CC BY
29
УДК 631.172: 631.1: 631.6.02: 332.36
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ ЗЕМЕЛЬ В ПРОЕКТАХ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА
Г.В. КОЛОСОВ
Полесский государственный университет, г. Пинск, Республика Беларусь, Geox@tut.by
ВВЕДЕНИЕ
Значительная энергозатратность экономики Республики Беларусь в целом и сельского хозяйства в частности является одним из основных факторов, ослабляющих энергетическую безопасность страны [1, с.3]. В настоящее время поиск путей энергосбережения в сельском хозяйстве он осуществляется в основном за счет разработки и внедрения в производство энергосберегающих технологий и модернизации сельскохозяйственной техники. При этом исследователями уделяется мало внимания такому значимому, с точки зрения повышения энергетической эффективности сельскохозяйственного производства, мероприятию как организация использования пахотных земель в проектах землеустройства, которая позволяет создавать пространственные условия для энергетически-эффективного использования их в будущем.
Методика энергетической оценки вариантов использования пахотных земель в проектах землеустройства была в свое время разработана В.Ф. Колмыковым [2, с.111-150]. При этом организация пахотных земель, подверженных эрозии является не менее значимой с точки зрения энергосбережения по причине значительных потерь энергии в связи с выносом гумуса, снижением урожайности сельскохозяйственных культур и т.д. Однако уже существующая методика не может быть применена при обосновании и организации пахотных земель в случае проявления процессов эрозии. Это объясняется отсутствием в ней механизмов для учета энергии теряемой под воздействием водной эрозии и дефляции, а так же величины возрастания энергии почв, вследствие проведения мероприятий по восстановлению почвенного плодородия. Кроме того, ряд зависимостей, разработанных с учетом типовых технологий и затрат топлива на возделывание сельскохозяйственных культур, требуют уточнения по причине усовершенствования технологических процессов растениеводства, а так же применения в настоящее время более совершенных и экономичных средств механизации.
Таким образом, целью данного исследования является разработка методики обоснования энергетической эффективности организации использования пахотных земель, подверженных эрозии.
МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В процессе проведения исследования использовались нормативный, абстрактно-логический, статистический, индукции, дедукции и другие методы. Разработка методики энергетической оценки предполагает использование соответствующих нормативных и статистических материалов. [3, 4, 5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В основе разработанной методики лежит сопоставление энергии, приобретаемой и расходуемой в процессе возделывания основных сельскохозяйственных культур на различных рабочих участках, подверженных водной эрозии и дефляции. Для выбора наиболее оптимального варианта организации рабочего участка пахотных земель в хозяйстве с точки зрения его энергетической эффективности могут быть применены такие показатели как: удельный энергетический баланс возделывания сельскохозяйственных культур (Буэ, МДж); коэффициент энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур (Кээ); удельный энергетический баланс искусственного почвенного плодородия (Буэп, МДж); коэффициент энергетической эффективности использования земли (Кээз). Удельный энергетический баланс возделывания рабочего участка, пахотных
земель, подверженных эрозии, можно рассчитать с использованием зависимости:
Буз = ППэ - УПэ, (1)
где ППз - приобретённая полезная энергия с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
УПэ- утраченная полезная энергия с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га.
Величина удельного энергетического баланса конкретного рабочего участка эродированной пашни, вычисленная для размещаемой на нем сельскохозяйственной культуры, призвана выразить величину энергетического эффекта такого размещения.
Коэффициент энергетической эффективности возделывания рабочего участка, пахотных земель, подверженных эрозии предлагается вычислять по формуле:
К = ППэ , (2)
ээ УПэ
Величины коэффициентов энергетической эффективности рабочих участков эродированной пашни в конкретном хозяйстве, вычисленные по возможным вариантам размещения основных сельскохозяйственных культур, с учетом ограничений, накладываемых на использование таких земель, призваны служить основанием для оптимизации размещения сельскохозяйственных культур на землях хозяйства с максимальной энергетической эффективностью.
Приобретённая и утрачиваемая полезная энергия с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, может быть вычислена с использованием формул:
ППэ = У . + ВИП, (3)
где Уэ - энергия прогнозируемого урожая ]-ой сельскохозяйственной культуры (с учётом побочной продукции) с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
ВИПэ - возрастание энергии почв (искусственного плодородия) рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га.
УПэ =1 ПЗэ + НУИП , (4)
где ХПЗэ - суммарные производственные затраты энергии на возделывание рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
НУИПэ - непроизводственное убывание энергии почв (искусственного плодородия) обрабатываемого рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
Удельный энергетический баланс искусственного почвенного плодородия и коэффициент энергетической эффективности использования земли может быть найден из зависимостей:
Буэп = ВИПэ - НУИПэ, (5)
ВИП
=-Э-, (6)
ээз НУИП
э
Данные показатели призваны отразить эффективность использования земли как уникального средства и предмета труда, способного в процессе правильного научно-обоснованного использования улучшать свое основное свойство - плодородие. Это обстоятельство имеет особую значимость в отношении эродированных земель, поскольку одним из основных факторов, определяющих эффективность их сельскохозяйственного использования, является восстановление утраченного почвенного плодородия.
Приходные части энергии, приобретаемой при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии предлагается вычислять посредством формул:
У .= У .+ У .. э/ эд эп/
где Уэч - энергия основой продукции прогнозируемого урожая /-ой сельскохозяйственной культуры, собранной с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
Уэп|- энергия побочной продукции прогнозируемого урожая /-ой сельскохозяйственной культуры собранной с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
У . =
эо/
Б ■ Ш-1 + Ч( Д ■ О
б/) ^ му му
+ 1 Д ■ О
оу му
д ■ К
у су/
■ к ■ Х • вп о/
(8)
где Б - балл рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии;
- цена балла пахотных земель для/-ой сельскохозяйственной культуры, кг;
Дму - доза соответствующего минерального удобрения (азотного, фосфорного, калийного) в действующем веществе, вносимого под /-ую сельскохозяйственную культуру при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии кг/га;
Ому - нормативная оплата соответствующего минерального удобрения урожаем /-ой сельскохозяйственной культуры, кг/1 кг №К;
Доу - доза соответствующего органического удобрения, вносимого под /-ую сельскохозяйственную культуру при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии т/га;
Ому - нормативная оплата соответствующего органического удобрения урожаем/-ой сельскохозяйственной культуры, кг/т;
ду - доля пахотных земель рабочего участка уплотнённых, при возделывании/-ой сельскохозяйственной культуры, ходовыми аппаратами машинно-тракторных агрегатов;
ксу| - коэффициент снижения урожайности /-ой сельскохозяйственной культуры вследствие уплотнения почвы машинно-тракторными агрегатами;
квп - коэффициент, учитывающий влияние предшественника на урожайность /-ой сельскохозяйственной культуры;
ло| - энергосодержание (энергетическая ценность) основной продукции/-ой сельскохозяйственной культуры, МДж/кг.
У .= М ■ Х Уэп/ Мп/ Хп/,
(9)
где Мп| - масса побочной продукции прогнозируемого урожая /-ой сельскохозяйственной культуры собранной с рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га; кг;
лп - энергосодержание (энергетическая ценность) побочной продукции/-ой сельскохозяйственной культуры, МДж/кг.
ВИПэ = Х]Т3Г Д ■ Х 1 + (Д ■ Н ■ Х ) + У^М ■ Х )+ э ^ ^му му) ч^оу пв оу эпо эо/
(10)
+ Щм ■ Х )+ М _ ■ X + М дг ХЛг, эпс эс/ про ро пм м'
где лму - энергосодержание минерального удобрения (азотного, фосфорного, калийного), вносимого под /-ую сельскохозяйственную культуру при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/кг;
НПВ - норматив поступления питательных веществ с 1 т соответствующего вида органического удобрения, кг/т;
лоу - энергосодержание соответствующего вида органического удобрения, вносимого под/-ую сельскохозяйственную культуру при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии МДж/кг;
МЭПО- масса соответствующего элемента питания (азота, фосфора, калия, кальция, серы, магния), поступающего в почву рабочего участка пахотных земель подверженных эрозии с атмосферными осадками, кг/га;
Лэо - энергосодержание соответствующего элемента, поступающего в почву с атмосферными осадками, МДж/кг;
Мэпс- масса соответствующего элемента питания (азота, фосфора, калия) поступившего в почву рабочего участка пахотных земель подверженных эрозии с семенами, кг/га;
Лэс
энергосодержание соответствующего элемента питания, поступающего в почву с семенами,
МДж/кг;
Мпро- масса растительных остатков /-ой сельскохозяйственной культуры, поступивших в почву рабочего участка пахотных земель подверженных эрозии, кг/га;
лро- энергосодержание растительных остатков/-ой сельскохозяйственной культуры, МДж/кг;
МпК- масса поступившего в почву рабочего участка пахотных земель подверженных эрозии биологического азота, фиксируемого бобовыми культурами, кг/га;
лм - энергосодержание азота, МДж/кг;
Расходные части энергии, затрачиваемой при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии предлагается вычислять посредством формул:
где ЗЭСУС - затраты энергии на производство семян, удобрений и средств защиты растений, применяемых при возделывании рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
ЗЭПТ - затраты энергии на перегоны техники до возделываемого рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
ЗЭПГ - затраты энергии на перевозку грузов до возделываемого рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
ЗЭВК - затраты энергии на возделывание сельскохозяйственных культур, МДж/га.
где Мвс - масса вносимых семян/-ой культуры на рабочем участке пахотных земель, подверженных эрозии, кг;
дч - энергетический эквивалент (овеществлённые затраты энергии на производство) семян /-ой культуры, МДж/кг;
дму - энергетический эквивалент соответствующего минерального удобрения (азотного, фосфорного, калийного), МДж/кг;
доу - энергетический эквивалент соответствующего органического удобрения, МДж/кг;
Мвсз - масса вносимых средств защиты на рабочем участке пахотных земель, подверженных эрозии, кг;
дсз- энергетический эквивалент соответствующего средства защиты, применяемого для /-ой сельскохозяйственной культуры, МДж/кг.
где Оми - объём механизированных работ, выполняемых при возделывании /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, подверженных эрозии, усл. эт. га;
Кпа - количество переездов агрегатов в смену;
Р - расстояние до рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, км;
Мтп -объем топлива, затрачиваемого на перегон техники до рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, л/км; 0,84 - усредненная плотность дизельного топлива (для перевода литров в килограммы);
дт - энергетический эквивалент (овеществленные затраты) топлива, МДж/кг;
лт - энергоемкость (прямые энергозатраты) топлива, МДж/кг;
квду - коэффициент влияния дорожных условий на величину расхода топлива;
Вс - выработка агрегата за смену, га/см;
к^ - коэффициент сменности агрегата.
Затраты энергии на возделывание определенной сельскохозяйственной культуры (Зэвк) складываются из затрат отдельно взятых технологических процессов, предписываемых технологическими картами.
х ПЗэ = Зэсус + Зэпт + Зэпг + Зэвк'
(11)
(12)
(13)
п
(14)
Зэвк = кX ^к/ '
где Зэ1к - затраты энергии на выполнение к-ого технологического процесса по возделыванию /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, подверженных эрозии, МДж/га;
к - отдельно взятый технологический процесс по возделыванию /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель;
п - количество технологических процессов при возделывании /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, шт.
Затраты энергии, расходуемой на выполнение технологического процесса при возделывании сельскохозяйственной культуры можно определить посредством зависимости:
Зэ&/ _ 3эмк:] + Зэж&/ + Зэт&/' (15)
где 3эмkJ - затраты на производство, амортизацию, ремонт и техническое обслуживание, капитальный ремонт и хранение средств механизации, используемых при выполнении к-ого технологического процесса по возделыванию /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, МДж/га;
Зэжк] - затраты энергии живого труда на выполнение к-ого технологического процесса по возделыванию /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, МДж/га;
Зэ^ - затраты энергии топлива на выполнение к-ого технологического процесса по возделыванию /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, МДж/га.
В случае выполнения технологического процесса по возделыванию /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель с использованием трактора и агрегатируемой сельскохозяйственной машины затраты на производство, амортизацию, ремонт и техническое обслуживание, капитальный ремонт и хранение данных средств механизации могут быть вычислены с использованием зависимости:
М • 5 -|О + О + О + О I М • 5 -|О + О + О
т т ^ ат рт кт хту ^ мм ^ ам рм хм у ^^
эмк 100^ З • П • к 100^ З • П • к '
сгт а онв гм а онв
где Мт, Мм - масса трактора и агрегатируемой сельскохозяйственной машины, соответственно, кг; дт, дм - энергетический эквивалент трактора и сельскохозяйственной машины, соответственно, МДж/кг; Оат, Ош - годовые амортизационные отчисления на реновацию трактора и сельскохозяйственной машины, соответственно, %;
Орт, Орм - годовые отчисления на ремонт и техническое обслуживание трактора и сельскохозяйственной машины, соответственно, %;
Окт - годовые отчисления на капитальный ремонт трактора, %;
Охт, Охм - годовые отчисления на хранение трактора и сельскохозяйственной машины, соответственно,
%;
Зсгт - среднегодовая загрузка трактора в течение нормативного срока службы, ч; Згм - годовая загрузка сельскохозяйственной машины, ч;
Па - производительность машинно-тракторных агрегатов в зависимости от удельного сопротивления, длины гона и глубины вспашки, га/ч;
конв - обобщенный поправочный коэффициент за влияние пространственных факторов на норму выработки (производительность) сельскохозяйственной техники.
Среднегодовая загрузка трактора в течение нормативного срока службы может быть рассчитана исходя из следующей зависимости:
Т н
2 (З • к^ )
-V гт в?гз/
• к . )
, (17)
Зсгт_ ^ ,
н
где Тн - нормативный срок эксплуатации, лет;
Згт - годовая загрузка трактора в течение нормативного срока службы, ч; кв4тз - коэффициент влияния срока службы трактора на его годовую загрузку.
Обобщенный поправочный коэффициент за влияние пространственных факторов на норму выработки (производительность) сельскохозяйственной техники предлагается вычислять с использованием формулы:
К = К + К + К + К , (18)
онв вв вр ви вк
где квв - коэффициент влияния влажности обрабатываемых почв на производительность сельскохозяйственной техники;
квр - коэффициент влияния рельефа (угла склона) обрабатываемого участка на производительность сельскохозяйственной техники;
кви - коэффициент влияния изрезанности обрабатываемых участков на производительность сельскохозяйственной техники;
квк - коэффициент влияния каменистости обрабатываемых почв на производительность сельскохозяйственной техники.
В случае если для выполнения технологических процессов, связанных с уборкой /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, используется комбайн, его энергоемкость может быть вычислена с использованием формулы:
М ■ 5 ■(о +О ■ к ■ К +О +О ,
к к ^ ак рк ву/ вдг кк хк) ^^
эмк/ = 100- З ■ П ■ К ,
гк а онв
где Оак- годовые амортизационные отчисления на реновацию комбайна, %;
Орк - годовые отчисления на ремонт и техническое обслуживание комбайна, %;
кву| - коэффициент влияния урожайности /-ой сельскохозяйственной культуры на годовые отчисления на ремонт и техническое обслуживание комбайна;
квдг - коэффициент влияния длины гона рабочего участка пахотных земель на годовые отчисления на ремонт и техническое обслуживание комбайна;
Окк - годовые отчисления на капитальный ремонт комбайна, %;
Ож - годовые отчисления на хранение комбайна, %;
Згк - годовая загрузка комбайна в течение нормативного срока службы, ч.
Ч ■ 5
З = р/ ж , (20)
эж/ П ■ К
а онв
где Чи - численность работников занятых при возделывании /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, МДж/га;
дж - энергетический эквивалент затрат живого труда, МДж/га;
Па - производительность машинно-тракторных агрегатов в зависимости от удельного сопротивления, длины гона и глубины вспашки, га/ч;
Зэт = М '(д + лт)■ лорт
(21)
Мт - масса топлива, затрачиваемого на возделывание /-ой сельскохозяйственной культуры на рабочем участке пахотных земель, подверженных эрозии, кг/га;
дт - энергетический эквивалент (овеществленные затраты) топлива МДж/кг; лт - энергоемкость (прямые энергозатраты) топлива;
корт - обобщенный поправочный коэффициент за влияние пространственных факторов на расход топлива машинно-тракторных агрегатов.
Непроизводственное убывание энергии почв (искусственного плодородия) обрабатываемого рабочего участка пахотных земель, подверженных эрозии, (НУИПэ, МДж/га) может быть рассчитано с использованием зависимости:
НУИП ^Г М • X 1+1^!м • X • X )
э ^ ^ эву эуJ V эвв эв/ эвэ ээ'
эУ
|+ ^N •X N'
(22)
где Мэву - масса соответствующего элемента питания (азота, фосфора, калия), выносимого урожаем сельскохозяйственных культур, кг/га;
лэу - энергетический эквивалент соответствующего элемента питания, выносимого урожаем сельскохозяйственных культур, МДж/кг;
Мэвв - масса соответствующего элемента питания (азота, калия, кальция, серы, магния), потерянного в результате выщелачивания почв, кг/га;
лэв - энергетический эквивалент соответствующего элемента, потерянного вследствие выщелачивания почв, МДж/кг;
Мэвэ - масса соответствующего элемента питания (азота, фосфора, калия, кальция, серы, магния), потерянного в результате воздействия на почву факторов эрозии, кг/га;
лээ - энергетический эквивалент соответствующего элемента питания, потерянного в результате воздействия на почву факторов эрозии, МДж/кг;
МвМ - масса газообразно-потерянного азота, кг/га.
Разработанная методика по сравнению с существующими методиками экономического обоснования организации использования эродированных земель имеет следующие преимущества:
1. Является более объективной из-за отсутствия влияния таких факторов как инфляция и ценовой диспаритет.
2. Позволяет выбирать вариант использования эродированного участка пахотных земель с наименьшими энергетическими затратами на возделывание сельскохозяйственных культур.
3. Даёт возможность обосновывать выведение эродированных участков пахотных земель из сельскохозяйственного использования (облесение, заболачивание) вследствие его энергетической неэффективности.
1. Высокая экономия и бережливость энергоресурсов - необходимые условия энергетической безопасности страны. - Минск, 2006. - 31 с. - (Информационный материал №7 (32) / Институт социально-политических исследований Администрации Президента Республики Беларусь).
2. Колмыков, В.Ф. Эффективное использование земель и организация территории в АПК / В.Ф. Колмыков // Монография. / Белорус. гос. сельхоз. акад.; В.Ф. Колмыков. - Горки, 2003. Гл. 6, 7. - С. 111 - 150.
3. Информационная оценка стоимостной оценки искусственного плодородия почв по их искусственному плодородию (гумус, фосфор, калий, кислотность) / В.Г. Гусаков [и др.]; Центр аграрной экономики Института экономики НАН Беларуси; под общ ред. В.Г. Гусакова. - Минск, 2006. - 64 с.
4. Справочник нормативов трудовых и материальных затрат для ведения сельскохозяйственного производства. -Минск: Ин-т экономики НАН Беларуси, Центр аграрной экономики, 2006. - 736 с.
5. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые и транспортные расходы в сельском хозяйстве. - Барановичи: Респ. нормат.- исслед. Центр М-ва с.-х. и продовольствия Респ. Беларусь, - 2005. - 202 с.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ORGANIZATION OF THE EFFICIENT USE THE LANDS TO SUBJECT TO EROSIONS IN PROJECT DEVICE LAND
G.V. KOLOSOV
Summary
It is offered methods of the estimation to energy efficiency to organizations of the use the farmlands, to subject to erosions, with use of such factors as: specific energy balance and factor to energy efficiency reproducing the agricultural cultures, specific energy balance of the artificial soil fertility, factor to energy efficiency of the use the land.
Поступила в редакцию 2 марта 2009 г.
