Затраты энергии на единицу урожая называются
Обновлено: 07.07.2024
Рациональность технологии возделывания культур, прежде всего определяется ее энергетической эффективностью.
Расчет энергетической эффективности применения удобрений включает следующие параметры:
- установление общих энергетических затрат на их применение;
- энергетическая оценка полученной продукции;
- определение коэффициента энергетической окупаемости.
Применение удобрений – энергозатратный прием повышения урожайности возделываемых культур. В нашем опыте наибольшие затраты были на делянках с добрым внесением азотно-фосфорного удобрения в трех подкормках (3 №30 Р30) – 35500 МДж, что на 9000 МДж больше, чем на контроле (40%).
Содержание химической энергии в МДж в урожае по вариантам соответствовало практически колебанию урожайности в зависимости от примененных удобрений.
Энергетическая оценка эффективности применения удобрений под люцерну
| Варианты опыта | Общие затраты энергии на выращивание, МДж. | Урожайность | Энергозатраты на 1т. Зеленой массы МДж. | Коэффициент энергетической эффективности. | |
| Т/га | МДж | ||||
| Контроль (без удобрений) | 26500 | 23,2 | 127600 | 114,2 | 4,8 |
| Р90 | 27850 | 28,6 | 157300 | 97,4 | 5,6 |
| №90 Р90 | 35050 | 33,9 | 183150 | 103,4 | 5,2 |
| 3Р30 | 28100 | 29,4 | 161700 | 95,6 | 5,8 |
| 3№30 Р30 | 35500 | 42,7 | 234850 | 83,1 | 6,6 |
При научно обоснованном применении удобрений с учетом биологических свойств растений и обеспеченности почвы элементами питания в доступной форме может быть достигнуто существенное сокращение энергозатрат на производство единицы продукции. В нашем опыте установлено повышение энергетической эффективности от внесения минеральных удобрений на всех удобренных делянках. Наилучший показатель энергетической эффективности (6,6) выявлен от внесения трех подкормок под каждый укос дозой №30 Р30 – 6,6., что на 37,5% больше контрольной величины (4,8).
6 Экономическая эффективность применения удобрений
В сельскохозяйственном производстве в силу его социально-экономических и естественных особенностей воспроизводства, экономическая эффективность имеет свою специфику. Поскольку основой производства является земля, то повышение экономической эффективности означает здесь увеличение выхода продукции растениеводства с каждого гектара земли при одновременном сокращении затрат на ее производство. Решая вопрос о применении минеральных удобрений важно учитывать не только экономический, но и экологический результат применения удобрений и прежде всего воздействия их на окружающую среду.
В наших опытах для определения экономической эффективности внесения минеральных удобрений определяют величину условно чистого дохода и уровень рентабельности .
Чистый наибольший доход (2968 руб./га) получен от дробного внесения азотно-фосфорных удобрений №30 Р30 в 3-х подкормках под каждый укос, при наилучшем показателе рентабельности – 15%. Дробное влияние азотно-фосфорных удобрений значительно, в 6,3 раза превосходит по величине чистого дохода разовое внесение всех удобрений под первый укос (№90 Р90) и на 126% по уровню рентабельности. Внесение одного фосфорного удобрения как дробного 30кг/га Р2 О5 под каждый укос, так и в один срок под первый укос всей нормы фосфорного удобрения (Р90) не обеспечивало получения дохода и было не рентабельным.
Из этого следует, что дробное внесение азотных и фосфорных удобрений под каждый укос, является более рациональным приемом использования минеральных туков по сравнению с разовым внесением удобрений ранней весной под первый укос.
Раздел: Ботаника и сельское хозяйство
Количество знаков с пробелами: 51589
Количество таблиц: 14
Количество изображений: 0
Растения используют питательные вещества и влагу почву как строительный материал, из которого в результате фотосинтеза образуется биомасса. Таким образом, энергия солнечного излучения овеществляется в них в виде обменной энергии питательных веществ. Любое воздействие человека на почву и растения, должно быть направлено на интенсификацию этих процессов. Большинство сельскохозяйственных растений имеют значительный биологический потенциал. Так, например, в климатических условиях Беларуси зерновые способны давать урожай 85. 120 ц /га. Повышение энергетической эффективности технологий в растениеводстве может быть достигнуто двумя способами:
повышением биологического (генетического) потенциала растений за счет селекционной работы и модификации генофонда;
снижением затрат энергии и повышением эффективности процессов обработки почвы, возделывания, уборки переработки растений.
Необходимость селекционной работы сегодня ни у кого не вызывает сомнения. Достижение хороших результатов невозможно без использования элитного семенного фонда. Так, например, использование высокопродуктивных сортов позволяет сэкономить более 240 кг у. т. на 1 т физического вещества семян зерновых и более 280 кг — на 1 т семян картофеля, генномодифицированные сорта растений сегодня подвергаются серьезной критике со стороны экологов и медиков. Однако благодаря своей высокой продуктивности и выходу обменной энергии после длительной апробации по всей видимости также найдут широкое применение.
При выборе специализации севооборота необходимо учитывать потенциал энергетической эффективности выращивания различных сельскохозяйственных культур, который определяется значением коэффициента энергетической эффективности и выходом совокупной валовой энергии с гектара посевной площади. Названный коэффициент в общем случае определяется отношением полученной энергии урожая к совокупным энергетическим затратам на производство продукции.
где , Wnn - энергия, полученная в хозяйственно ценной части урожая;
Wn - энергия побочной продукции;
W3 - энергия, израсходованная (затраченная) на производство продукции.
Сравнительно высокую энергетическую эффективность имеет технология выращивания однолетних кормовых культур (амарант, суданская трава и др.), обеспечивающая возможность получения кормов с высоким энергосодержанием.
Посевы зернобобовых культур даже при высокой урожайности не отличаются большими значениями коэффициента энергетической эффективности и выхода валовой энергии. По выходу обменной энергии с одного гектара, окупаемости и затраченной энергии зернобобовые культуры можно расположить в следующей последовательности: люпин белый — 46,1 ГДж/га; кормовые бобы — 32,4 ГДж/га; горох — 17,6 ГДж/га. В то же время урожай зернобобовых имеет высокую ценность из-за значительного содержания протеина (в сое его более 40 %).
Проблема недостатка белка в кормовом рационе сельскохозяйственных животных в Республике Беларусь стоит достаточно остро. В последние годы кормовая единица в среднем по республике была обеспечена протеином на 10 % меньше нормы, что привело к перерасходу 20 % кормов и потерям более 1,5 млн т кормовых единиц. В соответствии с республиканской программой "Белок" предусмотрено увеличение посевов гороха и люпина, ведется работа над получением новых сортов сои, приспособленных к климатическим условиям республики. Одним из перспективных направлений решения проблемы недостатка кормового белка является расширение посевов бобовых трав и бобово-злаковых травосмесей (прежде всего клевера), которые позволят максимально вовлечь в земледелие биологический азот. За счет экономии минерального азота совокупные затраты энергии в расчете на 1 ц кормовых единиц у клевера в 3 раза меньше, чем у злаковых трав.
Перспективным для Беларуси является развитие предприятий, производящих из рапса и другого растительного сырья экологически чистое топливо для дизельных двигателей. Опыт Европы и Австралии показывает, что такое топливо может занять важное место в энергетическом балансе страны. Актуальность данной проблемы заключается также в том, что сырьевая база для развития предприятий подобного рода может формироваться на загрязненных землях, пострадавших от последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Из-за плохого технического состояния автотракторной и сельскохозяйственной техники многих сельскохозяйственных предприятий при проведении полевых работ происходит розлив большого количества машинных масел и топлива. Побочные продукты производства растительных масел жмых шрот, являются высокобелковыми концентрированными кормами для всех видов сельскохозяйственных животных, они используются в составе комбикормов, и белково-витаминных добавок.
Кормовые достоинства свеклы хорошо известны. Существуют возможности за счет рационального использования ресурсов и интенсификации технологий повысить энергетическую эффективность выращивания свеклы, снизить энергозатраты с 60 до 33 ГДж/га, при этом коэффициент энергетической эффективности возрастает до 3—3,5.
В республике реализуется государственная программа, направленная на обеспечение потребности рынка сахаром собственного производства. В связи с этим посевы сахарной свеклы в последние годы значительно увеличены. Высокой энергетической эффективности возделывания данной культуры можно добиться только при наличии комплекса современной производительной техники и оборудования. Важным резервом является эффективное использование свекловичного жома, огромное количество которого ежегодно накапливается на сахарных заводах. Наименьшей энергетической эффективностью из приведенных культур обладает картофель. Связано это с высокими прямыми затратами энергии на обработку почвы, посадку, междурядную обработку, уборку, транспортировку, сортировку и хранение.
Таким образом, энергетическая эффективность возделывания и уборки сельскохозяйственных культур определяется влиянием множества природных, технологических и экономических факторов, таких как:
генетический потенциал используемых культур и сортов растений;
климатические условия региона и плодородие почвы;
степень вовлечения в процесс формирования урожая природной энергии (солнца, воды и воздуха);
технические и технологические возможности предприятия-производителя;
выбор специализации, структура севооборотов и использование земель с учетом их потенциального плодородия;
уровень организации и управления производством;
социально-экономические условия и др.
Наибольшие потери энергии происходят при обработке почвы и уборке урожая. Эта тенденция в той или иной степени относится и к другим культурам, поэтому сокращение потерь при проведении данных технологических процессов является важнейшей задачей энергосбережения.
Важным аспектом оценки энергетической эффективности является структура энергетических затрат на производство единицы продукции. Зная соотношение затрат топливa, электроэнергии и других составляющих энергетического баланса, можно снижать затраты, не нанося существенного урона технологии в целом, адаптировать технологию к местным социально-экономическим и природным условиям. Очевидно, основным источником экономии должно стать Сокращение затрат энергии по наиболее энергоемким составляющим.
2.Основные понятия, термины, используемые в био - и энергетическом анализе
Производственный сельскохозяйственный процесс - совокупность природных биологических процессов и технологических приемов производства, происходящих и осуществляемых в определенной последовательности с целью получения сельскохозяйственного продукта.
Технология производства сельскохозяйственной продукции— составная часть производственного сельскохозяйственного процесса, представляет . совокупность технологических приемов или сельскохозяйственных работ, выполняемых в определенной последовательности ;за полный цикл производства.
Технологический процесс — составная часть технологий производства, содержащая приемы воздействия на обрабатываемый материал, среду (механические, электрические, химические и др.), направленные на изменение его состояния для получения требуемого качества и количества продукции.
Механизация технологического процесса — способ целенаправленного преобразования, при помощи технических средств различных видов энергии для воздействия на обрабатываемый материал (среду, предмет) в целях получения требуемых, объемов производства и качества продукции, сокращения затрат ручного труда, улучшения условий производства.
Первичная энергия — энергия, содержащаяся в природных энергоресурсах (уголь, нефть, газ, торф, сланцы и др.).
Прямые затраты энергии — затраты электрической, тепловой энергии и энергии топлива, непосредственно расходуемые в технологическом процессе.
Косвенные затраты энергии — затраты, необходимые для создания машин, удобрений, химикатов и других материалов, с помощью которых осуществляется производственный процесс.
Совокупные затраты энергии — затраты, включающие вое виды энергии, в том числе энергии живого труда, перенесенной в процессе производства на продукт труда.
Энергоемкость технологического процесса (операций)— удельные затраты энергии, необходимые для осуществления технологического процесса на единице площади или для получения единицы продукции.
Энергоемкость изготовления средств механизации— затраты энергии на производство и ремонт средств механизации.
Энергоемкость труда — затраты энергии человека в процессе .получения продукции.
Коэффициент - энергетических затрат комплекса машин или отдельных орудий производства — отношение энергоемкости технологических процессов, комплексов машин или отдельных орудий, сравниваемых между собой.
Энергетический эквивалент — затраты совокупной энергии на единицу основных средств производства, оборотных фондов и затрат труда.
Энергетическая эффективность - показатель, устанавливающий соотношение между энергией, содержащейся в сельскохозяйственном продукте и энергией, затраченной на его получение.
Биоэнергия – энергия - полученная биологическим путем в результате жизнедеятельности живой природы.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Все созидательные процессы происходят в условиях постоянного климатического риска. Поэтому грамотное ведение производства всегда связано с сочетанием возделываемых культур, позволяющих расширять диапазон оптимальных сроков полевых работ, сглаживать последствия эрозионных процессов, добиваться в сумме более высоких валовых результатов. Ho такие приемы противоречат рыночным законам, когда конъюнктура иногда диктует совсем иную линию поведения.
Ho поскольку аграрный сектор развитых стран преуспевает, то это означает присутствие в системе управления им не только рыночных регуляторов. Как известно, в осуществлении любой технологии присутствуют различные ресурсы: от трудовых до овеществленных. Поэтому имея нормативы энергозатрат на производство основных типов техники, используемой в аграрной отрасли нашей страны и показатели их энергоемкости и располагая операционными технологиями возделывания тех или иных культур, легко определить общую энергоемкость технологии. Этот процесс особо важен при сравнении технологий.
В связи с переходом страны к рыночной экономике, систематическим изменением цен на материалы и услуги невозможно дать объективную экономическую оценку эффективности возделывания той или иной культуры, применения того или иного технологического приема, используя современные экономические методы. Однако для новых сортов, интродуцируемых культур, новых технологических приемов или комплекса приемов, используемых в конкретных экологических условиях, требуется объективная оценка их преимуществ или недостатков. Такой объективной оценкой может быть определение энергетической эффективности возделывания культуры, сорта, применения технологического приема.
Для этого необходимо учесть все энергозатраты на возделывание культуры или использование технологического приема и энергосодержание урожая, выявить степень окупаемости энергозатрат энергосодержанием урожая. Энергетическая оценка сорта или приема при необходимости может быть переведена в любые денежные единицы, если известна стоимость одного гигаджоуля, т.е. может быть дана экономическая оценка.
Для сельскохозяйственного производства основными энергоносителями, с помощью которых формируется урожай, являются солнечная радиация, которая из всех затрат энергии составляет примерно 50% (она предоставлена природой бесплатно и нашей постоянной задачей должно быть стремление повышать эффективность ее использования), все виды удобрений, химические препараты, горюче-смазочные материалы, электроэнергия, труд, машины и оборудование. Без их использования современные технологии неосуществимы, но, перенос энергии в продукцию пропорционален энергозатратам на их собственное производство или содержание. Для расчета эффективности применения той или иной технологии выращивания культуры необходим расчет затрат энергии на ее производство. Удельный вес отдельных статей энергозатрат на 1 га посева озимой пшеницы по парам различен (табл. 7.1).
Так, если при возделывании озимой пшеницы по чистому пару более 54% всех энергозатрат приходится на машины, оборудование и удобрения, то на вариантах занятых и сидерального паров - 16-20%. Вес энергетического материала семян составляет по чистому пару 12,6%, по занятым и сидеральному парам - 47-52%, что с вязано с затратами на семенной материал как озимой пшеницы, так и бобовых культур. Общее количество затрат совокупной энергии при возделывании озимой пшеницы по чистому пару в 3,75-4,14 раз больше, чем по занятым и сидеральному парам, что в основном связано с энергоемкими процессами подготовки чистого пара и уходными работами на нем.
Наибольший выход энергии с урожаем сухого вещества был на вариантах с возделыванием озимой пшеницы по занятым парам - 94-106 ГДж/га, что в 1,87-2,11 раз превышает показатели контрольного варианта-чистого пара (табл. 7.2).
Выход энергии с урожаем по сидеральному пару превышал контроль только в 1,1 раза, за счет энергии урожая озимой пшеницы. Важный показатель эффективности производства продукции растениеводства является приращение валовой энергии. Так, на варианте с чистым паром наблюдается уменьшение количества энергии па 8,208 ГДж/га, в то время как на вариантах с бобовыми культурами приращение энергии составляет 41-91 ГДЖ/га. Энергия, содержащаяся в получаемой конечной продукции, должна быть сопоставлена с той энер!ией, которая затрачивается в процессе выполнения технологий. Коэффициент энергетической эффективности на этих вариантах доходит до 3,92-6,81, а по чистому пару - только 0,85. Выращивание кормовых культур в зависимости от сроков и способов посева в условиях Краснодарского края является энергетически выгодным (табл. 7.3).
Наименьшее количество энергии, необходимое для создания единицы продукции кормовой культуры наблюдалась на вариантах ранневесеннего посева под покров ярового ячменя. Наиболее энергоемким был посев донника желтого, эспарцета посевного и вайды красильной при беспокровном летнем посеве.
Коэффициент энергетической эффективности возделывания эспарцета посевного при ранневесеннем беспокровном посеве был наименьшим, в 1,30-1,65 раз меньше, чем при подсеве весной под покров ярового ячменя и в летний период, при подсеве донника желтого и вайды красильной - в 1,11-1,40 и 1,54-1,90 раз меньше соответственно. Таким образом, возделывание кормовых культур энергетически эффективно, но наибольший коэффициент энергетической эффективности при весеннем подсеве под покров ярового ячменя.
Биоэнергетическая оценка технологий возделывания озимой пшеницы по занятым и сидеральным парам показала, что все виды паров с парозанимающими культурами: эспарцетом, донником и вайдой красильной являются энергосберегающими (табл. 7.4.).
По сидеральным парам наблюдается на 21,5-25,245 ГДж/га больший выход энергии с урожаем сухого вещества, за счет высокой урожайности вследствие более продолжительного периода вегетации кормовой культуры. В тоже время затраты энергии на 1 га посева по сидеральным парам на 0,72-1,35 ГДж/га ниже, чем по занятым, в результате чего энергоемкость единицы продукции на 1,30-1,69 ГДж/га ниже, чем по вариантам возделывания озимой пшеницы после занятых паров.
Несмотря на меньшую урожайность озимой пшеницы, но большую -парозанимающей культуры, прирост энергии по сидеральным парам в 1,32-1,40 раз превышал приращение энергии на одноименных вариантах занятых паров, что и привело в повышению энергетического коэффициента выращивания культуры на 0,45-0,54, или в 1,20-1,23 раза.
Возделывание озимой пшеницы энергетически выгодно не только по таким предшественникам, как чистые, занятые и сидеральные пары, но и по кулисно-мульчирующим парам, кулисными растениями в которых являются люцерна изменчивая и люцерна желтая (табл. 7.5).
Таким образом, возделывание кормовых культур и озимой пшеницы по различным видам паров является энергетически выгодным. Коэффициент энергетической эффективности возделывания кормовых культур был от 1,51 до 3,42 в зависимости от срока и способа посева, озимой пшеницы - в зависимости от предшественника и элемента технологии - варьировал от 0,85 до 1,44 по чистому пару, от 1,54-6,81 - по занятым, сидеральным и кулисно-мульчирующим парам, а после кукурузы на силос в зависимости от вида посева - 2,5-3,7.
В решении проблемы рационального использования энергетических ресурсов в земледелии важная роль принадлежит анализу энергетических потоков. По мнению А.И. Пупонина и А.В. Захаренко (1998), главной задачей их учёта является поиск перспективных, экологически и энергетически обоснованных технологий, обеспечивающих максимальную продуктивность сельскохозяйственных культур. Однако дальнейшее увеличение урожайности сопровождается возрастающими затратами энергии в форме удобрений, пестицидов, топлива, средств механизации и др. Важность учёта энергозатрат заметно повышается в условиях дефицита энергетических ресурсов, необходимости их экономии и рационального использования, что актуально для земледелия Алтайского края.
А.А. Гаркуша, В.В. Яковлев, В.П. Олешко др. (2011) в одной из своих работ пишут о том, что энергоресурсосбережение в земледелии заключается в повышении эффективности использования природных ресурсов до уровня экологических ограничений и минимализации производственных затрат с учётом экономической целесообразности. Поэтому более полную оценку энергетической эффективности технологии возделывания гречихи целесообразно проводить путём анализа энергоёмкости отдельных технологических процессов (А.И. Пупонин, А.В. Захаренко, 1998). Например, использование энергосберегающей системы обработки почвы и посева по рекомендации ГНУ ВНИИЗБК с применением новых высокопроизводительных машин позволяет сократить количество и глубину обработок, в результате чего сберегается 4–13,5 кг/га горючего, что равнозначно 318–1080 МДж/га энергетических затрат (Ресурсосберегающая…, 2009).
Ю.И. Ермохин, А.Ф. Неклюдов (1994) рекомендуют оценивать экономию энергозатрат при возделывании сельскохозяйственных культур через содержание общей энергии в 1 кг сухого вещества и затраты энергии, вложенные на их возделывание.
Выявление наиболее энергоёмких агротехнических приёмов при выращивании гречихи позволяет осуществить их замену на менее затратные. В этом случае происходит рост показателей энергетической эффективности, последние позволяют рациональнее использовать земельные ресурсы.
А.Д. Гончаров (2008) в условиях Новосибирской области в течение четырёх лет изучал бороздковый способ посева гречихи. На основании проведённых исследований он установил, что при бороздковом посеве энергетический баланс лучше, чем при сплошном рядовом. Затраты совокупной энергии составили, соответственно, 14627,0 и 14917,4 МДж/га, приращение валовой энергии – 10166,6 и 18029,8 МДж/га,
энергетический коэффициент изменялся от 1,70 до 2,21. Следовательно, при практически одинаковых затратах совокупной энергии бороздковый способ давал почти в 2 раза больший прирост валовой энергии на единицу площади посева, более высокий энергетический коэффициент и существенно меньшую (на 30 %) энергоёмкость зерна (табл. 74).
Энергетическая эффективность возделывания гречихи в Новосибирской области
Читайте также: