ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2022-11-55-59ekip-2229Research ArticleАНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫANALYSIS. METHODS. PROGNOSISИсследование химического состава промышленно значимой для России культуры — мискантуса гигантского — урожаев 2019–2021 гг.Study of Chemical Composition of an Industrial Crop for Russia – Miscanthus × giganteus Harvested in 2019–2021ГисматулинаЮ.А.GismatulinaYu.A.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Fellow

podpiska@kalvis.ruКортусовА.Н.KortusovA.N.

вед. инженер

Lead Engineer

podpiska@kalvis.ruБудаеваВ.В.BudaevaV.V.

канд. хим. наук, зав. лабораторией

Cand. Sci. (Chem.), Head of Laboratory

podpiska@kalvis.ruСаковичГ.В.SakovichG.V.

академик РАН, д-р техн наук, научный руководитель

Academician of RAS, Thesis Tutor

podpiska@kalvis.ruИнститут проблем химико-энергетических технологий СО РАНРоссияInstitute for Problems of Chemical and Energy Technologies, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20220211202226115559Copyright © ООО "Калвис", 20222022ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2229

Проведена оценка химического состава промышленно значимой для России культуры – мискантуса гигантского урожаев 2019–2021 гг. Установлено, что независимо от местопроизрастания начиная со второго года вегетации содержание целлюлозы в мискантусе более 50 %, что позволяет считать его целлюлозосодержащим сырьем. Показано позитивное влияние мискантуса на экологию. Выращивание мискантуса регулирует углекислотный обмен, а его переработка в целлюлозу, биотопливо и высокотехнологические продукты позволит сократить использование древесины.

A chemical composition assessment was performed on a industrial crop in Russia, Miscanthus × giganteus harvested in 2019–2021. It was found that, regardless of the habitat, after the second year of vegetation, Miscanthus × giganteus has a cellulose content exceeding 50 %, which makes it a cellulose-based material. The positive impact of Miscanthus × giganteus on the environment was demonstrated. Cultivation of Miscanthus × giganteus regulates CO2 exchange, and its processing into cellulose, biofuels and high-tech products will reduce deforestation.

miscanthuschemical compositionCO2 quotascellulose-based materialsindustrial cropReferencesWang C., Kong Y., Hu R., Zhou G. Miscanthus: A fast‐growing crop for environmental remediation and biofuel production. GCB Bioenergy. 2021. V. 13. Is. 1. P. 58—69. https://doi.org/10.1111/gcbb.12761.Wang C., Kong Y., Hu R., Zhou G. Miscanthus: A fast‐growing crop for environmental remediation and biofuel production. GCB Bioenergy. 2021. V. 13. Is. 1. P. 58—69. https://doi.org/10.1111/gcbb.12761.Agostini A., Serra P., Giuntoli J., Martani E., Ferrarini A., Amaducci S. Biofuels from perennial energy crops on buffer strips: A win-win strategy. Journal of Cleaner Production. V. 297. 126703. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126703.Agostini A., Serra P., Giuntoli J., Martani E., Ferrarini A., Amaducci S. Biofuels from perennial energy crops on buffer strips: A win-win strategy. Journal of Cleaner Production. V. 297. 126703. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126703.Завизион Ю., Слюсарь Н., Коротаев В. Критерии выбора комплекса технических мероприятий снижения эмиссий на полигонах захоронения твердых коммунальных отходов. Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 9. С. 52—57. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-9-52-57.Завизион Ю., Слюсарь Н., Коротаев В. Критерии выбора комплекса технических мероприятий снижения эмиссий на полигонах захоронения твердых коммунальных отходов. Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 9. С. 52—57. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-9-52-57.Поздеева М.Г., Чиркова О.А., Седелкин В.М. Эффективный способ утилизации вторичного молочного сырья с выделением ценных компонентов и охраной окружающей среды. Экология и промышленность России. 2012. Сентябрь. С. 24—28. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2012-9-24-28.Поздеева М.Г., Чиркова О.А., Седелкин В.М. Эффективный способ утилизации вторичного молочного сырья с выделением ценных компонентов и охраной окружающей среды. Экология и промышленность России. 2012. Сентябрь. С. 24—28. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2012-9-24-28.Капустянчик С.Ю., Якименко В.Н., Гисматулина Ю.А., Будаева В.В. Мискантус – перспективная энергетическая культура для промышленной переработки. Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 3. С. 66—71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-3-66-71.Капустянчик С.Ю., Якименко В.Н., Гисматулина Ю.А., Будаева В.В. Мискантус – перспективная энергетическая культура для промышленной переработки. Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 3. С. 66—71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-3-66-71.Van der Cruijsen K., Al Hassan M., van Erven G., Dolstra O., Trindade L.M. Breeding Targets to Improve Biomass Quality in Miscanthus. Molecules. 2021. V. 26. Is. 2. P. 254. https://doi.org/10.3390/molecules26020254.Van der Cruijsen K., Al Hassan M., van Erven G., Dolstra O., Trindade L.M. Breeding Targets to Improve Biomass Quality in Miscanthus. Molecules. 2021. V. 26. Is. 2. P. 254. https://doi.org/10.3390/molecules26020254.Gushchina V.A., Volodkin A.A., Ostroborodova N.I. Prospects of using miscanthus giganteus as a fuel crop in forest-steppe of middle Volga. Plant Archives. 2021. Т. 21. № S1. С. 11—14. https://doi.org/10.51470/PLANTARCHIVES.2021. V21.S1.003.Gushchina V.A., Volodkin A.A., Ostroborodova N.I. Prospects of using miscanthus giganteus as a fuel crop in forest-steppe of middle Volga. Plant Archives. 2021. Т. 21. № S1. С. 11—14. https://doi.org/10.51470/PLANTARCHIVES.2021. V21.S1.003.Nakajima T., Yamada T., Anzoua K.G., Kokubo R., Noborio K. Carbon sequestration and yield performances of Miscanthus × giganteus and Miscanthus sinensis. Carbon Management. 2018. V. 9. Is. 4. P. 415—423. https://doi.org/10.1080/17583004.2018.1518106.Nakajima T., Yamada T., Anzoua K.G., Kokubo R., Noborio K. Carbon sequestration and yield performances of Miscanthus × giganteus and Miscanthus sinensis. Carbon Management. 2018. V. 9. Is. 4. P. 415—423. https://doi.org/10.1080/17583004.2018.1518106.Danielewicz D., Surma-Ślusarska B. Miscanthus × giganteus stalks as a potential non-wood raw material for the pulp and paper industry. Influence of pulping and beating conditions on the fibre and paper properties. Industrial Crops & Products 2019. V. 141. № 111744. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111744.Danielewicz D., Surma-Ślusarska B. Miscanthus × giganteus stalks as a potential non-wood raw material for the pulp and paper industry. Influence of pulping and beating conditions on the fibre and paper properties. Industrial Crops & Products 2019. V. 141. № 111744. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111744.Hodgson E.M., Nowakowski D.J., Shield I., Riche A., Bridgwater A.V. Clifton-Brown J.C., Donnison I.S. Variation in Miscanthus chemical composition and implications for conversion by pyrolysis and thermo-chemical bio-refining for fuels and chemicals. Bioresource technology. 2011. V. 102. Is. 3. P. 3411—3418. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.10.017.Hodgson E.M., Nowakowski D.J., Shield I., Riche A., Bridgwater A.V. Clifton-Brown J.C., Donnison I.S. Variation in Miscanthus chemical composition and implications for conversion by pyrolysis and thermo-chemical bio-refining for fuels and chemicals. Bioresource technology. 2011. V. 102. Is. 3. P. 3411—3418. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.10.017.Lee W.C., Kuan W.C. Miscanthus as cellulosic biomass for bioethanol production. Biotechnology Journal. 2015. V. 10, Is. 6. Р. 840—854. https://doi.org/10.1002/biot.201400704.Lee W.C., Kuan W.C. Miscanthus as cellulosic biomass for bioethanol production. Biotechnology Journal. 2015. V. 10, Is. 6. Р. 840—854. https://doi.org/10.1002/biot.201400704.Arnoult S., Brancourt-Hulmel M. A review on miscanthus biomass production and composition for bioenergy use: genotypic and environmental variability and implications for breeding. BioEnergy Research. 2015. V. 8. Is. 2. P. 502—526. https://doi.org/10.1007/s12155-014-9524-7.Arnoult S., Brancourt-Hulmel M. A review on miscanthus biomass production and composition for bioenergy use: genotypic and environmental variability and implications for breeding. BioEnergy Research. 2015. V. 8. Is. 2. P. 502—526. https://doi.org/10.1007/s12155-014-9524-7.Wahid R., Nielsen S.F., Hernandez V.M., Ward A.J., Gislum R., Jørgensen U., Møller H.B. Methane production potential from Miscanthus sp.: Effect of harvesting time, genotypes and plant fractions. Biosystems Engineering. 2015. V. 133. P. 71—80. https://doi.org/10.1016/J.BIOSYSTEMSENG.2015.03.005.Wahid R., Nielsen S.F., Hernandez V.M., Ward A.J., Gislum R., Jørgensen U., Møller H.B. Methane production potential from Miscanthus sp.: Effect of harvesting time, genotypes and plant fractions. Biosystems Engineering. 2015. V. 133. P. 71—80. https://doi.org/10.1016/J.BIOSYSTEMSENG.2015.03.005.Allison G.G., Morris C., Clifton-Brown J., Lister S.J., Donnison I.S. Genotypic variation in cell wall composition in a diverse set of 244 accessions of Miscanthus. Biomass and Bioenergy. 2011. V. 35. Is. 11. P. 4740—4747. https://doi.org/ 10.1016/j.biombioe.2011.10.008.Allison G.G., Morris C., Clifton-Brown J., Lister S.J., Donnison I.S. Genotypic variation in cell wall composition in a diverse set of 244 accessions of Miscanthus. Biomass and Bioenergy. 2011. V. 35. Is. 11. P. 4740—4747. https://doi.org/ 10.1016/j.biombioe.2011.10.008.Van der Weijde T., Dolstra O., Visser R.G., Trindade L.M. Stability of cell wall composition and saccharification efficiency in Miscanthus across diverse environments. Frontiers in plant science. 2017. V. 7. 2004. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.02004.Van der Weijde T., Dolstra O., Visser R.G., Trindade L.M. Stability of cell wall composition and saccharification efficiency in Miscanthus across diverse environments. Frontiers in plant science. 2017. V. 7. 2004. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.02004.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.