Стаття

Отримано 10.11.2021

Доопрацьовано 09.01.2022

Прийнято 22.02.2022

Взято з Том 26, № 1, 2022

Сторінки 9 -18

Gamayunova, V., Khonenko, L., & Kovalenko, O. (2022). Bioethanol producing from sorghum crops. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 26(1), 9-18. https://doi.org/10.56407/2313-092X/2022-26(1)-1

Виробництво біоетанолу із соргових культур

Валентина Гамаюнова Любов Хоненко Олег Коваленко

Актуальність статті полягає в комплексному аналізі тенденцій виробництва біопалива з продукції рослинництва в Україні та інших країнах світу. Метою досліджень було на основі досліджень як власних, так і багатьох авторів обґрунтувати виняткову важливість сортів сорго у вирощуванні у зв’язку зі зміною ґрунтово-кліматичних умов. При проведенні досліджень використано загальноприйняті методи, методики та ДСТУ, зокрема: метод порівняння, аналізу та синтезу, лабораторний та польовий. Також використовувалися комп’ютерні методи обробки інформації та візуалізації результатів дослідження за допомогою програми Microsoft Office. За результатами досліджень встановлено, що за менш сприятливих температурних умов та вологозабезпеченості у 2020 р. посіви сорго зернового формували врожайність залежно від гібриду в межах 2,1–6,9 т/га, у більш сприятливий рік за цими показниками у 2021р. вона була на рівні 6,9–14,5 т/га, а в середньому за два роки – в межах 4,5–10,7 т/га. Стабільність продуктивності визначали у гібридів U 60117 IG та Б’янка. У середньому за два роки теоретична врожайність біопалива залежно від гібриду коливалася від 2216 до 5199 л/га при вмісті крохмалю в зерні понад 75%. Найвищий розрахунковий вихід спирту з одиниці площі мав гібрид зернового сорго U 60116 IG, який поєднує стабільну врожайність (10,7 т/га) з високим вмістом крохмалю в зерні (75%). Обробка посівів цукрового сорго біопрепаратами та мікродобривами позитивно вплинула на врожайність структурних одиниць з гектара: порівняно з контролем урожай листя за органобалансової обробки підвищився на 2,66 т/га, урожай волоті – на 1,56 т/га. /га, а стебла – на 3,64 т/га. Приріст умовної врожайності цукрів відносно контролю за обробки мікродобривами Квантум становив 0,354 т/га, органічного балансу – 0,417 т/га, а за їх сумісної дії – 1,143 т/га, що було максимальним значенням

зернове сорго; цукрове сорго; урожайність; вихід крохмалю; вихід біопалива; енергоефективність

[1] Fedorchuk, M.I., Kovalenko, O.A., Gavrysh, V.I., Chernova, A.B., & Gruban, B.A. (2020). Energy assessment of sorghum cultivation technology in the conditions of the south of the Mykolaiv region. Bulletin of Agrarian Science of the Black Sea Region, 4(108). doi: 10.31521/2313-092X/2020-4(108)-05.

[2] Mishra, J.S., Kumar, R., & Rao, S.S. (2017). Performance of sweet sorghum (Sorghum bicolor) cultivars as a source of green fodder under varying levels of nitrogen in semi-arid tropical. Sugar Tech, 19, 532-538. Retrieved from https://link.springer.com/article/10.1007/s12355-016-0506-2.

[3] Kaletnik, G.M. (2009). Clustering of biofuel production – the way to energy security of Ukraine. Agribusiness Economics, 20, 7-12. Retrieved from http://www.agrosvit.info/pdf/20_2009/3.pdf.

[4] Palamarchuk, V.D., Kovalenko, O.A., Krychevskyi, V.Yu. (2022). Maize as a source of starch and bioethanol: Growing conditions and elements. In The heritage of European science: Economics, management, education, psychology, agriculture, art history (pp. 95-119). Karlsruhe: European Science Monograph Series. doi: 10.30890/2709-2313.2022-09-02-010.

[5] Prospects for the development of the biomass market in the EU and in Ukraine. Impact of biomass use on climate change. (n.d.). Retrieved from https://uspp.ua/assets/doc/uspp-biomass.pdf.

[6] Barcelos, C.A., Maeda, R.N., Santa Anna, L.M., & Pereira, N. (2016). Sweet sorghum as a whole-crop feedstock for ethanol production. Biomass Bioenergy, 94, 46-56. doi: 10.1016/j.biombioe.2016.08.012.

[7] Bazaluk, O., Havrysh, V., Fedorchuk, M., & Nitsenko, V. (2021). Energy assessment of sorghum cultivation in Southern Ukraine. Agriculture, 11, article number 695. doi: 10.3390/agriculture11080695.

[8] Gamayunova, V.V., Khonenko, L.G., & Kovalenko, O.O. (2021). Sorghum culture in the south of Ukraine, state of production, use and possibility of processing into bioethanol. In Achievements of Ukraine and the EU in ecology, biology, chemistry, geography and agricultural sciences (pp. 150-176). Latvia: Baltija Publishing. doi: 10.30525/978-9934-26-086-5-8.

[9] Cosedido, V., Vacas, R., Macarulla, B., Gracia, M.P., & Igartua, E. (2013). Agronomic and digital phenotyping evaluation of sweet sorghum public varieties and F1 hybrids with potential for ethanol production in Spain. Maydica, 58, 42-53. Retrieved from https://www.researchgate.net/.

[10] Gamajunova, V., Panfilova, A., Kovalenko, O., Khonenko, L., Baklanova, T., & Sydiakina, O. (2021). Better management of soil fertility in the Southern steppe zone of Ukraine. In Soils under stress (pp. 163-171). Cham: Springer International Publishing. doi: 10.1007/978-3-030-68394-8_16.

[11] Mathur, S., Umakanth, A.V., Tonapi, V.A., Sharma, R., & Sharma, M.K. (2017). Sweet sorghum as biofuel feedstock: Recent advances and available resources. Biotechnol. Biofuels, 10, article number 146. doi: 10.1186/s13068-017-0834-9.

[12] Talavirya, M.P., Baranovskaya, O.D., & Dobrovskaya, M.V. (2012). Development and application of various types of bioenergy. Nizhyn: Publisher of PE Lysenko M.M. Retrieved from http://dglib.nubip.edu.ua/bitstream/123456789/2559/1/Rozvutoc%20ta%20zastosyvannj%20bioenergetuku.pdf.

[13] Vorobey, V., Melekh, Y., & Gudz, N. (2018). Analytical study of the use of biomass of energy crops in the Northern regions of Ukraine. Lviv: Economic Development Agency PPV Knowledge Network. Retrieved from https://uabio.org/materials/analytics/6119/.

[14] Su, Y., Zhang, P., & Su, Y. (2015). An overview of biofuels policies and industrialization in the major biofuel producing countries. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 50, 991-1003. doi: 10.1016/j.rser.2015.04.032.

[15] Alekseev, Ya.V. (2021). Comparative characteristics of grain sorghum productivity depending on the food area in the conditions of the northern steppe of Ukraine. Agricultural Innovations, 5, 54-62. doi: 10.32848/agrar.innov.2021.5.1.

[16] Alekseev, Ya.V. (2021). Varietal reaction of grain sorghum to the use of mineral fertilizers depending on their composition and application doses. Tavrichesky Scientific Bulletin, 117, 3-9. doi: 10.32851/2226-0099.2021.117.1.

[17] Technology of growing and processing sugar sorghum for biofuels. (2020). Retrieved from http://naas.gov.ua/news/?ELEMENT_ID=6307.

[18] Fedorchuk, M.I., Kokovikhin, S.V., Kalenskaya, S.M., Rakhmetov, D.B., Kovalenko, O.A., Fedorchuk, V.G., Filipova, I.M., & Ptashinskaya, O.V. (2017). Scientific and theoretical foundations and practical aspects of the formation of environmentally safe technologies for the development and processing of sorghum in the steppe zone of Ukraine. Kherson: FLP Boyarkin D.M. Retrieved from http://dspace.mnau.edu.ua/xmlui/bitstream/handle/.

[19] Biofuels are the future of the sugar industry in Ukraine. (2019). Retrieved from http://www.ukrsugar.com/uk/post/biopalivo-majbutne-cukrovoi-galuzi-ukraini.

[20] Fedorchuk, M.I., Kalenskaya, S.M., Rakhmetov, D.B., Kokovikhin, S.V., Fedorchuk, E.M., Polivoda, O.M., Fedorchuk, V.G., & Kovalenko, O.A. (2017). Methodological recommendations on innovative technologies for growing and processing sorghum for use as alternative energy sources. Kherson: FLP Boyarkin D.M. Retrieved from http://dspace.mnau.edu.ua/xmlui/bitstream/handle/.

[21] Kaletnik, G.M., Tokarchuk, D.M., & Skoruk, O.P. (2018). Organization and economics of using bioresources. Vinnytsia: Druk LLC. Retrieved from https://ir.vtei.edu.ua/g.php?fname=26330.pdf.

[22] Boyko, M.A. (2017). Agrobiological substantiation of elements of technology for growing grain sorghum hybrids in the Southern steppe of Ukraine. Kherson: Kherson State Agrarian University. Retrieved from http://www.ksau.kherson.ua/files/avtoreferaty_dysertaciyi/.

[23] Popova, G. (2013). Escape from the heat. AgroGroshi, 1, 16-19.

[24] Tsygankova, V.A., Voloshchuk, I.M., Klyuchko, S.V., Pilyo, S.G., Brovarets, V.S., & Kovalenko, O.A. (2022). The effect of pyrimidine and pyridine derivatives on the growth and productivity of sorghum. International Journal of Botany Studies, 7(5), 19-31. Retrieved from https://www.botanyjournals.com/archives/2022/vol7/issue5/7-4-28.

[25] Lutsko, A. (2019). Mycorrhization is an inexhaustible resource for increasing the productivity of field crops. Retrieved from https://agroelita.info/mikoryzatsiya-nevycherpnyj-resurs-zbilshennya-produktyvnosti-polovyh-kultur/.

[26] AgroViki. (2019). Biochar is an innovative fertilizer that humanity forgot about. Retrieved from https://uhbdp.org/article/biochar-innovatsiine-dobryvo-pro-iake-zabulo-liudstvo.

[27] Infoindustria. (2021). Technology of introducing biochar into the soil has been implemented as a fertilizer in Ukraine. Retrieved from https://infoindustria.com.ua/v-ukra%D1%97ni-rozpochali-zaprovadzhuvati-tehnologiyu-vnesennya-u-%D2%91runt-biocharu-u-yakosti-dobriva/.

[28] Gamayunova, V.V., Khonenko, L.G., Fedorchuk, M.I., & Kovalenko, O.A. (2021). Selection of drought-resistant crops for the Southern steppe of Ukraine. Scientific Journal: Cereals, 5(1), 13-22. doi: 10.31867/2523-4544/0153.

[29] Dospekhov, B.A. (1985). Methodology of field experience. Moscow: Agropromyzdat.

[30] Ushkarenko, V.A., Vozhegova, R.A., Goloborodko, S.P., & Kokovikhin, S.V. (2015). Methodology of field experience: Irrigated agriculture. Kherson: FLP Gryn D.S.

[31] Eniscoula.net. (2018). Ethanol and biodiesel global production. Retrieved from https://www.eniscuola.net/en/mediateca/ethanol-and-biodiesel-global-production/.

[32] Kulakova, O. (2022). Global fuel ethanol market highlights and forecast to 2022. Retrieved from https://agroportal.ua/blogs/golovni-podiji-globalnih-rinkiv-palivnogo-etanolu-ta-prognoz-na-2022-rik.

[33] Ukrsugar. (2022). The planted area of sugar cane decreased by almost 4% in Brazil – Conab. Retrieved from http://ukrsugar.com/uk/post/u-brazilii-posivna-plosa-cukrovoi-trostini-zmensilasa-majze-na-4-conab.

[34] Ukrsugar. (2021). The main driving forces of the ethanol market in the EU and the US, with a particular focus on pandemics COVID-19. Retrieved from http://ukrsugar.com/uk/post/osnovni-rusijni-sili-rinku-etanolu-v-es-tassa-z-osoblivim-nagolosom-na-pandemii-covid-19.

[35] Pryshlyak, N.V., & Baldynyuk, V.M. (2019). Efficiency of production of agricultural products as raw materials for processing into biofuel. Agrosvit, 21, 47-58. doi: 10.32702/2306-6792.2019.21.47.

[36] Pro-Consulting. (2020). Analysis of the alcohol and bioethanol market in Ukraine and the EU. Retrieved from https://pro-consulting.ua/ua/issledovanie-rynka/analiz-rynka-spirta-i-bioetanola-v-ukraine-i-es-2020-god.

[37] Drahnyev, S. (2021). Commercialization of second-generation bioethanol production from agrobiomass. Retrieved from https://saf.org.ua/news/1347/.