Расчет энергетической эффективности применения удобрений в севообороте
Завершающим этапом в оценке действия удобрений является расчет их экономической и энергетической эффективности. Целесообразность энергетического подхода в оценке эффективности сельскохозяйственного производства приобретает особую актуальность в настоящее время, когда в период становления рыночных отношений применяемые стоимостные показатели, из-за крайней нестабильности цен, теряют прежний смысл.
Энергетическая эффективность не зависит от цен и представляет собой отношение энергии накопленной в прибавке урожая к энергозатратам на внесение удобрений, включая затраты на их производство.
,
где R – энергетическая эффективность или биоэнергетический КПД применения удобрений;
Еn – энергия, накопленная в прибавке урожая основной продукции с учетом побочной, МДж;
Ез – энергозатраты на применение удобрений, МДж.
Затраты на удобрения (Ез) определяются как сумма энергозатрат на применение всех видов удобрений: азотных, фосфорных, калийных, комплексных, навоза, мелиорантов, применяемых в системе севооборота
Затраты на каждый вид удобрения определяют однотипно на основе данных табл. 26 по формуле:
,
где N – норма внесения азотных удобрений, кг д.в. на га севооборот ной площади (табл. 15 «Курсовой работы…»);
Е1N – энергозатраты на применение 1 кг д.в. азотных удобрений.
Таблица 26 – Совокупные затраты на применение удобрений, МДж / кг д.в.
| Удобрения | Энергозатраты |
| Азотные Фосфорные Калийные Комплексные Навоз (80 % влаги) Компосты (60 % влаги) Известковые Местные минеральные | 86,6 12,6 8,3 51,5 0,42 1,7 3,8 2,9 |
При расчете энергозатрат на органические удобрения их физическую массу предварительно переводят в общее количество содержащихся в них питательных веществ (N + P2O5 + K2O), кг/га.
При определении прибавки урожая основной продукции (Уп) культур севооборота (таблица 22 курсовой работы) необходимо использовать нормативы прибавок урожая с/х культур, приведенных в таблице 27 «Методических указаний...»
Таблица 27- Нормативы прибавок урожая при оптимальных нормах удобрений для ЦЧР
| Культура | Кг на 1 кг питательных веществ | Кг на 1 т навоза в первый год действия | |
| минеральных удобрений | без минеральных удобрений | с минеральными удобрениями | |
| Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Кукуруза на зерно Горох Зернобобовые (вика с овсом) Просо Гречиха Сахарная свекла Кормовая свекла Столовая свекла Подсолнечник Кориандр Картофель Овощные Кукуруза на силос Однолетние травы (сено) Многолетние травы (сено) | 4,8 4,0 4,4 3,95 4,6 4,0 3,3 5,6 3,0 3,2 29,7 67,7 55,2 2,35 1,2 19,5 38,7 25,8 7,4 10,1 | - - - - - - - - - - - | - - - - - - - - - - - |
Содержание энергии в 1 кг основной продукции (Еу) приведено в таблице 28. Количество энергии накопленной а прибавке урожая определяют по формуле:
, МДж/га
Таблица 28 - Содержание энергии в 1 кг урожая различных культур, Мдж/кг
| Пшеница: озимая яровая мягкая твердая Рожь Ячмень Овес Просо Гречиха Рис Фасоль Горох Сорго (зерно) Кукуруза: на зерно на зеленый корм | 16,45 16,61 16,76 16,76 16,45 16,17 16,94 16,67 15,99 17,78 17,69 15,77 15,14 4,10 | Сахарная свекла Подсолнечник: семена зеленая масса Соя Картофель Бахчевые Овощные Кормовые корнеплоды Многолетние травы (сено) Люцерна (сено) Однолетние травы (сено) Лугопастбищные травы (сено) Зернофуражные культуры на зеленый корм (в пересчете на сено) | 2,56 17,83 4,20 18,10 3,66 1,64 1,44 4,10 3,78 5,46 3,28 3,24 4,62 |
Энергетический КПД (R) определяют по вышеуказанной формуле. Целесообразно КПД рассчитать по каждой культуре и в целом по севообороту.
В заключении по данному разделу необходимо сделать оценку действия удобрений с учетом данных агрохимслужбы.
Биоэнергетический КПД применения удобрений по прибавке основной продукции составляет в целом по стране: у озимой пшеницы – 1,54; озимой ржи – 1,49; яровой пшеницы – 1,29; ячменя - 1,76; кукурузы на зерно – 1,87; сахарной свеклы - 1,95, а в среднем по культурам - 1,19.
Список литературы, рекомендуемой для выполнения курсовой работы
1. Агрономическая тетрадь возделывания зерновых культур по интенсивной технологии. - М.: Россельхозиздат, 1986. - 230 с.
2. Агрохимия / Под ред. Б.А. Ягодина.- М.: Колос, 2002. – С. 383-483.
3. Артюшин А.М. Краткий справочник по удобрениям / А.М. Артюшин, Л.М. Державин. -М.: Колос, 1984 . - 208 с.
4. Ефимов В.Н. Система удобрения / В.Н Ефимов, И.Н Донских, В.К. Царенко. – М.: Колос, 2002.- 320 с.
5. Индустриальная технология применения минеральных удобрений / Сост. М.Н. Марченко. - М.: Россельхозиздат, 1987. -239 с.
6. Методические указания по определению баланса питательных веществ: азота, фосфора, калия, гумуса, кальция. - М.: Изд-во ЦИНАО, 2000.- 40 с.
7. Минеев В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения / В.Г. Минеев, Б. Дебрецени, Т. Мазур. -М.: Колос, 1993.- 415 с.
8. Нормативы оценки урожайности зерновых культур, сахарной свеклы, льна долгунца, картофеля и эффективности удобрений на основных почвах России. - М.: Изд-во ЦИНАО, 2000.- 72 с.
9. Органические удобрения: Справочник / П.Д. Попов, В.И. Хохлов, А.А. Егоров и др. - М.: Агропромиздат , 1988.- 207 с.
10. Рымарь В.Т. Возделывание озимой пшеницы в Центральном Черноземье / В.Т. Рымарь, Г.П. Покудин, А.М. Жабин и др. - Изд-во Каменная степь -Санкт-Петербург, 2001. - 39 с.
11. Рымарь В.Т. Рациональное применение удобрений в ЦЧЗ / В.Т. Рымарь, Г.П. Покудин, А.М. Жабин и др. - Изд-во Каменная степь -Санкт-Петербург, 2001. -16 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Коэффициенты водопотребления и соотношения основной и побочной продукции различных с/х культур
| Культура | Kw мм*га/ц | Соотношение основной: побочной продукции | Содержание воды в основной продукции, % |
| Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Просо Гречиха Горох Кукуруза на силос Кукуруза на зерно Сахарная свекла Подсолнечник Картофель | 400-450 350-400 250-300 500-600 400-450 250-350 250-325 375-475 | 1:1,5 1:2 1:1,3 1:1,2 1:1,3 1:1,3 1:1,5 1:1,5 - 1:1,23 1:0,55 1:1 1:1 |
Приложение Б
Химический состав подстилочного навоза
(По данным ЗАЛ, обобщенным ЦИНАО)
| Химический состав | Вид навоза | |||
| КРС | свиной | конский | овечий | |
| рН С:N Содержание при натуральной влажности, %: азот общий азот аммиачный Р2О5 К2О Органическое вещество Зола Вода | 8,1/7,9 19/6 0,54/0,60 0,07/0,08 0,28/0,30 0,60/0,60 21,0/19,4 14,0/- 65,0/66,5 | 7,9 0,84 0,15 0,58 0,62 21,9 17,4 60,7 | 7,9 0,59 0,09 0,26 0,59 22,6 8,4 69,0 | 7,9 0,86 0,14 0,47 0,88 28,0 23,0 49,0 |
Примечание: в числителе по КРС данные по стране, в знаменателе – по ЦЧР
Приложение В
Химический состав бесподстилочного навоза в зависимости от способов его удаления (данные С.В. Макаренко)
| Способ удаления навоза | Процент сухого вещества | Содержание в сыром веществе, % | ||
| N | P2O5 | K2O | ||
| Навоз КРС | ||||
| Бесподстилочный, удаленный механическим способом с выгрузкой наклонным транспортером | 17,0 | 0,48 | 0,26 | 0,38 |
| Самоточно-сплавной непрерывного действия и механическим способом при совместном сборе и хранении кала и мочи отстойно-лотковой (шиберная) системой | 5,5 | 0,30 | 0,15 | 0,25 |
| Бесподстилочный (жидкая фракция) | 1,1 | 0,16 | 0,03 | 0,07 |
| Свиной навоз | ||||
| Бесподстилочный: Удаленный механическим способом с выгрузкой наклонным транспортером* Самотечно-сплавной непрерывного действия Гидросмыв | 17,8 11,7 1,3 | 0,58 0,62 0,13 | 0,38 0,25 0,66 | 0,28 0,20 0,07 |
* Химический состав кала, так как моча при выгрузке экскрементов в прицеп теряется.
Приложение Г
Химический состав птичьего помета, % на сырое вещество
(по данным ВНИПТИОУ)
| Вид помета | Влажность, % | N | P2O5 | K2O | CaO |
| Куриный Утиный Гусиный Индюшиный | 1,5 ± 0,2 0,6 ± 0,1 0,5 ± 0,2 0,7 ± 0,2 | 1,4 ± 0,2 0,8 ± 0,3 0,5 ± 0,1 0,6 ± 0,1 | 0,5 ± 0,1 0,3 ± 0,1 0,8 ± 0,1 0,5 ± 0,1 | 1,1 ± 0,4 1,0 ± 0,2 0,6 ± 0,1 0,6 ± 0,1 |
Приложение Д
Рекомендуемые дозы подстилочного навоза в севообороте, т/га
| Почвы | Содержание гумуса, % | Культура | Периодичность внесения, лет | |
| озимые зерновые | картофель, силосные, корнеплоды | |||
| Серые лесные: песчаные и супесчаные суглинистые и глинистые Черноземы: Оподзоленные, выщелоченные, типичные в среднем Обыкновенны, предкавказские, южные в среднем Каштановые в среднем | < 1,5 1,5-2,5 2,5-3,0 > 3,0 < 2,0 2,0-2,5 2,5-3,5 > 3,5 - - - |
Приложение Ж
Рекомендуемые дозы азота бесподстилочного навоза под с/х культуры, кг/га (по данным ВНИПТИОУ)
| Почвы | Культура | ||
| озимые зерновые | картофель | силосные, корнеплоды | |
| Серые лесные: песчаные и супесчаные суглинистые и глинистые Черноземы: выщелоченные, оподзоленные, типичные обыкновенные, южные каштановые |
Приложение З
Характеристика известковых и гипсосодержащих удобрений
| Удобрение | Влажность, % | Состав, % на сухое вещество | Формула извести, гипса в удобрениях | ||
| СаО+MgO | Общее содержание СaO+MgO в пересчете на CaCO3 или CaSO4 | Примеси, % | |||
| Известняковая мука: стандартная класса Б пылевидная класса А | до 4 до 1,5 | 42-56 42-56 | 85-100 85-100 | 0-15 (глина, песок) 0-15 (глина, песок) | СаСО3 СаСО3 |
| Молотый мел | до 30 | до 56 | до 100 | 0-10 (глина, песок) | СаСО3 |
| Дефекат | до 30 | - | до 60 | N – 0,8-0,7 P2O5-0,2-0,9 К2О 0,5-1,0 Орг. в-во - 15 | СаСО3 |
| Гипс сыромолотый | до 8 | - | 71-73 | - | СаSO4 *2H2O |
| Глиногипс | - | - | 60-90 | 1-11 (глина) | СаSO4 *2H2O |
| Фосфогипс | до 8 | - | 70-75 | 2-3 Р2О5 | СаSO4 *2H2O |
Приложение И
Ассортимент минеральных удобрений, применяемых в зоне
| Удобрение | Содержание действующего вещества, % |
| Азотные | |
| Аммиачная селитра Мочевина (карбамид) Безводный аммиак Аммиачная вода Карбамид-аммонийно-нитратные удобрения (КАС) | 34-35 82,3 20,5 28-32 |
| Фосфорные | |
| Суперфосфат простой гранулированный Двойной суперфосфат Фосфоритная мука | 19-20 43-49 20-29 |
| Калийные | |
| Хлористый калий Сульфат калия 40%-ная калийная соль | 57-60 46-50 |
| Комплексные | |
| Аммофос Диаммофос Калийная селитра Нитрофоска: азотно-сернокислая (марка В) азотно-сульфатная (марка Б) азотно-фосфорнокислотная (марка А) Нитроаммофоска (азофоска) Карбоаммофоска Карбоаммофос | N – 11-12; P2O5 – 46-60 N – 18-21; P2O5 – 46-63 N – 13; К2O – 46 N – 12; P2O5 – 12; К2О – 12 N – 13; P2O5 – 10; К2О – 13 N – 16; P2O5 – 16; К2О – 16 N – 17,5; P2O5 – 17,5; К2О – 17,5 (возможно другое соотношение) N – 20; P2O5 – 20; К2О – 20 N – 20-21; P2O5 – 20-21 |