Харченко О.В. Основи програмування врожаїв сільськогосподарських культур

Подождите немного. Документ загружается.

Поряд з цим однією із причин неповного використання

елементів живлення може бути недостатня збалансованість вне-

сених добрив (при необхідному співвідношенні Г>Ї:Р:К = 1,2:1:1,

фактично внесено 1:1:1). Тобто можна стверджувати, що в

розглянутому прикладі мали місце або недостатня кількість

азоту, або надлишок фосфору та калію. У такому разі слід

виконати відповідні перерахунки, що дозволить визначитися

з можливим використанням фосфору та калію.

Зрозуміло, що при наявності даних по врожайності куль-

тури на варіанті без добрив, а також даних про хімічний

склад врожаю на обох варіантах ці розрахунки стають істотно

обґрунтованішими (див. розділ 4).

6.6. ВСТАНОВЛЕННЯ ЛІМІТУЮЧОГО

ФАКТОРА

Встановлення ефективності використання основних

факторів росту може бути завершеним лише після визна-

чення лімітуючого з них та встановлення можливих причин

недоодержання врожаю, якщо таке співвідношення має місце.

Для розглянутого прикладу всі дані попередніх

розрахунків зведені в табл. 6.1 і 6.2.

Таблиця 6.1

Природні ресурси вегетаційного періоду ярого ячменю

в 1996 році та їх вірогідність (МС Суми)

Показники Ресурси Вірогідність, %

Сума температур за період

активної вегетації, (Хр-ііУ'С)

Продуктивна волога (ПВ), мм

Бонітет грунту (бал.) та

кількість внесених добрив

Таким чином, наведені дані дозволяють стверджувати,

що лімітуючим фактором у розглянутому прикладі є ресурси

живлення, які могли забезпечити урожай у розмірі 29,9 ц/га.

Другим стримуючим фактором відмічені ресурси вологи, які

при рівномірному їх випаданні могли забезпечити урожай

44,0 ц/га, а при існуючому - 32,6 ц/га. Наступним стримую-

чим фактором виявилося тепло, повна реалізація якого могла

б дозволити одержати врожай 72,0 ц/га, а повна реалізація

ресурсу тільки вегетаційного періоду - 44,5 ц/га. В умовах

2667 =50

322 45

70 баЛІВ +М

5Р4

К45

119

Таблиця 6.2

Ресурсозабезпечений урожай ярого ячменю та ступінь

реалізації природних ресурсів

Рівні врожаю

Величина врожаю,

ц/га

Ступінь реалізації

ресурсу,%

За ресурсами тепла (КУ

)

- максимальним

72,0

37,9

- мінімальний

44,5

63,1

За ресурсами вологи (КУ

)

- максимальним

44,0

62,3

- мінімальний

32,6

83,4

За ресурсами живлення (У

)

29,9

91,3

Фактичний (У

)

27,3

1996 року реально можливим урожаєм ярого ячменю був

32,6 д/га. Для його формування необхідно було внести 1,9 ц

д.р./га [(32,6 - 23,1)/5,0], або М

:Р

:К

На підставі наведеного можна зробити висновок, що

можливими причинами неповної реалізації ресурсу живлен-

ня з недоодержанням 2,7 ц/га (29,9 - 27,3) могли бути

наявність деякого дефіциту вологи в ґрунті в критичну фазу

розвитку культури та незбалансованість мінерального жив-

лення. Крім того, аналіз усієї технології вирощування куль-

тури може виявити ще ряд факторів, які так чи інакше мог-

ли вплинути на неповне використання ресурсу живлення. У

подальшому при наявності достатнього ряду спостережень

можливе встановлення кількісної залежності втрат врожаю

від комплексу тих чи інших факторів в конкретній ґрунто-

во-кліматичній зоні при вирощуванні конкретної культури.

Питання для самоперевірки і контролю

1. З якою метою, коли і як проводять оцінку ефективності

використання природних ресурсів?

2. У чому полягає складність визначення ефективності

використання ресурсів вологи?

3. Як встановити лімітуючий фактор?

4. Виконати конкретні розрахунки за оцінкою використан-

ня природних ресурсів однією із культур у конкретному

році і встановити лімітуючий фактор.

120

ЕНЕРГЕТИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

РІВНЯ ВРОЖАЮ

7.1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Відомо, що вирощування сільськогосподарської куль-

тури за тією чи іншою технологією, застосування того чи

іншого заходу вимагають конкретних витрат (В). Хоча сам

урожай, оцінений в тих чи інших одиницях, становить

собою доходну частину прийнятої технології вирощуван-

ня (Д).

Подальша оцінка ефективності вирощування конкрет-

ного врожаю визначається різного роду співвідношеннями

вказаних величин.

Загальновідомо, що всі ці показники визначаються перш

за все як економічні, тобто всі витрати і доходи оцінюються в

національній чи міжнародній валюті. Однак не викликає

сумніву і той факт, що існуюче на кожному етапі розвитку

суспільства співвідношення між такими складовими, як ви-

трати (ціна) на мінеральні добрива, паливно-мастильні

матеріали, сільськогосподарську техніку, а значить аморти-

заційні відрахування, з одного боку, і реалізаційна ціна на ви-

рощену продукцію - з другого, істотно впливають на показни-

ки ефективності. Звідси випливає, що той самий урожай, одер-

жаний за тією ж технологією, може бути ефективним в одній

соціально-економічній ситуації і збитковим - в іншій.

Виходячи з цього, можна говорити про енергетичну

оцінку як конкретного заходу, так і технології в цілому;

вона істотно стабільніша за економічну [51]. Тобто об'єктив-

ність енергетичного обґрунтування не викликає ніяких

сумнівів, а саме воно, будучи взагалі доцільним, не несе ніякої

практичної реалізації. Таким чином, можна вважати, що

121

енергетична оцінка технології вирощування культури є

необхідною фоновою умовою, а економічна - сьогоденною,

яка відповідає існуючій економічній ситуації.

З іншого боку, диспропорція між вкладеними в сільське

господарство засобами виробництва і зростанням врожайності

культур (відставання росту врожайності від об'єму вкладень)

пояснює непропорційне зростання енергоємкості виробни-

чих процесів в рослинництві і, як наслідок, - низьку еконо-

мічну ефективність галузі. При цьому будь-яка інтенсифі-

кація виробничих процесів так чи інакше збільшує їх енер-

гетичність порівняно з енергетичністю одержаного врожаю

[51]. Усе це вимагає енергетичного аналізу і оцінки техно-

логії, хоча і не викликає сумніву той факт, що він є складо-

вою економічного.

Основним завданням енергетичного аналізу є встанов-

лення енергетичних витрат в агроекосистемах та технологі-

ях виробництва сільськогосподарської продукції з метою

більш повного і ефективного використання природних ре-

сурсів. На цій основі необхідно забезпечити зростання про-

дуктивності сільськогосподарських культур за умови збере-

ження, відтворення та підвищення родючості ґрунту, з од-

ного боку, та запобігання забрудненню і руйнуванню

навколишнього середовища - з другого.

7.2. ВІДПОВІДНІСТЬ ЗАПРОГРАМОВАНОГО

ВРОЖАЮ УМОВАМ ПРИРОДНОГО

ЗВОЛОЖЕННЯ

Як при енергетичному, так і при економічному об-

ґрунтуванні запрограмованого врожаю (У

) виникає про-

блема забезпечення його необхідними ресурсами. Зважаю-

чи на попередні розрахунки і висновки (див. розділ 3), мож-

на стверджувати, що реалізація запрограмованої величини

врожаю, під яку було внесено необхідну кількість добрив,

буде, частіше за все, залежати від забезпечення посівів ре-

сурсами вологи (рис. 7.1)

Таким чином, якщо щорічно вносити добрива під за-

програмований урожай (У .), то вірогідність його формування

по ресурсах вологи складе Р^ %, а ризик недоодержання вро-

жаю - (100 - Р^, %. Середня багаторічна фактична врожайність

культури (У

) визначається середньою ординатою контура а,

Ь, с, сі (рис. 7.1). При запрограмованому врожаї У_

ці значен-

ня відповідно складуть - Р

, (100 - Р

) і а,, Ь,, с, ї.

122

У, т/га

Рис. 7.1. Схема визначення забезпеченості запрограмованого

врожаю ресурсами вологи

Рис. 7.2. Кількісний зв'язок між фактично очікуваним (У

) та

запрограмованим (Упр) врожаями

Усе це свідчить про те, що зі збільшенням рівня зап-

рограмованого врожаю збільшується ризик його недоодер-

жання за рахунок обмежених ресурсів вологи. При цьому

кількісна залежність між У

пр

та У

є індивідуальною як для

культури, так і для умов зони [114].

З рис. 7.2 маємо, що збільшення величини запрограмо-

ваного врожаю веде до збільшення величини недоодержаного

123

врожаю (ДУ = У

пр

- У

), а значить, неповного використання,

внесеного під У

пр

рівня живлення. Це, в свою чергу, пояснює

невідповідність фактичного значення коефіцієнтів викорис-

тання тих чи інших поживних елементів, або фактичної

окупності добрив, нормативним значенням.

Причиною цього можуть бути як об'єктивні, так і

суб'єктивні фактори. До суб'єктивних факторів належать не-

дотримання технології чи її порушення, а також істотна її

невідповідність фактичним погодним умовам. Ці причини

можна усунути, що призведе до істотного зближення вели-

чин У

ПР

та У

Стосовно об'єктивних причин можна стверджувати

лише те, що їх усунення в умовах природного зволоження є

практично неможливим, і їх потрібно враховувати вже на

стадії планування чи програмування через встановлення

залежності У

= ї(У

пр

). Такі розрахунки передбачають

рівномірне природне зволоження. При можливості кількісного

врахування нерівномірності випадання атмосферних опадів

протягом вегетаційного періоду втрати врожаю (АУ) будуть

істотно більшими.

Усе це вказує на необхідність адаптації технологічних

прийомів вирощування культури до конкретних погодних

умов. Не викликає сумніву і доцільність узгодження доз азот-

них добрив з цими умовами (див. розділ 10.8). Це зблизить

величини У

пр

та У , а відтак збільшить фактичну ефективність

використання рівня живлення.

Крім того, така постановка питання свідчить про те,

що витрати на вирощування культури (крім витрат на зби-

рання врожаю) відповідають величині запрограмованого вро-

жаю, а доходна частина характеризується фактичною його

величиною, яка в середньому знаходиться між У та У .

пр ф

7.3. ЕНЕРГІЯ, її ВИДИ ТА ВИКОРИСТАННЯ

У природі існують два види енергії, які в сільськогос-

подарському виробництві витрачаються на формування вро-

жаю: непоновлювана (викопна) і поновлювана (невикопна),

або природна [51].

Головними видами енергетичних ресурсів є вугілля,

нафта, природний газ, торф, енергія річок, матеріали, що

розщеплюються, енергія вітру, Сонця, припливів та

відпливів, внутрішнє тепло Землі (табл. 7.1).

124

Таблиця 7.1.

Енергетичні ресурси Землі [51].

Непоновлювана (викопна)

Поновлювана (природна)

джерело енергії

енергетичні

ресурси

джерело енергії

енергетичні

ресурси

квттодх

10'

ккалхІО

квттодх

ю'

ккалхІО

Матеріали, що

розщеплюються

547000 1564420 Сонце

790000 2259400

Кам'яне і буре

вугілля

99700 285142 Вітер

60100 171886

Торф 1530 4376

Внутрішнє тепло

Землі

232 923

Нафта

1530 4376

Припливи і

відпливи

100 286

Природний газ 525 1501 Річки

У двадцятому столітті світове споживання енергії за рік

складало близько 9 мільярдів тонн умовного палива (туп), а

питоме енергоспоживання на одну людину було менше 1 туп.

[51]. Кожна тонна умовного палива при згоранні дає 7000

кілокалорій енергії, з яких до 90% її припадає на невіднов-

лювальне органічне паливо (вугілля, нафта, газ) і 10% - на

відновлювальні енергетичні ресурси (сонячна радіація, гідро-

енергія, біомаса та ін.). При цьому споживання енергії в світі

зростає дуже швидко і подвоюється кожні 20 років, що вка-

зує на необхідність більш повного використання природних

видів енергії і раціонального та економного - викопних.

Непоновлювана енергія, що витрачається на меліора-

цію (покращення) середовища, ділиться на два види: антро-

погенна (пряма) і матеріалізована (побічна). Під антропоген-

ною розуміють витрати енергії, які пов'язані безпосередньо

з меліорацією умов та технологією вирощування: зрощення

та осушення, оранка, внесення добрив, сівба, догляд за по-

сівами, боротьба з бур'янами, захист рослин від хвороб і

шкідників, збирання врожаю. Сюди відносять і витрати па-

ливно-мастильних матеріалів та електроенергії. До матеріа-

лізованої енергії відносять енерговитрати на виготовлення

сільськогосподарської техніки, мінеральних добрив, пести-

цидів, меліорантів, біологічно активних препаратів і т.п.

Сюди відносять витрати енергії на добування, переробку та

транспортування самих енергоносіїв.

125

Поновлювана енергія - це перш за все енергетичні ре-

сурси клімату, до яких відносять сонячну радіацію та енер-

гію вітру. У рослинництві досить повно і безпосередньо ви-

користовується сонячна радіація через радіаційний режим

та теплозабезпеченість, які разом з вологозабезпеченістю

створюють зовнішні умови для росту і розвитку культури.

Тому проблема полягає в тому, щоб шляхом удосконалення

наявних інтенсивних ресурсо- та енергозберігаючих техно-

логій поступово проводити переорієнтацію структури енергії,

яка вкладається у виробництво, і на цій основі збільшувати

частку поновлюваної енергії. Це, в свою чергу, буде сприяти

зменшенню ресурсів, здешевленню собівартості продукції,

забезпеченню чистоти навколишнього середовища.

Серед енергетичних факторів забезпечення технології

вирощування культури слід розглядати окремо таке понят-

тя, як родючість ґрунту. Зараз відомо понад 60 факторів

родючості, які містять непоновлювану і поновлювальну енер-

гію, а їх аналіз однозначно вказує на незначну питому вагу

непоновлюваної енергії [51].

Отже, з точки зору енергетичного обґрунтування під

факторами родючості треба розуміти здатність навколишнього

середовища (з усіма видами енергії) задовольняти потреби

рослин у воді й поживі, створювати сприятливі умови ре-

акції середовища на повітряний, світловий і тепловий режи-

ми, при відсутності в ґрунті токсичних сполук, шкідливих

організмів, бур'янів тощо. Таким чином, усі фактори, які

впливають на життя рослин, рівнозначні і незамінні, наси-

чені енергією і підлягають енергетичному аналізу. Із цього

випливає, що для підвищення родючості ґрунту, а в резуль-

таті урожайності, необхідно впливати всіма видами енергії

не на один чи на кілька, а на всі фактори життя рослини

[51]. Усе це і пояснює наявність такого поняття як опти-

мальне значення фактора, яке є справедливим тільки при

якомусь співвідношенні інших. Зміна ж цього співвідношення

веде до зміни значення оптимального (див. розділ 1).

7.4. ЕНЕРГЕТИЧНА ОЦІНКА ТА її

ОБҐРУНТУВАННЯ

Усі види трудових і виробничих затрат у сільському

господарстві можна досить точно визначити в енергетичних

одиницях (еквівалентах). Енергетичний еквівалент - це

кількість непоновлюваної енергії, яка витрачається на одер-

126

жання 1 кг (1 л) і визначається в кілокалоріях або джоулях.

Наприклад, енергетичний еквівалент 1 кг маси культивато-

ра (КПС-4) оцінюється в 12,18 ккал, автомобіля вантажного

- 3,42, трактора - 5,80, гранульованих фунгіцидів - 51755

ккал і т.п. [51]. При визначені цього еквівалента, наприк-

лад в 1 кг маси, витрачається енергія на добування залізної

руди, кам'яного вугілля, їх перевезення, виплавлення мета-

лу, виготовлення самої машини. Це так звана матеріалізова-

на енергія. Протягом експлуатаційного періоду враховуєть-

ся також амортизація, ремонт, витрачені запасні деталі.

Енергетичні еквіваленти встановлені на техніку, електро-

енергію, паливо, добрива, пестициди, транспортування, пе-

реробку і зберігання сільськогосподарської продукції, на за-

трати робочої сили, є довідковим матеріалом і наводяться у

спеціальній літературі [51].

Введення енергетичних еквівалентів дає змогу всі види

робіт і матеріально-технічні засоби (техніку - у кілограмах

маси, живу працю - у людино-годинах, витрати палива - у

літрах, кілограмах, використання електроенергії - у кіло-

ват-годинах, заробітну плату - у гривнях) привести до єди-

ного показника (ккал чи Дж) і за допомогою його визначити

активну частину кожного елемента, фактора родючості у

технологічному процесі, його вклад у формування врожаю.

За допомогою цього єдиного міжнародного показника мож-

на за енергоємністю технологічного процесу порівняти тех-

нології у землеробстві, рослинництві і тваринництві, які роз-

роблені в різних регіонах чи країнах.

На основі енергетичного аналізу можна досить точно

визначити рівень ефективності використання природних ре-

сурсів, ґрунту, клімату, сонячної радіації, тепла, тобто ос-

новних факторів родючості, які впливають і визначають уро-

жайність культури. За допомогою цього аналізу можна та-

кож оцінити новостворений сорт і показати, яку частку

врожаю формує він за рахунок непоновлюваної і поновлюва-

ної енергії.

Енергетичний аналіз технологій вирощування сільсько-

господарських культур закінчується встановленням енерге-

тичної ціни врожаю (ЕУ) та його співвідношенням з загаль-

ною кількістю витраченої непоновлюваної енергії (ЕВ), яке

називають коефіцієнтом енергетичної ефективності (К

ЕЕ

). В

окремих випадках виникає необхідність враховувати не весь

урожай, а тільки основну продукцію (ЕУ

). При цьому чим

більшим є значення даного коефіцієнта, тим ефективнішою

можна вважати технологію.

127

Методика енергетичної оцінки технології полягає у скла-

данні технологічних карт та оцінці всіх витрат в енергетич-

них одиницях чи еквівалентах.

Аналіз наведених і оцінених таким чином технологіч-

них карт для основних сільськогосподарських культур, які

наведені в роботі O.K. Медведовського та П.І. Іваненка [51],

показує, що загальні енергетичні затрати (ЗВ) можна

розділити на три групи. Перша група - це затрати, пов'язані

з підготовкою ґрунту, посівом та доглядом за посівами. Вони

є обов'язковими і ніяк не залежать від величини врожаю

(Bj = Const). Друга група витрат пов'язана з величиною рівня

живлення і включає в себе як енергетичність самих добрив

, Е

ОР

), так і енергетичність витрат на їх підготовку,

транспортування та внесення (Е

ВН

, Е

ВН

). Зрозуміло, що

підвищення рівня живлення веде до підвищення рівня

врожайності, тому енергетичність витрат на живлення (В

) і

врожайність культури (У) є величинами взаємопов'язаними,

тобто В

= f (У). Третя група витрат становить витрати на зби-

рання врожаю (В

). Ці витрати також визначаються рівнем

урожайності: В

= f (У).

Саме енергетичне обґрунтування полягає у визначенні

енергетичності затрат технології чи заходу (ЗВ) і зіставленні

їх з енергетичністю одержаного врожаю (ЕУ). Проте для більш

детального обґрунтування і можливості встановлення

кількісних зв'язків необхідна енергетична оцінка технології

одержання кількох рівнів урожаю (при різних рівнях жив-

лення в конкретних умовах), що дозволить оцінити енерге-

тичну ефективність одержання того чи іншого врожаю за-

лежно від рівня живлення культури. Слід зазначити, що зміна

технології вирощування (заміна окремих технологічних

операцій іншими, їх відміна чи спрощення, впровадження

нових тощо) приведе до зміни тільки першої групи витрат

(Bj) і, як правило, ніяк не вплине на інші.

Енергетичність всього врожаю (основна та побічна

продукція) можна визначити шляхом переводу фактичного

врожаю (У) в абсолютно суху біомасу з урахуванням її

енергетичності (див. розділ 3):

ЕУ = У

(100 - W)g

100

(

ккал/га.

(7.1)

При необхідності оцінки енергетичності врожаю тільки

основної продукції [47] необхідно враховувати енергетичність

одиниці врожаю основної продукції (С

ккал/га. (7.2)

ЕУ

=УХС

128