CC BY
28
Информация, полученная как документально, так и путем инструментального обследования, является исходным материалом для анализа эффективности энергоиспользования [9]. Анализируется динамика расхода энергоносителей и финансовых затрат на них. Рассчитываются нормативные расходы энергоносителей по всем зданиям и в целом по организации. Выявляется структура потребления энергоносителей в процентном отношении. Строятся фактические балансы по всем видам энергоносителей. Определяются потери энергоносителей в различных элементах систем энерго снабжения.
Результатом энергетических обследований предприятий является программа энергосбережения, представленная совместно с техническим отчетом.
Рассмотренные в статье подходы способствуют сокращению времени обучения энергосбережению, достижению цели учебного процесса и повышению эффективности управления технологическим процессом обучения.
Литература
1. Стоянов Н.И. Энергосбережения (Энергоаудит. Использование вторичных и возобновляемых источников
энергии) : Монография. -Ставрополь : СевКавГТУ, 2008. -162 с.
2. Логачева Е.А., Жданов КГ. Опыт создания лаборатории энергоаудита на электроэнергетическом факультете Ставропольского государственного аграрного университета // Вестник АПК Ставрополья. -2012. -№4(8). -С.57- 61.
3. Ракутько С.А. Принятие энергосберегающих проектных решений как обязательная компетентность выпускников технических вузов // Инженерное образование.-2009.-№5.-С.72-77.
4. Ракутько С.А. Теория энергосбережения: научные абстракции и практическая конкретность // Известия
Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2013. -№31. - С. 208-2014.
5. Атанов И.В., Логачева Е.А., Жданов В.Г. Энергоаудит проводят студенты // Сельский механизатор. -
2011. -№ 12.
6. Кобозев В.А., Лыгин И.В. Концепция информационного обеспечения систем контроля и анализа параметров электроэнергии // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: Мат. 75-й науч.-практ. конф. электроэнергетического факультета СтГАУ. - Ставрополь : АГРУ С, 2011. - С. 131 - 137.
7. РД 34.01-03 «Методика проведения энергетических обследований (энергоаудита) бюджетных учреждений». -Нижний Новгород, 2003.
8. Жданов В.Г., Логачева Е.А., Шевякин Ю.В. Инфракрасная диагностика объектов с использованием тепловизора // Методы и средства повышения эффективности технологических процессов в АПК: Мат. междун. науч.-практ. конф. (г. Ставрополь, 23-24 апреля 2013 г.) . - Ставрополь : АГРУ С, 2013. - С. 129 - 132.
9. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства
Российской Федерации от 13 ноября 2009г. №1715-р.
УДК 551.582:631.35 Канд. техн. наук И.В. КОКУНОВА
(Великолукская ГСХА, i.kokunova@yaridex.ru) Ассистент M.R СТРЕЧЕНЬ (Великолукская ГСХА, mehfak@mart.ru) Канд. техн. наук В.А. РУЖЬЕВ (СПбГАУ, ruzhev_va@mail.ru)
ОСОБЕННОСТИ ЗАГОТОВКИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ТРАВЯНЫХ КОРМОВ В ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ
Стебельчатые корма, погодные условия, гидротермический коэффициент, качество корма
Увеличение объемов производства продукции животноводства, снижение ее себестоимости неразрывно связаны с производством высококачественных кормов, основу которых составляют корма растительного происхождения. Качество производимых кормов и потери питательных веществ напрямую зависят от сроков уборки травостоя и продолжительности сушки трав в поле.
В условиях Северо-Запада России существенным отрицательным фактором, влияющим на своевременное и качественное выполнение технологических операций по заготовке стебельчатых кормов, и тем самым снижающим их качество, а порою приводящим к порче, являются неблагоприятные погодные условия, складывающиеся в регионе в этот период [1].
В технологии заготовки растительных кормов важной операцией является сушка скошенных трав в поле. Травянистые растения в период уборки содержат 56-85% влаги. Чтобы в срезанных растениях полностью прекратились микробиологические процессы, необходимо в короткие сроки снизить влажность травяной массы, так как этот процесс сопровождается не только потерей воды, но частично и сухого вещества, особенно наиболее ценных легкопереваримых углеводов и белков [2].
Питательность заготавливаемого корма зависит также от количества выпавших осадков и влажности растительной массы к моменту их выпадения. Так, учеными Северо-Западного НИИМЭСХ установлено, что выпадение осадков на только что скошенную траву не оказывает существенного влияния на снижение качества корма, а только удлиняет процесс провяливания растительной массы. И наоборот, чем сильнее провялена трава, попавшая под дождь, тем больше потери питательных веществ, так как стенки омертвевших растительных клеток становятся более проницаемыми для воды.
В результате действия физиолого-биохимических процессов суммарные потери сухого вещества при сравнительно быстром провяливании бобовых трав в поле до влажности 30-35% составляют 10-12%. При медленном же провяливании в неблагоприятных погодных условиях эти потери увеличиваются до 20-25%, то есть в 2 раза. При этом потери сухого вещества только на «дыхании» растений составляют, соответственно, 4,5 и 8,5%. Следует отметить, что в первую очередь теряются листья и соцветия, то есть наиболее питательные части растений [1].
Исследования, проведенные Н.Н. Кузнецовым, показали, что вероятность убрать стебельчатые корма, не попавшее под дождь, при провяливании скошенной травяной массы в течение суток составляет 72%, двух суток - 58%, трех - 37%. Поэтому скошенную траву не рекомендуется провяливать более 2 суток [3].
Для обеспечения высокоэффективного протекания процесса сушки трав в поле и обоснованного выбора режимов обезвоживания растений необходимо знать и правильно применять действительный механизм влагообмена между высушиваемым материалом и проходящим через его слой воздухом, а также принимать во внимание погодные условия.
Северо-Западная зона России охватывает более 122 млн. га земель в лесной части европейской территории Российской Федерации и включает Северную зону (Республики Карелия и Коми, Ненецкий автономный округ, Архангельская, Вологодская и Мурманская области) и Северо-Западную зону (Ленинградская, Новгородская и Псковская области), а также Калининградскую область. Регион расположен преимущественно в высоких широтах. Его значительная протяженность с севера на юг и с востока на запад определяет весьма существенные различия в агроклиматических условиях [4].
На климат Северо-Запада решающее влияние оказывают атлантические, континентальные и арктические массы воздуха. Во все сезоны года здесь господствуют воздушные массы умеренных широт. Нередко на территорию заходят атлантические циклоны. Они приносят достаточное количество влаги во все месяцы года. С этим же связана и большая облачность, предохраняющая поверхность земли от сильного выхолаживания зимой и иссушения летом.
Климат прохладный и влажный в Мурманской, Архангельской областях и Республике Карелия, сурово-холодный в северных районах Республики Коми и Ненецкого автономного округа, умеренно-прохладный и влажный в Ленинградской, Новгородской, Псковской и Вологодской областях. Средняя температура воздуха колеблется от +4 до +6°С. В юго-западных районах Псковской области годовая температура повышается до +5,5°С, а в Калининградской области - до +7,1°С. Зима умеренно холодная. Высота снежного покрова достигает 40-60 см. Почва промерзает в среднем на 40-50 см, а в отдельные зимы - более чем на 100 см.
Сумма годовых осадков составляет 500-700 мм, в том числе в теплый период (апрель-октябрь) - около 400 мм. В отдельные годы количество осадков имеет значительные колебания от 100 до 900 мм. В теплый период осадков выпадает больше 1 мм в день. Самые дождливые месяцы - июнь, июль, август и сентябрь, когда ежемесячно выпадает до 90 мм осадков и более.
В целом для климата региона харарстерен высокий п-щр отер ми чес кии коэффициент; то есть существенное превышение количества осадков над величиной испарения? особенно во время весеннего сева, уборочных работ и в период массовой заготовки кормов [4].
Более детальный анализ погодных условий представим на примере Псковской области -одного нз субъектов Северо-Западного федерального округа. Здесь даты перехода среднесуточной температуры воздуха через +10°С - 3 мая и 25 сентября. Период заготовки травяных кормов соответствует переходу среднесуточной температуры воздуха через +15°С (с первой декады июня по конец августа) и насчитывает 70-85 дней. Близость Балтийского моря, большие пространства лесов и болот, а также приток влажного воздуха нз Атлантики способствуют развитию облачности, образованию осадков и понижению температуры. В летние месяцы выпадает 35-40% годового количества осадков, вероятность пасмурного неба по общей облачности составляет 40-55%, а вероятность ясного н полу ясного неба находится в пределах 25-35% [4? 5].
Численные значения климатической нормы среднемесячной температуры воздуха н среднемесячного количества осадков по Псковской области за 30-летннй период метеонаблюдений (с 1983 по 2013 годы) в период проведения основных объемов сельскохозяйственных работ (апрель-сентябрь), по данным аэрологической метеостанции AMC «Великие Луки», представлены в табл. 1.
Таблица 1. Климатическая норма температуры воздуха и осадков по месяцам по Псковской области за 30-летний период наблюдений
Климатическая норма Месяцы За год
апрель май июнь июль август сентябрь май-сентябрь
Средняя многолетняя температура воздуха, °С 6,3 12,4 15,9 17,9 16,3 11,0 13,3 5,7
Среднее многолетнее количество осадков, мм 32 51 85 78 80 67 393 640
Для анализа погодных условий Псковской области в летний период необходимо датъ оценку температурного режима рассматриваемой территории и условий ее увлажнения. Для этих целей можно использовать среднемесячную многолетнюю температуру воздуха (рис. 1) и среднемесячную многолетнюю сумму осадков (рис. 2) за указанный период.
25
Среднемесячная
температура
воздуха
Климатическая норма
.9? J? ^ ^ ^ ^ ¿у £> ^ ¿§>
ФФФФФФФф у v v v г- г- v г4
ЯГ лСГ лСГ лСГ ЛСГ лОу лО
О О
Год
Рис. 1. Среднемесячная многсшетняя температура воздуха за летний период по Псковской области
Рис. 2. Среднемесячная многолетняя сумма осадков за летний период по Псковской области
Исходя из анализа полученных графиков (рис. 1 и 2), построенных по 30-летним наблюдениям, можно сделать вывод, что вероятность выпадения осадков, превышающих климатическую норму в период заготовки стебельчатых кормов, в Псковской области составляет 46,6%, а в 53,4% случаев погодные условия будут благоприятны для сушки трав в поле.
При агроклиматическом обследовании территории часто используют данные о сумме осадков с нарастающим итогом за холодный (01.11-31.03) и теплый (01.04-31.10) периоды года. Графически это представляется в виде интегральных кривых. В этом случае можно определить даты, на которые накопится сумма осадков, равная 100, 150 мм и т.д.
Среднее многолетнее количество осадков дает представление о 50% обеспеченности территории осадками. В действительности их может выпадать больше или меньше этого количества. Поэтому для правильного суждения об увлажнении необходимо знание суммы осадков различной обеспеченности.
Однако оценка условий увлажнения территории по количеству выпавших осадков не совсем корректна, так как осадки являются лишь одной из составляющих приходной части водного баланса. Поэтому в агрометеорологии для оценки условий увлажнения территории используются косвенные показатели (коэффициенты), представляющие собой отношение прихода влаги (количество осадков) к ее максимальному расхода (испаряемости). Наибольшее распространение получили такие агроклиматические показатели, как гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова и коэффициент увлажнения (КУ) Шашко, на основе которых выделены зоны различного увлажнения [б].
ГТК определяется как отношение количества осадков г, мм, за период с температурами выше +10°С к сумме активных температур за этот же период температур 13, °С, уменьшенной в 10 раз:
г
ГТК=-—-.
^■Х'яо'с
Значения ГТК = 1 указывают на равенство осадков и испаряемости. Оценка условий увлажнения по средним многолетним значениям ГТК, а также вероятность различно увлажненных лет в каждой зоне представлены в табл. 2.[6].
Для оценки климата Псковской области по условию увлажнения был проведен расчет гидротермического коэффициента (ГТК) Селянинова за летний период по данным 30-летних наблюдений и построен график, представленный на рис. 3.
Таблица2. Оценка климата по условию увлажнения (по данным JUL Журнной)
Зона увлажнения Средний многолетний ГТК Вероятность различно увлажненных лет, %
сухих очень засушливых засушливых слабо засушливых влажных избыточно влажных
Избыточно влажная >1,6 0 0 5 10 25 60
Влажная 1,6-1,3 0 5 10 25 30 30
Слабо засушливая 1,3-1,0 0 15 25 30 20 10
Засушливая 1,0-0,7 10 25 35 20 5 5
Очень засушливая 0,7-0,4 35 45 15 5 0 0
Сухая <0,4 75 20 5 0 0 0
ГТК Селянинова
Избыточно влажная зона
Влажная зона Слабо засушливая зона Засушливая зона
Рис. 3. Оценка климат а Псков с кой области по условию увлажнения за лет ний период
Анализ данных показывает, что в 40% случаев наблюдаются пригодные для естественной сушки трав в поле погодные условия, а в 60% могут происходить значительные потери питательных веществ. Поэтому в зависимости от складывающихся в регионе погодных условий необходимо применять ту или иную кормозаготовительную технологию и подбирать к ней соответствующий комплекс технических средств. Например, при пасмурной погоде и высокой вероятности осадков можно заготавливать силос, а при солнечной погоде - приступать к заготовке сена и сенажа. Кроме того, для ускорения сушки трав в поле необходимо применять специальные технические средства: ворошилки (вспушиватели), косилки-плющилки (оснащенные плющильными вальцами или бильно-дековыми устройствами), плющилки (рекондиционеры) и др. [5, 7, 8].
На рис. 4-6 дана оценка климата по условию увлажнения отдельно по каждому летнему месяцу. Анализ представленного графического материала показывает, что по результатам многолетних наблюдений июнь в Псковской области является наиболее влажным летним месяцем. Из рассматриваемого периода в 12 случаях (что составляет 40%) наблюдаются благоприятные для сушки трав в поле погодные условия, в июле - в 14 случаях (47%), в августе - в 18 случаях (60%).
-ГТК зи Июнь
.......Избыточно влажная
зона
— — Влажная зона
= • <= Слабо засушливая зона
— • Засушливая зона
Рис. 4. Оценка климата Псковской области по условию увлажнения за июнь
^ ^ ^ ф ф ф Ч°> ^ а- ^ ^ а- V
¿V &> г£> <Л
■ ГТК за Июль
...... Избыточно
влажная зона
— — Влажная зона
в • в Слабо засушливая зона
^ Л
> Год
Засушливая зона
Рис. 5. Оценка климата Псковской области по условию увлажнения за июль
• ГТК за Август
Избыточно
влажная зона — — Влажная зона
= • Слабо
засушливая зона - - Засушл ивая зона
<£> с£> <£> <£> & г$> г£> ¿V 09) ¿у год
^ ^ ^ ^ ^ ^ П? Ч? П? П? п?
Рис. 6. Оценка климата Псковской области по условию увлажнения за август
Следовательно, август является наиболее эффективным месяцем для сушки трав и позволяет получать качественные растительные корма при повторном укосе.
Таким образом, агрометеорологическая оценка климата конкретной территории позволяет выбрать оптимальное время для заготовки кормов из трав и соответствующую для этого периода кормозаготовительную технологию, а также подобрать рациональный комплекс технических средств для ее осуществления, что способствует заготовке более качественных стебельчатых кормов и снижению затрат на производство продукции животноводства.
Развивающиеся рыночные отношения, вступление России в ВТО выдвигают все новые экономические требования к сельскохозяйственным предприятиям, производителям животноводческой продукции, заключающиеся в обеспечении потребностей отечественного рынка конкурентоспособной продукцией как по качественным, так и по ценовым показателям. Для обеспечения этого требования необходимо внедрять в производство не только новые технологии и технические средства, но и применять новые подходы к планированию и проведению кормозаготовительных работ, с зачетом природно-климатических и погодных условий регионов, шире использовать достижения современной науки.
Литература
1. Способы и технологические процессы заготовки высококачественного сена в условиях повышенного увлажнения / В.Д. Попов [и др.]. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2012. - 72 с.
2. Кокунова И.В. Технические средства для интенсификации процесса сушки трав в поле / И.В. Кокунова, М.В. Стречень, О.С. Титенкова // Известия Великолукской ГСХА. - 2013. - № 1. - С. 20-35.
3. Кузнецов H.H. Повышение эффективности заготовки прессованного в рулоны сена путем оптимизации параметров процесса сушки и режимов работы оборудования: Дис... канд. техн. наук. - СПб., 2007. - 129 с.
4. Сорокина Н.Б. Климат Северо-Западного региона России: популярный доклад / Н.Б. Сорокина [и др.]; Под ред. Н.Г. Рыбальского, Ю.Ю. Галкина. - М.: НИА-Природа, РЭФИА, 2004. - 104 с.
5. Кокунова И.В. Влияние климатических условий Северо-Запада России на процесс кормозаготовки / И.В. Кокунова, Д.С. Корнышев, М.В. Стречень // Известия Великолукской ГСХА. - 2013. - № 3. - С. 34-42.
6. Журина Л.Л. Агрометеорология. - СПб.: ООО «КВАДРО», 2012. - 368 с.
7. Стречень М.В., Кокунова И.В., Ружьев B.A. Технология и новое техническое средство для заготовки сена в условиях повышенного увлажнения // Известим Международной академии аграрного образования. - Вып. №15 (2013). - Т.З. - СПб.: СПбГАУ, 2013. - С. 5-6.
8. Попов В.Д., Валге A.M. Моделирование и оптимизация процессов и технологий заготовки кормов из трав в условиях Северо-Запада России. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2005. - 176 с.
УДК 621.311 Доктор техн. наук B.H. КАРПОВ
Канд. техн. наук З.Ш. ЮЛДАШЕВ (СПбГАУ, zarifjan_yz@mail .ru)
НЕОБХОДИМОСТЬ ИННОВАЦИОННОГО ПОДХОДА К ВЫБОРУ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАСШТАБНОГО И УСКОРЕННОГО ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК
Потребительская энергетическая система, энергоэффективность, энергоемкость продукции
Современные требования к энергетической эффективности относятся уже не просто к повышению ее значения, а к постоянному увеличению темпов этого повышения, чтобы уверенно достичь намеченного на 2020 год снижения энергоемкости ВВП РФ на 40%. Министерством энергетики РФ разработан ряд существенных мер, основанных на анализе предшествующих лет и направленных на повышение активизации и подконтрольности иерархии управления.
Предлагаемая концепция призвана дополнить указанные меры активизацией непосредственных работников энергетических служб предприятий за счет новых целевых знаний. Анализ существующего выбора оборудования с позиций влияния на энергоэффективность. Как показал достаточно продолжительный опыт исследований и практической работы в СПБГАУ по производственному энергосбережению, поставленной цели повышения энергоэффективности не
