Čirok, plodina s budoucností

TÉMA
MĚSÍCE:
PLODINY
PRO BIOPLYNOVÉ STANICE
Čirok, plodina
s budoucností
Čirok je zcela nová plodina v České republice. V minulosti byla tato rostlina
testována v různých pokusech, které byly zaměřené na produkci cukru
v době, kdy se cukrová řepa potýkala s rizoktonií. Toto šlechtění čiroku bylo
v osmdesátých letech pozastaveno, jakmile se tolerance u cukrové řepy
vůči Rhizoctonie značně zlepšila, a tím se obnovil i výnosový
potenciál cukrovky.
Od počátku bioplynového boomu v Německu
a také v České republice se snaží zemědělská
praxe nalézt další vysoce výnosnou plodinu pro
výrobu substrátu do bioplynových stanic. Zde se
vrátil do centra pozornosti jak vědy, tak i praxe
čirok, jako rostlina produkující vysoké množství
zelené masy, zejména v oblastech sužovaných
suchem. Výnosový potenciál zelené hmoty je
u čiroku velice vysoký (přibližně 17 až 23 tun
výnosu sušiny na hektar).
Tab. 1 – Potřeba vody při tvorbě
sušiny (zdroj BOKU Wien)
Transpirační koeficient
(l vody/kg sušiny)
Plodina
200–300
čirok
300–400
kukuřice, řepa
400–500
500–600
600–700
ječmen, žito, pšenice
tvrdá
brambory, slunečnice,
pšenice
řepka, hrách, fazol,
oves
ŠLECHTITELSKÉ CÍLE
U ČIROKU:
Potenciální výnos na úrovni energetické kukuřice, především na písčitých
půdách
• vysoké výnosy biomasy
vysoké výnosy sušiny (20–25 t/ha)
vysoký obsah sušiny (28 %)
• stabilita porostu
• rychlý raný vývoj
zlepšení tolerance k chladu
rychlé a homogenní klíčení
a vzcházení
• tolerance k chorobám
24
Po prvních slibných pokusech s různorodými
materiály čiroku byl u KWS v létě 2007 založen
šlechtitelský program čiroku především na energetické využití. Tím se podařilo dosáhnout cíle
KWS šlechtitelsky propracovat rozdílné plodiny na
výrobu bioplynu a tak etablovat rozmanité, tzv.
bioplynové osevní postupy.
Čirok má přirozenou přizpůsobivost na rozdílné
teploty, délku dne, světlo a půdu. Tato flexibilita
se dále využívá ve šlechtění k vývoji odolnosti
proti onemocnění, hmyzu či stresu. Díky novým
metodám šlechtění mohou být včas vyšlechtěny
odrůdy, které jsou vhodné pro stanoviště v chladnějších oblastech Evropy. Šlechtitelský program
má za cíl nejen zvyšování výnosů na hektar, ale
i posílení odolnosti proti poléhání, chladu a chorobám.
Co je čirok
Čirok se opticky podobá kukuřici. Květenství
a další biologické a fyziologické vlastnosti čiroku
nám může připomínat i proso (Panicum miliaceum). Na rozdíl od kukuřice netvoří čirok žádné
klasy, nýbrž jen různě tvarovanou latu, která je
zdrojem generativních orgánů rostliny.
Potřeba vody této pozoruhodné rostliny je
v porovnání s ostatními kulturními rostlinami relativně malá. Jako tzv. C4 rostlina potřebuje čirok
200–300 l vody k vytvoření 1 kg sušiny.
S touto vlastností je čirok ideální rostlinou pro
pěstování v regionech s 400–600 mm ročních
srážek.
Čirok je přesvědčivý i v regionech s vyššími
ročními srážkami a je zde pěstován jako následná
plodina především po žitu na zeleno. Vysoká tolerence vůči suchu a horku dělá z čiroku atraktivní
plodinu v regionech sužovaných častými periodami sucha, kde je kukuřice z tohoto důvodu v nevýhodě a nedosahuje optimálních výnosů.
` Čirok
Či k může
ůž d
doplnit
l it kkukuřici
k řii i jjako
k d
další
lší důledůl
žitou plodinu pro výrobu bioplynu
V porovnání s kukuřicí reaguje čirok mnohem
později na sucho snížením výnosu. Jednotlivé
rostliny reagují na sucho svinováním listů a ustrnou ve vývoji, v nejhorším případě zasychají
spodní patra listů. Čiroku pomáhá v přežití nepříznivých podmínek tenká vrstva vosku na listech
a stonku. V porovnání s ostatními kulturami se
tedy po prvních srážkách velice rychle zregeneruje a roste dál. Navíc čirok tvoří jemný a hustý
kořenový systém, který může proniknout až více
než 150 cm hluboko a přispívá k lepšímu a snazšímu vstřebávání živin a vody i ze spodních vrstev.
Pro účely energetického využití je možné jmenovat tři základní botanické druhy čiroku, které se
od sebe liší především počtem odnoží a tloušťkou
stébla:
• Sorghum bicolor (čirok dvoubarevný),
• Sorghum bicolor x sudanense (kříženec čiroku
dvobarevného a sudánského),
• Sorghum sudanense (čirok sudánský, známý
i pod pojmem sudánská tráva).
Z těchto tří druhů má nejvíce odnoží sudánská tráva a nejméně čirok dvoubarevný.
Celkově lze říci, že čirok je z hlediska odnoží
poměrně flexibilní plodina. Při nižším výsevku
nebo při problémech se vzcházením má čirok
vysokou schopnost kompenzace právě pomocí
odnoží. Tato vlastnost je pak nezávislá na druhu,
neboť při dostatku prostoru může i čirok dvoubarevný odnožovat velice dobře a tím dosáhnout
stále uspokojivých výnosů.
NA
POLI
VYUŽITÍ ČIROKU:
• čirok na zrno
potravina (50 %)
plochý chléb
krmivo (Asie, Amerika – (20 %)
• metlový čirok (5 %)
• čirok na krmivo (15 %)
siláž (také pro bioplyn)
spásání
seno
zelené krmení
BMR
• sladký čirok (10 %)
sirup
krmivo
potravina
Využití čiroku ve světě
Mnohostranné využití
Celosvětově je čirok po pšenici, rýži, kukuřici
a ječmeni pátou nejvíce rozšířenou a pěstovanou
plodinou světa. Pěstuje se na 60 milionech hektarů. Čirok je tropická tráva, která roste především
v semiaridních oblastech, což je zejména Afrika,
Asie a Indie. V těchto oblastech hraje čirok na
zrno významnou roli v lidské výživě.
Hlavními producenty čiroku jsou Amerika
(asi 30 % celosvětové produkce) a Afrika, kde se
pěstuje asi 37 % celosvětové produkce čiroku na
zrno. Výnosy se velmi liší v závislosti na poloze
a regionu. Nejvyšších výnosů čiroku na zrno je
tradičně dosahováno v Evropě a v USA – v průměru 10 t/ha. Zde se pěstuje čirok intenzivně,
tedy za pomoci řádného hnojení, ochrany rostlin,
částečně také zavlažování. Naopak nejnižší výnosy jsou přirozeně v Africe, kde jsou vstupy
do zemědělství téměř nulové.
Čirok je využíván jako potravinářská, krmná
nebo průmyslová plodina. Z čiroku se vyrábí
mouka, sirup, alkohol, zkrmuje se nebo se používá na stavbu domů či výrobu košťat. Nově se
využívá i na výrobu bioetanolu a v našich klimatických zónách je jeho nejčastější užití na výrobu
biomasy pro bioplynové stanice.
V potravinářském průmyslu je čirok na zrno
výchozí surovinou pro sirup, pálenku, víno, mouku
nebo pro čirokové pivo. Nejjednodušší formou
zpracování čiroku je vaření, podobně jako je tomu
u rýže.
V nepotravinářském průmyslu je z 95 %
z čiroku vyráběn bioetanol a bioplyn. Pro výrobu
bioetanolu jsou používána především zrna a částečně i celé rostliny, to se pak ale jedná o tzv.
Sweet Sorghum. Pro účely výroby bioplynu se
sklízí celá rostlina, která se následně silážuje.
Světová plocha čiroku (%)
3
11
6
25
Severní Amerika
Jižní Amerika
Afrika
Asie
ostatní
55
Farmář 2/2013
` Nejpříhodnější pro kvalitní siláž je pak doba
mezi mléčnou a voskovou zralostí semene
Jako energetická rostlina získává čirok stále
více na významu. Z cukru se lehce vyrobí etanol.
Jeden hektar Sweet sorghum stačí na produkci
mezi 3000 a 4000 litry čistého etanolu. Jako substrát v bioplynové stanici dodá jeden hektar cca
4800 m³ metanu. Z tohoto množství se vyrobí
~18 500 kWh proudu – a to je roční spotřeba
proudu asi pro čtyři domácnosti.
V krmivářském průmyslu hraje čirok klíčovou
roli. Jako krmivo se používá jak zrno, tak i celá
rostlina čiroku.
U zkrmování čiroku se musí dbát na to, aby
nebyly zkrmovány mladé rostliny, které ještě
obsahují pro hospodářská zvířata nebezpečnou
kyselinu kyanovodíkovou (HCN). Obsah HCN
dosahuje svého maxima ve stadiu osmého listu
(BBCH 20–25) a od této doby stále klesá až po
zralost – BBCH 95 (Bennett et al., 1990).
Zkrmování starší rostliny je možné a bezproblémové. V našich podmínkách se z důvodu delšího
25
TÉMA
MĚSÍCE
SC :
PLODINY
O
PRO
O BIOPLYNOVÉ
O
O
STANICE
S
C
Tab. 2 – Rozhodující kritéria pro zemědělce v případě čiroku
Kritérium
Sorghum
400–600 mm
Roční srážky
700–900 mm
pravidelné
Rozdělení srážek
sucho
sucho
Teplotní suma
(začátek května – konec září)
>1200 ° C
<1200 ° C
písčitá půda
Kvalita půdy
těžká půda
>600 m
Nadmořská výška
<600 m
ECHCG, SORHA
Plevele
dycotylen
sklizeň
Flexibilita plodiny
možnost použití
Diabrotica virgifera
Škůdci
Ostrinia nubilalis
nízký výskyt
Divoká prasata
vysoký výskyt
vegetačního růstu přesto doporučuje rostliny před
krmením silážovat.
Pěstování čiroku
Pro udržitelné pěstování energetických rostlin je
vhodné střídání několika plodin. Tak se riziko neúrody rozdělí mezi více plodin, a tím se dopady
pochopitelně sníží. V pestřejších osevních postupech se sníží tlak chorob a škůdců a současně se
napomáhá rozmanitosti zemědělství.
Při volbě plodin do energetických osevních
postupů je velice vhodná kombinace C3 plodin
„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„
„„„„„
„„„„
„„„„„
„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
Mais
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
„„„„„
(např. žito na zeleno nebo cukrová řepa) a C4
plodin (např. kukuřice a čirok).
Čirok můžeme doporučit v osevních postupech
jako hlavní plodinu (výsev asi v polovině května)
nebo jako následnou plodinu (výsev od konce
května do druhé poloviny června) s předpokladem, že půda je dostatečně zásobena vodou,
neboť po energetickém žitu nebo jiné obilnině se
často projevuje nedostatek půdní vláhy pro
vzcházení a mladý vývoj rostliny. Podle zařazení
do osevních postupů musí být brána v úvahu
volba odrůdy. Ne každá odrůda se hodí pro výsev
jako následná plodina. Pro tyto účely musí být
zvolena odrůda s kratší vegetační dobou, která je
v květu po dvou a půl až třech měsících
od zasetí.
Pozdě dozrávající odrůdy sice mají velice vysoký výnos zelené hmoty, ale nemají dostatečný
obsah sušiny pro dobré silážování. Obsah sušiny
musí být minimálně 28 %, jinak dochází ke zbytečným ztrátám živin odtokem silážních šťáv.
Vyšší obsahy sušiny ulehčí sklizeň jako takovou
a získáme stabilizované krmivo. Biomasa s obsahem sušiny nad 32 % začíná dřevnatět. Zvýšená
lignifikace biomasy vede k problémům se správným stlačením siláže a ke snížení tvorby metanu.
Správnou dobu sklizně čiroku je nejjednodušší
určit podle stavu zralosti. Pokud jsou již laty
vymetány a odkvetlé, přichází fáze tvorby semen.
Nejpříhodnější pro kvalitní siláž je pak doba mezi
mléčnou a voskovou zralostí semene.
Výhody a nároky
Vedle zpestření osevních postupů nelze zapomenout na ostatní výhody, které čirok bezesporu
má. Jak již bylo řečeno, čirok v mladém stadiu
obsahuje vyšší hodnoty kyanovodíku. Tato skutečnost mu propůjčuje nejednu výhodu. Čirok
není rostlina, na které si pochutná divoké prase.
Sice se v čiroku vyskytuje, ale nepáchá tam
žádné škody jako v případě kukuřičných klasů.
Dalším pozitivem, kde hraje kyanovodík důležitou
roli, je bázlivec kukuřičný. Čirok není rostlinou,
kde se může larva bázlivce vyvinout, a proto je
zajímavou rostlinou pro přerušení kukuřičných
osevních postupů. V případě zavíječe kukuřičného je možné mluvit o výhodě čiroku v porovnání
s kukuřicí. Čirok se seje o asi tři týdny
po kukuřici a z tohoto důvodu je mnohem menší
v době, kdy si dospělí jedinci hledají dobře
vyvinuté rostliny kukuřice pro možnosti rozmnožení. Proto není čirok atraktivní rostlinou pro zavíječe kukuřičného.
Závěrečné doporučení
Vysoká tolerance čiroku k suchu a celkově
extrémním podmínkám činí tuto rostlinu atraktivní
pro regiony s nedostatkem ročních srážek nebo
s obdobím sucha ve vegetačním období rostlin.
To zajistí výnosovou jistotu v regionech, kde
kukuřice není s to svůj potenciál využít, a to především z toho důvodu, že čirok v porovnání
s kukuřicí reaguje mnohem pomaleji na stres
vyvolaný suchem. „
` Důležitou předností čiroku je jeho nižší potřeba vody při tvorbě sušiny
26
Ing. Magdalena Chobotová, Ph.D.
KWS MAIS GmbH,
Ing. Karel Prokeš, Ph.D.
KWS OSIVA s. r. o.
Foto archiv redakce