Високоврожайні гібриди сорго показали потенціал для біоенергетики

Високобіомасне сорго привертає все більшу увагу як перспективна сировина для біоенергетики, проте для його успішного впровадження на Середньому Заході США необхідна додаткова інформація про найбільш придатні сорти. Науковці з Центру передових досліджень біоенергетики та біопродуктів провели комплексне дослідження, яке оцінило потенціал врожайності 13 гібридів сорго в центральному та південному Іллінойсі.

Експеримент тривав два сезони, з 2022 по 2023 рік, і охоплював дві локації — Урбану та Юїнг в штаті Іллінойс. Дослідники вирощували 13 різних гібридів сорго, позначених від H1 до H13, застосовуючи два рівні внесення азотних добрив: нульовий та 112 кілограмів азоту на гектар. Метою було визначити потенціал біомаси, вплив азотного удобрення на врожайність, а також склад поживних речовин та якість сировини.

За результатами дослідження найкращі показники на обох експериментальних ділянках продемонстрували гібриди H1 та H13. Обидва виявилися дуже чутливими до фотоперіоду та показали видатну врожайність біомаси. Крім того, ці гібриди характеризувалися меншим виносом поживних речовин з ґрунту та високим вмістом енергоємних компонентів у складі сировини, що робить їх особливо привабливими для виробництва біопалива.

Водночас низькі показники врожайності зафіксували у гібридів H5 та H6, які мали невелику висоту стебла та виявилися рецесивними за локусом Dw3. Цей генетичний фактор суттєво вплинув на їхню продуктивність та зробив їх менш придатними для промислового використання в біоенергетичній галузі.

Помірковану чутливість до фотоперіоду продемонстрували гібриди H7, H8, H11 та H12, які утворювали зернові волоті. Ці сорти показали високу пластичність врожайності, проте характеризувалися надмірним виносом поживних речовин. Це пояснюється накопиченням калію в тканинах біомаси, а також азоту та фосфору в зернових волотях, що може негативно впливати на родючість ґрунту при тривалому вирощуванні.

Дослідження документує важливі взаємозв'язки та компроміси між композиційними та агрономічними характеристиками різних гібридів сорго. Ці дані можуть бути використані для максимізації регіональної продуктивності та оптимізації процесів переробки сировини для кінцевих споживачів. Розуміння цих залежностей дозволить аграріям обирати найбільш підходящі гібриди залежно від конкретних умов вирощування та цілей виробництва.

Науковці наголошують, що необхідна подальша робота для оптимізації режимів азотного удобрення. Різні гібриди по-різному реагують на внесення азотних добрив, і визначення оптимальних доз для кожного конкретного сорту може суттєво підвищити економічну ефективність виробництва. Крім того, потрібна оцінка екосистемних послуг, які можуть надавати ці нові гібриди сорго.

Вирощування високобіомасного сорго може мати численні екологічні переваги порівняно з традиційними енергетичними культурами. Сорго відоме своєю посухостійкістю та здатністю рости на менш родючих ґрунтах, що робить його привабливою альтернативою для регіонів з обмеженими водними ресурсами. Також важливо оцінити вплив цих культур на біорізноманіття, якість ґрунту та викиди парникових газів.

Результати дослідження опубліковані в науковому журналі GCB Bioenergy. Робота виконана командою дослідників під керівництвом Chunhwa Jang в Університеті Іллінойсу в Урбані-Шампейн. Це дослідження є частиною більш широкої програми з розвитку сталої біоенергетики в Сполучених Штатах.

Отримані дані мають практичне значення для фермерів Середнього Заходу США, які розглядають можливість диверсифікації своїх господарств шляхом вирощування енергетичних культур. Вибір правильних гібридів та оптимізація агротехнічних прийомів можуть забезпечити стабільний дохід та сприяти розвитку регіональної біоенергетичної індустрії.