Выращивание ивы
Выращивание ивы
Сейчас в мире известно около 20 видов быстрорастущих растений (ива, тополь, мискантус, эвкалипт и т.д.), которые можно использовать как сырье для производства биотоплива (биогаза, биоэтанола), твердого биотоплива (пеллеты и брикеты).
Широкого использования на энергетические цели ива приобрела в Швеции, Англии, Ирландии, Польши, Дании. Эти страны имеют наибольший опыт выращивания этой культуры и производства из нее твердого топлива. Наибольшие плантации ивы размещены в Швеции - около 18-20 тыс. га, в Польше - более 6 тыс. га. Не сельскохозяйственного назначения, промышленных насаждений энергетических растений, в том числе ивы, пока еще очень мало.
Деревья многих видов могут быть достаточно высокорослыми, у них есть только один центральный ствол, поэтому после срезки они отрастают медленно. Кустовые и кустарниковые виды ивы растут высотой от 5 до 8 м и более, имеют несколько стеблей и хорошо отрастают после срезки. Именно кустовые, преимущественно кустарниковые, ивы, учитывая неприхотливость выращивания и надежное ежегодное отрастания, могут быть лучшим выбором среди биоэнергетических культур для промышленной высадки.
Деревья многих видов могут быть достаточно высокорослыми, у них есть только один центральный ствол, поэтому после срезки они отрастают медленно. Кустовые и кустарниковые виды ивы растут высотой от 5 до 8 м и более, имеют несколько стеблей и хорошо отрастают после срезки. Именно кустовые, преимущественно кустарниковые, ивы, учитывая неприхотливость выращивания и надежное ежегодное отрастания, могут быть лучшим выбором среди биоэнергетических культур для промышленной высадки.
Выращивание энергетической ивы улучшает окружающую среду, ее эффективно используют в противоэрозионных мероприятиях. Кроме того, она ценна тем, что ее сжигания углерода нейтральное, и не углубляет проблемы глобального потепления. В сжигании биомассы на электростанциях или в котлах углекислый газ, который был поглощен растением в период роста и развития, поступает обратно в атмосферу. Один гектар плантации энергетической ивы в течение трех лет поглощает из воздуха более 200 т С02.
С точки зрения земледелия ива хорошо пригодна для посадки на загрязненных участках и на землях с низким уровнем плодородия. Это, в свою очередь, позволяет производительные земли эффективно использовать по назначению, то есть для выращивания сельскохозяйственных культур, используемых для изготовления кормов и продуктов питания.
Как и сельскохозяйственные культуры, ива требует для своей вегетации хорошего освещения и достаточно доступной почвенной влаги, а уничтожение сорняков имеет решающее значение в течение первых двух лет выращивание. При таких условиях ива быстро растет, ее побеги обеспечивают быстрое покрытие грунтовой поверхности, успешно конкурируя с сорняками.
Выбор земельного участка и подготовка почвы.
Насаждения ивы не требуют плодородных грунтов. Одной из наибольших преимуществ этого растения является то, что ее с успехом можно выращивать на почвах, которые могут быть неблагоприятными для выращивания традиционных сельскохозяйственных культур (в широких диапазонах кислотности - рН 5,5-8,5 и засоленности почвы).
Многие виды ивы могут расти в неблагоприятных почвенно-климатических условиях, на бедных почвах, на больших высотах, в условиях периодической засухи, прибрежных ветров и заболачивания. Лучшие урожаи биомассы ива дает на почвах с тяжелой текстурой с высоким содержанием глины, с хорошей аэрацией. Однако илистых и легких песчаных почв следует избегать. Желательны почвы с высокой влажностью, эффективное использование орошения.
Но обычно выращивания ивы в качестве сырья для производства биотоплива происходит либо на сельскохозяйственных, или на залежных землях и объединяет в себе знания из области лесного хозяйства и агрономии.
Очень важный элемент правильного выбора участка - размещение посадки с учетом материально-технических аспектов: в местах, доступных для машин и агрегатов, необходимых для выполнения технологических операций при выращивании ивы.
В закладки плантации ивы следует приступать заранее. Необходимо хорошо продумать схему посадки, согласно которой определяют количество посадочного материала и делают заявку на поставку рассчитанного количества саженцев.
Тщательная подготовка почвы для обеспечения качественного, чистого от растительных остатков, посадочного ложа и удачной высадки имеют решающее значение для достижения эффективного результата. Лучшим вариантом будет обычная осенняя обработка почвы с боронованием или без нее с последующим выравниванием почвенной поверхности. Глубокая вспашка особенно рекомендуется на почвах, которые сильно уплотняются. Примерно с сентября можно проводить мероприятия по уничтожению сорняков (прежде всего - многолетних корневищных) и внесения удобрений, после чего провести вспашку.
Многие виды ивы могут расти в неблагоприятных почвенно-климатических условиях, на бедных почвах, на больших высотах, в условиях периодической засухи, прибрежных ветров и заболачивания. Лучшие урожаи биомассы ива дает на почвах с тяжелой текстурой с высоким содержанием глины, с хорошей аэрацией. Однако илистых и легких песчаных почв следует избегать. Желательны почвы с высокой влажностью, эффективное использование орошения.
Но обычно выращивания ивы в качестве сырья для производства биотоплива происходит либо на сельскохозяйственных, или на залежных землях и объединяет в себе знания из области лесного хозяйства и агрономии.
Очень важный элемент правильного выбора участка - размещение посадки с учетом материально-технических аспектов: в местах, доступных для машин и агрегатов, необходимых для выполнения технологических операций при выращивании ивы.
В закладки плантации ивы следует приступать заранее. Необходимо хорошо продумать схему посадки, согласно которой определяют количество посадочного материала и делают заявку на поставку рассчитанного количества саженцев.
Тщательная подготовка почвы для обеспечения качественного, чистого от растительных остатков, посадочного ложа и удачной высадки имеют решающее значение для достижения эффективного результата. Лучшим вариантом будет обычная осенняя обработка почвы с боронованием или без нее с последующим выравниванием почвенной поверхности. Глубокая вспашка особенно рекомендуется на почвах, которые сильно уплотняются. Примерно с сентября можно проводить мероприятия по уничтожению сорняков (прежде всего - многолетних корневищных) и внесения удобрений, после чего провести вспашку.
Заготовка посадочного материала
Чтобы обеспечить высокую урожайность ивы, важно правильно выбрать здоровый посадочный материал. Лучшими будут черенки из однолетних побегов, отбор которых проводят по соответствующими строгими процедурами контроля качества. Черенки нужно собрать, отсортировать и поместить непосредственно в холодное место для хранения до посадки. Они должны быть без признаков механических повреждений, без корней, кора - здоровой, не повреждены вредителями (норма - зеленый или желтый цвет коры). При соблюдении следующих условий прижиться должно не менее 95% черенков. Не желательно использовать черенки со старой корой, которая имеет коричневый или серый цвет.
Для достижения успеха важное значение имеет правильный выбор вида, поскольку лучшие из них обеспечивают повышение урожайности массы до 20%.
Наименьшая желательная длина черенка составляет 30 см. Черенки следует высаживать таким образом, чтобы над землей выступало до 5 см черенка. Поскольку, прежде чем они пойдут в рост, черенки очень уязвимы к воздействию внешних факторов и неконкурентные по сорняков. Такая схема посадки (особенно при посадке черенков длиной 15-25 см) является приемлемой при высоком уровне ухода в первые недели роста и развития ивы с применением средств контроля численности сорняков.
Если применяют черенки длиной до 60 см, то их высаживают в грунт наполовину. Они имеют большой запас энергии и быстрее растут. Это позволит растениям ивы быть более конкурентными в начальный период вегетации, поскольку они выше сорняков. При такой длине черенка расход посадочного материала, конечно, будет в два-три раза больше.
Обычно используют черенки меньшей длины - от 15 до 25 см, заготавливают их после того, как ивовые опадут листья. За посадку весной спящие черенки хранят замороженными при температуре от -4 до -2 °С и выносят их непосредственно перед посадкой. Не следует допускать повторного их замораживания после оттаивания!
Выбранные для выращивания виды должны быть устойчивыми к болезням, особенно к таким, с которыми трудно бороться.
Внесение удобрений
Нужное количество соответствующих удобрений и их форма зависят от содержания питательных веществ в почве каждого конкретного поля, но эта зависимость гораздо меньше, чем у других культур. На плодородных почвах, которые имеют достаточное количество питательных веществ, потребность в удобрениях меньше, а в начале выращивания ивы часто даже необязательна, поскольку это только приведет к активному росту сорняков.
Удобрения вносят под основную обработку почвы, перед высадкой, после каждой уборки урожая или весной - в первые месяцы отрастания культуры, когда есть возможность проехать трактору без риска нанести растениям повреждений и травм. При использовании органических удобрений подъездные пути могут быть расширены. Неорганические удобрения вносят как до высадки, так и в последующие годы
Удобрения вносят под основную обработку почвы, перед высадкой, после каждой уборки урожая или весной - в первые месяцы отрастания культуры, когда есть возможность проехать трактору без риска нанести растениям повреждений и травм. При использовании органических удобрений подъездные пути могут быть расширены. Неорганические удобрения вносят как до высадки, так и в последующие годы
Выращивания
На почвах, которые содержат меньше питательных веществ, особенно азота и фосфора, для поддержания производительности насаждения ивы удобрения следует вносить на более ранних стадиях роста и развития растений. Но нужно внести сразу после уборки урожая перед повторным отрастанием ивы, чтобы восстановить питательный баланс в почве, использованный растениями для формирования урожая.
Исследования, проводившие за рубежом, показывают, что применение органических удобрений может повысить урожайность биоэнергетической ивы на 35%.
Схема посадки должна предусматривать механизм внесения удобрений в период вегетации (органических и минеральных, органических остатков, сточной воды и т.п.), применение пестицидов, а также проведение механических обработок почвы.
Правильно составленная схема посадки облегчает использование техники при уходе за растениями и их уборки. Она предусматривает как одиночные ряды с широкими междурядьями для прохода технических средств, так и смежные двойные ряды.
Посадка ивы с двумя смежными рядами позволяет уменьшить количество проходов уборочных машин.
Для посадки черенков ивы обычно используют специально разработанные технические средства одновременно двух одиночных или четырех рядов (две двойные). Для этого готовят нарезанные черенки соответствующих размеров, специальными механизмами высаживают в почву на заданную глубину или заранее нарезанную лозу непосредственно разрезают механизмом посадочных машин, после чего отрезанный черенок так же сажают в почву.
Для переработки на биотопливо в среднем уходит около 12-20 тыс. растений, для закладки маточника - до 30 тыс. шт. / га.
Так, одна из схем посадки с двойными рядами для обеспечения густоты стояния растений 15 тыс. шт./га предусматривает междурядья между ними 75 см, расстояние в ряду между растениями - около 60 см. Между каждым блоком двойных рядов - 150 см. Посадка черенков длиной около 20 см проводят таким образом, чтобы наружу осталось только несколько его сантиметров. Диаметр черенков - около 1 см.
Перед высадкой проводят предварительную обработку почвы.
Для того, чтобы получить густоту стояния растений на уровне около 15 тыс. шт./га с приживаемостью черенков 90%, количество взорванного посадочного материала нужно увеличить до 16,6 тыс. шт./га.
Уход
Одна из основных причин «выхода участка из строя» после высадки растений - неправильное и несвоевременное проведение мероприятий по контролю численности сорняков, влияние которых, как уже отмечалось, следует свести к минимуму. Рост и развитие насаждений ивы должны проходить в чистых от сорняков условиях.
Известно три способа контроля численности сорняков: химический, механический (использование механизмов для междурядной обработки почвы) или сочетанное использование химического и механического. Важен правильный подбор гербицидов, которые уничтожат сорняки и которые не повредят саму иву.
Контроль численности сорняков, прежде многолетних корневищных и коренеотпрысковых (в случае их наличия), начинается осенью путем обработки гербицидами сплошного действия на основе глифосата. Весной меры по контролю численности сорняков особенно важны на начальном этапе роста и развития ивы, поскольку сорняки являются самой большой проблемой для нее и причиной плохого укоренения черенков. Весной после посадки или во время вегетации растений применяют химические препараты против однолетних двудольных и злаковых сорняков.
Значительный ущерб ивовым насаждениям могут наносить вредители и болезни, многие из которых переносятся ветром, птицами с одного куста к другому и тому подобное. Это приводит к уменьшению урожайности и делает растения более восприимчивыми к другим биотическим и абиотическим стрессовым факторам.
Ива может регулярно давать большие урожаи и без применения каких-либо пестицидов. Большинство вредителей и болезней поселяются и поражают только конкретные виды ивы, именно на которых они и будут питаться, размножаться и повреждаться болезнями.
Ива часто подвергается поражению ржавчиной, что зимует в опавших листьях. Также ее повреждает большое количество видов тлей, крайне опасны для нее паутинные клещи и другие вредители. Для уменьшения их численности желательно выращивать различные виды ивы, поскольку ива в монокультуре, где высажено только один ее вид или много близкородственных видов в пределах вида выращивают вместе, может служить благоприятной средой для вредных организмов, что приводит к большим вспышкам развития вредителей и болезней. Зато разбивка поликультурных плантаций, с разными генотипами, создает естественные барьеры для вредителей и болезней, снижает их распространение и, наконец, уменьшает уровень повреждения вредителями и поражения болезнями.
Все способы по уменьшению численности болезней и вредителей можно разделить на пять видов: механические, химические, биологические, агротехнические и лесоводческие. Ни один из них не является универсальным.
Эффективным является повышение индивидуальной устойчивости растений благодаря высокому уровню агротехники (уход за почвой, внесение удобрений, уничтожение опавших листьев, обрезка пораженных побегов). Однако часто создание благоприятных условий для развития ивы одновременно формирует комфортные условия и для роста сорняков.
Уборка ивы
Собирают иву каждые два-четыре года - в течение осенне-зимнего периода, после опадения листьев и до распускания почек в начале весны (ноябрь - февраль) - с использованием специальных машин. Обычно используют кормоуборочные комбайны, разрезают стебли на сегменты. Количество циклов сборки урожая с одной посадки в среднем составляет семь-восемь, после чего можно проводить рекультивацию земель для новых насаждений ивы или других культур. Использование участка в таком случае будет продолжаться в течение 20-30 лет.
Первый урожай ивы собирают через три-четыре года после ее высадки или через три года после первого ее срезания (в первый год закладки ивой, посадки стебли можно срезать - это будет способствовать отрастания нескольких стеблей на одном растении следующей весны).
Лучшие условия для сбора, когда земля сухая или замороженная (зимой). При наличии в насаждении снега срезать растения следует при высоте неуплотнённого снежного покрова в ЗО см. Также стоит знать, что сбор нужно прекращать при повышенной влажности почвы.
Важно убедиться в правильности срезание - его следует проводить низко, ведь стебли в нижней части утолщенные и имеют наибольшую массу.
Сбор лозы проводят подобно уборки сахарного тростника или кукурузы на силос: с длиной сегментов 5-15 см или измельчением в виде щепы. Прямая заготовка щепы может вызвать проблемы при хранении, так как при быстром компостировании массы образуется плесень, а затем появляются и сопутствующие проблемы вследствие высокой влажности свежесобранной массы. Поэтому возникает потребность ее подсушивания до влажности 20-25% с пропусканием через поток сухого воздуха.
В течение первого года после срезки ива может вырасти высотой до 4 м и более, а обрезки веток способствует ее разветвлению.
Хранение
Хранение собранной массы происходит в виде щепы, заготовок или палочек соответствующего размера под навесом, чтобы не допустить повторного их намокания от дождя. Но при большом количестве сырья иногда нет возможности ее хранить в закрытых помещениях или под навесами. В таком случае щепу хранят в длинных валках до 5 м высотой, сформированных с применением телескопических погрузчиков. В результате создается плотный верхний слой, который не пропускает влагу внутрь валка. Собранное сырье больших размеров в виде палочек быстрее высыхает благодаря неплотному прилеганию частиц, обеспечивает лучшее проветривание массы. Высушенное сырье измельчают или может быть сожженное непосредственно для дальнейшего производства тепла и / или электроэнергии.
Одна из крупнейших экологических преимуществ ивы - углеродистая нейтральность относительно процесса роста и горения. Двуокись углерода, поглощаемого растением во время роста и развития, равно в таком же количестве, что образовалась вследствие его превращения в тепло или электроэнергию.
По сравнению со сжиганием угля, использования с этой целью биоэнергетических культур, в частности ивы, обеспечивает значительное снижение выбросов вредных твердых частиц, ртути, других загрязнителей воздуха - оксидов серы и азота.
Благодаря быстрому и стабильному росту ива является идеальным экологически чистым топливом. ее насаждения применяют также для создания естественного микроклимата в местах проживания людей, она является элементом ландшафтного дизайна: служит для создания декоративных ограждений и прибрежных природных барьеров, которые мешают химикатам стекать в реки, пруды и озера.
Выращивание ивы может быть средством сохранения и улучшения окружающей среды, так как ее используют для рекультивации земель, стабилизации склонов и как лесополосы для защиты от ветров и тому подобное.
Правильно составленная схема посадки облегчает использование техники при уходе за растениями и их уборки. Она предусматривает как одиночные ряды с широкими междурядьями для прохода технических средств, так и смежные двойные ряды.
Посадка ивы с двумя смежными рядами позволяет уменьшить количество проходов уборочных машин.
Для посадки черенков ивы обычно используют специально разработанные технические средства одновременно двух одиночных или четырех рядов (две двойные). Для этого готовят нарезанные черенки соответствующих размеров, специальными механизмами высаживают в почву на заданную глубину или заранее нарезанную лозу непосредственно разрезают механизмом посадочных машин, после чего отрезанный черенок так же сажают в почву.
Для переработки на биотопливо в среднем уходит около 12-20 тыс. растений, для закладки маточника - до 30 тыс. шт. / га.
Так, одна из схем посадки с двойными рядами для обеспечения густоты стояния растений 15 тыс. шт./га предусматривает междурядья между ними 75 см, расстояние в ряду между растениями - около 60 см. Между каждым блоком двойных рядов - 150 см. Посадка черенков длиной около 20 см проводят таким образом, чтобы наружу осталось только несколько его сантиметров. Диаметр черенков - около 1 см.
Перед высадкой проводят предварительную обработку почвы.
Для того, чтобы получить густоту стояния растений на уровне около 15 тыс. шт./га с приживаемостью черенков 90%, количество взорванного посадочного материала нужно увеличить до 16,6 тыс. шт./га.
Уход
Одна из основных причин «выхода участка из строя» после высадки растений - неправильное и несвоевременное проведение мероприятий по контролю численности сорняков, влияние которых, как уже отмечалось, следует свести к минимуму. Рост и развитие насаждений ивы должны проходить в чистых от сорняков условиях.
Известно три способа контроля численности сорняков: химический, механический (использование механизмов для междурядной обработки почвы) или сочетанное использование химического и механического. Важен правильный подбор гербицидов, которые уничтожат сорняки и которые не повредят саму иву.
Контроль численности сорняков, прежде многолетних корневищных и коренеотпрысковых (в случае их наличия), начинается осенью путем обработки гербицидами сплошного действия на основе глифосата. Весной меры по контролю численности сорняков особенно важны на начальном этапе роста и развития ивы, поскольку сорняки являются самой большой проблемой для нее и причиной плохого укоренения черенков. Весной после посадки или во время вегетации растений применяют химические препараты против однолетних двудольных и злаковых сорняков.
Значительный ущерб ивовым насаждениям могут наносить вредители и болезни, многие из которых переносятся ветром, птицами с одного куста к другому и тому подобное. Это приводит к уменьшению урожайности и делает растения более восприимчивыми к другим биотическим и абиотическим стрессовым факторам.
Ива может регулярно давать большие урожаи и без применения каких-либо пестицидов. Большинство вредителей и болезней поселяются и поражают только конкретные виды ивы, именно на которых они и будут питаться, размножаться и повреждаться болезнями.
Ива часто подвергается поражению ржавчиной, что зимует в опавших листьях. Также ее повреждает большое количество видов тлей, крайне опасны для нее паутинные клещи и другие вредители. Для уменьшения их численности желательно выращивать различные виды ивы, поскольку ива в монокультуре, где высажено только один ее вид или много близкородственных видов в пределах вида выращивают вместе, может служить благоприятной средой для вредных организмов, что приводит к большим вспышкам развития вредителей и болезней. Зато разбивка поликультурных плантаций, с разными генотипами, создает естественные барьеры для вредителей и болезней, снижает их распространение и, наконец, уменьшает уровень повреждения вредителями и поражения болезнями.
Все способы по уменьшению численности болезней и вредителей можно разделить на пять видов: механические, химические, биологические, агротехнические и лесоводческие. Ни один из них не является универсальным.
Эффективным является повышение индивидуальной устойчивости растений благодаря высокому уровню агротехники (уход за почвой, внесение удобрений, уничтожение опавших листьев, обрезка пораженных побегов). Однако часто создание благоприятных условий для развития ивы одновременно формирует комфортные условия и для роста сорняков.
Уборка ивы
Собирают иву каждые два-четыре года - в течение осенне-зимнего периода, после опадения листьев и до распускания почек в начале весны (ноябрь - февраль) - с использованием специальных машин. Обычно используют кормоуборочные комбайны, разрезают стебли на сегменты. Количество циклов сборки урожая с одной посадки в среднем составляет семь-восемь, после чего можно проводить рекультивацию земель для новых насаждений ивы или других культур. Использование участка в таком случае будет продолжаться в течение 20-30 лет.
Первый урожай ивы собирают через три-четыре года после ее высадки или через три года после первого ее срезания (в первый год закладки ивой, посадки стебли можно срезать - это будет способствовать отрастания нескольких стеблей на одном растении следующей весны).
Лучшие условия для сбора, когда земля сухая или замороженная (зимой). При наличии в насаждении снега срезать растения следует при высоте неуплотнённого снежного покрова в ЗО см. Также стоит знать, что сбор нужно прекращать при повышенной влажности почвы.
Важно убедиться в правильности срезание - его следует проводить низко, ведь стебли в нижней части утолщенные и имеют наибольшую массу.
Сбор лозы проводят подобно уборки сахарного тростника или кукурузы на силос: с длиной сегментов 5-15 см или измельчением в виде щепы. Прямая заготовка щепы может вызвать проблемы при хранении, так как при быстром компостировании массы образуется плесень, а затем появляются и сопутствующие проблемы вследствие высокой влажности свежесобранной массы. Поэтому возникает потребность ее подсушивания до влажности 20-25% с пропусканием через поток сухого воздуха.
В течение первого года после срезки ива может вырасти высотой до 4 м и более, а обрезки веток способствует ее разветвлению.
Хранение
Хранение собранной массы происходит в виде щепы, заготовок или палочек соответствующего размера под навесом, чтобы не допустить повторного их намокания от дождя. Но при большом количестве сырья иногда нет возможности ее хранить в закрытых помещениях или под навесами. В таком случае щепу хранят в длинных валках до 5 м высотой, сформированных с применением телескопических погрузчиков. В результате создается плотный верхний слой, который не пропускает влагу внутрь валка. Собранное сырье больших размеров в виде палочек быстрее высыхает благодаря неплотному прилеганию частиц, обеспечивает лучшее проветривание массы. Высушенное сырье измельчают или может быть сожженное непосредственно для дальнейшего производства тепла и / или электроэнергии.
Одна из крупнейших экологических преимуществ ивы - углеродистая нейтральность относительно процесса роста и горения. Двуокись углерода, поглощаемого растением во время роста и развития, равно в таком же количестве, что образовалась вследствие его превращения в тепло или электроэнергию.
По сравнению со сжиганием угля, использования с этой целью биоэнергетических культур, в частности ивы, обеспечивает значительное снижение выбросов вредных твердых частиц, ртути, других загрязнителей воздуха - оксидов серы и азота.
Благодаря быстрому и стабильному росту ива является идеальным экологически чистым топливом. ее насаждения применяют также для создания естественного микроклимата в местах проживания людей, она является элементом ландшафтного дизайна: служит для создания декоративных ограждений и прибрежных природных барьеров, которые мешают химикатам стекать в реки, пруды и озера.
Выращивание ивы может быть средством сохранения и улучшения окружающей среды, так как ее используют для рекультивации земель, стабилизации склонов и как лесополосы для защиты от ветров и тому подобное.