Μίσχανθος

FZ1SB3XX1_webΟ μίσχανθος (Miscanthus spp.) είναι ένα πολυετές φυτό. Το γένος Miscanthus, που περιλαμβάνει 17 είδη, είναι συγγενές με το γένος Saccharum (περιέχει και το ζαχαροκάλαμο) και μερικά είδη των δύο αυτών γενών διασταυρώνονται μεταξύ τους με ευκολία. Ο μίσχανθος πρωτοκαλλιεργήθηκε στην Ευρώπη το 1930 ως καλλωπιστικό φυτό, ενώ από τα τέλη του 1960 διερευνήθηκε η αξιοποίηση των ινών από την κυτταρίνη του για την παραγωγή δομικών υλικών. Με έναρξη τα μέσα-τέλη του 1980, έχει διεξαχθεί εκτεταμένος πειραματισμός στις Ευρωπαϊκές χώρες για τη χρήση του ως βιοενεργειακή πρώτη ύλη στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας με καύση, ενώ σήμερα το ενδιαφέρον επικεντρώνεται επίσης και στην παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων δεύτερης γενιάς. Τα χαρακτηριστικά που καθιστούν την καλλιέργεια του μίσχανθου ενδιαφέρουσα για όλες τις παραπάνω χρήσεις αφορούν κυρίως στον ταχύ ρυθμό ανάπτυξης, τις χαμηλές απαιτήσεις σε θρεπτικά στοιχεία, τις περιορισμένες προσβολές από εχθρούς και ασθένειες, την ευχερή εκμηχάνιση της καλλιέργειας και την υψηλή απόδοση βιομάζας που είναι πλούσια σε λιγνοκυτταρίνη.

Προσαρμοστικότητα

Ο μίσχανθος χαρακτηρίζεται γενικά από ευρεία προσαρμοστικότητα. Ως φυτό βέβαια θερμών κλιμάτων, η απόδοση της καλλιέργειας μεγιστοποιείται σε περιοχές με υψηλές θερμοκρασίες και μικρή φωτοπερίοδο. Δύναται όμως να αναπτυχθεί με ικανοποιητικά αποτελέσματα και σε ψυχρότερα κλίματα (όπως αυτά της Β. Ευρώπης). Σε αντίθεση με τα ριζώματα του φυτού που αντέχουν σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες, οι νεαροί βλαστοί είναι ευαίσθητοι σε θερμοκρασίες μικρότερες των 6 0C και καταστρέφονται σε θερμοκρασίες χαμηλότερες των -5 0C, ενώ θερμοκρασίες παγετού στην αρχή της άνοιξης μπορούν επίσης να καταστρέψουν τα νεαρά φύλλα. Οι συνθήκες αυτές συνεπώς αποτελούν την κυριότερη αιτία για την περιορισμένη καλλιεργητική περίοδο στις περιοχές με ψυχρό κλίμα. Η βλαστική ανάπτυξη του φυτού διακόπτεται με τους πρώτους παγετούς του φθινοπώρου και χειμώνα, οπότε πραγματοποιείται μετακίνηση των θρεπτικών συστατικών στα ριζώματα και τελικά ξήρανση του υπέργειου τμήματος. Οι ισχυροί άνεμοι πριν τον πλήρη σχηματισμό των στελεχών ευνοούν το πλάγιασμα του φυτού με συνέπεια την καταστροφή μέρους της φυλλικής επιφάνειας.

Παρά την αποτελεσματική αξιοποίηση της διαθέσιμης εδαφικής υγρασίας, που οφείλεται στο ότι το ριζικό σύστημα του φυτού μπορεί να διεισδύει σε βάθος έως και 2 μέτρα, η καλλιέργεια του μίσχανθου παρουσιάζει αυξημένες απαιτήσεις σε νερό σε σύγκριση με άλλα φυτά βιομάζας. Η διαθεσιμότητα επαρκούς υγρασίας μέσω άρδευσης ή ετήσιων βροχοπτώσεων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση της καλλιέργειας, ενώ αντίθετα περιορισμένη εδαφική υγρασία, κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, δεν επιτρέπει το μέγιστο δυναμικό απόδοσης. Σε περιόδους ξηρασίας το φύλλωμα του μίσχανθου αρχίζει να ξηραίνεται προκαλώντας απώλειες στην απόδοση, αλλά η καλλιέργεια αναβιώνει την επόμενη καλλιεργητική περίοδο.

O μίσχανθος αναπτύσσεται ικανοποιητικά σε πολλούς τύπους εδαφών. Καλά στραγγιζόμενα εδάφη με υψηλό ποσοστό οργανικής ουσίας, δίδουν ιδιαίτερα υψηλές αποδόσεις αλλά και σε αμμώδη ή αμμοπηλώδη εδάφη με περιεκτικότητα σε άργιλο περί το 10%, οι αποδόσεις είναι επίσης πολύ καλές. Ακόμα και σε αμμώδη ή χαλικώδη εδάφη, η απόδοση της καλλιέργειας μπορεί να είναι ικανοποιητική με την προϋπόθεση ικανού ύψους βροχοπτώσεων. Υγρά, μη καλώς αεριζόμενα εδάφη, καθώς και εδάφη με υψηλό υδατικό ορίζοντα είναι ακατάλληλα για την καλλιέργεια του μίσχανθου. Όσον αφορά στο εδαφικό pH, το φυτό αποδίδει καλά σε ένα ευρύ φάσμα τιμών, με βέλτιστες τις τιμές από 5.5 έως 7.

mmw_Miscanthus_1_article

Περιγραφή – Βιολογικός κύκλος

Ο μίσχανθος είναι πολυετές φυτό με διάρκεια ζωής της καλλιέργειας περί τα 15-20 έτη και πολλαπλασιάζεται κυρίως με ριζώματα. Το ριζικό του σύστημα είναι πλούσιο, άριστα διακλαδωμένο στο έδαφος και φτάνει σε βάθος μεγαλύτερο του ενός μέτρου. Τα στελέχη του έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε λιγνίνη και χαρακτηρίζονται από ευθυτενή ανάπτυξη χωρίς διακλαδώσεις. Η διάμετρός τους είναι περίπου 1 εκατ και το ύψος τους φθάνει τα 2 μ το πρώτο και τα 4 μ το δεύτερο έτος της καλλιέργειας. Τα φύλλα είναι λογχοειδή και τα άνθη του σχηματίζουν πυκνές βοτρυώδεις ταξιανθίες.

Το φυτό παράγει νέους βλαστούς ετησίως που εκπτύσσονται από το έδαφος νωρίς την άνοιξη, όταν η θερμοκρασία του εδάφους φθάσει τους 10-12 0C, και αποκτούν το μέγιστο ύψος τους τον Αύγουστο. Καθώς η καλλιέργεια αναπτύσσεται, τα κατώτερα φύλλα ωριμάζουν και πέφτουν, ενώ με τα κρύα του φθινοπώρου η ωρίμανση του φυτού επιταχύνεται και τα θρεπτικά συστατικά μεταφέρονται στα ριζώματα. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, το φυτό χάνει όλα τα φύλλα του και τα στελέχη του ξυλοποιούνται με το ποσοστό υγρασίας τους να μειώνεται στο 30-50%. Τα χωρίς φύλλα στελέχη είναι το μηχανικά συγκομιζόμενο προϊόν. Τα στάδια αυτά της ανάπτυξης επαναλαμβάνονται σε ετήσια βάση καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής της καλλιέργειας.

Προετοιμασία αγρού

Με δεδομένο ότι η καλλιέργεια του μίσχανθου μπορεί να παραμείνει στον αγρό για τουλάχιστον δεκαπέντε χρόνια, απαιτείται πολύ καλή προετοιμασία του αγρού εγκατάστασης. Η κατεργασία του εδάφους περιλαμβάνει σε πρώτη φάση την καταπολέμηση των πολυετών ζιζανίων με την εφαρμογή ενός ψεκασμού με ένα μη-εκλεκτικό ζιζανιοκτόνο, κατά το φθινόπωρο πριν τη φύτευση. Στη συνέχεια, κατά τα μέσα Ιανουαρίου, ακολουθεί κανονικό όργωμα ενώ σε συμπιεσμένα εδάφη θα πρέπει να προηγηθεί υπεδαφοκαλλιεργητής. Την άνοιξη, και πριν την φύτευση, απαιτείται κατάλληλη κατεργασία με επιφανειακό σβάρνισμα και ψιλοχωμάτισμα, πρακτική που συμβάλλει στην ανάπτυξη πλούσιου ριζικού συστήματος, στην εξασφάλιση καλής επαφής της ρίζας με το έδαφος, στη βελτίωση του αερισμού του εδάφους και στην καταπολέμηση τυχόν ζιζανίων.

Φύτευση

Ο μίσχανθος μπορεί να πολλαπλασιασθεί συμβατικά με ριζώματα, παραφυάδες, σπόρο καθώς και με in vitro τεχνικές. Για λόγους χαμηλού κόστους και ευρωστίας των παραγόμενων φυτών, η μέθοδος που εφαρμόζεται στην καλλιεργητική πρακτική είναι ο πολλαπλασιασμός δια μέσου ριζωμάτων. Τα ριζώματα λαμβάνονται κατά το τέλος του φθινοπώρου από υγιή φυτά, ηλικίας 2-3 ετών με επαρκείς βλαστικές καταβολές. Αφού τεμαχιστούν μηχανικά σε μήκος 8-10 εκατ, τα ριζώματα αποθηκεύονται σε θερμοκρασία -1 έως 1 0C. Για την φύτευση των ριζωμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθούν μηχανές φύτευσης πατάτας, οι οποίες εξασφαλίζουν την τοποθέτηση των ριζωμάτων στο κατάλληλο βάθος. Τα ριζώματα φυτεύονται επίσης σε ζεύγη σειρών που απέχουν μεταξύ τους 0.75 μ, με απόσταση 1.75 μ μεταξύ των ζευγών.

Λίπανση

Οι απαιτήσεις της καλλιέργειας σε λίπανση είναι σχετικά χαμηλές λόγω της αποτελεσματικής απορρόφησης και αξιοποίησης θρεπτικών στοιχείών από το έδαφος, καθώς και της ικανότητας μεταφοράς, κατά την διάρκεια της ωρίμανσης, στοιχείων αυτών στα ριζώματα. Με τον τρόπο αυτό, δεν απομακρύνεται σημαντική ποσότητα θρεπτικών στοιχείων από το έδαφος κατά τη συγκομιδή. Η εξασφάλιση ωστόσο υψηλών αποδόσεων και η διατήρηση γονιμότητας του εδάφους, απαιτεί την προσθήκη αζώτου, φωσφόρου και καλίου.

Άρδευση

Παρά το γεγονός ότι και με σχετικά χαμηλή διαθέσιμη εδαφική υγρασία ο μίσχανθος παράγει ικανοποιητικά, η άρδευση αποτελεί ένα από τους βασικότερους παράγοντες για την επίτευξη υψηλών αποδόσεων. Οι απαιτήσεις σε άρδευση μπορεί να φθάσουν και τα 700 κ.μ./στρ. Σε κάθε περίπτωση, η εξασφάλιση αποτελεσματικής εγκατάστασης και ανάπτυξης της καλλιέργειας τον πρώτο χρόνο απαιτεί επαρκή άρδευση.

Συγκομιδή

Αν και η απόδοση βιομάζας μεγιστοποιείται κατά το τέλος του φθινοπώρου (μέχρι και 2-3 τον/στρ ξηρού βάρους), η συγκομιδή γίνεται συνηθέστερα το Φεβρουάριο-Μάρτιο με απώλειες σε βάρος βιομάζας. Αυτές οι απώλειες όμως είναι ανεκτές επειδή αναβαθμίζεται δραστικά η ενεργειακή απόδοση και αξία της βιομάζας: η περιεκτικότητά της σε υγρασία μειώνεται μέχρι στο 15%-30% και έτσι καθίσταται ευχερέστερος ο χειρισμός της ενώ παράλληλα δεν απαιτείται σημαντική περαιτέρω ξήρανση. Ταυτόχρονα, μειώνεται η περιεκτικότητα σε τέφρα και ανόργανα συστατικά όπως το κάλιο και το χλώριο που μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα κατά την διαδικασία αξιοποίησής του ως στερεό βιοκαύσιμο. Ο μίσχανθος μπορεί να συγκομισθεί με την μορφή ψιλοτεμαχισμένου υλικού, μπάλας, δεματιών ή συσσωματωμάτων (pellets) ανάλογα με την μηχανή συγκομιδής που χρησιμοποιείται και την κατεργασία του συγκομιζόμενου υλικού. Όταν το προϊόν προορίζεται για παραγωγή ενέργειας, η συγκομιδή πραγματοποιείται με μηχανές που δεματοποιούν το προϊόν σε μπάλες 250-600 χλγ με πυκνότητα ξηρής μάζας 120-160 χλγ/κ.μ. Για τη συγκομιδή σε δέματα θα πρέπει να έχει προηγηθεί θερισμός και αποξήρανση, γεγονός που αυξάνει τις απώλειες και το κόστος συγκομιδής. Για την επιλογή του τύπου του μηχανήματος συγκομιδής πρέπει να ληφθεί υπόψη η πιθανότητα συμπίεσης του εδάφους που δύναται να αποφέρει καταστροφή των ριζωμάτων του φυτού.

miscanthus-grass-harvesting

Συγκομιδή μίσχανθου

Αποθήκευση

Η αποθήκευση δεμάτων μίσχανθου υπόκειται στους χειρισμούς που ισχύουν για κάθε καλλιέργεια. Ιδιαίτερης σημασίας στην αποθήκευση της βιομάζας μίσχανθου είναι το ποσοστό υγρασίας. Για μεγάλα δεμάτια το μέγιστο επιτρεπτό ποσοστό υγρασίας είναι 25%, ενώ στην περίπτωση συμπαγούς δεματοποίησης το αντίστοιχο ποσοστό πρέπει να είναι μικρότερο από 18%. Η αποθήκευση των δεμάτων γίνεται συνήθως σε απλές εξωτερικές εγκαταστάσεις και συχνά απαιτείται η κάλυψη με αδιάβροχο πλαστικό υλικό για την προστασία της βιομάζας. Οι άλλες κατηγορίες είναι προτιμότερο, αλλά όχι απόλυτα αναγκαίο, να αποθηκεύονται σε υπόστεγα ενώ σπανιότερα χρησιμοποιούνται και σιλό.

Αποδόσεις – Ενεργειακές δυνατότητες

Οι αποδόσεις της καλλιέργειας του μίσχανθου σταθεροποιούνται σε δύο έως πέντε έτη μετά την εγκατάσταση της. Οι αποδόσεις αυτές παρουσιάζουν σημαντική διακύμανση ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν στις διαφορετικές περιοχές καλλιέργειας. Οι υψηλότερες αποδόσεις έχουν σημειωθεί σε σχετικά θερμές περιοχές με επαρκή εδαφική υγρασία. Πιο συγκεκριμένα, στις νότιες χώρες όπως η Ελλάδα και η Ιταλία έχουν αναφερθεί αποδόσεις, με άρδευση, της τάξης των 2.5-3.0 τον/στρ ξηρής μάζας ενώ σε βόρειες χώρες όπως η Γερμανία και η Αγγλία οι αποδόσεις είναι σημαντικά μειωμένες.

Η καθαρή ενεργειακή αξία της βιομάζας του μίσχανθου είναι 17 GJ/τον ξηρού βάρους, με τέφρα 2.7 %. Από σχετικές αναλύσεις κύκλου ζωής, σε σύγκριση με άλλες επιλογές ενεργειακών καλλιεργειών, ο μίσχανθος κατατάσσεται στο μέσο μεταξύ των ετήσιων φυτών (πχ. κράμβη, τεύτλο) και των πολυετών ξυλωδών (πχ. ιτιά, λεύκη), αποδίδοντας έτσι το υψηλότερο ενεργειακό ισοζύγιο συγκριτικά με τις άλλες καλλιέργειες αγρωστωδών. Το ενεργειακό αυτό ισοζύγιο, ανάλογα με τον τρόπο καύσης της βιομάζας, έχει αναφερθεί ότι κυμαίνεται από 3 έως 9.5. Όσον αφορά στην παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων με την υπάρχουσα τεχνολογία ζύμωσης της λιγνοκυτταρινούχας βιομάζας, υπολογίζεται ότι δύνανται να παραχθούν περί τα 700-800 λίτρα βιοαιθανόλης ανά στρέμμα καλλιεργούμενου μίσχανθου. Ταυτόχρονα, η μείωση των αερίων του θερμοκηπίου σε σχέση με τη βενζίνη είναι σημαντική και υπολογίζεται σε 65-70%.

Πηγές : ΚΑΠΕΓ.Π.Α.Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων

banner ad