CC BY
18
УДК 634.723:658.26
DOI 10.24412/2311-6447-2021-4-126-131
Энергетическая эффективность производства ягод
смородины черной
Energy efficiency production of black currant berries
Аспирант M.A. Ефименко (ORCID 0000-0003-4009-3945), профессор Л.В. Боб-рович (ORCID 0000-0002-6546-3036)
(Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра агрохимии, почвоведения и агроэкологии, тел. 8-953-704-31-43 E-mail: [email protected]
Postgraduate Student M.A. Efimenko, Professor L.V. Bobrovich (Michurinsk State Agrarian University) chair of agrochemistry, Soil Science and Agroecology, tel. 8-953-704-31-43 E-mail: medikleveitfiirambler.ru
Реферат. Показаны результаты биоэнергетической оценки технологии ухода за эксплуатационными насаждениями смородиной черной и уборки урожая в промышленных агроценозах в условиях Тамбовской области по звеньям технологической цепи производства ягод, с учетом расходов энергии на основные, оборотные средства и трудовые ресурсы при производстве продукции, в энергетических единицах при помощи энергетических эквивалентов, измеряемых в мегаджоулях (МДж) по технологическим картам выращивания культуры.
Summary. The article shows the results of a bioenergetic assessment of the technology of maintenance of operational blackcurrant plantations and harvesting in industrial agrocenoses in the conditions of the Tambov region along the links of the technological chain of berry production, taking into account energy costs for fixed, working capital and labor resources in the production of products, in energy units using energy equivalents measured in megajoules according to technological maps of culture cultivation.
Ключевые слова: смородина черная, технология выращивания, биоэнергетическая оценка, затраты энергии, биоэнергетический потенциал.
Keywords: black currant, cultivation technology, bioenergetic assessment, energy costs, bioenergetic potential.
Культура смородины черной получила наибольшее распространение в условиях умеренного климата в Центрально-Черноземной зоне, Нечерноземной полосе европейской части России, Сибири и на Дальнем Востоке и является одной из наиболее денных ягодных культур. В России ею занято более половины площадей ягодников.
Согласно данным Евростат и ФАОСТАТ, крупнейшим производителем ягод смородины черной в мире является Россия, занимая 51 % общей доли производства. Второе место с показателем 30,7 % мирового объема занимает Польша. По данным Ассоциации производителей смородины черной (IBM), Польша на данный момент занимает лидирующую позицию, производя 48,5 % общего объема, являясь также лидером по экспорту свежих и переработанных ягод смородины черной -процент экспортируемых замороженных ягод составляет 80 %, а концентрированного сока - около 90 %. Средняя урожайность смородины черной в мире находится на уровне 4,2 т/га.
Климатические условия Тамбовской области с теплым летом, умеренно-холодной зимой, устойчивым снежным покровом, способствующим сохранению корневой системы многолетних насаждений от вымерзания, вполне благоприятны для промышленного выращивания культуры. Средняя дата окончания последних весенних заморозков приходится на 2 мая, а наиболее поздняя - на 30 мая. Вероятность заморозков в период цветения 10 %. В отдельные годы возможны засухи. Каждые 2-3 года из 10 бывают засушливыми. Вероятность сильных ветров (более 15 м/с) в период цветения и созревания небольшая. Дни с сильным ветром наблюдаются один раз в течение всего периода, при этом не ежегодно.
© М.А. Ефименко, Л.В. Бобрович, 2021
Производством ягодной продукции в Тамбовской области занимаются 7 сель-хозорганизадий и более 20 КФХ. Наиболее крупными производителями в области являются ООО «Планета садов плюс», ООО «Тамбовские сады», ООО «Агро-Т», ООО «Дубовое». Общая площадь ягодников составляет 375 га. Ягодоводство в последние годы является одним из приоритетов развития сферы сельского хозяйства области. Этому направлению отдается предпочтение при распределении государственной поддержки. Так, в 2020 г. в хозяйствах региона было заложено еще около 10 га ягодников. Фермеры выращивают землянику, малину, черноплодную рябину и другие ягодные культуры. Но особое место занимает производство ягод смородины черной.
К отрицательным сторонам производства можно отнести: недостатки в организации сотрудничества между фермерами и перерабатывающими предприятиями (т.к. смородина черная производится в основном для переработки и замораживания); риски повреждения плантаций весенними заморозками в результате выращивания нескольких сортов с одними и теми же сроками цветения; сокращение периода сбора урожая с четырех до трех недель при недостатке площадей под сортами позднего срока созревания; снижение цены на ягоду при увеличении поставок ранних сортов; недостаток зарегистрированных пестицидов для защиты плантаций.
При этом выращивание культуры открывает и значительные возможности. Это сильная и стабильная позиция страны на мировом рынке; развитие научного потенциала в селекции новых сортов, поиске и разработке новых путей переработки и хранения смородины черной для расширения возможностей потребления; взаимодействие производителей друг с другом, с фирмами, предлагающими качественное обслуживание (орошение, удобрения, пестициды); повышение квалификации производителей путем взаимодействия с профильными научными организациями, участия в конференциях, семинарах и др.; распространение информации, в т.ч. рекламного характера о ценных свойствах ягод смородины с целью повышения спроса на продукты ее переработки и привлечение новых потенциальных потребителей; и наконец рост доходов производителей за счет повышения урожайности культуры при использовании новых продуктивных сортов, а также за счет совершенствования структуры плантаций, внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий.
С целью биоэнергетической оценки ухода за эксплуатационными насаждениями смородины черной и уборки урожая в промышленных агроценозах в условиях Тамбовской области нами были оценены энергозатраты по звеньям технологической цепи производства ягод, а также расходы энергии на основные, оборотные средства и трудовые ресурсы при производстве продукции, в энергетических единицах при помощи энергетических эквивалентов, измеряемых в мегаджоулях (МДж) по технологическим картам выращивания культуры.
Распределение затрат энергии по элементам технологии ухода за смородиной черной и уборке урожая представлено в табл. 1.
Таблица 1
Структура энергозатрат при уходе за смородиной черной и уборке урожая (за 1 год на 1 га)
№ п/п Наименование работы Совокупные затраты энергии
МДж %
1 Уход за насаждениями 263,5 0,4
2 Борьба с болезнями вредителями и сорняками 14866,3 21,8
3 Внесение удобрений 5845,6 8,6
4 Обработка междурядий 14158,2 20,8
5 Уборка урожая 33046,4 48,4
Итого за год 68180 100
Анализ данных табл. 1 показывает, что в плодоносящих насаждениях смородины черной за один год большая часть энергии расходуется на технологические операции по уборке урожая - 48,4 % или 33046,4 МДж. Далее идут затраты на проведение защитных мероприятий против болезней, вредителей и сорняков и обработку междурядий - они составляют 21,8 и 20,8 %от общих затрат энергии или 14866,3 и 14158,2 МДж соответственно. На внесение удобрений приходится 5845,6 МДж, что составляет 8,6 % от общего количества годовых технологических затрат. Прочие уходные работы за насаждениями обходятся в 0,4 % израсходованной энергии или 263,5 МДж.
Всего за год на технологические операции возделывания плодоносящей плантации смородины черной затрачивается 68 180 МДж совокупной энергии на 1 га.
Резервами снижения энергозатратности при проведении технологических операций могут стать: оптимизация систем защиты культуры от вредных организмов и системы удобрений, а также подбор эффективных систем содержания почвы в насаждениях.
Помимо технологических энергетических затрат при оценке энергетической эффективности агротехнологий важно учесть и затраты энергии, содержащейся в израсходованных удобрениях и средствах защиты растений (табл. 2).
Таблица 2
Затраты совокупной энергии на израсходованные удобрения и средства защиты при уходе за смородиной черной (в расчете за 1 год на 1 га)
№ и/и Наименование материалов Совокупные затраты энергии
МДж/га %
1. Мин. удобрения 111,8 3,5
2. Пестициды, в т.ч. 3039,8 96,5
акарициды 584 18,3
фунгициды 361,6 11,3
инсектициды 1291 40,5
гербициды 839,2 26,3
Итого за год 3187,6 100
<ак видно из данных табл. 2, годовые затраты совокупной энергии на израсходованные удобрения и средства защиты при уходе за смородиной черной в условиях промышленного агроценоза в условиях Тамбовской области составляют в целом 3187,6 МДж на га. На долю пестицидов приходится большая их часть - 96,5 % от общих затрат на израсходованные удобрения и средства защиты или 3039,8 МДж/ га. На минеральные удобрения приходится 3,5 %или 111,81 МДж/га. Затраты совокупной энергии на пестициды состоят из затрат на акарициды, фунгициды, инсектициды, и гербициды это соответственно 18,3; 11,3; 40,5 и 26,3 % от общих затрат на средства защиты.
Оценка структуры совокупных затрат энергии при уходе за эксплуатационной плодоносящей плантацией смородины черной и уборке урожая, учитывающих как затраты в технологических операциях, так и в израсходованных материалах, а также энергию машинного и ручного труда (табл. 3) показывает, что наибольшее количество совокупной энергии приходится на основные средства производства -53,8 %или 7866,14 МДж в расчете на 1 га за 1 год эксплуатации.
На оборотные средства затрачивается 44,5 % или 6506,94 МДж. Из оборотных средств наибольшее количество энергии приходится на пестициды - 20,8 % от общих затрат. Это еще раз доказывает, что химические меры борьбы с болезнями, вредителями и сорняками очень энергоемки. На долю минеральных удобрений приходится 0,8 %или 11181 МДж.
Таблица 3
Структура затрат совокупной энергии на основные, оборотные средства и трудовые ресурсы при уходе за смородиной черной (в расчете за 1 год на 1 га)
№ п/п Статьи затрат Совокупные затраты энергии
МДж %
1 Живой труд (трудовые ресурсы) 253,69 1,7
2 Машины (основные средства производства) 7866,14 53,8
3 Оборотные средства производства (удобрения, пестициды, топливо, электроэнергия) 6506,94 44,5
Всего затрат 14626,77 100
На трудовые ресурсы приходится всего лишь 1,7 % от совокупных затрат энергии при уходе за насаждениями смородины черной и уборке урожая.
Расчет биоэнергетического коэффициента (г|), показывающего энергетическую эффективность любой агротехнологии, представлен в табл. 4.
Показаны количество энергии, аккумулированной в урожае, т.е. в ягодах смородины, в процессе фотосинтеза, а также затраты энергии при уходе за плодоносящим ягодником и уборке урожая, рассчитанные за 1 год эксплуатации (при средней урожайности в хозяйствах Мичуринского района с 1 га на ровне 12,2 ц).
Таблица 4
Биоэнергетическая опенка технологии ухода за плодоносящей плантацией смородины черной и уборки урожая (1 год)
Затраты совокупной энергии, МДж/га Урожайность, кг/га Коэффициент перевода сырой массы ягод в сухую, А Содержание энергии в 1кг сухого вещества, МДж/кг Суммарная энергия в урожае, МДж/га Биоэнергетический ко-эф-фициент, П
14626,77 1220 0,2 19 4636 0,32
Биоэнергетическая оценка технологии ухода за эксплуатационными насаждениями смородины черной и уборки урожая за 1 год в расчете на 1 гектар показала, что величина биоэнергетического коэффициента (г|) составила 0,32 условные единицы. Биоэнергетический коэффициент рассчитывается как соотношение между суммарной энергией, содержащейся в урожае, полученном с 1 га, и затратами совокупной энергии при уходе за насаждениями и уборке урожая. Энергия, накопленная в урожае, учитывалась исходя из содержания энергии в 1 кг сухой массы ягод и коэффициента пересчета (А) сырой массы ягод в сухую.
По мнению ученых, с энергетической точки зрения величина биоэнергетического коэффициента должна стремиться к единице и даже превышать ее, только в этом случае сельское хозяйство имеет возможность перекрыть расходы совокупной энергии производством органического вещества.
Так, например, зерновые культуры с их высокой степенью калорийности могут давать с урожаем порядка двух единиц энергии на одну затраченную, что становится возможным, за счет солнечной (дармовой) энергии, аккумулированной в зерне.
В садоводстве и ягодоводстве, в частности, такая эффективность труднодостижима, если вообще на данный момент возможна, прежде всего из-за того, что эти культуры многолетние и нарастание урожайности происходит постепенно. А затраты энергии велики уже с самого начала технологического цикла при получении посадочного материала плодовых и ягодных культур.
Конечно, если учесть энергетические затраты за весь период технологического цикла выращивания смородины черной в промышленной культуре от получения посадочного материала до окончания срока промышленного плодоношения плантации, и соотнести их с общим количеством полученного за весь период урожая,
величина бионергетического коэффициента вырастет. Однако не следует забывать и о последующих расходах на раскорчевку участка, не учитывать которые было бы некорректным при общей оценке технологии.
В заключение хотелось бы сказать, что значение плодов и ягод состоит не столько в их питательной ценности, сколько в лечебно-оздоровительной. Известно, что при низкой калорийности они являются одним из важнейших источников витаминов для организма человека. Тем не менее, биоэнергетическая оценка может найти, наиболее энергозатратные элементы в технологии, и предложить пути энергосбережения, позволяющие повысить её энергоэффективность. Одним из таких путей должно стать использование современных высокоурожайных и комплексно-устойчивых к негативному воздействию факторов среды сортов, что позволит повысить выход энергии с урожаем и снизить затраты на различные защитные мероприятия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Афонин, Н.М. Биоэнергетическая оценка технологий производства продукции растениеводства/ Н.М. Афонин, H.H. Бабич, О.В. Степанцов, В.Ф. Томилин / Мичуринск: Изд-во «МГСХА», 1997 - 56 е.;
2. Лебедева, E.H. Энергетика биосферы и энергетическая эффективность плодоводства / E.H. Лебедева, Л.В. Бобрович, Ю.В. Трунов // Научные труды СевероКавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства, 2016, Т. 10 - С. 18-21.
3. Коновалов, А.П. Энергосбережение в сельском хозяйстве [Электронный ресурс] / А.П. Коновалов / / Фонд энергосбережения, развития промышленности и энергетики Курской области. - М., 2002. - Режим доступа : http:/ /energo.kcnti.ru/ energokursk/ selhoz. shtml.
4. Курьянова, E.H. Энергетика биосферы и энергетическая эффективность плодоводства / Курьянова, Л.В. Бобрович, A.B. Григорьева, Е.В. Пальчиков, Н.В. Картечина / / Вестник Мичуринского государственного аграрного университета, 2012, № 2. - С. 12-15.
5. Латушкин, В.А. Энергетическая оценка производства плодов и ягод / В.М. Латушкин // Плодоводство и ягодоводство России. - М., 1995. - С. 272-276.
6. Осипович, Е.М. Энергетическая эффективность выращивания яблони в средней зоне садоводства Российской Федерации / Е.М. Осипович, E.H. Лебедева, C.B. Фролова, Л.И. Никонорова, Л.В. Бобрович, Н.В. Андреева //В сборнике: Почвы и их эффективное использование. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения доктора сельскохозяйственных наук, заслуженного деятеля науки Российской Федерации, профессора В.В. Тюлина, 2018. - С. 200-205.
7. Созинов, A.A. Энергетическая цена индустриализации агросферы / A.A. Со-зинов, Ю.Ф. Новиков // Природа. - 1985. - № 5. - С. 11-19.
8. Плута, С. Оценка объемов мирового производства смородины черной // С. Плута, П. Барила / http: / /asprus.ru/blog/ocenka-obemov-mirovogo-proizvodstva-smorodiny-chernoi /
REFERENCE
1. Afonin, N. M. Bioenergy assessment technologies of crop production/ N. M. Afonin, N. N. Babich, О. V. Stepantsov, F. V. Tomilin /Michurinsk: Izd-vo "MGSA", 1997 - 56 p.;
2. Lebedeva, E. N. Energy in the biosphere and energy efficiency horticulture / E. N. Lebedeva, L. V. bobrovych, Y. V. Trunov / / proceedings of the North-Caucasian zonal research Institute of horticulture and viticulture, 2016, vol. 10 - P. 18-21.
3. Konovalov, А.Р. Energy saving in agriculture [Electronic resource] / A.P. Konovalov / / Fund for Energy Saving, Development of Industry and Energy of the Kursk region. - M., 2002. - Access mode: http://energo.kcnti.ru/energokursk/selhoz.shtml.
4. Kuryanova, E.N. Biosphere energy and energy efficiency of fruit growing / Kuiyanova, L.V. Bobrovich, L.V. Grigorieva, E.V. Palchikov, N.V. Kartechina / / Bulletin of the Michurinsky State Agrarian University, 2012, No. 2. - P. 12-15.
5. Latushkin, V.A. Energy assessment of fruit and berry production / V.M. La-tushkin // Fruit growing and berry growing in Russia. - M., 1995. - P. 272-276.
6. Osipovich, E.M. Energy efficiency of apple growing in the middle zone of horticulture of the Russian Federation / E.M. Osipovich, E.N. Lebedeva, S.V. Frolova, L.I. Ni-konorova, L.V. Bobrovich, N.V. Andreeva //In the collection: Soils and their effective use. Materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of Doctor of Agricultural Sciences, Honored Scientist of the Russian Federation, Professor V.V. Tyulin, 2018. - P. 200-205.
7. Sozinov, A.A. The energy price of industrialization of the agricultural sphere / A.A. Sozinov, Yu.F. Novikov // Nature. - 1985. - No. 5. - P. 11-19.
8. Pluta, S. Estimation of the volume of world production of black currant // S. Pluta, P. Barila / http://asprus.ru/blog/ocenka-obemov-mirovogo-proizvodstva-smorodiny-chernoj /
