Глава 4. Энергетическая оценка технологии возделывания культуры

Энергетическая оценка предусматривает соотношение количества энер­гии аккумулированной в урожае в процессе фотосинтеза и затраченной сово­купной энергии на производство продукции. Она дает возможность определил степень окупаемости энергетических затрат, выявить наиболее энергоемкие технологические операции и разработать энергосберегающую технология возделывания культуры.

Модель энергосберегающей технологии включает переход на биологический азот за счет:

· Изменения структуры посевных площадей с увеличением доли бобовых культур

· Подбора комплементарных симбиотических систем – сорта бобовой культуры и штамма ризобий

· Доведения рН_сол до оптимального для биологии данной культуры уровня или подбора культуры под рН_сол данного поля

· Поднятия содержания доступных форм фосфора и калия, бора и молибдена до нижней границы оптимальной обеспеченности для конкретной культуры

· Оптимизация влагообеспеченности в течение вегетации

· Использование бобовых сидератов как парозанимающих и подсевных культур с введением в севооборот культур сем. Капустные

· Использование небобовыми культурами биологического азота предшественника и сидерата

· Возделывание бобовых и мятликовых трав в травосмесях

· Активизация ассоциативной биологической азотфиксации

Эта модель предусматривает также рациональное использование азотных удобрений; исключение внесения минерального азота под бобовые культуры; дробное внесение азотных удобрений в умеренных нормах под зерновые, картофель и корнеплоды; расчет норм азотных удобрений с учетом запаса минеральных форм азота в почве; определения необходимости подкормки культур азотом по результатам растительной диагностики.

Ваша задача состоит в том, чтобы в конкретных экологических условиях, конкретного севооборота подобрать культуры, которые в комплексе создавали бы живую биологическую защиту: озимые – как фитосанитары земель, бобовые – как азотфиксатор (т.е. усвоение азота из воздуха), пропашные – как улучшатель структуры почвы, пары чистые или занятые – для борьбы с сорной растительностью.

4.1 расчет затрат совокупной энергии на производство продукции.

При возделывании полевых культур расходуются материальные, энергетиче­ские и трудовые ресурсы.

Материальные ресурсы сельскохозяйственные машины, оборудование здания, сооружения, транспортные средства, удобрения, семена, пестициды и т.д.

Энергетические ресурсы различные виды топлива, электрическая энер­гия.

Трудовые ресурсы — прямые и косвенные затраты труда механизаторов рабочих и инженерно-технических работников.

В соответствии со спецификой формирования энергетических эквивален­тов и с учетом их размерности должны быть рассчитаны затраты совокупной энергии по следующим составным статьям расхода:

а) затраты энергии на основные средства производства;

б) затраты энергии на оборотные средства производства;

в) затраты энергии трудовыми ресурсами.

Определение энергетических затрат по большинству статьей расхода ве­дут на основе технологической карты возделывания культуры. Техника прове­дения расчета изложена в пособии «Энергетическая оценка технологии возде­лывания полевых культур» Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов. М.: Изд. МСХА» 1995,

Примерные затраты совокупной энергии на основные средства производ­ства по видам работ приведены в приложении 14.

Затраты трудовых ресурсов, расход горюче-смазочных материалов, электроэнергии даны в приложении 15. Студент может воспользоваться этими при­мерными данными или составить технологическую карту и по ней более точно рассчитать все основные статьи расхода энергии. При расчете затрат энергии на основные средства производства (например, механизации) следует учитывать, что они переносят на создаваемый продукт только часть энергии, затраченной на их производство, пропорционально сроку службы и времени, затраченному на выполнение единицы работы. Для удобства расчетов целесообразно иметь данные об энергоемкости машин, приходящиеся на один час работы. Например, на производство трактора расходуется 1 500 000 МДж энергии. Срок службы трактора – 10 лет, среднегодовая загрузка – 1240 ч. В этом случае на один час работы трактора на продукцию переносится энергия 122 МДж (1 500 000МДж/10 лет/1240 ч = 122 МДж.

Оборотные средства и трудовые ресурсы свою совокупную энергию переносят на урожай полностью в год их использования (за исключением органических удобрений и извести). Если используемые оборотные средства оказывают влияние на урожай в течении нескольких лет, то среднегодовые затраты соответственно уменьшаются.

Для расчета затрат совокупной энергии на оборотные средства и трудовые ресерсы можно воспользоваться формой 4.1

Таблица 7. Форма 4.1 Затраты энергии на оборотные средства и энергия трудовых ресурсов

Графа 2 заполняется на основании ранее рассчитанной потребности в оборотных средствах и трудовых ресурсах при возделывании проектируемой культуры (Приложение 15).

Графа 3 заполняется на основании данных приложения 16.

Затраты совокупной энергии (Графа 4) рассчитываются на основании данных граф 2 и 3.

Для определения рационального варианта производства продукции нуж­но производить сопоставление затрат энергии по статьям расхода. Форма 4.2. отражает структуру затрат энергии на производство урожая.

Таблица 8. Форма 4.1.2 Затраты совокупной энергии и ее структура

Примечание: * - данные из приложения 14; ** - данные из таблицы 4.1

4.2..0пределение накопленной в урожае энергии. Накопленную в урожае энергию с.-х. культуры рассчитать отдельно по основной и побочной про­дукции, затем определить общее накопление энергии всей полезной продукци­ей. В начале определить урожайность (сбор) сухого вещества с 1 га от основ­ной и побочной продукции, затем выписать значение энергетических эквива­лентов для основной и побочной продукции (Приложение 2,3) и рассчитать со­держание энергии в урожае (Форма 4.2.)

Таблица 9. Форма 4.2 Расчет содержания энергии в урожае

В том случае, когда по выбранной культуре отсутствуют данные содер­жания энергии отдельно в основной и побочной продукции, расчет энергии, на­копленной в урожае, можно вести, исхода из среднего содержания энергии в единице полезной продукции. При этом следует учитывать поправочные коэф­фициенты на содержание сухого вещества и соотношения между основной и побочной продукции (Приложение 3). Однако, при этом пег возможности от­дельно определить энергию, накопленную в урожае основной и в урожае по­бочной продукции.

Энергосодержание в урожае зависит от величины и химического состава основной и побочной продукции — содержания жиров, белка и углеводов. Энер­гоемкость органических веществ составляет: углеводов - 16,72 МДж/кг (4000 ккал), белков - 22,99 МДж/кг (5500 ккал), жиров - 37,62 МДж/кг (9000 ккал). I кал = 4,18 Дж

Для расчета энергии, накопленной в урожае основной продукции, поль­зуются формулой 1:

Q = Y*K*E[1],

где Q - содержание энергии в урожае основной продукции, МДж/га;

У - урожайность основной продукции при стандартной влажности, кг/га;

К - коэффициент пересчета продукции на сухое вещество; Е - среднее содержание энергии в I кг сухого вещества полезной продукции, МДж.

Для определения количества энергии, накопленной в урожае полезно продукции (основной и побочной), пользуются формулой 2:

S=Q*A [2],

где S - общее содержание энергии в урожае полезной продукции, МДж/га;

А - сумма частей основной и побочной продукции.

4.3 Энергетическая оценка эффективности технологических приемов возделывания культуры. Оценка этих показателей предусматривает в какой мере энергия, накопленная в урожае, превышает энергию, затраченную на получение этого же урожая.

К основным показателям энергетической оценки производства продукции относят: чистый энергетический доход, коэффициент энергетической эффек­тивности, которые рассматривают следующим образом:

- чистый энергетический доход определяют как разницу между содержа­нием энергии в урожае и общими затратами на возделывание культуры;

- коэффициент энергетической эффективности - это отношение частого энергетического дохода к энергозатратам

- биоэнергетический коэффициент (КПД) посева - отношение полу­ченной с урожаем энергии к затраченной.

Энергетическая себестоимость продукции - это отношение затраченной энергии к урожайности.

Технология является энергетически эффективной если:

- полученный чистый энергетический доход представляет положительное число;

- коэффициент энергетической эффективности больше 0;

Энергетический коэффициент полезного действия посева (КПД) больше 1.

Иногда, энергия, полученная с побочной продукцией, не представляет большой практической значимости, В таком случав для оценки технологии в расчет можно брать только энергию, аккумулированную урожаем основной продукции.

Если новая технология обеспечивает более высокий чистый энергетический доход, лучшие значения коэффициентов, характеризующих энергетическую эффективность, то ее можно считать энергосберегающей.

Рассчитайте основные показатели энергетической эффективности технологии возделывания в соответствии с формой 4.3 и сделать анализ полученных результатов.

Таблица 10. Форма 4.3 Показатели энергетической оцкнки технологии возделывания культуры

Выводы и предложения. Укажите основные преимущества разработанной вами технологии возделывания культуры, факторы, ограничивающие получение высоких урожаев, и возможные пути сокращения энергетических затрат.

Дайте предложения по увеличения урожайности, улучшению качества продукции выращиваемой культуры в проектируемых условиях.

Поиск по сайту: