Energy efficiency of red clover cultivation in short rotation crop rotation
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2024-(76)-2-6Keywords:
red clover, grassland, energy efficiency, yield, fertilisation, limingAbstract
The article investigates the energy efficiency of red clover (Trifolium pratense L.) cultivation in short-rotation crop rotation under different fertilization and liming systems. The research was conducted at the Institute of Agriculture of the Carpathian Region of NAAS. The study examined the effects of organic and mineral fertilizers, as well as lime materials, on dry matter yield, total energy inputs, and gross energy output from clover grass stands. The results showed that combining organic and mineral fertilizers with liming ensures the highest gross energy output (up to 238.6 GJ/ha). Dry matter yield ranged from 4.6 to 12.6 t/ha, depending on the fertilization and liming levels. The highest coefficient of energy efficiency (22.6 for forage and 13.3 for forage and green manure method of use) was recorded for the use of mineral fertilisers at a rate of N65P68K68. Utilizing the second cut of red clover as green manure reduced the gross energy output and energy efficiency coefficients compared to forage usage; however, these indicators remained sufficiently high, demonstrating the effectiveness of this approach. This study confirms the importance of optimizing fertilization systems to ensure sustainable development, enhance agroecosystem productivity, and conserve energy resources.
References
1. Бабич А. О., Кулик М. Ф., Макаренко П. С. Методика проведення дослідів з кормовиробництва і годівлі тварин. К. : Аграрна наука, 1998. 80 с.
2. Гарькавий А. Д., Спірін А. В. Конкурентоспроможність технологій і машин : навч. посіб. Вінниця : ВДАУ Тірас, 2003. 68 с.
3. Даниленко А. С., Стахів О. А. Методика енергетичної оцінки ефективності аграрного природокористування на осушених землях. Рівне : РДТУ, 2000. 76 с.
4. Енергетична верба: технологія вирощування та використання / за загальною редакцією В. М. Сінченка. Вінниця : ТОВ «Нілан-ЛТД», 2015. 340 с.
5. Клюс С. В. Оцінка енергоефективності вирощування зернових культур для виробництва біопалива. Компрессорное и энергетическое машиностроение. 2013. № 3. С. 12‒15. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Kiem_2013_3_5.
6. Медведовський О. К., Іваненко П. І. Енергетичний аналіз інтенсивних технологій в сільськогосподарському виробництві. Київ : Урожай, 1988. 205 с.
7. Панахид Г. Я., Коник Г. С., Стасів О. Ф. Економічна оцінка моделей технологій створення та використання бобово-злакових травостоїв. Agricultural and Resource Economics: International Scientific E-Journal. 2020. V. 3. P. 221–234. https://are-journal.com/are/article/view/345/259.
8. Тараріко М. Ю. Економічна та енергетична ефективність систем відтворення агроекологічних функцій радіоактивно забруднених дерново-опідзолених ґрунтів. Науковий вісник НЛТУ України. 2015. Вип. 25 (7). С. 278–283. https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2015/25_7/46.pdf.
9. Тараріко Ю. О. Енергозберігаючі агроекосистеми. Оцінка та раціональне використання агроресурстного потенціалу України. Київ : ДІА, 2011. 575 с.
10. Amaleviciute-Volunge K., Slepetiene A., Butkute B. Methane yield of perennial grasses as affected by the chemical composition of their biomass. Zemdirbyste-Agriculture. 2020. Vol. 107, No. 3. P. 243–248 https://doi.org/10.13080/z-a.2020.107.031.
11. Bioenergy from permanent grassland. Biogas / A. Prochnow et al. Bioresource Technology. 2009. Vol. 100. P. 4931–4944. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.05.070.
12. Biomass from landscape management of grassland used for biogas production: Effects of harvest date and silage additives on feedstock quality and methane yield / C. Herrmann et al. Grass and Forage Science. 2014. Vol. 69. P. 549–566. https://doi.org/10.1111/gfs.12086.
13. Changes in the area of permanent grassland and its implications for the provision of bioenergy: Slovakia as a case study / M. Kizeková et al. Grass and Forage Science. 2018. Vol. 73 (1). P. 218–232. https://doi.org/10.1111/gfs.12333.
14. Donnison I. S., Fraser M. D. Diversification and use of bioenergy to maintain future grasslands. Food and Energy Security. 2016. Vol. 5 (2). P. 67–75. https://doi.org/10.1002/fes3.75.
15. Energy potential for combustion and anaerobic digestion of biomass from low-input high-diversity systems in conservation areas / K. Van Meerbeek et al. Global Change Biology Bioenergy. 2015. Vol. 7. P. 888–898. https://doi.org/10.1111/gcbb.12208.
16. Environmental Impact and Economic Benefits of Biofuel Production / G. Sahoo et al. Bio-Clean Energy Technologies. 2022. Vol. 1. P. 349–378. https://doi.org/10.1007/978-981-16-8090-8_16.
17. Melts I., Heinsoo K. Seasonal dynamics of bioenergy characteristics in grassland functional groups. Grass and Forage Science. 2015. Vol. 70. P. 49–63. https://doi.org/10.1111/gfs.12155.
18. Melts I., Heinsoo K., Ivask M. Herbage production and chemical characteristics for bioenergy production by plant functional groups from semi-natural grasslands. Biomass and Bioenergy. 2014. Vol. 67. P. 160–166. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.04.037.
19. Nexus between trade, CO2 emissions, renewable energy, and health expenditure in Pakistan / I. Ullah et al. The International journal of health planning and management, 2020. 35 (4), 818–831. https://doi.org/10.1002/hpm.2912.
20. Perennial biomass feedstocks enhance avian diversity / B. A. Robertson et al. Global Change Biology Bioenergy. 2011. Vol. 3. P. 235–246. http://news.msu.edu/media/documents/2011/01/207b0463-17ac-4c31-b03f-c925f84b3566.pdf.
21. The biomass and biogas productivity of perennial grasses / A. Kryzeviciene et al. Zemdirbyste-Agriculture. 2012. Vol. 99 (1). P. 17–22. https://www.researchgate.net/publication/286063626_The_biomass_and_biogas_productivity_of_perennial_grasses.
22. The impact of natural factors and the interaction of anthropogenic resources on the productivity and energy potential of grasslands / H. Panakhyd et al. Journal of Central European Agriculture, 2022. Vol. 23 (2). P. 391–402. https://doi.org/10.5513/JCEA01/23.2.3431.
23. The potential of Estonian semi-natural grasslands for bioenergy production / K. Heinsoo et al. Agriculture, Ecosystems & Environment. 2010. Vol. 37. P. 86–92. https://energiatalgud.ee/sites/default/files/images_sala/1/13/Heinsoo-melts-sammul-holm.pdf.
24. The relationship between economic growth, renewable and nonrenewable energy use and CO2 emissions: empirical evidences for Brazil / J. C. A. Amarante et al. Greenhouse Gases: Science and Technology. 2021. 11 (3). P. 411–431. https://scijournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ghg.2054.
25. Tilvikiene V., Slepetiene A., Kadziulien Z. Effects of 5 years of digestate application on biomass production and quality of cocksfoot (Dactylis glomerata L.). Grass and Forage Science, 2018. 73. P. 206–217. https://doi.org/10.1111/gfs.12306.
26. Yield and chemical composition of five common grassland species in response to nitrogen fertiliser application and phenological growth stage / C. King et al. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B – Soil & Plant Science. 2012. V. 62. P. 644–658. https://doi.org/10.1080/09064710.2012.687055.
27. Zhu P., Xiao L., Yang S. Effect of harvesting time on biomass and combustion quality of Miscanthus Miscanthus lutarioriparius in Dongting lake area. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 2024. Vol. 52 (2). 13575. https://www.notulaebotanicae.ro/index.php/nbha/article/view/13575.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Надія КОЗАК, Галина ПАНАХИД (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
