CC BY
22
Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (96)_Технические науки
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 14.06.2022; одобрена после рецензирования 04.07.2022; принята к публикации 11.07.2022.
The article was submitted 14.06.2022; approved after reviewing 04.07.2022; accepted for publication 11.07.2022.
-Ф-
Научная статья УДК 632935
Энергетический анализ производства продукции растениеводства
Лидия Васильевна Куликова1, Дмитрий Олегович Суринский2
1 Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, Барнаул, Россия
2 Государственный аграрный университет Северного Зауралья, Тюмень, Россия
Аннотация. При проектировании технологического процесса производства сельскохозяйственной продукции важное значение имеет уровень планируемой урожайности. Именно она определяет будущий уровень энергетических затрат. Выбор низкого уровня урожайности приводит к недобору продукции, при этом не будут реализованы потенциальные возможности сортов и природных факторов. В этом случае при возможно низких общих энергетических затратах энергоёмкость продукции может оказаться высокой. Получение чрезмерно высокой урожайности потребует больших дополнительных энергетических затрат, что приведёт к удорожанию технологического процесса производства продукции, но, возможно, с низкой энергоёмкостью. В статье представлены результаты энергетического анализа производства продукции растениеводства в АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья». Показан алгоритм расчёта энергоёмкости производства, который позволяет контролировать энергообеспечение производства растениеводческой продукции.
Ключевые слова: энергоёмкость, энергетический анализ, уровень урожайности, энергетические затраты, средства защиты растений, вредители в АПК.
Для цитирования: Куликова Л.В., Суринский Д.О. Энергетический анализ производства продукции растениеводства // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (96). С. 176 - 179.
Original article
Energy analysis of crop production
Lidia V. Kulikova1, Dmitry O. Surinsky2
1 Polzunov Altai State Technical University, Barnaul, Russia
2 Northern Trans-Ural State Agricultural University, Tyumen, Russia
Abstract. When designing a technological process for the production of agricultural products, the level of planned yield is important. It is she who determines the future level of energy costs. The choice of a low level of yield leads to a shortage of products, while the potential of varieties and natural factors will not be realized. In this case, at possibly low total energy costs, the energy intensity of the product may turn out to be high. Obtaining excessively high yields will require large additional energy costs, which will lead to an increase in the cost of the technological process of production, but, possibly, with low energy intensity. The article presents the results of the energy analysis of crop production in JSC PZ "Uchkhoz GAU of the Northern Trans-Urals". An algorithm for calculating the energy intensity of production is shown, which allows you to control the energy supply of crop production.
Keywords: energy intensity, energy analysis, yield level, energy costs, plant protection products, pests in the agro-industrial complex.
For citation: Kulikova L.V., Surinsky D.O. Energy analysis of crop production. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 96(4): 176-179. (In Russ.).
Энергоёмкость продукции растениеводства зависит как от совершенства самих энергетических операций, так и от получаемого при этом урожая. Увеличение последнего при прочих равных энергетических затратах приводит к снижению энергоёмкости. Поэтому первоочередная задача при энергетическом анализе производства продукции растениеводства - всесторонний анализ технологического процесса. Причём не только
на предмет энергоэффективности используемых оборудования и машин, но и на предмет эффективности использования почвы, удобрений, средств защиты растений, производимых видов продуктов, их сортов, а также множества других факторов, в той или иной степени влияющих на конечный урожай [1].
Уровень урожайности определяет будущий уровень энергетических затрат. Выбор низко-
Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 96(4) _
Technical Sciences
го уровня урожайности приводит к недобору продукции, при этом не будут реализованы потенциальные возможности сортов и природных факторов. В этом случае при возможно низких общих энергетических затратах энергоёмкость продукции может оказаться высокой Высокая урожайность требует больших дополнительных энергетических затрат, результатом станет удорожание технологического процесса в производстве продукции, хотя энергоёмкость может быть низкой [1, 2].
Комплекс технологических операций по уходу за растениями разрабатывается с учётом способов подготовки почвы и посева, сроков прохождения основных фаз развития, погодных и почвенных условий, степени засорённости сорными растениями, прогноза развития основных болезней и распространения насекомых-вредителей. Даётся биологическое обоснование каждому мероприятию (пахота, прикатывание, до- и послевсходовое боронование, междурядные обработки, подкормки, применение химикатов против сорняков, болезней и вредителей и др.). Тем самым обосновывается выбор химикатов с указанием норм расхода, сроков, способов и кратности их применения и с учётом экологических требований [3, 4].
Материал и методы. На основании ГОСТа Р 54195-2010 [5, 6] показатели энергоэффективности отражают отношение полезного эффекта использования топливно-энергетических ресурсов к затратам энергоресурсов, произведённым в целях получения такого эффекта.
Показатель энергоэффективности представляет собой отношение затрат энергии к единице произведённой продукции или выходу удельного энергопотребления [7, 8].
Стоимость энергоресурсов, перенесённая в себестоимость продукции, определяется алгоритмом расчётов, в котором учитываются следующие показатели:
1. Энергоёмкость выпущенной продукции
[9, 10]:
ВРП =
(1)
ЖВпрод - Затр) '
где У( - годовое потребление всех видов энергии
на нужды производства в сельском хозяйстве, сут.;
£(ВПр0Д — Затр) - стоимость выпущенной продукции, тыс. руб.; 2. Стоимость условного топлива:
СУТ =
ж
(2)
где - затраты на потребление всех видов энергии на нужды производства в сельском хозяйстве, тыс. руб.;
3. Определение удельного расхода продукции производства нефтепродуктов:
О =— (3)
*<нп Т7 ' ■'вп
где Унп - потребление продукции производства нефтепродуктов на нужды производства в растениеводстве, МДж; Увп - объём выпущенной продукции, т;
4. Определение удельного расхода электроэнергии:
Оэл.эн
V
"эл.эн
» RTT
(4)
где Уэлзн - потребление электроэнергии на нужды производства в растениеводстве, кВт-ч;
5. Определение удельного расхода тепловой энергии:
О - ^епда (5)
Утепла V ' *вп
где Утепла - потребление тепловой энергии на нужды производства в растениеводстве, Гкал;
6. Определение энергетической составляющей в себестоимости производства продукции растениеводства:
ЭСП = ^ • 100 %, (6)
где - финансовые затраты на потребление 1-го вида энергии на нужды производства в сельском хозяйстве, тыс. руб.;
7. Энергетическая эффективность новой технологии в сравнении с базовой:
к _ ЕФбг (7)
ХОн.т .£
где EQбi, EQHтi - суммарные удельные энергозатраты по новой и базовой технологиям [11 - 13].
1 . Данные для расчёта продукции производства растениеводства АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья»
Объём энергии на нужды производства в растениеводстве При использовании базовой технологии на 1 га При использовании новой технологии на 1 га
Потребление продукции производства нефтепродуктов на нужды производства в растениеводстве - ¥нп, МДж 5049,1
Потребление электроэнергии на нужды производства в растениеводстве - Уэлэн, кВт-ч 46,89
Потребление тепловой энергии на нужды производства в растениеводстве - Кгепла, Гкал 0,063
Объём выпущенной продукции - Увп, тонн 3,190 3,312
Стоимость выпущенной продукции - Ввыр, руб. 26990 27986
Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (96) _
.Технические науки
2. Энергоёмкость производства растениеводства в АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья»
Показатель Энергоёмкость продукции базовой технологии, на 1 га Энергоёмкость продукции инновационной технологии, на 1 га Отклонения +/-, %
Энергоёмкость продукции, тут/тыс. руб. 0,04
Уд. расход ГСМ, МДж/т 1582,8 1524,1 -0,59
Уд. расход электроэнергии, кВт-ч/т 14,7 14,15 -0,005
Уд. расход тепловой энергии, Гкал/т 0,02 0,06 +16,03
Коэффициент энергетической эффективности 1,03
Результаты и обсуждение. Расчёт энергоёмкости производства проведён на примере предприятия АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья» и полностью отражает энергообеспечение производства растениеводческой продукции в хозяйстве (табл. 1, 2).
Рассмотренные направления инновационного развития могут быть реализованы на практике при условии полноценного и своевременного финансирования, причём прежде всего за счёт государственной поддержки науки и производства, связанного с инновациями.
По результатам проведённого энергетического анализа производства продукции растениеводства в АО ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья» при применении инновационных технологий можно сделать следующие выводы:
- отмечено уменьшение затрат ТЭР на 3 - 4 % на 1 га, а всех затрат по всему технологическому циклу возделывания зерновых культур - на 9- 15 %;
- высокая производительность труда, своевременное выполнение полевых работ, сокращение затрат на приобретение и эксплуатацию сельскохозяйственной техники - основные составляющие процесса снижения энергоёмкости производства и повышения его энергоэффективности.
Список источников
1. Savchuk I., Marandin A., Surinskij D. Calculation of crop production using integrated plant protection against pests // Web of Conferences Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019. 2020. C. 06008
2. Pv-based energy-saving electro-optical converter development / D.O. Surinskiy, I.V. Savchuk, E.V. Solomin et al. // 19th International Scientific Geoconference SGEM-2019. Conference proceedings. 2019. P. 427 -434.
3. Савчук И.В., Суринский Д.О., Чурсин О.В. Результаты экспериментальных исследований отпугивания синантропных птиц на объектах АПК // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (87). С. 181 - 184 .
4. Егоров С.В., Савчук И.В., Суринский Д.О. Ультразвуковое устройство для отпугивания грызунов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 117 - 121
5. Суринский Д.О., Савчук И.В., Чурсин О.В. Теоретические аспекты расчёта основных конструктивных параметров электроотпугивателя птиц // АгроЭкоИнфо. 2021. № 5 (47).
6. Суринский Д.О., Марандин А.И. Технико-экономическая эффективность использования энергосберегающего светодиодного электрооптического преобразователя ЭСЭП для мониторинга насекомых-вредителей // АгроЭкоИнфо. 2021. № 5 (47).
7. Суринский Д.О., Егоров С.В., Щинников И.А. Исследование способов борьбы с грызунами и анализ существующих устройств, сконструированных на основе электрофизического метода борьбы // АгроЭкоИнфо. 2021. № 6 (48)
8. Суринский Д.О., Щинников И.А. Тенденции развития направления электродератизации // АгроЭкоИнфо. 2021. № S7.
9. Суринский Д.О., Савчук И.В., Возмилов А.Г. Методика расчёта основных геометрических параметров светоловушки // Агропродовольственная политика России. 2021. № 3. С. 36 - 40.
10. Использование электрооптических устройств для защиты сельскохозяйственных культур / И.В. Савчук, Е.А. Басуматорова, Д.О. Суринский и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 6 (86). С. 149 - 152.
11. Суринский Д.О. Параметры и режимы энергосберегающего электрооптического преобразователя для мониторинга насекомых-вредителей: дис. ... канд. техн. наук. Тюмень, 2013.
12. Елизаров В.В., Суринский Д.О. Методика применения напряжения высокой частоты в высоковольтных устройствах для отпугивания синантропных птиц // Вестник КрасГАУ 2017. № 12 (135). С 96-100.
13. Сорокина Т.И. Анализ состояния и пути совершенствования использования тракторного парка, зерноуборочной и кормоуборочной техники агропредприятия // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 170 - 177.
References
1. Savchuk I., Marandin A., Surmskij D. Calculation of crop production using integrated plant protection against pests // Web of Conferences Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019. 2020. P. 06008 2.
2. Pv-based energy-saving electro-optical converter development / D.O. Surinskiy, I.V. Savchuk, E.V. Solomin et al. // 19th International Scientific Geoconference SGEM-2019. Conference proceedings. 2019. P. 427-434.
3. Savchuk I.V., Surinsky D.O., Chursin O.V. Results of experimental studies of synanthropic birds scaring away at agro-industrial complex facilities. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 87(1): 181-184.
4. Egorov S.V., Savchuk I.V., Surinsky D.O. Ultrasonic device for repelling rodents. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 117-121.
5. Surinsky D.O., Savchuk I.V., Chursin O.V. Theoretical aspects of the calculation of the main design parameters of the electric bird repeller. AgroEcoInfo. 2021; 47(5).
Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 96(4)
Technical Sciences
6. Surinsky D.O., Marandin A.I. Technical and economic efficiency of using an energy-saving LED electro-optical converter ESEP for monitoring insect pests. AgroEcoInfo. 2021; 47(5).
7. Surinsky D.O., Egorov S.V., Shchinnikov I.A. Study of rodent control methods and analysis of existing devices designed on the basis of electrophysical method of control. AgroEcoInfo. 2021; 48(6).
8. Surinsky D.O., Shchinnikov I.A. Trends in the development of the direction of electroderatization. AgroEcoInfo. 2021; S7.
9. Surinsky D.O., Savchuk I.V., Vozmilov A.G. Method for calculating the main geometric parameters of the light trap. Agro-food policy of Russia. 2021; 3: 36-40.
10. The use of electro-optical devices for the protection of agricultural crops / I.V. Savchuk, E.A. Basumatorova, D.O. Surinsky et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 86(6): 149-152.
11. Surinsky D.O. Parameters and modes of an energy-saving electro-optical converter for monitoring insect pests: Dis. ... Cand. Tech. Sci. Tyumen, 2013.
12. Elizarov V.V., Surinsky D.O. The technique of using high-frequency voltage in high-voltage devices for scaring synanthropic birds. Bulletin of KrasGAU. 2017; 135(12): 96-100.
13. Sorokina T.I. Analysis of the state and ways to improve the use of the tractor fleet, grain harvesting and fodder harvesting equipment of the agricultural enterprise. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 170-177.
Лидия Васильевна Куликова, доктор технических наук, профессор, liliavaskul@gmail.com Дмитрий Олегович Суринский, кандидат технических наук, доцент, surd1985@mail.ru
Lidia V. Kulikova, Dortor of Technical Sciences, Professor, liliavaskul@gmail.com
Dmitry O. Surinsky, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, surd1985@mail.ru
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 29.06.2022; одобрена после рецензирования 11.07.2022; принята к публикации 28.07.2022.
The article was submitted 29.06.2021; approved after reviewing 11.07.2022; accepted for publication 28.07.2022. -♦-
Научная статья УДК 634.8.034
Перспективы применения ультрафиолетового излучения XeCl-эксилампы для производства корнесобственного посадочного материала столового винограда
Людмила Васильевна Лящева1, Эдуард Анатольевич Соснин23,
Александр Анатольевич Лящев1, Егор Олегович Баянов1,
Юлия Юрьевна Фадеева 3
1 Государственный аграрный университет Северного Зауралья, Тюмень, Россия
2 Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия
3 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Аннотация. Обсуждается совершенствование технологии производства посадочного материала с помощью современных технологий, способных ускорить этот процесс. Показано, что черенки винограда, обработанные имитатором солнечного коротковолнового излучения в виде XeCl-эксилампы, быстрее развивались и давали корешки. Установлено, что обработка черенков винограда XeCl-эксилампой с разным временем облучения ускорила появление корешков в среднем на 2,4 сут. по сравнению с контролем, лучшим оказался вариант со временем обработки 60 с, в этом варианте корнеобразование началось на 4 суток быстрее. Изучен эффект гормезиса на скорость образования корневой системы и площадь листовой поверхности. Выявлено, что длина побегов и площадь листовой поверхности существенно зависели от времени облучения. Длина побегов увеличилась в вариантах со средним временем облучения: с дозой 60 с - на 8,3 см, с дозой 120 с - на 5,1 см, что составило 162,8 и 138,6 % к контролю соответственно. Площадь листовой пластинки тоже увеличивалась в соответствии с увеличением дозы облучения. Самая большая площадь отмечена у варианта со временем облучения 120 с - 288,7 см2, или 122,2 % к контролю. Дальнейшее увеличение дозы до 180 с снижало эффективность облучения.
Ключевые слова: облучение, ХеС1-эксилампа, виноград, черенки, корнесобственный посадочный материал.
Для цитирования: Перспективы применения ультрафиолетового излучения XeCl-эксилампы для производства корнесобственного посадочного материала столового винограда / Л.В. Лящева, Э.А. Соснин, А.А. Лящев и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (96). С. 179 - 183.
