Okénko do zahraničí: Bioenergetická plodina může pomoci uhlíkovému cyklu

21. 09. 2023 Doc. Dr. Ing. Jaroslav Salava; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha-Ruzyně Technologie pěstování Zobrazeno 959x

Svět čelí rostoucímu množství oxidu uhličitého v atmosféře a nedostatku uhlíku v půdě. Bioenergetický čirok však může poskytnout významnou úlevu od obou problémů, podle nové studie vědců z Texas A&M AgriLife Research v College Station v americkém státě Texas.

V práci “Hluboké kořeny bioenergetického čiroku: klíč k udržitelné produkci biomasy jednoletých plodin”, nedávno zveřejněné v časopise GCB Bioenergy, se uvádí, že bioenergetické hybridy čiroku zachycují a sekvestrují (ukládají) v půdě značné množství atmosférického oxidu uhličitého. Tato plodina může zlepšit úrodnost půdy a potenciálně získat uhlíkové kredity na kompenzaci emisí skleníkových plynů.

Kromě toho studie ukazuje, že neobvykle hluboký kořenový systém čiroku může dosáhnout zdrojů vody a živin, které jiné jednoleté plodiny nevyužívají. Tyto výsledky naznačují, že tato plodina může pomoci regulovat odtok hnojiv z jiných jednoletých plodin v osevním postupu.

Ve skutečnosti vědci pracovali na vylepšení odrůd čiroku, aby vyprodukovali ideální jednoletou bioenergetickou plodinu. Hybrid použitý v nedávné studii vytváří vysoké výnosy biomasy pro výrobu paliv, energie a bioproduktů. Čirok má vynikající odolnost vůči suchu, dobrou efektivnost využití dusíku a hluboký kořenový systém.

Existuje předpoklad, že nejudržitelnější bioenergetické plodiny jsou trvalé plodiny, protože vyžadují méně vstupů a mohou sekvestrovat více biomasy než jednoleté obilniny, jako je kukuřice. Tato tvrzení jsou pravdivá, ale zemědělství vždy také vyžaduje jako alternativy odrůdy jednoletých plodin.

Studie ukazuje, že 1 ha osetý bioenergetickým hybridem čiroku akumuluje za 155 dní vegetace asi 7,7 tuny suché kořenové biomasy. Kořeny čiroku také během vegetačního období rostly do hloubky více než 2 metry.

Tyto nové údaje usnadňují předpovědi, kolik atmosférického oxidu uhličitého by mohlo být zachyceno uvnitř kořenů. Čísla mohou také osvětlit, kolik uhlíkových kreditů může oseté pole vydělat. Čísla jsou také důležitá pro pochopení potenciálu plodiny zlepšit úrodnost půdy a schopnost zadržovat vodu doplňováním organického uhlíku v půdě. Předchozí výzkumy však ukázaly, že v USA klesla úroveň organického uhlíku v půdě za posledních 100 let na půdách osetých jednoletými plodinami o 50 %.

Tento pokles úrovně uhlíku v půdě by mohl být způsoben pěstebními postupy, mikrobiální aktivitou a měnícím se využíváním půdy. Tyto složité faktory znamenají, že předvídání, jak dlouho může trvat doplnění ztraceného uhlíku, vyžaduje pokročilé modelování. Proces obnovy bude pravděpodobně trvat mnoho desetiletí. Pro modelování potřebují mít vědci pro začátek reálná čísla. Historicky k tomu vědci neměli dostatek informací, ale tato studie poskytuje srovnávací ukazatele pro vědce a tvůrce politik.

Několik let vědci do hloubky studovali, jak jeden bioenergetický hybrid čiroku interaguje se dvěma typy půdy. Je proto třeba provézt pokusy ve více lokalitách s více hybridy čiroku.

Modelové studie odhadují, že v USA jsou pro zásev k dispozici miliony hektarů opuštěné a okrajové orné půdy. Mnoho z těchto hektarů je v oblasti pobřeží Mexického zálivu. Tento region je ideální pro produkci bioenergetického čiroku kvůli dostatku srážek, dlouhému vegetačnímu období a nízké konkurenci obilnin. Kromě toho se tato plodina v průběhu let zlepšila, pokud jde o produktivitu, odolnost a složení, a to díky úsilí vědců z Texas A&M AgriLife Research.

Vědci se rozhodli pokračovat ve výzkumu optimalizace bioenergetického čiroku, ale také pomoci navrhnout a postavit biorafinerie, které budou zpracovávat materiál z této plodiny optimálním způsobem. Uhlík zachycený v biopalivech a bioproduktech v biorafineriích a v bioenergii kořenů čiroku by mohl generovat uhlíkové kredity, které by mohly být přínosem pro výrobce a průmysl.

Navzdory výbornému potenciálu Mexického zálivu pro výrobu biopaliv, v regionu však neexistují žádná bioenergetická výzkumná centra a jen velmi málo biorafinerií. Proto se vědci nyní snaží přilákat průmysl a vládní finance, aby pomohly vybudovat příští generaci biorafinerií navržených tak, aby využívaly bioenergii biomasy čiroku pro výrobu biopaliv, bioproduktů a bioenergie.

Zdroj: Lamb A., Weers B., McKinley B., et al. (2022): Bioenergy sorghum’s deep roots: A key to sustainable biomass production on annual cropland. GCB Bioenergy, 14 (2): 132-156. doi: 10.1111/gcbb.12907