Новое исследование показывает производителям, где и как выращивать культуры для целлюлозного биотоплива

Согласно решению Агентства по охране окружающей среды США (EPA), в 2018 году в поставки бензина в США должно быть включено 288 миллионов галлонов целлюлозного биотоплива. Новый отчет, подготовленный рядом институтов, предоставляет практические агрономические данные по пяти видам сырья, что может повысить их внедрение и производство по всей стране.

Цель исследования: реалистичные данные

Ранние оценки урожайности основывались на данных с небольших опытных участков и не были реалистичными. Основная цель этого проекта — определить, могут ли эти культуры быть рентабельными при выращивании в масштабах фермы.

Масштабный проект

Проект, поддержанный Министерством энергетики США и инициативой Sun Grant, стартовал в 2008 году. Исследователи из 26 институтов оценивали биоэнергетический потенциал свитчграсса, мискантуса, сорго, энергетического тростника и смесей прерийных трав в долгосрочных испытаниях на обширной территории.

Ключевые факторы: азот и осадки

• Азотные удобрения: Все культуры, известные толерантностью к бедным почвам, показали пользу от внесения хотя бы небольшого количества азота. Например, для мискантуса оптимальной была доза 53.5 фунта на акр. Превышение дозы (107 фунтов/акр) увеличивало выбросы закиси азота и вымывание нитратов.
• Осадки: Урожайность мискантуса напрямую зависела от количества осадков. Смеси прерийных трав сильно пострадали от сильных засух 2012 и 2013 годов.

Карты потенциала урожайности

Ни одна культура не стала абсолютным лидером везде. Урожайность сильно зависит от местоположения, нормы азота и изменчивости года. Статистики исследовательской группы использовали полевые данные для создания карт потенциала урожайности по всей территории США. Темно-зеленые зоны на картах показывают области с наивысшим потенциалом — от 8 до 10 тонн с акра в год.

• Свитчграсс (низменные сорта): наибольший потенциал в долине нижней Миссисипи и штатах Мексиканского залива.
• Мискантус и смеси прерийных трав: наибольший потенциал на Среднем Западе США.
• Сорго: показало самый высокий потенциал урожайности в наибольшем числе локаций. Это однолетняя культура, хорошо адаптирующаяся к различным условиям и вписывающаяся в традиционные системы земледелия.
• Энергетический тростник: может достигать очень высокой урожайности, но в относительно ограниченной части страны.

Проблемы и возможности

• Смеси прерийных трав, выращиваемые на землях из Программы сохранения ресурсов (CRP), не раскрыли свой потенциал в исследовании. Для повышения урожайности необходима посадка более продуктивных видов. Сокращение площадей в программе CRP (с 36 до 26 млн акров) угрожает почвам, а выращивание биомассы могло бы стать источником дохода для фермеров.
• Сорго, несмотря на высокий потенциал, имеет недостатки: высокая влажность при уборке, проблемы с хранением, потребность в азоте и склонность к полеганию.

Все исходные данные исследования находятся в открытом доступе онлайн и могут быть полезны ученым, политикам и производителям.

Статья "Производство биомассы травянистых энергетических культур в США: результаты полевых испытаний и карты потенциала урожайности от многолетнего регионального партнерства по сырью" опубликована в специальном выпуске журнала GCB Bioenergy.