سيقان الذرة

Zea mays ssp. mays L .
حقل ذرة في ليختنشتاين

يتكون قش الذرة من أوراق وسيقان وكيزان نباتات الذرة ( Zea mays ssp . mays L. ) المتبقية في الحقل بعد الحصاد . يشكل هذا القش حوالي نصف محصول الذرة [ 1 ] ، وهو مشابه لقش الحبوب الأخرى ؛ ويُطلق عليه أحيانًا في بريطانيا اسم قش الذرة . يُعد قش الذرة منتجًا زراعيًا شائعًا جدًا في المناطق التي تشهد إنتاجًا غزيرًا للذرة. بالإضافة إلى الجزء غير الحبوبي من الذرة المحصودة، قد يحتوي القش أيضًا على أعشاب ونباتات أخرى. [ 2 ] يتميز كل من ذرة الحقل والذرة الحلوة ، وهما نوعان مختلفان من الذرة، بقش متشابه نسبيًا.

الاستخدامات

العلف (المُخَمَّر أو غير المُخَمَّر)

سيقان الذرة المكدسة

يمكن استخدام سيقان الذرة (مثل أنواع أخرى من السيقان) كعلف ، سواءً رُعيت كعلف أخضر ، أو فُرمت كسيلاج لاستخدامها لاحقًا كعلف ، أو جُمعت لاستخدامها مباشرةً (غير مُخَمَّرة). يُخَمَّر علف الذرة عادةً في المناطق الباردة، ولكن يمكن حصاده على مدار العام في المناطق الاستوائية وتقديمه كعلف أخضر للحيوانات. [ 3 ] في حالة استخدام السيلاج، يُفرم النبات بأكمله (الحبوب والسيقان معًا) إلى قطع تُسحق بين أسطوانات أثناء الحصاد. يُعد سيلاج الذرة من أكثر الأعلاف قيمةً للمجترات. [ 4 ] في مزارع الألبان ، يُستخدم سيلاج الذرة بشكل أساسي كعلف لأبقار الألبان خلال فصل الشتاء. يمكن أن تكون سيقان الذرة مفيدة لمربي الأبقار لأنها تُوفر مصدرًا منخفض التكلفة للعلف لأبقار اللحم في منتصف فترة الحمل. [ 5 ] بالإضافة إلى السيقان والأوراق والقشور والكيزان المتبقية في الحقل، قد تتبقى أيضًا حبوب من الحصاد. تُستخدم هذه الحبوب المتبقية، إلى جانب سيقان الذرة، كمصدر علف إضافي للماشية. مع مرور الوقت، تقل قيمة السيقان كعلف، لذا يحرص المزارعون على رعي سيقان الذرة في أسرع وقت ممكن بعد الحصاد. تتراوح كمية الرعي الممكنة في حقل من سيقان الذرة بين شهر وشهرين لكل بقرة في الفدان (50 بقرة في 50 فدانًا (200,000 متر مربع ) لمدة شهر إلى شهرين). [ 5 ] 

عند حصاد سيقان الذرة كاملةً (بدلاً من تقطيع النبات بأكمله لصنع السيلاج، أو ترك السيقان في الحقل بواسطة الحصادة)، يمكن قطعها وجمعها بواسطة آلات حصاد الذرة، وهي آلات حصاد وربط مصممة خصيصاً للذرة. [ 6 ] كما يمكن تكديسها في بالات دائرية كبيرة.

يتم وضع الفرش (الفرش) متبوعًا بتحسين التربة

بدلاً من استخدامها كعلف، يمكن جمع سيقان الذرة لاستخدامها كفرش أو فرش للماشية (أي ككتلة سليلوزية لاحتواء روث الحيوانات )، أو يمكن أن تكون سمادًا نباتيًا يبقى في الحقل كفرش نباتي (يُستخدم كسماد أخضر ، وإن كان أقل خضرة من بعض الأنواع الأخرى، بنسبة كربون إلى نيتروجين أعلى ). عند استخدامها كفرش (فرش الحظائر)، تُزال وتُنشر مباشرة في الحقول أو تُحوّل إلى سماد عضوي (في أكوام طويلة تُنقل بواسطة الجرافات ) لنشرها لاحقًا في الحقول. في كلتا الحالتين الأخيرتين، تُصبح مادة عضوية لتحسين التربة .

تعديل التربة المباشر

يُعدّ استخدام سيقان الذرة كعلف وفراش شائعًا، كما يُعدّ استخدامها كسماد نباتي شائعًا أيضًا. ويعود ذلك لسببين رئيسيين: (1) مساهمتها في الحفاظ على صحة التربة ، و(2) عندما يُستخدم محصول الذرة كحبوب (بدلًا من استخدامه كعلف)، فإن حصاد السيقان (الخالية من الحبوب) لا يُجدي نفعًا؛ إذ غالبًا ما يكون الطلب عليها في السوق أقل بكثير من قيمتها في المزرعة كعامل أساسي في صيانة التربة، وهو ما يُمثّل عاملًا اقتصاديًا بحد ذاته. ويُعدّ الحصاد السنوي المنتظم لنبات الذرة كاملًا (لتقطيعه لصنع السيلاج) أكثر صعوبة في إدارة التربة من استخدام الذرة كمحصول حبوب وتغطية الحقل بالسيقان. [ 7 ] تُعدّ إعادة دمج المادة العضوية مفيدة للتربة، ولكن يجب إدارتها بشكل صحيح لمنع استنزاف النيتروجين للمحصول التالي، حيث أن ارتفاع نسبة الكربون إلى النيتروجين يؤدي إلى تخزين النيتروجين المتاح (النيتروجين المُثبّت) بواسطة ميكروبات التربة التي تُحلّل السليلوز واللجنين بدقة. بإمكانها منافسة النباتات على النيتروجين. توجد طرق عضوية وغير عضوية لزيادة إمداد النيتروجين. يُعد بول الحيوانات وروثها الطريقة العضوية الرئيسية، بينما تُعد الأسمدة التجارية الطريقة غير العضوية الرئيسية؛ توفر كلتا الطريقتين اليوريا ، التي تهضمها الميكروبات بواسطة إنزيم اليورياز .

الطاقة الحيوية

يُستخدم سيقان الذرة أيضاً كوقود للطاقة الحيوية أو كمادة خام للمنتجات الحيوية . ويمكن حرقه في الأفران لإنتاج طاقة تحولها التوربينات البخارية إلى كهرباء . كما أنه يمتلك إمكانات لإنتاج الإيثانول السليلوزي (إيثانول الكتلة الحيوية)، وهو "إيثانول مصنوع من مواد نباتية غير حبوبية تُعرف بالكتلة الحيوية ". [ 8 ]

الإيثانول

مع ذلك، تُهدر التكنولوجيا الحالية جزءًا كبيرًا من إمكانات السليلوز في إنتاج الوقود الحيوي نظرًا لقوة الروابط الجليكوسيدية التي تربط سلاسل وحدات الجلوكوز . ولكن إذا ما تطورت تقنيات تسويق الإيثانول السليلوزي بشكل كافٍ، فسيُستخدم في إنتاج الإيثانول الحيوي سيقان الذرة من محصول الذرة المزروع في المناطق المحيطة بمصانع الإيثانول. ونظرًا لقرب سيقان الذرة نسبيًا من حبوب الذرة المستخدمة في إنتاج الإيثانول، فإنها "تُعدّ أكثر مخلفات المحاصيل وفرةً وسهولةً في الحصول عليها اليوم". [ 8 ] ويجعل توفر سيقان الذرة بسهولة منها خيارًا مثاليًا لإنتاج الإيثانول الحيوي. وقد افتتحت شركة دوبونت منشأة في نيفادا، أيوا ، كان من المتوقع أن تُنتج 30 مليون جالون سنويًا من الوقود الحيوي السليلوزي المُنتج من مخلفات سيقان الذرة. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] افتُتح المصنع مؤقتًا في عام 2015، لكنه أُغلق في عام 2017 بعد إغلاق مؤقت سابق في عام 2016. سددت شركة دوبونت 10.5 مليون دولار من أصل 17.5 مليون دولار من الحوافز التي تلقتها من ولاية أيوا. [ 12 ]

الميثان

باعت شركة دوبونت مصنع نيفادا لشركة فيربيو الألمانية ، التي حوّلت المصنع من إنتاج الإيثانول إلى إنتاج الغاز الطبيعي المتجدد لاستخدامه لاحقًا كوقود للمركبات، سواءً كان غازًا طبيعيًا مضغوطًا (CNG) أو غازًا طبيعيًا مسالًا (LNG). يُنتج الدبال أيضًا كمنتج ثانوي لإنتاج الغاز الطبيعي. يُعرف الدبال، أو ما يُسمى أيضًا بالمخلفات العضوية، بأنه مُحسّن تربة غني باللجنين والمغذيات، ذو قيمة مضافة، يُشبه الخث أو السماد العضوي، ويمكن إعادته إلى موردي المواد الخام أو معالجته لاحقًا إلى منتجات قابلة للتسويق. اعتبارًا من عام 2021، تدرس شركة فيربيو إعادة إضافة قدرات إنتاج الإيثانول إلى المصنع. [ 12 ]

التركيب والخصائص

عنصرنسبة الوزن الجاف [ 13 ]
السليلوز / الجلوكان37.4
زيلان21.1
اللجنين18.0
رماد5.2
القيمة الإجمالية للقيمة18.6 ميجا جول/كجم
بروتين3.1
خلات2.9
أرابينان2.9
غالاكتان2.0
منان1.6

القيمة الحرارية العليا : 19 ميجا جول/كجم ماء مقطر

مراجع

  1. كوندينيا، فيكرام. "سيقان الذرة" . مركز موارد التسويق الزراعي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يوليو 2017 .
  2. هول، تيم. "سيقان الذرة كمصدر علف طارئ وإمكانية إضافة بدل إضافي من مادة PAN للحبوب الصغيرة المزروعة بعد إزالة السيقان" (ملف PDF) . وزارة الزراعة وخدمات المستهلك في ولاية كارولاينا الشمالية . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 3 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يوليو 2017 .
  3. ^ هيوزي، ف. تران، ج.؛ إدوارد، ن.؛ ليباس، ف. (21 يونيو 2017). "الذرة العلف الأخضر" . فيديبيديا . INRA، CIRAD، AFZ، وFAO.
  4. هيوزي، ف.، تران، ج.، إدوارد، ن.، ليباس، ف.، 2017. سيلاج الذرة. فيديبيديا، برنامج مشترك بين المعهد الوطني للبحوث الزراعية (INRA)، ومركز التعاون الدولي للبحوث الزراعية من أجل التنمية (CIRAD)، والمركز الأفريقي لأبحاث الذرة (AFZ)، ومنظمة الأغذية والزراعة (FAO). https://www.feedipedia.org/node/13883 آخر تحديث: 22 يونيو/حزيران 2017، الساعة 14:24
  5. 1 2 "لحم البقر: تحويل سيقان الذرة إلى مراعي منخفضة التكلفة" . Omafra.gov.on.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-03-2017 .
  6. على سبيل المثال، "آلة ربط الذرة من ماكورميك وآلة فارمال إتش من عشرينيات القرن الماضي لا تزالان تعملان بكفاءة عالية" على يوتيوب
  7. خدمة الإرشاد الزراعي بجامعة ولاية بنسلفانيا، إنتاج وإدارة علف الذرة. حقائق زراعية رقم 18 ، مؤرشفة من الأصل في 27-12-2016 ، تم استرجاعها في 24-11-2016 .
  8. 1 2 "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 23-11-2008 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 22-02-2008 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  9. منشأة دوبونت لإنتاج الإيثانول السليلوزي في موقع نيفادا – حلول دوبونت للوقود الحيوي
  10. «شركة دوبونت توقف مؤقتًا برنامج معالجة سيقان الذرة في مصنعها بولاية نيفادا» . صحيفة أميس تريبيون . 8 أبريل 2016. مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 21 نوفمبر 2016 .
  11. "افتتاح منشأة دوبونت في نيفادا يوم الجمعة" . صحيفة أميس تريبيون . 28 أكتوبر 2015.
  12. ١ ٢ " مصفاة فيربيو نيفادا الحيوية - فيربيو أمريكا الشمالية" . فيربيو أمريكا الشمالية . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٨ أغسطس ٢٠٢١. للاستخدام النهائي كوقود للمركبات من الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG). الدبال، المعروف أيضًا باسم المخلفات العضوية، هو محسن تربة غني باللجنين والمغذيات ذو قيمة مضافة، يشبه الخث أو السماد العضوي، ويمكن إعادته إلى موردي المواد الخام أو معالجته بشكل أكبر إلى منتجات قابلة للتسويق.
  13. هوانغ، إتش جي، راما سواميا، إس، الدجانيا، دبليو، تشيرنيرا، يو، كيرنكروس، آر إيه (2009). تأثير أنواع الكتلة الحيوية وحجم النبات على الإيثانول السليلوزي: تحليل مقارن للعمليات والاقتصاد. الكتلة الحيوية والطاقة الحيوية؛ 33 (2): ص 236. doi