В современном сельскохозяйственном производстве большое значение имеет учет энергозатрат в системе технологий выращивания сельскохозяйственных культур, заготовки, переработки, хранения кормов при различных способах и рационах кормления животных. Учитывают также содержание валовой и обменной энергии (ОЭ и ОЭ) в единицы урожая зерна, кормов, технического сырья. Сравнение энергии, аккумулированной в урожае, с совокупной энергией, затраченою на выращивание и сбор урожая, дает возможность объективно оценить технологию выращивания полевых культур, а также заготовку, приготовления, хранения кормов и др.

Затраты совокупной энергии на выращивание культуры, содержание энергии в урожае, рационе, животноводческой продукции в зависимости от количества принято выражать в кілоджоулях (1 кДж = Дж • 103), мегаджоуль (1 МДж = Дж • 106), гігаджуолях (1 ГДж = Дж • 109), тераджоулях (1 Тд = Дж • 1012).

При выращивании сельскохозяйственных культур затраты и аккумуляцию энергии в основном выражают в мега — и гігаджоулях (МДж, ГДж).

Современная (интенсивная) технология выращивания полевых культур должна быть энергосберегающей, т. е. такой, который обеспечивает минимальные затраты совокупной энергии на получение единицы продукции.

В растениеводстве на единицу затраченной совокупной энергии в процессе выращивания культуры приходится 2 — 7 и даже больше единиц энергии, аккумулированной в урожае.

Соотношение валовой энергии (ВЭ) урожая и количества совокупной энергии (LE), затраченной на его выращивание, принято называть

энергетическим коэффициентомвыращивания культуры

а соотношение обменной энергии (ОЭ) и совокупной —коэффициентом энергетической эффективности выращивания культуры

Энергетический коэффициент (Эк) характеризует биоэнергетическую эффективность агросистемы выращивания культуры. Коэффициент энергетической эффективности чаще применяют в кормопроизводстве как коэффициент энергетической эффективности производства кормов.

Для расчетов Кэ эф надо сделать поправку на переваримость

сухой массы урожая, которую определяют по справочникам или рассчитывают по содержанию обменной энергии в 1 кг сухого вещества корма, используя формулуЖе. Аксельсона:

где 13,1 — коэффициент, являющийся произведением среднего показателя переваримости сухого вещества (0,73) на средний показатель валовой энергии в 1 кг сухого вещества корма, что составляет 18 МДж; СР — 1 кг сухого вещества корма; Кл — содержание клетчатки в корме (может колебаться в широких пределах в зависимости от культуры и фазы уборки — 0,12 — 0,32), значения его принимают в справочниках или определяют по результатам анализа; 1,05 —поправочный коэффициент.

Для примера приведем расчет содержания обменной энергии в 1 кг сухой массы люцерны:

Как видим, между показателем валовой энергии (ВЭ) сухого вещества корма (в среднем равна 18 МДж) и обменной (ОЭ) существует большая разница (18,0 — 9,33) = 8,67 МДж.

Количество валовой и перетравної энергии (МДж/га ГДж/га) определяют по сухим веществом хозяйственного урожая (зерно + побочная продукция, корни + ботва и др., в т/га или ц/га). Килограмм сухого вещества в среднем дает 16 732 кДж. Перечислив сухое вещество хозяйственного урожая в килограммы, получим определенное количество килоджоулей энергии, аккумулированной посевом. Например, сухая надземная масса кукурузы на зерно (зерно + стебли, листья + стержни и обертки початков) составляет 150 ц/га или 15 000 кг/га. Содержание валовой энергии (ВЭ) в урожае составляет 15 000 • 16 732 = 250 980 000 кДж/га (250,95 тыс. МДж/га или 250,95 ГДж/га).

При определении затрат совокупной энергии на выращивание культуры производят расчеты по каждому приему выращивания (лущение стерни, энергоемкость удобрений и их внесение, вспашка, весеннее выравнивание почвы, предпосевная культивация, посев, уход за посевами, уборки урожая, доочистки зерна и др). Для этого определяют также содержание энергии в топливе, масле, семенном материале, гербицидах, инсектицидах, фунгіцидах, десикантах, дефоліантах; энергичность агрегатов, транспортных средств, труда механизаторов и тому подобное. Итог их и является показателем затрат совокупной энергии при выращивании культуры. Ориентировочные затраты совокупной (антропогенной) энергии на выращивание некоторых полевых культур и долю в них горючего, пестицидов и удобрений (%) в условиях Лесостепи приведены в табл. 14.

14. Ориентировочные затраты совокупной энергии на выращивание культур в системе энергосберегающих технологий в условиях Лесостепи Украины (по А. И. Зинченко, Уманская СГА)

 

Культуры

Затраты энергии, ГДж/га

В том числе, %

топливо

гербициды

другие пестициды

удобрения

Озимая пшеница Кукуруза на зерно Сахарная свекла Кормовая свекла Люцерна на корм Ранние яровые кормовые смеси

28 34

44 48 32 14

34 37 38 36 34 28

8 14 10 12

12

6

36 28 24 40 18 12

Из приведенных в таблице данных можно сделать вывод, что затраты совокупной энергии на выращивание различных культур неодинаковы и основное их количество приходится на горючее, удобрения, пестициды. Поэтому надо разрабатывать альтернативные технологии, которые бы давали возможность снизить эти затраты, в частности, заменить пестициды экологически чистыми, менее энергоемкими приемами борьбы с сорняками, вредителями, болезнями, вспашку — поверхностным и даже нулевым возделыванием. Так, в США в последнее время широко применяют посев сельскохозяйственных культур в необработанную почву. Для борьбы с сорняками временно используют гербициды, но потребность в них отпадает, поскольку поля хорошо очищаются от сорняков за такого способа выращивания полевых культур, а земля приобретает необходимой равновесной плотности. Такая обработка имеет большое протиерозійне значение: почва не теряет питательных веществ, снижается потребность в удобрениях, что способствует также значительной экономии совокупной энергии.

Большое значение имеет экономия топлива при перевозке урожая. Если, например, зеленые корма транспортируют с полей, расположенных за 5 — 10 км и более от фермы, затраты горючего достигают 60 — 70 и даже 100 — 120 % от его затрат на выращивание кормовых культур. При перевозке зерна, сена, сенажной массы они в 2 — 4 раза ниже по сравнению с транспортировкой зеленой массы, в которой всего 16 — 22 % сухого вещества.

Методы биоэнергетической оценки технологий выращивания культур, заготовке и переработке сырья, заготовки, хранения и скармливания кормов дают возможность контролировать затраты, накопления, конверсию и биоконверсию энергии во всей системе производств. В этой цепи энергия накапливается только в процессе фотосинтеза, затем только расходуется во время заготовки, хранения, переработки, скармливания.

По данным зарубежных и отечественных ученых, а также учитывая проведенные расчеты в целом, можно считать удовлетворительным и даже хорошим результатом, когда в системе производство кормов — животное — животноводческая продукция на 8-10 единиц затраченной энергии будет получено единицу аккумулированной энергии в виде животноводческой продукции.

При біоенергетичній оценке различных технологий выращивания одной и той же культуры и сравнении между собой технологий выращивания различных культур итоговыми показателями являются выход валовой и обменной энергии на 1 га посева, энергетический коэффициент и коэффициент энергетической эффективности возделывания культуры, прирост валовой энергии на 1 га посева.

Экономия топлива, рациональное использование удобрений, поливной воды, частичная или полная замена пестицидов альтернативными агротехническими и биологическими мерами, замена вспашки поверхностным и нулевым возделыванием, совмещение нескольких технологических операций за один проход агрегата, подбор сортов и гибридов, устойчивых против вредителей, болезней, а также сорняков, уменьшение транспортных затрат на перевозку урожая — основные составляющие энергосберегающих технологий производства зерна, кормов, технического сырья.

(Visited 164 times, 1 visits today)