CC BY
51
УДК 631.86:631.15
Л.С. Качанова, канд. техн. наук
Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева А.М. Бондаренко, доктор техн. наук Донской государственный аграрный университет
ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В ЮЖНОМ ФЕДЕРАЛЬНОМ ОКРУГЕ
Достижение устойчивого развития экономики
сельского хозяйства в настоящее время и в перспективе требует решения проблемы оптимизации ресурсопотребления и ресурсосбережения.
Проблему ресурсосбережения следует рассматривать с позиций агроэкологических проблем земледелия, систем производства растениеводческой продукции, машинных технологий и машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства, учитывая, что они являются ключевыми ресурсами при производстве сельскохозяйственной продукции.
Ресурсосбережение представляет собой процесс эффективного использования материально-технических, трудовых, финансовых и других ресурсов. Цели его — производство сельскохозяйственной продукции с лучшими качественными показателями при минимуме совокупных затрат производственных ресурсов и повышение экономической отдачи с натуральной единицы ресурсов. Понятие «ресурсосбережение» включает в себя несколько вариантов экологически позитивной хозяйственной деятельности от непосредственного ресурсосбережения до повторного использования промышленных и бытовых отходов и отработавших свой срок машин, узлов и механизмов. Основой ресурсосбережения является разумное использование (при постоянном сокращении потребления и потерь) энергии и ресурсов, вторичное использование невозобновляемых природных ресурсов, недопущение превышения порога экологической устойчивости окружающей среды.
Мероприятия по ресурсосбережению включают в себя технический, технологический, организационный и экономический блоки.
Под организационно-экономическим механизмом ресурсосбережения понимается система взаимосвязанных организационных и экономических мероприятий, направленных на повышение эффективности использования и стимулирование экономии материально-технических ресурсов, и производство сельскохозяйственной продукции
с минимальными затратами всех ресурсов в денежном и натуральном исчислении [1].
Долгие годы в сельском хозяйстве главенствовали следующие правила:
• растительные остатки являются отходами производства, продажа или закапывание растительных остатков — норма;
♦ сжигание растительных остатков разрешается;
• на переднем плане стоят химические процессы почвы;
♦ внесение органического удобрения и севооборот не основные, а дополнительные факторы повышения рентабельности возделывания с.-х. культур.
Продолжительное использование почвы при данной системе способствует ее деградации и становится неприемлемым ни с экологической, ни с социальной, ни с экономической точки зрения.
В настоящее время, когда остро стала проблема обеспечения продовольственной безопасности государства, правила должны быть изменены на следующие:
• растительные остатки являются ценным продуктом, который необходимо рационально использовать;
♦ сжигание растительных остатков запрещается;
• на переднем плане должны быть почвенно-биологические, а не химические процессы;
♦ внесение органических удобрений и севооборот — важнейшие и основные условия повышения эффективности отрасли растениеводства.
Главным технологическим элементом в повышении плодородия почв, прекращении их деградации является внесение органических удобрений производимых на основе навоза животноводческих предприятий. В этой связи с.-х. предприятиям необходимо к произведенному навозу относиться не как к побочному отходу животноводческой отрасли, а как к ценному исходному сырью для производства органических удобрений, при помощи которых улучшается качественный состав почвы и как следствие повышается урожайность с.-х. культур.
Для поддержания бездефицитного баланса гумуса в почве Южного федерального округа (ЮФО) необходимо ежегодное внесение органических удобрений (ОУ) из расчета 10...15 т на условный гектар пашни, однако из-за ограниченности ресурса навоза и отсутствия эффективных технологий его переработки в последние 15.20 лет внесение органических удобрений в хозяйствах ЮФО составляет менее 1 т/га.
Для увеличения производства высококачественных органических удобрений требуется мобилизация всех органических ресурсов отраслей животноводства и растениеводства и в первую очередь навоза животноводческих предприятий, соломы, растительных остатков с.-х. культур и др.
Сельхозугодия Ростовской области составляют 8,5 млн га, в том числе 5,8 млн га — пашни. С учетом почвенно-климатических и экономических условий Ростовская область разделена на 6 природно-сельскохозяйственных зон: северо-западную (С-З), северо-восточную (С-В), центральную (Ц), приазовскую (Пр.), южную (Ю) и восточную (В). Практически во всех природно-сельскохозяйственных зонах в той или иной мере в аграрном секторе культивируются растениеводство и животноводство.
Общее поголовье крупного рогатого скота (КРС) (на III кв. 2013 года) превышает 600 тыс. гол., в том числе в СПК более 133 тыс. гол. Общее поголовье свиней составляет более 463 тыс. гол., в том числе в СПК — более 191 тыс. гол.
Выход навоза на животноводческих предприятиях СПК Ростовской области составляет около 3252,00 тыс. т/год, в том числе твердый навоз (ТН) составляет 41,2 %, жидкий навоз (ЖН) — 28,1 % и полужидкий навоз (ПН) — 30,7 % [2].
Указанного количества навоза в Ростовской области и производства на его основе твердых и жидких органических удобрений хватает для внесения на 35 % пахотных площадей, что явно не достаточно для восстановления почвенного плодородия.
В Ростовской области отрабатываются технологии производства концентрированных органических удобрений (КОУ) на основе подстилочного, полужидкого и жидкого навоза, обоснована экономическая эффективность их применения в растениеводстве [3, 4].
Результаты производства годовых объемов навоза КРС и свиноводческих ферм по зонам Ро-
с я
СЗ
К
ч
о
*
рс
600 л
550
500
450 "Ii
400 -350 \\ 300 250 200 150 "II 100 \\ 50 0
С-З
стовской области представлены на рис. 1, анализ которого показывает следующее.
Наибольший выход навоза в количестве 900 822 т/га получен в северо-западной зоне. При этом ЖН произведено 45 552 т, ПТ — 155 140 и ТН — 290 162 т.
В восточной зоне производится 798 401 т/год навоза. При этом ПН произведено 240 465, твердого — 557 936 т. В приазовской зоне производится 765 278 т/год навоза, в том числе ЖН — 40 000, ПН — 282 857 и ТН — 442 453 т. В южной зоне выход навоза составил 409 717 т/год. При этом ЖН производится 14 965, ПН — 189 394 и ТН — 205 358 т. В центральной зоне производится 204 911 т/год навоза, в том числе: ПН — 67 395 и ТН — 137 566 т.
Наименьшее количество навоза в объеме 172 590 т/год производится в северо-восточной зоне. При этом ПН составляет 64 520, ТН — 107 870 т. Общая площадь пашни достигает 1099 тыс. га.
В северо-восточной, центральной и восточной зонах Ростовской области преобладают полужидкий и подстилочный навоз.
Применение органического удобрения, произведенного по традиционным технологиям переработки навоза, подразумевает дозы внесения 40.60 т/га [3, 4].
В то же время разработаны технологии ускоренного компостирования, которые при использовании элементов биотехнологий позволяют получить высококачественные органические удобрения, применяемые с дозой внесения 1.4 т/га.
5 5
5
«N
4 4
2
ос
2
о©
"Т.
5 0 2
С-В
Ц
Пр.
Ю
В
Природно-сельскохозяйственные зоны Жидкий навоз ЦЦ Полужидкий навоз ЦЦ Твердый навоз
Рис. 1. Годовые объемы навоза, производимого фермами КРС в СПК по природно-сельскохозяйственным зонам Ростовской области (III квартал 2013 г.)
Для оценки эффективности применяемых технологий производства удобрений в рамках повышения плодородия почв и как следствие увеличение рентабельности производства с.-х. культур предлагается ввести критерий уровня органообес-печенности с.-х. площадей (УОО). Критерий характеризует уровень обеспечения органическими удобрениями с.-х. площади региона в расчете заданной дозы внесения и представляет отношение
I
суммы внесенных органических удобрений £ ВОУ{
к 1=1
к сумме площадей посева с.-х. культур £¿к, т. е.
к=1
УОО = £ ВОУ{ £ ¿V100 %.
1=1
к=1
Уровень органообеспечености с.-х. площадей зависит от следующих качественных и количественных факторов:
F — виды ресурсов (сырья и материалов), используемых при переработке навоза в ОУ;
V — объем ./-вида навоза, используемого при производстве органического удобрения;
N — виды технологий переработки навоза в ОУ;
I — виды производимого органического удобрения;
£к — площади посева к с.-х. культуры, га; — дозы внесения органического вещества,
т/га.
Таким образом, уровень органообеспеченности с.-х. площадей можно представить как функцию.
УОО = /(^ И, N, I, Sí, А).
н 1000
о
с £
с н
о с £
о
Э
рс
СП
к
с &
к
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
900,82
765,31
798,40
100 90 80 70 60
479,04 50 40 30 20 10 0
о с X
К
^
и и
к
о Ц о Ч ю 2 ° 0 О с
К к
^ н
&
о
Й' о
(Е
С £
X
Природно-сельскохозяйственные зоны
I I Количество навоза I I Количество КОУ
-о- Уровень органообеспеченности с.-х. площадей при внесении ТОУ -о- Уровень органообеспеченности с.-х. площадей при внесении КОУ
Рис. 2. Уровень органообеспеченности с.-х. площадей при применении различных видов органических удобрений
¡Г С
1345
Ю
1390
] 1680
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100120013001400150016001700
Ц Площадь пашни, тыс. га
Ц Выход соломы, тыс. т
Рис. 3. Выход соломы и наличие пашни по природно-сельскохозяйственным зонам Ростовской области
Результаты определения уровня органообеспеченности с.-х. площадей представлены на рис. 2.
Из рис. 2 видно, что уровень органообеспеченности с.-х. площадей при внесении твердого органического удобрения с дозой 40 т/га крайне низок — от 0,39 % по северо-восточной природ-но-сельскохозяйственной зоне до 2,20 % по приазовской зоне. При применении концентрированного органического удобрения ситуация несколько лучше, однако уровень органообеспеченности с.-х. площадей остается низким — от 2,35 % (северо-восточная зона) до 14,40 % (северо-западная зона).
По итогам проведенного анализа актуальной является разработка принципиально новых технологий производства концентрированного органического компоста (КОК) на основе полужидкого и жидкого навоза с использованием соломы, внесение которого с дозами 1...4 т/га позволяет более эффективно использовать произведенный навоз, увеличить объемы производства высококачественных твердых органических удобрений (ТОУ) и соответственно площади внесения удобрений под выращиваемые с.-х. культуры. Актуальность использования соломы в качестве удобрения определяется тем, что увеличиваются объемы внесения органических удобрений; снижа-
В
ЖН, ПЖ
ются объемы сжигаемой соломы, появляется возможность перехода к экологическим принципам земледелия, где главным является охрана почв.
Из рис. 3 видно, что выход соломы по Ростовской области составляет около 6057 тыс. т/год.
Технологический процесс производства КОК протекает следующим образом (рис. 4). В емкости растворного узла, расположенные на участке для производства жидких КОУ, из навозохранилища подается жидкий (полужидкий) навоз влажностью
90 % и более, а также а-добавка в количестве 6,25 % от массы навоза и соломы (при компостировании).
Указанные компоненты перемешиваются гидравлическим способом в течение 30.40 мин, образуя жидкое КОУ. Насосами жидкое КОУ загружается в транс-портно-технологическую машину (рис. 5) и подается на площадку для компостирования навоза.
Транспортно-технологи-ческая машина конструкции АЧГАА выполнена на базе разбрасывателей жидких органических удобрений типа РЖТ (МЖТ), отличительной особенностью которой является наличие выгрузного шнека, дозирующей задвижки и разбрасывающего устройства роторного типа [5]. Емкость кузова составляет 8 м3, агрегируется с трактором кл. 3, потребляемая мощность на привод рабочих органов — до 33 кВт. При полной загрузке 8 т навоза в емкость добавляется 0,5 т а-добав-ки, что позволяет при соотношении 1 : 4 (1 часть соломы и 4 части навоза) получить 10 т концентрированного органического компоста от доставки указанной порции полужидкого навоза. При необходимости жидкое КОУ можно вносить на поле самостоятельно с последующей его заделкой в почву. Площадка для компостирования располагается, как правило, в поле возле скирда соломы. На площадке базовой машиной является мобильный смеситель компонентов компоста (МСКК) конструкции АЧГАА, выполненный на базе кузовных разбрасывателей твердых органических удобрений типа ПРТ (рис. 6) [5].
Рис. 5. Технологическая машина для транспортировки и внесения жидких и полужидких КОУ
Рис. 6. Общий вид мобильного смесителя компонентов компоста конструкции АЧГАА
g
о с ¡г ¡г
U (г U К о U 1С с с К
й ^
а
о ►с ¡Т U PC С
£
S
я s
S *
S ¡a
ч £
si®
» CA
)S Я
(3 С Ч Р-й S
&ÎH
о Е
s S
к Я ¡г с о *
X
Рис. 7. Ворошитель СВБ16.30 для перебуртовки компостной смеси
Отличительной особенностью МСКК является возможность дозированной подачи соломы и жидких КОУ от технологической машины в смесительную камеру, где в результате активного перемешивания компонентов образуется компост влажностью 70 %, который выбрасывается лопатками, одновременно формируя бурт шириной 2,5 и высотой 1,5 м.
На площадке бурт компоста периодически, через 12 ч, перемешивается ворошителем буртов СВБ16.30 (рис. 7), что способствует его ускоренному компостированию.
В результате быстрого нагрева за счет наличия в компосте а-добавки происходит обеззараживание навозной массы, насыщение ее питательными элементами и через 7 сут (в летний период) КОК готов для внесения на поле. При этом влажность КОК составляет 50.60 %, он имеет комковатую форму (более 90 % частиц менее 0,5 см), плотность 0,7.0,8 т/м3.
Элементы данной технологии внедрены в ряде хозяйств Целин-ского, Зерноградского, Мясниковского и Матвеево-Курганско-го районов Ростовской области.
20 18 16141210 8 6420
18,67
Количество сырья, необходимого для реализации предлагаемой ресурсосберегающей технологии, а также выход готового продукта — КОК и площадь, которая с заданной дозой внесения обрабатывается с использованием удобрения, представлены в таблице.
Уровень органообеспеченности с.-х. площадей при сравнении эффективности технологий производства КОУ и КОК показал следующее (рис. 8).
Исходя из наличия одинакового количества сырья — жидкого и полужидкого навоза, получают уровень органообеспеченности выше при использовании КОК, что вполне объяснимо, так как при технологии производства КОК применяется солома, что увеличивает выход конечного продукта. При использовании КОУ в качестве основного удобрения наблюдают эффективность данной технологии в рамках обеспечения с.-х. площадей требуемым количеством удобрений во всех зонах, кроме северо-западной и южной. В северо-западной и южной — технология производства КОК показала себя как более эффективная.
19,25
0,88
С-З
С-В
Ц
Пр.
Ю
Природно-сельскохозяйственные зоны
Уровень органообеспеченности с.-х. площадей (КОУ из ЖН, ПН) -û- Уровень органообеспеченности с.-х. площадей (КОК) — Уровень органообеспеченности с.-х. площадей (КОУ и КОК) -■- Уровень органообеспеченности с.-х. площадей (КОУ из ТН, ЖН, ПН)
Рис. 8. Уровень органообеспеченности с.-х. площадей Ростовской области в разрезе природно-сельскохозяйственных зон
Количественные параметры реализации технологии производства концентрированного органического компоста
Природно-сельскохозяйственные зоны РО Количество жидкого навоза, тыс. т Количество полужидкого навоза, тыс. т Используемое количество соломы для реализации технологии, тыс. т Площадь пашни обеспеченная КОК, тыс. га
С-З 455,52 155,14 152,67 190,83
С-В 0,00 64,52 16,13 20,16
Ц 0,00 67,35 16,84 21,05
Пр. 40,00 282,85 80,71 100,89
Ю 14,97 189,39 51,09 63,86
В 0,00 240,47 60,12 75,15
В
Однако как наиболее рациональный с точки зрения повышения уровня органообеспеченности вариант сочетания двух технологий — ресурсы сырья в виде твердого навоза используются для производства твердых КОУ, сырье — жидкий, полужидкий навоз с добавлением соломы используются для производства КОК. Количество получаемых концентрированных удобрений при сочетании двух технологий обеспечивает наибольший уровень ор-ганообеспеченности с.-х. площадей по сравнению с другими технологиями (рис. 8).
Следовательно, эффективным приемом переработки навоза животноводческих предприятий Ростовской области является производство концентрированного органического компоста на основе соломы, жидкого (полужидкого) навоза и а-добавки, что позволяет на 25 % увеличить площади возделывания с.-х. культур с внесением удобрений и улучшить экологическую обстановку в местах накопления навоза за счет его перера-
ботки и применения соломы как альтернативы ее сжиганию.
Список литературы
1. Ресурсосберегающие технологии: состояние, перспективы, эффективность: науч. изд. — М.: ФГБНУ «Рос-информагротех», 2011. — 156 с.
2. Зональные системы земледелия Ростовской области на 2013—2020 гг. / Под ред. В.Н. Василенко. — Ч. 1. — Ростов-на-Дону: МСХиП РО, 2013. — 240 с.
3. Качанова Л.С., Бондаренко А.М., Вуколов М.В. Моделирование систем применения удобрений на предприятиях АПК: монография. — Зерноград: АЧГАА, 2013. — 118 с.
4. Качанова Л.С., Бондаренко А.М. Технико-экономическое обоснование систем применения удобрений / Вестник ИрГСХА. — 2013. — Вып. 59. — С. 7-14. — Режим доступа: http://www.igsha.ru/science/files/v59.pdf
5. Бондаренко А.М., Забродин В.П., Курочкин В.Н. Механизация процессов переработки навоза животноводческих предприятий в высококачественные органические удобрения: монография. — Зерноград: АЧГАА, 2010. — 184 с.
УДК 336.5:620.9(100)
В.Т. Водянников, доктор экон. наук
Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева
ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ СТИМУЛИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ЗА РУБЕЖОМ
Ежегодно интерес к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) в мире неуклонно возрастает. И в России несмотря на кажущуюся обеспеченность запасами органического топлива уже сегодня имеются предпосылки для эффективного применения ВИЭ. Это применение может быть существенно расширено в случае целенаправленной реализации принятых соответствующих законов РФ по повышению энергоэффективности экономики и стимулированию развития альтернативных источников энергии. В современном мире ВИЭ приобрели не только энергетическое и экологическое, но и мировое политическое звучание. Основные причины этого можно сформулировать следующим образом [1]:
• ресурсы ВИЭ (солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, геотермальная энергия, энергия малых рек, энергия морских волн и др.) практически не ограничены, во много раз превышают обозримые потребности человечества в энергии и постоянно восполнимы;
♦ использование ВИЭ не ведет к существенному загрязнению окружающей среды и не приводит к изменению теплового баланса земли;
♦ в отличие от нефти, газа, угля и урана ресурсы ВИЭ более менее равномерно распределены по территории стран и регионов, они не находятся в монопольном владении ограниченного числа страны, их освоение рассматривается как фактор энергетической и политической безопасности.
Во многих странах мира в последние десятилетия наметилась устойчивая тенденция по наращиванию использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В настоящее время 49 стран приняли ту или иную систему финансово-экономического стимулирования развития возобновляемой энергетики, в том числе 14 государств, относящихся по критериям ООН к развивающимся. Анализ мировой практики дает основание выделить четыре схемы такой поддержки [2]:
♦ установление финансовых тарифов на энергию ВИЭ или финансовых надбавок к рыночным ценам. Эту схему используют 41 государство. Среди них такие, как Дания, Германия, Франция, Канада, Индия, Бразилия и др.;
♦ система обязательных квот на производство и потребление энергии ВИЭ. Эта система действует в Англии, Италии, Швеции, Бельгии,
