EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS

A series of experimental studies of the biogas production potential of two intermediate crops (winter rye and winter triticale) grown in Ukraine were carried out. The dry matter and organic dry matter contents of both crops were determined and compared with corn silage in terms of similar indicators...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2025
Автори:	Kucheruk , P., Koziupa , T.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025
Теми:	biogas intermediate crops winter rye winter triticale advanced biomethane.
Онлайн доступ:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/542
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Vidnovluvana energetika
Завантажити файл:

Репозитарії

Vidnovluvana energetika

_version_	1871103944481046528
author	Kucheruk , P. Koziupa , T.
author_facet	Kucheruk , P. Koziupa , T.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "P. Kucheruk ", "institution": "Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "T. Koziupa ", "institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine" } ]
author_sort	Kucheruk , P.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:22Z
description	A series of experimental studies of the biogas production potential of two intermediate crops (winter rye and winter triticale) grown in Ukraine were carried out. The dry matter and organic dry matter contents of both crops were determined and compared with corn silage in terms of similar indicators. The methane yield of 98 NlCH4/kg and 68 NlCH4/kg of fresh weight for winter rye and winter triticale, respectively, was experimentally determined. In terms of absolutely dry ash-free weight, the methane yield was 333 NlCH4/kgDM and 365 NlCH4/kgDM for winter rye and winter triticale, respectively. The methane potential of the analysed samples and corn silage was compared. It is shown that winter rye, at the achieved yield, has a higher specific methane yield than winter triticale, both per unit area of arable land (5400 Nm3CH4/ha for rye versus 4600 Nm3CH4/ha for triticale) and per unit fresh weight (120 Nm3CH4/t for rye versus 65 Nm3CH4/t for triticale). It was found that in terms of average methane yield per unit area, the cultivation of the studied hybrids of winter rye and triticale is comparable to the cultivation of corn silage, and therefore can be recommended for biogas production as a substrate alternative to corn silage.
doi_str_mv	10.36296/1819-8058.2025.2(81).211-220
first_indexed	2025-07-17T11:40:06Z
format	Article
fulltext	211 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика УДК 620.92:573.6.086.835 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2025.2(81).211-220 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИХОДУ БІОГАЗУ З ГІБРИДІВ ЖИТА ОЗИМОГО ТА ТРИТИКАЛЕ ОЗИМОГО Отримано 09 груд. 2024 р.; рекомендовано до публікації 27 черв. 2025 р. Доступно онлайн 30 черв. 2025 р. Кучерук П. П.1, Козюпа Т. К.2 Автор для кореспонденції: Кучерук Петро, e-mail: kucheruk@secbiomass.com У процесі роботи було проведено серію експериментальних досліджень потенціалу виходу біогазу з двох проміжних ку- льтур (жита озимого та тритикале озимого), вирощених в умовах України. Визначено масову частку сухих речовин та сухої органічної сировини обох культур, зіставлено з силосом кукурудзи за аналогічними показни- ками. Експериментально встановлено вихід метану в 98 нл СН4/кг та 68 нл СН4/кг свіжої маси для жита озимого та тритикале озимого, відповідно. У перерахунку на абсолютно суху беззольну масу вихід метану становив 333 нл СН4/кг СОР та 365 нл СН4/кг СОР для жита озимого та тритикале ози- мого, відповідно. Проведено порівняння потенціалу виходу метану для досліджених зразків сировини та силосу кукурудзи. Показано, що жито озиме, за досягнутої врожайності, має вищий питомий вихід метану, аніж тритикале озиме, як на одиницю площі ріллі (5400 нм3 СН4/га для жита проти 4600 нм3 СН4/га для тритикале), так і на одиницю свіжої маси (120 нм3 СН4/т для жита проти 65 нм3 СН4/т для тритикале). Встановлено, що за показником середнього виходу метану на одиницю посівної площі вирощування досліджених гібридів жита та тритикале озимих є зіставним з вирощуванням силосу кукурудзи, а тому можуть бути рекомендовані для виробництва біогазу як альтернативна силосу кукурудзи сировина. Ключові слова: біогаз, проміжні культури, жито озиме, тритикале озиме, передовий біометан. EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS Received Dec. 09, 2025; accepted Jun. 27, 2025 Available online Jun. 30, 2025 Kucheruk P.1, Koziupa T.2 Author for correspondence: Kucheruk Petro, e-mail: kucheruk@secbiomass.com A series of experimental studies of the biogas production potential of two intermediate crops (winter rye and winter triticale) grown in Ukraine were carried out. The dry matter and organic dry matter con- tents of both crops were determined and compared with corn silage in terms of similar indicators. The methane yield of 98 NlCH4/kg and 68 NlCH4/kg of fresh weight for winter rye and winter triticale, respec- tively, was experimentally determined. In terms of absolutely dry ash- free weight, the methane yield was 333 NlCH4/kgDM and 365 NlCH4/kgDM for winter rye and winter triticale, respectively. The methane potential of the analysed samples and corn silage was compared. It is shown that winter rye, at the achieved yield, has a higher specific methane yield than winter triticale, both per unit area of arable land (5400 Nm3CH4/ha for rye versus 4600 Nm3CH4/ha for triticale) and per unit fresh weight (120 Nm3CH4/t for rye versus 65 Nm3CH4/t for triticale). It was found that in terms of average methane yield per unit area, the cultivation of the studied hybrids of winter rye and triticale is comparable to the cultivation of corn silage, and therefore can be recommended for biogas production as a substrate alter- native to corn silage. Keywords: biogas, intermediate crops, winter rye, winter triticale, advanced biomethane. 1 канд. техн. наук https://orcid.org/0000-0003-1888-0774 2 магістр https://orcid.org/0000-0002-8061-9430 1 Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ, Україна 2 Національний технічний університет Ук- раїни «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна 1 Cand. of Science (Tech.) https://orcid.org/0000-0003-1888-0774 2 Master of Science https://orcid.org/0000-0002-8061-9430 1 Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2 National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine 212 Відновлювана енергетика. №1/2025 \| Сонячна енергетика Перелік використаних скорочень та позначень ВДЕ – відновлювані джерела енергії СР – суха речовина СОР – суха органічна речовина СЖ – силос житній н. у. – нормальні умови нл – літри за н. у. Проміжні або покривні культури сьогодні розгляда- ються як альтернатива та/або доповнення до широко використовуваного силосу кукурудзи. Залучення промі- жних культур дозволяє значно збільшити загальний по- тенціал виробництва біогазу без використання додатко- вих ресурсів землі і негативного впливу на урожайність ріллі. Застосування проміжних культур для виробництва біогазу рекомендується Європейською біогазовою асо- ціацією, а перспективний потенціал виробництва біо- газу та біометану на рівні ЄС уже передбачає викорис- тання таких культур. На практиці це є раціональним рішенням, оскільки на відміну від силосу кукурудзи, бі- огаз з проміжних культур належить до передових біопа- лив згідно з Директивою ЄС REDIII, а самі проміжні куль- тури внесені до Додатку 9 (частина А) цієї директиви, що дозволяє отримувати подвійне зарахування енергії в ча- стині зобов’язань щодо частки використання ВДЕ. Отже, біогаз та біометан, отриманий з проміжних культур, ма- тиме також ринкові переваги, оскільки біопалива з си- ровини з Додатку 9 (частина А) є пріоритетними при за- міщенні викопних палив в Європейському Союзі. Для України, з огляду на те, що в нас ще не впроваджено в дію Директиву ЄС REDIII, перевага використання промі- жних культур на біогаз буде при виробництві та наступ- ному експорті біометану на ринок біопалив в ЄС. Прак- тично всі ринкові передумови в Україні для експорту біометану вже створено, і практичний інтерес до вико- ристання сталої біомаси для виробництва передового біометану зростатиме. Постановка завдання За оцінкою Біоенергетичної асоціації України, при вико- ристанні 20 % площ ріллі в Україні під вирощування про- міжних / покривних культур у міжсезонний період поте- нціал виробництва метану з них може досягати 9,8 млрд м3 СН4/рік, що становить 45 % загального поте- нціалу виробництва СН4 в Україні. З погляду ефективно- сті використання землі перевага у використанні проміж- ної культури буде для тієї культури, що матиме досить високу урожайність у перерахунку на 1 т сухої речовини з 1 га. Як можна побачити на рис. 1, для кліматичних умов півночі Німеччини (громада Шубі), озиме жито та озиме тритикале показали вищу, в порівнянні з іншими проміжними культурами, урожайність, на рівні 15,8 т СР/га та 15,1 т СР/га, відповідно. За цим показни- ком вказані культури є сумірними з силосом кукурудзи, що робить їх перспективною альтернативною сирови- ною для виробництва біогазу. Результати досліджень потенціалу виходу біогазу з жита та тритикале озимих підтверджують перспективність їх використання як сировини для біогазу. Водночас, на урожайність культур та загальний потенціал виходу ме- тану з розрахунку на 1 га землі значно впливає сорт ро- слин, регіон їх вирощування та агрокліматичні умови, а також період вегетації й фаза росту рослин, при якій проводиться збір урожаю. Рис. 1. Урожайність поширених зернових культур у перерахунку на суху речовину [1] Fig. 1. Dry matter yield of common grain crops [1] Так, у дослідженні [2] було встановлено потенціал ви- ходу біогазу з 6 різних сортів жита озимого (Elbon, Wheeler, PH2019, Wrens Abruzzi, Winter Grazer та ISURF), вирощених в умовах США на дослідній ділянці Універси- тету штату Іллінойс, Нормал (Іллінойс), у процесі їх мо- нозброджування. При посіві восени та зборі жита в тра- вні середня врожайність сортів становила 4,9 т СР/га, що, втім, є досить низьким показником. Вихід біогазу з отриманих зразків жита, без їх попередньої обробки, становив 175÷225 нм3/т СОР. За іншими результатами досліджень [3], питомий вихід метану з жита озимого, вирощеного в кліматичних умовах Франції (експериме- нтальні ділянки «Arvalis», Монтардон, та «Biometharn», Егфонд), становив 348 нм3СН4/т СОР при додаванні по- рошку СаО у концентрації 60 г/кг СОР. Дещо нижчий пи- томий вихід метану з жита озимого встановлено в дос- лідженні [4] – на рівні 293 нм3СН4/т СОР. При цьому питомий потенціал на одиницю площі землі при серед- ній за 3 роки врожайності жита, зібраного у фазі ранньої воскової стиглості, 17,7 т СР/га становив 4800 нм3 СН4/га. Питомий вихід біогазу з жита озимого, вирощеного в умовах Бельгії, встановлено на рівні 170 нм3/т свіжої маси [5]. При цьому врожайність жита на момент збору становила 32 т/га при вмісті сухих ре- човин 26 %, а питомий потенціал виходу метану – 3200 нм3 СН4/га. У дослідженні [7] встановлено потен- ціал виходу метану з жита сорту Beskud, вирощеного в умовах Австрії та зібраного у фазі воскової стиглості, на рівні 243 нм3 СН4/т СОР та 3350 нм3 СН4/га, за врожайно- сті 15 т СР/га. В Україні також проводились дослідження виходу біогазу з жита озимого [6]. Питомий вихід біогазу з 7 різних сортів жита, зібраних у фазі виходу в трубку (третя макростадія у фазах розвитку зернових за міжна- родною шкалою BBCH), становив 280÷363 нм3/т СОР. 213 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика При використанні тритикале озимого на функціонуючій біогазовій установці в Ломбардії (Італія) було встанов- лено, що вихід біогазу з нього становить 594 нм3/т СОР, метану – 315 нм3 СН4/т СОР [8]. Дещо вищий показник пи- томого виходу метану отримано при монозброджуванні тритикале озимого на діючій біогазовій установці Söderåsens Bioenergi у Швеції – на рівні 396 нм3 СН4/т СОР [9]. За даними [10], потенціал виходу біогазу з тритикале озимого сорту Tulus, вирощеного в умовах Швеції та зіб- раного у фазі воскової стиглості, становить 397 нм3 СН4/т СОР, що в перерахунку на площу ріллі дає 5687 нм3 СН4/га за врожайності 15 т СР/га. Відносно мен- ший вихід метану показали два сорти тритикале озимого, Tremplin та Talentro, вирощені в умовах Австрії та зібрані у фазі молочної стиглості, на рівні 236÷265 нм3 СН4/т СОР [7]. При цьому очікуваний вихід метану на одиницю площі землі за врожайності 15 т СР/га становить 3400÷3600 нм3 СН4/га. У дослідженні [11] було показано, що при вирощуванні двох сортів тритикале, Bienvenù та Talentro, в умовах Північної Італії прогнозований питомий потенціал виробництва метану на 1 га землі становить 5775 та 7700 нм3 СН4/га, відповідно, що є найвищим по- казником серед розглянутих результатів досліджень. Мо- жна бачити, що для сорту Talentro в цьому дослідженні отримано більш ніж вдвічі вище значення потенціалу ви- ходу метану на 1 га землі, що може вказувати на суттєвий вплив регіону вирощування та відповідних кліматичних умов. Результатів дослідження виходу біогазу з трити- кале озимого, вирощеного в умовах України, наразі не виявлено. Зведену інформацію щодо потенціалу виходу біогазу з різних сортів жита та тритикале озимих, вирощених у рі- зних регіонах світу та зібраних у різних фазах вегетації, наведено в табл. 1. Таблиця 1. Потенціал виходу біогазу з жита і тритикале озимих Table 1. Biogas yields from winter rye and winher triticale К ул ьт ур а С о р т Р ег іо н в и р о щ у- ва н н я Ф аз а ст и гл о ст і п р и з б о р і В р о ж ай н іс ть , т С Р /г а С Р , % С М С О Р , % С Р В и хі д б іо га зу , н м 3 /т С О Р В и хі д м ет ан у, н м 3 С Н 4 /т С О Р П о те н ц іа л в и - хо д у м ет ан у н а о д . п л о щ і, н м 3 С Н 4 /г а Д ж ер ел о Ж и то о зи м е Elbon США, Midwest Повна н/з 94,21 87,6 174,8 104,9 н/з [2] Wheeler 95,1 86,18 174,6 104,7 PH2019 95,79 88,21 193,7 116,2 Wrens Abruzzi 96,09 89,73 182,2 109,3 Winter Grazer 97,49 90,78 213,3 128,0 ISURF Mix 96,43 87,48 225,2 135,1 н/з Франція Повна поява суцвіття н/з 25 95,2 580a 348 н/з [3] н/з Німеччина Рання воскова 17,7 38,5 н/з 488,3 293 4823 [4] н/з Бельгія н/з 8,32 26 н/з 170b н/з 3200 [5] Slobozhanets F1 Україна Вихід в трубку 4,9 30,7 н/з 363,4 218,1 1781 [6] Jupiter F1 5,5 34,6 319,7 191,8 1759 Saturn F1 7,8 37,5 284,0 170,4 2215 Pamyat` Hudoyerka 6,6 36,4 314,1 188,4 2073 Hamarka 9,2 35,7 306,9 184,1 2824 Stoir 6,7 37,6 281,5 168,9 1886 Dikhar 6,3 36,6 325,7 195,4 2052 Beskud Австрія Воскова 15 н/з н/з 405,0 243,0 3350 [7] Тр и ти ка л е о зи м е н/з Італія н/з н/з 33 94 594,0 315 н/з [8] н/з Швеція Рання воскова н/з 37 95,70 660,0 396 н/з [9] Tulus Швеція Воскова 15 35,8 95,5 661,7 397,0 5687 [10] Tremplin Австрія Молочна 15 н/з н/з 441,7 265,0 3600 [7] Talentro 393,3 236,0 3400 Bienvenù Італія н/з 15,5 18 н/з 621c 372,6c 5775 [11] Talentro 17,5 18,5 733c 440c 7700 Примітки: a – проводилася попередня обробка з додаванням СаО з концентрацією 60 г/кг СОР; b – вихід газу наве- дений у нм3/т СМ; c – вихід газу наведений у нм3/т СР; н/з – не зазначено 214 Відновлювана енергетика. №1/2025 \| Сонячна енергетика Як видно з табл. 1, діапазон значень питомого виходу метану коливаються в досить широкому діапазоні, від 104,7 до 348 нм3 СН4/т СОР та 1759-4823 нм3СН4/га для жита озимого та 236-397 нм3СН4/тСОР та 3400– 7700 нм3 СН4/га – для тритикале озимого. Для порів- няння, кукурудза на силос (гібриди Кардинал, Шедевр, Слобожанський, Світанок, Варта), вирощена в умовах України та забрана у фазах між ранньою восковою стиг- лістю та ранньою повною стиглістю, має потенціал ви- ходу метану на рівні 330–360 нм3/т СОР [12]. За врожай- ності 9,9–17,7 т СР/га очікуваний вихід метану на 1 га землі становить 3400–6300 нм3 СН4/га. Схожі результати виходу метану з кукурудзи на силос отримано в дослі- дженні [13], з використанням гібридів Амарос, Бога- тир, КВС 381, Каріфолс, вирощених в умовах півночі Ук- раїни (Житомирська обл). У цьому дослідженні оцінений питомий вихід метану з різних гібридів кукуру- дзи становив 272,1–356,6 нм3 СН4/т СОР, а в перераху- нку на 1 га землі – 3860–6630 нм3 СН4/га. Наведені дані показують, що проміжні культури, як-от жито й трити- кале озимі, можна розглядати як альтернативну силосу кукурудзи сировину при виробництві біогазу та біоме- тану. Водночас можна бачити, що на потенціал виходу біогазу з проміжних культур може суттєво впливати сорт куль- тури та регіон вирощування. Зважаючи на вагомість проміжних культур в оцінці потенціалу виробництва ме- тану в Україні, недостатню вивченість продуктивності за біогазом різних сортів жита й тритикале озимих, вбача- ється актуальною задача експериментального дослі- дження ефективності анаеробного зброджування рос- линної біомаси цих культур, вирощених в Україні, та отримання нових даних про питомий вихід біогазу та метану і загальний енергетичний потенціал викорис- тання ріллі (нм3 СН4/[га·рік]). Для проведення експериментального дослідження було використано зразки жита озимого німецької селе- кції та тритикале озимого української селекції, вироще- них в умовах України. Три (3) дослідні зразки силосу жита озимого було надано компанією KWS, а саме: (а) силос житній СЖ 39, зібраний до виходу колосу; (б) си- лос житній СЖ 65, зібраний після цвітіння; (в) силос жи- тній СЖ 73, зібраний у фазі молочно-воскової стиглості. Надані зразки є гібридним житом власного сорту компа- нії KWS – КВС ПРОПАУЕР, вирощеного в умовах України в 2021 році. Це гібрид подвійного призначення, що може заготовлятись як у фазі прапорцевого листка, так і у фазі молочно-воскової стиглості, та дає змогу повністю відмовитися від використання регуляторів росту і забез- печує в молочно-восковій фазі врожайність на рівні 45 т/га і більше. Три (3) дослідні зразки тритикале ози- мого було надано компанією СТОВ «Перемога»: (а) сорт Єгор, (б) сорт Пудік та (в) сорт Велетень, власної селекції компанії. Урожайність наданих зразків тритикале, виро- щених в умовах Фастівського району Київської області, на момент збору становила: для сорту Єгор – 81 т/га, Ве- летень – 70 т/га, Пудік – 64 т/га. Дослідження проведено в два етапи: на етапі 1 дослі- джено вихід біогазу зі зразків жита озимого, на етапі 2 – зі зразків тритикале озимого. Усі зразки жита озимого було доставлено в лабораторію в липні 2021 року. Від- бір усіх зразків тритикале проведено 14 травня 2024 року зрізанням усієї рослини на площі 1 м2 для кожного сорту. Середня висота зрізаних стебел становила 110 см, найбільша – 140 см. Дослідження проведено в лабораторії теплофізичних проблем біоенергетики відділу Теплофізичних проблем систем теплопостачання Інституту технічної теплофізики НАНУ. Методи дослідження Вміст сухих речовин (СР) та сухих органічних речовин (СОР) визначали згідно з ГОСТ 26713-85 «Добрива орга- нічні. Метод визначення вологи й сухого залишку» та ДСТУ-П CEN/TS 14775:2012 «Біопаливо тверде. Метод визначення вмісту золи», відповідно. Вміст СР визна- чали висушуванням зразків у сушильній шафі «ThermoLab» СНОЛ 58/350, вміст СОР – у муфельній печі ThermoLab СНОЛ 7.2/1100. Масу досліджених матеріа- лів виміряно за допомогою лабораторних ваг марки «Acculab» ALC-150.3-U, з класом точності ± 0,001 г. Вимі- рювання об’єму виділеного біогазу виконували візуаль- ним зчитуванням показів градуйованої мірної шкали на рухомій частині евдіометра, похибка вимірювання ста- новить ±10 мл для кожного зчитування показів. Визна- чення вмісту СН4 та СО2 у виділеному біогазі виконували портативним газоаналізатором Landtec GEM-500, похи- бка вимірювання становить 0,1–6,0 %, залежно від фак- тичної концентрації газу. Температурні показники вимі- рювали за допомогою лабораторного ртутного термометра типу ТЛ 4-2. Пробопідготовка та модельні суміші. Усі зразки жита озимого було досліджено у формі силосу, доставленого в лабораторію в липні 2021 року. Зразки стебел трити- кале перед дослідженням було подрібнено до частинок з лінійними розмірами 8–12 мм (рис. 2). Рис. 2. Подрібнені зразки листя (зліва) та стовбуру (справа) тритикале Fig. 2. Fragmented samples of leaves (left) and stems (right) of triticale 215 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика Кожен зразок жита і тритикале було змішано з інокуля- том у 3 повторностях, і утворені модельні суміші збро- джено в періодичному режимі за температури 37±1 °С. При цьому, початкова концентрація СОР силосу жита в модельних сумішах становила 6,87–7,53 г СОР/кг, три- тикале – 7,51–7,59 г СОР/кг. Співвідношення маси СОР субстрату до маси СОР інокуляту субстрат інокулят СОР СОР у модель- них сумішах становило 0,4 для тритикале та 0,47÷0,51 – для силосу жита, що відповідає рекомендаціям німець- кого стандарту VDI 4630 [14]. Опис дослідної установки. Компоновка однієї устано- вки зі стенду для дослідження процесу метанового бродіння наведена на рис. 3. Стенд для досліджень складений з набору аналогічних газощільних систем, ос- новними елементами яких є скляний біореактор з газо- щільною кришкою з капрону повним об’ємом 1,55 дм3 та евдіометр з ПВХ з робочим об’ємом 1,6 дм3, з’єднані між собою гнучкою трубкою з силікону. Біореактори ро- зміщено в ємності з водою, що виконує роль теплоносія. Підігрів та контроль температури процесу бродіння в бі- ореакторах реалізовано за допомогою зануреного в єм- ність з водою нагрівача типу Aquael Easyheater, з факти- чним гістерезисом ±1 ºС. Для забезпечення рівномірного розподілу тепла від нагрівача по всьому об’єму ємності з водою використано крильчатковий на- сос зануреного типу. Газоаналізатор Запірний вентиль Силіконова газовідвідна трубка Градуйована рухома частина евдіометра Газощільна кришка Вільний газовий простір над сумішшю Досліджувана суміш Водяна баня Нерухома частина евдіометра Металева газовідвідна трубка 5% розчин NaCl Рис. 3. Система реактор–евдіометр, застосована в досліді Fig. 3. Reactor-eudiometer system used in the experiment Внаслідок виділення в біореакторі біогазу та зростання тиску в газовому просторі системи рухома частина евді- ометра піднімається на певну висоту, що відповідає ви- значеному об’єму газу. Задля уникнення втрати накопи- ченого біогазу шляхом абсорбції нерухому частину евдіометра заповнювали 5%-м водним розчином NaCl. Аналіз вмісту у виділеному біогазі СН4 та СО2 виконували шляхом відкачування біогазу з евдіометра за допомо- гою вмонтованої в газоаналізаторі помпи. Заміри складу біогазу виконували в міру наповнення евдіоме- тра щонайменше до 300 дм3, що дозволяло отримувати стабілізовані покази газоаналізатора. Вимірювання об- сягу виділеного біогазу проводили до моменту досяг- нення значення добового приросту виходу біогазу менше 5 % сумарного накопиченого об’єму. Основними показниками, які визначали в процесі про- ведення дослідження, були: приведений до нормальних умов (н. у., тиск Р0 = 1013 гПа, температура Т0 = 273 K) кумулятивний вихід бі- огазу н.у. БГ, кумi V , нмл, і-го заміру: ( )−  =   атм вод.пари 0н.у. БГ, кум БГ, кум 0 атм і і i i і Р Р Т V V Р Т , (1) де БГ, кумi V – кумулятивний вихід біогазу і-го заміру за умов експерименту, мл; атмі Р – атмосферний тиск і-го заміру в приміщенні, де проводився експеримент, гПа; атмі T – температура і-го заміру в приміщенні, де прово- дився експеримент, гПа; вод.париі Р – тиск насиченої водяної пари в газовому про- сторі реактора як функція температури модельної су- міші і-го заміру, гПа; приведений до н. у. (тиск Р0 = 1013 гПа, температура Т0 = 273 K) кумулятивний вихід метану 4 н.у. CH , кумi V , нмл, і-го заміру: =  −4 4 н.у. атм CH , кум CH , кум атм вод.пари i i P V V P P , (2) де 4CH , кумi V – кумулятивний вихід метану за умов експе- рименту і-го заміру, мл; скориговані на газовий простір у реакторі та евдіометрі = зкоригов. БГ, кум i n V та 4 зкоригов. CH , кумi V , відповідно, кумулятивні виходи бі- огазу та метану і-го заміру, мл: ( ) ( ) == = −   = +  − +    0 атм вод.пари 0зкоригов. БГ, кум БГ, кум р сум евд 0 атм і і i ni n і i n Р Р Т V V V V V V Р Т (3) 216 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика ( ) ( ) − + − = + −  0 4 4 4 4 1 евд р сумзкоригов. н.у. н.у. н.у. CH , кум CH , кум CH , кум CH , кум н.у. БГ, кум i i i i i V V V V V V V V , (4) де = i nV – накопичений між двома замірами об’єм біо- газу на кінець експерименту, мл; Vр – повний об’єм біореактора, мл; 0евдV – нульовий об’єм рухомої частини відповідного ев- діометра, мл; сумV – об’єм внесеної модельної суміші у відповідний реактор, мл; кумулятивний питомий вихід біогазу та метану на оди- ницю внесеної маси СОР власне субстрату СОР, субБГ, кумQ та 4 СОР, субСН , кумQ , відповідно, нмл/гСОР:  −  = СОР сум СОР інок СОР, суб суб бланк БГ, кум СОР БГ, кум СОР БГ, кум СОР Q m Q m Q m (5)  −  = 4 СОР сум 4 СОР інок 4 СОР, суб суб бланк СН , кум СОР СН , кум СОР СН , кум СОР Q m Q m Q m , (6) де СОРБГ, кумQ – кумулятивний питомий вихід біогазу на одиницю внесеної маси СОР всієї суміші реактора, нмл/г СОР; сумСОРm – маса внесеної СОР всієї модельної суміші реа- ктора, г; СОР бланк БГ, кумQ – накопичений за весь час експерименту пито- мий об’єм біогазу в бланк-реакторі (реактор з інокуля- том без внесення зразку досліджуваного матеріалу) у перерахунку на одиницю СОР інокуляту, нмл/г СОР; інокСОРm – маса СОР у внесеному інокуляті в бланк-реак- торі, г; 4 СОРСН , кумQ – кумулятивний питомий вихід метану на одиницю внесеної маси СОР усієї суміші реактора, нмл/г СОР; 4 СОР бланк СН , кумQ – накопичений за весь час експерименту пи- томий об’єм метану в бланк-реакторі, у перерахунку на одиницю СОР інокуляту, нмл/г. Виклад основного матеріалу Визначення вмісту СР та СОР Жито озиме. У табл. 2 наведено результати вимірю- вання вмісту СР та СОР у наданих зразках силосу жит- нього та інокуляту, використаних на етапі 1 досліджень. Як видно з табл. 2, зразки силосу житнього істотно відрі- зняються як за вмістом сухих речовин, так і за зольністю сухої речовини. Так, при збільшенні тривалості вегетації жита з 39 до 73 днів вміст СР та СОР на одиницю маси збільшується, а вміст золи в сухій речовині – навпаки, зменшується. На рис. 4 представлено апроксимацію за- лежності частки СОР у біомасі житнього силосу від пері- оду вегетації жита з використанням експоненційної функції виду y = 0,1587 e0,0103x, де у – частка СОР, ч.о., х – період вегетації, діб. Таблиця 2. Результати вимірювання вмісту СР та СОР у зразках силосу жита й інокуляті Table 2. Results of estimating the DM and ODM content in rye silage samples and inoculum Код матеріалу СР, % свіжої маси СОР, % СР СЖ-39 26,78 89,05 СЖ-65 32,99 91,41 СЖ-73 36,13 94,97 Інокулят лабо- раторний 2,47 60,82 Рис. 4. Залежність частки СОР у біомасі жита від пе- ріоду вегетації Fig. 4. ODM content in a rye biomass as a function of vegetation period За врожайності жита 45 т/га, вихід СОР з 1 га площі посі- вів становитиме: 10,73 т СОР/га для зразка СЖ-39, 13,57 т СОР/га – для зразка СЖ-65, 15,44 т СОР/га – для зразка СЖ-73. З погляду потенціалу виробництва біогазу потрібно досягати більшої частки СОР у рослинній біо- масі. На практиці залежність вмісту СОР від періоду ве- гетації (рис. 4) є важливою, оскільки дозволяє прогнозу- вати такий вміст за зміни планового періоду вегетації. На останній можуть вплинути погодні фактори, такі як середня температура та сума опадів протягом періоду вегетації. Тритикале озиме. Результати вимірювання вмісту СР та СОР у зразках тритикале та інокуляту, використаних на етапі 2 досліджень, наведено в табл. 3. З урахуванням значень досягнутої врожайності для дос- ліджених сортів тритикале та вмісту в них СР та СОР оці- нений вихід СОР з 1 га становитиме: 13,66 т СОР/га – для сорту Єгор, 11,79 т СОР/га – для сорту Велетень, і 12,25 т СОР/га – для сорту Пудік. За цим показником зразки сортів тритикале зіставні зі зразками жита ози- мого СЖ-65. y = 0,1587e0.0103x R² = 0.983 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 20 30 40 50 60 70 80 Ч ас тк а С О Р в р о сл и н н ій б іо м ас і, ч. о . Тривалість вегетації, діб 217 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика Таблиця 3. Результати вимірювання вмісту СР та СОР у зразках тритикале Table 3. Results of measuring the DM and ODM content in triticale samples Код матеріалу СР, % свіжої маси СОР, % СР Єгор 18,75 89,95 Велетень 18,63 90,41 Пудік 21,09 90,72 Інокулят лабораторний 3,4 57,9 Результати досліджень метанового бродіння Силос жита озимого. Показники виходу біогазу та ме- тану при зброджуванні силосу жита наведено в табл. 4. Середній накопичений вихід біогазу з різних зразків жита коливається в межах 477,4÷529,3 нл·кг СОР-1, з ма- ксимумом виходу біогазу для зразка СЖ-73 (529,3 нл·кг СОР-1). Середній накопичений вихід метану коливається в межах 301,5÷351 нл СН4·кг СОР-1, з макси- мумом виходу метану для зразка СЖ-73 (351 нл СН4·кг СОР-1) за середньої концентрації метану 66,4 %. Таблиця 4. Питомий вихід біогазу та метану з силосу жита озимого Table 4. Specific biogas and methane yield from rye silage Код матеріалу Показники Кумулятивний вихід біогазу Кумулятивний вихід CH4 CCH4 нл·кг-1 нл·кг СОР-1 нл СН4·кг-1 нл СН4·кг СОР-1 %об. СЖ-39 126,21 529,20 82,61 346,37 65,5 СЖ-65 143,94 477,38 90,89 301,45 63,1 СЖ-73 181,59 529,29 120,44 351,05 66,4 Зміна накопиченого питомого виходу біогазу та метану на одиницю маси СОР субстрату в часі наведена на рис. 5, а. Динаміка зміни концентрації СН4 та СО2 у біогазі в часі показана на рис. 5, б. а б Рис. 5. Зміна накопиченого питомого виходу біогазу та метану (а) в часі, зміна концентрації СН4 та СО2 у біо- газі в часі (б) Fig. 5. Changes in the cumulative specific yield of biogas and methane (a) over time, changes in the concentration of CH4 and CO2 in biogas over time (b) Аналіз отриманих результатів показує, що зі збільшенням тривалості вегетації жита озимого збільшується питомий вихід метану на одиницю маси СОР. Так, під час збирання до виходу колоса (зразок СЖ-39) кількість отриманого метану становить до 350 нл СН4/кг СОР, під час збирання після цвітіння (зразок СЖ-65) цей показник дещо знижу- ється (до 301 нл СН4/кг СОР). Під час збирання у фазі мо- лочно-воскової стиглості спостерігаються найвищі показ- ники продуктивності силосу за метаном. Найбільший питомий вихід метану (351 нл СН4/кг СОР) встановлено для жита, зібраного у фазі молочно-воскової стиглості, що є сумірним з потенціалом виходу СН4 із силосу куку- рудзи (330–360 нл СН4/кг СОР [12]). Силос, заготовлений у фазі прапорцевого листка (кінець квітня — початок тра- вня), також показує високі результати. Збирання в цей пе- ріод є доцільним для господарств з нормальним волого- забезпеченням ще й тому, що після жита може бути висіяна інша культура. За врожайності 45 т/га при зборі жита озимого у фазі молочно-воскової стиглості потен- ціал виходу метану на одиницю площі землі становитиме 0 100 200 300 400 500 600 0 5 10 15 20 25 30 V ку м ул , н л ·к гС О Р -1 τ, діб СЖ - 39, біогаз СЖ - 65, біогаз СЖ - 73, біогаз СЖ - 39, СН4 СЖ - 65, СН4 СЖ - 73, СН4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 C га зу , % о б . τ, діб СЖ - 39, СH4 СЖ - 65, СH4 СЖ - 73, СH4 СЖ - 39, СO2 СЖ - 65, СO2 СЖ - 73, СO2 218 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика 5400 нм3 СН4/га, що також є зіставним з аналогічним по- казником для силосу кукурудзи (3400–6300 нм3 СН4/га за врожайності 39–52 т/га [15]). Тритикале озиме. Показники виходу біогазу та метану при зброджуванні тритикале наведено в табл. 5. Серед- ній накопичений вихід біогазу для різних зразків коли- вається в межах 531,32÷570,76 нл·кгСОР-1, з максиму- мом виходу біогазу для зразка Пудік. Середній на- копичений вихід метану коливається в межах 362,7÷368,1 нл СН4·кг СОР-1, з максимумом виходу ме- тану для зразка Єгор за середньої концентрації метану 66,1 %. Зміна накопиченого питомого виходу біогазу та метану на одиницю маси СОР субстрату в часі наведена на рис. 6, а. Динаміка зміни концентра- ції СН4 та СО2 у біогазі в часі показана на рис. 6, б. Таблиця 5. Питомий вихід біогазу та метану зі зразків тритикале озимого Table 5. Specific biogas and methane yields from triticale samples Код матеріалу Показники Кумулятивний вихід біогазу Кумулятивний вихід CH4 CCH4 нл·кг-1 нл·кг СОР-1 нл СН4·кг-1 нл СН4·кг СОР-1 %об. Єгор 94,73 566,61 66,60 368,08 66,1 Велетень 87,94 531,32 60,48 362,74 61,1 Пудік 108,43 570,76 75,72 364,34 66 а б Рис. 6. Вихід біогазу та метану з тритикале і концентрація СН4 та CO2 в біогазі Fig. 6. Biogas and methane yields from triticale and CH4 and CO2 concentrations in biogas За результатами експерименту найвищу продуктивність за метаном показав сорт Єгор з потенціалом виходу СН4 на рі- вні 368,1 нл СН4·кг СОР-1, при цьому найвищий потенціал виходу СН4 на одиницю свіжої маси, 75,72 нл СН4·кг-1, має сорт Пудік. Усі три сорти тритикале озимого мають сумірний потенціал виходу метану на одиницю свіжої маси та на оди- ницю маси СОР, у порівнянні з силосом жита, зібраним у се- редині травня, та силосом кукурудзи (табл. 6). Таблиця 6. Потенціал виходу метану з жита й тритикале озимих і силосу кукурудзи на 1 га землі Table 6. Methane yield potential per 1 ha from winter rye, winter triticale and maize silage Сировина Потенціал виходу метану на одиницю площі, нм3 СН4/га Потенціал виходу метану на одиницю маси, нм3 СН4/т Жито-73 5400 120,4 Тритикале 4258–5028 60,8–69,7 Кукурудза 3400–6300 97,2–129,2 За врожайності сортів Єгор, Велетень та Пудік 81, 70 та 64 т/га, відповідно, потенціал виходу метану на оди- ницю посівної площі становитиме 5028, 4258 та 4462 нм3 СН4/га, відповідно. Оскільки найвищий вихід СОР з 1 га серед досліджених сортів тритикале (13,66 т СОР/га для сорту Єгор) є нижчим, аніж для 0 100 200 300 400 500 600 700 0 5 10 15 20 25 30 V ку м , н л ·к гС О Р -1 τ, діб Єгор, біогаз Велетень, біогаз Пудік, біогаз Єгор, СН4 Велетень, СН4 Пудік, СН4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 C га зу , % о б . τ, діб Єгор, СН4 Велетень, СН4 Пудік, СН4 Єгор, СО2 Велетень, СО2 Пудік, СО2 219 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика силосу жита (15,44 т СОР/га для зразка СЖ-73) та для си- лосу кукурудзи (в середньому 16,2 т СОР/га), то на оди- ницю маси тритикале має найнижчі показники потенці- алу виходу метану (рис. 7, а). Проте, враховуючи високу урожайність тритикале (64–81 т/га проти 45 т/га для жита та 39–52 т/га для кукурудзи), потенціал виходу ме- тану на одиницю площі землі є зіставним як з житом, так і з кукурудзою на силос (рис. 7, б). а б Рис. 7. Потенціал виходу метану на одиницю маси сировини (а) та на 1 га посівної площі (б) Fig. 7. Methane yield potential per unit mass of feedstock (a) and 1 ha of cropping area (b) Висновки Впровадження та розширення практики вирощування проміжних культур на посівних площах в Україні в пері- оди між зборами основного врожаю дозволить суттєво збільшити потенціал виробництва біогазу та диверсифі- кувати джерела походження сталої сировини для виро- бництва передового біометану. Одними з найперспек- тивніших видів проміжних культур з погляду ефективності використання земельних ресурсів для ене- ргетики можуть бути жито озиме та тритикале озиме, що мають достатньо високу врожайність у кліматичних умовах України. За показниками питомого виходу ме- тану на одиницю маси СОР та на одиницю площі посів- них земель досліджені зразки жита й тритикале є сумір- ними з силосом кукурудзи, що традиційно використовується на біогаз. Це робить такі проміжні ку- льтури перспективною альтернативною сировиною для проєктів виробництва передового біометану в Україні. ПОСИЛАННЯ 1. Сухина А. Злакові силоси – перспектива для вироб- ництва біогазу. ПропозиціЯ. 2022. URL: https://propozitsiya.com/ua/zlakovi-sylosy- perspektyva-dlya-vyrobnyctva-biogazu (дата звернення: 20.11.2024). 2. Anaerobic Digestion of Cereal Rye Cover Crop / L. Yang et al. Fermentation. 2022. Т. 8. № 11. С. 617. URL: https://doi.org/10.3390/fermentation8110617 (дата звернення: 20.11.2024). 3. Long term alkaline storage and pretreatment process of cover crops for anaerobic digestion / C. Van Vlierberghe et al. Bioresource Technology. 2021. Т. 330. С. 124986. URL: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.124986 (дата звернення: 20.11.2024). 4. Energy crop production in double-cropping systems: Results from an experiment at seven sites / R. Graß et al. European Journal of Agronomy. 2013. Т. 51. С. 120– 129. URL: https://doi.org/10.1016/j.eja.2013.08.004 (дата звернення: 20.11.2024). 5. Using rye as cover crop for bioenergy production: An environmental and economic assessment / E. Igos et al. Biomass and Bioenergy. 2016. Т. 95. С. 116–123. URL: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2016.09.023 (дата звернення: 20.11.2024). 6. Jegorov D., Zmiievs'ka O., Dem’ianenko S. Use of winter rye for production of biogas. Visnyk agrarnoi nauky. 2018. Т. 96. № 5. С. 63–67. URL: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201805-10 (дата звернення: 20.11.2024). 7. Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rota- tions / T. Amon et al. Bioresource Technology. 2007. Т. 98. № 17. С. 3204–3212. URL: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.07.007 (дата звернення: 20.11.2024). 8. Greenhouse gas emissions of electricity and bio- methane produced using the Biogasdoneright™ sys- tem: four case studies from Italy / L. Valli et al. Biofu- els, Bioproducts and Biorefining. 2017. Т. 11. № 5. С. 847–860. URL: https://doi.org/10.1002/bbb.1789 (дата звернення: 20.11.2024). 9. Benefits of supplementing an industrial waste anaero- bic digester with energy crops for increased biogas pro- duction / I. A. Nges et al. Waste Management. 2012. Т. 32. № 1. С. 53–59. URL: https://doi.org/10.1016/j.was- man.2011.09.009 (дата звернення: 20.11.2024). 10. Comparing energy crops for biogas production – Yields, energy input and costs in cultivation using digestate and mineral fertilisation / C. Gissén et al. Biomass and Bio- energy. 2014. Т. 64. С. 199–210. URL: 0 20 40 60 80 100 120 140 Жито-73 Тритикале Кукурудза н м 3 С Н 4 /т 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Жито-73 Тритикале Кукурудза н м 3 С Н 4/ га https://propozitsiya.com/ua/zlakovi-sylosy-perspektyva-dlya-vyrobnyctva-biogazu https://propozitsiya.com/ua/zlakovi-sylosy-perspektyva-dlya-vyrobnyctva-biogazu 220 Відновлювана енергетика. № 2/2025 \| Біоенергетика https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.03.061 (дата звернення: 20.11.2024). 11. Biogas from dedicated energy crops in Northern Italy: electric energy generation costs / A. Schievano et al. GCB Bioenergy. 2014. Т. 7. № 4. С. 899–908. URL: https://doi.org/10.1111/gcbb.12186 (дата звернення: 20.11.2024). 12. Assessment of Areal Methane Yields from Energy Crops in Ukraine, Best Practices / I. Morozova et al. Applied Sciences. 2020. Т. 10. № 13. С. 4431. URL : https://doi.org/10.3390/app10134431 (дата звернення: 20.11.2024). 13. Grabovskyi, M., Kucheruk, P., Pavlichenko, K. et al. Influ- ence of macronutrients and micronutrients on maize hybrids for biogas production. Environ Sci Pollut Res 30, 70022–70038 (2023). https://doi.org/10.1007/s11356- 023-27235-3 (дата звернення: 20.11.2024). 14. VDI 4630. Vergärung organischer Stoffe Substratcharak- terisierung, Probenahme, Stoffdatenerhebung, Gärver- suche. Чинний від 2006-04-01. Вид. офіц. Düsseldorf, 2006. 92 с. 15. Bauer, A., Leonhartsberger, C., Bösch, P., Amon, B., Friedl, A., & Amon, T. Analysis of methane yields from energy crops and agricultural by-products and estima- tion of energy potential from sustainable crop rotation systems in EU-27. 2009. Clean Technologies and Envi- ronmental Policy, 12(2), 153–161. doi:10.1007/s10098- 009-0236-1 (дата звернення: 20.11.2024). REFERENCES 1. Sukhina A. Cereal silos - a prospect for biogas production. PropozytsiyA. 2022. URL: https://propozitsiya.com/ua/zlakovi-sylosy- perspektyva-dlya-vyrobnyctva-biogazu (date of access: 20.11.2024). 2. Anaerobic Digestion of Cereal Rye Cover Crop / L. Yang et al. Fermentation. 2022. Т. 8. № 11. С. 617. URL: https://doi.org/10.3390/fermentation8110617 (date of access: 20.11.2024). 3. Long term alkaline storage and pretreatment process of cover crops for anaerobic digestion / C. Van Vlierberghe et al. Bioresource Technology. 2021. Т. 330. С. 124986. URL: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.124986 (date of access: 20.11.2024). 4. Energy crop production in double-cropping systems: Results from an experiment at seven sites / R. Graß et al. European Journal of Agronomy. 2013. Т. 51. С. 120– 129. URL: https://doi.org/10.1016/j.eja.2013.08.004 (date of access: 20.11.2024). 5. Using rye as cover crop for bioenergy production: An environmental and economic assessment / E. Igos et al. Biomass and Bioenergy. 2016. Т. 95. С. 116–123. URL: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2016.09.023 (date of access: 20.11.2024). 6. Jegorov D., Zmiievs'ka O., Dem’ianenko S. Use of winter rye for production of biogas. Visnyk agrarnoi nauky. 2018. Т. 96. № 5. С. 63–67. URL: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201805-10 (date of access: 20.11.2024). 7. Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations / T. Amon et al. Bioresource Technology. 2007. Т. 98. № 17. С. 3204–3212. URL: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.07.007 (date of access: 20.11.2024). 8. Greenhouse gas emissions of electricity and biomethane produced using the Biogasdoneright™ system: four case studies from Italy / L. Valli et al. Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2017. Т. 11. № 5. С. 847–860. URL: https://doi.org/10.1002/bbb.1789 (date of access: 20.11.2024). 9. Benefits of supplementing an industrial waste anaerobic digester with energy crops for increased biogas production / I. A. Nges et al. Waste Management. 2012. Т. 32. № 1. С. 53–59. URL: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.09.009 (date of access: 20.11.2024). 10. Comparing energy crops for biogas production – Yields, energy input and costs in cultivation using digestate and mineral fertilisation / C. Gissén et al. Biomass and Bioenergy. 2014. Т. 64. С. 199–210. URL: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.03.061 (date of access: 20.11.2024). 11. Biogas from dedicated energy crops in Northern Italy: electric energy generation costs / A. Schievano et al. GCB Bioenergy. 2014. Т. 7. № 4. С. 899–908. URL: https://doi.org/10.1111/gcbb.12186 (date of access: 20.11.2024). 12. Assessment of Areal Methane Yields from Energy Crops in Ukraine, Best Practices / I. Morozova et al. Applied Sciences. 2020. Т. 10. № 13. С. 4431. URL: https://doi.org/10.3390/app10134431 (date of access: 20.11.2024). 13. Grabovskyi, M., Kucheruk, P., Pavlichenko, K. et al. Influence of macronutrients and micronutrients on maize hybrids for biogas production. Environ Sci Pollut Res 30, 70022–70038 (2023). https://doi.org/10.1007/s11356-023-27235-3 (date of access: 20.11.2024). 14. VDI 4630. Vergärung organischer Stoffe Substratcharakterisierung, Probenahme, Stoffdatenerhebung, Gärversuche. In force from 2006- 04-01. Düsseldorf, 2006. 92 p. 15. Bauer, A., Leonhartsberger, C., Bösch, P., Amon, B., Friedl, A., & Amon, T. Analysis of methane yields from energy crops and agricultural by-products and estimation of energy potential from sustainable crop rotation systems in EU-27. 2009. Clean Technologies and Environmental Policy, 12(2), 153–161. doi:10.1007/s10098-009-0236-1(date of access: 20.11.2024). https://doi.org/10.1007/s11356-023-27235-3 https://doi.org/10.1007/s11356-023-27235-3 https://propozitsiya.com/ua/zlakovi-sylosy-perspektyva-dlya-vyrobnyctva-biogazu https://propozitsiya.com/ua/zlakovi-sylosy-perspektyva-dlya-vyrobnyctva-biogazu https://doi.org/10.1007/s11356-023-27235-3
id	veorgua-article-542
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:16:15Z
publishDate	2025
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/7b/458511221700cc06d06e8bc1cfe6297b.pdf
spelling	veorgua-article-5422026-07-18T06:32:22Z EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИХОДУ БІОГАЗУ З ГІБРИДІВ ЖИТА ОЗИМОГО ТА ТРИТИКАЛЕ ОЗИМОГО Kucheruk , P. Koziupa , T. biogas, intermediate crops, winter rye, winter triticale, advanced biomethane. біогаз, проміжні культури, жито озиме, тритикале озиме, передовий біометан. A series of experimental studies of the biogas production potential of two intermediate crops (winter rye and winter triticale) grown in Ukraine were carried out. The dry matter and organic dry matter contents of both crops were determined and compared with corn silage in terms of similar indicators. The methane yield of 98 NlCH4/kg and 68 NlCH4/kg of fresh weight for winter rye and winter triticale, respectively, was experimentally determined. In terms of absolutely dry ash-free weight, the methane yield was 333 NlCH4/kgDM and 365 NlCH4/kgDM for winter rye and winter triticale, respectively. The methane potential of the analysed samples and corn silage was compared. It is shown that winter rye, at the achieved yield, has a higher specific methane yield than winter triticale, both per unit area of arable land (5400 Nm3CH4/ha for rye versus 4600 Nm3CH4/ha for triticale) and per unit fresh weight (120 Nm3CH4/t for rye versus 65 Nm3CH4/t for triticale). It was found that in terms of average methane yield per unit area, the cultivation of the studied hybrids of winter rye and triticale is comparable to the cultivation of corn silage, and therefore can be recommended for biogas production as a substrate alternative to corn silage. У процесі роботи було проведено серію експериментальних досліджень потенціалу виходу біогазу з двох проміжних культур (жита озимого та тритикале озимого), вирощених в умовах України. Визначено масову частку сухих речовин та сухої органічної сировини обох культур, зіставлено з силосом кукурудзи за аналогічними показниками. Експериментально встановлено вихід метану в 98 нл СН4/кг та 68 нл СН4/кг свіжої маси для жита озимого та тритикале озимого, відповідно. У перерахунку на абсолютно суху беззольну масу вихід метану становив 333 нл СН4/кг СОР та 365 нл СН4/кг СОР для жита озимого та тритикале озимого, відповідно. Проведено порівняння потенціалу виходу метану для досліджених зразків сировини та силосу кукурудзи. Показано, що жито озиме, за досягнутої врожайності, має вищий питомий вихід метану, аніж тритикале озиме, як на одиницю площі ріллі (5400 нм3 СН4/га для жита проти 4600 нм3 СН4/га для тритикале), так і на одиницю свіжої маси (120 нм3 СН4/т для жита проти 65 нм3 СН4/т для тритикале). Встановлено, що за показником середнього виходу метану на одиницю посівної площі вирощування досліджених гібридів жита та тритикале озимих є зіставним з вирощуванням силосу кукурудзи, а тому можуть бути рекомендовані для виробництва біогазу як альтернативна силосу кукурудзи сировина. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-06-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/542 10.36296/1819-8058.2025.2(81).211-220 Vidnovluvana energetika ; No. 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 211-220 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(81) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 211-220 Відновлювана енергетика; № 2(81) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 211-220 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.2(81) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/542/450 Copyright (c) 2025 P. Kucheruk , T. Koziupa https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	biogas intermediate crops winter rye winter triticale advanced biomethane. Kucheruk , P. Koziupa , T. EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS
title	EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS
title_alt	ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИХОДУ БІОГАЗУ З ГІБРИДІВ ЖИТА ОЗИМОГО ТА ТРИТИКАЛЕ ОЗИМОГО
title_full	EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS
title_fullStr	EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS
title_full_unstemmed	EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS
title_short	EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS
title_sort	experimental study of biogas production of winter rye and winter triticale hybrids
topic	biogas intermediate crops winter rye winter triticale advanced biomethane.
topic_facet	biogas intermediate crops winter rye winter triticale advanced biomethane. біогаз проміжні культури жито озиме тритикале озиме передовий біометан.
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/542
work_keys_str_mv	AT kucherukp experimentalstudyofbiogasproductionofwinterryeandwintertriticalehybrids AT koziupat experimentalstudyofbiogasproductionofwinterryeandwintertriticalehybrids AT kucherukp eksperimentalʹnedoslídžennâvihodubíogazuzgíbridívžitaozimogotatritikaleozimogo AT koziupat eksperimentalʹnedoslídžennâvihodubíogazuzgíbridívžitaozimogotatritikaleozimogo

EXPERIMENTAL STUDY OF BIOGAS PRODUCTION OF WINTER RYE AND WINTER TRITICALE HYBRIDS

Репозитарії

Схожі ресурси