PRODUCTIVITY AND BIOMASS QUALITY OF GIANT MISCANTHUS UNDER DIFFERENT FERTILIZATION SYSTEMS
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.16.2026.18Keywords:
yield, giant miscanthus, mineral fertilizers, marginal lands, energy productivity, biomass ash content, biofuelAbstract
The article presents the results of complex field and laboratory studies regarding the influence of mineral nutrition systems and foliar application of biostimulants on the productivity and quality characteristics of giant miscanthus (Miscanthus giganteus) of the Osinnii Zoretsvit variety under the conditions of the Precarpathian region. The relevance of the work is due to the need to find effective technological solutions to increase the yield of bioenergy raw materials in the conditions of a shortage of traditional energy carriers and climate change. During the research of 2024–2025, the effect of complete mineral fertilizer at a dose of N90P65K100 in combination with modern preparations BlackJak SC and Intermag Titan was analyzed. It was established that the meteorological conditions of the research period were characterized by a certain anomaly, but the accumulated sum of active temperatures was favorable for the development of the culture. It is scientifically substantiated that the productivity of miscanthus in the second year of vegetation largely depends on the intensity of nutrition, although the biological potential of plants in this period is primarily aimed at the formation of rhizomes and underground architecture. According to the results, the maximum indicators of solid biofuel yield at the level of 23.4 t/ha and energy yield of 37.25 GJ/ha were recorded under the combined use of a mineral background and a preparation based on humic substances BlackJak SC. Special attention is paid to the quality indicators of biomass: ash content, dry matter content, cellulose and lignin. It has been proven that the use of Intermag Titan against the background of mineral fertilizers contributes to a significant increase in cellulose content up to 41.0 %. The stable ash content at the level of 1.2 % confirms the high fuel quality of the obtained raw material. Indicators of the least significant difference (LSD05) were calculated, which confirms the statistical significance of the obtained increases in yield and energy efficiency. The work has practical importance for agro-industrial enterprises specializing in the cultivation of perennial energy grasses, as the proposed technology allows to significantly intensify the production of renewable energy per unit area of plantations.
References
Бузовський Є. А. Нетрадиційні поновлювальні джерела енергії : навчально-методичний посібник. Київ : ННІ ПО НАУ, 2007. 21 с.
Гелетуха Г. Г., Желєзна Т. А., Трибой О. В. Перспективи вирощування та використання енергетичних культур в Україні. Аналітична записка БАУ. 2014. № 10. 33 с.
Гелетуха Г. Г., Жовмір М. М., Олійник Є. М., Радченко С. В. Біомаса як паливна сировина. Промислова теплотехніка. 2011. Т. 55, № 5. С. 79–87.
Доронін В. А., Кравченко Ю. А., Дрига В. В., Доронін В. В. Формування садивного матеріалу міскантусу в другому році вегетації залежно від елементів технології її вирощування. Біоенергетика. 2018. № 2. С. 28–31. https://doi.org/10.47414/be.2.2018.229253.
Ермантраут Е. Р., Присяжнюк О. І., Шевченко І. Л. Статистичний аналіз агрономічних дослідних даних в пакеті Statistica 6.0. Київ : ПоліграфКонсалтинг, 2007. 56 с.
Зінченко В. О., Кусайло В. П. Біогеліоенергія – наше енергетичне майбутнє. Пропозиція. 2006. № 8. С. 130–132.
Квак В. М. Ріст, розвиток і продуктивність міскантусу за різних норм добрив. Наукові праці Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків. 2012. Вип. 14. С. 548–551.
Кузнецова А. Виробництво пелет в Україні: Прибутковий варіант сталого розвитку? Київ, 2012. 23 c.
Присяжнюк О. І., Климович Н. М., Полуніна О. В. та ін. Методологія і організація наукових досліджень у сільському господарстві та харчових технологіях. Київ : Нілан-ЛТД, 2021. 300 с.
Роїк М. В., Сінченко В. М., Пиркін В. І. та ін. Міскантус в Україні. Київ : ФОП Ямчинський О. В., 2019. 256 с.
Роїк М. В., Ягольник О. Г. Агропромислові енергетичні плантації – майбутнє України. Біоенергетика. 2015. № 2. С. 4–5.
Сінченко В. М. Міскантус – перспективна біоенергетична культура. Біоенергетика. 2017. № 2. С. 15–19.
Brosse N., Dufour A., Meng X. et al. Miscanthus: a fast-growing crops for biofuels and chemicals production. Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2012. Vol. 6, Iss. 5. P. 580–598. doi: 10.1002/bbb.1353.
Hryhoriv Y., Butenko Y., Kabanets V. et al. Prospectives of growing energy crops for the production of different types of biofuel. Ecological Engineering & Environmental Technology. 2024. Vol. 25, № 5. P. 191–197. https://doi.org/10.12912/27197050/185710.
Hryhoriv Y., Dmytrash T., Butenko A. et al. Efficiency of mineral fertilizers and biostimulant application in increasing the bioenergy potential of energy crops on low-productivity lands under the conditions of the western Forest-Steppe of Ukraine. Ecological Engineering & Environmental Technology. 2026. Vol. 27, № 2. P. 417–423. https://doi.org/10.12912/27197050/217562.
Jensen E., Robson P., Norris J. et al. Flowering induction in the bioenergy grass Miscanthus sacchariflorus is a quantitative short-day response, whilst delayed flowering under long days increases biomass accumulation. Journal of Experimental Botany. 2012. Vol. 64, № 2. P. 541–552. doi: 10.1093/jxb/ers346.
Lewandowski I., Scurlock J. M., Lindvall E., Christou М. The development and current status of perennial rhizomatous grasses as energy crops in the US and Europe. Biomass and Bioenergy. 2006. Vol. 25, № 4. P. 335–361. https://doi.org/10.1016/S0961-9534(03)00030-8.
Shaikh T. A., Soomro A. A., Laghari G. M. et al. Impact of integrated row spacing, fertilizer application methods and sowing dates on bioethanol production in sorghum. Pakistan Journal of Botany. 2021. № 53(3). P. 1007–1013. https://doi.org/10.30848/PJB2021–3(1).
Vozhehova R. A., Lavrynenko Yu. O., Marchenko T. Yu. et al. Promising crops for bioenergy in Ukraine. Agrarian Innovations. 2022. № 11. С. 5–15. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.11.1.
Vozhehova R., Marchenko T., Piliarska O., Lavrynenko Y., Halchenko N., Lykhovyd P. Grain corn product yield and gross value depending on the hybrids and application of biopreparations in the irrigated conditions. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. 2021. № 21(4). P. 611–619.
Zheliezna T. A., Drahniev S. V., Bashtovyi A. I., Rohovskyi I. L. Prospects for the production and consumption of second-generation biofuels in Ukraine. Machinery & Energetics. 2018. № 9(2). С. 61–66. https://doi.org/10.31548/machenergy.2018.02.061-066
