Структура энергетических затрат в АПК

В настоящее время принята следующая классификация энергетических ресурсов, используемых в сельскохозяйственном производстве:

1. Овеществленные затраты энергии на ресурсы, поставляемые промышленностью машины, оборудование, удобрение, пестициды и т.д., а также поставляемые сельским хозяйством навоз, компост, семена, животноводческие стоки, растительные остатки.

2. Прямые затраты на энергетические ресурсы − совокупность различных видов энергоносителей (уголь, нефтепродукты, дрова, природный газ, биогаз) и электроэнергия.

3. Энергозатраты на трудовые ресурсы – живой труд, применяемыйв контрольной технологии, или средние показатели его, приходящиеся на I га севооборотной площади заполную ротацию.

За последние годы источники энергии предложено делить на восстанавливаемые или возобновляемые (солнце, ветер, энергия движущей воды в реках, органические удобрения, семена и др.) и невосстанавливаемые − невозобновляемые (уголь, нефть, газ).

Совокупные энергозатраты в сельскохозяйственном производстве принято делить на прямые_, то есть непосредственно связанные с проведением сельскохозяйственных работ по определенной технологии, и косвенные − овеществленные на основе прошлого труда (машины, удобрения, средства защиты растений, семена, стройматериалы и др.).

Овеществленные затраты энергии при установленном физическом их объеме далее переводят в энергетические показатели на основе соответствующих эквивалентов. Металлоемкость машин (кг на I га) определяют на основе технологической карты с учетом массы всех машин, нормативной выработки в единицу времени, исходя из установленного срока службы машины и энергетического эквивалента с учетом их класса. При замене устаревших видов машин новыми, а также по мере совершенствования отдельных звеньев в технологии эти данные подлежат уточнению.

Энергетические эквиваленты на другие виды материальных затрат включают сумму затрат энергоресурсов на каждом этапе − добычи, производства, транспортировки ихранения. Энергетические эквиваленты нашего труда разработаны ФAO (Продовольственной исельскохозяйственной организацией ООН).

Сельскохозяйственное производство, включающее возделывание различных групп культур (зерновые, пропашные, однолетние и многолетние травы, зернобобовые и крупяные) требует значительных энергетических затрат и характеризуется интенсивным воздействиемна окружающую среду. В связи с этим анализ затрат энергии и разработка принципов ресурсосбережения в сельскохозяйственном производстве является актуальной научной и практической задачей.

Основными направлениямиресурсосбережения при этомявляются:

- разработка ресурсосберегающих технологий возделывания культур на основерационального использования органических и минеральных удобрений, мелиорантов, семян, средств защиты от вредителей, болезней и сорняков, минимализации обработки почвы;

-оптимизация видового состава культур и их соотношения в структуре посевных площадей, обеспечивающиепроизводство требуемого качества и воспроизводство почвенного плодородия при наименьших затратах антропогенной энергии. Например, затраты совокупной энергии на производство отдельных культур колеблется от 10-16 до 45-50 ГДж/га, а совокупность затрат от 1,0 до 6,0-7,0 единиц обменной энергии урожая;

- оптимальное размещение культур в системах полевых, кормовых и специальных севооборотов. Размещение культур на территории землепользования с учетом их биологических требований позволяет, например, без дополнительных энергетических затрат повысить продуктивность пашни на 10-12%, а также снизить транспортные расходы до 25-35%.

Основным источником информации для расчета затрат совокупной энергии на возделывание полевых культур являются технологические карты. В производственных условиях для расчетов пользуются технологическими картами, разработанными региональными научными и научно-производственными центрами. В экспериментальной работе научных учреждений аналогичные расчеты проводятся на основании фактических энергетических затрат на изучаемые приемы и технологии возделывания культур.

В них в строгой последовательности описываются технологические операции и их параметры, определяющие уровень энергетических затрат (глубины обработки, кратность операций, объемы внесения удобрений и т.д.), состав агрегатов, производительность и другие. В одной форме возможно описание изучаемых вариантов, если они относятся к отдельным приемам, например, обработки почвы, применению удобрений, приемов ухода за посевами.

В случае, если нет возможности или нет необходимости в измерении полного объема энергетических затрат на проведение технологических операций, можно пользоваться типовыми нормами выработки и расхода топлива на механизированные полевые и конно-ручные работы применительно к конкретному региону. Для сбора таких данных составляется вспомогательная таблица. При этом указываются источники информации, а также параметры, влияющие на уровень энергетических затрат, отражающие усредненные условия объекта, где будет проводиться внедрение разработки (группа по нормам выработки, класс длины гона, класс угла склона, удельное сопротивление плуга и т.д.).

При проведении исследований с новыми серийными или экспериментальными образцами технических средств их производительность и расход топлива определяются экспериментально или применяются данные машинно-испытательных станций и учреждений-разработчиков.

Производительностью работы агрегатов определяется количество времени и затраты овеществленной энергии переносимой движителями, включая авиацию, сельскохозяйственными машинами, сцепками, а также затраты живого труда на I га посева. Нормативы энергетических затрат (энергетические эквиваленты) на I час эксплуатационного времени движителей, сельскохозяйственных машин, сцепок берутся из справочных данных; затраты энергии на механизмы и орудия рассчитываются на основе продолжительности рабочего времени при выполнении технологической операции и их энергетических эквивалентов на I час работы. Например, при применении ДТ-75М и ЛДГ-I0 на лущении стерни затрачено 0,69 часа. Известно, что энергетический эквивалент работы трактора ДТ-75М составляет 127 МДж/час, лущильника – 151МДж-час. Следовательно, перенос овеществленной энергии за 0,69 часа работы трактора составляет 88МДж/га (127МДж/час х 0,69 час/га=88 МДж/га), лущильника ЛДГ-10 - 104МДж/га (151МДЖ/час х 0, 69 час/га = 104 МДж/га). Эквиваленты энергетических затрат на I чел.-час работы по соответствующим категориям работников с учетом управленческого и обслуживающего персонала приводятся в таблице 51.

Таблица 51

Энергетические эквиваленты на трудовые ресурсы

( с учетом прошлых затрат)

При использовании агрегатов с электроприводом для перевода затрат электроэнергии в МДж пользуются соотношением I квт/час=12 МДж. Например, для измельчения и погрузки на I га посева минеральных удобрений (АИР-20) необходимо 0,025 часов работы электродвигателя мощностью 20 Квт/час. Следовательно, общий расход электроэнергии составит 0,5 квт/га (20 квт/час х 0,025 часа) или в МДж (12МДж х 0,5Квт/час).

Энергетические затраты на внесение местных органических удобрений и мелиорантов определяются по фактически выполненным работам по их подготовке и внесению (навоз −включая компостирование, погрузку и транспортировку от ферм, разбрасывание; торф − включая заготовку, транспортировку, компостирование и внесение). Технологические схемы применения органических удобрений должны отражать региональные особенности животноводства и земледелия.

Расчеты затрат оборотных средств (семена, известковые материалы, минеральные удобрения по видам, пестициды) и перевод их в энергетические показатели проводится по таблицам 52,53. При приобретении семян в других организациях в расчетах применяются средние энергетические эквиваленты на их производство (табл. 52).

Таблица 52

Энергетические эквиваленты на семена и посадочный материал

При этом затраты энергии на семена собственного производства определяются, исходя из фактического расхода энергии на их выращивание и подготовку к посеву. Например, на производство семян ячменя было затрачено 48,7 ГДж совокупной энергии, выход кондиционных семян с I га составил 25,22 ц/га. Следовательно, энергетический эквивалент на 1 кг семян ячменя составит 19,3 МДж (48700 МДж:2520 кг = 19,3 МДж/кг). При норме высева ячменя 240 кг/га расход совокупной энергии на семена составит 4632МДж/га (240 кг × 19,3 МДж = 4632 Мдж/га).

Таблица 53

Энергетические эквиваленты на промышленные материалы и

сельскохозяйственные средства

Для анализа структуры затрат совокупной энергии на возделывание культур по периодам работ и отдельном статьям составляется итоговая таблица 54. При этом затраты совокупной энергии на выращивание и уборку культур выражается в фактических (МДж или ГДж/га) и относительных единицах (%).

Таблица 54

Схема анализа структуры затрат совокупной энергии на выращивание и уборку культур по периодам и отдельным статьям

(на примере возделывания кукурузы на силос)

В экспериментальной работе итоговые таблицы составляются и анализируются по каждому варианту.

Так, напримеp, при возделывании кукурузы на силос по периодам и циклам работ наибольшие затраты совокупной энергии приходятся на внесение удобрений (56,5%) и уборку (25,6%). По ресурсным затратам также наибольшие затраты приходятся на удобрения (31,6%), топливо (30,7%), машины и оборудование (23,4%). Следовательно, при разработке ресурсосберегающих технологий следует учитывать, прежде всего, эти факторы.

При разработке новых технологий выращивания культур исследования проводятся по всем технологическим циклам (основная и предпосевная обработка почвы, применение удобрений, уход за посевами, уборка). В этом случае анализ затрат совокупной энергии проводится по периодам и циклам работ, выявляются наиболее эффективные варианты, разрабатывается и проверяется в научно-производственных опытах традиционные и усовершенствованные технологии, дается сравнительная биоэнергетическая оценка.