Енергетична ефективність методів призначення строків поливу за краплинного зрошення яблуні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Енергетична ефективність методів призначення строків поливу за краплинного зрошення яблуні

Від ефективного ведення сільськогосподарського виробництва залежить його сталий розвиток і збільшення конкурентоспроможної продукції АПК. Організація та керування виробничими процесами повинно проводитися на підставі постійного аналізу діяльності та чинників, за допомогою яких було отримано фактичні результати. Оцінка даних лише на підставі економічних параметрів і показників звужує можливість більш точного визначення напрямів оптимізації технології виробництва та ведення бізнес-процесів.

Закономірно, що сьогодні посилену увагу приділяють енергетичному аналізу виробничих процесів, адже оцінка енергоефективності дає можливість не тільки вибирати оптимальні новітні ресурсозберігаючі технології та інструментарії, а й оперативно вирішувати проблемні питання щодо раціонального витрачання енергоресурсів.

За період досліджень (2015-2017 рр.) визначено сукупні витрати енергії на технологію вирощування яблуні та вміст валової енергії, що була накопичена врожаєм, розраховано коефіцієнти енергетичної ефективності виробництва за різних методів призначення строків поливу: оптимальним він був за використання інтернет-станціїiMetos - 2,1; за даними тензіометрів - 1,9; за методом «Penman-Monteith» -1,7; за візуальним методом - 1,5тана контролі - 0,8.

Таким чином, доведено, що оптимальним із погляду енергозбереження є метод призначення поливу за допомогою автоматичної інтернет-станції вологості ґрунту iMetos ECO D2. За цим варіантом досліду одержано: енергетичну цінність продукції у розмірі 92,2 ГДж/ га, що у 3,2 рази більше, ніж у варіанті без зрошення; енергетичний прибуток на рівні 48,2 ГДж/га, тоді як варіант природного зволоження мав від'ємне значення - -4,9 ГДж/га.

Рекомендовано надалі виконувати призначення строків і норм поливу яблуні з використанням автоматичної інтернет-станції вологості ґрунту iMetos ECO D2 як найбільш енергоефективного методу, що забезпечує оптимальне відношення між акумульованою та витраченою енергією з наближенням технології вирощування до енерго- та ресурсозберігаючої.

Різні режими поливу яблуні формували на 5 поливних модулях саду за допомогою автоматичної інтернет-станції вологості ґрунту iMetos ECO D2 (датчики типу Echo Probe 200 SS) [11]; тензіометрів типу ВВТ-ІІ; розрахункового методу «Penman-Monteith» із використанням програми CropWat 8.0 і цифрової інтер- нет-метеостанції iMetos; візуальних спостережень за зовнішніми ознаками стану рослин. Контроль - варіант із природним зволоженням (без зрошення).

Оцінка енергетичної ефективності формувалася шляхом зіставлення енергій, що міститься у плодах і матеріально-технічних ресурсах, витрачених на їх вирощування [12; 13]. У розрахунках застосовувалися енергетичні еквіваленти засобів виробництва, витрат праці та продукції садівництва [1; 12; 13]. Витрати енергії на проведення поливів розраховано згідно з [12; 14] і становили 10,50 МДж/м3. Виклад основного матеріалу дослідження. Дані за 2015-2017 рр. щодо сукупних витрат енергії на вирощування яблуні наведено у табл. 1. Найбільшу енергомісткість зафіксовано у 2015 р. у варіанті з призначенням поливів за допомогою інтернет-станції iMetos - 50,1 ГДж/га, що складає 147,8% від контрольного варіанту. Найменша енергомісткість становила 38,1 ГДж/га у 2016 р. за візуальним методом керування зрошенням, або 152,4% від контрольного варіанту.

Усереднені за три роки параметри питомої ваги структури затрат енергії щодо вирощування яблуні залежно від режиму краплинного зрошення наведено на рис. 1.

Рис. 1. Структура затрат енергії на вирощування яблуні залежно від режимукраплинного зрошення у розрахунку на 1 га

яблуня виробничий енергетичний

Результати розрахунків енергетичної оцінки вирощування яблуні за краплинного способу зрошення залежно від методу призначення поливу представлено у табл. 2.

Максимальну енергетична цінність продукції зафіксовано у 2015 р. за використання станції iMetos - 129,3 ГДж/га, що складає 239,7% від контрольного варіанту. Мінімальна енергетична цінність продукції становила 49,8 ГДж/га у 2016 р. за візуальним методом керування зрошенням, або 1 552% від контролю. Найбільший приріст енергії - у 2015 р. на ділянці з призначенням поливу за допомогою станції iMetos - 79,2 ГДж/га, що складає 394,7% від контрольного варіанту. Також слід відзначити втрату енергії у 2016 і 2017 рр. на контрольному варіанті. Максимальну енергетичну ціну врожаю яблук, тобто коефіцієнт енергетичної ефективності отримано у 2015 р. на варіанті з використанням станції iMetos - 2,58, що складає 132,3% від мінімального значення за візуальним спостереженням і 162,3% від контролю.

Структура енергомісткості виробництва яблук за різних методів призначення строків поливу наведено у табл. 3.

Найбільше використаної енергії для виробництва яблук на 1 га - 50 ГДж/га (2015 р. iMetos і тензіометричний метод), найменший - 38 ГДж/га (2016 р. iMetos і візуальний метод), за природного зволоження - від 25-34 ГДж/га.

Найбільше використаної енергії для виробництва яблук на 1 га - 50 ГДж/га (2015 р. iMetos і тензіометричний метод), найменший - 38 ГДж/га (2016 р. iMetos і візуальний метод), за природного зволоження - від 25-34 ГДж/га. Питому вагу витрат енергії для забезпечення роботи СКЗ (21,9%) у загальному обсязі енерговитрат за три роки досліджень наведено на рис. 3.

Слід підкреслити, що у разі збільшення площі вирощування яблуні та застосування тензіометричного методу для призначення поливів затрати невідновлю- вальної енергії збільшуватимуться на 50,3 МДж, а відновлювальної - більш ніж на 1,1 ГДж на кожний додатковий гектар зрошення.

Рис. 3. Частка енерговитрат для забезпечення роботи СКЗу загальній структурі енерговитрат

Параметри питомої ваги енерговитрат із вирощування яблуні залежно від режиму краплинного зрошення усереднено за три роки та наведено на рис. 2. Максимальні сукупні енерговитрати зафіксовано при призначенні поливу тензіометричним методом - 44,9 ГДж/га, або у 1,5 рази більше ніж без зрошення, мінімальні - за розрахунковим методом «Рептап-МойеіїЬ>- 42,0 ГДж/га, або у 1,4 рази більше за контроль.

Енергетичну оцінку виробництва яблук залежно від режиму зрошення наведено у табл. 4. Найкращі параметри зафіксовано у 2015 р. за варіантом із використанням станції iMetos, найнижчі показники на зрошенні були у 2017 р. за використання візуального методу. Вирощування яблунь без зрошення є енергозбитковим. У зв'язку з низькою врожайністю на контрольній ділянці енергетична собівартість (енергоємність) виробництва 1 т яблук на ній максимальна (16,7 ГДж/т) незважаючи на відсутність за цим дослідом статей витрат «електроенергія» і «вода».

На рис. 4 наведено коефіцієнти енергетичної ефективності технологій вирощування яблуні за різних поливних режимів.

Рівень енергоефективності виробництва яблук згідно з [15] за величиною коефіцієнта енергетичної ефективності (Кее) визначено як низький із використанням методів тензіометричного, «Рептап-МоПоіШ» і візуального (Кее = 1,0-2,0); середній для варіанту з використанням станції iMetos (Кее = 2,0-3,0). Виробництво без зрошення визнано неефективним на підставі значення Кее < 1. Вище середнього рівня енергетичної ефективності, коли Кее > 3, не зафіксовано.

Висновки

яблуня виробничий енергетичний

Підтверджено, що використання краплинного зрошення є енерговитратною технологією: питома вага СКЗ у загальних сукупних енерговитратах за поливних режимів складає п'яту частину (21,9%). Максимальний розмір мають витрати на ЗЗР - 38,3%. За цього у дослідах зі зрошенням в урожаї накопичено 77,9 ГДж, що у 3,2 рази перевищує контрольний варіант із природним зволоженням.

Експериментально доведено вплив методу призначення строків поливу та сумарного водоспоживання на енергетичний баланс вирощування яблуні. За результатами проведених досліджень встановлено, що найбільш енергоощадним є варіант із використанням інтернет-станції iMetos: енергетична цінність продукції склала 92,2 ГДж/га, що в 1,2 рази перевищує середнє значення інших варіантів досліду та в 3,7 рази більше, ніж на контролі; енергетичний прибуток становив 48,2 ГДж/га, що в 1,4 рази перевищує середній показник зрошуваних варіантів, а варіант природного зволоження мав від'ємне значення - -4,9 ГДж/га.

Розраховано коефіцієнти енергетичної ефективності зрошення для різних методів призначення строків поливу: максимальний був із використанням інтернет-станції iMetos - 2,06; за даними тензіометрів - 1,87; за методом «Рептал-МойеіїЬ> - 1,65; за візуальним методом - 1,48, мінімальний - на контрольному варіанті досліду - 0,76.

Рекомендовано надалі виконувати призначення строків та норм поливу яблуні з використанням автоматичної інтернет-станції вологості ґрунту iMetos ЕСО D2 як найбільш енергоефективного методу, що забезпечує оптимальне відношення між акумульованою та витраченою енергією з наближенням технології вирощування до енерго- та ресурсозберігаючої.

Список використаної літератури

1.Методика економічної та енергетичної оцінки типів плодових насаджень, сортів, інвестицій в основний капітал, інновацій / за ред. О.М. Шестопаля. Київ, 2006. 140 с.

2.Шатковський А.П. Наукові основи інтенсивних технологій краплинного зрошення просапних культур в умовах степу України : дис. ... докт. с.-г. наук : 06.01.02. Київ, 2016. 496 с.

3.Шатковский А., Журавлев А., Черевичный Ю., Овчатов И., Минза Ф. Биоэ-нергетическая эффективность технологий выращивания овощных культур на капельном орошении. Овощеводство. 2018. № 3. С. 59-61.

4.Юркевич Є.О., Коваленко Н.П. Підвищення ефективності сівозмін на основі їх енергетичної оцінки. Вісник Державного вищого навчального закладу «Державний агроекологічний університет». 2007. № 2 (20). С. 47-53.

5.Бутило І.А., Бутило А.П. Економічна та біоенергетична ефективність виробництва яблук. Збірник наукових праць Уманського національного універси¬тету садівництва. 2012. Вип. 81 (2). С. 46-50.

6.Лебедева Е.Н. Оценка энергетической эффективности выращивания подвоев и саженцев яблони для интенсивных агроценозов : автореф. дисс. ... канд. сель.-хоз. наук : 06.01.08. Мичуринск : Наукоград РФ, 2015. 133 с.

7.Приведенюк Н.В. Біоенергетична ефективність вирощування валеріани лікарської за краплинного зрошення. Збалансоване природокористування. 2017. № 3. С. 55-57.

Размещено на Allbest.ru