Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню добору перспективних сортів верби прутовидної (Salix viminalis L.) для створення та ефективного використання енергетичних плантацій в умовах Правобережного Лісостепу України. Актуальність теми зумовлена необхідністю розширення сировинної бази для виробництва твердого біопалива, підвищення енергетичної незалежності держави, раціонального використання малопродуктивних земель та впровадження відновлюваних джерел енергії в аграрному секторі.
Метою дослідження було оцінити біологічні, ростові, продуктивні та якісні особливості різних сортів верби прутовидної, визначити їх біоенергетичну й економічну ефективність та удосконалити наукові підходи до створення і використання енергетичних плантацій у ґрунтово-кліматичних умовах Правобережного Лісостепу України.
Об’єктом дослідження були процеси росту, розвитку та формування продуктивності енергетичних плантацій верби прутовидної залежно від сортових особливостей і циклічності заготівлі біомаси. Предметом дослідження були сорти ‘Tordis’, ‘Inger’, ‘Wilhelm’, ‘082’ (‘Warm-maz’), ‘1047’ (‘Gigantea’) та ‘1052’, їх біометричні показники, урожайність сирої й сухої біомаси, якісні характеристики сировини, енергетичний вихід та економічна ефективність вирощування.
У процесі виконання роботи застосовано польовий, лабораторний, математично-статистичний і розрахунково-порівняльний методи досліджень. Польові дослідження передбачали спостереження за ростом і розвитком рослин, визначення біометричних показників, урожайності біомаси та особливостей відростання після зрізування. Лабораторні методи використовували для оцінювання вагових параметрів рослин і хімічного складу біомаси, а розрахунково-порівняльні — для визначення економічної та біоенергетичної ефективності вирощування досліджуваних сортів.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше в умовах Правобережного Лісостепу України встановлено особливості росту, розвитку та формування продуктивності шести сортів верби прутовидної за різних циклів вирощування і заготівлі енергетичної біомаси. Уточнено сортові відмінності за інтенсивністю росту, кущистістю, формуванням пагонів, накопиченням сухої речовини та енергетичною продуктивністю.
Встановлено, що за трирічного циклу вирощування найвищу продуктивність формували сорти ‘1052’, ‘1047’ (‘Gigantea’) та ‘Inger’. Максимальну урожайність сухої біомаси забезпечив сорт ‘1052’ — 27,81 т/га. Дещо нижчі показники отримано у сортів ‘1047’ (‘Gigantea’) — 26,06 т/га та ‘Inger’ — 23,77 т/га. Сорт ‘082’ (‘Warm-maz’) сформував 21,24 т/га сухої біомаси, тоді як продуктивність сортів ‘Wilhelm’ і ‘Tordis’ була нижчою — відповідно 13,61 і 8,85 т/га.
Доведено, що першу заготівлю енергетичної біомаси в умовах Правобережного Лісостепу України доцільно проводити переважно у чотирирічному віці, коли рослини формують достатньо розвинену кореневу систему та надземну масу. Надалі, після формування потужної кореневої системи, ротаційний цикл може бути скорочений до двох-трьох років. Найвищу урожайність сухої однорічної біомаси після зрізування сформував сорт ‘Inger’ — 8,0 т/га/рік.
Оцінювання якісного складу біомаси показало, що досліджувані сорти верби прутовидної є цінною лігноцелюлозною сировиною для виробництва твердого біопалива. Основними структурними компонентами біомаси є целюлоза, геміцелюлоза та лігнін. Якісні показники біомаси між сортами відрізнялися незначно, тому головним чинником формування енергетичного виходу з одиниці площі була урожайність сухої речовини.
Найвищий розрахунковий вихід енергії з трирічної сухої біомаси забезпечив сорт ‘1052’ — 445,0 ГДж/га, або 148,3 ГДж/га/рік. Сорт ‘1047’ (‘Gigantea’) сформував 417,0 ГДж/га, або 139,0 ГДж/га/рік, а сорт ‘Inger’ — 380,3 ГДж/га, або 126,8 ГДж/га/рік. Економічна оцінка засвідчила, що найбільш ефективним є вирощування сортів із найвищою урожайністю сухої біомаси. Найвищий умовно чистий прибуток і рівень рентабельності забезпечив сорт ‘1052’ — відповідно 48,43 тис. грн/га і 138,4 %.
Практичне значення результатів полягає в обґрунтуванні добору сортів верби прутовидної, найбільш придатних для вирощування на енергетичних плантаціях у Правобережному Лісостепу України. Для виробничого використання рекомендовано сорти ‘1052’, ‘1047’ (‘Gigantea’) та ‘Inger’, які забезпечують високий вихід сухої біомаси, значну енергетичну продуктивність, позитивний економічний результат і придатність біомаси до використання як твердого біопалива.
Ключові слова: верба прутовидна, Salix viminalis L., енергетичні плантації, біомаса, суха речовина, урожайність, ротаційний цикл, біоенергетична ефективність, економічна ефективність, тверде біопаливо.
