Energianövények: az olasznád karrierje

Szándékomban áll egymás után közzétett bejegyzésekben bemutatni a hazánkban gazdaságosan termeszthető energianövényeket. Az energianövény termesztésének ötletével kacérkodó vállalkozók nyilvánvalóan csak alapos tájékozódás után döntik majd el, hogy számukra, az általuk birtokolt területen mely növényfajjal érdemes foglalkozni. Körülnézve a lehetőségek között, az egyik legígéretesebb energianövénynek az olasznád (Arundo donax L.) tűnik.

Az ARUNDO DONAX - a zöld biomassza és a legújabb biotechnológiai kutatások fényében

Az Arundo donax eredetileg minden bizonnyal egy ember által elterjesztett, elsősorban dísznövény. Szakemberek többsége szerint egy Észak-Indiából származó nádféle egyed steril, dekaploid klón utódja. Az Arundo-t jelenleg vegetatív úton szaporítják rizómákról, vízszintesre fektetett szárnódusz dugványokról, valamint egyedi mikroszaporítási módszerrel.

A különböző Arundo ökotípusoknak beszámolók szerint élő csírázóképes magja nincsen. Ezt a sterilitást az USA-ban, Prof. Márton László és munkatársai tanulmányozták legalaposabban, akik részletes citológiai vizsgálatokkal megállapították mind a hím, mind a női gametofiton sejteknek a virágfejlődés során történő degradációját, aminek következtében a megtermékenyítés nem valósulhat meg.

Hazánkban az Arundo donax egy jelentős jövővel rendelkező rostnövény is, elsősorban cellulóz-pép készítésre. Ausztráliában például ültetik takarmánynövénynek és szélfogónak is alkalmas. A zenészek is jól ismerik, hiszen szárából különböző fúvós hangszerekhez készítenek extra minőségű sípokat. Ezen kívül ezt a növényt a talajjavítás céljából, ún. fitoremediációs képességéről is ismerik.

Mindezeken kívül mégis a legnagyobb jelentőségét a biomassza előállításában látják, különös tekintettel a globális széndioxid egyensúly fenntartása és csökkentése témakörökben. Az egyetlen, jelenleg ismert korlátozó tényező az Arundo elterjesztésében a rendkívül alacsony szaporítási hatékonyság.

Az elmúlt 10 év folyamán éppen ezen a területen történtek meg a legjelentősebb áttörések az Egyesült Államok Dél-Karolinai Egyetemén (University of South-Carolina, Columbia-SC) valamint a Debreceni Egyetemen. A növényi GMO- kutatás úttörője, Márton László professzor által vezetett kutató csoport kidolgozta azt a módszert, amelynek segítségével a virágzati buga virágnyílás előtti szöveteiből sterilen kimetszett darabokról megfelelő összetételű táptalajon eddig nem látott intenzitású szomatikus embriógenezis indukálható („Márton-Czakó módszer”). Az USA államaiból származó genetikai anyaggal a kutatók elérték, hogy egyetlen növényből - egy év alatt - akár 1 millió utód is előállítható.

Összevetve az Arundo donax által megmutatkozó mérsékelt égövi biomassza potenciált egyéb lágyszárú évelő növényfajokkal, megállapítható, hogy az Arundo esetében szignifikánsan kevesebb gyomirtó szer, rovarirtó szer és műtrágya felhasználás szükséges oly módon, hogy hektáronként - öntözetlen körülmények között - 20-40 tonna szárazanyag termelés tervezhető (észak-olaszországi adatok). Azt is megállapították az eddigi kutatások során, hogy az Arundo donax marginális területeken is kitűnően adaptálódik, pl. sós, túlzottan lúgos, időszakilag elárasztott talajokon, szénnel és mezőgazdasági, ipari kémiai anyagokkal szennyezett talajokon is szóba jön a biomassza termelés szempontjából.

A növény életciklusa az eddigi tapasztalatok alapján 20 évnél többre tervezhető, ezen idő alatt a telepítés költségei, és a talaj-előkészítés jelenti a legnagyobb munkát, költséget. A következő években az olasz nád nem igényel talajművelést, lombja fedi a talajt, a szárak összeérnek és záródnak, a talajt sűrűn áthálózó gyökérzet megköti annak felületét az erózióval szemben, és kitűnő víztartó, vízfelvevő, vízmegőrző réteget képez a hirtelen lezuhanó, nagy mennyiségű csapadék idején is. A hatalmas gyökértömeg következtében a beállt állomány kitűnően bírja az átmeneti és hosszabban tartó szárazságot, egyúttal rendkívül sok szerves anyagot juttat a talaj mélyebb rétegeibe is, miközben lebontja a talaj különböző szerves szennyeződéseit, a gyökeret körülvevő intenzív mikrobiális aktivitás segítségével. Ezt a különleges, „edafon” környezetet a szakirodalomban arról ismerik, hogy az Arundo számára kiegészítő nitrogénforrás műtrágya formájában nem vagy csak az ültetvény életének elején szükséges, hiszen a mikrobák által megkötött légköri nitrogén az ősz és a tél folyamán feltáródik és a gyökerekben halmozódik fel, mely a következő vegetáció időszakában maradéktalanul hasznosul.

Kevéssé tanulmányozott, de nem elhanyagolható szempont az is, hogy az intenzív talajélet következtében a zárt lomb alatt un. lokális széndioxid-akkumuláció alakulhat ki, amely szántóföldi spontán szénsavtrágyázásként is felfogható (Renaud-effektus). Az eddigi tapasztalatok szerint a betakarítást követően a saját Arundo hamu (pl. a szingáz előállító erőművek mellékterméke) területre kijuttatása biztosítja az egyéb ásványi sók stabil körforgását.

Az Arundo donax rendkívül mértékben ellenáll a klímaváltozásokkal szemben. Világszerte 50 év feletti, érintetlen állományok is ismertek, mezőgazdasági beavatkozás és művelés nélkül. Az olasznád rizómái gömb alakúak, horizontálisan nem terjednek ún. tarackoló gyökerekkel, mint azt teszi pl. a bambusz. Egyes hazai botanikus kertekben egyetlen növényről telepített 30 éves Arundo állomány tövének sugara elérheti a 4-5 métert. Tekintettel arra, hogy életképes magja nincs, az olasznád nem tekinthető ún. invazív, agresszív módon terjedő, kiirthatatlan fajnak.

A szakemberek szerint a biomassza előállítás céljából telepített ültetvények esetében ki kell alakítani a termőkörzet ún. pufferzónáját, amely mintegy 10-30 m körül javasolható. Ezen a területen vagy a felületet talajműveléssel tartják tisztán, vagy más fajokból létesítenek un. térzáró sorokat. Ilyen lehet pl. gyorsrotációjú erdészeti növény vagy egyéb évelő, nem rizómás lágyszárú faj. Az Arundo-val betelepített biomassza ültetvények megszüntetésére vonatkozóan is kidolgoztak már stratégiákat. Eddigi tapasztalatok alapján a növény folyamatos kaszálása nem elég hatékony elimináció, ezért ennek gyomirtó szerrel való kombinációja ajánlható (pl. a glifozát tartalmú Rodeo). Az ültetvény-eliminációs módszerek az USA déli államaiban már kidolgozásra kerültek.
Forrás: cellulosefarming.com

Miért előnyös az Arundo donax L.?

Az ipari hasznosítás előnyei

magas biomassza hozam (20-40 száraz tonna/év, minimum 20 évig)

A fával egyenértékű fűtőérték

Az egyedüli biomassza-növény, amelynek pozitív energiamérlege van, ha közvetlenül energiatermelésre használják (negatív CO₂-kibocsátás

Pelletálható, brikettálható, chips, faszén készíthető belőle, keverhető alapanyag

Kis, közepes és nagy biogáz üzemek ideális biomassza forrása

Hatékony talajjavító, alkalmas kármentesítésre (olajszennyeződés, vegyszermaradvány, nehézfém eltávolítása)

Alkalmas kistérségi és városi szennyvizek technológiai vizének és iszapjának kezelésére

Termesztési előnyök

Szántóföldi növénytermesztési és betakarítási technológiákkal művelhető

Nem kíván évente talajművelést vagy újratelepítést

Nincs ismert speciális kártevője (nem kell növényvédő szert alkalmazni)

Gyors növekedése és termete miatt nem kell használni gyomirtó szert

Lábon tárolható, öngyulladási és rothadási veszély nélkül

Marginális területeken is jól nő (sós, szikes, lúgos, savas talajok; jó pH tűrő)

Kiszárítja a belvizes területeket, de tűri a hosszan tartó szárazságot is

Megakadályozza a talajeróziót

Jó rejtek- és élőhelyet biztosít a vadaknak (az állatok nem kedvelik a levelét)

A vegetációs időszak végén, a fagyoktól kezdve csak a kiüresedett, 70-75 % cellulózt tartalmazó sejtfal-tömeget aratjuk le; a szerves és szervetlen tápanyagok a rizómákba vándorolnak (ezért kicsi a trágyázás iránti igénye)

Környezetvédelmi előnyök

Nem invazív növény - nincs magja

A rizómái nem kúsznak nagy távolságra

Nincs nemzetközi kereskedelmi kockázat

Az egészséggel összefüggő előnyök

Nincs virágpora, allergiát nem okoz

Nincs géntechnológiai, etikai és biobiztonsági kockázat

A szaporítóanyag elérhetősége
Az ipari mértékű - kórokozó, kártevő és vírusmentes - szaporítóanyag iránti igény kiszolgálására hatékony technológia, megfelelő kapacitás és ügyfélcentrikus szolgáltatások állnak rendelkezésre

Támogatók, ipari partnerek

MOP Biotechnology Kft (Nyíregyháza)

EKBA (Debrecen)

Debreceni Egyetem AGTC Növényi Biotechnológiai Tanszék (Debrecen)

University of South Carolina, Columbia (USA)

EU-NORVEGALAP-AGROCELL

ÉARFŰ (Debrecen)

Kristály 88 Kft (Budapest)

Interest-Trade Kft (Nyíregyháza)

Pro-Team Kft (Nyíregyháza)

További információk: cellulosefarming.com