Найвища вразливість рослин виявляється під час першої зими після посадки. Доходить навіть до вимерзання 90% рослин. Це пояснюється наявністю холодних зим без снігового покриву. Помічено ріст толеранції рослин до низьких температур під час зими, коли одразу по посадці наступав спад температури нижче 0ºС [11].
Одразу після мульчування соломою зернових або соломою міскантуса, зростає рівень перезимівки рослин з 79% до 92%. Весняні приморозки також призводять до втрат, але є не такими суворими з огляду на високу регенераційну здатність рослин. В літературі не зазначаються проблеми із зимуванням рослин в наступні роки. Після другого року вирощування, рослини переносять температури нижче -20ºС, навіть без снігового покриву [8, 12].
Під час вегетації міскантус гігантеус потребує біля 700мм опадів. Його вимоги до води набагато перевищують середньорічні опади в Україні. Такі великі вимоги до води, не дивлячись на мале вживання води на продукування 1кг сухої маси (біля 250л), спричинені великим врожаєм біомаси, який отримується з одиниці поверхні [21].
Також спосіб розмноження має вплив на перезимування в перший рік. Рослини, розмножені поділом кореневищ, зимували краще, ніж розмножені з культур in vitro. Серед них краще перезимовували рослини великі (більше 5 бруньок ), ніж малі (менше 5 бруньок ) [8]. Кожна дія, яка призводить до покращення росту рослин в рік закладки плантації, підвищує рівень виживання. Головними чинниками є контроль забур’яненості, який в поєднанні зі зрошенням і азотно-фосфорним удобренням може покращити ріст рослин в рік закладання плантації [4]. Іншим чинником, який покращує ріст, є мала глибина посадки кореневищ. Помічено кращий ріст рослин, коли кореневища були посаджені на 2 і 6см, ніж на 10см [7].
Досліджено також рівень ушкодження і здатність до регенерації після впливу на рослини М. giganteus морозом. Ці досліди показали, що етап сходів був вразливий вже при температурі -2ºС. Занотовано 40% ушкоджених рослин. Етап другого і четвертого листка не був вразливим на температуру до -4ºС включно. При застосуванні -80С зареєстровано 83% ушкоджених рослин, які були на етапі другого листка, які на 90% були здатні до регенерації, і 75% ушкоджених рослин, які були на етапі четвертого листка зі значно меншою здатністю до регенерації і складала 20%. У рослин, які не показали жодних видимих ушкоджень одразу після появи мороза, спостерігалось зниження темпу росту до 45 днів після його застосування. Головним чином загальмувався елонгаційний ріст стебла. Перші обстеження перезимівлі показали, що існує залежність між пошкодженнями, спричиненими пізніми морозами, та толеранцією до морозів в наступній зимі. При зниженні температури нижче 00С одразу після посадки, з‘являється підвищена кількість до морозу під час зими [8].
5. Розмноження міскантуса гігантеуса
М. х giganteus не утворює насіння, бо є триплоїдом і має стерильний пилок. Тому його розмножують вегетативним шляхом [17]. Відомі 3 способи вегетативного розмноження:
- саджанцями, отриманими з культур in vitro;
- поділом кореневищ;
- укоріненням міжвузлів.
Розмноження саджанцями з культур in vitrо.
Вихідним матеріалом для отримання цього типу саджанців є недозрілі суцвіття, з яких беруть експлантати і викладають на відповідну поживну речовину. Найчастіше це є поживне середовище Марамиче і Скуча або Джонса. Регенерація рослин проходить через соматичний ембріогенез.
Ріст калюса і регенерація рослин є кращими на рідкому поживному середовищі. Встановлено, що протягом п’яти місяців з одного суцвіття можна отримати 1830 рослин [10]. Окрім суцвіть відбираються експлантати з листя, а також верхівкових меристем стебел і коріння. Однак, результати, отримані під час регенерації рослин з тих експлантатів, не були такими добрими, як отримані з недозрілих суцвіть [25].
Не дивлячись на те, що цей метод є дуже продуктивним, має дві вади. Одна з них це висока вартість, яка робить вирощування М. х giganteus нерентабельним. В 1993 році вартість закладки 1га плантації складала 4600 екю, при умові, що на 1м2 висаджується одна рослина [20]. В 1992 році в Німеччині 1 рослина коштувала 0,8 марки, в перерахунку на 1га це складає 8000 марок (біля 4000 екю) [10]. Висока вартість саджанців, отриманих з культур in vitro, спричинена необхідністю поміщення в початковий період, в тепличні умови. Термін цей може складати три місяці, під час якого рослини гартуються [7]. В 1994 році Йоргенсен провів дослід, в якому жодна рослина не перенесла першої зими [8]. Друга вада рослин, які розмножуються методом культур in vitro, є низький процент перенесення першої зими. Часто плантації, при використанні рослин, розмножених таким методом, випадають в такому рівні, що подальше вирощування стає неможливим [20].
Розмноження саджанцями, отриманими черезподіл кореневищ.
В 1990 році на дослідній станції в Данії зауважили, що при спробі усунути плантацію М. х giganteus із застосуванням активних машин,отримано зворотну дію і швидке відростання рослин. Це дало ідею нового методу закладання плантацій.
Розмноження поділом кореневищ можна виконувати кількома способами. Найчастіше в якості маточників використовуються трьохрічні плантації міскантуса, які ще нерозрослись дуже сильно [28].
Одним із способів отримання саджанців є подрібнення надземних і підземних решток після збору за допомогою ротаційної машини, викопування фрагментів рослин копачкою для квіткових цибулин або машиною для збору картоплі [14]. Можна також виорювати цілі купини, а потім ділити їх на фрагменти довжиною біля 10см. При такій довжині кореневищ найкращі результати отримано при посадці їх масою 0,1-0,2кг на 1м2 [16].
Дуже важливим у цій методиці є недопущення пересушування зібраного матеріалу - максимальне скорочення часу зберігання саджанців. Основною перевагою саджанців, отриманих цим способом, є їх вища витривалість при низьких температурах під час першої зими, а також швидкий розвиток на початку росту [1].
Було виконано поділ маточних рослин за допомогою культиватора з активними робочими частинами в трьох термінах : 21 квітня, при висоті сходів від 0 до 0,5см ; 28 квітня, коли сходи були від 5 до7см; 16 травня, коли рослини досягли 30см. Третій термін виявився найменш придатним для цієї мети з огляду на слабший ріст рослин. Після поділу кореневища вибирались, вантажились і транспортувались на нове місце, де були розкладені в кількості 0,1 і 0,2кг на м2. Потім одразу їх приорювали на глибину 15-20см. На кінець поле було валоване, щоб забезпечити добрий контакт між ґрунтом і кореневищами.
Найкращими виявились кореневища довжиною, що найменше 10см [2]. Також Джонс показав у своєму експерименті, що рослини, які виросли змалих кореневищ ( менше 10г свіжої маси ), показали зредуковану швидкість росту в порівнянні з рослинами, які виросли з кореневищ масою 25-40г [13].
Головною проблемою цього методу є висихання кореневищ під час транспортування і розкладання на полі. Щоб отримати добрі результати, не можна цього допускати, тому всю операцію треба проводити як найшвидше. Вартість закладання 1га плантації цим методом, при ступені розмноження 15, в 1993р. складала біля 900 екю, що становило 20% вартості закладання плантації з використанням саджанців з культур in vitro [19].
В Німеччині дослідницькі праці над цим методом почались раніше. В 1989 році вартість однієї рослини, отриманої цим методом, складала 1,5 марки, а в 1993 р. зменшилась до 0,5 марки. До зменшення вартості призвело впровадження до вирощування більш продуктивних машин. Передбачається подальше зниження вартості отримання саджанців по мірі технічного розвитку і удосконалення вирощування [30]. Також Харві пише, що розмноження поділом кореневищ є дешевшим, ніж використання саджанців з культур in vitro [10].
Розмноженнясаджанцями з укорінених міжвузлів.
В 1997 році на кафедрі фізіології рослин Аграрного університету було зроблено дослід, в якому укорінювались міжвузля рослин. Найкращі саджанці отримано з найстарших міжвузлів. Саджанців не вдалося отримати з вузлів 7-го порядку ( рахуючи від низу рослини) і молодших. Отримані таким чином рослини не перезимували, з причини дуже короткого часу, потрібного на пристосування до спокою [24].
6. Технологія вирощування міскантуса гігантеуса
Miscanthus x giganteus, як рослина типу С4 , ощадливо використовує воду. На продукування 1кг сухої маси потребує 250-300кг води. Це вимагаєбіля 700мм опадів на рік. Це пов’язано з високим врожаєм біомаси. Однак, зрошення плантації дає позитивні результати. В грецьких умовах додаткові опади 700мм в порівнянні з додатковими опадами розміром 300мм, дали ріст врожаю сухої маси на 34%. Беале і Лонг застосували на другий рік вирощування додатково 133мм опадів при природних опадах біля 650мм, які становлять 85% норми, щоб утримати вологість ґрунту на відповідному рівні і не допустити до її пересушення, що пов‘язане з уповільненням процесів акумуляції сухої маси. В південно – східній Англії, де річні опади складають 1200мм і грунт не пересихає, отримано добрі результати [2].
З фотосинтезом типу С4 пов‘язаний великий ріст врожаю при зростанні температури і інтенсивності опромінення. Оптимальна температурадля росту М. х giganteus складає +28–300С. Незважаючи на це, суми добових температур для Центральної Європи є достатньою для отримання високих врожаїв сухої маси [1]. Досліди показали, що М. х giganteus здатний досягнути високої продуктивності в температурних умовах Англії (середньодобова температура в найтепліших місцях є 150С). Вимоги міскантуса до якості ґрунту не є великими. З огляду на свою розбудовану кореневу систему, рослина може вирощуватись на середньозв’язаних ґрунтах, утворених з пісків та низьким рівнем ґрунтових вод. Ґрунти з відрегульованим водним режимом і більшим вмістом гумусу дають врожаї на 20-30 % більші [4]. За Нальборчиком плантація може бути закладена на ґрунтах, які не придатні для інших сільськогосподарських культур [22].