Original title:
Vliv hnojení trvalého travního porostu na substrátovou produkci bioplynu
Translated title:
Effect of fertilization of permanent grassland on the substrate biogas yield
Authors:
Stibůrek, Jakub ; Fuksa, Pavel (advisor) ; Jiří, Jiří (referee) Document type: Master’s theses
Year:
2016
Language:
cze Publisher:
Česká zemědělská univerzita v Praze Abstract:
[cze][eng] Cílem diplomové práce bylo rozšířit poznatky o vlivu hnojení trvalých travních porostů (TTP) na výtěžnost bioplynu a jeho kvalitu.
V letech 2013 a 2014 byl posuzován vliv různé úrovně hnojení (nehnojená kontrola, N50PK, N200PK) TTP na produkci a kvalitativní parametry bioplynu. Fytomasa TTP byla odebrána ze znáhodněných bloků experimentálního stanoviště Černíkovice, okres Benešov. Anaerobní fermentace vysušených vzorků fytomasy probíhala formou jednorázových laboratorních batch testů po dobu 40 dnů v mezofilních podmínkách.
V roce 2013 došlo s vyšší aplikací hnojiv k průkaznému snížení substrátové a celkové výtěžnosti bioplynu mezi nehnojenou (575,4 ml/g; 3332,4 m3/ha) a nejvíce hnojenou variantou N200PK (460,5 ml/g; 2605,7 m3/ha). Vliv hnojení na kvalitu bioplynu v roce 2013 byl průkazný v počáteční fázi (1. den) anaerobní digesce, kdy byla při nejvyšší aplikaci hnojiv stanovena vyšší koncentrace metanu (33,2 %) oproti kontrolní variantě (22,6 %).
V roce 2014 nebyl u substrátové výtěžnosti bioplynu zaznamenán průkazný rozdíl mezi žádnou ze sledovaných variant, přesto byl trend nejvyšší výtěžnosti opět pozorován u nehnojené kontrolní varianty (762,7 ml/g) ve srovnání s variantami N50PK (707,6 ml/g) a N200PK (732,8 ml/g). U celkové produkce bioplynu došlo vlivem aplikace hnojiv k průkaznému nárůstu u varianty N50PK (2911,5 m3/ha) oproti nehnojené kontrole (2296,3 m3/ha). Vliv hnojení na kvalitu bioplynu byl průkazný opět pouze v počáteční fázi (7. den) anaerobní digesce, kdy nejvíce metanu obsahoval bioplyn nehnojené kontroly (59,1 %) a nejméně varianta hnojená N50PK (57,9 %).
Na celkové množství bioplynu získaného z jednotky plochy mají zásadní vliv výnosy fytomasy, které byly především v roce 2013 negativně ovlivněny opožděným termínem první seče v důsledku nepříznivých stanovištních podmínek.
Z charakteru průběhu kumulativní produkce bioplynu je zřejmé, že nejdůležitější je vzhledem k produkci bioplynu prvních 14 dnů anaerobní digesce, ve kterých bylo v obou sledovaných letech vyprodukováno více než 80 % z celkového množství bioplynu.
The aim of this study was to extend knowledge about the influence of permanent grassland fertilization on the yield and the quality of biogas.
During the years 2013 and 2014 three levels of fertilization (non fertilized control, N50PK, N200PK) were tested. Samples were taken from the experiment site Černíkovice, Benešov region. For anaerobic digestion, a 40 day mesophilic conditions batch test was chosen.
A statistically significant decrease of substrate biogas yield (SBY) and area biogas yield (ABY) with higher doses of fertilizers occurred between non fertilized control (575.4 ml/g; 3332.4 m3/ha) and N200PK variant (460.5 ml/g; 2605.7 m3/ha) in 2013. The only statistically significant differences in the quality of biogas were found during the first day of anaerobic digestion, when the highest doses of fertilizers caused higher concentration of methane (33.2 %) compared to control variant (22.6 %).
Application of fertilizers had no significant effect on SBY in 2014. Still, the highest SBY was obtained from the non fertilized control (762.7 ml/g) compared to N50PK (707.6 ml/g) and N200PK variant (732.8 ml/g). Furthermore, significant most of the ABY was obtained from the N50PK (2911.5 m3/ha) compared to the non fertilized control (2296.3 m3/ha). The only significant differences in biogas quality were found during the initial 7 days of the test. Most of the methane was contained in biogas from the non fertilized control (59.1 %), and least amount of the methane was found in the N50PK variant (57.9 %).
ABY is highly influenced by the yields of phytomass, which were negatively affected by the late first cut caused by unfavorable site conditions in 2013.
Cumulative biogas production showed that the most important part of anaerobic digestion was during the initial 14 days, which produced upwards of 80 % of total biogas yields in both years.
Keywords:
anaerobní digesce; batch test; bioenergie; fytomasa; kvalita bioplynu
guest ::
