu - 7.6.

Takovou plodinou může být krmný šťovík, neboť má vynikající kvalitu, s vysokým obsahem obou základních živin – N látek i cukrů. Proto se začal také u nás pěstovat ke krmení (na zeleno, nebo na siláž či senáž). Je to jediná pícnina, která obsahuje obě tyto hlavní živiny a to dokonce v optimálním poměru. Dokladem jsou výsledky analýz vzorků krmného šťovíku, odebírané z 9tiletého porostu v průběhu jednoho měsíce, jak je zřejmé z následující tabulky 1.

Tab. 1.: Krmné hodnoty šťovíku, Rumex OK 2 - stanovil VÚŽV Uhříněves v r. 2008

Výsledky plně potvrzují dobrou kvalitu krmného šťovíku a to jak vysoký obsah dusíkatých látek, tak i redukovaných cukrů. Zajímavá je také změna krmných hodnot v průběhu stárnutí rostlin, což je zřejmé zejména z obsahu NL, které se již v polovině května náhle a výrazně snižují (z 19,82 na 11,99 %). Obsah redukovaných cukrů ale zůstává stále vysoký a to přes 11 %. Výsledky těchto analýz mají velký praktický význam:

1. sklizeň ke krmení (na zeleno) je třeba zajistit velni brzy, přibližně již začátkem května a pak následují další 3 až 4 seče
2. vysoký obsah redukovaných cukrů umožňuje snadnou konzervaci, např. senážováním
3. termín sklizně pro využití k výrobě bioplynu se posunuje až do začátku či poloviny června, když stárnutím porostu dochází k žádoucímu snižování obsahu N látek – viz výsledky z 26. a 30.5. V té době je šťovík ve stádiu plného kvetení, dosahuje tak nejvyšší hmotnosti, a tím i nejvyššího výnosu – Obr. 3.

Krmný šťovík pro BPS lze sklízet také dříve, obdobně jako na krmení, ale pak je potřeba zajistit více sečí do roka. Po této hlavní červnové sklizni začne ale šťovík také ještě znovu obrůstat, a pak lze získat další 1 až 2 doplňkové seče - Obr. 4. Kvalita obrůstání pak záleží na kvalitě půdy, či na stupni vyhnojení. V některých případech je ale třeba v průběhu roku porost lehce prodiskovat, aby se půda provzdušnila, což má zásadní vliv na další úspěšné obrůstání porostu.

Obr. 4: Krmný šťovík, dne 2.8.2011: obrůstání porostu po diskování provedeném po hlavní červnové sklizni

Výhody krmného šťovíku

Hlavní výhoda krmného šťovíku spočívá v tom, že je to plodina vytrvalá (spolehlivě vydrží na stanovišti až 10 let) a seje se do úzkých řádků, takže jej lze pěstovat i na svažitých pozemcích, kde má nyní kukuřice určité omezení (viz výše). Navíc je to plodina tolerantní k nízkým teplotám, takže je vhodná i do vyšších chladnějších poloh, kde nejsou pro kukuřici zcela optimální podmínky.

Krmný šťovík tudíž zajistí i protierozní ochranu půdy, a to stejně dobře jako zatravňování. Má ale vůči trávě navíc velkou výhodu v tom, že poskytuje 2 až 3x vyšší výnosy, což provozovatelům BPS může významně přispět k získání většího množství a navíc mnohem kvalitnější biomasy. Je proto veliká škoda, že současné předpisy nedovolují rozorat jednou založené travní porosty, aby se místo nich mohly založit porosty krmného šťovíku. Možnost pěstování kvalitní biomasy s vyšším výnosem (krmný šťovík) na pozemcích místo trávy, by ještě navíc ušetřilo ornou půdu, která tolik ubývá a kterou musí provozovatelé BPS využívat ve velké míře právě pro kukuřici určenou pro výrobu bioplynu. Rapidním ubýváním zemědělské půdy a často té nejúrodnější pro výstavbu různých skladů a budov, může totiž být třeba i v krátké době nedostatek pro produkci potravin. Proto se nabízí možnost uchránit ornou půdu před zatravněním, pokud ještě na větších svazích nějaká zbývá, a úspěšně tam pěstovat vytrvalý krmný šťovík bez obav z vodní eroze. Krmný šťovík totiž obrůstá velmi brzy na jaře, pole je obvykle zelené, s plně zapojeným porostem již začátkem dubna, jak je zřejmé i z Obr. 5. V té době nebývá kukuřice ještě ani zasetá, takže je její ohrožení květnovými i pozdějšími přívalovými dešti zpravidla vysoké.

Obr. 5: Jarní obrůstání krmného šťovíku, dne 13.4.2011 - 12tiletý porost

Souhrn a závěry

Krmný šťovík je vytrvalá vysoce kvalitní pícnina, která byla k těmto účelům vyšlechtěna křížením šťovíku zahradního a šťovíku tjanšanského. Vyznačuje se vysokou krmnou hodnotou, takže se jeho zkrmováním (i na pastvě) zvyšuje užitkovost skotu, včetně vyšší dojivosti i zlepšení kvality mléka. Proto je vhodnou pícninou i pro využití k výrobě bioplynu. K tomuto účelu se doporučuje sklízet jej později než na krmení, tj. zpravidla do poloviny června a to také proto, že se začíná snižovat původně vysoký obsah N látek, což je pro výrobu bioplynu vhodné. Výhodou pozdějšího termínu sklizně je rovněž dosažení nejvyšší hmotnosti, a tudíž dostatečný výnos šťovíkové biomasy. Každoroční jarní časné obrůstání tohoto vytrvalého porostu zaručí spolehlivou protierozní ochranu půdy, stejně jako trvalé travní porosty. Lze jej proto pěstovat i na svažitých pozemcích, kde má nyní kukuřice určité omezení a přitom se může ušetřit orná půda v nižších polohách pro produkci potravin.

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