Анализ энергоемкости производства зерновых культур

В настоящее время все затраты энергии и ресурсов на единицу большинства основных видов сельскохозяйственной продукции в нашей стране в два, три и более раз выше, чем в развитых странах мира [1, 2]. При этом стоимость, например, перерасхода топлива на 1 га посева зерновых эквивалентна стоимости урожая с 0,4 га [1]. Среднегодовые темпы роста энергоемкости сельскохозяйственного производства России и промышленно развитых стран (рис. 1.) за десятилетний период [1, 2] показывают, что в России, в отличие от других стран, имело место увеличение темпов роста энергоемкости сельскохозяйственного производства.

Ресурсоэнергоэкономичность - не самоцель, но главное средство и реальный (беспроигрышный) резерв повышения конкурентоспособности отечественного зернового производства.

Высокая урожайность зерновых культур является недостаточным условием повышения конкурентоспособности зернопроизводства, а в некоторых случаях не является однозначным критерием его эффективности. Так, например, в США и Канаде средняя урожайность пшеницы не превышает 23 ц/га, однако при этом достигаются высокая рентабельность и конкурентоспособность [3].

Повышение эффективности зернового хозяйства, а также его конкурентной способности в условиях рыночных отношений основывается, в первую очередь, на уменьшении его энергоемкости и ресурсоэнергосохранности.

Технологию производства зерна можно представить состоящей из четырех этапов: обработка почвы и посев, уход за посевами, уборка урожая, послеуборочная обработка (и подготовка семян) [1, 2, 3].

Россия

Германия

США

Швеция

Канада

Финляндия

Рис. 1. Среднегодовые темпы роста энергоемкости сельскохозяйственного производства России и промышленно развитых стран

Определены средние значения совокупных энергозатрат по указанным этапам работ, которые для РФ составляют соответственно, МДж/га: 8000, 1980, 2700 и 810 (с учетом энергоемкости подготовки семян) (всего 13490 МДж/га). Энергозатраты живого труда в технологиях не превышают 30 МДж/га, т.е. около 0,2 % всех затрат. В других Европейских странах (табл. 1), применяющих высокоэффективные технологии производства зерновых культур, удельные совокупные энергозатраты находятся в диапазоне 7200...54000 МДж/га в зависимости от условий, технического уровня и других факторов.

Среди различных технологических операций производства зерна на подготовку почвы приходится 62...64 % общих затрат энергии, в то время как расходы энергии на послеуборочную обработку, включая и подготовку семян, при благоприятных условиях составляют всего 5... 10 %, а в зонах повышенного увлажнения 17...22 % (рис. 2).

Поэтому применение высокоэффективных технологий послеуборочной обработки зерна, гарантирующих его сохранность и подготовку высококачественных семян, является наиболее экономичным и, в то же время, наименее энергоемким путем повышения конкурентной способности зернового хозяйства.

Крайне отрицательное влияние на энергоемкость производства зерновых культур оказывает снижение классности посевного материала из-за повышенного содержания в нем семян сорняков. Потери урожая зерновых культур в мире от сорняков, болезней и вредителей равны 500 - 510 млн. т, сахарной свеклы - 65...75, картофеля - 125...135, овощей -78...79 млн.т. Эти потери составляют 30...40 % общего урожая и оцениваются в 75 млрд. дол.

Следует отметить, что в соответствии со стандартом для 1 -го класса нормы содержания семян культурных растений не ниже допускаемого количества семян сорных растений. Однако для всех семян зерновых культур главный недостаток, снижающий их качество, - содержание в них семян других культурных растений. Такое положение явилось следствием неправильной агротехники выращивания культур на семена, нарушения технических условий эксплуатации семяочистительного оборудования и его несовершенства.

Затраты энергии при производстве основных зерновых культур

Таблица 1

Страна, культура	Пшен.и ячм.		Кукуруза		Рис
	ГДж/т	ГДж/га	ГДж/т	ГДж/га	ГДж/т	ГДж/га
США (Slesser)	2,9-5,4	-	3,2-12	-	6,8-12,6	-
Европа (Slesser)	0,2-1,8	7,2-5,4	0,8-10	-	0,2-11	-
Франция (Hutter)	3,4-12	18-20,5	-	23-30	-	-
Великобр (Leach)	3,6-4,3	13-18	-	-	-	-
Италия (Constan-tini)	4,7-4,9	18-24	-	25-40	5,5-6,5	25-40
Россия	4-6	12-14	2,5-4,1	-	5,2-7,9	20-35

По данным ряда исследователей, недобор урожая в целом по стране из-за неудовлетворительной подготовки семян составляет 10... 15 млн. тонн (2...2,5 ц/га) .

На основании анализа энергозатрат можно определить уровень урожайности культуры по оцениваемой технологии, который возмещает затраты энергии. Взяв минимальный энергетический эквивалент 1 кг зерна равным 4,2 МДж/кг, получим: У = 13490 : 4,2 ≈ 32,1 ц/га. Если речь идет о сильной и твердой пшенице, то энергетический эквивалент можно принимать в размере 13 МДж/кг и тогда У = 13490 : 13 ≈ 10,4 ц/га.

Таким образом, даже при низкой урожайности возможно покрытие затрат энергии по производству качественной продукции. При этом нужно учесть, что более половины содержания энергии в продукте приходится на фотосинтез, то есть только сельское хозяйство в таких объемах продуцирует возобновление энергии.

Факт сравнительно низких затрат на послеуборочную обработку не должен восприниматься как свидетельство второстепенной значимости и необязательности выполнения этой операции. Попытки сэкономить средства за счет исключения затрат на этом заключительном этапе производства зерна приводят к резкому снижению эффективности затрат на всех предыдущих этапах за счет снижения качества и количества произведенного конечного продукта. Следует отметить также, что относительно низкая затратная доля послеуборочной обработки в себестоимости производства зерна в нашей стране достигнута в результате научно-технических достижений отечественных ученых и конструкторов.

Технологии очистки и сортирования зерна и семян, а также технические средства для их реализации разработаны на основании научных работ В.П. Горячкина, Н.Н. Ульриха, Н.М. Ле-тошнева и других ученых.

Так, в последние 50 лет в результате работы ученых и исследователей трудозатраты на послеуборочную обработку зерна и семян были снижены более чем в 100 раз (с 22 до 0,2…0,05 чел ч/т) [2].

□ Обработка почвы и посев

□ Уход за посевом

□ Уборка урожая

□ Послеуборочная обработка

□ Всего

Рис. 2. Прямые затраты энергии при производстве основных сельскохозяйственных культур