Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сборник задач по агрономической химии. Учебное пособие.pdf
где У – урожайность (или прибавка урожая), т/га; L
ст
- содержание
общей энергии в 1 кг данной продукции при стандартной влажности,
МДж.
1.3. Расчет чистого энергетического дохода (приращенной
энергии) - (V1).
Приращенная энергия или чистый энергетический доход
рассчитывается по формуле:
V1=V
об-Аоб
(25.13)
1.4. Расчет биоэнергетического коэффициента.
Биоэнергетический коэффициент ( ) рассчитывается по
формуле:
(25.14)
Агрономический прием (технология, удобрение, препарат и т.
д.) считается энергетически оправданным, если биоэнергетический
коэффициент больше единицы.
1.5. Расчет энергетического коэффициента.
Энергетический коэффициент (к) рассчитывается по формуле:
(24.15)
2. Упрощенная методика расчета энергетической
эффективности применения удобрений.
Как уже отмечалось выше, при упрощенном расчете
энергетической эффективности применения удобрений учитываются
затраты только по применению удобрений (энергия для производства
удобрений; энергия для подготовки, транспортировки и внесения
удобрений; энергия для уборки и доработки прибавки урожая от
удобрений) и только энергия, содержащаяся в прибавке урожая.
Рассмотрим некоторые особенности расчета затрат энергии на
применение удобрений в этом случае.
231
об
об
A
V
об
А
V
1
2.1. Особенности расчета затрат энергии на использование
удобрений.
2.1.1. Особенности расчета затрат энергии на использование
минеральных удобрений.
Затраты энергии для производства, подготовки,
транспортировки и внесения минеральных удобрений (А
мин
)
рассчитываются по формуле:
А
мин
=(НN∙аN)+(НР∙аР)+(НК∙аК)+(Нфв∙ап)+авн, (25.16)
где Н
N , НР
,НК - нормы внесения соответственно азотных, фосфорных и
калийных удобрений, кг д. в./га; аN, аР, аК - энергетические затраты на
производство 1 кг д. в. соответственно азотных, фосфорных и
калийных удобрений, МДж; Нфв - суммарная норма внесения азотных,
фосфорных и калийных удобрений в физическом весе, т./га; а
п
энергетические затраты на подготовку удобрений для внесения 1 т
удобрений в физическом весе (растаривание, погрузка,
транспортировка, загрузка в агрегаты), МДж; а
вн
- энергетические
затраты на разбрасывание и заделку удобрений в почву в расчете на 1
га, МДж.
2.1.2. Особенности расчета затрат энергии на использование
органических и известковых удобрений.
Отличие методики расчета затраты энергии для производства
(приготовления), транспортировки и внесения органических и
известковых удобрений от таковых минеральных удобрений
обуславливается тем, что органические и известковые удобрения
действуют на урожайность в течение не одного года (как минеральные
удобрения), а нескольких лет. В связи с этим, затраты энергии на
применение органических и известковых удобрений следует
распределять на несколько лет.
Затраты энергии на использование органических удобрений
рекомендуется распределить на 3 года следующим образом:
1-й год 50 % или коэффициент распределения (К
р
орг
) равен 0,50;
2-й год 35 % или коэффициент распределения (К
р
орг
) равен 0,35;
3-й год 15 % или коэффициент распределения (К
р
орг
) равен 0,15.
Затраты энергии для производства, подготовки,
транспортировки и внесения органических удобрений (А
орг
) следует
рассчитать по формуле:
232
А
орг
=[(1000∙Н
орг∙аорг
) +(Н
орг∙ап.
) +авн] ∙К
р
орг
, (25.17)
где Н
орг
- норма внесения органического удобрения, т/га; а
орг
-
энергетический эквивалент 1 кг органического удобрения, МДж; а
п
энергетические затраты на погрузку, транспортировку и внесение 1
тонны органического удобрения, МДж; а
вн
- энергетические затраты на
заделку органического удобрения в почву в расчете на 1 га, МДж; К
р
орг
- коэффициент распределения затрат энергии на использование
органического удобрения.
Затраты энергии на использование известковых удобрений
рекомендуется распределить на 5 лет следующим образом:
1-й год 15 % или коэффициент распределения (К
р
изв
) равен 0,15;
2-й год 20 % или коэффициент распределения (К
р
изв
) равен 0,20;
3-й год 30 % или коэффициент распределения (К
р
изв
) равен 0,30.
4-й год 20 % или коэффициент распределения (К
р
изв
) равен 0,20
5-й год 15 % или коэффициент распределения (К
р
изв
) равен 0,15
Затраты энергии для производства, подготовки,
транспортировки и внесения известковых удобрений (А
изв
) следует
рассчитать по формуле:
А
изв
=[(1000∙Н
изв∙аизв
)+(Н
изв∙ап.
)+авн] ∙К
р
изв
, (25.18)
где Н
орг
- норма внесения известкового удобрения, т/га; а
орг
-
энергетический эквивалент 1 кг известкового удобрения, МДж; а
п
энергетические затраты на погрузку, транспортировку и загрузку в
агрегаты 1 т известкового удобрения, МДж; а
вн
- энергетические
затраты на внесение известкового удобрения в почву в расчете на 1 га,
МДж; К
р
орг
- коэффициент распределения затрат энергии на
использование известкового удобрения.
Если под сельскохозяйственную культуру вносятся
минеральные, органические и известковые удобрения, то суммарные
затраты энергии по применению удобрений (Ауд) рассчитываются по
формуле:
Ауд=А
мин+Аорг+Аизв+Ауп
, (25.19)
где А
мин
- затраты энергии для производства, подготовки,
транспортировки и внесения минеральных удобрений; А
орг
- затраты
энергии для производства (приготовления), транспортировки и
233
внесения органических удобрений; А
изв
- затраты энергии для
производства, подготовки, транспортировки и внесения известковых
удобрений; А
уп
- энергия для уборки и доработки прибавки урожая от
удобрений.
Затраты энергии на уборку и доработку прибавки урожая от
удобрений следует рассчитать по формуле:
Ауп=Упр∙ауб, (25.20)
где Упр - прибавка урожая от удобрений, т/га; а
уб
- затраты энергии на
уборку и доработку 1 т прибавки урожая, МДж.
2.2. Особенности расчета накопленной в прибавке урожая и
приращенной энергии, биоэнергетического и энергетического
коэффициентов.
Энергия, накопленная в прибавке урожая от удобрений (Vпр)
рассчитывается аналогично пункту 1.2. Отличие состоит лишь в том,
что вместо урожайности используется величина прибавки урожая от
удобрений (Упр). Так, при наличии энергетического эквивалента,
рассчитанного на стандартную влажность, энергия в прибавке урожая,
полученной с 1 га (Vпр), определяется по формуле:
Vпр=Упр∙Lст∙1000, (25.21)
где Упр - прибавка урожая, т/га; L
ст
- содержание общей энергии в 1 кг
данной продукции при стандартной влажности, МДж.
Приращенная энергия или чистый энергетический доход от
применения удобрений (V
1
пр
) рассчитывается аналогично пункту 1.3.
по формуле:
V
1
пр
=Vпр-Ауд,
(25.22)
Биоэнергетический коэффициент ( ) применения
удобрений по упрощенному методу рассчитывается аналогично пункту
1.4. по формуле:
234
, (25.23)
Энергетический коэффициент (к) применения удобрений
рассчитывается аналогично пункту 1.5. по формуле:
, (25.24)
3. Необходимые справочные данные для решения
индивидуальных задач.
Необходимы справочные данные для решения
индивидуальных задач по определению энергетической эффективности
применения удобрений упрощенным методом приведены в таблицах
25.1-25.5. В качестве критерия эффективности применения того или
иного удобрения рекомендуется использовать величину
биоэнергетического коэффициента.
Таблица 25.1
Энергетические эквиваленты оборотных средств производства
[Ермохин, Неклюдов, 1994]
Оборотные средства производства Единица
измерения
Энергетический
эквивалент, МДж
Минеральные удобрения
азотные кг д. в. 86,8
фосфорные кг д. в. 12,6
калийные кг д. в. 8,3
Органические и известковые удобрения
навоз 80 % влажности кг 0,42
навоз 75 % влажности кг 0,53
навоз 60 % влажности кг 0,84
торфонавозный компост 60 %
влажности
кг 1,70
известковые материалы кг 3,80
Топливо и электроэнергия
дизельное топливо кг 52,8
бензин кг 54,5
природный газ кг 49,5
235
уд
пр
A
V
уд
пр
А
V
1
электроэнергия кВт∙ч 12,0
236
Таблица 25.2
Энергетические эквиваленты на трудовые ресурсы
[Ермохин, Неклюдов, 1994]
Профессия Энергетический
эквивалент, МДж/Чел.-ч.
Трактористы-машинисты и комбайнеры 60,8
Шоферы 60,3
Электромонтеры, операторы 61,2
Разнорабочие (ручной труд) 33,3
Таблица 25.3
Энергетические затраты на уборку и доработку прибавки урожая
некоторых сельскохозяйственных культур
[Ермохин, Неклюдов, 199]
Энергетический
Группы сельскохозяйственных культур
Зерновые 1685
Однолетние и многолетние травы на сено 293
Однолетние и многолетние травы на зеленый корм 161
Силосные 64
Корне-, клубнеплоды 48
эквивалент,
МДж/т
Таблица 25.4
Энергетические затраты на подготовку, транспортировку и внесение
органических и минеральных удобрений
[Ермохин, Неклюдов, 1994]
Наименование работ, единица измерения
Энергетический
эквивалент,
МДж
Подготовка минеральных* удобрений для
внесения (растаривание, погрузка,
транспортировка, загрузка в полевые агрегаты), т
440,0
Погрузка органических удобрений, т 13,0
Транспортировка и поверхностное разбрасывание
органических удобрений, т
134,4
Внесение удобрений сеялкой на глубину 4-6 см,
га
486,6
Внесение удобрений сеялкой на глубину 8-10 см,
га
587,7
Внесение удобрений ГУН-4 на глубину 12-14 см,
га
669,8
Поверхностное разбрасывание минеральных*
удобрений РУМ-16, га
51,0
Заделка удобрений ЛДГ-10 на глубину 6-8 см, га 413,5
Заделка минеральных* и органических
удобрений плугами на глубину 20-22 см, га
1066,5
Прим.: * - в том числе известковых удобрений (прим. автора).
237
Таблица 25.5
Содержание общей энергии и коэффициенты перевода
сельскохозяйственной продукции в сухое вещество
[Ермохин, Неклюдов, 1994]
Культура
Коэффициент
перевода
продукции
на сухое
вещество
(Ri)
Содержание
общей
энергии
в 1 кг
сухого
вещества (L),
МДж
Содержание
общей
энергии
в 1 кг
урожая при
стандартной
влажности
(Lст), МДж
Пшеница озимая (зерно) 0,86 19,13 16,45
Пшеница яровая мягкая 0,86 19,31 16,63
Пшеница яровая твердая 0,86 19,49 16,76
Озимая рожь (зерно) 0,86 19,49 16,76
Ячмень (зерно) 0,86 19,13 16,45
Овес (зерно) 0,86 18,80 16,17
Просо (зерно) 0,86 19,70 16,94
Гречиха (зерно) 0,86 19,38 16,67
Горох (зерно) 0,86 20,57 17,69
Кукуруза (зерно) 0,86 17,60 15,14
Кукуруза (силос) 0,20 16,39 3,28
Сахарная свекла 0,14 18,26 2,56
Подсолнечник (семена) 0,92 19,38 17,83
Подсолнечник (силос) 0,25 16,80 4,20
Картофель 0,20 18,29 3,66
Овощные 0,10 14,36 1,44
Кормовые корнеплоды 0,15 16,39 2,46
Многолетние травы (з/м) 0,15 18,91 2,84
Многолетние травы (сено) 0,83 18,91 15,69
238
Люцерна (з/м) 0,15 21,83 3,27
Люцерна (сено) 0,83 21,83 18,12
Однолетние травы (з/м) 0,15 16,39 2,46
Однолетние травы (сено) 0,83 16,39 13,60
Луговые травы (з/м) 0,15 16,19 2,43
Луговые травы (сено) 0,83 16,19 13,44
Задачи
25.1. Найдите упрощенным методом коэффициент
биоэнергетической эффективности осеннего внесения под плуг
нитроаммофоски (16:16:16) дозой 250 кг/га в условиях серой лесной
почвы, если прибавка урожая зерна ячменя составила 0,94 т/га.
Поверхностное разбрасывание удобрения было проведено РУМ-16.
25.2. Внесение тукосмеси (12:7:18) из расчета 200 кг/га весной
до посева путем поверхностного разбрасывания с помощью РУМ-16 и
заделки лущильником ЛДГ-10 на глубину 6-8 см увеличило
урожайность зеленой массы кукурузы на 4,5 т/га. Найдите
упрощенным методом биоэнергетическую эффективность применения
данной тукосмеси.
25.3. При посеве гороха была внесена диаммофоска (10:26:26)
из расчета 60 кг/га. Оцените биоэнергетическую эффективность
припосевного внесения диаммофоски упрощенным методом, если
благодаря этому удобрению урожайность зерна гороха выросла на 0,32
т/га.
25.4. В условиях дерново-подзолистой почвы при посеве
яровой пшеницы мягкой с помощью сеялки на глубину 4-6 см был
внесен 50 кг/га аммофоса (11:46:0). Благодаря этому урожайность
зерна выросла на 0,28 т/га. Рассчитайте энергетическую эффективность
использования аммофоса при посеве упрощенным методом.
25.5. В условиях светло-серой лесной почвы без весенней
подкормки урожайность зерна озимой ржи составила 1,81 т/га, а при
внесении 120 кг/га аммиачной селитры (34:0:0) с помощью сеялки в
фазу кущения на глубину 4-6 см - 2,46 т/га. Оцените энергетическую
239
эффективность применения аммиачной селитры в подкормку по
величине биоэнергетического коэффициента упрощенным методом.
25.6. В условиях окультуренной дерново-подзолистой почвы
без внесения удобрений урожайность зерна овса составила 1,60 т/га. В
случае внесения до посева (под плуг с предварительным
разбрасыванием с помощью РУМ-16) 150 кг/га фосфоритной муки
(0:14:0) и 100 кг/га сульфата аммония (21:0:0) урожайность возросла до
2,12 т/га. Оцените энергетическую эффективность применения
удобрений упрощенным методом.
25.7. Рассчитайте упрощенным методом энергетическую
эффективность применения минеральных удобрений на посевах
мягкой яровой пшеницы в условиях серой лесной почвы, если
прибавка урожая зерна от удобрений составила 0,75 т/га. С осени с
помощью плоскореза-глубокорыхлителя универсального ГУН-4 были
внесены по 100 кг/га преципитата (0:37:0) и карбамида (46:0:0).
25.8. Рассчитайте упрощенным методом энергетическую
эффективность внесения 20 т/га навоза (влажность 75 %) под озимую
рожь, если оно обеспечило дополнительное получение 0,64 т/га
прибавки зерна. Предварительно разбросанный по поверхности почвы
навоз был заделан плугом на глубину 20-22 см.
25.9. Оцените энергетическую эффективность применения
азофоски (16:16:16) под ячмень упрощенным методом в условиях
светло-серой лесной почвы, если удобрение обеспечило повышение
урожайности зерна с 1,84 (без удобрений) до 2,26 т/га. Азофоска (150
кг/га) была заделана в почву на глубину 8 см весной до посева
лущильником ЛДГ-10 после предварительного поверхностного
разбрасывания РУМ-16.
25.10. Оцените энергетическую эффективность применения
минеральных удобрений по величине биоэнергетического
коэффициента в условиях выщелоченного чернозема при
возделывании мягкой яровой пшеницы. Удобрения были внесены под
зябь дозой N42Р37К30. Для поверхностного разбрасывания
смешанного удобрения, приготовленного из сульфата аммония
(21:0:0), преципитата (0:37:0) и хлористого калия крупнозернистого
(0:0:60), использовался разбрасыватель РУМ-16. Прибавка урожая
зерна от удобрений составила 0,68 т/га.
240