Významnou vlastnosťou pestovaných druhov, ako sú liečivé, aromatické a koreninové rastliny (LAKR), je úroda hlavného produktu, ktorú môžu rastliny vytvoriť len v optimálnych podmienkach. Klíma (podnebie) je charakterizovaná dlhodobým priebehom atmosférických dejov (počasia) na určitom mieste. Optimálne pestovateľské podmienky závisia od mnohých faktorov, ktoré je potrebné zohľadniť pre dosiahnutie maximálnej úrody a kvality.
Kľúčové faktory prostredia ovplyvňujúce pestovanie rastlín
Svetelný režim
Požiadavka LAKR na intenzitu a dĺžku osvetlenia je rôzna v závislosti od denných a nočných zmien svetelného režimu. Zjednodušene možno hovoriť o striedaní svetla a tmy, tzv. fotoperióde. Svetlo ovplyvňuje rozšírenie rastlín. Podľa nárokov na svetlo rozoznávame:
- Svetlomilné rastliny (heliofyty) - optimálny rast a vývin dosahujú na netienených, svetelne exponovaných stanovištiach.
- Tieňomilné rastliny (sciafyty) - optimálne rastú v podmienkach kratšieho dňa, so svetelnou intenzitou menšou ako 12 hodín.
Teplotné pomery
Každý druh LAKR vyžaduje určité teplotné rozpätie pre optimálny rast. Územie Slovenska patrí podľa klimatických zón do mierneho pásma s miernymi zimami, okrem severnej a východnej časti, kde bývajú aj mrazivé zimy. Teplotné rozpätie, tzv. minimum a maximum teplotného režimu, je najširšie práve pre rastliny mierneho pásma.
Vplyv tepla je dôležitý pri začiatočných fázach rastu rastlín. Oblasti pestovania sa vyberajú aj na základe teplotných pomerov, pretože sa musia zohľadniť ekologické požiadavky rastlín. Rozdielnosť v teplotných podmienkach súvisí aj so zmenou nadmorskej výšky pestovateľskej lokality.
Existujú aj univerzálne rastliny, ktoré sa vzhľadom na teplotné nároky môžu pestovať od nížin až do horských oblastí. Okrem univerzálnych druhov rastlín majú viaceré druhy schopnosť prispôsobiť sa odlišným teplotným podmienkam. Rastliny nížin sa môžu vyskytovať na pahorkatinách, v podhorských oblastiach za predpokladu, že teplotné rozdiely nebudú značne extrémne.
Vodný režim
Zdrojom vody pre rastlinu bývajú atmosférické zrážky (vzdušná vlhkosť) a voda nachádzajúca sa v pôde (pôdna vlhkosť). LAKR majú rôzne nároky na vodu. Najviac vody potrebujú pri klíčení, v prvých rastových fázach pri tvorbe asimilačných orgánov. Viacročné rastliny vyžadujú dostatok vlahy na regeneráciu vegetatívnych orgánov po prezimovaní.
Podľa nárokov na vodu rozlišujeme napríklad:
- Hygrofyty - rastú na vlhkých miestach.
- Mezofyty - rastú za podmienok strednej vlhkosti.
Pôdne vlastnosti a úrodnosť
Pôda je ďalším významným prvkom v technológii pestovania LAKR. Svojimi fyzikálnymi, chemickými a biologickými vlastnosťami sa podieľa na jej charakteristickej vlastnosti úrodnosti, ktorá sa správnym a odborným využívaním môže zvyšovať. Stupeň kultúrneho využitia pôdy, okrem edafických a klimatických faktorov, v rozhodujúcej miere ovplyvňuje človek.
V minulosti prevládal názor, že sa liečivé rastliny môžu pestovať na menej úrodných pôdach, a to na tzv. doberné, resp. vedľajšie rastliny. Avšak pre optimálne pestovanie sú dôležité špecifické vlastnosti pôdy.
Textúra pôdy
Textúra pôdy (zrnitostné zloženie) je dôležitou fyzikálnou vlastnosťou, na základe ktorej sú najvhodnejšie pre pestovanie LAKR pôdy piesočnatohlinité, hlinitopiesočnaté a hlinité.
- Ľahké pôdy, na ktorých sa môžu pestovať niektoré druhy.
- Stredne ťažké pôdy, ktoré vyhovujú hlavne koreňovým liečivým rastlinám.
Pôdna reakcia (pH)
Pôdna reakcia je tiež kľúčovým faktorom pre výber rastlín:
- Kyslé pôdy - sú ochudobnené o vápnik, preto sa na týchto pôdach môžu vyskytovať a pestovať tie druhy liečivých rastlín, ktoré neznášajú v pôde prítomnosť výmenného a vodorozpustného vápnika.
- Zásadité pôdy - sú charakteristické zvýšeným obsahom solí.
- Neutrálne pôdy - sú tie, ktoré majú pH (6,3 - 7,0), sú štruktúrne a dostatočne zásobené prijateľnými živinami a humusovými látkami. Na týchto pôdach sa pestuje najviac druhov liečivých rastlín.
Terénne faktory
Mnoho začínajúcich pestovateľov nevie správne odhadnúť podmienky pre pestovanie, tiež oblasť pestovania. Vhodná pestovateľská oblasť sa môže určiť aj na základe pôvodného výskytu jednotlivých druhov liečivých rastlín. Optimálne je pestovať LAKR v oblastiach, kde sa vyskytujú prirodzene.
Jedným z terénnych faktorov je nadmorská výška, ktorá ovplyvňuje teplotné pomery, množstvo vytvorenej fytomasy, zloženie a obsah účinných látok. Z ďalších terénnych faktorov je to poloha pozemku a jeho expozícia k svetovým stranám.
Pestovanie energetických plodín na Slovensku v meniacich sa klimatických podmienkach
Využitie nevyužívanej poľnohospodárskej pôdy
Integračné procesy v Európe priniesli v rámci jednotnej poľnohospodárskej politiky aj fenomén pôd dočasne, ale aj trvalo pre poľnohospodársku činnosť nepotrebných. Jedným z efektívnych riešení využitia takýchto lokalít sa ukazuje pestovanie energetických plodín. Teda pestovať biomasu je možné na sekundárnych pôdach, to znamená na pôdach, ktoré sa môžu alternatívne využívať okrem výroby potravín aj na výrobu biomasy. Zámerným pestovaním energetických plodín v rámci poľnohospodárskeho podniku na tvorbu bioplynu, a to nielen kukurice na siláž, ale aj nových plodín, ako sú ciroky dvojfarebné ako náhrada kukurice, sa otvára nové odvetvie poľnohospodárskej výroby. To diverzifikáciou výroby zvyšuje konkurencieschopnosť daného podniku v súčasných ekonomických podmienkach hospodárenia na pôde.
Prognózy poukazujú na to, že v klimatických podmienkach, aké sú na Slovensku, je pre využívanie biomasy reálny 6 až 12 % podiel krytia celkovej spotreby energie. Východ SR má najnižší podiel v tomto ukazovateli v SR. Poľnohospodárska pôda na Slovensku podľa evidencie katastra nehnuteľností predstavovala k 1. 1. 2016 výmeru 2 389 616 ha. Túto pôdu, ktorá sa nevyužíva na pestovanie plodín pre potravinové účely, by bolo možné využívať prednostne na pestovanie plodín pre účely energetiky.
Názor, ktorý sa šíri propagandou, že pestovanie energetických plodín na výrobu palív je na úkor produkcie potravín, sa nezakladá na pravde. Hlavným dôvodom má byť údajné znižovanie výmery poľnohospodárskej pôdy na pestovanie plodín na potravové účely. Výmera nevyužívanej poľnohospodárskej pôdy za ostatné roky v SR totižto neustále stúpa. Príčin je viac. Jednou z nich je pokles počtu chovaných hospodárskych zvierat a tým aj pokles potrieb pestovania krmovín pre ich chov. Prvoradou úlohou poľnohospodárstva SR je a aj musí zostať produkcia potravín pre obyvateľstvo. Slovensko disponuje dostatočnou výmerou pôdy na produkciu potravín, poplašné správy o zdražovaní potravín zapríčinené pestovaním plodín na výrobu biopalív možno jednoznačne hodnotiť ako nepravdivé.
Spomeňme niekoľko údajov o poľnohospodársky nevyužívanej pôde na Slovensku podľa jednotlivých krajov. Najviac nevyužitých poľnohospodárskych pôd bolo zaznamenaných v Žilinskom (42 %), Trenčianskom (32 %) a Prešovskom (25 %) kraji.
Pestovaním energetických rastlín sa neznižuje úrodnosť pôdy. Po ukončení pestovania tieto rastliny zanechávajú pôdu v dobrom štruktúrnom stave, s pozitívnou bilanciou živín. Nehovoriac o zabránení výraznejšej veternej a vodnej erózii, vyparovaniu vody a odnosu živín. Navyše trváce porasty energetických rastlín stabilizujú odtok vody z územia. Z hľadiska hospodárskeho významu sa dokonca odporúča pestovať takéto plodiny aj na pôdach s nižšou kvalitou. Pre pestovanie energetických rastlín je tak možné využívať nielen nevyužitú poľnohospodársku pôdu, ale aj pôdu menej kvalitnú.
V rámci jednotnej poľnohospodárskej politiky EÚ vznikol v súvislosti s dočasným, alebo trvalým nevyužívaním pôdy na poľnohospodársku činnosť (5 %) nový fenomén, a to pestovanie energetických plodín v týchto lokalitách, pretože po biomase ako palive je čoraz väčší dopyt.
Perspektívne druhy energetických plodín
Plodiny ako ozdobnica čínska (Miscanthus x giganteus), trsteník obyčajný (Arundo donax L.), konopa siata (Cannabis sativa L.), energetický pýr (Elymus elongatus), sida obojpohlavná (Sida hermafrodita) spĺňajú parametre výhrevnosti a môžu sa použiť ako palivo do tepelných zariadení, nehovoriac o ich pozitívnom dopade na životné prostredie. Predovšetkým je dôležité poukázať na nedocenený fakt, že sa jedná o lignocelulózové rastliny s obrovským potenciálom uplatnenia v priemysle, v stavebníctve, papiernictve a vo farmaceutickom priemysle. Využitie energetických rastlín na iné ako spaľovacie účely sa skúma aj na Slovensku.
Pestovanie energetických rastlín má význam aj pri efektívnejšom využití poľnohospodárskej pôdy nižšej bonity. Môžu sa pestovať ako súčasť greeningu do výmery 5 % v rámci výmery poľnohospodárskej pôdy farmára.
Ozdobnica čínska (Miscanthus x giganteus)
Pestovanie ozdobnice čínskej má celý rad výhod, najmä jej vysoké hektárové úrody fytomasy v intervale od 20 - 40 t.ha-1 absolútnej sušiny v závislosti od agroklimatických podmienok. Zároveň sú nízke vstupné náklady pestovania, pričom počiatočné náklady na založenie porastu sa vplyvom neustálej tendencie znižovania cien rhizómov rapídne znižujú.
Pestovanie tejto energetickej plodiny v Európe je ovplyvnené rizikom poškodenia mrazom novozaložených porastov. Z pohľadu priemyselného využitia je táto energetická rastlina vhodná na výrobu biometánu, bioetanolu a ako zdroj celulózy lignínového charakteru, pričom jej uplatnenie je momentálne v štádiu výskumu. Podľa súčasných dostupných zdrojov sa výmery energetických rastlín nezvyšujú, majú stagnujúci charakter. Napríklad plocha ozdobnice čínskej na Záhorí klesla z výmery 120 ha na 80 ha. V rámci celého Slovenska sa nedá hovoriť o intenzívnom, ale o extenzívnom pestovaní tejto rastliny. Stále je problém s realizáciou produkcie, konkrétne s odbytom brikiet a peliet v ekonomicky výhodných cenách.
Cirok dvojfarebný (Sorghum bicolor)
Cirok dvojfarebný môžeme zaradiť medzi perspektívne plodiny vhodné pre energetické účely, nielen pre jeho vysokú výťažnosť na siláž, ale aj pre jeho genetické dispozície, keďže je ho možné pestovať aj v menej priaznivých podmienkach. Výmera pestovateľských plôch na Slovensku narastá, pretože cirok je hlavnou komoditou využívanou v bioplynových staniciach. Existujú dokonca farmy, ktoré sa špecializujú na predaj siláže pre bioplynové stanice, ich výmery sa pohybujú od 200 do 700 ha.
Prednosti pestovania cirokov na siláž v porovnaní s kukuricou sú hlavne v suchovzdornosti (dokážu preklenúť obdobie sucha s oveľa menším stresom ako kukurica) a zároveň porasty cirokov sú menej napádané divou zverou. Technológia pestovania cirokov cukrových má spoločné znaky, nie však herbicídnu ochranu a niektoré agrotechnické úkony. Pre cirok nie sú vhodné predplodiny, ktoré pozemok zaburiňujú. Dobrými predplodinami sú okopaniny, strukoviny a obilniny. Cirok je náročný na živiny a dobre znáša hnojenie maštaľným hnojom.
Väčšinu pestovateľských plôch na Slovensku zaberá pestovanie kukurice na zrno a siláž a cirok je pestovaný doposiaľ iba na malých výmerách. Je nutné sa však zamyslieť nad klimatickými zmenami a postupným otepľovaním ovzdušia. Naskytá sa otázka, či v daných podmienkach nebude efektívnejšie a perspektívnejšie pestovanie cirokov ako pestovanie kukurice. Cirok sa odporúča pestovať v oblastiach s nedostatkom zrážok a tam, kde je úroda kukurice na zrno nižšia. Ďalšou výhodou cirokov je ekonomická efektívnosť ich pestovania, čo súvisí s nižšími nákladmi (nižšie náklady na osivo, nižšie náklady na sušenie z dôvodu nižšej zberovej vlhkosti, nižšia potreba hnojív) a stabilnou úrodou aj pri menej priaznivých poveternostných podmienkach. Cirok cukrový (Sorghum dochna F. Snovden) sa doteraz využíval v živočíšnej výrobe ako krmivo pre hovädzí dobytok a ovce, z dôvodu vysokého obsahu cukru.
Konopa siata (Cannabis sativa L.)
Jednou zo staronových plodín pestovaných v minulosti na Slovensku je konopa siata. Na Slovensku sa konopa pestovala od nepamäti ako priadna rastlina na vlákno. Po rokoch zabudnutia sa opäť hlási o slovo. Konopa je obnoviteľný zdroj energie s vysokým potenciálom. Na pestovanie sú povolené odrody v zmysle čl. 33, ods. 1 nariadenia Komisie (ES) č. Z odrôd patrí medzi favorizované v ČR aj SR poľská odroda Bialobrzeskie, ktorá sa vyznačuje vysokou plasticitou a adaptabilnosťou v našich pestovateľských podmienkach.
Konopa má možnosti všestranného využitia, či ide o produkciu prírodného vlákna, organickej hmoty na spaľovanie, v stavebníctve ako izolačný materiál, produkciu semena na výrobu oleja a má využitie aj v potravinárskom priemysle. Jej mnohonásobné využitie dáva predpoklady pre jej znovu zavádzanie do osevných postupov, kde by mohla táto plodina mať pevné miesto. V súčasnosti sa pestovateľské plochy konopy siatej na Slovensku začínajú rozširovať, je to však limitované spracovateľskými a odbytovými možnosťami. Máme tým na mysli predovšetkým pestovanie na semeno, na výrobu oleja a na produkciu biomasy na spaľovanie.
Trsteník obyčajný (Arundo donax L.)
Trsteník obyčajný je pôvodne divá trváca tráva s plazivými výbežkami, ktorá v Európe je zvlášť rozšírená v oblasti Stredozemného mora. Výskum alternatívnych plodín pre produkciu biomasy pre energiu zaradil trsteník medzi druhy, ktoré sú veľmi vhodné z hľadiska tvorby biomasy. Je však citlivý na zimu, najmä v prvých rokoch založenia porastov. V Košickom kraji sa pestuje táto energetická plodina na výmere do 50 ha. Problémom je však, ako aj pri ostatných trvácich energetických rastlinách, chemická ochrana voči burinám. Nové energetické introdukované rastliny ako napr. sida obojpohlavná, jej výmera 15 ha je zatiaľ v štádiu overovania a rajonizácie, záleží však na tom, aké bude jej využitie v spracovateľskom priemysle. Pestovanie rastlín na bioetanol, medzi ktoré môžeme zaradiť ozdobnicu čínsku, pýr predĺžený, trsteník obyčajný, je zatiaľ len v teoretickej úrovni. Výmery týchto plodín sú limitované záujmom spracovateľského priemyslu. V Prešovskom a Košickom kraji má lepšiu budúcnosť spracovanie pozberových zvyškov aj fytomasy energetických rastlín v spracovateľskom priemysle.
Bioplyn a biometán ako energetické riešenie
Produkcia bioplynu anaeróbnym rozkladom organických látok je nielen efektívnym spôsobom získavania energie zo živočíšnej alebo rastlinnej biomasy, ale aj ekologickým riešením zneškodňovania biologického odpadu z poľnohospodárskej, priemyselnej či potravinárskej sféry. Aby bola zabezpečená potrebná úroveň rentability a návratnosti bioplynového zariadenia, prechádza sa dnes k súčasnej fermentácii viacerých druhov biomasy, tzv. kofermentácii. Väčšina bioplynových staníc je však odkázaná na zdroje z najbližšieho okolia, pretože doprava zo vzdialenejších miest by výrazne zvyšovala náklady.
Zatiaľ čo bioplynová stanica spravidla zhodnotí 40 až 50 % energie z bioplynu vo forme elektriny, prípadne i tepla, pri úprave na biometán a jeho dodávke do plynovodnej siete rastie tento potenciál aj na viac ako 60 %. Ako motorové palivo je biometán ďalej šetrnejší k životnému prostrediu, a to nielen v porovnaní s bežnou naftou či benzínom, ale aj s obnoviteľnými substitútmi - bionaftou a bioetanolom vyrábanými aj u nás z tradičných plodín. V porovnaní s repkou olejkou (20 - 50 GJ.ha-1) je možné z bioplynu v našich podmienkach získať vyšší energetický zisk (120 GJ.ha-1). Ak nie je možné využiť v plnej miere teplo vyrobené z bioplynu, je účelné z neho vyrábať biometán, ktorý sa efektívnejšie využíva ako pohonná látka v doprave.
Výroba bioplynu
Výzvy a budúcnosť pestovania energetických rastlín
V súčasnosti, keď je problém realizovať dopestovanú produkciu na trhu za adekvátne ceny, je ešte väčší problém finalizovať produkciu v rámci vlastných výrobkov. Diverzifikácia poľnohospodárskej výroby na priemyselné využitie fytomasy je spôsob, ako sa udržať v neustále rastúcej konkurencii zahraničných výrobcov na našom trhu. Na Slovensku sa energetické rastliny pestujú na marginálnych, menej kvalitných pôdach.
Introdukcia perspektívnych energetických rastlín je aj globálnou výzvou pre šľachtiteľov. Predovšetkým je potrebné sa zamerať na testovanie perspektívnych energetických rastlín na nepotravové účely, s cieľom determinovať agrotechnické prvky pestovateľského procesu, v podmienkach diferencovanej výživy určiť optimálnu úroveň výživy a testovať nové rastliny na výrobu bioetanolu v podmienkach Slovenska. V súčasnosti sa šľachtia nové a introdukované druhy energetických plodín na účelové využitie. Ozdobnica čínska a jej hybridy, trsteník obyčajný a odrody konopy siatej technickej sú len malým výpočtom zo šľachtiteľského programu v rámci EÚ, rýchlo sa rozvíjajúceho trhu s biopalivami v Európe, ale aj v rámci celého sveta. Pri stále sa zvyšujúcich cenách energií je energetické využitie rastlín jednou z možností zvyšovania energetickej účinnosti.
Dôležitým momentom pri zavádzaní energetických rastlín do poľnohospodárskeho podniku je optimalizácia pestovateľských podmienok, ktorá je rozhodujúcim faktorom efektívneho využitia vkladov v trhovo orientovaných systémoch rastlinnej výroby. Záujem pestovateľov alternatívnych plodín sa začína uberať smerom využitia lignocelulózových rastlín pomocou baktérií schopných rozložiť dokonca aj lignín na progresívne materiály využité v stavebníctve, v automobilovom priemysle, farmácii a pod. K tomu sú však potrebné inovačné technológie na spracovania celulózy a využitie lignínu.
Využitie fytomasy na spaľovanie vo forme peliet, brikiet by sa malo realizovať v marginálnych oblastiach regiónov, vo svete sa však využitie a spracovanie nadzemnej fytomasy uberá cestou spracovania celulózy novými technológiami (napr. bioplasty) a využívajú sa aj biopalivá II. a III. generácie.
tags: #pestovanie #rastlin #v #nasich #podmienkach