(Назад)
(Cкачать работу)Количество просмотров публикации ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ - 543
Человек всегда оставлял на семена самые урожайные растения. При этом он ухаживал за растениями – обрабатывал почву, поливал, боролся с сорняками и насекомыми-вредителями, вносил удобрения. И чем урожайнее были культурные растения, тем больше они требовали вложений антропогенной энергии.
Урожайность сельскохозяйственных культур и общая продуктивность агроэкосистемы с увеличением вложений энергии вначале возрастала довольно быстро. Но со временем новые вложения антропогенной энергии стали давать все меньшую прибавку урожая. Чтобы повысить урожай в 2 раза, приходится увеличивать вложения энергии в 10 раз. Энергия добывается из нефти, газа, угля, а количество этих энергоносителей ограничено.
Агроэкология разрабатывает способы получения высоких урожаев при снижении затрат антропогенной энергии. Познакомимся с основными приемами энергосбережения в сельском хозяйстве.
Правильное размещение сельскохозяйственных культур. Чем лучше подходят растению условия произрастания, тем оно продуктивнее и меньше затраты на получение урожая. Сегодня в Нечерноземье уменьшают долю посевов яровой пшеницы и больше высевают озимой ржи (в особенности сорта ʼʼЧулпанʼʼ), дающей с 1 га на 10–20 ц зерна больше, чем пшеница. Затраты энергии на выращивание при этом одинаковы. Значит, для получения 1 кг ржаного зерна нужно в 1,5–2 раза меньше энергии. В южных районах страны пшеницу заменяют на сорго, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ за высокую засухоустойчивость академик Н.И. Вавилов назвал ʼʼверблюдом растительного мираʼʼ.
Селекция сортов с повышенной конкурентной мощностью и устойчивостью к засухе, заболеваниям и насекомым-вредителям. Засухоустойчивые сорта не нужно поливать, следовательно, экономятся затраты энергии на подачу воды. Сорта͵ защищающие себя от грибных заболеваний или вредителей, не требуют применения пестицидов, на производство которых затрачивается много энергии.
Смешанные посевы. В их состав включают растения с разными экологическими нишами – более и менее засухоустойчивые, с глубокой корневой системой и поверхностно укореняющиеся, высокие и низкие (к примеру, эффективны смешанные посевы высокорослой и низкорослой кукурузы). Для получения корма (на зеленую массу, силос) высевают смесь разных культур (к примеру, в степных районах – смесь кукурузы и сои, в Нечерноземье – вики или гороха с овсом). Такие посевы значительно полнее используют ресурсы света и почвы, более урожайны и меньше засоряются сорняками, так как в них меньше свободных ниш для поселения сорных растений.
Повышение энергетической эффективности животноводства. Энергосбережение возможно и при разведении скота. На производство кормов затрачивается энергия, и потому предпочтение отдается тем видам сельскохозяйственных животных и тем их породам, которые на производство единицы продукции расходуют меньше корма. Породы коров, специализированные для производства мяса или молока, экономнее расходуют корма, чем мясомолочные.
Энергосбережение в сельском хозяйстве можно осуществлять, используя адаптивный подход. При этом ставится задача повысить КПД агроэкосистемы и на каждую единицу вводимой в нее антропогенной энергии фиксировать максимально возможное количество солнечной энергии (ᴛ.ᴇ. получить больше растениеводческой и животноводческой продукции).
Адаптивная система ведения сельского хозяйства (табл. 3) позволяет уменьшить затраты антропогенной энергии и активизировать жизнедеятельность всех полезных организмов, входящих в состав агроэкосистемы.
Таблица 3
Основные черты адаптивной системы ведения сельского хозяйства
| Обработка почвы | Растениеводство | Животноводство | ||
| Использование рыхлителей вместо плугов | Селекция сортов на устойчивость | Селекция пород с высокой эффективностью откорма | ||
| Применение занятых паров | Размещение и районирование сортов с учетом их экологии | Использование полноценных кормовых рационов | ||
| Использование сидератов | Использование смешанных посевов | Полное использование на корм всех растительных остатков | ||
| Использование севооборотов | Использование промежуточных культур | Равномерное размещение небольших ферм на территории |
Контрольные вопросы
1. Почему ставится задача повышения энергетической эффективности сельского хозяйства?
2. Как можно повысить энергетическую эффективность растениеводства?
3. Как можно повысить энергетическую эффективность животноводства?
4. В чем заключается адаптивный подход в сельском хозяйстве?
Справочный материал
В России чаще разводят мясомолочные породы коров, а в США – мясные и молочные (причем на одну молочную корову приходится четыре мясных). При этом удои в США составляют 5700 л в год, а суточный привес – около 1,5 кᴦ. В России удои ниже в 2 раза, а привесы – в 3–4 раза. В итоге на производство мясомолочной продукции (1 кг мяса и 1 кг молока) мы затрачиваем примерно в 2 раза больше энергии, чем американцы.
В США существует специальная правительственная программа охраны почв. За каждый гектар эродированной почвы, который фермер засеял травой или засадил деревьями на 10 лет, ему ежегодно выплачивается 120 долларов. Таким образом в 1990 ᴦ. из пахотного фонда было изъято 20% земель. Это позволило на одну треть сократить интенсивность процессов эрозии.
Орошение – самый эффективный прием повышения плодородия почв в районах недостаточного увлажнения, однако он требует очень больших затрат энергии и экологически опасен. В начале века общая площадь поливных земель составляла 40 млн. га, к 1950 ᴦ. она достигла 94 млн. га, а в 1980 ᴦ. уже приблизилась к 250 млн. га. В последующие 10 лет прирост составил всего 8 млн. га, а с 1990 ᴦ. идет устойчивое сокращение. Истощение водных ресурсов для полива отмечается в странах–главных производителях зерна – США и Китае. В Саудовской Аравии в результате снижения плодородия почв поливом за последние 10 лет сбор зерна упал в 2,5 раза.
Меньше всего энергии на получение зерна затрачивают в Великобритании. Затраты энергии на производство 1 т зерна в США, ФРГ и в России выше соответственно в 2, 2,5 и 9 раз.
В фермерском хозяйстве используют лошадей, работа которых обходится в 2–3 раза, а содержание (корм, уход) в 10 раз дешевле, чем мини-трактора. Лошади также перевозят разные грузы и дают навоз, качество которого выше коровьего. Особенно ценится конский навоз в тепличном хозяйстве.
Оригинальный вариант энергосбережения для получения корма животным и продукта͵ который может употреблять в пищу человек, предложили японцы. На специальных водных плантациях они выращивают хлореллу — одноклеточную водоросль, которая очень быстро размножается. Затраты энергии на выращивание хлореллы в 12 раз меньше, чем при производстве пшеницы. 1 га плантации-бассейна дает 25 ц биомассы в год, причем эта биомасса богата белками и углеводами.
(ДОП.) § 64. ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ
Зеленая революция произошла в 60–70-е годы нашего столетия, ее ʼʼотцомʼʼ был мексиканский селекционер Норман Борлауᴦ. Он вывел сорт пшеницы ʼʼМексикалеʼʼ, которая давала урожай в 3 раза выше, чем старые сорта. Вслед за Борлаугом и другие селекционеры начали выводить высокоурожайные сорта кукурузы, сои, хлопка, риса и прочих сельскохозяйственных культур.
Вместе с этими сортами-рекордсменами были введены новые интенсивные системы обработки почвы с оборотом пласта͵ высокие дозы удобрений, полив, самые разнообразные пестициды и монокультура, ᴛ.ᴇ. выращивание на одном поле одной и той же культуры в течение многих лет. Появились и высокопродуктивные животные, для поддержания здоровья которых нужны были не только обильные корма, но и витамины, антибиотики, а для быстрого наращивания массы — стимуляторы роста. Первая зеленая революция была особенно успешной в странах тропического пояса, так как при круглогодичном выращивании растений доход от новых сортов был особенно велик.
Эта революция резко повысила урожаи сельскохозяйственных культур, но привела к ухудшению почв в результате разрушения гумуса и активизации эрозии. Увеличилось также загрязнение среды пестицидами и удобрениями. Качество продуктов сельского хозяйства ухудшилось. Для выращивания сортов-рекордсменов и животных-ʼʼмонстровʼʼ требовались удобрения и пестициды, на производство которых затрачивалось чересчур много энергии угля, нефти, газа. Резкое возрастание потребления исчерпаемых энергоресурсов и истощение ресурсов почвы особенно сильно проявились к началу 80-х годов.
С середины 80-х годов нашего столетия ученые заговорили о начале второй зеленой революции, в результате которой сельское хозяйство пойдет по пути снижения вложений антропогенной энергии. В ее базе – адаптивный подход, ᴛ.ᴇ. ориентация на более экологичные технологии возделывания сельскохозяйственных культур и разведения сельскохозяйственных животных. Селекционеры переключились с выведения сортов-ʼʼрекордсменовʼʼ на селекцию сортов-ʼʼтружениковʼʼ, которые могут давать достаточно высокий (хотя и не рекордный) урожай при невысоких дозах удобрений и без полива, могут сами защитить себя от вредителей, болезней и сорняков. При этом, в случае если во время первой зеленой революции селекционеры работали примерно с десятью видами культурных растений, то теперь их внимание обращено на несколько десятков видов. Ученые широко используют местные популяции (ʼʼнародные сортаʼʼ) культурных растений. Растет доля севооборотов с восстанавливающими почву сидератами и смешанных посевов.
По мнению сторонников второй зеленой революции, перспектива земледелия – не в наращивании, а в сокращении площади пашни (в первую очередь на эродированных почвах) с заменой ее травянистыми (посевами трав, естественным путем восстановившимися лугами или степями) или лесными сообществами. В таких экосистемах (их называют лесоаграрными) останавливается эрозия почв и растет биологическое разнообразие, в составе которого много ʼʼврагов наших враговʼʼ, что позволяет снизить пестицидные нагрузки.
Особенности сельского хозяйства в видении сторонников первой и второй зеленых революций показаны в табл. 4.
Таблица 4
Сравнение сельского хозяйства после первой и второй зеленых революций
| Признаки | Первая зеленая революция | Вторая зеленая революция |
| Вложения антропогенной энергии | Очень высокие | Умеренные |
| Общее биологическое разнообразие | Низкое | Высокое |
| Разнообразие выращиваемых культур | Низкое | Высокое |
| Севообороты | Не применяются | Применяются |
| Методы контроля вредителей, сорняков и болезней | Химические | Биологические |
| Доля пашни в агроэкосистеме | Высокая | Умеренная, лесоаграрные экосистемы |
| Основное направление селекции растений | На повышение продуктивного потенциала | На повышение адаптивного потенциала |
| Роль животноводства | Высокая; доля корма, получаемого с пашни, большая | Умеренная; доля корма, получаемого с пашни, небольшая |
Процесс экологизации сельского хозяйства протекает очень медленно, так как рост народонаселения планеты продолжается, и потребность в продовольствии растет. По этой причине правильнее говорить не о второй зеленой революции, а об ʼʼэкологической зеленой эволюцииʼʼ в сельском хозяйстве.
Контрольные вопросы
1. Чем вызвана крайне важно сть ʼʼвторой зеленой революцииʼʼ?
2. Как должно изменится растениеводство в результате ʼʼвторой зеленой революцииʼʼ?
3. Почему сторонники ʼʼвторой зеленой революцииʼʼ считают нужным сокращать площадь пашни?
Справочный материал
В последние 10 лет активно развиваются биотехнологические методы выведения новых сортов с использованием генной инженерии. Такие растения называются генетически модифицированными (ГМР). Генные инженеры за счёт ГМР обещают накормить человечество. ГМР высокопродуктивны и устойчивы к неблагоприятным условиям, они обладают комплексом признаков, который был недостижим до развития биотехнологии. К примеру, удалось получить ʼʼзолотистый рисʼʼ, зерно которого содержит витамин В. Этого витамина хронически не хватало жителям тех стран, где рис является основным продуктом питания. Получен гибрид африканского и индийского риса, который в первую половину лета растет как ʼʼафриканецʼʼ и не требует много воды, а во вторую – быстро формирует высокий урожай как водолюбивые индийские сорта. Получены десятки сортов разных видов растений, устойчивых к грибным, бактериальным и вирусным заболеваниям.
Перспектива использования ГМР является на сегодняшний день предметом жарких споров. Экологи (особенно в экономически благополучных странах со стабилизировавшейся численностью народонаселения: Западная Европа, США, Канада, Австралия) выступают против этих сортов, поскольку неизвестны последствия их использования для здоровья человека. Вместе с тем, есть риск гибридизации ГМР с видами естественной флоры, особенно с сорными растениями. Эти спонтанные гибриды бывают очень агрессивными и потому экологически опасными.
Генетики-биотехнологи ратуют за повсеместное внедрение ГМР. ГМР как путь к повышению продуктивности культурных растений поддерживается общественностью в развивающихся странах (в Африке, Индии и др.), так как продовольственная ситуация в них неблагополучна.
По-видимому, с учетом того, что народонаселение планеты будет продолжать расти в ХХI веке, ГМР будут широко использоваться в странах ʼʼтретьего мираʼʼ. При этом необходим жесткий экологический контроль за последствиями их применения.
referatwork.ru
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
РЕФЕРАТ
по теме: Энергосбережение в сельском хозяйстве
Москва 2010
1. Энергосбережение в сельском хозяйстве
Энергосбережение с каждым годом становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанные с её производством, все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумней снижать потребление энергии, нежели постоянно увеличивать её производство, а значит, и количество проблем. Во всем мире уже давно не только постоянно ведется поиск путей уменьшения энергопотребления за счет его рационального использования, но и достаточно эффективно применяется. Наглядным примером является опыт Швеции, Германии, Франции, Канады. В нашей стране этому вопросу уделялось недостаточное внимание и носило слабый характер. Тем не менее, несколько лет назад и у нас началось формирование такого понятия, как энергосберегающая политика.
Сохранение энергии - наиболее обещающий путь к решению в ближайшей перспективе проблем нехватки ископаемого топлива для производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Здесь хотелось бы отметить, что, с одной стороны, сельское хозяйство не является крупным потребителем ископаемого топлива. С другой стороны для увеличения производства продукции сельское хозяйство должно развиваться, интенсивно используя индустриальные технологии, а этот процесс неразрывно связан с возрастанием потребления энергии. На сегодняшний день прирост продукции на 1 % влечет за собой увеличение расхода энерго-ресурсов на 2 - 3 %. Затрагивая мировые тенденции энергосбережения, хотелось бы отметить, что сельское хозяйство России значительно отстает в этой области от зарубежных стран. Это объясняется, главным образом тем, что разразившийся в 70-е годы энергетический кризис заставил страны Западной Европы, США, Канады, Японии разработать и внедрить систему технических, технологических, организационных и экономических мероприятий, позволивших обеспечить рост производства продукции сельского хозяйства при уменьшении энергозатрат. Например, удельный вес энергозатрат в объединенной Германии в стоимости продукции составляет порядка 7 %, в России же - свыше 20. Причем отмечаются тенденции роста не только общих энергозатрат, но и удельных (на 1 га, на 1 работника, на 1 рубль валовой продукции). В структуре потребления наибольший удельный вес приходится на дизельное топливо - порядка 30 %; бензин - 11-16 %; природный газ -20%; электроэнергия и уголь - 10-11%. Как видно основное потребление энергии осуществляется за счет использования первичных не возобновляемых источников энергии. Поэтому в современных условиях вопрос экономии топливно-энергетических ресурсов приобретает особую остроту.
К тому же растущий дефицит сельхозмашин и низкий уровень их готовности в сочетании с удорожанием топлива и смазочных материалов привел к тому, что площади посевов и поголовье скота неизменно сокращается. Надежды на то, что это может быть компенсировано ростом урожайности и продуктивности, не подтверждаются. Более того, снижение потребления минеральных и органических удобрений привело к падению плодородия почв. По сути дела, в последние годы сельскохозяйственное производство осуществлялось в долг, за счет эксплуатации природного потенциала земли, без его восстановления сельское хозяйство становится все более уязвимым к перепадам погодных условий, все более неустойчивым и труднопрогнозируемым. Следовательно, без организации товарного производства на базе энергоресурсосбережения не может быть нормального отечественного рынка продовольствия, сориентированного на массового потребителя.
К вышесказанному хотелось бы добавить, что проблема энергосбережения является комплексной и включает целый ряд задач. Поэтому попытки решать отдельные вопросы обособленно чаще всего не приводят к хорошему результату. Только рассмотрение их оптимальных сочетаний позволит достигнуть необходимого эффекта.
В свете всего вышеуказанного выделяются два пути энергосбережения: использование первичных и вторичных энергоресурсов. Причем при использовании первичных источников энергии, образовавшихся в результате геологического развития Земли, главный упор необходимо сделать на использование первичных возобновляемых источников энергии (использование энергии Солнца, ветра, приливов-отливов, геотермальной энергии и т.д.) иначе альтернативных источников энергии. В данном случае предполагается альтернатива использованию первичных невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, слюда, сланцы и т.д.).
2. Геотеплицы
Теплицы - биолого-теплотехнические устройства, и они могут быть весьма существенно усовершенствованы, если их превратить в солнечные теплицы. Солнечная энергия в обычной теплице используется главным образом для процесса фотосинтеза, при котором растения поглощают и аккумулируют до 10% энергии падающего солнечного излучения. При этом из диоксида углерода и воды под действием солнечного света образуются углеводы и молекулярный кислород. Из молекул углеводов образуются органические вещества, необходимые для жизни и роста растений.
В обычных теплицах из-за большой площади светопрозрачных поверхностей возникают значительные теплопотери, для компенсации которых требуется определенный расход топлива в системе отопления. Теплицы могут обогреваться горячей водой, водяным паром, нагретым воздухом, инфракрасным излучением или продуктами сгорания топлива. При создании солнечной теплицы, прежде всего, нужно позаботиться о существенном снижении теплопотерь за счет применения теплоизоляции <#"177" src="doc_zip1.jpg" />
Рис. 1 - Принцип работы гелиотеплицы
Сама солнечная теплица служит пассивной солнечной отопительной системой <#"180" src="doc_zip2.jpg" />
Рис. 2 - Пленочная солнечная теплица с грунтовым аккумулятором теплоты: 1 - теплица; 2 - аккумулятор; 3, 4 - каналы; 5, 6 - трубы; 7 - вентилятор
Теплый воздух из солнечной теплицы проходит по первому каналу, отдает часть теплоты аккумулятору и затем возвращается через второй канал к вентилятору. Днем аккумулятор заряжается теплотой, а ночью разряжается. Годовая экономия топлива составляет 400...500 т условного топлива на 1 га обрабатываемой площади.
Расход энергии в солнечных теплицах уменьшается при применении двойного остекления, подвижной защитной тепловой изоляции и усовершенствовании солнечных установок. Аккумулирование теплоты наиболее целесообразно осуществлять в грунте под солнечной теплицей. Для этого днем нагретая в солнечном коллекторе <#"93" src="doc_zip3.jpg" />
Рис. 3 - Форма пристроенных к зданию солнечных теплиц: а - с наклонными светопрозрачными стенками; б - с цилиндрическими светопрозрачными стенками; в - с наклонной крышей и вертикальной передней прозрачной стенкой; г - с наклонной передней прозрачной стенкой; д - с теплоизолированной передней стенкой: 1 - светопрозрачная изоляция; 2 - прозрачная крыша; 3 - теплоизолированная стенка
На рис. 3 показаны различные геометрические формы пристроенных солнечных теплиц. Они различаются по степени использования солнечного излучения, по возможности наиболее рационального использования внутреннего пространства и, соответственно, по конструкции. Угол наклона южной остекленной поверхности к горизонту зависит от широты местности и для средней полосы России может приниматься равным 50...60°, при этом угол наклона крыши 20...35°. Оптимальное отношение площади поверхности грунта к площади светопрозрачной поверхности составляет 1:1,5. При этом обеспечивается оптимальный энергетический баланс, т.е. разность между улавливаемой солнечной энергией и теплопотерями, и хорошее использование внутреннего пространства. При вертикальном расположении передней стенки не обеспечивается максимальное улавливание солнечной энергии.
Следует иметь в виду, что пристроенная к дому (или встроенная в дом) солнечная теплица является его частью и все сооружение воспринимается как единое целое, поэтому, значение имеет общая архитектура. Одной из наиболее удачных конструкций солнечных домов <#"193" src="doc_zip4.jpg" />
Рис. 4 - Отдельно стоящая солнечная теплица: 1 - светопрозрачная изоляция; 2 - теплоизолированная передняя стенка; 3 - теплоизолированная северная стенка; 4 - крыша; 5 - теплоизоляция; 6 - теплоизолированный фундамент; 7 - аккумулятор теплоты
Конструкция отдельно стоящейгелиотеплицы показана на рис. 4. Южная сторона теплицы имеет прозрачную изоляцию, опирающуюся на стенку. Северная стенка и крыша выполнены из непрозрачных строительных материалов и изнутри покрыты слоем тепловой изоляции. Для уменьшения теплопотерь необходимо теплоизолировать также стенку и наружную поверхность фундамента. У северной стенки в теплице размещается тепловой аккумулятор, например, ряд бочек или канистр с водой. Оптимальные значения углов наклона поверхностей выбираются по максимальному углу высоты Солнца в зимние месяцы для данного района. Солнечная теплица должна иметь оптимальное расположение: ее устанавливают на ровном незатеняемом месте с естественной защитой от ветра, например, с помощью кустарников или забора с северной стороны. Для максимального улавливания солнечной энергии конек крыши необходимо ориентировать вдоль оси восток-запад.
Рис. 5 - Солнечная теплица с галечным аккумулятором теплоты: 1 - светопрозрачная изоляция; 2 - опорная стенка; 3 - северная стена; 4 - теплоизоляция; 5 - галечный аккумулятор; 6 - ящики с рассадой; 7 - защищенный грунт; 8 - теплоизолированный фундамент
Вариант гелиотеплицы с галечным аккумулятором теплоты <#"289" src="doc_zip6.jpg" />
Рис. 7 - Схема и размещение рассматриваемой установки на сельскохозяйственной ферме
Об удобрении.
Экологически чистое высокоэффективное органическое жидкое удобрение является продуктом биотехнической переработки навоза крупного рогатого скота. Оно содержит все необходимые компоненты удобрений (азот, фосфат, калий, макро и микроэлементы) в растворенном виде в соотношениях нужных для растений, а также активные биологические стимуляторы класса ауксинов, повышающие выход урожая в два и более раза.
литр концентрированных жидких экологически чистых органических удобрений по своему эффекту и воздействию на рост растений и получению урожая эквивалентен 100 кг коровьего навоза. Жидкое удобрение обеспечивает повышение урожайности культур в 2-3 раза в зависимости от вида культуры, состояния почвы и климатических условий.
Удобрение действует на растение сразу же после применения, снижает кислотность почвы, повышает устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям среды, особенно к засухе. Используется во всех климатических зонах для всех видов почв, повышая их плодородие и улучшая экологическое состояние. Применяется в качестве удобрения для всех видов сельскохозяйственных и декоративных культур в разбавленном водой виде путем поверхностного полива почвы или инъектирования непосредственно в почву.
литра концентрированного удобрение достаточно для обработки от 2 до 15 кв. м. почвы.
Хранится при температуре от - 40 гр.С до + 15 гр.С
Гарантийный срок хранения 1 год
Органическое удобрение универсальное и применяется не реже 3-4 раз в сезон под все сельхохозяйственные и декоративные культуры путем поверхностного полива почвы или инъектирования непосредственно в почву. Данное удобрение - высококонцентрированное и в зависимости от состояния подкармливаемого растения перед применением требует разведения не менее, чем в 20 раз. Перед подкормкой необходимо почву под растениями смочить водой.
Эффективность удобрений имеет следующее научное обоснование:
При биологической обработке коровьего навоза и птичьего помета специальной культурой экологически чистых микроорганизмов основные составляющие удобрений - азот, фосфор и калий, а также все необходимые биогенные элементы, например сера, кальций и микроэлементы переходят в минерализованное, свободное, растворимое, наиболее доступное для растений состояние. Аммонийный азот, окись фосфора, окись калия и свободные микроэлементы, которые сразу же усваиваются растениями с момента внесения жидких удобрений в почву в отличие от навоза, который дает эффект на второй и третий год после его запашки.
При биологической обработке образуются гуминоподобные соединения, улучшающие структуру почвы, что способствует улучшению влаговоздушного обмена вокруг корневой системы растений.
Удобрения имеют нейтральную или слабощелочную реакцию среды, что при внесении их в почву снижает кислотность почв.
При биологической обработке навоза и птичьего помета в удобрениях накапливаются такие биологически важные и необходимые для ризосферной (околокорневой) микрофлоры и растений соединения, как амнокислоты, в том числе и незаменимые, все витамины группы В и соединения многочисленной группы витамина В-12.
При биологической обработке коровьего навоза и птичьего помета в удобрениях накапливаются высокоактивные высокоактивные биологические соединения класса ауксинов, ускоряющие в растениях образование целого ряда необходимых структур, например хролофилла и биологических катализаторов.
Вывод
Биогаз может быть неплохой альтернативой невозобновляемым источникам энергии. Однако к данной технологии нужно подходить без фанатизма. Ведь она имеет свои недостатки и не может быть исключительной панацеей для решения глобальных энергетических задач. Однако производство биогаза представляет одну из составляющих комплексного подхода по получению альтернативной энергии, наряду светровой, солнечной и др. её видами. Поэтому успех применения биогаза во многом определяется теми условиями, в которых она применяется. Так, в холодных регионах эта технология будет иметь небольшую эффективность, так как значительное количество получаемой энергии будет идти на обогрев самого метантенка.
В регионах с тёплым климатом или в теплое время года, наоборот, данная технология может быть достаточно эффективной. Кстати, в таких странах как Индия и Китай технология получения биогаза применяется уже не первое десятилетие, в том числе и в крестьянских хозяйствах. Нетрудно догадаться, что успешному развитию этой технологии в названных странах способствует жаркий климат. Биогаз по своим качествам уступает природному ископаемому газу в связи с наличием негорючих примесей, того же углекислого газа. Особенно данная проблема присуща биогазу, получаемому с полигонов ТБО. В отличие от регулируемого метантенка, на свалке невозможно создать оптимальные контролируемые условия для разложения органики. Поэтому процент углекислого газа и водяного пара иногда может составлять более половины в получаемом объёме биогаза. Разумеется, в таком случае применяются технологии очистки, однако всё это ведёт к снижению эффективности и рентабельности добычи энергоносителя.
Относительно экологичности можно сказать, что сжигание биогаза приводит к превращению метана в углекислый газ, который, как уже сказано выше, имеет меньшую способность к созданию парникового эффекта, тем более что такой СО2 относится к естественному кругообороту углекислого газа в природе. Но, в то же время, соблазн получения биогаза может приводить не только к росту поголовья скота, но и концентрации животноводческого производства, что и в первом, и во втором случае является негативным экологическим фактором.
Уже сейчас некоторые эксперты высказываются относительно того, что со временем содержание скота для получения навоза и биогаза может оказаться коммерчески более выгодным, чем для получения молока или мяса. Пока это звучит фантастически, однако рынок энергоресурсов способен преподносить разные сюрпризы. Поэтому всегда нужно помнить и учитывать тот факт, что любая альтернативная и экологичная технология без глобального сокращения потребления превращается в монстра, разрушающего природу.
Таким образом, применение энергосбережения в сельском хозяйстве должно решить вопросы не только снижения прямых и совокупных затрат энергии, причем средства сэкономленные благодаря рациональному использованию энергии необходимо направлять на дальнейшие энергосберегающие меры (т.е. работать по принципу реинвестиций), но и увеличения производства.
Список используемой литературы
1. Доктор Экономических наук: Коновалов А.П. Энергосбережение в сельском хозяйстве.
2. <http://e-ypok.ru/book/export/html/14>Биотопливо плюсы и минусы.
. <http://agroforum.su/viewtopic.php?f=51&t=98> Сельское хозяйство.
. <http://bio.bmpa.ru/> Прибыль из того что лежит под ногами.
. <http://www.the-persons.com.ua/print_v/ekolog/3998/>. Ещё одна альтернатива.
. <http://www.mensh.ru/solnechnye_teplicy> Конструкции солнечных теплиц.
Теги: Энергосбережение в сельском хозяйстве Реферат Сельское хозяйствоdodiplom.ru
(Назад) (Cкачать работу)
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
РЕФЕРАТ
по теме: Энергосбережение в сельском хозяйстве
Москва 2010
1. Энергосбережение в сельском хозяйстве Энергосбережение с каждым годом становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанные с её производством, все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумней снижать потребление энергии, нежели постоянно увеличивать её производство, а значит, и количество проблем. Во всем мире уже давно не только постоянно ведется поиск путей уменьшения энергопотребления за счет его рационального использования, но и достаточно эффективно применяется. Наглядным примером является опыт Швеции, Германии, Франции, Канады. В нашей стране этому вопросу уделялось недостаточное внимание и носило слабый характер. Тем не менее, несколько лет назад и у нас началось формирование такого понятия, как энергосберегающая политика.
Сохранение энергии - наиболее обещающий путь к решению в ближайшей перспективе проблем нехватки ископаемого топлива для производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Здесь хотелось бы отметить, что, с одной стороны, сельское хозяйство не является крупным потребителем ископаемого топлива. С другой стороны для увеличения производства продукции сельское хозяйство должно развиваться, интенсивно используя индустриальные технологии, а этот процесс неразрывно связан с возрастанием потребления энергии. На сегодняшний день прирост продукции на 1 % влечет за собой увеличение расхода энерго-ресурсов на 2 - 3 %. Затрагивая мировые тенденции энергосбережения, хотелось бы отметить, что сельское хозяйство России значительно отстает в этой области от зарубежных стран. Это объясняется, главным образом тем, что разразившийся в 70-е годы энергетический кризис заставил страны Западной Европы, США, Канады, Японии разработать и внедрить систему технических, технологических, организационных и экономических мероприятий, позволивших обеспечить рост производства продукции сельского хозяйства при уменьшении энергозатрат. Например, удельный вес энергозатрат в объединенной Германии в стоимости продукции составляет порядка 7 %, в России же - свыше 20. Причем отмечаются тенденции роста не только общих энергозатрат, но и удельных (на 1 га, на 1 работника, на 1 рубль валовой продукции). В структуре потребления наибольший удельный вес приходится на дизельное топливо - порядка 30 %; бензин - 11-16 %; природный газ -20%; электроэнергия и уголь - 10-11%. Как видно основное потребление энергии осуществляется за счет использования первичных не возобновляемых источников энергии. Поэтому в современных условиях вопрос экономии топливно-энергетических ресурсов приобретает особую остроту.
К тому же растущий дефицит сельхозмашин и низкий уровень их готовности в сочетании с удорожанием топлива и смазочных материалов привел к тому, что площади посевов и поголовье скота неизменно сокращается. Надежды на то, что это может быть компенсировано ростом урожайности и продуктивности, не подтверждаются. Более того, снижение потребления минеральных и органических удобрений привело к падению плодородия почв. По сути дела, в последние годы сельскохозяйственное производство осуществлялось в “долг”, за счет эксплуатации природного потенциала земли, без его восстановления сельское хозяйство становится все более уязвимым к перепадам погодных условий, все более неустойчивым и труднопрогнозируемым. Следовательно, без организации товарного производства на базе энергоресурсосбережения не может быть нормального отечественного рынка продовольствия, сориентированного на массового потребителя.
К вышесказанному хотелось бы добавить, что проблема энергосбережения является комплексной и включает целый ряд задач. Поэтому попытки решать отдельные вопросы обособленно чаще всего не приводят к хорошему результату. Только рассмотрение их оптимальных сочетаний позволит достигнуть необходимого эффекта.
В свете всего вышеуказанного выделяются два пути энергосбережения: использование первичных и вторичных энергоресурсов. Причем при использовании первичных источников энергии, образовавшихся в результате геологического развития Земли, главный упор необходимо сделать на использование первичных возобновляемых источников энергии (использование энергии Солнца, ветра, приливов-отливов, геотермальной энергии и т.д.) иначе альтернативных источников энергии. В данном случае предполагается альтернатива использованию первичных невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, слюда, сланцы и т.д.).2. Геотеплицы Теплицы - биолого-теплотехнические устройства, и они могут быть весьма существенно усовершенствованы, если их превратить в солнечные теплицы. Солнечная энергия в обычной теплице используется главным образом для процесса фотосинтеза, при котором растения поглощают и аккумулируют до 10% энергии падающего солнечного излучения. При этом из диоксида углерода и воды под действием солнечного света образуются углеводы и молекулярный кислород. Из молекул углеводов образуются органические вещества, необходимые для жизни и роста растений.
В обычных теплицах из-за большой площади светопрозрачных поверхностей возникают значительные теплопотери, для компенсации которых требуется определенный расход топлива в системе отопления. Теплицы могут обогреваться горячей водой, водяным паром, нагретым воздухом, инфракрасным излучением или продуктами сгорания топлива. При создании солнечной теплицы, прежде всего, нужно позаботиться о существенном снижении теплопотерь за счет применения теплоизоляции . Кроме того, необходимо обеспечить улавливание максимально возможного количества солнечной энергии и аккумулирование избыточной теплоты.
Рис. 1 - Принцип работы гелиотеплицы
Сама солнечная теплица служит пассивной солнечной отопительной системой . Для повышения ее эффективности необходимо использовать аккумулятор теплоты . На рис. 1 показана схема солнечной теплицы с двойным остеклением, теплоизолированной северной стенкой, имеющий отражательное покрытие на внутренней поверхности, и грунтовым аккумулятором теплоты. Обычная пленочная солнечная теплица может иметь подпочвенный аккумулятор теплоты (рис. 2). Теплица имеет площадь 500 м2, а аккумулятор расположен под теплицей на глубине 0,5 м, выполнен в виде ямы шириной 5,4, длиной 80 и глубиной 1,2 м, которая заполнена кусками гранита размером 150...200 мм. Аккумулятор имеет кирпичные каналы, сообщающиеся с теплицей трубами диаметром 350 мм. В одном канале установлен вентилятор мощностью 0,1 кВт.
Рис. 2 - Пленочная солнечная теплица с грунтовым аккумулятором теплоты: 1 - теплица; 2 - аккумулятор; 3, 4 - каналы; 5, 6 - трубы; 7 - вентилятор
Теплый воздух из солнечной теплицы проходит по первому каналу, отдает часть теплоты аккумулятору и затем возвращается через второй канал к вентилятору. Днем аккумулятор заряжается теплотой, а ночью разряжается. Годовая экономия топлива составляет 400...500 т условного топлива на 1 га обрабатываемой площади.
Расход энергии в солнечных теплицах уменьшается при применении двойного остекления, подвижной защитной тепловой изоляции и усовершенствовании солнечных установок. Аккумулирование теплоты наиболее целесообразно осуществлять в грунте под солнечной теплицей. Для этого днем нагретая в солнечном коллекторе вода пропускается по системе пластмассовых труб, уложенных в грунт на небольшой глубине, и при этом происходит зарядка аккумулятора теплоты. Для использования аккумулированной теплоты в ночное время в трубы подается холодная вода; нагреваясь, она направляется на обогрев гелиотеплицы либо непосредственно, либо после дополнительного подогрева.
Различают два типа солнечных теплиц:
пристроенные к южной стене дома;
отдельно стоящие гелиотеплицы.
Рис. 3 - Форма пристроенных к зданию солнечных теплиц: а - с наклонными светопрозрачными стенками; б - с цилиндрическими светопрозрачными стенками; в - с наклонной крышей и
referat.co
Энергосбережение в сельском хозяйстве — энергосберегающие лампы
Сельское хозяйство потребляет несколько основных видов энергоресурсов:
Для экономии каждого из ресурсов сегодня предусмотрены определенные мероприятия.
Немалую долю объема потребления электричества можно сократить путем внедрения энергосберегающих ламп и соблюдения графика работы электрооборудования.
Для этой же цели необходимо поддерживать электротехнику в исправном состоянии и заменить лампы накаливания.
Хороший результат дает использование энергосберегающих машин вместо старой техники, а также увеличение доли вторичных энергетических ресурсов.
Уменьшить затраты на энергию можно за счет использования биотоплива – рапсового масла.
Оно является отличной альтернативой дизельному топливу, применяемому в сельхозтехнике агропромышленного комплекса.
Будучи более дешевым по сравнению с соляркой, рапсовое масло экологически безопасно и не токсично.
Кроме того, это горючее увеличивает срок службы двигателя, тем самым сокращая затраты на покупку комплектующих для машин.
Энергосбережение в сельском хозяйстве обеспечивается за счет использования при почвообрабатывающих работах комбинированной техники.
Это позволяет сократить трудовые и нефтезатраты (горюче-смазочные материалы) благодаря снижению числа проходов сельскохозяйственных машин по полю.
Примеры такой техники – почвообрабатывающий комплекс ЭРА-П, зерноуборочный комплекс ЭРА-У, которые способны заменить практически весь традиционный парк машин.
Энергосбережение в сельском хозяйстве — ЭРА-П
Для экономии этого жизненно важного для человека и растений ресурса применяются системы капельного полива, подающие воду прямо к корням. Экономия выражается в двух- или трехкратном снижении водопотребления.
В последние годы в качестве действенных мер снижения энергопотребления в агропромышленном комплексе используются:
Энергосбережение в сельском хозяйстве, если оно эффективно, дает колоссальную экономию энергии и сокращает энергоемкость продукции.
Разумеется, целесообразно использовать сразу комплекс соответствующих мер.
Однако даже внедрение части мероприятий приводит к действенным результатам в части энергосбережения.
Энергосбережение в сельском хозяйстве можно начать с модернизации устаревшего оборудования.
Замена используемых систем на не менее эффективные, но более энергоэкономичные процесс порой очень сложный.
Но здесь как в пословице «скупой – платит дважды».
То есть, сэкономив на необходимой реконструкции, хозяйства несут постоянные и огромные потери на использовании энергетически затратных систем и установок.
Но все меняется.
И в сельском хозяйстве начинают понимать, что считать деньги нужно исходя из затрат, а не из чистых прибылей.
Хотя на фоне столь тотальной экономии денежных средств эффективное переоснащении позволяет выделить множество самых дешевых или «не затратных» путей снижения энергопотерь.
А значит и уменьшения денежных затрат.
Это и замена обычных лампочек на их энергосберегающие аналоги.
И использование в работе только исправной и энергозащищенной техники.
И применение простейших технологий введения в работу и широкого использования вторичных энерговырабатывающих систем и устройств.
Увеличивая долю которых, можно значительно снизить расходы на оплату расходуемой электроэнергии первого порядка.
И внедрение в работу биотоплива, максимально недорогого и доступного для каждого сельскохозяйственного объекта.
www.energo-pasport.com
