Elements of precision agriculture in malting barley cultivation and the use of barley straw for energy purposes

• Autorzy: Denisiuk Wiesław

Identyfikatory

DOI

10.1515/agriceng-2020-0013

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie elementów rolnictwa precyzyjnego w uprawie jęczmienia browarnego oraz wykorzystanie słomy jęczmiennej na cele energetyczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of research on the mass and the energy potential of malting barley straw of the "Klas" variety. The research was designated on a 100 ha plantation located in Pojezierze Iławsko-Sztumskie region. Using the Yara N-Sensor processor, precise application of mineral fertilizers according to determined fertilization demand allowed increasing the grain yield by 26% and the straw biomass yield by 74% compared to the control sample. The resulting increase in biomass obtained in the form of straw impacts its possible partial use for energy purposes without negative effects on the environment. The tested energy value of malting barley straw as a function of moisture content allowed a conclusion that between 10 and 25% of water content the energy value drops from 13.1 to 7.4 GJ·t-1 . For an average water content of 15%, this yields an energy potential unit of 23.76 GJ·ha-1 . Following observations of the combustion process, it was concluded that barley straw cannot be used as a source of biomass for the largescale power production since its ash melts at below 800ºC.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań potencjału masy i energii słomy jęczmienia browarnego odmiany ”Klas” wyznaczonego na plantacji 100 ha zlokalizowanej na Pojezierzu Iławsko-Sztumskim. Precyzyjne aplikowanie nawozów mineralnych wg ustalonych potrzeb nawozowych przy pomocy procesora Yara N- Sensor, umożliwiło zwiększenie plonu ziarna o 26% i biomasy słomy o 74% w porównaniu do próby kontrolnej. Uzyskany wzrost pozyskiwanej biomasy w formie słomy wpływa na możliwość jej częściowego wykorzystania energetycznego bez negatywnych skutków dla środowiska. Przeprowadzone badania wartości energetycznej słomy jęczmienia browarnego w funkcji jej wilgotności pozwalają stwierdzić, że w przedziale od 10 do 25 % zawartości wody, wartość energetyczna spada z 13,1 do 7,4 GJ·t-1 co dla średniej zawartości wody 15% daje jednostkowy potencjał energii 23,76 GJ·ha-1 Jak wykazały obserwacje procesu spalania, słoma jęczmienna nie może być stosowana jako źródło biomasy dla sieciowej energetyki, ponieważ występuje zjawisko topienia się popiołu już w temperaturze poniżej 800ºC.

Słowa kluczowe

EN

biomass; low temperature tin water boiler; precision agriculture; barley straw; energy value

PL

biomasa; kocioł wodny blaszany niskotemperaturowy; rolnictwo precyzyjne; słoma jęczmienna; wartość energetyczna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 24, No. 2
• Strony: 21--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Denisiuk Wiesław

• Heating plant “Ekolog”, Sztum, Poland

Bibliografia

• Denisiuk, W. (2005). Rolnik żywnościowiec, czy producent energii i surowców energetycznych. Materiały Konferencyjne: Jubileuszowa Konferencja Naukowa pt. Problemy inżynierii rolniczej w aspekcie rolnictwa zrównoważonego, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Lublin, 41-43.
• Denisiuk, W. (2009). Optymalizacja zbioru słomy na cele grzewcze. Monografia pod redakcją naukową P. Gradziuka. VIII Konferencja MODR w Warszawie Odział w Płońsku, Płońsk, 79-84, ISBN 978- 83-60408-33-9.
• Denisiuk, W. (2016). Mechanizmy działania pożytecznych mikroorganizmów w przywracaniu biologicznej równowagi w przyrodzie. Materiały Konferencyjne: Konferencja Naukowa nt. Bioremediacja zdegradowanych terenów przemysłowych, Wyższa Szkoła Techniczna w Katowicach, Katowice.
• Denisiuk, W. , Piechocki, J. (2005). Technologiczne i ekologiczne aspekty wykorzystania słomy na cele grzewcze. Wydawnictwo UWM, ISBN 83-7299-410-2 Olsztyn.
• Graham, S., Ogunfayo, I., Hall, M.R., Snape, C., Quick, W., Weatherstone, S., Eastwick, C. (2016). Changes in mechanical properties of wood pellets during artificial degradation in a laboratory environment. Fuel Processing Technology, 148, 395-402.
• Grzybek, A. (2010). Modelowanie energetycznego wykorzystania biomasy. Wydawnictwo Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego w Falentach, Falenty-Warszawa, ISBN 978-83-62416-08-0.
• Guła, A. (2007). Zrównoważony rozwój energetyki. Seminarium nt. Niskonakładowe metody oszczędzania energii, Sztum.
• Higa, T. (2003). Rewolucja w ochronie naszej planety. Fundacja Źródła Życia. Warszawa, ISBN 83-7274-052-6.
• Kraszkiewicz, A., Stryjecka, M., Nowosad, N., Kocira, S. (2018). Obciążenie środowiska produktami spalania peletów z biomasy roślinnej w kotle górnego spalania. Rocznik Ochrona Środowiska. 20, 1269-1285.
• Krzyżaniak, M., Stolarski, M.J., Szczukowski, S., Tworkowski, J. (2014). Thermophysical and chemical properties of biomass obtained from willow coppice cultivated in one- and three-year rotation cycles. Journal of Elementology. 1, 161-175.
• Mytlewski A. i inni (2010) Logistyczne uwarunkowania produkcji energii cieplnej z wykorzystaniem surowców odnawialnych. ISBN Gdańsk.
• Nikolaisen, L.(1998). Straw for energy production. The Centre for Biomass Technology. Herning Dania.
• Nilsson, D., Hansson, P.-A. (2001). Influence of various machinery combination, fuel proportions and storage capacities on costs for co-handling of strow and red canary grass to district heating plants. Biomass Bioenergy. 4, 247-260.
• Szyszlak-Bargłowicz, J., Piekarski, W., Krzaczek, P. (2006). Spalanie słomy jednym z kierunków jej wykorzystania. Energetyka. IX, 53-57.
• Zając, G., Szyszlak-Barglowicz, J., Słowik, T., Wasilewski, J., Kuranc, A. (2017). Emission characteristics of biomass combustion in a do-mestic heating boiler fed with wood and Virginia Mallow pellets. Fresenius Environmental Bulletin. 26(7), 4663-4670.
• Żmuda K. (2011). Priorytety MRiRW w zakresie energetycznego wykorzystania biomasy pochodzenia rolniczego - ważnego elementu WPR. Warszawa.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).