Het gebruik van suikerrietbladeren, bekend als afval of stro, voor de productie van elektriciteit en ethanol van de tweede generatie (2G) is gepleit als een middel om de opwekking van bio-energie te vergroten zonder het areaal landbouwgrond uit te breiden. Echter, een studie uitgevoerd in Brazilië en gepubliceerd in het tijdschrift Onderzoek naar bio-energie toont aan dat het verwijderen van stro in plaats van het na de oogst op de grond te laten liggen, de hoeveelheid kunstmest die de Braziliaanse suikerrietplantages nodig hebben tegen 2050 zou kunnen verdubbelen.

De waarschuwing komt van onderzoekers verbonden aan het Luiz de Queiroz College of Agriculture van de Universiteit van São Paulo (ESALQ-USP) en het National Biorenewables Laboratory (LNBR) van het National Energy and Materials Research Centre (CNPEM) in Campinas, staat São Paulo, die de studie heeft uitgevoerd met steun van de São Paulo Research Foundation - FAPESP en het Technologisch Fonds (FUNTEC) beheerd door BNDES, de nationale ontwikkelingsbank.

Suikerrietoogstmachines snijden de stengels aan de basis, verwijder de bladeren en snijd de stelen in partjes. De stelen worden weggenomen voor verwerking tot suiker en ethanol. De bladeren worden uitgeworpen en op de grond achtergelaten, uiteindelijk uitdrogen tot een dikke laag stro. Deze biomassa is rijk aan nutriënten en draagt ​​bij aan bodembemesting, de auteurs van de studie stress.

Voor de eerste keer, ze berekenden de hoeveelheid voedingsstoffen die suikerrietstro vasthoudt en de hoeveelheid mest die nodig zou zijn zonder de strolaag.

"In de studie, we hebben de waarde van de voedingsstoffen in stro omgerekend naar mestequivalent [stikstof, fosfor en kalium, NPK]. Telers die deze biomassa afvoeren, zullen NPK moeten kopen en gebruiken om bodemvoedingsstoffen aan te vullen. We hebben deze waarde gemeten, die tot nu toe onzichtbaar was, "Mauricio Cherubin, een onderzoeker bij ESALQ en eerste auteur van het artikel, verteld.

Door het stro op de grond te houden, wordt de kringloop van voedingsstoffen bevorderd. Bodemvoedingsstoffen worden opgenomen en opgeslagen in de bladeren, en de voedingsstoffen worden teruggegeven aan de grond wanneer de bladeren afsterven en uiteenvallen, die ervoor zorgt dat een nieuwe cyclus kan beginnen. Het verwijderen van het rietje onderbreekt dit proces.

"Bio-energie opwekken door stro te verbranden, betekent een derde van het energiepotentieel van suikerriet gebruiken, dat is veel, "Zei Cherubin. "Aan de andere kant, zoals de studie laat zien, het is belangrijk om een ​​aanzienlijk deel van het stro op de grond te laten om de grond te beschermen tegen regen, de uitstoot van broeikasgassen verminderen en vooral de nutriëntenkringloop in stand houden."

Bodemvoeding

Eerdere artikelen gepubliceerd in Onderzoek naar bio-energie door dezelfde groep onderzoekers gegevens gepresenteerd over de effecten van stroverwijdering, zoals verminderde biologische activiteit in de bodem, minder efficiënte ongediertebestrijding, intensievere bodemverdichting, toenemende uitstoot van broeikasgassen en lagere oogstopbrengsten.

"Het doel van ons onderzoek was om een ​​uitgebreid onderzoek te doen naar de problemen met betrekking tot het verwijderen van stro. Sommige telers hebben het belang van stro voor de productiviteit ingezien, omdat het van invloed is op bodembescherming en voeding, ' zei Cherubijn.

Het meest recente artikel rapporteert de resultaten van veldstudies die zijn uitgevoerd om het verlies aan nutriënten in de bodem te meten, de bevindingen van de economische analyse, en projecties van scenario's op basis van gegevens over mestgebruik voor west-centraal, zuidoosten en zuiden van Brazilië van de National Fertilizer Association (ANDA).

Er worden vijf mogelijke scenario's besproken. Strategieën met minder negatieve effecten houden groene bladeren en verwijderen droge bladeren, terwijl het meest extreme scenario uitgaat van totale stroverwijdering.

Definitie van criteria

Volgens het artikel, totale stroafvoer resulteert in een jaarlijkse bemestingsbehoefte van 195 kg per hectare (kg/ha), wat ongeveer USD $90 kost. Dit is het dubbele van de hoeveelheid kunstmest die momenteel wordt gebruikt in de bovengenoemde drie regio's, waar het grootste deel van het Braziliaanse suikerriet wordt verbouwd.

Het minst radicale scenario, uitgaande van slechts matige verwijdering van droog stro met groene bladeren op de grond, resulteert in een bemestingsbehoefte van 27 kg/ha die USD $27 kost.

"Zoals te zien is, de beslissing om wel of geen stro op de grond te laten staan ​​heeft een grote impact op het gewas en de hele industrie. Vandaag, elke molen gebruikt zijn eigen criteria om te bepalen hoeveel te vertrekken en waar. We moeten verder. We hebben een collectieve inspanning nodig om criteria voor deze praktijk te definiëren, met alle bijbehorende voordelen op het gebied van bio-energieproductie, bodemkwaliteit en productiviteit, ' zei Cherubijn.

Brazilië heeft zo'n 10 miljoen hectare land onder suikerriet en is goed voor ongeveer 40 procent van de wereldproductie. Het grootste deel van het suikerriet (92 procent) wordt verbouwd in vijf staten:Paraná in het zuiden, São Paulo en Minas Gerais in het zuidoosten, en Goiás en Mato Grosso do Sul in het westen van Brazilië.

De studie vergelijkt de kunstmestkosten niet met de prijzen van bio-energie opgewekt uit suikerrietstro. De waarde van een kilowattuur per hectare varieert met de vraag, plaats, tijd van het jaar en klimaat (nat versus droog seizoen).

Toenemend gebruik van kunstmest

Volgens de studie, als het areaal suikerriet blijft groeien zoals het de afgelopen drie decennia heeft gedaan, het verbruik van NPK-mest door suikerriettelers zal in 2050 met 80 procent toenemen. Het gebruik van NPK-meststoffen neemt toe met 46, 500 ton per jaar tussen 1986 en 2016, toen het 1,75 miljoen ton bereikte, of 11,6 procent van alle NPK-meststoffen die in Brazilië worden verbruikt.

"Het gebruik van suikerrietstro voor bio-energie is een geweldige kans, maar er zijn voor- en nadelen. Het verhoogt de productieve efficiëntie in een bepaald gebied. Anderzijds, zoals de studie laat zien, het is belangrijk om een ​​deel van het stro op de grond te laten, ' zei Cherubijn.