Energetinių augalų ekspozicija | VDU Žemės ūkio akademija

Energetinių augalų ekspozicija

Koordinatoriai:
prof. dr. (HD) Kęstutis Romaneckas, kestutis.romaneckas@vdu.lt;
doc. dr. Aušra Sinkevičienė, ausra.sinkeviciene@vdu.lt.

Energija yra pagrindas, kuriuo remiantis galima siekti augimo, užimtumo ir tvarumo tikslų. Lietuvoje nėra didelių iškastinio kuro išteklių kurie gali patenkinti šalies energetinius poreikius, šias iškasenas tenka importuoti. Tačiau turime galimybių išnaudoti vietinius ir atsinaujinančius energijos šaltinius – biokurą. Lietuvoje, kaip ir kitose šalyse, pagrindinius biomasės kuro išteklius sudaro mediena ir jos perdirbimo atliekos, žemės ūkio gamybos šalutiniai produktai (šiaudai), energetinių miškų arba energetinių žolių plantacijos, tačiau pastaruoju metu ne mažiau svarbus tampa ir kitas biomasės kuro šaltinis – netradiciniai energetiniai augalai, kuriais vis daugiau ima domėtis ūkininkai.

Paskirtis: studijų vaizdinė priemonė „Energetinių augalų ekspozicija“ pirmoje eilėje skirta Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos studentams, studijuojantiems dalykus „Atsinaujinantys ištekliai“, „Botanika“, „Agrarinė miškininkystė“ (I pakopos studijos, Agronomijos fakultetas), „Agronomijos ir (ekologijos) pagrindai“ (I pakopos studijos, Žemės ūkio inžinerijos fakultetas, Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas), „Atsinaujinantys energijos ištekliai“ (II pakopos studijos, Žemės ūkio inžinerijos fakultetas). Ši vaizdinė priemonė taip pat gali būti naudinga VDU Gamtos mokslų fakulteto studentų studijoms (dalykas „Atsinaujinantys energijos ištekliai“), nes didžioji dalis ekspozicijos perkelta iš VDU Botanikos sodo, kuriame ekspozicijos demonstravimas nutraukiamas.

Aktualumas: iki šiol VDU Žemės ūkio akademijoje energetinių augalų ekspozicijos nebuvo, todėl praktiniai darbai, tyrimai ar mokomosios praktikos atsinaujinančios energetikos srityje buvo atliekamos kitų institucijų bazėse. Energetinių augalų ekspoziciją numatoma plėsti, jos bazėje atlikti mokslinius tyrimus, rengti I ir II pakopos studentų baigiamuosius darbus.

Metodinis suderinamumas su savarankiškomis studijomis: studentai, jiems paskyrus individualias užduotis, pilnai gali dirbti savarankiškai: atlikti tyrimus, matavimus, imti ėminius ir kt.

Vaizdumas: energetinių augalų ekspozicijos struktūra aiški, pasėliai išdėstyti vienodo dydžio laukeliais, tarp kurių yra įdirbamos apsauginės zonos, pateikti augalų rūšių užrašai. Ekspozicijos laukeliai išdėstyti taip, kad nuo kelio gerai matoma jų būklė ir turinys, todėl drėgnomis sąlygomis dalį apžiūrų galima atlikti iš didesnio atstumo (nuo kelio).

Novatoriškumas ir moksliškumas: VDU Žemės ūkio akademijos Bandymų stotyje įkurta energetinių augalų ekspozicija leidžia optimizuoti studijų procesą, įgalina įvairių pakopų studentus atlikti mokslinius tyrimus ir rengti baigiamuosius darbus. Tai puiki bazė ir projektinei mokslinei veiklai.

Pateikiamas energetinių augalų ekspozicijos planas (1. pav.).

Pastaba: tamsiai pažymėti takai ir apsauginės laukelių juostos.

1 pav. Energetinių augalų ekspozicijos planas ir auginami augalai

Energetinių augalų sąrašas:

  1. Pavėsinis kietis (Artemisia dubia L.)
  2. Didžioji dilgėlė (Urtica dioica )
  3. Žvaigždėtasis rozmarinas (legestas) (Silphium asteriscus )
  4. Geltonžiedis legėtas (Silphium perfoliatum)
  5. Plunksnalapis legėstas (Silphium laciniatum)
  6. Kininė rožė (Rosa chinensis)
  7. Bulvinė saulėgrąža (Heliantus tuberosus )
  8. Kanadinė rykštenė (Solidago canadensis )
  9. Nendrinis eraičinas (Festuca arundinacea )
  10. Nendrinis dryžutis (Phalaris arundinacea (L.) Phyllodes ‘Pievys’)
  11. Šukinė spartina (Spartina pectinata )
  12. Hibridinis miskantas (Miscanthus giganteus M. Greef & Deuter)
  13. Sida (Napaea hermaphrodita L.)
  14. Kininis miskantas ‘Malaperdus’ (Miscanthus sinensis ‘Malaperdus’)
  15. Kininis miskantas (Miscanthus sinensis Andersson)
  16. Sachalininė reinutrė (Reynoutria sachalinensis (F.Schmidt) Nak.)
  17. Baltoji sedula (Cornus alba ‘Spaethii’)
  18. Gluosninis žilvitis (Salix viminalis)
  19. Sėjamoji kanapė (Cannabis sativa ) veislė – ‘Finola’V

 

  1. Pavėsinis kietis – reta rūšis. Kol kas pavėsiniai kiečiai auginami tik moksliniais tiksliniams tyrimams, tačiau nustatyta, kad jau pirmaisiais auginimo metais duoda didelį derlių, gerai įsitvirtina, greitai dauginasi šakniastiebiais, todėl nereikalinga apsauga nuo piktžolių. Sausųjų medžiagų masę gaunama paprastojo kiečio 7,23 t ha-1 I n.m., o pavėsinio kiečio 24,1 t ha-1 II n. m. Manoma, kad mūsų klimato zonoje vertėtų auginti ir biomasę naudoti biokurui. Paprastuosius kiečius galima dauginti sėklomis (sėklos sėjamos pavasarį) arba kero dalimis. Nors šie augalai patys puikiai plinta ir auga bet kokiame dirvožemyje, tačiau palankiausios augimo sąlygos – tai sausas, neutralios arba šarminės reakcijos dirvožemis, saulėta ar silpname pavėsyje esanti vieta. Lietuvoje auga 11 rūšių, iš jų populiariausios: diemedis (A. abrotanum), kartusis kietis arba pelynas (A. absinthium), dirvoninis (A. campestris), vaistinis kietis arba kitaip vadinamas, peletrūnu (A. dracunculus) ir paprastasis kietis (A. vulgaris).
  1. Dilgėlė (Urtica) – tai visiems gerai pažįstamas daugiametis žolinis augalas, galintis ilgai augti jai tinkančioje vietoje ir būti produktyvus apie 10 metų. Tai dažnas augalas, augantis kaip įkyri piktžolė krūmuose, šiūkšlingose vietose, patvoriuose. Be didžiosios dilgelės (Urtica dioica) Lietuvoje savaime auga gailioji (Urtica urens), bei auginama kanapinė (Urtica cannabina). Šis augalas dauginamas sėklomis, šaknų atžalomis ir stiebo gabalėliais. Tinkamas naudojimui dilgėlių pluoštas išgaunamas iš antrųjų metų dilgėlių stiebų derliaus.Kai pasėliai tinkamo tankumo, dilgėlių pluošto galima gauti iki 400 kg iš hektaro. Dilgėlių panaudojimas yra gana platus – jos tinka sriuboms virti, salotoms ruošti, naudojama gyvulių pašarams, augalų augimui stimuliuoti, medicinoje, vaistams nuo reumato, artrito uždegimų gaminti. Ilgi ir ploni šilką primenantys dilgelės pluoštai, naudojami audinių, maišų gamybai, virvėms vyti, tinklams megzti, o popieriaus gamybai vartojamos celiuliozės atliekos. Dilgėlė naudojama ir kosmetikoje – muilo, šampūno, losjono gamybai ir pan.
  1. Žvaigždėtasis rozmarinas (legestas) (Silphium asteriscus L.) yra žolinis augalas asterų šeimoje. Ji yra gimtoji rytinėse JAV dalyse, nuo Oklahomos ir Teksaso rytuose iki Floridos ir Pensilvanijos. Tai plačiai paplitusi rūšis, aptinkama įvairiose atvirose buveinėse, tokiose kaip girios ir miškai
  1. Geltonžiedžiai legėstai kilę iš Amerikos žemyno. Ilgaamžis, stambus augalas. Žiedai ryškiai geltoni. Aukštis apie 2,5 m, žydi vasaros antroje pusėje. Geriausiai auga saulėtoje vietoje, dirvai nereiklus. Mėginta legėstus auginti ir panaudoti juos silosui kaip pakaitalą vietoje kukurūzų. 12 metų auga toje pačioje vietoje ir biomasės kiekis nemažėja. Biomasės vidutinis derlius 9,83 III n. m. Pažymėtina, kad, nupjovus pirmąją žolę, iki rudens augalai užaugina dar nemažą biomasės prieaugį. Tačiau ši be galo derlinga ir augimo aplinkai palyginti nereikli rūšis kaip pašarinis augalas neišplito. Galbūt dėl to, kad jų ėdamumas ir virškinamumas yra žemesnio lygio negu kukurūzų. Kai kuriose šalyse (pvz., Vokietijoje) legėstų biomasę jau imama naudoti biodujų gamyboje.
  1. Plunksnalapis legėstas – (Silphium laciniatum L). Augalo aukštis: 2,0 – 2,2 m. Žydėjimo laikas: rugpjūčio – rugsėjo mėn. Žiedų spalva: ryškiai geltona. Legėstas ypatingai dideliais ir dekoratyviais lapais, kurie išlaiko dekoratyvumą nuo pavasario iki vėlyvo rudens. Ilgaamžis augalas, geriausiai auga saulėtoje vietoje, įvairiame dirvožemyje. Legėstų gentyje iš viso yra apie 33 rūšys. Didžiausio dėmesio susilaukė tos rūšys, kurios geba sukaupti didelį kasmetinį biomasės derlių – tai Silphium perfoliatum L., Silphium integrifolium Michx. ir Silphium laciniatum, Plunksnalapis legėstas – Silphium laciniatum L.
  1. Kininė rožė (Rosa chinesis). Rožės — vieni nuostabiausių graižažiedžių augalų. Kad rožių mėgėjai galėtų džiaugtis jomis ne tik sode, gėlininkai sukūrė daugybę nykštukinių kambarinių veislių. Labiausiai paplitusios yra kininės rožės (Rosa chinensis) veislės, pavyzdžiui, raudonžiedė ‘Minima’ (‘Mažylė’). Jos užauga iki 25 – 40 cm aukščio ir žydi pilnaviduriais arba tuščiaviduriais žiedais, visomis rožėms būdingomis spalvomis. Itin mėgstamos veislės:  ‘Zwergkonig’ (‘Mažasis karalius’ —rausva), ‘Zwergkonigin’ (‘Mažoji karalienė’ —rausva),“Baby Maskarade’ (‘Kaukėtoji mažylė’ —famsgeltonė), ‘Colibri’ (‘Kolibris’ — raudona). Kaip ir visos rožės, šios mažylės žydi vasarų, o rudenį numeta lapus ir mėgsta žiemoti vėsioje vietoje.
  1. Bulvinė saulėgrąža (Topinambas) (Helianthus tuberosus) priklauso astrinių šeimai. Topinambas yra daugiametis augalas, kuris užauga aukštas, gali pasiekti net 3 m, nors tai yra žolinis augalas, o ne medis ar krūmas. Kadangi priklauso tai pačiai saulėgrąžos genčiai, tai ir išvaizda labai panaši – ir lapų, ir žiedų. Stiebai ir lapai būna apaugę švelniais plaukeliais, lapai gan stambūs, žali, o žiedai – ryškiai geltoni, tik smulkesni nei saulėgrąžos, moksliškai vadinami graižais. Žydėti pradeda vėlai – vasaros pabaigoje arba rudenį, tad pas mus niekada nesubrandina sėklų. Žaliosios masės derlius, priklausomai nuo veislės bei auginimo sąlygų, gali svyruoti nuo 6,1 iki 9,8 t ha-1 perskaičiavus į sausąsias medžiagas. Be to, antžeminė augalų masė gali būti panaudota kaip žalioji trąša. Iš hektaro gaunama apie 80 t, tačiau daug derliaus pasilieka dirvoje ir išties gaunama apie 40 t gumbų. Pagrindinė topinambų panaudojimo sritis ateityje bus etanolio, skirto maišymui su benzinu, gamyba iš gumbų. Topinambų gumbų šviežioje masėje yra apie 15 proc. cukraus. Tai beveik tiek pat kiek cukriniuose runkeliuose. Be to antžeminė augalų masė gali būti panaudota katilinėse kaip biokuras.
  1. Kanadinė rykštenė (Solidago canadensis L.), aukštoji rykštenė (S. altissima L.) ir didžioji rykštenė (S. gigantea Aiton). Į Lietuvos invazinių rūšių sąrašą įtrauktos trys rykštenių rūšys. Rykštenės – daugiamečiai, tankius kerus sudarantys augalai, kurie nereiklūs dirvožemio sąlygoms, ištveria labai stiprius, net iki -40 °C šalčius. Tankiuose didžiųjų rykštenių sąžalynuose nelieka kitų žolinių augalų arba išlieka pavieniai stiprūs konkurentai. Svarbu užkirsti kelią tolesniam rykštenių plitimui – rekomenduojame neauginti jokių rykštenių rūšių ir veislių, pavienius augalus iškasti bei likusius augalus nupurkšti herbicidais, o sąžalynus pjauti prieš žydėjimą (kad neplistų sėklomis), taikyti agrochemines ir chemines naikinimo priemones.
  1. Nendrinis eraičinas (Festuca arundinacea Schreb). Tai didelė, 5-9 mm pločio lapais žolė. Pastaraisiais metais įvairių šalių selekcininkai sukūrė ir siauralapių veislių. Nendriniai eraičinai turi stiprią, gilią kuokštinių šaknų sistemą ir leidžia trumpus požeminius ūglius, dėl to jie labai atsparūs mindymui ir sausrai. Net jei dirvoje trūksta drėgmės, lapai ilgai išlieka žali, todėl ši žolė gali būti sėjama stadionuose, hipodromuose, kelių pakraščiuose, o gerai prižiūrint, ir dekoratyvinėse vejose. Tačiau nendriniai eraičinai nepakenčia žemo (1,0-3,0 cm) pjovimo. Jie nepakankamai atsparūs šalčiui, tačiau atsparesni už daugiametes svidres, vidutiniškai atsparūs pavėsiui. Auga drėgnose ir sausose, rūgščiose ir šarminėse dirvose, bet labiausiai tinka gerai nusausinti derlingi dirvožemiai. Nendrinius eraičinus galima sėti mišiniuose su pievinėmis miglėmis, raudonaisiais eraičinais ir kitomis žolėmis, bet jie turi dominuoti.
  1. Nendrinis dryžutis (Phalaris arundinacea) Lietuvoje nendrinis dryžutis laikomas naudingu augalu. Tai vertingas pašarinis augalas gyvuliams, šiandien imtas naudoti ir biokuro gamybai. Augalas vertinamas už gebėjimą mažinti taršą, nes vegetacijos periodu sugeria daug anglies dioksido, o pagamintas biokuras pasižymi geromis šilumingumo savybėmis. Augalas įvardintas kaip vienas iš šešių invazinių rūšių, keičiančių Kanados pelkių biologinę įvairovę.
  1. Šukinė spartina – Spartina pectinata ‘Aureomarginata’– miglinių (Poaceae) šeimos žolinių augalų gentis. Paplitusi Pietų ir Vakarų Europoje, Šiaurės Amerikos ir Pietų Amerikos pakrančių regionuose. Auga pajūrio pakrančių maršose, druskinguose duburiuose.Varpinių šeimos miskantų (Miscanthus) gentis nėra labai gausi: oficialiai laikoma, kad jų tik 16 rūšių (liberalesniais duomenimis – apie 40). Visi jie yra šiltesnių Azijos, Afrikos ar Australijos klimatinių zonų augalai. 1935 metais šis augalas į Europą atkeliavo kaip dekoratyvinė milžiniška žolė. Ir tik nuo 1980 metų po įvairiausių tyrimų pradėtas naudoti žemės ūkyje ir kitose pramonės srityse. Nuo tada įvairiose Europos sąjungos šalyse pradėta auginti ir vis plačiau naudoti, nauja energetinė kultūra – milžiniška žolė miskantas (Miscanthusx Gigantheus). Ji mėgsta šilumą ir drėgmę, bet yra pakankamai kantri mūsų klimato sąlygoms.
  1. Hibridinis miskantas (Miscanthusx Gigantheus) – tai Japonijoje išvestas daugiametis sterilus hibridas, kuris nebrandina sėklų ir dauginamas tik šakniastiebiais. Išdygęs iš šakniastiebių, per sezoną, bambuką primenantis stiebas, užauga iki 3,5 m aukščio. Pasibaigus vegetacijai lapai ima gelsti ir džiūti, o rudenį ir per žiemą dauguma jų nukrenta. Belapiai stiebai lieka stovėti per žiemą, o pavasario pradžioje kai lieka mažiausiai drėgmės yra nuimamas derlius. Iš hektaro gaunama apie 12-18 tonų sausos masės. Vėliau pavasarį augalas atželia ir ciklas prasideda iš naujo. Nuiminėti derlių kasmet galima iki 20 metų, po to kultūrą reikia atnaujinti.Pirmiausiai šis augalas pradėtas naudoti kaip kuras, po to jo panaudojimo galimybės pamažu plėtėsi. Ypatingai greitai paplito, kaip kraikas gyvulininkystėje. Vėliau pradėtas naudoti, kaip medžiaga plokščių pramonėje, kapų žvakių gamyboje ar vietoj medžio drožlių. Miskantą imta naudoti statybų pramonėje, nes jis yra puiki medžiaga, sugerianti vibraciją, taip pat gera termoizoliacinė medžiaga.

    14-15. Miskantas kininis Miscanthus sinensis GRACILLIMUS Aukštis: krūmas 150 cm, plotis: apie 150 cm. Žiedų spalva: purpurinė, lapai: žali. Žydėjimo laikas: rugpjūčio viduryje -rugsėjo pabaigoje. Augimo vieta: saulėta, pusiau saulėta. Gruntas: lengvas priesmėlis, priemolis. Lapai žali, siauri, lengvai svyrantys. Puikiai tinka sodinti grupėmis ir pavieniui.

  1. Sida. Energetinėms reikmėms naudojamos sachalininės, japoninės ir hibridinės sidos (Sida hermaphrodita). Sidų kilmės šaltinis – JAV rytinė dalis. Tai klevo lapų formą turintys ir baltais mažais žiedais žydintys augalai, apibūdinami kaip natūraliose augimvietėse nykstanti rūšis. Tai Lietuvoje dar nepaplitęs, auginamas ir naudojamas tik tyrimų tikslams netradicinis stambiastiebis žolinis augalas. Sidoms augti tinka sausesnio klimato sąlygos. Jos gali gana neblogai augti ir tose vietose, kuriose iškrenta tik apie 500–600 mm kritulių. Sidos gali pasiekti 3–4 m aukštį. Jos dauginasi sėklomis. Tačiau galimas ir panašus į drambliažolių padauginimo būdas – per šakniagumbius. Sidų derlius per metus gali būti nuo 8 iki 20 t ha-1 sausosios medžiagos. Kaip ir drambliažolių, sidų derliui didelę įtaką gali daryti skirtingos dirvos bei klimato sąlygos. Eksperimentinių tyrimų su šiais augalais dar nėra atlikta pakankamai, todėl nėra žinoma, kaip skirtingomis sąlygomis keičiasi sidų derlius.
  1. Reinutrė arba  Pelėvirkštis (Reynoutria) – rūgtinių (Polygonaceae) šeimos augalai iš Vidurio ir Pietų Japonijos. Šie augalai anksčiau vadinti rūgtimis, bet neseniai atskirti į atskirą gentį. Sachalininis pelėvirkštis (Reynoutria sachalinensis, syn Polygonum sachalinensis) užauga iki 2 – 4 m aukščio. Stiebai stori, ilgi. Lapai dideli, iki 30 cm, trumpakočiai, ovališkai pailgi. Šį augalą galima pasisodinti ir savo sodyboje, jei norisi išskirtinio žydėjimo rudenį ir įspūdingų formų, be to, jis nereiklus. Yra tik vienas „bet“ – jis moka greitai užkariauti aplinkinius tuščius plotus, tad reikia pasiruošti jį laiku sutramdyti, įkasant užtvaras arba ten, kur natūraliai jam trukdys plisti kelias, šaligatvis ar trinkelės.
  1. Baltoji sedula (Cornus alba) – sedulinių (Cornaceae) šeimos krūminis augalas. Aukštis 1-4 m. Šakos ilgos, rausvos arba bordinės spalvos, nusdriekusios iki pat žemės. Lapai elipsiški arba ovalūs 4-8 cm ilgio, kraštai užlenkti. Lapai rudenį paraudonuoja. Vaisiai – nedidelės baltos arba šviesiai mėlynos uogos. Greitai augantis, platus krūmas iki 1,5-2 metro aukščio ir pločio. Lapai labai dekoratyvūs keletos atspalvių: gelsvos, žalsvos, rausvos spalvos. Žiemą nukritus lapams išryškėja raudonos spalvos šakos. Nereiklus augalas, tinkamas gyvatvorėms ir užtvaroms nuo vėjo formuoti. Lengvai pakenčia karpymą. Tinkamas sodinti tiek saulėtoje, tiek dalinai pavėsingoje vietoje. Palankiausia šiek tiek rūgšti ir drėgna dirva, toleruoja net šlapias pozicijas. Augalas atsparus miesto taršai, sausroms ir šalčiui.
  1. Gluosnis žilvitis (Salix viminalis L.) yra 3– 6 (10) m aukščio krūmas arba medis, turintis dažniausiai netaisyklinga lają. Šaknų sistema yra gana gausi. Lengvuose dirvožemiuose formuojasi liemeninė šaknis su gausiomis šoninėmis pirmos, antros, trečios eilės šaknimis. Stiebų žievė yra žalsvai pilkos spalvos, senesnių yra pilka, nestora, lygi. Metūgliai pilkai žali, gelsvi arba rudi, ištisai ar tik viršūnėje plaukuoti Senesnės šakelės įprastai yra plikos. Iš kitų gluosnių rūšių išsiskiria ilgais, abipus plaukotais lapais, su apatinėje pusėje gerai matomomis gausiomis gyslomis. Lapai paprastai lancetiški arba linijiškai lancetiški, siauri. Vidutiniškai jų ilgis siekia apie 10 (8–20) cm, o plotis 1,1 (0,5– 1,5) cm, lapkočio ilgis apie 0,6 cm. Lapų pamatai yra pleištiški, beveik lygiakraščiai, neryškiai išsilanksčiusiais, paprastai žemyn užsiraičiusiais kraštais, baltais šilkiškais plaukeliais gausiai apaugusia apatine ir vos plaukuota žalia viršutine puse. Gluosnio žilvičio lapams būdinga 17,2 porų gyslų. Prielapiai yra lancetiški ar pjautuviški 5,6 x 1 mm dydžio, greitai nukrinta. Labiausiai gamybinėse plantacijose paplitusio žilvičio metinis produktyvumas yra apie 10-12 t ha-1 sausos biomasės.
  1. Sėjamoji kanapė (Cannabis sativa L.) – kanapinių (Cannabaceae) šeimos vienmetis žolinis augalas. Kilusi iš Centrinės Azijos, dabar auginama daugelyje pasaulio vietų. Stiebas iki 180 cm (kartais iki 3-6 m), status, tiesus, plaukuotas. Lapai sudėtiniai, pirštuoti, lapeliai siauri. Vaisius – riešutėlis. Augalas dvinamis (moteriškieji augalai vadinami grūdėmis, vyriškieji pleiskanėmis). Sėklose yra 30-35 proc. aliejaus. Gerai auga drėgname, derlingame dirvožemyje. Iki šiol kanapės buvo vertinamos dėl jų stipraus pluošto, o iš sėklų gaminamas vertingas maistinis, medicininis bei techninis aliejus. Pastaraisiais metais mokslininkai atkreipė dėmesį į geras kanapių energetines savybes. Pagal sausųjų medžiagų derlių kanapės priskiriamos prie našiausių augalų, nes jų galinguose stiebuose sukaupta daugiau nei kituose augaluose ląstelienos. Paprastai kalbant, kanapių stiebai yra sumedėję, todėl ir katilinių pakurose jie dega panašiai kaip medienos atliekos.