PRODUKCIJA BIOMASE I ENERGETSKI POTENCIJAL NEKIH KLONOVA CRNE TOPOLE (Populus deltoides Bartr. ex Marsh.) U ODNOSU NA RAZMAK SADNJE

AbstractThe possibility of biomass production was studied in an experimental trial stand with four clones of Eastern cottonwood Populus deltoides Bartr. ex Marsh. cl.457, cl.450, cl.618 and cl. 55/65 and three stand densities a) 1.2 × 1.0 m (8330 plants·ha–1), b) 1.2 × 0.75 m (11110 plants·ha–1) and c) 1.2 × 0.5 m (16600 plants·ha–1). Field trials were conducted on sandy-loamy form of fluvisol.Total determined volume of trunk, bark, and branches in the first two-year cycle for the used Eastern cottonwood ranged from 27.391 m3·ha–1 in clone 450 at planting distance of 1.2 × 1.0 m, subtreatment (a) to 42.006 m3·ha–1 in clone 618, subtreatment (c) at planting distance of 1.2 × 0.5 m. After renovation of stand using the regeneration force of shoots from the tree stumps the produced wood mass in the second two-year cycle ranged from 54.664 m3·ha–1 in clone 55/65, subtreatment (a) to 79.235 m3·ha–1 in clone 450, subtreatment (b).In additon to clone selection a significant influence on biomass yeald was also exerted by stand density (number of plants·ha–1).The largest amount of heat energy would be obtained in subtreatment (c) at density of 1.20 × 0.5 m by combustion of biomass of above ground part of clone 55/65: 364.02 GJ·ha–1 in the first cycle, and 659.83 GJ·ha–1 in the second, or a total of 1023.85 GJ·ha–1.U cilju iznalaženja najpovoljnije tehnologije proizvodnje biomase za energetske potrebe, istraživanja su obavljena na Pokusnom dobru Instituta za nizijsko šumarstvo i životnu sredinu u neposrednoj blizini Novoga Sada u nasadima sa dvogodišnjim proizvodnim ciklusom, u poljskim uvjetima sa četiri klona i tri razmaka sadnje u dva turnusa. Klonovi u pokusu pripadaju američkoj crnoj topoli (Populus deltoides Bartr. ex Marsh.): cl. 457, cl. 450, cl. 618, cl. 55/65. Razmaci sadnje su: (a) 1,20 × 1,00 m ili 8.330 biljaka·ha–1; (b) 1,20 × 0,75 m ili 11.110 biljaka·ha–1 i (c) 1,20 × 0,50 m ili 16.660 biljaka·ha–1.Zemljište na kojemu su obavljena istraživanja sustavno pripada tipu fluvisol, formi ilovastoj. Ovo zemljište je cijelom dubinom karbonatno i oglejano, vrlo duboko, sa fiziološki aktivnom dubinom oko 200 cm. Morfološka građa ovoga zemljišta je Amo,p-IGso-IIGso-IIIGso-IVGso-Gr. Humusno akumulativni horizont (A-horizont) u teksturnom pogledu je ilovača, debljine 30 cm i ona je glavni nositelj fiziološke aktivnosti, sa sadržajem humusa preko 2,3 %. S dubinom se mijenja teksturni sastav, uglavnom raste udio frakcija pijeska, a opada udio humusa, što upućuje na akumulativni tip rasporeda organske materije u profilu. Podzemna voda oscilira na dubini od 90 do 220, cm što omogućuje povoljno vlaženje fiziološki aktivnog dijela profila, tj. aktivne zone rizosfere.U ispitanom području klima je umjereno kontinentalna, s izvjesnim specifičnostima. Najhladniji mjesec je siječanj sa srednjom temperaturom zraka od –1,1 °C, najtopliji lipanj sa 20,3 °C, a srednja godišnja temperatura zraka je 10,9 °C. Prosječna količina padavina za područje na kojemu su obavljena istraživanja je 592 mm. Od prosječne godišnje količine padalina u vegetacijskom periodu padne 333 mm ili 56 %.Prvi turnus je osnovan s reznicama dužine 20–25 cm, koje su predhodno potapane u vodi 24 sata.U pogledu postotka primanja reznica nema statistički značajnih razlika i prosjek primanja za sve klonove iznosi 91,6%. Najmanji je postotak prijema (89 %) kod klona 618 zatim klona 450 (91 %), dok su klonovi 457 i 55/65 imali postotak prijema od 93 %.Na kraju prvog dvogodišnjeg turnusa promjeri se nalaze u intervalu od 2,9 cm do 3,7 cm, a visine od 5,4 m do 6,2 m. Analize varijanci za promjere pokazuju da u prvom turnusu nema statistički značajnih razlika između klonova (glavni tretmani). Međutim, razlike u promjerima koje su uvjetovane različitim gustoćama nasada (podtretmani) statistički su vrlo značajne. U prvom turnusu među klonovima postoje statistički značajne razlike u visinama, što je uvjetovano genetskom varijabilnošću klonova, dok su u borbi za životnim prostorom (razmaci sadnje) razlike u visinama statistički vrlo značajne.Analiza varijanci srednjih vrijednosti, na kraju drugog turnusa, ukazuju da su razlike i za promjere i za visine signifikantno različite. Kod svih klonova najveće dimenzije postignute su u razmacima sadnje 1,20 × 1,0 m, a najmanje u razmacima 1,2 × 0,5 m. U drugom turnusu, zbog jačine izbojne snage, svi klonovi bilježe znatno više vrijednosti promjera i visina. Promjeri se nalaze u intervalu od 3,9 cm do 5,1 cm, a visine od 6,6 m do 7,5 m.Ukupno utvrđena masa drveta, kore i granjevine u prvom dvogodišnjem turnusu za korištene klonove američke crne topole Populus deltoides Bartr. ex Marsh. nalazi se u intervalu od 27,391 m3·ha–1 kod klona 450 u podtretmanu (a) pri razmaku 1,2 × 1,0 m, do 42,006 m3·ha–1 kod klona 618 u podtretmanu (c) pri razmaku sadnje 1,2 × 0,5 m.Obnavljanje pokusnog nasada izvršeno je korištenjem izbojne snage iz panjeva. Tijekom prvog vegetacijskog razdoblja obnove iz panja izvršena je redukcija izbojaka, na način što je ostavljen po jedan najbolje razvijen izbojak na svakom panju.Obnavljanjem nasada putem izdanačke moći iz panjeva proizvedena drvna masa u drugom dvogodišnjem turnusu nalazi se u intervalu od 54,664 m3·ha–1 kod klona 55/65 u podtretmanu (a), do 79,235 m3·ha–1 kod klona 450 u podtretmanu (c).Rezultati ovih istraživanja potvrđuju realnu mogućnost obnavljanja nasada topola guste sadnje korištenjem izdanačke moći panjeva nakon sječe. Kod osnivanja nasada ovog tipa posebnu pozornost treba posvetiti izboru klona, sa svojstvima brzog rasta u juvenilnoj fazi razvoja i genetskim svojstvima regeneracije panjeva nakon sječe, kao mogućnosti obnavljanja nasada putem izbojaka iz panjeva u više turnusa. To pokazuju i razlike u proizvedenoj masi koja je za 49,7 % veća u drugom nego u prvom turnusu, u prosjeku za sve klonove i sve razmake sadnje.Na temelju proizvedene mase i vrijednosti volumne mase drveta procijenjena je težina biomase. Na kraju prvog dvogodišnjeg turnusa težina biomase nalazi se u intervalu od 10,35 t·ha–1 kod klona 618 pri gustoći 1,20 × 1,00 m, do 18,68 t·ha–1 kod klona 55/65 pri gustoći 1,20 × 0,50 m. U drugom turnusu, zbog jačine izbojne snage, težina biomase nalazi se u intervalu od 22,54 t·ha–1 kod klona 618 pri gustoći 1,20 × 1,00 m, do 33,86 t·ha–1 kod klona 55/65 pri gustoći 1,20 × 0,50 m.Da bi se mogla izvršiti procjena količine energije koja se dobija potpunom sječom stabala poslije prvog i poslije drugog dvogodišnjeg turnusa, određene su kalorične vrijednosti gornje toplinske moći za uzorke drveta i kore ispitivanih klonova prema standardnoj metodologiji u kalorimetrijskoj bombi.Kalorične vrijednosti drveta i kore ispitanih klonova nalaze se u intervalu od 18,542 MJ·kg–1 kod klona 457 do 19,554 MJ·kg–1 kod klona 618.Energetska vrijednost biomase neposredno je povezana s toplinskom moći drveta korištenih klonova, ali i s ostalim čimbenicima koji utječu na količinu i kvalitetu proizvedene biomase. Iz ovih podataka je vidljivo da je značajno veća količina energije proizvedena u drugom turnusu u odnosu na prvi, što je rezultat boljeg zakorjenjivanja i jake izbojne moći odabranih klonova.Najveća količina toplinske energije dobila bi se u podtretmanu (c) pri gustoći 1,20 × 0,50 m, sagorijevanjem biomase nadzemnog dijela klona 55/65 i to 364,02 GJ·ha–1 u prvom turnusu, 659,83 GJ·ha–1 u drugom turnusu ili ukupno 1.023,85 GJ·ha–1.U okviru grupe korištenih klonova američke crne topole Populus deltoides Bartr. ex Marsh. minimalna količina toplinske energije bi se osigurala u podtretmanu (a) pri gustoći 1,20 × 1,00 m sagorijevanjem nadzemnog dijela biomase kod klona 618 i to 202,38 GJ·ha–1 u prvom turnusu, 440,75 GJ·ha–1 u drugom turnusu ili ukupno 643,13 GJ·ha–1