Методика разработана кандидатом техн. наук Е.И. Базаровым, кандидатами биол. наук Е.В. Глинкой, Л.А.Мамонтовой, кандидатом с.-х. наук А.П. Поваляевым, доктором техн. наук Ю.Ф. Новиковым, кандидатами экон. наук В.И. Сотниковым и В.М. Рабштыной, кандидатом техн. наук Ю.А. Широковым, кандидатом с.-х. наук М.К. Каюмовым.

Одобрена на совместном заседании бюро Отделения механизации и электрификации сельского хозяйства и Отделения земледелия и химизации ВАСХНИЛ 30 июля 1981 г.

Под общей редакцией кандидата техн. наук Е.И.Базарова и кандидата биол. наук Е.В.Глинки.

1. ВВЕДЕНИЕ

Сельское хозяйство — особая отрасль материального производства, где, по образному выражению Ф.Энгельса, “...удается соединить естественные функции потребляющего энергию животного и накапливающего энергию растения”. Энергия, накапливаемая в сельскохозяйственных растениях, образуется в процессе фотосинтетической деятельности, на активность которой оказывает существенное влияние энергия, вкладываемая трудом человека с помощью сельскохозяйственной техники, удобрений и других ресурсов.

В последние годы все более широко внедряются современные промышленные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, в связи с чем постоянно растет потребление горючего, электроэнергии, удобрений, пестицидов. За последние 30 лет, например, расход светлых нефтепродуктов на 1000 руб, валовой продукция сельского хозяйства увеличился в нашей стране в 3 раза (с 0,25 до 0,78 т)

Задача повышения эффективности использования сельскохозяйственной техники, светлых нефтепродуктов, электрической энергии, удобрений и других средств вызывает необходимость тщательного измерения энергии, накапливаемой в урожае сельскохозяйственных культур, общих (совокупных) затрат энергии, вкладываемых в производство продукции растениеводства, и проведения биоэнергетической оценки технологий производства растениеводческой продукции.

Биоэнергетическая оценка подразумевает определение соотношения количества энергии, аккумулируемой в урожае сельскохозяйственных культур в процессе фотосинтеза и затрат энергии, вкладываемых в производство продукции растениеводства. Актуальность подобной оценки вытекает также из требований современного производства экономить энергию на единицу получаемой сельскохозяйственной продукции.

Биоэнергетические оценки, дополняя денежные оценки, вносят определенный вклад в дело разработки энергосберегающих технологий растениеводства и рационального использования ресурсов, выделяемых для реализации Продовольственной программы.

2. ЦЕЛЬ МЕТОДИЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКИ

Цель — разработать методические принципы и методику биоэнергетической оценки технологий производства сельскохозяйственных культур. Для ее достижения решались следующие задачи:

- обобщение литературных данных по содержанию энергии в урожае сельскохозяйственных культур;

-расчет энергетических эквивалентов совокупной энергии па основные, оборотные средства производства и трудовые ресурсы;

- разработка методики расчета совокупной энергии, затрачиваемой на производство продукции растениеводства;

- разработка методики расчета энергия, накапливаемой в урожае сельскохозяйственных культур;

- разработка общих принципов биоэнергетической оценки производства продукции растениеводства.

Методика предназначена для использования в научно-исследовательских учреждениях растениеводческого профиля и высших сельскохозяйственных учебных заведениях (применительно к отдельно взятой культуре в конкретной агроклиматической зоне), и первую очередь при разработке новых технологий.

В качестве примера приведен биоэнергетический анализ технологии возделывания яровой пшеницы в условиях лесостепи Поволжья.

3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЭКВИВАЛЕНТОВ НА МАТЕРИАЛЬНЫЕ, ЭНЕРIЕТИЧКИЕ И ТРУДОВЫЕ РЕСУРСЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

На производство продукции растениеводства расходуются материальные, энергетические и трудовые ресурсы.

Под материальными ресурсами понимается совокупность средств производства — сельскохозяйственные машины и оборудование, здания и сооружения, транспортные средства, удобрения, пестициды, инвентарь, семена и другие, независимо от того, доставляются эти средства промышленностью илы являются результатом сельскохозяйственного производства (семена, навоз и др.).

Под энергетическими ресурсами понимаются совокупность Различных видов минерального топлива (уголь, дрова, солома, нефтепродукты и т.п,) и электрическая энергия, используемые в процессе получения продукция растениеводства, независимо от места их производства.

Под трудовыми ресурсами понимаются прямые и косвенные затраты труда, израсходованные на производство сельскохозяйственной продукций.

Для расчета совокупной энергии, затраченной на производство той или иной сельскохозяйственной продукции, пользуются энергетическими эквивалентами совокупной энергий, приведенными в приложениях 1, 2, 3, 4.

По специфике расчета энергетических эквивалентов они разделены условно на три группы:

эквиваленты на основные средства,

оборотные средства производства,

трудовые ресурсы.

Большая часть этих эквивалентов рассчитана специалистами ВАСХНИЛ, Центрального научно—исследовательского и проектно-технологического института механизации и электрификации животноводства южной зоны СССР и Всероссийского научно—исследовательского и проектно—технологического института механизации животноводства.

При расчете эквивалентов совокупной энергии на и оборотные средства производства учтена энергия, затраченная на добычу сырья, его технологическую переработку, изготовление и транспортировку сельскохозяйственных машин.

Например, на производство трактора массой 5 т, его транспортировку, запчасти и т.п. расходуется 1500000 МДж энергии. Срок службы трактора – 10 лет‚ среднегодовая загрузка 1240 час. Таки образом, на 1 час работы трактора переносится 1500000 МДж:10лет:1240 час= 122 МДж/ч на трактор.

На 1 кг массы трактора 122 МДж/ч:5000 кг = 0,0243 МДж/ч на 1 кг массы трактора.

По оборотным средствам производства и трудовым ресурсом принято, что они свою совокупную энергию переносят на урожай полностью в год их использования (за исключением агрохимикатов, имеющих пролонгирующее действие).

На базе энергетических эквивалентов ведется дальнейший расчет совокупной энергии. Следует отметить, что разработанные энергетические эквиваленты требуют дальнейшей конкретизации и уточнения.

4. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА СОВОКУПНОЙ ЭНЕРГИИ, ЗАТРАЧИВАЕМОЙ НА ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

В соответствии со спецификой формирования энергетических эквивалентов и с учетов их размерностей должны быть рассчитаны затраты совокупной энергии (МДж/га) по следующим статьям расхода:

Q₁f - затраты совокупной энергии, переносимые основными средствами производства (кроме сельскохозяйственной авиации);

Q₂f - затраты совокупной энергии, переносимые сельскохозяйственной авиацией;

Q₃f - затраты совокупной энергии от использования оборотных средств;

Q₄f - затраты совокупной энергии от использования конного и ручного инвентаря;

Q₅f - затраты совокупной энергии, вложенные трудовыми ресурсами.

Расчет ведется следующим образом:

Q₁f = ∑L_z1∙W_z1∙m_z1 (1)

Q₂f = ∑L_z2∙W_z2 (2)

Q₃f = ∑L_z3∙N_z3 (3)

Q₄f = ∑L_z4∙W_z4∙m_z4 (4)

Q₅f = ∑L_z5∙N_z5 (5)

f – индекс конкретной сельскохозяйственной культуры.

z - означает конкретный вид основных, оборотных средств производства и трудовых ресурсов;

L_z1 - энергетический эквивалент конкретного вида основных средств производства (приложение 1); МДж/ч на 1 кг массы средств;

L_z2 - энергетический эквивалент на сельскохозяйственную авиацию (приложение 1), МДж/ч на машину;

L_z3 - энергетический эквивалент конкретного вида оборотных средств (приложение 2), МДж на 1 кг;

L_z4 - энергетический эквивалент на конный и ручной инвентарь (приложение 3) МДж/ч на 1 кг массы инвентаря;

L_z5 - энергетический эквивалент на трудовые ресурсы (приложение 4) МДж/чел.-ч;

W_z1, W_z2 , W_z4 - время работы тракторов, автомобилей, комбайнов, сельскохозяйственных машин, сельскохозяйственной авиации, конного и ручного инвентаря, ч;

mz₁, m_z4 - масса тракторов, автомобилей, комбайнов и сельскохозяйственных машин, конного и ручного инвентаря, кг;

N_z3 - затраты оборотных средств, кг на 1 га;

N_z5 - затраты труда, чел. ч на 1 га.

Знак ∑ означает, что результаты вычисления однотипных затрат (внутри каждой формулы) суммируются.

Для расчета величин Q₁f , Q₂f , Q₃f, Q₄f, Q₅f используют данные технологических карт возделывания и уборки сельскохозяйственных культур (приложение …) и справочные материалы (приложения 1-5).

Методика расчета Q₁f

Необходимая исходная информация сводится в таблицу 1.

1. Информация для расчета величины q1f

№ п/п	Работы	Тракторы, автомашины, СХМ		Масса одной машины, кг	Общая масса (mz1), кг	Производительность машины, га, т, ткм/ч	Время работы машины Wz1, ч/га	Расчеты
		марка	кол-во, шт					mz1∙ Wz1, кг∙ч/га	Энергетический эквивалент, Lz1, МДж кг∙ч	Совокупная энергия Q1f, МДж/га
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

В таблице 1 графы 2, З, 4, 7 заполняют на основании Технологических карт возделывания и уборки сельскохозяйственной культуры (….)

Графу 5 заполняют по паспортным данным каталога “Сельскохозяйственная техника” (…). Данные граф 6 - результат перемножения количества машин на их единичную массу (то есть данные графы 4 умножаются на данные графы 5).

Порядок расчета данных графы 8. зависит от единицы измерения производительности (выработки) машины (агрегата). В случае, когда в технологической карте производительность машины (агрегата) приводится в га/ч, данные графы 8 получают как частное от деления 1 ч эксплуатационного времени на производительность машины (агрегата) за этот час.

Если производительность (выработка) машины (агрегата) дается в т/ч т∙км/ч, м³/ч, км/ч, то данные графы 8 получают как частное от деления объемов работы (графа 3 технологической карты) на производительность машины (агрегата), выполняющей данную работу.

В графу 9 заносят результаты перемножения данных графы 6 и данных графы 8.

Графу 10 заполняют на основе материалов приложения 1“Энергетические эквиваленты на основные средства производства”.

Затраты совокупной энергии по отдельным видам работ (графа 11) рассчитывают как произведение данных графы 9 на данные графы 10.

После заполнения таблицы 1(по всем позициям, указанных в технологических картах) рассчитывается величина (графа 11) как суммарный итог значений на совокупную энергию по сельскохозяйственной технике участвующей в производстве сельскохозяйственной культуры.

Методика расчета Q₂f

Необходимая исходная информация сводится в таблицу 2.

2. Информация для расчета величины q2f

№ п/п	Работы	Марка с.-х. авиац	кол-во, шт	Производительность машины, га /ч	Время работы машины Wz2, ч/га	Расчеты
						Энергетический эквивалент, Lz2, МДж/га на машину	Совокупная энергия Q2f, МДж/га
1	2	3	4	5	6	7	8

В таблице 2 графы 2, 3, 4, 5 заполняют на основании “Типовых перспективных технологических карт возделывания и уборки сельскохозяйственных культур (…). Время работы (графа 6) рассчитывают как частное от деления 1 ч эксплуатационного времени на производительность (выработку) сельскохозяйственной авиации за этот час. В графу 7 заносят энергетический эквивалент за 1 ч работы сельскохозяйственной авиации из приложения 1.

Данные графы 8 — результат перемножения данных граф 4, 6 и 7. После заполнения таблицы 2 (по всем позициям работ, где в производстве f — ской сельскохозяйственной культуры используется сельскохозяйственная авиация) рассчитывается величина Q₂f как суммарный итог значений совокупной энергии по каждому виду работы.

Методика расчета Q₃f

Необходимая исходная информация сводится в таблицу 3.