Cenchrus purpureus - Cenchrus purpureus

Cenchrus purpureus
Starr 061211-2254 Pennisetum purpureum.jpg
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Plantae
Clade:Tracheofyty
Clade:Krytosemenné rostliny
Clade:Monocots
Clade:Commelinids
Objednat:Poales
Rodina:Poaceae
Podčeleď:Panicoideae
Rod:Cenchrus
Druh:
C. purpureum
Binomické jméno
Cenchrus purpureum
(Schumach.) Morrone

Cenchrus purpureus, synonymum Pennisetum purpureum,[1] také známý jako Napier tráva, sloní tráva nebo Ugandská tráva, je druh vytrvalé tropické trávy původem z afrických pastvin.[2] Má nízké nároky na vodu a živiny, a proto může využívat jinak neobdělávané půdy.[3] Historicky se tento divoký druh používal především k pastvě,[4] v poslední době se však používá jako součást a ochrana proti škůdcům strategie. Napierské trávy se zlepšují úrodnost půdy a chránit vyprahlou zemi před eroze půdy. Používá se také pro protipožární přestávky, větrolamy, při výrobě papírenské buničiny a nejnověji k výrobě biooleje, bioplynu a dřevěného uhlí.[3]

Popis

Cenchrus purpureus (nebo Napierova tráva) je jednokvětá vytrvalá tráva C4 v rodině Poaceae.[4] Je vysoký a tvoří se v robustních shlucích podobných bambusu.[2] Je to heterozygotní rostlina, ale semena se zřídka plně tvoří; častěji se rozmnožuje vegetativně stolony, což jsou vodorovné výhonky nad půdou, které sahají od mateřské rostliny k potomkům.[2] Vyžaduje nízký přísun vody a živin.[3] Plantáže trávy Napier produkují asi 40 tun suché biomasy na hektar za rok[3] s průměrným energetickým obsahem 18 GJ na tunu,[5] a tráva může být sklizena mnohokrát za rok.[2] Tráva se obvykle sklízí v relativně krátkých intervalech (každé 1 až 3 měsíce), když se má používat jako krmivo pro zvířata (hlavní použití), a relativně dlouhých intervalech (4–12 měsíců), když se používá na bioenergii. Delší intervaly zvyšují poměr stonků a listů, což ztěžuje žvýkání a trávení píce, ale v mnoha případech se roční výtěžek sucha zvyšuje. Tráva může po 4 měsících růstu dosáhnout výšky 7-8 metrů.[6] Produkuje nejlepší růst mezi 25 a 40 ° C a malý růst pod asi 15 ° C, přičemž růst končí při 10 ° C. Vrcholy jsou zabity mrazem, ale rostliny znovu rostou s nástupem teplých a vlhkých podmínek. Roste z hladiny moře do nadmořské výšky přes 2 000 m.[7] Může se množit semeny, ale protože produkce semen je nekonzistentní, je sběr obtížný.[2] Alternativně může být zasazen prostřednictvím stonkových odřezků stolonů. Řezy lze zasadit jejich vložením podél brázd 75 cm od sebe, a to jak podél, tak mezi řádky.[8]

Výtěžek

Výnos závisí na technikách hospodaření (např. Hnojivo), kvalitě půdy, dešti, slunci a teplotě. Vzhledem k jeho potenciálu jako bioenergetické plodiny byly po celém světě provedeny některé pokusy o výnos. V Malajsii Halim et al. testoval 9 různých variant Napier a zjistil, že nejvíce vyprodukovala pravidelná tráva Napier (65 suchých tun na hektar za rok), druhá varianta King Grass (62 tun).[9] V Kolumbii Cardona et al. odhaduje rozmezí výnosů 40–60 suchých tun pro napierovou variantu King Grass za optimálních podmínek.[10] V sušších oblastech však výnosy klesají; Gwayumba a kol. odhadují 15–40 suchých tun jako obecné rozmezí výnosů pro Keňu.[11] Na horním konci sortimentu se ukázalo, že trávy napier vyprodukují až 80 suchých tun na hektar ročně,[12][13][14] a komerční vývojáři napierové trávy inzerují výnosy zhruba 100 suchých tun na hektar za rok, za předpokladu, že bude k dispozici dostatečné množství deště nebo zavlažování (100 mm za měsíc).[15][16] Tyto výnosy jsou vysoké ve srovnání s jinými druhy energetických plodin. U rozsáhlých plantáží s borovicemi, akáty, topoly a vrbami v mírných oblastech odhaduje Smil výnosy 5–15 suchých tun na hektar za rok a u podobně velkých plantáží s eukalyptem, akátem, leucaenou, pinusem a dalbergií v tropických a subtropické oblasti, jeho odhad je 20–25 suchých tun. V Brazílii je průměrný výnos pro eukalyptus 21 t / ha, ale v Africe, Indii a jihovýchodní Asii jsou typické výnosy eukalyptu nižší než 10 t / ha.[17]

Ochrana proti škůdcům push-pull

Technika hubení škůdců push-pull zahrnuje vysazování požadované plodiny vedle rostliny „push“, která odpuzuje škůdce, v kombinaci s plodinou „pull“ po obvodu pozemku, která z pozemku vytahuje hmyz.[4] Napierova tráva prokázala potenciál přilákat můry stonků (hlavní příčina ztráty výnosů v Africe) pryč od kukuřice[4] a proto je plodina „pull“. Tato strategie je mnohem udržitelnější, slouží více účelům a je pro zemědělce dostupnější než insekticid použití. Stemborers (Busseola fusca a Chilo partellus ) jsou příčinou 10% ztráty celkového výnosu v jižní a východní Africe a v průměru 14-15% v subsaharské Africe.[2] Larvy způsobují kukuřici a čiroku obrovské škody tím, že se zavrtávají do stonků a jedí zevnitř. To nejen ztěžuje jejich detekci a odstranění, ale také poškozuje cévní tkáň nezbytnou pro růst rostlin.[4] Účinnost insekticidu je proti stonborerům nízká, protože larvy jsou chráněny ochrannými vrstvami buněčné stěny kolem stonku.[8] Insekticidy jsou také drahé pro chudé farmáře a mohou škůdci vytvářet chemickou odolnost.[18] Kromě toho se chemické látky přenášejí do konečných potravinářských výrobků.[18] Místo toho, aby se snažila zabránit výskytu škůdců, si strategie push-pull (také známá jako odstrašující stimuly) klade za cíl vést jejich nevyhnutelný biologický vývoj, aby se zabránilo poškození hodnotných plodin.[18] Tato metoda navrhuje, aby byl čirok nebo kukuřice nakráčeny s Desmodium („tlačná“ rostlina), které odpuzuje můry, když vypadají, že kladou vajíčka. Desmodium také poskytuje půdní kryt a fixuje dusík, což zlepšuje úrodnost půdy při snižování práce spojené s plevelem.[4] Tento odstrašující prostředek se používá v kombinaci s trávou Napier vysazenou po obvodu pozemku.[4] Studie keňských zemědělců využívajících strategii push-pull uvádí pokles o 89% Striga (parazitická plevel), 83% zvýšení úrodnosti půdy a 52% účinnost při hubení kmenů.[19] Vzhledem k tomu, že striga, kmenové rostliny a nízká úrodnost půdy společně způsobují ztráty výnosu odhadem 7 miliard amerických dolarů nebo dost na to, aby uživily 27 milionů lidí,[19] zavedení této techniky by mohlo významně snížit nejistotu potravin.

I když je to slibné jako udržitelná a dostupná volba, úspěch z tlačit táhnout ochrana před škůdci velmi závisí na řádném provádění v kombinaci s dalšími dobrými ekologickými postupy. Za prvé, ne všechny odrůdy trávy Napier fungují jako past. Ve studii osmi odrůd pouze dvě banány a ugandské bezsrsté odrůdy Napier významně přitahovaly ženské můry pro umístění vajec nad kukuřici.[4] Z těchto dvou pouze bana významně snížila míru přežití.[4] Na poli farmáře se doporučuje vysadit tři řady trávy Bana Napier jako hraniční plodinu kolem celého pole.[8] Existuje potenciál ke zlepšení strategie push-pull prostřednictvím dalších pokusů s různými meziplodinami, manipulací s allelochemikáliemi v každé meziplodině a zkoumáním citlivosti hmyzu na přírodní chemikálie.[18] Jakmile je pole prominentní v poli, je obtížné jej zbavit oblasti škůdců, protože larvy mohou zůstat spící, a proto řízení push-pull nebude mít zamýšlený účinek.[4] Doporučuje se, aby v případě zvlášť závažného napadení nebyl následující rok vysazen na stejném poli ani kukuřice, ani čirok, ale místo toho střídány s jinými plodinami.[4] Je také důležité spálit napadené stonky nebo, pokud mají zamýšlené použití, nechat je tři dny na slunci.[4] Aby se dosáhlo požadovaných výsledků, musí se používat ochrana proti škůdcům push-pull v kombinaci s osvědčenými ekologickými postupy. Vytvoření systému push-pull vyžaduje v primárních fázích zvýšenou pracovní sílu a dostatečně velký pozemek, aby poskytoval prostor pro nepotravinářská plodina určená k pěstování; tyto faktory často brání jeho přijetí.[19] Program by mohl zvýšit míru adopce podporou jeho používání v kombinaci s hospodářskými zvířaty, což by dalo výsadbě Napieru ekonomickou hodnotu. Více informací naleznete na http://www.push-pull.net/ stejně jako specifika pro implementaci na http://www.push-pull.net/farmers_guide_2012.pdf .

Jiná použití

Použijte jako krmnou plodinu v Keni

Napierova tráva je nejdůležitější krmná plodina pro chovatelé mléka a mléčných výrobků v východní Afrika.[2] Díky vysoké produktivitě je zvláště vhodný pro krmení skotu a buvolů.[20] Bezsrsté odrůdy, jako ugandská bezsrstá, mají mnohem větší hodnotu jako krmivo.[2] Vzhledem k tomu, že pastva dokáže růst s malým množstvím vody a živin, produktivně využívá suchou půdu k výrobě potravin. Kromě toho mohou být hospodářská zvířata začleněna do systému řízení tahem a tlakem, což poskytuje další ekonomicky životaschopný účel závodu „pasti“. Napierova tráva je pro africké krajiny cenná, protože brání eroze půdy. Může také sloužit jako požární přestávka, větrná přestávka a ke zlepšení úrodnosti půdy.[2]V poslední době se Napier používá ke zmírnění tlaku na produkci potravin, protože existují 2 Gha orné půdy vhodné pro energetická plodina Výroba.[3] Tepelná pyrolytická přeměna se používá k výrobě dřevěného uhlí, bioplynu a biooleje.[3] Přestože se tato technologie v současné době nepoužívá, mohla by být implementována jako prostředek dodávající energii africkým komunitám a zároveň obohacovat půdu místní krajiny.[3] Používá se také jako zdroj paliva. Mladé listy a výhonky jsou jedlé a vaří se z nich polévky a dušená masa.[21]

Nizozemská společnost přeměnila trávu na plast, který lze použít k balení.[22]

Reference

  1. ^ Paudel, Dev; Kannan, Baskaran; Yang, Xiping; Harris-Shultz, Karen; Thudi, Mahendar; Varshney, Rajeev K .; Altpeter, Fredy; Wang, Jianping (26. 9. 2018). „Geodetické práce na genomu a konstrukce vysoce husté genetické mapy napiergrass (Cenchrus purpureus Schumach)“. Vědecké zprávy. 8 (1): 14419. Bibcode:2018NatSR ... 814419P. doi:10.1038 / s41598-018-32674-x. ISSN  2045-2322. PMC  6158254. PMID  30258215.
  2. ^ A b C d E F G h i [Farrell, G., Simons, S. A., & Hillocks, R. J. (2002). Škůdci, nemoci a plevele napierské trávy, Pennisetum purpureum: přezkoumání. International Journal of Pest Management, 48 (1), 39-48.]
  3. ^ A b C d E F G [Strezov, V., Evans, T. J. a Hayman, C. (2008). Tepelná přeměna sloní trávy Pennisetum purpureum Schum) na bioplyn, bioolej a dřevěné uhlí. Bioresources Technology, 99, 8394-8399.]
  4. ^ A b C d E F G h i j k l [Khan, Z. R., Midega, C. A. O., Wadhams, L. J., Pickett, J. A., & Mumuni, A. (2007). Hodnocení odrůd trávy Napier (Pennisetum purpureun) pro použití jako lapačů ke správě kmene afrického kmene (Busseola fusca) ve strategii push-pull Entomologia Experimentalis et Applicata, 124, 201-211.]
  5. ^ Viz strana 831: Flores, Rilner A .; Urquiaga, Segundo; Alves, Bruno J. R .; Collier, Leonardo S .; Boddey, Robert M. (01.01.1990). „Výnos a kvalita biomasy ze sloní trávy vyrobené v oblasti cerrados pro bioenergii“. Engenharia Agrícola. 32 (5): 831–839. doi:10.1590 / S0100-69162012000500003. ISSN  0100-6916. Citováno 2020-09-15.
  6. ^ Ansah, T .; Osafo, E .; Hansen, Hanne (2010). „Výnos bylin a chemické složení čtyř odrůd Napier (Pennisetum purpureum) tráva sklizená tři různé dny po výsadbě “. Agriculture and Biology Journal of North America. Centrum vědy. 1 (5): 928, tabulka 4. doi:10.5251 / abjna.2010.1.5.923.929. ISSN  2151-7525.
  7. ^ „Cenchrus purpureus & hybrids“. Tropická krmiva. Citováno 2020-10-04.
  8. ^ A b C [Aminah, A. Wong, C. C. & Eng P. K. (1997). Techniky rychlého vegetativního množení pro druhy pastvin a komerční produkci. Regional Forage Development, FAO, Rome, pp167-178.]
  9. ^ Půda byla oplodněna, srážky byly 2700 mm. Výsledky výtěžku viz tabulka 2, strana 40: „Výnos a výživná kvalita devíti odrůd trávy Napier v Malajsii“ (PDF). Sémantický učenec. S2CID  59143548. Citováno 2020-08-29.
  10. ^ Viz strana 206: Cardona, Eliana; Rios, Jorge; Peña, Juan; Peñuela, Mariana; Rios, Luis (2016). „King Grass: Velmi slibný materiál pro výrobu ethanolu druhé generace v tropických zemích“. Biomasa a bioenergie. Elsevier BV. 95: 206–213. doi:10.1016 / j.biombioe.2016.10.008. ISSN  0961-9534.
  11. ^ Viz strana 516: Gwayumba, W .; Christensen, D. A .; McKinnon, J. J .; Yu, P. (01.04.2002). „Příjem sušiny, stravitelnost a výtěžnost mléka u fríských krav krmených dvěma odrůdami Napier Grass“ (PDF). Asia-Australasian Journal of Animal Sciences. Asijské Australasian Association of Animal Production Societies. 15 (4): 516–521. doi:10.5713 / ajas.2002.516. ISSN  1011-2367.
  12. ^ Zhang a kol. naměřil výnos bana trávy 74 suchých tun na hektar za rok s lehkým hnojením a srážkami 1000 mm. Viz strany 96, 98: Zhang, Xia; Gu, Hongru; Ding, Chenglong; Zhong, Jianli; Xu, Nengxiang (2010). "Trasový koeficient a shluková analýza výnosu a morfologických znaků v systému" Pennisetum purpureum" (PDF). Tropické louky. Institute of Animal Science, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, Čína. 44: 95–102. S2CID  55554503.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  13. ^ Hoshino et al. naměřil výtěžek 75,6 suchých tun na hektar ročně, druhý rok růstu při silném hnojení a s úrovní srážek 1 000 mm ročně. Viz strany 310, 311, 315: Hoshino, Masao; Ono, Shigeru; Sirikiratayanond, Nittaya (1979). „Produkce tropických trav a luštěnin v suchých hmotách a její sezónní změny v Thajsku“ (PDF). Japanese Journal of Grassland Science. 24: 310–317. doi:10.14941 / tráva.24.310.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  14. ^ Vicente-Chandler a kol. zjistili, že silně oplodněná napiergrass vyprodukovala 75 661 liber sušiny na akr ročně při řezání v 90denních intervalech, což odpovídá 84,8 tunám na hektar ročně. Viz strana 202: Vicente-Chandler, Jose; Silva, Servando; Figarella, Jacinto (1959). "Vliv hnojení dusíkem a frekvence sekání na výnos a složení tří tropických trav". Agronomy Journal. Wiley. 51 (4): 202–206. doi:10.2134 / agronj1959.00021962005100040006x. ISSN  0002-1962.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  15. ^ „Celková potřeba vody je přibližně 100 mm (4 palce) ekvivalentu srážek za měsíc. [...] Výnos Giant King Grass závisí na době mezi sklizněmi. Například šestiměsíční sklizeň vysoké Giant King Grass, lze očekávat, že získáte 80 nebo více amerických tun na akr (180 metrických tun na hektar) čerstvé trávy při vlhkosti přibližně 70–75%. U dvou sklizní ročně tyto údaje zdvojnásobte. “ Viaspace (2020). „Giant King® Grass: Grow and Harvest“. Citováno 11. července 2020.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  16. ^ Mackay uvádí výnosy 360 mokrých tun na hektar za rok, ale obsah vlhkosti nevyčísluje. Mackay (2020). „Mackay Bana Grass“. Citováno 11. července 2020.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  17. ^ Viz strany 85-86: Smil, Václav (2015). Hustota výkonu: klíč k porozumění zdrojům a využití energie. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN  978-0-262-02914-8. OCLC  897401827.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  18. ^ A b C d [Miller, J. R. a Cowles, R. S. (1990). Stimulo-odstrašující odklon: Koncept a jeho možná aplikace na kontrolu červi cibule. Journal of Chemical Ecology, 16 (11), 3197-3212.]
  19. ^ A b C [Khan, Z. R., Amudavi, D. M., Midega, C. A. O., Wanyama, J. M., & Pickett, J. A. (2008). Vnímání farmářů technologií „push-pull“ pro kontrolu obilnin a plevelů striga v západní Keni. Crop Protection, 27, 976-987.]
  20. ^ „Vědci využívají trávu Napier jako udržitelný způsob krmení stád“. Africanews. 2020-01-31. Citováno 2020-02-07.
  21. ^ Heuzé V., Tran G., Giger-Reverdin S., Lebas F., 2016. Sloní tráva (Pennisetum purpureum). Feedipedia, program společností INRA, CIRAD, AFZ a FAO. https://www.feedipedia.org/node/395 Naposledy aktualizováno 23. června 2016 v 17:09
  22. ^ „Bioplast - Vibers“. Citováno 2020-02-13.

externí odkazy

Údaje týkající se Cenchrus purpureus na Wikispecies