SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

AGRONOMSKI FAKULTET

MATIJA SEVER

UTJECAJ AGROEKOLOŠKIH UVJETA NA PRINOS TRAVE MISCANTHUS X GIGANTEUS U JESENSKOM ROKU

ŽETVE

DIPLOMSKI RAD

Zagreb, 2013.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

AGRONOMSKI FAKULTET

Biljne znanosti

MATIJA SEVER

UTJECAJ AGROEKOLOŠKIH UVJETA NA PRINOS TRAVE MISCANTHUS X GIGANTEUS U JESENSKOM ROKU

ŽETVE

DIPLOMSKI RAD

Mentor: prof. dr. sc. Josip Leto

Zagreb, 2013.

Ovaj diplomski rad je ocijenjen i obranjen dana __________________________

s ocijenom _______________________ pred Povjerenstvom u sastavu:

1. Prof. dr. sc. Josip Leto ______________________

2. Nikola Bilandžija, dipl. ing. ___________________

3. Dr. sc. Vanja Jurišić ________________________

SAŽETAK

Cilj rada bio je utvrditi prinos biomase vrste Miscanthus x giganteus na dvije lokacije

(nizinsko i gorsko područje) u drugoj godini uzgoja u jesenskom roku žetve. Pokusna polja

miskantusa cca. 2000 m2 postavljena su na 2 lokacije: Centar za travnjaštvo Agronomskog

fakultetana Medvednici (n.v. 650 m) i Donja Bistra (n.v. 144 m). M. x giganteus je posađen

početkom svibnja 2011. Razmak između redova bio 1 m, kao i razmak unutar redova. Dubina

sadnje bila je 10 - 15 cm. Pokus je postavljen po shemi potpuno slučajnog rasporeda.

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 biomase. Nisu utvrđene značajne razlike u prinosu zelene mase i suhe tvari

miskantusa u jesenskom roku žetve druge godine uzgoja na različitim lokacijama. Prosječan

prinos zelene mase na Medvednici je iznosio 35,62 t/ha, a suhe tvari 16,97 t/ha. Prosječan

prinos zelene mase u Donjoj Bistri je iznosio 44,45 t/ha, a suhe tvari 20,13 t/ha. Prosječan

sadržaj vlage u biomasi miskantusa iznosio je na Medvednici 54,86%, a u Donjoj Bistri

52,72%, što zahtijeva dodatno sušenje biomase ukoliko se želi koristiti spaljivanjem.

Ključne riječi: Miscanthus x giganteus, prinos, zelena masa, suha tvar, biomasa

ABSTRACT

The aim of of this study was to determine biomass yield of Miscanthus x giganteus at

two locations (lowland and mountain region) in the first growing year at the end of vegetation

season. Experimental fields were on two locations: Medvednica (650 m altitude) and Donja

Bistra (144 m altitude). The experimental plantation was established by rhizome planting in

May 2011. Spacing between rows and inside rows was 1 m. Planting depth was 10 – 15 cm.

The trial was set according to random assignment design. There were not significant

differences in fresh and dry matter yield yield. Average fresh biomass yield at Medvednica

and Donja Bistra were 35,62 and 44,45 t/ha and dry matter yield 16,97 and 20,13 t/ha,

respectively. Average biomass moisture content was 54,86 % (Medvednica) and 52,72 %

(Donja Bistra).

Key words: Miscanthus x giganteus, yield, autumn harvest

SADRŽAJ

1. UVOD 3

2. PODRIJETLO I TAKSONOMIJA MISCANTHUSA 3

2.1. Miscanthus x giganteus 3

3. EKOLOŠKI UVJETI ZA UZGOJ MISKANTUSA 3

3.1. Temperatura 3

3.2. Vlaga 3

4. AGROTEHNIKA 3

4.1. Načini zasnivanja usjeva 3

4.2. Sadnja 3

4.3. Gnojidba 3

4.4. Zaštita 3

4.4.1. Korovi 3

4.4.2. Štetnici 3

4.5. Žetva i prinos 3

5. KORIŠTENJE 3

6. CILJ RADA 3

7. MATERIJALIMETODE 3

8. REZULTATI I RASPRAVA 3

8.1. Klimatski podatci 3

7.2. Prinos zelene mase i suhe tvari 3

8. ZAKLJUČCI 3

9. LITERATURA: 3

1. UVOD

Stalni porast populacije za sobom donosi i konstantno veće potrebe za energijom i

čovječanstvo je u kontinuiranoj potrazi za izvorima energije koji bi primjereno pokrili

energetske potrebe.Trenutno svijet pokriva svoje energetske potrebe uglavnom neobnovljivim

izvorima energije, većinom fosilnim gorivima – ugljenom, naftom i prirodnim plinom. Kao

što i samo ime govori, ovi izvori energije nisu obnovljivi, a to znači da ne mogu trajati vječno

te će u određenom trenutku biti potrošeni. Fosilna goriva su također vrlo štetna za okoliš zbog

ispuštanja velike količine ugljičnog dioksida (CO2) i drugih otrovnih tvari u atmosferi, koji

štetno djeluju na ljudsko zdravlje i okoliš. Upravo iz tog razloga, Europska unija se obvezala

da će smanjiti udio stakleničnih plinova za barem 20%, te isto tako postavila cilj od 20%

udjela obnovljive energije u sveukupnoj potrošnji energije kao i 10% udjela biogoriva u

transportnom sektoru do 2020. Uz Europsku uniju ovim putem krenula je i Hrvatska. Cilj joj

je osigurati minimalno 15% potrošnje primarne energije iz biomase i otpada kroz stvaranje

zakonskih uvjeta za povećano korištenje i proizvodnju energije iz biomase.Glavna prednost

biomase u odnosu na fosilna goriva je neusporedivo manja emisija štetnih plinova i otpadnih

tvari.Dodatne su prednosti zbrinjavanje i iskorištavanje otpada i ostataka iz poljoprivrede,

šumarstva i drvne industrije, smanjenje uvoza energenta, ulaganje u poljoprivredu i

nerazvijena područja i povećanje sigurnosti opskrbe energijom. 

Energetske kulture mogu osigurati sirovinu za proizvodnju energije koja će se koristiti

u prometu (tzv. prva i druga generacija biogoriva), te za proizvodnju električne i toplinske

energije. Za prvu generaciju biogoriva koriste se kulture koje su prvenstveno namjenjene za

prehranu ljudi , te takve kulture zahtijevaju i tla sa boljim osobinama. Upravo zobg toga je

nastala druga generacija biogoriva. Tu prvenstveno spada poljoprivredna biomasa, organski

otpad i energetske, lignocelulozne kulture, među koje se ubraja Miscanthus x giganteus.

Navedena kultura ima puno potencijala i svijetu se već koristi na mnoge načine: građevinski

materijal, izgarajuće gorivo, kao ukras itd. Međutim kako je ova kultura u Hrvatskoj relativno

nova, tek treba utvrditi njezin potencijal u našim uvjetima.

1

2. PODRIJETLO I TAKSONOMIJA MISCANTHUSA

Rod Miscanthus sadržava oko 14 vrsta (Hodkinson i sur., 1997). Pripada porodici

Poaceae. Ima široki areal rasprostranjenja u prirodnim staništima u jugoistočnoj Aziji, Kini,

Japanu, te u Polineziji, a nekoliko vrsta je utvrđeno i u Africi. Spada u grupu C 4 biljaka i

bogata je ligninom i lignoceluloznim vlaknima.Danas se Miscanthus može pronaći

naturaliziran širom Europe, gdje je uvezen uglavnom zbog svoje ukrasne vrijednosti. U

prirodi je raširen uglavnom u tropskom ili subtropskom pojasu, a raste i na različitim

nadmorskim visinama: od razine mora do 3000 m. U tim regijama uglavnom se smatra

korovom, ali može biti dio ekstenzivnih travnjačkih zajednica.

2.1. Miscanthus x giganteus

Miscanthus x giganteus je višegodišna kultura, hibrid Miscanthus sinensis i

Miscanthus sacchariflorus porijeklom iz Azije od kuda je prenesena u industrijski razvijena

područja radi svojih visokih energetskih vrijednosti. U početku je uzgajan u hortikulturalne

svrhe, a kasnije je utvrđeno dobivanje visokokvalitetnog lignoceluloznog materijala za

proizvodnju energije i vlakana iz ovoga neprehrambenog proizvoda. Miscanthus x giganteus

je triploidna višegodišnja biljka, s debelim i jakim rizomima. Stabljika je 2.5-3.5 m visoka.

Lisna plojka veća od 50 cm duga i oko 3 cm široka. Cvat je oko 30 cm duga, ali ne proizvodi

sjeme. Cvate od rujna do studenog. Stabljika je uspravna i tanka te se obično ne grana.

Ispunjena je čvrstom srčikom promjera 10 mm i u Europi može doseći visinu nešto preko 2 m

u 1. godini, pa do 4 m svake slijedeće godine (El Bassam, 1994b). Niža visina u 1. godini

rasta rezultat je visokog utroška biljne energije na razvoj njenog ekstenzivnog korijenovog

sustava i rizoma. Rizomi čine vrlo razgranati sustav pričuvnih tvari biljke. Korijenov sustav

prodire preko 1 m u tlo. Iako se većina podzemnog rasta biljke dešava u 1. godini, usjev

obično ne doseže zrelost sve dok ne prođu 2-3 godine. Glavne odlike su mu relativno visok

prinos, nizak sadržaj vlage tokom žetve, te niska osjetljivost na štetočine i bolesti, što izravno

smanjuje upotrebu pesticida i drugih zaštitnih sredstava. Poznat je i pod sinonimom

„slonovska trava“.

2

Slika 1. Miscanthus x giganteus

Autor: Matija Sever

3

Slika 2. Stabljika

Autor: Josip Leto

Slika 3. Metlica

Autor: Josip Leto

4

3. EKOLOŠKI UVJETI ZA UZGOJ MISKANTUSA

Rod Miscanthus nastao je u regijama svijeta s visokim temperaturnim fluktuacijama

između ljeta i zime, te je stoga visoko tolerantna biljna vrsta na različite ekološke uvjete.

Evolucija ovog roda je dovela do razvoja biljnih karakteristika koje im omogućavaju

otpornost na vrućinu, mraz, sušu i poplavu, dok produkcija biomase varira u različitim

stanišnim uvjetima, ovisno o vrstama i genotipovima Miscanthus-a. Podrijetlo roda

Miscanthus su tropski i subtropski predjeli jugoistočne Azije. Ti predjeli se odlikuju toplinom,

velikom količinom i ravnomjernim rasporedom oborina, što znači da su prirodna preferencija

Miscanthus-a blage temperature i visoka opskrbljenost vodom. Međutim, naturalizacija

Miscanthus-a u umjerenijim klimatima upućuju na njegovu relativnu toleranciju prema

temperaturi i dostupnosti vode.

3.1. Temperatura

Podrijetlo roda Miscanthus su tropski i subtropski predjeli jugoistočne Azije (Greef i

Deuter, 1993). Ti predjeli se odlikuju toplinom, velikom količinom i ravnomjernim

rasporedom oborina, što znači da su prirodna preferencija Miscanthusa blage temperature i

visoka opskrbljenost vodom. Temperature utječu na rast i razvoj Miscanthusa i reguliraju

dužinu vegetacijske sezone. Početak vegetacijske sezone je određen datumom zadnjeg

proljetnog mraza, a kraj datumom prvog jesenskog mraza. Temperature jako utječu na razvoj

listova miskantusa, a kao temperaturni prag za rast se navode temperature između 5 i 10 °C.

Miskantus, iako spada u C4 vrste (biljne vrste kojima najviše odgovara subtropska i

tropska klima) je među rijetkim biljnim vrstama iz te skupine za koju se zna da raste u

sjevernoj Europi ili u sličnim klimatskim uvjetima. Unatoč činjenici da je miskantus

prilagođeniji umjerenoj klimi od većine drugih C4 usjeva, rast miskantusa u sjevernoj Europi

limitiran je niskim temperaturama.Maksimalna učinkovitost pretvaranja primljene svjetlosti u

biomasu kod C4 biljaka je 40% veća od C3 vrsta, koje čine većinu vegetacije i usjeva zapadne

5

Europe (Monteith, 1978). Međutim C4 biljke su osjetljive na štete od niskih temperatura, a

njihov slab porast tijekom hladnog vremena u proljeće i rano ljeto u regijama npr. sjeverne

Europe mogu im smanjiti proizvodni potencijal biomase. Većina C4 biljaka nije sposobna

obavljati fotosintetske procese kod temperature niže od 12°C. Čak i kukuruzni hibridi koje se

uzgajaju u zapadnoj Europi imaju slabu fotosintetsku aktivnost na 12°C, te smanjen razvoj

fotosintetskog aparata u lišću na temperaturama ispod 17°C (Long, 1999). Iako Miscanthus

preferira toplije klimate dokazano je da može učinkovito rasti diljem Europe. Još nisu

utvrđene optimalne temperature rasta ove kulture, kao ni njihov raspon, ali pokusi pokazuju

jaku interakciju okoline i genotipova.

3.2. Vlaga

Godišnja količina oborina i zadržavanje vode u tlu poprilično utječe na urod

miscanthusa iako je miscanthus biljka koja vrlo dobro iskorištava vlažnost koja joj je na

raspolaganju , a korijen miscanthusa može doseći dubinu od 2 m kako bi došao do vode.

Utvrđeno je da Miscanthus uspješno raste na tlima s visokom razinom podzemne vode. U

područjima s visokim podzemnim vodama Miscanthus se može uspješno uzgajati bez

navodnjavanja s tek nešto manjim prinosom suhe tvari u odnosu na potpuno navodnjavanje

parcele. Ti rezultati ukazuju da Miscanthus ima sposobnost korištenja podzemne vode. M. x

giganteus je u mogućnosti iskoristiti velike količine vode (9329 m3/ha) za dobivanje najviših

prinosa (31,6 t/ha). Smanjenje količine vode kod navodnjavanja usjeva rezultira smanjenju

prinosa usjeva, ali ne proporcionalno. Unatoč visokoj učinkovitosti korištenja upotrebe vode,

M. x giganteus reagira pozitivno na dodatnu opskrbu vodom zbog visoke proizvodnje

biomase.

U uvjetima ekstremnih suša godišnji urod će biti manji, listovi miskantusa će se prvo

uviti, a kasnije i otpasti sa stabljike. Bez obzira na to biljka će prživjeti i slijedeće godine

iznova narasti. Navodnjavanje nasada nije potrebno.

3.3. Tlo

Miscanthus nema nekih posebnih zahtjeva prema tlu, jer uspješno raste na većini

oraničnih tala. Pjesci i pjeskovite ilovače koje sadrže više od 10% gline prikazani su kao

6

preferirajuća tla u Danskoj (Knoblauch i sur., 1991). 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. Tekstura tla, boja i pH također mogu

uzrokovati dinamiku rasta miskantusa. Podatci iz Danske i UK sugeriraju da je optimalni pH

za rast miskantusa između 5.5 i 7.5 (Knoblauch i sur., 1991). To isključuje vrlo kisela i vrlo

alkalna tla kao potencijalna tla za optimalan uzgoj ove kulture. Istraživanjima su uočene

pogodnosti različitih tla za uzgoj miskantusa (Hotz i sur., 1996):

1) tlo pogodno za uzgoj kukuruza vjerojatno je prikladno i za Miscanthus.

2) najprikladnija tla za uzgoj miskantusa su pješčane ili praškaste ilovače s dobrim

kapacitetom za zrak, visokim kapacitetom za vodu i visokim sadržajem organske tvari.

3) maksimalan prinos se ne može postići ako se usjev uzgaja na plitkim tlima u kombinaciji sa

dugim, sušnim razdobljem tijekom ljeta, iako su zasnivanje usjeva i njegovo preživljavanje

mogući.

4) hladna i teška tla, plavljena tla (npr. glina) nisu pogodna za uzgoj miskantusa, što je

dokazano u eksperimentalnim ispitivanjima na glinenom tlu, gdje biljke ne dostignu puni

razvoj do 5. godine i karakteristične su po niskom rastu (maksimalna visina biljke je oko

1,5 m) i malom broju stabljika.

5) rast miskantusa na pjeskovitim tlima s niskom kapacitetom za vodu je moguć, ali su

prinosi u takvim uvjetima niski.

7

4. AGROTEHNIKA

Zasnivanje usjeva miskantusa može se vršiti na više načina. To su: sjemenom,

mikropropagacijom, rizomima, dijelovima stabljike. Rod M. x giganteus može se zasnivati na

tri načina jer zbog svojih triploidnih osobina uopće nema sjemena.

4.1. Načini zasnivanja usjeva

1) Sjemenom

Iako je sjeme najjeftiniji oblik biljnog razmnožavanja postoje ograničenja u

heterozigotnosti i dostupnosti sjemena. Neke vrste ne proizvode klijavo sjeme, kao već ranije

spomenuti M. x giganteus koji uopće nema sjemena. Za druge je vrste testirana dugotrajnost

klijavosti sjemena i rezultati ukazuju da dugotrajno skladištenje u hladnim uvjetima nema

negativan utjecaj na dugotrajnost plodnog sjemena, ali i da vlaga smanjuje njegovu

dugotrajnost.

2) Mikropropagacijom

Konvencionalna mikropropagacija se čini preskupom za dobivanje ekonomski

isplative komercijalne proizvodnje miskantusa. Dobra regeneracija biljke iz kalusa ukazuje na

mogućnost komercijalne primjene ove metode, ali bi manualni rad trebao biti mehaniziran u

cilju reduciranja troškova i vremena.

3) Rizomima

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

koriste za izravnu sadnju u polju. Dobro zasnivanje usjeva miskantusa se postiže sadnjom

velikih reznica rizoma na dubinu od 10 do 20 cm. Prezimljenje biljaka u velikoj mjeri ovisi o

dužini reznica i tome jesu li rizomi bili skladišteni prije sadnje. Rezultati različitih istraživanja

8

ukazuju na najbolje rezultate zasnivanja usjeva miskantusa kod sadnje velikih, zdravih

rizoma/reznica rizoma (cca 20 cm dužine), neskladištenih prije sadnje i posađenih na 20 cm

dubine tla. Istraživanja također pokazuju da sadnja rizoma rezultira boljim rastom, većim

prinosom ST i boljim prezimljavanjem od sadnje biljaka dobivenih mikropropagacijom

(Christian i Haase, 2001). Iz Njemačke i Danske dolaze neznatno različite preporuke oko

razmaka sadnje M. x giganteus. U Njemačkoj preporučuju razmak između biljaka u redu 0.7-

1.0 m, a 0.8-1.0 m između redova, dok u Danskoj preporučuju 0.75 m između dva reda, pa

1.75 m razmaka do druga dva reda itd., a 0.8-1.0 m između biljaka u redu. Reznice rizoma se

uspješno sade mehanizacijom za sadnju krumpira.

Slika 4. Rizom

Autor: Josip Leto

4) Djelovima stabljike

Širenje miskantusa moguće je i pomoću reznica stabljike. Dio odrezane stabljike mora

imati dobro razvijene nodalne pupove, a najbolji rezultati se postižu korištenjem prva dva

nodija iz podnožja stabljike. Biljke razvijene od djelova stabljike proizvode malo izboja, ali su

ti izboji snažni i čini se da se te biljke razvijaju na sličan način kao i one uzgojene iz rizoma.

Od jedne matične biljke može se dobiti 6-7 biljaka. Reznice stabljika većih promjera i duljina

bolje se razvijaju od manjih reznica. Također je utvrđeno da se bazalne reznice ranije

ukorjenjuju od vršnih reznica.

9

4.2. Sadnja

Jedna od najvećih prepreka prilikom uspostavljanja usjeva Miscanthusa je sposobnost

usjeva da preživi prvu zimu. Sposobnost biljaka Miscanthusa da prežive produženo razdoblje

smrzavanja rezultat je dormantnosti ili mirovanja (Greef, 1994, Jørgenssen, 1995;. Eppel-

Hotz i sur, 1997).Datum sadnje treba biti dovoljno kasno da se izbjegnu jači proljetni

mrazevi, ali i dovoljno rano da se omogući dobro zasnivnje usjeva, njegov rast i pohrana

pričuvnih tvari u rizome prije zimskih mrazeva. U našim uvijetima tipičan rok sadnje je od

ožujka do svibnja.

Oprema koja se koristi za sadnju Miscanthus-aovisi o sadnom materijalu. Može se

koristiti oprema namjenjena sa sadnju drugih usjeva, s tim da je prilagođena postojećem

sadnom materijalu, ili posebno dizajnirana za sadnju Miscanthus-a. Sijanje Miscanthus-a

sjemenom može se izvesti pomoću postojeće opreme, kao što je oprema za sijanje šećerne

repe. Za sadnju presadnica mogu se koristiti sadilice presadnica povrća, kao što je npr. kupus.

Sadnja rizoma prepoznata je kao najčešće korištena kod zasnivanja usjeva Miscanthus x

giganteus, te je razvijena poluautomatska sadilica za tu vrstu sadnje na Sveučilištu u

Wageningenu.

10

Slika 5. Prilagođena sadilica za krumpir

Autor: Josip Leto

Slika 6. Sadnja miskantusa u Centru za travnjaštvo Agronomskog fakulteta

Autor: Josip Leto

11

4.3. Gnojidba

Da bi postigao maksimalnu produktivnost Miscanthus-u je potrebno i do nekoliko

godina. Tijekom tog razdoblja povećava se potražnja za hranjivim tvarima, te raste paralelno

sa rastom usjeva. Postotak hranjivih tvari u korijenu i rizomima se gotovo i ne mijenja

tijeokm sezone. U početnoj fazi rasta, prve dvije godine, ne preporučuje se primjena bilo

kojeg gnojiva, osim ako se usjev ne podiže na siromašnim tlu.M. 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.

Obzirom na niske gnojidbene zahtjeve Miscanthus-a vjeruje se da tlo i atmosfera

mogu osigurati većinu hraniva potrebnih za rast Miscanthusa, ali i da vremenom treba usjev

pognojiti dušikom, fosforom i kalijem. Također je nužno u pjeskovita tla koja sadrže manju

koncentraciju od 3-4 mg/l magnezija dodati magnezij. Čini se da je 50 kg N, 21 kg P 2O5 i45

kg K2O po ha dovoljno za osiguranje adekvatnog prinosa Miscanthusa (El-Bassam, 2010).

Najbolje vrijeme za primjenu gnojiva je proljeće, prije početka nove vegetacijske sezone, ali

svakako poslije žetve prethodnog porasta.

Tablica 1. Količine hraniva koja moraju biti vraćena u tlo(Rutherford i Heath, 1992.)

Hranivo Količina (kg ha-1)

Dušik (N) 50

Kalij (K2O) 45

Fosfor (P2O5) 21

Sumpor 25

Magnezij 13

Kalcij 25

12

4.4. Zaštita

Kao i kod svake druge kulture tako i kod Miscanthus x giganteus potrebno je provodit

valjanu zaštitu usjeva na korove, bolesti i štetočinje kako ne bi došlo do neželjenih gubitaka u

prizvodnji.

4.4.1. Korovi

Provođenje zaštite protiv korova je važan čimbenik tijekom zasnivanja usjeva u prve

dvije godine uzgoja Miscanthusa zbog slabog početnog porasta. Miscanthus je višegodišnja

biljka, cjelovito uklanjanje korova prije sadnje je vrlo važno, zbog toga što je kasnije ta

operacija otežana zbog zatvaranja sklopa biljke. Miscanthus podnosi sve herbicide koji se

koriste i za žitarice(Bullard i sur.,1995). Međutim poželjno je zbog ekonomskih i ekoloških

razloga manje primjenivati herbicide i više se orijentirati na mehaničko uklanjanje korova

kada god je to moguće, pogotovo poslije sadnje presadnica. Treću godinu od sadnje,

Miscanthusodbacuje u jesen mnogo listova, tako da korov više ne može lako rasti. Zbog toga

više nije potrebno tretirati biljku pesticidima. Nakon što je uspostavljena puna gustoća sklopa,

daljnje klijanje korova drastično je smanjeno te kao takvislabo konkuriraju usjevu za hranjiva,

vodu i svjetlost.

4.4.2. Štetnici

Miscanthus također mogu napasti razne štetočinje drugih kultura(kukuruza, riže,

sirka), međutim najštetniji kukaci pronađeni su u njegovom prirodnom okruženju u Kini koji

napada M. sacchariflorus. To su dvije vrste moljaca koji napadaju stabljiku i korijen

(Mesapamea secalis,Heliapus humuli).Korištenje pesticida nije riješilo ove probleme ali ih je

ublažilo.

13

Slika 7. Mesapamea secalis

Izvor: http://www.flickr.com/photos/10569430@N04/2716588506/sizes/m/in/photostream/

4.5. Žetva i prinos

Vrijeme i tehnika žetve ovise o načinu upotrebe usjeva. Kao vrijeme za žetvu najbolje

se pokazao period od ožujka do početka svibnja, ali žetva je isto tako moguća i u studenom.

Povoljan utjecaj imalo bi i sunčano razdoblje barem 7 dana prije žetve. Tokom žetve sadržaj

vlage bi trebao biti vrlo nizak (10-20 %), dok bi visina košnje trebala biti 10 do 15 cm.

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). Žetva Miscanthus-a 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). Može se žeti s kombajnom za kukuruz ili s kosilicom za

košnju trava.

14

Nakon sadnje, prinos prve godine uzgoja se ne isplati žeti (1-2 t/ha). U drugoj godini

prinos drastično raste (4-10 t/ha) u odnosu na godinu sadnje, dok je u kasnijim godinama

prinos rastao postupno. 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.). Većom

gustoćom sadnje povećava se brzina dobivanja punog prinosa. U sjevernim regijama to traje

duže jer je sezona rasta hladnija (obično 3-4 godine), dok u južnim krajevima puni prinos se

dobije za 2 godine.Možemo dakle zaključiti da se maksimalni prinos brže postiže u toplijim

klimatima i da je prinos puno veći nego u hladnijim područjima, posebno kod dovoljne

opskrbe usjeva vodom.

Slika 8. Košnja usjeva

Izvor: http://www.miscanthusgrass.co.uk/biofuels/

15

5. KORIŠTENJE

Raznovrsnost Miskantusa vidi se prvenstveno u beskrajnim mogućnostima korištenja.

Kao jedna od mogućnosti je korištenje kao malč. Malč miskantusa je izuzetno izdržljiv i

uspoređujući ga sa običnim malčem potrebne su ga manje količine. Osim toga sječka

miskantusa se koristi i kao izolacijsko sredstvo, odnosno kao dodatak građevinskim

materijalima, u autoindustriji ili u vrtlarstvu (ukras u vrtu,nadomjestak slame kod uzgoja

jagoda, nadomjestak treseta).

Međutim trenutno se najveći dio Miskantusa koristi za ogijev. Upotrebom tehnologija

zbijanja Miscanthus se dorađuje u čvrsta biogoriva (briketi, pelete), te se nakon toga može

učinkovitije iskorištavati za proizvodnju energije. Miskantus ima neto energiju od 17 MJ/kg

suhe tvari. Energetska vrijednost 20 t suhe tvari miskantusa jednaka je energetskoj vrijednosti

8 t ugljena, ujedno2,1 kg miskantusa zamejnjuje 1 litru lož ulja.Ovisno o vrsti grijaćeg

sustava, može se na taj način nadoknaditi 5000-8000 litara lož ulja po hektaru. Ukoliko se kao

gorivo koriste pelete miskantusamože doći do određenih troškova zbog ugradnje posebnih

ložišta koja mogu podnjeti njegovo izgaranje.Miskantus se sve više i više razmatra kao

zamjena za drvo.

Sljedeća istaknuta mogućnost upotrebe Miskantusa je korištenje kao prostirka za konje

i male životinje. Mali dodatak ulja sprečava stvaranje prašine, na koju  su se u početku često

žalili. Slama miskantusa ima veću moć upijanja od normalne slame i može se, što je

vjerovatno najveća prednost, poslije upotrebe ponovo koristiti  za gnojidbu.

16

U zadnje vrijeme sve se više istraživanja provodi na temu korištenja miskantusa kao

tekućeg biogoriva (bioetanol, biodizel). Kao što je već spomenuto miskantus spada u drugu

generaciju biogoriva. Za razliku od prve generacije, biogoriva ove generacije znatno bi mogla

reducirati emisiju CO2, a uz to ne koriste izvore hrane kao temelj proizvodnje i neke vrste

osiguravaju bolji rad motora. Međutim ova tehnologija je još uvijek u razvitku i očekuje se da

će biti dostupna u skorijoj budućnosti.

Slika 9. Pelete miskantusa

Autor: Josip Leto

17

Slika 10. Briket miskantusa

Autor: Josip Leto

6. CILJ RADA

Cilj rada bio je utvrditi prinos biomase vrste Miskantus x giganteus na dvije lokacije

(nizinsko i gorsko područje) u drugoj godini uzgoja u jesenskom roku žetve.

7. MATERIJALIMETODE

Pokusn apolja miskantusa cca. 2000 m2 postavljena su na 2 lokacije: Centar za

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

M. xgiganteus je posađen početkom svibnja 2011. Za sadnju su korištene reznice rizoma

dužine oko 15 cm, podrijetlomizAustrije. Razmak između redova bio 1 m, kao i razmak

unutar redova. Dubina sadnje bila je 10 - 15 cm. Pokus je postavljen po shemi potpuno

slučajnog rasporeda. Ručnim odsjecanjem biljaka (voćarske škare) na 18 slučajno odabranih

18

mjesta površine 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 biomase. Rok žetve bio je 8.

studenog 2012. god., nakon nastupa prvog jačeg mraza. Rezultati su obrađeni u statističkom

programu SAS (SAS Institut, 1999.) korištenjem MIXED procedure.

Slika 11. Žetva miskantusa voćarskim škarama

Autor: Josip Leto

19

Slika 12. Vaganje požnjevene biomase

Autor: Josip Leto

Slika 13. Uzimanje poduzoraka za sušenje

Autor: Josip Leto

20

Slika 14. Stavljanje uzoraka u sušionik

Autor: Josip Leto

Slika 15. Vaganje uzoraka prije i nakon sušenja

Autor: Josip Leto

21

8. REZULTATI I RASPRAVA

8.1. Klimatski podatci

Na obje pokusne lokacije vegetacijsko razdoblje 2012. godine bilo je toplije od

prosjeka za 2,2 °C na Medvednici i 1,9 °C u Donjoj Bistri (tablica 2).

Količina oborina u vegetacijskom razdoblju je na obje lokacije bila niža od višegodišnjeg

prosjeka i to za 10 % (Medvednica) i za 5,6 % (D. Bistra). Izrazito suhi su bili srpanj i

kolovoz, što je na plićem tlu na Medvednici uzrokovalo potpuni zastoj u rastu miskantusa i

cvatnju samo 30-ak % biljaka kasnije u rujnu. U Donjoj Bistri je dublje i vlažnije tlo

djelomično nadoknadilo nedostatak oborina u ljetnim mjesecima, pa je čitav usjev miskantusa

normalno ušao u fenofazu metličanja (slike 22 i 23).

Tablica 2. Mjesečne količine oborina i srednje mjesečne temperature po lokacijama za 2012. i

višegodišnji prosjek

Lokacija Medvednica D. BistraMjesec mm °C mm °CTravanj 76,3 6,7 77,5 11,8Svibanj 128,7 11,2 89,7 15,9Lipanj 131,8 16,4 146,3 21,2Srpanj 77,8 18,0 70,4 22,5Kolovoz 20,4 19,2 16,0 22,6Rujan 151,3 13,4 131,4 17,0Listopad 125,1 8,4 126,1 11,5Ukupno/prosjek 711,4 13,3 657,4 17,5Višegodišnji prosjek 791,6 11,1 696,5 15,6

22

Slika 16. Cvatnja miskantusa u Donjoj Bistri

Autor: Josip Leto

Slika 17. Djelomična cvatnja miskantusa na Medvednici

Autor: Josip Leto

23

7.2. Prinos zelene mase i suhe tvari

Prinosi zelene mase i suhe tvari miskantusa ostvareni u jesenskom roku žetve druge

godine uzgoja nisu se razlikovali među lokacijama i prosječno su iznosili 40,035 t/ha zelene

mase i 18,55 t/ha suhe tvari (P>0,05). Prosječan sadržaj vlage u biomasi miskantusa iznosio je

na Medvednici 54,86%, a u Donjoj Bistri 52,72%. Dobiveni prinosi suhe tvari značajno su

veći su od prinosa suhe tvari miskantusa na dvije lokacije (2 tipa tla) u okolici Beograda, koje

je Dželetović (2010) dobio u jesenskom roku žetve druge godine uzgoja (6,05 i 10,44 t/ha).

Tablica 3. Prinosi zelene mase i suhe tvari biomase miskantusa u jesenskom roku žetve 2012.

godine

Lokacija Prinos zelene mase ±s.d.

t/ha

Prinos suhe tvari ±s.d.

t/ha

Medvednica 35,62a±9,12 16,97a±4,88

Donja Bistra 44,45a±12,99 20,13a±6,20

Signifikantnost 0,202 NS 0,349 NS

NS nije signifikantno, s.d. standardna devijacija

Istraživanja produktivnosti miskantusa u Europi počela su u osamdesetim godinama

prošlog stoljeća u Danskoj i Njemačkoj (Clifton-Brown i sur., 2001). U 1993. godini počeo je

projekt European Miskantus Network (EMN) koji je uključivao poljske pokuse diljem

Europe. Ciljevi EMN su bili utvrđivanje održivih prinosa M. x giganteusa, kao kulture za

niske sustave ulaganja u poljoprivredi, diljem Europe. Općenito, prinos je drastično porastao

u 2. godini u odnosu na godinu sadnje, dok je u kasnijim godinama prinos rastao postupno. U

Grčkoj i na Siciliji uz navodnjavanje postignut je max. prinos >26 t/ha u 2. godini. U UK

najveći prinos od >15 t/ha utvrđen je u 2. i 3. godini (bez navodnjavanja). U Lisabonu i

centralnoj Italiji (uz ograničeno navodnjavanje) max. prinos od 24 odnosno 18 t/ha dobiven je

poslije 3. godine. U južnoj Njemačkoj i Irskoj max. prinos dobiven je nakon 5 godina uzgoja i

iznosio je 22 i 14 t/ha, respektivno. Jasno je da se maksimalan prinos miskantusa puno brže

postiže u toplijim klimatima i da je prinos puno veći nego u hladnijim područjima, posebno

24

kod dovoljne opskrbe usjeva vodom (Clifton-Brown i sur., 2001a). U Portugalu je hibrid M.

sinensisa dao prinos od 40,9 t/ha ST poslije treće godine uzgoja (Clifton-Brown i sur,

2001b). Prinosi do 40 t/ha zrakosuhe tvari (ekvivalent od oko 28-36 t/ha ST) i viši dobiveni

su u Kini s M. sacchariflorus (M. lutarioriparius) njegovom u prirodnom nizinskom staništu

(koristi se u proizvodnji papira) (El-Bassam, 2010).

Dostupnost vode tijekom vegetacijske sezone glavni je ograničavajući čimbenik rasta

u zemljama južne Europe i važan čimbenik u određivanju prinosa u zemljama sjeverne

Europe s malom količinom oborina. Razina smanjivanja prinosa tijekom razdoblja nedostatka

vode ovisi ne samo o klimatu nego i o tipu tla.

Puni prinos miskantusa se može postići i nakon 2. godine, ali na nekim lokacijama

treba proći i 5 godina. Slabo prezimljavanje novoposađenog nasada Miskantus x giganteusa iz

presadnica dobivenih mikropropagacijom primjećeno je u mnogim zemljama sjeverne

Europe. Pouzdanije tehnike zasnivanja usjeva M. x giganteusa ili novi genotipovi s boljim

kapacitetima prezimljavanja bit će potrebni u budućnosti (Clifton-Brown i sur., 2001b).

U Njemačkoj je početkom 90-tih godina na više lokacijama s različitim tlima i

klimatima utvrđivana produktivnost Miskantus (Schwarz K.-U. i sur. 1994, 1995a). Prinos je

mjeren u razdoblju studeni/prosinac u cilju utvrđivanja maksimalnog biološkog prinosa

poslije translokacije asimilata u rizome, a prije značajnog opadanja lista. Prinos je na svim

lokacijama rastao tijekom prvih nekoliko godina dok se nije ustabilio na razinu 18-20 t/ha ST.

Broj izboja po biljci i visina biljke pokazivali su isti trend. Prinos je značajno ovisio o tipu tla,

dostupnosti vode i klimatskim uvjetima, dok gustoća sadnje i razina N u tlu nije značajno

utjecala na prinos (Clifton-Brown i sur., 2001b).

U Austriji je utvrđivana produktivnost Miskantus na različitim tipovima tala i u

različitim klimatima (Schwartz, 1993, 1994, i Schwartz H. i sur., 1994). Ručna žetva

obavljena je u studenom/prosincu i u veljači, a prinos ST se stabilizirao na 20 t/ha poslije 3.

vegetacijske sezone. Međutim, utvrđena je široka varijabilnost prinosa između lokacija,

najviše zbog količine oborina. Procjenjeno je da je količina oborina od 700 mm potrebna za

dobivanje viših prinosa.

25

8. ZAKLJUČCI

Nisu utvrđene značajne razlike u prinosu zelene mase i suhe tvari miskantusa u

jesenskom roku žetve druge godine uzgoja na različitim lokacijama.

Prosječan prinos zelene mase na Medvednici je iznosio 35,62 t/ha, a suhe tvari 16,97

t/ha.

Prosječan prinos zelene mase u Donjoj Bistri je iznosio 44,45 t/ha, a suhe tvari 20,13

t/ha.

Prosječan sadržaj vlage u biomasi miskantusa iznosio je na Medvednici 54,86%, a u

Donjoj Bistri 52,72%, što zahtijeva dodatno sušenje biomase ukoliko se želi koristiti

spaljivanjem.

26

9. LITERATURA:

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 Miskantus. In: Jones, M. B. i Walsh, M. (ur), Miskantus for energy and fiber. Eartscan London UK: 21-45.

Clifton-Brown, J. C., Lewandowski, I. i sur. (2001b) Performance of 15 Miskantus genotypes at five sites in Europe. AgronomyJournal, vol 93: 1013-1019.

Clifton-Brown, J. C., Long, S. P., Jørgensen, U. (2001a) Miskantus productivity. In: Jones, M. B. i Walsh, M. (ur), Miskantus for energy and fiber. Eartscan London UK: 46-67.

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.

Dželetović, Ž. (2010).UtjecajazotaigustinezasadanamorfološkeosobineiprinosvrsteMiskantus xgiganteusGreefetDeu. Doktorskadisertacija.UniverzitetuBeogradu.PoljoprivrednifakultetZemun.

El-Bassam, N. (2010) Handbook of Bioenergy crops. A complete Reference to Species, Development and Applications. Earthscan, London Washington, DC:240-251

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.

Eppel-Hotz, A. i Jodl, S. (1997) Comparative faunistic examination in Miskantus (Miskantus x giganteus), corn (Zea mays) and reed (Phragmites australis) expanses. Summary of the study: Muschketat, L. F. i Otte, J. (1996) Vergleichende faunistische Untersuchung in Beständen hochwüchsiger Sügräser (Poaceae), Unpublished.

Greef, J. M. i Deuter, M. (1993) Syntaxonomy of Mtscanthus x giganteus, Angew. Bot., 67: 87-90.

Hodkinson, T. R., Renvoize, S. A. i Chase, M. W. (1997) Systematics of Miskantus. In: Bullard, M. J. i sur. (ur), Biomass and Bioenergy Crops. Aspects of Applied Biology, 49: 189-197.

Hotz, A., Kuhn, W. i Jodl, S. (1996) Screening of different Miskantuscultivars in respect of their productiviry and usability as a raw material for energy and industry. In: Chartier, P., Ferrero, G. L., Henius, U. M., Hultberg, S., Sachau, J. i Wiinblad, M. (ur), Biomass for Energy and the Enmronment - Proceedings of the 9th European Bioenergy Conference. 24-27 June 1996, Copenhagen, Denmark, Elsevier Science Ltd., Oxford, 1: 523-527.

Knoblauch, F., Tychsen, K. i Kjeldsen, J. B. (1991) Miskantus sinensis 'giganteus' (elefantgres). Landbrug Grøn Viden 85. (English version: Manual for Growing

27

Miskantussinensis 'Giganteus. Danish Research Service for Plant and Soil Science, Institute of Landscape Plants, Hornum, Denmark).

Linde-Laursen, I. (1993) Cytogenetic analysis of Miskantus 'Giganteus', an interspecific hybrid, Hereditas, 119: 297-300.

Lewandowski, I., Clifton-Brown, J.C., Andersson, B., Basch, G., Christian, D.G., Jorgensen U., Jones, M.B., Riche, A.B., Schwarz, K.U., Tayebi K., Texerija, F. (2003.) Enviroment and harvest time affect the combustion qualities of Miskantus genotypes. Agronomy Journal 95: 1274-1280

Long, S. P. (1999) Environmental responses. In: Sage, R. F. i Monson, R. K. (ur), C4 Plant Biology. Academic Press, San Diego: 215-249.

Miskantus best practice Guidlines, Prepared by Teagasc and the Agri-Food and Bioscience Institute, 2011. <http://www.teagasc.ie/publications/2011/315/MiskantusBestPractice.pdf>, pristupljeno 14. travnja 2013.

Numata, M. (ed) (1975) Ecological Studies in Japanese Grasslands withSpecial Reference to the IBP Areas: Productivity of TerrestrialCommunities, Japanese Committee for the InternationalBiological Program (JIBP Synthesis), 13; University of TokyoPress.

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.

SAS Institute(1999). The SAS System for Windows. Version 8. SAS Inst. Cary. NC.

Schwarz, H. (1993) Uniersuchungen zu einer bedarfsgerechten Nährstoffuersorgung und Optimierung weiterer steuerbarer Produkuonsfakoren beiMiskantus sinensis 'Giganteus'. Dissertation der Universitatfür Bodenkultur, Wien, Austria.

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., 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.

Schwarz, K.- U., Greef, J. M. i Schnug, E. (1995a) Untersuchungen zur establierung und biomassebildung von Miskantus giganteus unter verschiedenen umweltbedingungen. Landbauforschung Volkenrode Sonderheft:155.

28

ŽIVOTOPIS

Matija Sever rođen je u Zagrebu 21. svibnja 1987. godine. Cijeli svoj život živi i

školuje se u Zagrebu. Osnovno školsko obrazovanje stekao je u osnovnoj školi Antuna

Mihanovića, te nakon toga upisuje Prehrambenu školu koju je završio 2006. godine, te je

stekao zvanje prehrambenog tehničara. Iste godine upisuje preddiplomski studij prehrambene

tehnologije na Prehrambeno-biotehnološkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Tamo studira

dvije godine, nakon čega se 2008. godine prebacuje na prediplomski studij Biljnih znanosti na

Agronomskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. 2011. godine završava preddiplomski studij

Biljne znanosti sa obranjenim završnim radom na temu ''Utjecaj roka košnje na prinos i

kakvoću hibrida krmnog sirka''. Time je stekao pravo na akademski naziv sveučilišni

prvostupnik (baccalaureus) Biljnih znanosti. Daljnje školovanje nastavlja također na

Agronomskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, gdje iste godine upisuje diplomski studij

Biljne znanosti koji trenutno pohađa.

29