Сельское хозяйство/3. Земледелие, грунтоведение и агрохимия

К.с-х.н. Шилов М.П., студент 3 курса АБФ Фролов Е.С.

РГП «Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова», Казахстан

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ПАРОВАНИЯ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

Для оптимизации полевых севооборотов в засушливых условиях, наряду с экономической оценкой, рекомендуется использовать расчеты энергетической эффективности [1, 2]. Такой подход позволяет более объективно оценить применяемые технологии и системы на фоне коньюктуры ценовой политики.

В связи с этим на южных черноземах Северного Казахстана проводилась топливно-энергетическая характеристика чистого и занятого паров. В первую половину лета пары готовились по единой схеме: поверхностные культивации, внесение фосфорных удобрений, посев кулис. В дальнейшем в занятом пару высевалась горохоовсяная смесь с уборкой и транспортировкой зеленой массы (160 ц/га) и внесением азотно-фосфорных удобрений при посеве яровой пшеницы (N₃₀ Р₂₀). Расчеты проводились по составленным технологическим картам и соответствующим зональным методикам [3, 4].

Исследования показали, что технология занятого пара является более эффективным способом использования пашни, хотя и сопровождается значительным вложением дополнительных производственных ресурсов (таблица 1).

Таблица 1

Структура затрат совокупной энергии в зависимости от способа подготовки парового поля, среднее по вариантам

Статьи затрат	Чистый пар		Занятый пар
	МДж/га	%	МДж/га	%
1 Машины и оборудование	996,10	17,1	3125,17	16,4
2 Живой труд,* всего в том числе механизаторов	195,29 130,03	3,4 2,2	554,01 369,43	2,9 1,9
3 Топливо**	3571,53	61,4	6916,85	36,4
4 Семена, всего в том числе горохоовсяной смеси	42,30 -	0,7 -	4972,68 4930,38	26,1 25,9
5 Электроэнергия	0,002	0,00	0,27	0,00
6 Удобрения	1008,7	17,4	3454,95	18,2
Итого:	5813,92	100,0	19023,92	100,0

* Затраты труда составили: по чистому пару - 4,28, по занятому – 12,02 чел/час

** Расход ГСМ равнялся соответственно 44,93 и 87,01 кг/га

По сравнению с чистым паром суммарные затраты совокупной энергии возросли более чем в 3 раза, с 5183,92 до 19023,93 МДж/га. При этом рост использования энергии характерен для всех однотипных статей потребления. Так, расход горюче-смазочных материалов увеличился в 1,9 раза и составил 87,01 против 44,93 кг/га, или соответственно 6916,85 и 3571,53 МДж. Одновременно возросла и трудоемкость процесса, затраты трудовых ресурсов достигли величины 12,02 вместо 4,28 ч/час, а вложение энергии живого труда повысилось с 195,29 до 554,0 МДж/га. В связи с возделыванием горохоовсяной смеси энергия семян увеличивает общие энергозатраты на 4930,38 МДж/га и занимает в их структуре 25,9 %. Дополнительное применение азотно-фосфорных удобрений повышает энергоемкость данной статьи до 3454,95 МДж/га. Исследуемая технология требует более широкого использования средств механизации. Поэтому затраты на машины и оборудование возросли в 3,1 раза и достигли величины 3125,17 МДж/га.

В целом же на фоне общего роста совокупных энергозатрат относительное содержание отдельных статей практически не изменяется ( машины, живой труд, удобрения), а некоторых даже уменьшается (топливо).

Существенные различия между технологиями парования наблюдаются и в структуре эксплуатационных затрат (таблица 2).

Таблица 2

Структура эксплуатационных затрат совокупной энергии в зависимости от технологии парования, среднее по вариантам

Технологические операции	Чистый пар		Занятый пар
	МДж/га	%	МДж/га	%
1 Снегозадержание	911,39	19,1	911,39	8,6
2 Обработка почвы, всего в том числе основная	3066,98 1169.11	64,4 24,6	2681,21 1169,11	25,3 11,0
3 Подготовка и внесение удобрений, всего в том числе внесение	638,38 563,48	13,4 11,8	693,04 563,48*	6,5 5,3
4 Подготовка семян и посев, всего в том числе посев	- -	- -	578,66 527,65	5,5 5,0
5 Посев кулис	145,72	3,1	145,72	1,4
6 Уборка урожая	-	-	2281,79	21,5
7 Транспортировка урожая	-	-	3304,85	31,2
Итого:	4762,47	100,0	10596,66	100,0

* доза N₃₀P₂₀ вносились при посеве первой пшеницы

Так, при подготовке чистого пара доля последних от совокупной энергии достигает 81,9 % или 4762,47 МДж/га. Удельный вес овеществленной энергии незначителен (18,1 %) и представлен в основном фосфорными удобрениями (96,1 %). В занятом пару это соотношение меняется и принимает вид 55,7: 44,3 %. Доля овеществленной энергии возрастает за счет энергии семян горохоовсяной смеси (58,5) и удобрений (41,0). Величина эксплуатационной энергии составляет 10596,66 МДж/га, что в 2,2 раза больше чем по чистому пару.

При подготовке чистого пара самой энергозатратной операцией является обработка почвы, на долю которой приходится 64,4 % (3066,98 МДж) всей потребляемой энергии, в том числе 24,6 % (1169,11 МДж) на основную. В занятом пару абсолютные энергозатраты последней остаются на прежнем уровне, а сокращение количества мелких культиваций уменьшают энергоемкость операций до 2681,21 МДж. Подготовка семян и посев горохоовсяной смеси не требуют большого притока энергии, ее величина составляет всего 578,66 МДж или 5,5 %. В тоже время уборка и транспортировка зеленой массы является наиболее энергоемкой операцией. На ее выполнение идет 46,8 % общего расхода топлива, тратится 45,6 % всех трудовых ресурсов и расходуется 52,7 % эксплутационных затрат.

Однако, несмотря на высокую энергоемкость предлагаемой технологии, энергетический баланс занятого пара выглядит более предпочтительным. Содержание энергии в полученном урожае горохоовсяной смеси значительно превышает совокупные затраты на ее производство, соответственно 56492,23 и 19023,92 МДж/га. Выход свободной энергии достиг в среднем за 5 лет исследований величины 37468,41 МДж/га, а коэффициент энергетической эффективности составил 2,97. Это означает, что затраты, вложенные в подготовку занятого пара, полностью окупаются непосредственно в год парования. За этот же срок энергетический КПД чистого пара равен нулю, а окупаемость понесенных издержек отложена на следующий год.

Таким образом, технология занятого пара обладает расширенным воспроизводством энергии и формирует положительный энергетический баланс уже непосредственно в год парования.

Литература

1.Листопадов, И.Н. Продуктивность и энергетическая эффективность севооборотов / И.Н. Листопадов, С.А. Диденко //Земледелие. – 2006. – №5. – С.8-10.

2 Терентьев, О.В. Агроэкологические и экономико-энергетические основы оптимизации полевых севооборотов в Среднем Заволжье. /О.В. Терентьев: Автореф. … д-ра с.-х. наук. – Кинель. – 2007. – 46 с.

4 Васько, И.А. Биоэнергетическая оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур: Метод. реком./И.А. Васько, Г.М. Лисенович, Т.А. Рау и др. – Шортанды. – 1995. – 57 с.

5 Неклюдов, А.Ф. Биоэнергетическая оценка севооборотов: Метод. реком./А.Ф. Неклюдов, В.Д. Киньшакова, О.В. Копейкин. Новосибирск. – 1993. – 42 с.