Розрахунок рекомендованих енергозберігаючих технологій заготівлі і зберігання кормів в СТОВ «Глуховецьке» Козятинського району Вінницької області

4 Розрахунок рекомендованих енергозберігаючих технологій заготівлі і зберігання кормів в СТОВ «Глуховецьке» Козятинського району Вінницької області

4.1 Розрахунок рекомендованих енергозберігаючих технологій заготівлі і зберігання сіна

Заготівлі сіна з люцерни належить важливе місце у створенні міцної кормової бази для тварин. Адже саме це сіно містить найбільше протеїну, до складу якого входять майже всі незамінні амінокислоти, багато мінеральних речовин і вітамінів. Тому воно є бажаним, а для частини тварин і незамінним компонентом раціонів. Проте через біологічні особливості люцерни приготування сіна з неї супроводжується значними втратами найпоживнішої частини рослини — листя й суцвіть, що — істотно позначається на загальній поживності сіна та вмісті протеїну в ньому. Численні дослідження, проведені в нашій та зарубіжних країнах, свідчать, що ці втрати можна значно зменшити шляхом раціональної обробки скошеної маси у процесі польового сушіння. Заготівля сіна є одним із найпоширеніших способів консервування трав і являє собою складний фізіолого-біохімічний процес, який грунтується на висушуванні трави до вологості 17–18%, що виключає розвиток не лише бактерій, а й пліснявих грибів.

Основною метою, що передбачає застосування різних технологічних прийомів при заготівлі сіна, є зниження механічних втрат, що сягають до 10%, а також тих, які викликані біологічними процесами, що відбуваються у траві при висиханні.

Відомо, що у люцерни, як і в більшості трав, приріст вегетативної маси з початку цвітіння проходить за рахунок стебел і суцвіть. Через те, що листя містить у 2–3 рази більше поживних речовин і в 10–15 разів більше каротину, ніж стебла, зменшення частки їх у загальному виході сіна за рахунок механічних втрат у процесі його заготівлі призводить до зниження вмісту багатьох поживних речовин.

Листя люцерни має значно цінніший склад порівняно зі стеблами. У ньому міститься близько 80% протеїну й каротину, а також 70% основних мінеральних елементів, а кормова цінність його протягом вегетації змінюється мало, тоді як стебла швидко грубшають, особливо в нижній частині. До того ж, стебло в люцерни покрите товстим восковим шаром, що затримує сушіння, яке можна прискорити шляхом розплющування його, але це збільшує небезпеку вимивання поживних речовин у дощову погоду.

Листя у покосах люцерни сохне набагато швидше, ніж стебла, різниця у кількості води досягає 10–15%. Так, якщо маса люцерни має вологість 29%, то стебла — 36, а листя — лише 17%.За подовження строків збирання сіна втрати сягають 50% .

Особливо великі втрати листкової маси у несприятливу погоду, вони можуть досягати 27%.

Доведено, що листя люцерни втрачає свою еластичність і стає крихким уже за вологості рослин 50%, тому технологія сінозаготівлі передбачає ворушіння й згрібання пров’яленої маси у валки за вологості трави, що вища від зазначеної.

Якщо ж ворушать, згрібають і складають у копиці майже сухе сіно, то кількість листя, що обсипалося, може досягти 50% і більше від загальної маси, а втрати кормових одиниць і перетравного протеїну за гарної погоди, відповідно, 26–40 і 23%, а за дощової — 60 і 55%.

Значно зростають ці втрати за умов високої врожайності люцерни, коли скошувана зелена маса лягає у покоси щільним шаром, товщина якого може досягати 20 см. Через це навіть у суху та жарку погоду активно висихає лише верхній шар, під яким через відсутність аерації навіть на другу-третю добу в щільно укладеному покосі залишається абсолютно свіжа, інколи пожовкла маса.

І в нас, і за кордоном для прискорення сушіння люцерни застосовують такі технологічні операції, як плющення стебел, ворушіння маси, обертання валків тощо. При цьому віддають перевагу виготовленню пресованого сіна (в тюках або рулонах), завдяки чому механічні втрати за рахунок виключення таких операцій, як згрібання, стягування, складання в копиці, що призводить до обламування листя, зменшуються у 2–2,5 раза.

Виходячи з наведеного та з метою вивчення інтенсивності вологовіддачі, поживності та використання тваринами поживних речовин люцернового сіна, заготовленого з використанням різних технологічних прийомів, у дослідних господарствах Інституту кормів УААН та Вінницької обласної сільськогосподарської дослідної станції було проведено два польових технологічних досліди на чистих посівах люцерни синьої сорту Вінничанка за різних погодних умов.

У дослідах було виділено чотири ділянки поля відповідно до визначених варіантів: 1 (контроль) — маса висушувалася без будь-якої обробки валка; 2 — ворушіння валка проводили один раз на добу, о 10-й годині; 3 — ворушіння валка проводили двічі на добу, о 10-й та 17-й годині.

По досягненні масою вологості 50–60% операцію ворушіння змінювали на обертання валка, а за 20–22% її — пресували в прямокутні тюки щільністю 130–140 кг/м3 прес-підбирачем ПС-1,6 з навантаженням їх у полі.

Для ворушіння зеленої маси та обробітку валків у процесі сушіння люцерни на сіно використовували багатоцільову кормозбиральну машину БКМ-Ф2 з еластичними робочими органами.

Слід зазначити, що заготівлю сіна в обох дослідах проводили за ідентичною технологією, але за різних погодних умов. Так, у першому досліді під час заготівлі сіна кількість опадів становила 25–50 мм (норма — 22–29 мм), відносна вологість повітря — 74–82%. Грунт був насичений вологою, що певною мірою гальмувало процес випаровування води зі скошеної маси з огляду на її гігроскопічність. Температура повітря коливалася в межах 14–29°С.

Другий дослід було проведено за сухої й жаркої погоди. Середньодобова температура повітря коливалася в межах 27–34°С, а відносна вологість повітря становила 49–56%.

Скошували люцерну в обох дослідах косаркою Є-302 у валок без плющення.

Вихідна маса люцерни у першому досліді характеризувалася середньою врожайністю 544 ц/га, у другому — 327 ц/га (другий укіс).

Втрати сухої речовини в результаті оббивання вегетативних частин рослин обчислювали на основі визначення облистяності їх до і після виконання операції, а також частки сухої речовини оббитих частин, які залишалися у траві після її обробки.

Сумарні втрати сухої речовини встановлювали за масою погонного метра валка до пров’ялювання (з визначенням вологості) і за вмістом сухої речовини перед підбиранням готового сіна.

Результати проведених досліджень свідчать, що розмір втрат сухої речовини сіна за одноразової обробки валка за несприятливої погоди зменшується, порівняно з контролем, на 4,5%, а за дворазового — на 1,7%, тоді як за сухої погоди, — відповідно, на 2,6 та 1,3%. Значну частину цих втрат становлять механічні, які зростають, порівняно з контрольним варіантом, за дворазової обробки валка за несприятливої погоди на 1,5%, а за сухої — на 0,9%, а, порівняно з витратами сухої речовини за одноразової обробки валка, — відповідно, на 2,4 та 1,5%.

Більшу частину цих втрат становлять механічні, що зростають за дворазової обробки валка, порівняно з контролем, на 0,9–1,5%, а, порівняно з одноразовою обробкою, — відповідно, на 1,5–2,4%. Механічні втрати відбуваються в результаті оббивання листя в процесі обробки валків. Про це свідчить зменшення облистяності сіна за дворазової обробки валка, порівняно з контролем, на 0,9–1,6, а, порівняно з одноразовою, — на 1,7–3,1%.

Різна кратність обробки валка істотно позначилася на тривалості висушування, проте в основному це залежало від погодних умов. Так, у першому досліді, коли повітря і грунт були насичені вологою, висушування трави тривало на 25 годин більше, ніж у другому. Характерно, що за цих умов одноразова обробка валка сприяла скороченню часу сушіння на 32 години, дворазова — тільки на 11, тоді як за сухої погоди висушування трави в обох варіантах скорочувалося на 24 години. Це пояснюється тим, що за додаткового зволожування маси (знизу — грунтовою вологою, а зверху — росою), дворазова обробка валків не дає бажаного результату, оскільки в процесі цієї обробки трава збивається, через що погіршується рівномірність її розподілу за довжиною та шириною валка.

Наведену технологію заготівлі люцернового сіна впроваджено в низці господарств Вінницької області. [17]

На підставі проведеного мною аналізу мною була запропонована технологія яка наведена в таблиці 4.1

Основним критерієм енергетичного аналізу є коефіцієнт енергетичної ефективності (К_е), який розраховують як відношення енергії що міститься в урожаї (Е_у) до енергії (непоновлюваної), витраченого на його виробництво (Е_нп). Технологію вважаємо енергозберігаючою, якщо:

де  - енергоємність урожаю МДж/га; [13]

е_к – 21,83 МДж/кг – енергоємність 1кг сухої речовини люцерни на сіно;

U-3000 кг/га - урожай люцерни;

К_СР – 0,25 - середній вміст сухої речовини

Витрата не поновлюваної енергії при виробництві культури з розрахунку на 1га:

Е_нп= Е_п+ Е_ее+ Е_н+ Е_мд+ Е_од+ Е_пц+ Е_вод+ Е_пл+ Е_мех

де Е_п - витрата енергії на паливо;

В_П=115 кг/га – витрата палива;

е_П=42,7 МДж/кг – енергетичний еквівалент дизельного палива.

Е_ее – витрати на електроенергію, Е_ее=0;

Е_н – витрата енергії на насіння,

Е_н=Н_н∙е_н=20∙20,2= 404 МДж/кг

Н_н – 20 кг/га – норма висіву люцерни.

е_н - 20,2 МДж/кг – енергетичний еквівалент насіння люцерни.

Е_мд - витрата енергії на мінеральні добрива,

Е_мд= Н_мд∙е_мд=100∙13,6=1360 МДж/кг

Н_мд=100 кг/га – норма внесення мінерального добрива (кальцієва селітра).

е_мд=13,6 МДж/га – енергетичний еквівалент кальцієвої селітри.

Е_од – витрата енергії на органічні добрива, Е_од=0 МДж/га.

Е_пц – витрата енергії на пестецеди, Е_пц=0 МДж/га

Е_вод – витрата енергії на воду, Е_вод=0МДж/га

Е_пл – витрата енергії на людей,

Е_пл=З_пр∙е_пр

З_пр=10,2 люд∙год/га – затрати праці,

е_пр=60,8 МДж/люд∙год – енергетичний еквівалент.

Е_пл=60,8∙10,2=620,16 МДж/га

Е_мех – витрата енергії на використання техніки розраховується в залежності від продуктивності МТА,

Е_тр – енергоємність трактора:

Е_{тр-МТЗ-80} = 76,8 МДж/год,

Е_{тр-Т-150К} = 183,1 МДж/год,

Е_{тр-ЮМЗ-6Л} = 76,5 МДж/год.

Е_зч – енергоємність зчіпки:

Е_{зч СГ-21}=6,4 МДж/год

Е_сгм – енергоємність сільськогосподарських машин:

Е_БД-10 =296 МДж/год,

Е_МВУ-0,5= 144,1 МДж/год,

Е_ПЛН-5-35 = 28,8 МДж/год,

Е_БЗСС-1= 3,6 МДж/год,

Е_{Європак}= 66,4 МДж/год,

Е_СЗУ-3,6 = 158,4 МДж/год,

Е_КРН-2,1М = 22,2 МДж/год,

Е_ВР-7,4 =4,4 МДж/год,

Е_ГРП-3,6 = 35,4 МДж/год,

Е_ПРП-1,6 = 134,3 МДж/год. [12]

n – кількість машин в агрегаті,

W₂ – годинна продуктивність МТА (з технологічної карти).

Витрата енергії на проведення сільськогосподарської операції:

Так як для деяких операцій продуктивність дана в тоннах і витрата матеріалу т/га то

Н_га – норма витрати матеріалу в тоннах на 1гектар

Е_УЗСА-40 = 66,4 МДж/год,

Е_ПЭ-0,8Б = 60,0 МДж/год,

Е_2ПТС-4=75,3 МДж/год,

Е_ПФ-0,5 = 3,3 МДж/год,

Е_ГАЗ-53Б = 53,6 МДж/год. [12]

Витрати не поновлюваної енергії будуть становити:

Е_НП = 4910,5 + 404 + 1360 + 620,16 + (67,78 + 35,6 + 192,6 + 25,73 +67,4 + 106,9 + 50,25 + +10,2 +32,5 + 351,8 + 12 + 4,5 + 152,2 + 59,85) = 8147,42 МДж/кг

Тоді коефіцієнт енергетичної ефективності буде дорівнювати:

Так як К_е≥2 то дана технологія вважається енергозберігаючою.

Важливим показником сільськогосподарського виробництва є коефіцієнт екологічної ефективності:

де П=167364 МДж/га – екологічний поріг.

Так як коефіцієнт К_е.е.=20,54≥5 то дану технологію можна вважати екологічнобезпечною і можна її рекомендувати для впровадження в виробництво в СТОВ «Глуховецьке» Козятинського району Вінницької області. Але для більш детального дослідження необхідно досліди ще хоча б одну технологію. Данна технологія наведена в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 Енергетична оцінка технології вирощування люцерни на сіно, урожайність 23,5 ц/га

Основним критерієм енергетичного аналізу є коефіцієнт енергетичної ефективності (К_е), який розраховують як відношення енергії що міститься в урожаї (Е_у) до енергії (непоновлюваної), витраченого на його виробництво (Е_нп). Технологію вважаємо енергозберігаючою, якщо:

де  - енергоємність урожаю МДж/га;

е_к – 21.83 МДж/кг – енергоємність 1кг сухої речовини люцерни па ссіно;

U- 2350кг/га - урожай люцерни;

К_СР – 0.25 - середній вміст сухої речовини

Тоді коефіцієнт енергетичної ефективності

Визначаємо коефіцієнт енергетичної ефективності

де П=167364 МДж/га – екологічний поріг.

Так як Ке і Ке в другій технології менше за 2 то данну технологію можна вважати не енергозберігаючою і рекомендувати господарству впроваджувати першу енергозберігаючу технологію даже не зважаючи на те що коефіцієнт екологічної ефективності в другій технології більший.