Ученые собрали урожай гибридного тополя для развития биоэкономики

Небольшая плантация тополей, собранная на исследовательской сельскохозяйственной станции Университета Теннесси, поможет ученым продвинуться к созданию недорогой, высококачественной биомассы и биоэкономики.

Десятиакровый участок гибридных тополей был посажен чуть более четырех лет назад на станции в округе Блаунт. Деревья высотой около 9 метров (30 футов) должны дать от 60 до 100 тонн древесной биомассы — культуры, которую фермеры Теннесси и Юго-Востока США потенциально могли бы продавать биоперерабатывающим заводам для преобразования в современное топливо или другие биопродукты.

Уборка урожая является частью пятилетнего междисциплинарного исследовательского проекта стоимостью $15 млн, финансируемого Министерством сельского хозяйства США (USDA). Цель — снизить барьеры для развития биоэкономики на Юго-Востоке. Проект, называемый Southeastern Partnership for Integrated Biomass Solutions (IBSS), возглавляет CRC Университета Теннесси. Партнерами являются Университет Оберна, Университет штата Северная Каролина, Университет Джорджии, ArborGen и Genera Energy Inc.

Цель проекта IBSS — продемонстрировать производство современных биотоплив из устойчивых источников лигноцеллюлозной биомассы, то есть биомассы, полученной из специально выращиваемых травянистых и древесных культур. Проект сосредоточен на многолетнем просе прутьевидном и быстрорастущих древесных культурах, таких как эвкалипт, сосна и гибридный тополь.

"Для отрасли и производителей важно иметь портфель культур, которые могут поставлять целлюлозную биомассу для биоперерабатывающих заводов", — говорит Тим Риалс, директор CRC. — "О производительности гибридного тополя на Юго-Востоке доступно очень мало информации. Этот проект призван определить влияние как генетических различий, так и методов управления на рост и урожайность этой потенциально важной энергетической культуры. Эти данные должны стать основой для будущего повышения продуктивности".

Урожай был собран с участков нескольких разновидностей (клонов) гибридного тополя. Хотя генетические различия явно повлияли на общую урожайность, исследования показали незначительную разницу в химическом составе различных клонов. "Эта информация дает ценное руководство для дальнейшего улучшения этой новой энергетической культуры", — отмечает Риалс.

Аналогичные полевые испытания, в том числе с теми же сортами, также проводятся в Алабаме, Миссисипи и Северной Каролине для оценки влияния окружающей среды на урожай биомассы.

Технология уборки: Партнер IBSS, компания по поставкам биомассы Genera Energy, провела уборку тополей с помощью стандартного самоходного кормоуборочного комбайна с уникальной жаткой для древесных культур. В мире существует всего две такие жатки. Тестирование новых технологий уборки и логистики является ключом к улучшению цепочки поставок биомассы древесных культур.

Следующие шаги: Часть собранного урожая с участка Университета Теннесси, а также образцы с других площадок, будут отправлены в партнерские лаборатории CRC, Университета Оберна и Университета штата Северная Каролина для анализа физических свойств (влажность, удельный вес). Ученые CRC также будут использовать технологию ближней инфракрасной спектроскопии (NIR) для изучения химического состава древесины с целью разработки будущих биопродуктов.

Дополнительные образцы будут доставлены в Genera Energy для предварительной обработки и анализа, включая спектроскопический мониторинг. Предварительная обработка биомассы помогает гарантировать потенциальным потребителям стабильное и однородное сырье для переработки в топливо и другие продукты.

Перспективы: Хотя сырье для биоперерабатывающих заводов в настоящее время широко доступно на Юго-Востоке в виде лесных и сельскохозяйственных остатков, для развития устойчивой отрасли потребуются специальные энергетические культуры.

"Прелесть тополей, которые мы собираем, в том, что они восстановятся и продолжат расти", — говорит Риалс. — "Уже через 2 или 3 года их снова можно будет собирать как биомассу. Это делает их привлекательными как для производителей, так и для промышленности".

Партнеры IBSS работают над тем, чтобы согласовать экономические и экологические показатели каждого вида сырья с предпочтительной технологией переработки, чтобы конечный продукт — будь то биотопливо или химические вещества, полученные из биомассы, — был надежным, доступным и недорогим.