We are cultivating annual and perennial crops as monoculture and as mixed culture to investigate plant biomass use for production of renewable energy sources in northern latitudes.



We have grown different hemp (Cannabis sativa L.) and bioenergy maize (Zea mays L.) cultivars in 2007-2009 at Viikki Experimental Farm, University of Helsinki

Kenedy, Epie

Mäkelä, Pirjo

Santanen, Arja

Stoddard, Frederick

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Organic Eprints

Publications of the University of Eastern FinlandReports and Studies in Forestry and Natural SciencesPublications of the University of Eastern FinlandReports and Studies in Forestry and Natural Sciencesisbn 978-952-61-0110-1issn 1798-5684issnl 1798-5684This book compiles the abstracts of the IX Finnish Symposium on Plant Science (IX Kasvitieteen päivät), to be held on May 17–19, 2010, at the University of Eastern Finland, Joensuu campus. The 37 oral and 64 poster presentations were placed under eight themes: Changing environment, Ecophysiology, whole-plant physiology and plant development, Stress and signaling, Omics, Genetics and evolution, Potential of novel plant biology applications, Ecosystems and biodiversity, and Plant interactions.reports and studies | 1 | IX Finnish Symposium on Plant Science, May 17–19, 2010, Joensuu, FinlandElina Oksanen &Markku A. Huttunen (eds)IX Finnish Symposium on Plant Science, May 17–19, 2010, Joensuu, FinlandIX Finnish Symposium on Plant Science, May 17–19, 2010, Joensuu, FinlandAbstracts     ELINA OKSANEN & MARKKU A. HUTTUNEN (EDS) IX Finnish Symposium on Plant Science, May 17–19, 2010, Joensuu, Finland Abstracts     Publications of the University of Eastern Finland  Reports and Studies in Forestry and Natural Sciences No 1  University of Eastern Finland  Faculty of Science and Forestry Department of Biology Joensuu 2010   119  (63) Evaluation of maize and hemp cultivars as  bioenergy crop Arja Santanen, Epie Kenedy, Pirjo Mäkelä & Frederick Stoddard arja.santanen•helsinki.fi, Dept of Agricultural Sciences, Univ. of Helsinki, Finland  We are cultivating annual and perennial crops as monoculture and as mixed culture  to  investigate  plant  biomass  use  for  production  of  renewable  energy sources in northern latitudes. Prerequisites for sustainable energy production are high biomass production and low inputs of fossil fuels in agricultural opera‐tions as well as synthetic fertilizers and pesticides.  In addition to biomass quantity, also its quality is significant factor since different bioenergy technologies have different quality requirements. Biological fermentation methods benefit from high concentrations of soluble sugars and starch,  in  lignocellulosic  mass  using  methods  different  pre‐treatments  are needed  to  convert  cellulose  and  hemicellulose  fibres  more  approachable  to  hydrolysing enzymes. Biomass quality and its usefulness can vary depending on  plant  species,  harvesting  time,  fertilizer  use  as  well  as  weather  and  soil  conditions. Similarly different plant parts can vary in their chemical composi‐tion due to divergent translocation of different elements and partitioning of so‐luble sugars and storage carbohydrates in growing plants.  We have grown different hemp (Cannabis sativa L.) and bioenergy maize (Zea mays L.) cultivars in 2007–2009 at Viikki Experimental Farm, University of Helsinki. Samples of 1 m‐2 per plot were harvested in the autumn during the growing season and in the following spring for quantity and quality of biomass produced. Maize yield varied highly year by year from 15 t DM/ha to near 30 t DM/ha  whereas  hemp  was  merely  cultivar  dependent  as  the  yield  between  cultivars varied from 6 t DM/ha to 14 t DM/ha. The chemical composition (Al, B, C,  Ca,  Cl,  Cu,  Fe,  K,  Mg,  Mn,  N,  Na,  P,  S,  Si  and  Zn)  of  the  samples  was  analysed from dried, ground subsamples. The quantity of inorganic elements varied markedly between the studied species and cultivars. Cl and K content was highest at the lowermost plant parts whereas N and P content was highest in the uppermost plant parts and ears. Even though, the losses in biomass in spring harvest are marked, the loss of water and inorganic elements (except for Al and Fe which increased) in the biomass is economically important especially in case the material is used for combustion since high alkali metal (K and Na) and silicon (Si) concentrations in biomass can cause slagging and corrosion in combusting process. Both crops are high in straw cellulose and low in lignin content, and thus they are suitable for biomethane or bioethanol uses. Studied crops did not lodge during autumn rains, and thus they are also suitable for combustion.  Cooperative  research  group  is  analysing  the  processes  of  bio‐methane  and  bioethanol  production.  Economic  aspects  will  be  evaluated  by cooperative partners at the University of Helsinki, Department of Economy. 

Evaluation of maize and hemp cultivars as bioenergy crop

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