SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

AGRONOMSKI FAKULTET

Matija Lončarić

UTJECAJ ROKA ŽETVE NA PRINOS KINESKOG ŠAŠA

(Miscanthus x giganteus)

DIPLOMSKI RAD

Zagreb, 2016

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

AGRONOMSKI FAKULTET

Biljne znanosti

MATIJA LONČARIĆ

UTJECAJ ROKA ŽETVE NA PRINOS KINESKOG ŠAŠA

(Miscanthus x giganteus)

DIPLOMSKI RAD

Mentor: prof. dr. sc. Josip Leto

Zagreb, 2016

Ovaj diplomski rad je ocijenjen i obranjen dana ____________s ocjenom________________

pred Povjerenstvom u sastavu:

1. Prof. dr. sc. Josip Leto _______________________

2. Prof. dr. sc. Ana Pospišil _______________________

3. Prof. dr. sc. Neven Voća _______________________

Neposredni voditelj: Dr.sc. Nikola Bilandžija ____________________

SAŽETAK

Miscanthus x giganteus (miskantus) je višegodišnja C4 travna vrsta s odlikama koje ju

svrstavaju u obećavajuće kulture za proizvodnju krutih i tekućih biogoriva. Posjeduje visok

proizvodni potencijal i ekološki je vrlo prihvatljiva vrsta jer uspješno raste uz vrlo male

količine pesticida i gnojiva. Miskantus se žanje u jesen, zimi i u proljeće. Najveći prinosi

postižu se u jesen, dok kasniji rokovi žetve rezultiraju nižim prinosima, ali kvalitetnijom

masom za izgaranje. U kasnijim rokovima žetve dolazi do prirodnog sušenja biljaka u polju,

čime se ostvaruju znatne uštede energije kod dosušivanja. Cilj rada je bio utvrditi prinos

biomase energetske trave Miscanthus x giganteus uzgajane na dvije lokacije (nizinsko i

planinsko područje) u tri različita roka žetve. Pokusna polja miskantusa postavljena su na 2

lokacije: Centar za travnjaštvo Agronomskog fakulteta na Medvednici te u Donjoj Bistri.

Reznice rizoma miskantusa posađene su početkom svibnja 2011. Pokusi su postavljeni po

shemi slučajnog bloknog rasporeda u 3 ponavljanja u trećoj godini uzgoja miskantusa (2013.

godine). Rokovi žetve miskantusa bili su: a) jesenski - na kraju vegetacijske sezone 2013., b)

zimski - sredinom zime 2014. godine i c) proljetni - neposredno prije kretanja vegetacije

miskantusa 2014. godine. Ručnim odsijecanjem biljaka na 4 m2, na visinu 5 cm od tla i

vaganjem požnjevene mase utvrđen je prinos zelene mase. Sušenjem poduzoraka cca. 1000 g

sasjeckane mase 48 sati na 60 °C, ponovnim vaganjem i preračunavanjem u t ha -1 utvrđen je

prinos suhe tvari (ST). Prosječni prinos ST sva tri roka žetve u Donjoj Bistri (22,25 t ha -1) bio

je za 12,4 % veći od prosječnog prinosa na Medvednici (19,80 t ha-1) zahvaljujući manjem

nedostatku i ravnomjernijem rasporedu oborina na ovoj lokaciji u vegetacijskom dijelu godine

u odnosu na Medvednicu. U jesenskom roku žetve postignut je najveći prinos ST miskantusa

(27,59 t ha-1). Bio je za 33,7% veći od prinosa ST zimskog roka žetve (20,63 t ha -1) i 85,4%

veći od proljetnog prinosa ST (14,88 t ha-1). Zimski prinos ST bio je za 38,6% veći od

proljetnog prinosa ST biomase miskantusa. Razlike u prinosu ST među lokacijama postojale

su samo u jesenskom roku žetve, dok u ostala dva roka nisu zabilježene (signifikantna

interakcija lokacija x rok žetve).

Ključne riječi: Miscanthus x giganteus, prinos, rok žetve

ABSTRACT

Miscanthus x giganteus (Miscanthus) is a perennial C4 grass species with features that

classify it as a promising species for the production of solid and liquid biofuels. It has a high

production potential and it is very environmentally friendly as it can grow successfully with

very small amounts of pesticides and fertilizers. Miscanthus is harvested in the fall, winter

and spring. The highest yields are obtained in the autumn, while the later harvest dates result

in lower yields, but higher quality combustion mass. In the later harvest dates, it comes to

natural drying of plants in the field, which brings significant savings of energy used for grain

drying. The objective of the study is to determine the biomass yield of bioenergy grass

Miscanthus x giganteus grown in two locations (lowland and mountainous area) in three

different harvest dates. Experimental fields of miscanthus were set in 2 locations: Center for

Grassland of Faculty of Agriculture on Medvednica and Donja Bistra. Miscanthus rhizomes

cuttings were planted in early May 2011. Experiments were conducted using randomized

complete block design in 3 repetitions, in the third cultivation year (year 2013.). Miscanthus

harvest dates were: a) autumn – at the end of the growing season 2013., b) winter - mid winter

2014. and c) spring - immediately before the vegetation movement of miscanthus 2014. The

yield of the green mass was determined by manually cutting off the plants at the area of 4 m 2,

at the height of 5 cm from the ground and weighing harvested mass. The yield of dry matter

(DM) was determined by drying of sub-samples of approximately 1000 g minced mass for 48

hours at 60°C, re-weighing and conversion to t ha-1. The average DM yeld of all three harvest

dates in Donja Bistra (22,25 t ha-1) was 12,4% higher than the average yield on Medvednica

(19,80 t ha-1), due to the miner absence and more equal distribution of percipitation at this

location in the vegetation period of the year compared to Medvednica. The highest DM yield

of Miscanthus was obtained in the autumn harvest date (27,59 t ha-1). It was 33,7% higher

than the DM yield from winter harvest date (20,63 t ha -1) and 85,4% higher than DM yield

from spring harvest date (14,88 t ha-1). DM yield from winter harvest date was 38,6% higher

then the spring harvest date DM yield of Miscanthus. There were differences in DM yield

between locations only in the autumn harvest date, while the differences between the other

two harvest dates were not registered (significant interaction location x harvest date).

Keywords: Miscanthus x giganteus, yield, harvest date

SADRŽAJ

1. UVOD...........................................................................................................................1

2. PODRIJETLO I TAKSONOMIJA MISKANTUSA..................................................2

2.1. Miscanthus x

giganteus..........................................................................................3

3. MORFOLOŠKA OBILJEŽJA BILJKE MISCANTHUS X GIGANTEUS.................4

4. EKOLOŠKI UVJETI ZA UZGOJ MISKANTUSA..................................................5

4.1. Temperatura...........................................................................................................

.5

4.2. Vlaga.....................................................................................................................

6

4.3. Tlo.........................................................................................................................

7

5. AGROTEHNIKA.......................................................................................................7

5.1. Načini zasnivanja

usjeva......................................................................................7

5.2. Sadnja...................................................................................................................

9

5.3. Gnojidba...............................................................................................................

.12

5.4. Zaštita od korova i

bolesti......................................................................................13

5.4.1. Korovi.........................................................................................................13

5.4.2. Bolesti.........................................................................................................14

5.5. Žetva i

prinosi.........................................................................................................14

6. KORIŠTENJE VRSTE MISCANTHUS X GIGANTEUS..........................................16

7. CILJ RADA.................................................................................................................17

8. MATERIJALI I METODE ISTRAŽIVANJA...........................................................17

9. REZULTATI I RASPRAVA......................................................................................22

9.1. Klimatski

podaci...................................................................................................22

9.2. Prinos suhe

tvari....................................................................................................23

10. ZAKLJUČCI...............................................................................................................25

11. LITERATURA............................................................................................................26

12. ŽIVOTOPIS AUTORA ..............................................................................................30

1. UVOD

U svijetu dolazi do sve veće potrebe za biljnim gorivom koje bi zamijenilo fosilna

goriva poput nafte, ugljena ili zemnog plina te stoga svjetska industrija traži nove izvore

energije. Uvjeti koje biljka mora ispuniti da bi se mogla koristiti kao potencijalni izvor

energije su da ne smije previše isušivati tlo, da brzo raste te da se može upotrebljavati u

različite svrhe. Upravo sve ove uvjete ispunjava Miscanthus – visoko energetski usjev

porijeklom iz subtropskih i tropskih krajeva Azije i Afrike. Otporan je na hladnoću te stoga

daje urod i pri niskim temperaturama. Osim u subtropskim i tropskim krajevima, uspijeva i u

srednjoj Europi, a kod nas je poznat i pod nazivom ˝kineska trska'' ili ''kineski šaš''. Zbog

velikih dimenzija, na engleskom je dobio naziv elephant grass (slonova trava). Osim za

proizvodnju energije, Miscanthus se može koristiti i za izolaciju kuća, u građevinarstvu, za

proizvodnju briketa i peleta te u razne druge svrhe. Mnogi smatraju Miscanthus gorivom

budućnosti. Njegovo jeftino uzgajanje i održavanje, mala potreba za gnojivima, niska

potrošnja vode te brz rast i visok prinos čine ga sve popularnijim biogorivom diljem svijeta.

Miscanthus je dozvoljen za sadnju u EU, dok se u Hrvatskoj, za sada, može uzgajati samo uz

posebnu dozvolu Ministarstva zaštite okoliša i prirode. Obzirom da je M. x giganteus nova

kultura u Republici Hrvatskoj, potrebno je utvrditi njegovu produktivnost u različitim

rokovima žetve (jesenski, zimski i proljetni).

1

2. PODRIJETLO I TAKSONOMIJA RODA MISCANTHUS

Danas je poznato da rod Miscanthus sadržava oko 14 vrsta (Hodkinson i sur., 1997).

Rod Miscanthus pripada porodici trava (Poaceae). Rasprostranjen je u jugoistočnoj Aziji,

Kini, Japanu te u Polineziji, a nekoliko vrsta je utvrđeno i u Africi. Možemo ga naći i u većem

dijelu Europe, kamo je prvobitno uvezen kao ukrasna biljka. U prirodi je raširen uglavnom u

subtropskom i tropskom pojasu pri nadmorskim visinama od 0-3.000 m. Među poznatijim

vrstama roda Miscanthus su: Miscanthus x giganteus, Miscanthus sinensis, Miscanthus

floridulus, Miscanthus oligostachyus, Miscanthus sacchariflorus, Miscanthus tinctorius.

Najznačajniji je Miscanthus x giganteus, višegodišnja, drvenasta, rizomatska trava. Uz nju,

visoki energetski potencijal imaju i Miscanthus sacchariflorus te Miscanthus sinensis, čijim je

međusobnim oprašivanjem najvjerojatnije i nastao triploidni hibrid Miscanthus x giganteus

(Greef & Deuter, 1993).

Slika 1. Miscanthus sinensis (www.mesarbustes.fr)

2

Slika 2. Miscanthus sacchariflorus (calphotos.berkeley.edu)

2.1. Miscanthus x giganteus

Miscanthus x giganteus je hibrid vrsta Miscanthus sacchariflorus i Miscanthus

sinensis. U početku se uzgajao u hortikulturalne svrhe, a kasnije je utvrđeno da se iz njega

može dobiti visokokvalitetni lignocelulozni materijal za proizvodnju energije i vlakana (Jones

i Walsh, 2001). Porijeklom je iz Azije, a kasnije je prenesen u industrijski razvijenija područja

zbog svojih visokih energetskih vrijednosti. Karakterizira ga relativno visok prinos, nizak

sadržaj vlage u žetvi te niska osjetljivost na bolesti i štetnike što se izravno očituje u

smanjenoj upotrebi pesticida te drugih zaštitnih sredstava.

Slika 3. Miscanthus x giganteus (Miscanthus.cfans.umn.edu)

3

3. MORFOLOŠKA OBILJEŽJA BILJKE MISCANTHUS X GIGANTEUS

Miscanthus x giganteus je triploidna višegodišnja biljka, s debelim i jakim rizomima.

Visina stabljike je 2,5 – 3,5 m, uspravna je i ne grana se. Ispunjena je čvrstom srčikom i

promjera je 10 mm. U Europi može doseći visinu od preko 2 m u 1. godini, pa do 4 m svake

sljedeće godine (El Bassam, 1994). Lisna plojka je široka oko 3 cm i dugačka preko 50 cm.

Cvat je metlica duga oko 30 cm koja ne proizvodi sjeme. Cvatnja se odvija između rujna i

studenog. Korijenov sustav prodire u tlo preko 1 m dubine. Iako se većina podzemnog rasta

biljke dešava u 1. godini, usjev obično ne doseže zrelost sve dok ne prođu 2-3 godine. Životni

vijek Miscanthusa je 10 – 15 i više godina (Greef & Deuter, 1993).

Slika 4. Cvat (Autor: Josip Leto) Slika 5. Listovi (Autor: Josip Leto)

4

Slika 6. Stabljika Miscanthusa (Autor: Josip Leto)

4. EKOLOŠKI UVJETI ZA UZGOJ MISKANTUSA

4.1. Temperatura

Temperature utječu na rast i razvoj miskantusa i reguliraju dužinu vegetacijske sezone,

a kao temperaturni prag za rast i razvoj navode se one između 5 i 10 °C (Jones i Walsh,

2001). Miscanthus je podrijetlom iz tropskih i subtropskih krajeva jugoistočne Azije što nam

govori da preferira blage temperature i visoku opskrbljenost vodom.

Iako spada u C4 biljke, odnosno biljke kojima najviše odgovara tropska i subtropska

klima, Miscanthus je jedna od rijetkih biljaka koja može uspijevati i na sjeveru Europe gdje

je njegov rast i razvoj limitiran nižim temperaturama. Vegetacija miskantusa traje od zadnjeg

proljetnog mraza do prvog jesenskog (Bunting, 1978). Prva pojava mraza ujedno znači i kraj

sezone rasta za Miscanthus. Za to vrijeme zrenje se odvija ubrzano te počinje sušenje biljke.

M. x giganteus ima visoku učinkovitost korištenja svjetlosti u umjerenim klimatskim

područjima, što se može pripisati izvanrednoj sposobnosti biljke da zadrži fotosintezu na

niskim temperaturama (Long, 1999).

5

4.2. Vlaga

Voda predstavlja ograničavajući čimbenik u uzgoju miskantusa. U vrijeme kada ima

dovoljno vlage postaje visoko produktivan, no s druge strane relativno je osjetljiv na

nedostatak vode. Na vlažnijim staništima proizvodi više izboja dok na sušim područjima

proizvodi više rizoma što rezultira njegovom dužem održavanju (Yamasaki, 1981).

Problem nedostataka vode može se ublažiti navodnjavanjem, no dodatna ulaganja u

navodnjavanje smanjuju ekonomsku održivost usjeva. Iz tog razloga potrebno je odabrati

vrste koje uz minimalno korištenje vode daju maksimalnu produktivnost.

Iako se Miscanthus može uspješno uzgajati i bez navodnjavanja u sjevernim i srednjo-

europskim regijama, navodnjavanje je ipak potrebno za znatan rast prinosa biomase u južnoj

Europi. Navodnjavanje nema značajnijeg utjecaja na visinu biljke tijekom početnog razvoja,

što se može pripisati visokoj vlažnost tla u tom dijelu godine. Međutim, utvrđeno je da

navodnjavanje znatno utječe na visinu biljke od kraja lipnja do kraja vegetacijske sezone.

Miscanthus x giganteus u uvjetima južne Europe pokazuje brzi početni rast i nagomilavanje

suhe tvari (Schwarz, 1994). Intenzitet navodnjavanja značajno utječe na prinos suhe tvari,

tako da smanjeno navodnjavanje značajno smanjuje prinos suhe tvari, osobito nakon srpnja.

Utvrđeno je i da Miscanthus uspješno raste na tlima s visokom razinom podzemne

vode, gdje se može uzgajati uspješno s nešto manjim prinosom suhe tvari u odnosu na parcele

koje su potpuno navodnjavane. Visina biljke, broj listova i prinos ovise o navodnjavanju tamo

gdje je razina podzemne vode niska. Iznimka je broj stabljika, koji više ovisi o gustoći sadnje

nego o intenzitetu navodnjavanja. U umjerenom je klimatu 800 mm oborina dovoljno za

dobivanje visokih prinosa biomase (do cca. 30 t/ha), a minimalna potrebna količina oborina je

600 mm (Bullard & Kilpatrick, 1997).

Kada nastupi suša, listovi miskantusa se prvo uvijaju, a s vremenom i otpadnu sa

stabljike. To umanjuje prinos u sušnoj godini, no biljka će preživjeti i iduće godine ponovno

narasti.

6

4.3. Tlo

Vrsta i kvaliteta tla veoma su važni čimbenici o kojima ovisi produktivnost

miskantusa. Miscanthus uspješno raste na većini oraničnih tala te stoga i nema neke posebne

zahtjeve prema tlu. Ujedno je i tolerantan na širok raspon pH vrijednosti tla, a optimalna

vrijednost iznosi između 5,5 i 7,5.

Za uspješno zasnivanje usjeva miskantusa u travnju i svibnju potrebno je dobro aerirati

tlo i kvalitetno ga predsjetveno pripremiti. Tlo također mora biti sposobno izdržati

mehanizaciju tijekom žetve, tako da vlažna, tresetna tla nisu prikladna za uzgoj miskantusa

(El Bassam i sur.,1994).

Zbog svog dubokog korijenja miskantus zahtijeva dublja nizinska i dolinska tla.

Tamnija tla i tla lakše teksture pogoduju bržem rastu miskantusa. Moguć je i uzgoj na

pjeskovitim tlima s niskim kapacitetom za vodu, ali uz niže prinose (Kicherer, 1995).

Najveći prinosi biomase su na tlima s dobrim vodnim kapacitetom, dobrim

kapacitetom za zrak i visokim sadržajem organske tvari, a to su pjeskovite ilovače, najviše

zastupljena tla u središnjoj i istočnoj Hrvatskoj.

5. AGROTEHNIKA

Zasnivanje usjeva miskantusa vrši se na više načina, a to su: sjemenom,

mikropropagacijom, rizomima i dijelovima stabljike. Vrsta M. x giganteus može se zasnivati

na tri načina jer zbog svojih triploidnih osobina uopće nema sjemena.

5.1. Načini zasnivanja usjeva

1) Mikropropagacijom

Konvencionalna mikropropagacija se čini preskupom za dobivanje ekonomski isplative

komercijalne proizvodnje miskantusa. Pokusi na mikropropagaciji ukazuju na to da Miskantus

x giganteus može biti korišten za razvoj morfogenog kalusa i kulture biljnih stanica u

suspenziji (Peterson i Holme, 1994). Dobra regeneracija biljke iz kalusa ukazuje na

7

mogućnost komercijalne primjene ove metode. Međutim, manualni rad bi trebao biti

mehaniziran u cilju reduciranja troškova i vremena. Već postoje komercijalni laboratoriji koji

proizvode presadnice tehnologijom kulture tkiva (mikropropagacijom).

Slika 7. Presadnice Miscanthus x giganteus dobivene mikropropagacijom

(Autor: Josip Leto)

2) Rizomima

Miscanthus se razmnožava vegetativno pomoću rizoma (ili reznica rizoma), koji se

koriste za izravnu sadnju u polju. Reznice rizoma sade se na dubinu od 10 cm, iako je

utvrđeno da će mlade biljčice do godinu dana lakše prezimiti na dubini sadnje od 20 cm

(Eppel-Hotz i sur., 1997). Veličina rizoma utječe na preživljavanje biljaka i uspješnost sadnje.

Veće su šanse da će više biljaka preživjeti ukoliko se rizomi zasade odmah nakon žetve

matičnih biljaka nego ako se rizomi skladište prije sadnje.

Na razvoj usjeva i njegovo prezimljavanje utječu veličina rizoma, dubina sadnje i

skladištenje prije sadnje. Najbolji rezultati zasnivanja miskantusa postižu se kod sadnje

velikih i zdravih reznica rizoma (oko 20 cm dužine), neskladištenih prije sadnje i posađenih

na 20 cm dubine tla. Također je dokazano da sadnja rizoma rezultira boljim rastom, većim

prinosom suhe tvari i boljim prezimljavanjem od sadnje biljaka dobivenih mikropropagacijom

(Christian i Haase, 2001).

Sadnja rizoma obavlja se kad je temperatura na dubini sadnje 10°C ili viša, a to je

otprilike od kraja travnja pa do početka lipnja, ovisno o području. Dovoljno vlage u tlu, dobro

8

pripremljen oranični sloj te izbjegavanje stradavanja mladih biljaka od kasnih mrazova su

najvažniji čimbenici kod sadnje miskantusa.

Reznice rizoma, najmanje dužine 10 cm, sade se mehanizacijom za sadnju krumpira

na dubinu od 5-7 cm. S optimalnim ljetnim temperaturama počinje brzi porast miskantusa i u

1. godini stabljika naraste više od 2 m, a u slijedećoj godini i do 4 m (Heath i sur., 1994).

Slika 8. i 9. Dio rizoma Miscanthus x giganteus (Autor: Josip Leto)

3) Dijelovima stabljike

Najpogodnije vrijeme za rezanje stabljike je od kraja srpnja do kraja kolovoza. Dio

odrezane stabljike mora imati dobro razvijene nodalne pupove. Najbolji rezultati se postižu

korištenjem prva dva nodija iz podnožja stabljike. Od jedne matične stabljike može se dobiti

šest do sedam biljaka (Christian i Haase, 2001).

5.2. Sadnja

Datum sadnje treba biti dovoljno kasno da se izbjegnu jači proljetni mrazevi, ali i

dovoljno rano da se omogući dobro zasnivanje usjeva, njegov rast i pohrana pričuvnih

hranjiva u rizome prije zimskih mrazeva. Optimalan rok sadnje rizoma je od ožujka do

svibnja.

9

Oprema za sadnju ovisi o sadnom materijalu, a može se koristiti oprema namijenjena

za sadnju drugih usjeva (prilagođena sadnom materijalu) ili posebno dizajnirana za sadnju

miskantusa. Sadnja rizoma prepoznata je kao najčešće korištena kod zasnivanja usjeva

miskantusa te je u tu svrhu i izrađena specijalna sadilica za Miscanthus. Sjetvena norma iznosi

16 000 rizoma po hektaru, a razmak između redova iznosi 75 cm (Christian i Haase, 2001).

Slika 10. Prilagođena sadilica za krumpir

(http://www.progresys.hr/miscanthus/04.jpg)

Slika 11. Strojna sadnja miskantusa (zelenihr.hr)

10

Slika 12. Ručna sadnja miskantusa (zelenihr.hr)

Slika 13. Sadilica za Miscanthus (www.mps.hr)

11

5.3. Gnojidba

Miskantusu je potrebno i do nekoliko godina za maksimalnu produktivnost. Potražnja

za hranjivim tvarima raste paralelno sa rastom usjeva. U prve dvije godine ne preporuča se

primjena bilo kojeg gnojiva zato što je iznošenje hranjiva u tim godinama vrlo malo i ima

dovoljno hranjiva u tlu, osim ako usjev ne zasnivamo na siromašnom tlu. Primjena gnojiva u

ranim fazama razvoja miskantusa potakla bi samo razvoj korova koji će mu kasnije oduzimati

hranjiva i konkurirati u rastu i razvoju.

Miscanthus x giganteus ima mogućnost translokacije hraniva iz nadzemne mase u

rizome na kraju vegetacijske sezone, tako da odumrle stabljike u žetvi imaju nizak sadržaj

hraniva. Tako se minimalizira uzimanje hraniva iz tla i zagađenje okoliša, dobiva se visoko

vrijedna energetska sirovina, a vraćena hraniva u rizomima će se koristiti za rast biljke iduće

vegetacijske sezone (Miscanthus best practice Guidlines, 2011).

Obzirom na niske gnojidbene zahtjeve miskantusa vjeruje se da tlo i atmosfera mogu

osigurati većinu hraniva potrebnih za njegov rast, ali i da s vremenom treba usjev pognojiti

dušikom, fosforom i kalijem. Za osiguranje optimalnog prinosa Miscanthus treba oko 50 kg

N, 21 kg P2O5 i 45 kg K2O po ha (El- Bassam, 2010).

Tablica 1. Količine hraniva koja moraju biti vraćena u tlo (Rutherford i Heath,

1992.)

HranivoKoličina (kg

ha-1)

Dušik (N) 50

Kalij (K2O) 45

Fosfor (P2O5) 21

Sumpor 25

Magnezij 13

Kalcij 25

12

5.4. Zaštita od korova i bolesti

5.4.1. Korovi

Korovi konkuriraju usjevu za hranjiva, vodu i svjetlost. Kontrola korova najvažnija je

prilikom zasnivanja usjeva i u prve dvije godine uzgoja. Prije sadnje je potrebno potpuno

očistiti uzgojnu površinu od višegodišnjih korova, kako bi se spriječila kompeticija za svjetlo,

vodu i hranjiva. Nije preporučljivo koristiti herbicide neposredno poslije sadnje presadnica jer

one često pretrpe stres kod transporta i preosjetljive su. Iz tog se razloga, kod zasnivanja

usjeva, prednost daje mehaničkoj kontroli korova. U narednim se godinama utjecaj korova

znatno smanjuje. Najbolji se rezultati u suzbijanju korova postižu primjenom totalnih

herbicida na predusjev, ili na usjev miskantusa poslije sadnje, a prije nicanja (O'neill i Farr,

1996).

Slika 14. Tretiranje usjeva herbicidima

(Autor: Josip Leto)

13

5.4.2. Bolesti

Bolesti koje predstavljaju rizik u proizvodnji miskantusa nisu zabilježene. No to su

uglavnom bolesti koje se pojavljuju kod travnih vrsta. Bolesti koje napadaju ili se čine kao

potencijalni uzročnici bolesti na miskantusu u njegovim ishodišnim centrima pripadaju u

Uridinales (rđe), Ustilaginales (čađavost), Sphaeropsidales, Hiphomicetes, Peronosporaceae

itd. Neke bolesti su identificirane i drugdje, no u Europi nisu zabilježene, vjerojatno zbog

činjenice da su europski klimatski uvjeti nepovoljni za njihov razvoj.

5.5. Žetva i prinosi

Žetva se izvodi na način da se odsijecaju cijeli izboji. Mehanizacija mora biti pažljivo

korištena kako bi se minimaliziralo zbijanje tla i sačuvala zona rasta podzemnih rizoma.

Danas se za tu primjenu koristi moderni kombajn za šećernu trsku, koji ne uklanja lišće kako

to čine konvencionlni berači. Pomicanjem termina žetve s jeseni na početak proljeća sljedeće

godine (veljača, ožujak), snižavaju se prinosi biomase, ali se povećava kvaliteta sagorijevanja

smanjenjem sadržaja vlage, pepela i dr. Na takav način dobiva se najveći prinos suhe tvari –

preko 80% (Huisman, 1995).

Obzirom da se žetva može obavljati od studenog (poslije pojave prvih jačih mrazova)

pa sve do početka novog ciklusa vegetacije (ožujak, travanj), u svakom se podneblju utvrđuje

optimalan rok žetve obzirom na trenutnu vlagu i energetska svojstva (Lewandovski i sur.,

2003, Zub i sur. 2011). Tokom žetve sadržaj vlage bi trebao biti vrlo nizak (10-20 %), dok bi

visina košnje trebala biti 10 do 15 cm.

14

Slika 15. Kombajn za žetvu miskantusa (app.claas.com)

Žetva miskantusa može se obaviti u dva oblika: višefazno (više strojeva - uključuje

košnju, zbijanje i baliranje) i jednofazno (jedan stroj – uključuje košnju, sjeckanje, baliranje,

vezanje ili peletiranje).

Slika 16. Žetva i usitnjavanje miskantusa (www. Miskantus.si)

15

Usjevu miskantusa treba 3-4 godine da dostigne puni prinos. U prvoj sezoni uzgoja on

iznosi 1-2 t/ha i nije isplativ. U drugoj godini uzgoja prinos raste već na zadovoljavajućih 4-

10 t/ha, a u trećoj godini on iznosi od 10- 13 t/ha ili više kod vlage usjeva od 20% (Teagasc,

2011). Puni se prinos najčešće postiže u trećoj godini, a godišnja produkcija biomase kreće se

od 15-25 t ha-1 u sjevernoj Europi do 25-40 t ha-1 suhe tvari (ST), uz ograničeno

navodnjavanje, u južnoj Europi (Clifton-Brown i Lewandowski, 2002.).

6. KORIŠTENJE VRSTE MISCANTHUS X GIGANTEUS

Miscanthus x giganteus koristi se u mnogobrojne svrhe. U prvom redu to se odnosi na

korištenje za proizvodnju energije. U tu svrhu najčešće se kombinira s ugljenom i na taj način

smanjuje se emisija dušikovih i sumpornih oksida (Kaltschmitt i sur., 1996). Za proizvodnju

papira Miscanthus je moguće koristiti radi njegovog bogatstva celuloznim vlaknima.

Miscanthus ima svoju primjenu i u građevinarstvu jer je stabilan i zadžava oblik te bi

mogao zamijeniti neke materijale od plastike i lakših metala, isto kao i izolacijske materijale

(Visser i Pignatelli, 2001). Sječka miskantusa može se koristiti kao dodatak građevinskim

materijalima, u autoindustriji ili u vrtlarstvu ( kao nadomjestak slame u uzgoju jagoda).

Upotrebom raznih tehnologija sabijanja, biomasa miskantusa se prevodi u čvrsta

biogoriva u formi briketa, peleta, bala i nakon toga može biti iskorištena za proizvodnju

električne energije i u svrhu dobijanja topline. Za proizvodnju peleta i briketa, usjev se siječe i

zatim se biomasa obrađuje direktno na terenu ili se transportira u pogone za obradu gdje se

visokom kompresijom prevodi u pelete ili brikete. Biljka se preša u brikete bez ikakvog ljepila

i ima izrazito visoku toplinsku energiju. Sadrži samo 15% vlage i pri izgaranju oslobađa 0%

ugljičnog monoksida.

16

Slika 17. Peleti i briketi Miscanthusa

(www.miscanthus.com.ro)

7. CILJ RADA

Cilj rada bio je utvrditi prinos biomase energetske trave Miscanthus x giganteus

uzgajane na dvije lokacije (nizinsko i planinsko područje) u tri različita roka žetve.

8. MATERIJALI I METODE ISTRAŽIVANJA

Pokusna polja miskantusa cca. 2000 m2 postavljena su na 2 lokacije: Centar za

travnjaštvo Agronomskog fakulteta na Medvednici (n.v. 650 m) i Donja Bistra (n.v. 144 m).

Miskantus je posađen početkom svibnja 2011. reznicama rizoma. Razmak između i unutar

redova bio je 1 m. Dubina sadnje bila je 10 - 15 cm. Pokusi su postavljeni po shemi slučajnog

bloknog rasporeda u 6 ponavljanja. Rokovi žetve miskantusa bili su a) jesenski-na kraju

vegetacijske sezone obilježene pojavom prvog jačeg mraza, b) zimski-sredinom zime bez

sniježnog pokrova i c) proljetni-neposredno prije kretanja vegetacije miskantusa. Osnovna

parcela bila je površine 60 m2 (3 x 20 m), s razmacima između parcela 2 m. Ručnim

odsjecanjem biljaka na 4 m2, na visinu 5 cm od tla i vaganjem požnjevene mase utvrđen je

prinos zelene mase. Sušenjem poduzoraka cca 1000 g sasjeckane mase 48 sati na 60 °C,

17

ponovnim vaganjem i preračunavanjem u t ha-1 utvrđen je prinos suhe tvari. Rezultati su

obrađeni u statističkom programu SAS.

Slika 18. Usjev miskantusa prije jesenske žetve (Autor: Josip Leto)

Slika 19. Usjev miskantusa prije zimske žetve (Autor: Josip Leto)

18

Slika 20. Usjev miskantusa prije proljetne žetve (Autor: Josip Leto)

Slika 21. Žetva miskantusa voćarskim škarama (Autor: Josip Leto)

19

Slika 22. i 23. Utvrđivanje prinosa svježe mase (Autor: Josip Leto)

20

Slika 24. Uzimanje poduzoraka biomase za utvrđivanje suhe tvari

(Autor: Josip Leto)

Slika 25. Vaganje poduzoraka biomase za utvrđivanje suhe tvari prije i poslije sušenja

(Autor: Josip Leto)

21

Slika 26. Stavljanje poduzoraka biomase na sušenje (Autor: Josip Leto)

9. REZULTATI I RASPRAVA

9.1 Klimatski podatciNa obje pokusne lokacije vegetacijsko razdoblje 2013. godine bilo je toplije od

prosjeka za oko 1,5 °C. Količina oborina u vegetacijskom razdoblju je bila niža od

višegodišnjeg prosjeka i to za oko 130 mm na Medvednici i za 43,7 mm u D. Bistri. Izrazito

suhi su bili srpanj i listopad, što je na plićem tlu na Medvednici uzrokovalo potpuni zastoj u

rastu miskantusa i izostanak cvatnje kasnije u rujnu. U Donjoj Bistri je dublje i vlažnije tlo

djelomično nadoknadilo nedostatak oborina, pa je oko 70 % usjeva miskantusa ušlo u

fenofazu metličanja.

Tablica 2. Mjesečne količine oborina i srednje mjesečne temperature po lokacijama za 2013. i

višegodišnji prosjek

Lokacija Medvednica D. BistraMjesec mm °C mm °CTravanj 87,4 7,4 82,6 12,6Svibanj 146,8 10,2 173,6 15,6Lipanj 85,2 14,2 91,5 19,4Srpanj 28,9 17,8 39,1 22,8Kolovoz 129,5 17,6 106,9 21,4Rujan 157,0 11,3 135,1 15,1

22

Listopad 27,5 9,2 24,2 12,7Ukupno/prosjek 662,3 12,5 652,8 17,1Višegodišnji prosjek 791,6 11,1 696,5 15,6

9.2 Prinos suhe tvari

Utvrđena je značajna razlika (P<0,05) u prinosu ST među lokacijama, kao i među

rokovima žetve (P<0,01). Međutim, utvrđena je značajna interakcija lokacija x rok žetve

(P<0,05) (tablica 3).

Tablica 3. Rezultati kombinirane ANOVE za prinos suhe tvari miskantusa u različitim rokovima žetve, Medvednica, Donja Bistra 2013/2014.

Izvori varijabiliteta

Stupnjevi slobode

(n-1)

Prinos ST

t ha-1

Lokacija (L) 1 *

Rok žetve (RŽ) 2 **

L x RŽ 2 *

* Signifikantno na razini 0,05; ** Signifikantno na razini 0,01

Usjev Miscanthus x giganteus zahtjeva 3-5 godina uzgoja za postizanje maksimalnog

prinosa, a tijekom tog vremena prinos raste iz godine u godinu, dok gustoća usjeva (broj

izboja) i visina biljaka pokazuju sličan trend (Schwarz i sur., 1995). Prosječni prinos ST sva

tri roka žetve u Donjoj Bistri bio je za 12,4 % veći od prosječnog prinosa na Medvednici

(tablica 4.) zahvaljujući manjem nedostatku i ravnomjernijem rasporedu oborine na ovoj

lokaciji (-43,7 mm) u vegetacijskom dijelu godine u odnosu na Medvednicu (-130 mm).

Uspoređujući dobivene prinose sa zemljama u okruženju jasno je da su najmanji

prinosi iz L. P. Sela u rangu s maksimalnim prinosima ostvarenim u Austriji, Švicarskoj ili

Njemačkoj. Maksimalni prinosi treće i kasnijih godina se kreću od 18-20 t ST ha -1 na raznim

lokacijama u Njemačkoj (Schwarz i sur., 1995), te oko 20 t ST ha-1 u Austriji i Švicarskoj

(Schwarz, 1993, 1994, Schwarz i sur., 1995). Clifton–Brown i sur. (2001) su, istraživajući

rodnost 4 genotipa Miscanthus x giganteus u različitim europskim zemljama, utvrdili

maksimalne prinose 3. godine uzgoja: 37,8 t ST ha-1 u Portugalu (uz navodnjavanje), 29,1 t ST

23

ha-1u Njemačkoj i 18,7 t ST ha-1 u Engleskoj, dok su prosječni prinosi sva 4 genotipa u 3.

godini uzgoja iznosili: 16 t ST ha-1 u Engleskoj, 25,5 t ST ha-1 u Njemačkoj i 36,4 t ST ha-1 u

Portugal. Borkowska i sur. (2013.) u svojim istraživanjima navode prinose trave Miscanthus x

giganteus od 19,77 t suhe tvari ha-1 u trećoj godini starosti nasada. Dakle, evidentno je da se u

Hrvatskoj, i bez navodnjavanja, u sušnijim godinama od prosjeka, mogu ostvariti visoki

prinosi biomase miskantusa.

U jesenskom roku žetve postignut je najveći prinos ST miskantusa. Bio je za 33,7%

veći od prinosa ST zimskog roka žetve i 85,4% veći od proljetnog prinosa ST. Zimski prinos

ST bio je za 38,6% veći od proljetnog prinosa ST biomase miskantusa. Međutim,

signifikantna interakcija lokacija x rok žetve ukazuje da su razlike u prinosu ST među

lokacijama postojale samo u jesenskom roku žetve, dok u ostala dva roka nisu zabilježene

(tablica 4).

Zub i sur. (2011.) su istraživali razlike u prinosu trave Miscanthus x giganteus u

drugoj i trećoj godini uzgoja između jesenskog i zimskog roka žetve. Utvrdili su prosječan

prinos u jesen od 7,95 t suhe tvari ha-1 i zimi od 4,79 t suhe tvari ha-1 (druga godina uzgoja) te

od 32,48 t suhe tvari ha-1 u jesen i 18,96 t suhe tvari ha-1 u zimu (treća godina uzgoja), što je

gubitak prinosa ST u zimskom roku žetve od oko 40%. Obzirom da odgađanjem roka žetve

od jeseni prema proljeću dolazi do prirodnog sušenja nasada, ali i gubitka lisne mase i cvati,

prinos se očekivano smanjivao u kasnijim rokovima žetve.

Tablica 4. Prinos suhe tvari vrste Miscanthus x giganteus u različitim rokovima žetve, 2013-2014. godina

LOKACIJA Jesenski prinos

ST

t ha-1

Zimski prinos

ST

t ha-1

Proljetni

prinos ST

t ha-1

Prosjek

Medvednica 24,29 19,88 15,24 19,80

D. Bistra 30,88 21,37 14,51 22,25

Prosjek 27,59 20,63 14,88

LSD 5% Lokacija 2,23

LSD 5% Rok žetve 2,73

LSD 5% Lokacija x Rok žetve 3,87

24

10. ZAKLJUČCI

Prosječni prinos ST sva tri roka žetve u Donjoj Bistri (22,25 t ha -1) bio je za 12,4 %

veći od prosječnog prinosa na Medvednici (19,80 t ha-1) zahvaljujući manjem

nedostatku i ravnomjernijem rasporedu oborine na ovoj lokaciji u vegetacijskom dijelu

godine u odnosu na Medvednicu.

U jesenskom roku žetve postignut je najveći prinos ST miskantusa (27,59 t ha -1) . Bio

je za 33,7% veći od prinosa ST zimskog roka žetve (20,63 t ha-1) i 85,4% veći od

proljetnog prinosa ST (14,88 t ha-1). Zimski prinos ST bio je za 38,6% veći od

proljetnog prinosa ST biomase miskantusa.

Razlike u prinosu ST među lokacijama postojale su samo u jesenskom roku žetve, dok

u ostala dva roka nisu zabilježene (signifikantna interakcija lokacija x rok žetve).

Vrsta Miscanthus x giganteus u istraživanim agroekološkim uvjetima (centar za

travnjaštvo Agronomskog fakulteta na Medvednici te u Donjoj Bistri) postiže značajne

prinose biomase uz relativno mala financijska ulaganja.

25

11. LITERATURA

Borkowska H., Molas R. (2013.) Yield comparison of four lignocellulosic perennial energy

crop species. Biomass and Bioenergy, 51: 145 – 153.

Bullard; M.J., and Kilpatrick, J.B. (1997) The productivity of Miscanthus sacchariflorus at

seven sites in the UK. In: Bullard, M.J. Et al. (eds), Biomass and Bioenergy crops. Aspects of

Applied Biology, 49: pp 207-14

Bunting, E. S. (1978) Agronomic and physiological factors affecring forage maize

production. In E. S. Bunting, B. F. Pain, R. H. Phipps, J. M. Wilkinson and R. E. Gunn (eds)

Forage Maize, Production and Utilisation, Agriculturai Research Council, London: 5745.

Christian, D. G. i Haase, E. (2001) Agronomy of Miscanthus. In: Jones, M. B. i Walsh, M.

(ur), Miscanthus for energy and fiber. Eartscan London UK: 21-45.

Clifton-Brown, J. C., Lewandowski, I. i sur. (2001). Performance of 15 Miscanthus

genotypes at five sites in Europe. Agronomy Journal. 93: 1013-1019.

Clifton-Brown, J.C. i Lewandowski, I. (2002.) Screening Miskantus genotypes in field trials

to optimise biomass yield and quality in southern Germany. European Journal of Agronomy.

16 (2): 97–110.

El Bassam, N. (1994) Miskantus - Stand und Perspektiven in Europa. Forum for Zukunfts-

energien e. V. - Energetische Nutzung von Biomasse im Konsenz mit Osteuropa, International

Meeting, March 1994, Jena: 201-212.

El-Bassam, N. (2010) Handbook of Bioenergy crops. A complete Reference to Species,

Development and Applications. Earthscan, London Washington, DC:240-251

26

Eppel-Hotz, A., Jodl, S. i Kuhn, W. (1997) Miscanthus: new cultivars and results of

research experiments for improving the establishment rate. In: EI-Bassam, N., Behl, R. K. i

Prochnow, B. (ur), Proceedings of the International Conference on Sustainable Agriculture

for Food, Energy and Industry. 23-27 June 1997, Braunschweig, Germany: 178-186.

Greef, J. M. i Deuter, M. (1993) Syntaxonomy of Mtscanthus x giganteus, Angew. Bot., 67:

87-90.

Heath, M. C, Bullard, M. J., Kilpatrick, J. B. i Speller, C. S. (1994) A comparison of the

production and economics of biomass crops for use in agricultural or set-aside land. Aspects

of Applied Biology, vol 40: 505-515.

Huisman, W. (1995) Logistics of harvest of Miscanthus Sinensis Giganteus. In: Chartier, Ph.,

Beenackers, A.A.C.M. AND Grassi, G. (eds), Biomass for Energy, Enviroment, Agriculture

and Industry- Proceedings of 8th E.C. Conference. 3-5 October, 1994, Vienna, Austria,

Elsevier Science Ltd., Oxford 1: pp 361-71.

James & James (Science Publishers) (2000) Miscanthus for energy and fibre, edited by

Jones, Michael B. i Walsh M. (2001)

Kaltschmitt, M., Reinhardt, G. A. i Stelzer, T. (1996) LCA of biofuels under different

environmental aspects. In: Chartier, P., Ferrero, G. L., Henius, U. M., Hultberg, S., Sachau, J.

and Wiinblad, M. (ur), Biomass for Energy and the Environment - Proceedings of the 9th

European Bioenergy Conference. 24-27 June 1996, Copenhagen, Denmark, EIsevier Science

Ltd., Oxford, 1: 369-386.

Kicherer, A., Görres, J., Spliethoff, H. i Hein, K. R. G. (1995) Biomass co-combustion for

the pollutant control in pulverized coal units. In: Chartier, Ph., Beenackers, A.A.C.M. i

Grassi, G. (ur), Biomass for Energy, Environment, Agriculture and Industry - Proceedings of

8th; E. C. Conference. 3-5 October, 1994, Vienna, Austria, Elsevier Science Ltd., Oxford, 2:

926-935.

Long, S. P. (1999) Environmental responses. In: Sage, R. F. i Monson, R. K. (ur), C4 Plant

Biology. Academic Press, San Diego: 215-249.

27

Miskantus best practice Guidlines, Prepared by Teagasc and the Agri-Food and Bioscience

Institute, 2011. <http://www.teagasc.ie/publications/2011/315/MiskantusBestPractice.pdf>

O'Neill, N. R. i Farr, D. F. (1996) Miscanthus Blight, a new foliar disease of ornamental

grasses and sugarcane incited by Leptosphaeria sp. and its anamorphic state Stagonospora sp.

Plant Disease, 80: 980-984.

Petersen, K. i Holme, I. M. (1994) Induction of callus and regeneration of plants from

different tissues of M. x ogifomes 'Giganteus'. In: Abstracts of the 8th International Congress

of Plant Tissue and Cell Culture, Firenze, June 12-17: 187.

Schwarz, H. (1993). Miscanthus sinensis ‘giganteus’ production on several sites in Austria.

Biomass and Bioenergy. 5 (6): 413-419.

Schwarz, H. (1994) Miskantus sinensis 'Giganteus' production on several sites in Austria.

Biomass and Bioenergy, 5: 413-419.

Schwarz, H., Liebhard, P., Ehrendorfer, K. i Ruckenbauer, P. (1994) The effect of

fertilization on yield and quality of Miskantus sinensis 'Giganteus'. Industrial Crops and

Products, 2: 153-159.

Schwarz, K.- U., Greef, J. M. i Schnug, E. (1995). Untersuchungen zur establierung und

biomassebildung von Miscanthus giganteus unter verschiedenen umweltbedingungen.

Landbauforschung Volkenrode Sonderheft: 155.

Schwarz, K.-U., Murphy, D. P. L. i Schnug, E. (1994) Studies of growth and yield of

Miskantus x giganteus in Germany. Aspects of Applied Biology, 40: 533-540.

Teagasc and the Agri-Food and Bioscience Institute, Miskantus best practice Guidlines, 2011

Yamasaki, S. (1981) 'Effect of water level on the development of rhizomes of three

hygrophytes. Japanese Journal of Ecology, vol. 31, pp 353-359.

Zub H.W., Arnoult S., Brancourt-Hulmel M. (2011.) Key traits for biomass production

identified in different Miscanthus species at two harvest dates. Biomass and Bioenergy, 35:

637 - 651.

28

Izvori s web- stranica:

Alternativa za vas

http://alternativa-za-vas.com/index.php/clanak/article/miskantus

Pregledni rad: Mogućnost korišćenja biomase poreklom od brzorastuće trske Miscanthus x

giganteus; Nada V. Babović, Gorana D. Dražić, Ana M. Đoređević

http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0367-598x/2012/0367-598X1100082B.pdf

29

12. ŽIVOTOPIS AUTORA

Matija Lončarić rođen je u Zagrebu 5. rujna 1990. godine. Osnovnu školu Ljubo Babić

u Jastrebarskom polazio je od 1997. do 2005. godine, a Opću gimnaziju u Jastrebarskom od

2005. do 2009. godine. 2009. godine upisao je preddiplomski studij Biljne zannosti na

Agronomskom fakultetu sveučilišta u Zagrebu koji završava 2012. godine obranom završnog

rada na temu „Proizvodnja i upotreba ljekovite kadulje (Salvia officinalis L.).“ Time je stekao

pravo na akademski naziv sveučilišni prvostupnik (baccalaureus) inženjer biljnih znanosti.

Daljnje školovanje nastavlja također na Agronomskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, gdje

2012. godine upisuje diplomski studij Biljne znanosti koji trenutno pohađa.

30