13404 (Аналіз та удосконалення енергозберігаючих технологій заготівлі та зберігання кормів в СТОВ "Глуховецьке" Козятинського району Вінницької області), страница 4

де - енергоємність урожаю

е_к – 19.13 МДж/кг – енергетичний еквівалент ячменю;

U- 2760кг/га - урожай ячменю;

К_СР – 0,86 - середній вміст сухої речовини

Витрати не поновлюваної енергії при виробництві культури з розрахунку на 1 га

Е_нп= Е_п+ Е_ее+ Е_н+ Е_мд+ Е_од+ Е_пц+ Е_вод+ Е_пл+ Е_мех

де Е_п - витрата енергії на паливо;

В_П=57,34 кг/га – витрата палива;

е_П=42,7 МДж/кг – енергетичний еквівалент дизельного палива.

Е_ее – витрати на електроенергію, Е_ее=0;

Е_н – витрата енергії на насіння,

Е_н=Н_н∙е_н=160∙19,13= 3060,8 МДж/кг

Н_н – 160 кг/га – норма висіву ячменю.

е_н - 19,13 МДж/кг – енергетичний еквівалент насіння ячменю.

Е_мд - витрата енергії на мінеральні добрива,

Е_мд= Н_мд∙е_мд=700∙27,6=19320 МДж/кг

Н_мд=700 кг/га – норма внесення мінерального добрива (аміачна селітра).

е_мд=27,6 МДж/га – енергетичний еквівалент аміачної селітри.

Е_од – витрата енергії на органічні добрива, Е_од=0 МДж/га.

Е_пц – витрата енергії на пестициди.

Е_пц – Н_пц· е_пц=314,9·10=3149 МДж/га

е_пц =314,9-енергетичний еквівалент пестициду

Н_пц=10 кг/га – витрата пестициду.

Е_вод – витрата енергії на воду.

Е_вод = Н_вод · е_вод = 0,3 · 2,3 = 0,69 МДж/га

Н_вод=0,3 м³/га – витрата води

е_вод=2,3 МДж/м³ – енергетичний еквівалент води.

Е_пл – витрата енергії на працю людей

Е_пл=З_пр · е_пр = 60,8 · 17,416 = 1058,89 МДж/га.

З_пр=17,416 люд∙год/га – затрати праці,

е_пр=60,8 МДж/люд∙год – енергетичний еквівалент.

Емех – витрата енергії на використання техніки розраховується в залежності від продуктивності МТА.

Е_тр – енергоємність трактора:

Е_{тр-Т-150К} = 183,1 МДж/год,

Е_{тр-МТЗ-80} = 76,8 МДж/год,

Е_{тр-ЮМЗ-6Л} = 76,5 МДж/год,

Е_тр-Т-150 = 169,5 МДж/год,

Е_тр-ДТ-75 = 48,3 МДж/год,

Е_{тр-РСМ-10} = 1359,0 МДж/год,

Е_{тр-ГАЗ-53Б} = 53,6 МДж/год.

Е_зч – енергоємність зчіпки:

Е_{сп -114}=56,0 МДж/год

Е_сгм – енергоємність сільськогосподарських машин:

Е_БДТ-7=280,0 МДж/год,

Е_ІРМГ-4= 127,5 МДж/год,

Е_ЛГ-3-5 = 18,18 МДж/год,

Е_{Європак}= 66,4 МДж/год,

Е_РВК-5,4 = 149,4 МДж/год,

Е_СЗУ-20=233,1 МДж/год,

Е_СЗ-3,6= 155,2 МДж/год,

Е_СТК = 63,2 МДж/год.

Е_ОПВ-1200 = 376,2 МДж/год,

Е_2ПТС-4 = 75,3 МДж/год,

Е_ВТУ-10=37,5 МДж/год,

Е_СПР-0,5= 15,3 МДж/год,

Враховуючи, що для операцій продуктивність яких дана в тоннах і витрата матеріалу в т/га витрата енергії буде становити:

То втрати на енергію будуть становити:

Загальні витрати не поновлюваної енергії будуть становити :

Енп=2448,4+3060,8+19320+3149+0,69+1058,89+(81,7+3,099+35,2+72,18+56,1+83,9+25,35+25,3+47,96+5,9+23,28+119,13+1192,1+4,0+155,25+68,85)=31037,97 МДж/га

Тоді коефіцієнт енергетичної ефективності буде становити:

Так як К_е < 2 то дано технологія є енергозатратною.

Розраховуємо також коефіцієнт екологічної ефективності

П=167364 – екологічний поріг.

Враховуючи данні розрахунки можна зробити висновок, що технологія заготівлі ячміню в СТОВ «Глуховецьке» енергозатратна і має бути вдосконалена.

2 Загальні моделі ведення енергозберігаючого сільського господарства на сучасному етапі розвитку агропромислового комплексу

Українська влада взяла чіткий курс на створення бренду України як державищо продукує екологічну продукцію. За таких умов актуальним стає ефективне використання наших біологічних ресурсів та мінімальне застосування - антропогенних (агрохімії, диз-палива та ін.). Актуальність обраного напряму, з одного боку, зумовлена широкими можливостями українських земель та зростаючою потребою в чистій продукції у світі. [17]

Всі види ресурсів, зокрема енергоносії, технічні засоби, праця людей, вода мають певну цінність і відповідно, підлягають ретельному обліку при їхньому перерозподілі. І тільки ґрунтові фактори родючості не мають ціни та не контролюються. Це створює умови для широкого використання їх з метою отримання прибутку, що супроводжується інтенсивною деградацією земельних ресурсів та їхнім виснаженням. Однак унікальність ґрунтового покриву полягає в тому, що він є надійним, екологічно безпечним джерелом поновлювальної енергії, яка в процесі сільськогосподарського виробництва зв'язується рослинами завдяки фотосинтезу. При цьому рівень природного потенціалу продуктивності в різних ґрунтово-кліматичних умовах суттєво змінюється і встановлюється у варіантах стаціонарних дослідів без застосування добрив і меліорантів, які моделюють найбільш розповсюджену сучасну практику ведення сільськогосподарського виробництва. Наприклад, в західному Лісостепу на чорноземі опідзоленому на контролі вихід енергії з урожаєм основної і побічної продукції культур 5-пільної зерно-просапної сівозміни у середньому сягає 105 ГДж/га (2 ГДж 1 ц кормових одиниць (к.о.) В інших ґрунтово-кліматичних умовах енергія, що отримується з врожаєм, коливається в середньому у межах 70-90 ГДж/га. Це свідчить про те, що при дотриманні вимог агротехнологій тільки за рахунок природної родючості ґрунту можна забезпечити досить високу продуктивність посівів. Для порівняння, витрати антропогенних ресурсів в енергетичному еквіваленті (Еа) при таких агротехнологіях щорічно складають лише 10-13 ГДж/га, відповідно, окупність 1 ГДж урожаєм сягає 8-9 ГДж/га (коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее). [18]

Однак слід враховувати, що в цьому випадку мають місце значні втрати ґрунтової енергії (Ег), зосередженої в органічній речовині і в запасах елементів живлення — до 30 ГДж/га на рік. Очевидно, що відповідно до закону збереження енергії безповоротне використання енергетичного потенціалу ґрунтів супроводжується їх енергетичною деградацією і зниженням продуктивності з темпом у середньому 1-1,5 ц к.о./га за рік. Для оцінки цих процесів в масштабах України на основі узагальнення багаторічних експериментальних даних були розроблені гіпотетичні сценарії функціонування агроекосистем (табл.2.1).

Таблиця 2.1. Баланс енергії при різних сценаріях розвитку сільськогосподарського виробництва

*середній раціон на одну людину – 2480ккал

**з розрахунку на 50 млн. чоловік

***36 млн. т нафти, 72 млрд. м³ природного газу

Модель 1 — всі земельні ресурси використовуються як природні кормові угіддя з продуктивністю 1,5 т к.о./га (1 т к.о. 20 ГДж; 1 т дизельного пального 40 ГДж). Рослинна біомаса згодовується тваринам, а вироблені продукти харчування — для покриття внутрішніх потреб або на реалізацію на світовому продовольчому ринку. При цьому затрати антропогенних ресурсів, головним чином це праця людей і тяглова сила тварин, можуть бути відносно незначні (до1 ГДж/га). За рахунок високого рівня рециркуляції біогенних елементів з відходами тваринництва забезпечується збереження ґрунтового енергетичного потенціалу, продуктивність сільськогосподарських угідь зростає. При розгляді цього сценарію стає зрозумілим значення тваринництва як з точки зору акумуляції і концентрації енергії, розподіленої на великій площі у вигляді рослинної біомаси, особливо її малоцінної частини, так і з позицій відновлення енергетичного потенціалу ґрунтів.

Модель 2 відбиває сучасний стан — спеціалізація переважно рослинницька, продуктивність сільськогосподарських угідь на рівні 2,5 т к.о./га, мінеральні добрива практичнр не використовуються, витрати антропогенної енергії складають на рівні 10 ГДж/га. При такому сценарії вся продукція виробляється за рахунок природної родючості ґрунтів. У стаціонарних агротехнічних дослідах такий стан моделюється у варіантах без добрив (контроль), де за рахунок мінералізації органічної речовини ґрунту і систематичного відчуження з урожаєм біогенних елементів запаси енергії щорічно скорочуються у середньому за ґрунтовими відмінностями на 15 ГДж/га.

Модель 3 — продуктивність земель на рівні 5,0 т к.о./га, з максимальними значеннями до 10,0 т к.о./га, що відповідає комбінованій рослинницько-тваринницькій спеціалізації та рівню накопичення рослинної біомаси в стаціонарних дослідах на фоні органічних і органо-мінераль-них систем удобрення. За таких агротехнологій і, особливо, за наявності у сівозмінах багаторічних бобових трав, забезпечується розширене відтворення родючості ґрунту, зростає рівень його окультуреності і ефективної родючості. Однак порівняно з контрольними варіантами (модель 2) енергоємність виробництва значно збільшується і становить у середньому 25 ГДж/га (техніка — 15 %, енергоносії — до 20 %, добрива — до 50 %, пестициди і насіння - 15-20 %). [17]

Потреба населення в продуктах харчування встановлювалася, виходячи з середніх добових раціонів на людину 2480 ккал. Для виробництва відповідних продуктів необхідно витратити приблизно 2,8 к.о., а для задоволення потреб 50 млн. населення на рік необхідно до 50 млн. т к.о. рослинної біомаси. В енергетичному еквіваленті це відповідає 1 млрд. ГДж. Таким чином, позитивну частину балансу енергії в агросфері визначає рівень продуктивності сільськогосподарських угідь, від'ємну — витрати антропогенної енергії, скорочення енергопотенціалу ґрунту, а також витрати енергії рослинної біомаси на виробництво продуктів харчування для внутрішніх потреб. При тваринницькій спеціалізації (модель 1) і за сучасного стану аграрного виробництва (модель 2) баланс врівноважується, при реалізації третьої моделі додаткове накопичення біологічної енергії сягне 2 млрд. ГДж. Якщо в Україну щорічно імпортується близько 36 млн. т нафтопродуктів та 72 млрд. м³ природного газу, які в енергетичному еквіваленті відповідають 3,6 млрд. ГДж, то компенсація енергії вуглеводнів за рахунок рослинної біомаси може становити понад 50 %. [16]

Наведеш гіпотетичні моделі свідчать про високий природний потенціал продуктивності агросфери України, особливо за наявності розвинутої тваринницької галузі. Однак при реалізації на практиці третьої моделі розвитку аграрного виробництва вирішується триєдине завдання: досягається повне забезпечення населення власними продуктами харчування, відновлюється і зростає потенціал продуктивності земельних ресурсів та компенсується значна частина або, за певних умов, навіть всі енергоносії зовнішнього виробництва. Зрозуміло, що мова йде лише про гіпотетичні моделі, однак вони будуються на конкретних результатах досліджень та розкривають значення сільськогосподарського виробництва в забезпеченні енергетичної незалежності і продовольчої безпеки держави.