1 / 57

Pěstování rychle rostoucích dřevin na zemědělské půdě včetně podmínek ochrany přírody

Pěstování rychle rostoucích dřevin na zemědělské půdě včetně podmínek ochrany přírody. Jan Weger a kol. odd. fytoenergetiky VÚKOZ, v.v.i. Průhonice. MENDELU Brno – 31.10.2012. Obsah. Rychle rostoucí dřeviny (RRD) a lignocelulozní energetické plodiny

knut
Download Presentation

Pěstování rychle rostoucích dřevin na zemědělské půdě včetně podmínek ochrany přírody

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Pěstování rychle rostoucích dřevin na zemědělské půdě včetně podmínek ochrany přírody Jan Weger a kol. odd. fytoenergetiky VÚKOZ, v.v.i. Průhonice MENDELU Brno – 31.10.2012

  2. Obsah • Rychle rostoucí dřeviny (RRD) a lignocelulozní energetické plodiny • Typy porostů a způsoby pěstování • Sortiment a výběr vhodných pozemků • Ekonomika výmladkových plantáží RRD • Legislativa a omezení ochrany přírody VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  3. Rychle Rostoucí Dřeviny (RRD) • Vysoká produkce dřeva v první dekádě růstu > 10 m3/ha/rok = 4,5 t(suš.)/ha/rok(lesnické kritérium) > 180 GJ/ha/rok = 10 t(suš.)/ha/rok (fytoenergetické) Další vlastnosti: • Rychlý výškový růst • Snadné a levné rozmnožování • Pařezová výmladnost Sortiment v podmínkách mírného pásma : • topoly, vrby (příp. olše, jasany, břízy nebo pavlovnie, akát) Topol Smrk Věk porostu VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  4. Rychle Rostoucí Dřeviny (RRD) Produkt (pro energetiku příp. průmysl) Kvalitní štěpka: bez znečištění, 55-30% vlhká, 7,5-12 GJ/t, popel max. 2%, 1000-1200 Kč/t Palivové dřevo, krátké kusové dřevo Dřevařský sortiment do průměru Legislativa na zemědělské půdě : Ochrana přírody (zákon 114/1992 Sb) Ochrana půdy (zákon 337/1992 Sb) Nakládání se sadbou (zákon 219/2003 Sb) VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  5. Dřevní štěpka jako palivo • Dřevo je tradiční a ověřené palivo - využívá více než 10 000 let a dnes pokrývá 11% energetických potřeb lidstva (někde až 100 %, u nás 2%) • Složení suché fytomasy: C – 46%; O2– 44% a H – 6% + množství dalších prvků (Si, Cl, P, K), ale ne u dendromasy • Výhřevnost suché fytomasy: 17,5 –19,5 MJ/kg, ale obsah vody ji výrazně snižuje např. při 50% = 7 MJ/kg • Emise: minimální S a N, CO2 neutrální, POP? VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  6. Historie pěstování RRD – od Napoleona k energetice a biorafinériím • 1790: ve Francii vzniká spontánně vynikající kultivar ‘Serotina’ • Meziválečné období – křížení topolů pro papírenský průmysl (USA, Itálie Casale Monferato) – vznik topolových lignikultur • Po 2. světové válce: šíření topolových lignikultur světa jako zdroj suroviny pro papírenský a dřevařský průmysl • Ropná krize (70.léta): dřevo (štěpka) jako alternativní pevné palivo, vznikají výmladkové plantáže vrb (20tis hektarů) • Skleníkový efekt (90.léta): dřevo jako CO2-neutrální palivo a surovina pro výrobu kapalných biopaliv v biorafinériích(Choren – 40tis hektarů výmladkových plantáží) VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  7. Historie pěstování RRD VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  8. Cíle SEK 2030 návrh NAPB 2020 (2050) OZE 275 PJ - z toho biomasa 208 PJ - z toho energ.plodiny 162 PJ cca 1 mil ha 689+820 tis ha (OR+TPP) (100% potrav.bezpečnost) z toho RRD 11 PJ cca 60 tis ha80+30 tis ha (1,7 % ZPF) (2,3+0,9 % ZPF) RRD a politika v ČR zemědělská a energetická

  9. Rozloha RRD v ČR • od roku 1994 vysazeno cca1250 ha (cca 50ha matečnic) pro energetické využití • Bariéry - vysoká vstupní investice, proměnlivé (žádné) dotacena založení, ochrana přírody a půdy, nedůvěra zemědělců (vůči RRD, odběratelům) Národní dotace na založení Bez dotace Bez dotace (pak SAPS)

  10. Energetické plodiny a RRD • 1. generace • Podíl vložené a získané energie = 1 : 1,3 – 2,5 (8 – Brazilský ethanol) • Řepka, Pšenice (a kukuřice), Žitovec (obilnina) • 2. generace • Podíl vložené a získané energie = 1 : 2 – 15 (20) • Topoly, vrby, Energetický šťovík, lesknice rákosovitá, ozdobnice (>150 taxonů) • 3. generace • - Podíl vložené a získané energie = 1 : 36 (? řasy) • GMO řasy nebotopoly VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  11. Ozdobnice (Miscanthus × giganteus) • Vytrvalá tráva – rostlina typu C4, dobře využívá sluneční energii, vodu, živiny, odolná proti chorobám a škůdcům • biomasa ze zimní sklizně je lepší pro přímé spalování

  12. Lesknice rákosovitá (Phalaris arundinacea)stav porostu koncem září a koncem února • domácí vytrvalá tráva – velmi nenáročná plodina • biomasa z letní sklizně využitelná pro výrobu bioplynu a • ze zimní sklizně vhodná pro přímé spalování

  13. Schavnat = Rumex OK-2 (energetický šťovík) • vytrvalá dvouděložná plodina, výhodou je brzké dozrávání (VII), • v současné době je využíváno cca 1 000 ha, • nevhodná pro pozemky s vyšší hladinu podzemní vody (× RRD) • pro bioplyn příp. spalování

  14. 2. Typy porostů a způsoby pěstování RRD VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  15. Lignikultury (Popiocultura, Arboriculture) Sortiment: topoly (P. x euroamericana) Hustota: 320 ks / ha Obmýtí: 15-20 let Počet sklizní: 1 x Životnost: = obmýtí Produkt: vláknina, dýha Celkem je pěstováno > 8,05 mil ha topolových a vrbových plantáží(ČLR, IT, FR, TUR, SRN, E) VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  16. Silvikultury v ČR (na lesní a rekultivované půdě) Sortiment: topoly (x černé, balzámové, osiky) Hustota: 620 ks / ha Obmýtí: 15-20 let Počet sklizní: 1 x Životnost: = obmýtí Produkt: vláknina, sirky V ČR je dnes dle UHUL cca 1100 ha (v 50. letech vysazeno cca 10000 ha VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  17. Agro-forestry, Silvo-pastorální porosty Sortiment: topoly i vrby Hustota: < 300 ks/ha Obmýtí: 15-20 let Počet sklizní: 1 x Životnost: = obmýtí Produkty: dřevo, potraviny (rostlinné, ovoce, živočišné) VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  18. Výmladkové plantáže RRD– na štěpku Sortiment: topoly, vrby Hustota: 6-15 tis. ks / ha Obmýtí: 2-6 (10) let Počet sklizní: 3-7x Životnost: 15-25 let Produkt: štěpka, palivo Celkem sepěstuje v EU> 25tis. ha (sever – vrby, jih – topoly) V ČR bylo vysázeno přes 1250 ha (cca 50 ha matečnic) VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  19. Výmladkové plantáže RRD– na „polénka“ Sortiment: topoly příp. vrby Hustota: 2000-5000 ks / ha Obmýtí: 5-8 let Počet sklizní: 2-4? x Životnost: 15-20let Produkt: palivové dříví VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  20. 2b. Zásady pěstování výmladkové plantáže k energetickému využití VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  21. Příprava pozemku (-1.rok) Odplevelení pozemku nebo odstranění travního porostu • na silně zaplevelených pozemcích 2x postřik / rok • Případně postřik před výsadbou (1-3% Roundup) Úprava fyzikálních vlastností půdy (orba) • Orba vždy • Na jílovitých, těžkých půdách hluboká (23 cm) • Na lehkých půdách střední orba Termíny- délka • Podle zaplevelení až celý 1 rok před výsadbou (2x odplevelení a 2x orba ) • Minimálně podzimní příprava půdy (1 x odplevelení a 1x orba ) • Jaro před výsadbou (diskování příp. srovnání pozemku)

  22. Hustota výsadby 6 – 12 tis./ha (vhodné pro štěpku) 1,5–2,5 tis./ha (na palivové dřevo příp. štěpku) Typ a kvalita sadby řízky (20-22 cm;ø 0,7-2,5 cm) Pruty (prýty) Řízkovance (jen pro pro lignikultury a OP) Žádné sazenice nebo kořenáče !!! (nejsou vhodné pro RRD) Schéma výsadby řízků jednořádky (m) 0,50 – 0,30 x 1,5 – 3 (topoly) dvojřádky (m) 0,75 x 0,75 x 1,5 (vrby) Termínvýsadby Jarní III – VII Podzimní X-XI Ruční nebo mechanizovaná Vertikální – řízky nebo pruty Horizontální – pruty Výsadba 1-3 cm

  23. Intenzivní odplevelování 3-4 měsíce – v řádku (ručně příp. chemicky – nic není povoleno) – v meziřádku (diskování, případně plečkování) pokud je na podzim ujímavost nad 70% a výška stromů 1,5 metru není v příštích letech obvykle potřeba žádné pěstební opatření (kromě sklizně a následného omezení plevelů) Údržba po výsadbě (1.-2. rok) Květen 2010 říjen 2010

  24. Pěstování(může být) nízkonákladové a přírodě blízké Smíšená výmladková plantáž (topol a vrba) 1 rok po sklizni má charakter rozptýlené keřové vegetace se silným podrostem rostlin Vrbová výmladková plantáž 3 rok po sklizni se vznikajícím korunovým zápojem má charakter „světlého lesa“ Topolová výmladková plantáž (4. rok růstu - před sklizní) s úplným korunovým zápojem má charakter nízkého listnatého lesa, kde již dochází k účinnému potlačení bylinného patra (plevelů) a např. růstu hub VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  25. …a je přínosné pro životní prostředí • Zvyšuje biodiverzitu zemědělské krajiny – vytváří tzv.přechodový ekosystém („nízký les“) atraktivní pro různé organismy a rostliny • RRD chladí při dostatku vody efektivně sebe a s postupným zapojováním porostu (2-4 rok) i své okolí (mikroklima) • Biologicky rekultivují půdu a lokalitu (zvyšují humus, dekontaminují)

  26. Protieroznía filtrační funkce plantáží RRD • Možno využít k ochraně půd v drahách soustředěného odtoku a kritických povodňových bodech (VÚV, v.v.i.) • Možno využít jako kořenový filtr k odnímání živin z podzemních vod (opatření v rámci GAEC ) VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  27. Sklizeň – jednofázová, kontinuální(již do 15 cm průměru kmene) Rychlost sklizně: 0,1–0,8 ha/hod Výkonnost: za zimu cca: 350–600 ha

  28. Sklizeň vrbových plantáží ve Švédsku Rychlost sklizně: 0,5 ha/hod Za zimu cca: 350–600 ha + zajištění prodeje a dopravy štěpky teplárnám VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  29. Sklizeň vícefázová (2 až 3-fáze) 1a 3a 3b 1b + 2 VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  30. Rušení výmladkové plantáže Metoda půdní frézou (velké, produkční pařezy) Délka operace: okamžitě Operace: 1x půd. frézování, 1x bránování Metoda orbou (malé, staré pařezy) Délka operace: 1 zimní období Operace: 2x orba, 1x bránování (odklizení zbytků)

  31. 3. Sortiment RRD a výběr pozemkůpro výmladkové plantáže

  32. Výběr druhu RRD aneb co je možné pěstovat? • Klony vrb a topolů z domácích sbírek (např. J-105, S-195, S-218, Oxford). Jsou bez právní ochrany vybrané na základě testování VÚKOZ 1994-2008). • Zahraniční registrovanéodrůdy vrb: Tora, Inger, Tordis, Dobkowska, Drago a další • Zahraniční registrovanéodrůdy topolů: AF2, AF6, Monviso, Baldo, Vesten, Suwon a další • Sadbu musí dodat dodavatel s registrací ÚKZÚZ • Založení plantáže a její sortiment musí „odsouhlasit“ ochrana přírody

  33. „Japonský topol“ J-105, Max-4 (P. nigra×P. maximowiczii)

  34. Klony: Jap-105 (Max-4), Jap-104 (Max-5) Růstové charakteristiky: vysoké keře s 3-5 silnými kmeny – spíše úzký habitus; výmladnost výborná, velmi dobré zakořeňování Stanovištní nároky: široká ekologická amplituda – od vlhkých až do mírně sušších stanovišť v teplých i chladnějších oblastech. Nesnáší trvale zamokřené lokality Očekávaný polní výnos (na příznivých stanovištích): až 13 t (suš.)/ha/rok (v průměru za celou životnost plantáže na vhodných stanovištích) Specifikace využití: nejpoužívanější klony v ČR, okusem trpí málo Rizika a negativa: nepůvodní druh – není možno pěstovat v ZCHÚ; při obmýtí na 2-3 roky nelze sklízet kukuřičnou řezačkou pro tloušťku kmenů

  35. Vrba košíkářská S-337, S-310 (Salix vimimalis L.)

  36. Klony: S-vimŽil-519, S-vimKos-337, S-vimPek-699, S-vimMoš-310 Růstové charakteristiky: nižší keře s mnoha tenkými kmeny; válcovitý habitus; vynikající výmladnost, výborné zakořeňování, ale mělké kořenění Stanovištní nároky: optimální stanoviště – nepřemokřené nivní louky v teplých i mírně chladnějších oblastech; ne do sušších oblastí Očekávaný výnos: až 11 t(suš.)/ha/rok (v průměru za celou životnost plantáže na vhodných stanovištích) Specifikace využití: výnosové klony vhodné ke slizni kukuřičnou řezačkou (tenké pruty); Rizika a negativa: okusem srnčí zvěří trpí středně, dobře regeneruje

  37. Kříženci vrby jívy a košíkářské S-218, S-383Salix caprea×vimimalis (Salix × smithiana Willd )

  38. Klony: S-smithF-218, S-smithD-383, S-capwin-704 Růstové charakteristiky: středně nízké keře s mnoha kmeny – až rozkladitý habitus; vynikající výmladnost, horší zakořeňování, Stanovištní nároky: široká ekologická amplituda; optimální stanoviště – nivní louky v teplých i chladnějších oblastech. Vhodné KR: 5–7, 3a HPJ: 14, 29–30, 48–54, 58, 59, 62–76. Očekávaný polní výnos (na příznivých stanovištích): až 15 t (suš.)/ha/rok(v průměru za celou životnost plantáže na vhodných stanovištích) Specifikace využití: výnosové klony a vhodný pro příznivá i pro extrémní stanoviště. Vhodný pro včelí pastvu, Rizika a negativa: trpí okusem zejména srnčí zvěří; rozkladitý habitus může být nevhodný mechanizovanou sklizeň.

  39. Topol černý(Populus nigra L. – odrůda ‘Průhonice’)

  40. Výběr vhodných pozemkůpro výmladkové plantáže RRD

  41. Kde je vhodné RRD pěstovat ?

  42. Výnosové mapy on-line • http://geoportal.gov.cz/web/guest/map Postup vyhledání map : • – Mapy (na liště) • - Mapové kompozice (záložka vpravo dole) • – Inspire (vybrat vpravo nad adresáři) • – Energetické zdroje (adresář až dole) • – Výnosové a cenové mapy RRD na orné půdě nebo TTP • (vypnout lesy, ostatní plochy, zapnout automapu) • Zaplout legendu VÚKOZ Průhonice Odbor fytoenergetiky a biodiverzity

  43. …nebo „Krajské výnosové (a cenové) mapy RRD“ v publikaci : Havlíčková a kol. (2010): Analýza potenciálu biomasy v ČR, VÚKOZ VÚKOZ Průhonice Odbor fytoenergetiky a biodiverzity

  44. 4. Ekonomika pěstování RRD

  45. Ekonomický model výmladkové plantáže RRD VÚKOZ Průhonice Odbor fytoenergetiky a biodiverzity • Rozloha plantáže: 5 ha, 10 000 řízků/ha • Sklizeň: speciální mechanizace, (450-500 Kč/t (sur.) • Svozová vzdálenost 10 km • Doba životnosti plantáže: 21 let • Průměrná inflace: 2,5 % • Nominální diskont: 8,65 % • Zahrnut celý životní cyklus (všechny oprávněné náklady) • Vlhkost štěpky 53% a výhřevnost 7,5 - 8 GJ/t VÚKOZ, v.v.i., Průhonice, oddělení fytoenergetiky

  46. Ekonomika výmladkové plantáže z pohledu: VÚKOZ Průhonice Odbor fytoenergetiky a biodiverzity

  47. Kumulativní průběh hotovostního toku RRD a příjem ze státního dluhopisu (3,5%) Minimální ceny: 107 Kč/GJ, 87 Kč/GJ, 77 Kč/GJ, 5 ha, Náklady na založení porostu 300 000 Kč Státní dluhopis - úroková míra 3,5% p.a. (extrapolace na 20 let, odečtení poplatků) VÚKOZ Průhonice Odbor fytoenergetiky a biodiverzity

  48. Struktura výdajů výmladkové plantáže RRD Rizika • Počasí v roce založení porostu • Výběr vhodné lokality a klonu/odrůdy • Obchodní rizika (neuplatnění produkce, cena) • Absence vhodné mechanizace Dobré zprávy • Klesající náklady na výsadbu, sklizeň • Stagnující nebo rostoucí cena štěpky a palivového dřeva VÚKOZ Průhonice oddělení fytoenergetiky

  49. 5. Legislativa a pěstování RRD

  50. Ochrana přírody a RRDZákon o ochraně přírody a krajiny č. 114/1992 Sb. Hlavní omezení pěstování rychle rostoucích dřevin pro energetické využití § 5 –Obecná ochrana rostlin a živočichů Odst. (4) Záměrné rozšíření geograficky nepůvodního druhu rostliny či živočicha do krajiny je možné jen s povolením orgánu ochrany přírody Odst. (5) Záměrné rozšiřování křížence druhů rostlin či živočichů do krajiny je možné jen povolením orgánů ochrany přírody. Poznámka: Paragraf se týká velké části klonů a odrůd RRD (Japany aj). Ve zvláště chráněných územích (ZCHÚ) je pěstování nepůvodních druhů dle § 16 písm. h) zákona 114/1992 Sb. zakázáno. Výjimku může udělit správa ZCHÚ. Mimo ZCHÚ povoluje OOP pěstování nepůvodního druhu RRD na základě posouzení možných rizik pro ochranu přírody a krajiny -zejména invazní schopnosti a ohrožení významných populací domácích druhů křížením. K rozhodnutí je možno využít "Seznam rostlin vhodných k pěstování za účelem využití biomasy pro energetické účely z pohledu minimalizace rizik pro ochranu přírody a krajiny", který je umístěna na stránkách VÚKOZ, v.v.i. ; VÚKOZ Průhonice Odbor fytoenergetiky a biodiverzity

More Related