Magyarország az 1,2 millió hektáron reálisan 8-9 millió tonna kukoricát tud megtermelni évente. A növénytermesztés-állattenyésztés kedvezőtlen 60:40%-os aránya következtében jelentős kukorica feleslegeink vannak, melyeket gazdaságosabb lehet itthon ipari célra felhasználni, mint a külpiacokon értékesíteni. A magyarországi bioetanol ipar felfuttatása megoldaná a kukoricatermelők értékesítési gondjait, stabilizálná az agrárium helyzetét.
Az Európai Unió a tagállamokra nézve kötelező határozatot hozott a bioüzemanyagok motorhajtóanyagokon belüli részarányának 2020-ig 10%-ra történő növelésére. Azok az országok, melyek a megfelelő mennyiségû etanolt nem tudják saját maguk előállítani, de az etanol üzemanyagban történő részarányának növelése számukra is kötelező, importra szorulnak. Ezért a Magyarországon előállítható etanolnak és így az ehhez szükséges kukoricának is biztos piaca lesz hosszú távon. Az etanol előállítása kukoricából gazdaságosan valósul meg számos országban. Magyarországon a jelenlegi termelési körülmények között kukoricából lehet a leghatékonyabban etanolt előállítani.
A biotenol előállítás hatékonyságát azonban tovább növelhetjük a termesztési célnak megfelelő technológiával, melyeknek legfontosabb elemei: a hibridválasztás, az NPK tápanyagellátáson belül az N-P-K táparány változtatásával, az optimum intervallumon belüli tőszámnöveléssel stb.
1. Termesztési célnak megfelelő hibridválasztás
Az irodalmi adatok szerint a kukorica szárazanyagra számított keményítőtartalma 65%, azonban napjainkban már vannak 75% keményítőtartalmú kukoricahibridek is (táblázat). Ezeket a nemesítőházak HTF (High Total Fermentable) jelöléssel különböztetik meg a takarmányozási célra kedvezőbb beltartalommal rendelkező hibridektől (magasabb fehérjetartalmúak).
Azonban a bioetanol előállítás hatékonyságát nemcsak a nagyobb keményítőtartalmú, hanem a nagyobb termőképességû hibridek választásával is növelhetjük (pl. PR37D25, DKC 4993, PR36K67, PR35F38 stb.). Hiszen a területegységre vetített előállítható bioetanol mennyiségét a hibridek keményítőtartalmától (%) még nagyobb mértékben befolyásolja a ha-onkénti keményítőhozam, amely szoros összefüggésben van a területegységre vetített terméssel. Vizsgálataink szerint a PR37D25 és a P36K67-es hibridek hektáronkénti bioetanol hozama nagyságrendekkel nagyobb pl. a KWS 353, PR38B12 és a DKC 5211-es hibridekétől (1. ábra).
2. A termesztési célnak megfelelő hibridspecifikus NPK tápanyagellátás szintén növeli az előállítható bioetanol mennyiségét.
Olyan NPK mûtrágyaarányt kell biztosítani a trágyázásnál, amely a megfelelő termés mellett nem a fehérjetartalmat, hanem a keményítőtartalmat növeli. Amíg a N túlsúlya a termés mellett a fehérjetartalmat növeli elsősorban, a K növelése elősegíti a szénhidrát képződést, a keményítőtartalom növekedését.
Bioetanol célú kukoricatermesztés esetén a legkedvezőbbnek mondható az N 80-90, P2O5 70–80, K2O 120–130 kg/ha mûtrágya hatóanyag, melyet természetesen módosíthat a talaj N-P-K tápanyagellátottsága, az elővetemény, az évjárat és a termesztett hibrid is.
3. Az optimális tőszám hibridspecifikus, melyet jelentősen módosíthat a termőhelyi adottság, az évjárat hatása, ill. a víz- és a tápanyagellátás mértéke.
Az optimális tőszám mellett meg kell határozni a tőszámoptimum intervallumot, azt az intervallumot, amit a hibridek még terméscsökkenés nélkül elviselnek.
Több éves vizsgálati eredménnyel bizonyított, hogy a tőszámoptimum intervallumon belül a felső értékhez közelítve a fehérje- és olajtartalom csökken, a keményítőtartalom nő (2. ábra).
A kukoricából történő bioetanol gyártás során a kukorica szemtermésének nedves őrlésével keményítőt, majd élesztőgombák felhasználásával ebből alkoholt állítanak elő. Az ipar olyan kutatásokat végez, hogy a keményítőből az alkohol kierjesztés hatékonysága is nőjön.
A keményítőből az alkohol tökéletesebb kierjesztésére baktérium tenyészetek is szóba jöhetnek.
A gyártás hatékonysága az elmúlt években is nőtt. Jelenleg 1 tonna kukoricából 387 l bioetanolt (víztelenített alkoholt) lehet előállítani. Melléktermékként természetesen felhasználható takarmány, csíraolaj, fehérje és szén-dioxid keletkezik.
Összefoglalva kukoricából a bioetanol előállítás hatékonyságát növelhetjük a jó termőképességû és termésbiztonságú hibridekkel, a nagyobb keményítőtartalmú (HTF típusú) hibridek választásával, a hibridspecifikus mûtrágya mellett a N kismértékû csökkentésével és a K mûtrágyázás növelésével. A N-mûtrágya a termés mellett a fehérjetartalmat is jelentős mértékben képes növelni, ami takarmányozási célú felhasználás esetén előnyös. Az etanol előállításnál azonban előnyösebb az alacsonyabb fehérje- és a magasabb keményítőtartalmú kukorica.
Bioetanol előállításhoz azért is kedvezőbbek a nagyobb termőképességû hibridek, mert azoknak egyébként a fehérjetartalmuk általában kisebb. A termőképesség és a fehérjetartalom negatív korrelációban van. Bioetanol előállításnál a fehérjetartalom felesleges terméknek minősülhet.
A tőszámoptimum intervallumon belül a némileg nagyobb tőszám a fehérje- és olajtartalmat csökkenti, a keményítőtartalmat növeli, ami összefüggésbe hozható a bioetanol előállítás hatékonyságának növekedésével.
A Mezőgazdaságtudományi Kar Növénytudományi Intézetében jelenleg is kutatásokat végzünk a bioetanol hatékonyság növelését szolgáló termesztéstechnológia fejlesztésével és a célnak megfelelő hibridspecifikus tesztelésekkel, melyek eredményeit a későbbiekben is folyamatosan publikálni fogjuk.
Dr. Sárvári Mihály – Boros Beáta
