Площа га

2006

2007

№

Назва операції

Якісні та об'ємні показники

Склад МТП

Обслуговуючий персонал

Продуктивність

Витрати палива, кг

Затрати праці, люд. - год.

Трактор, автомобіль

С-г машинa

К-ть с-г маш. в агрегаті

Тракторист

Допо-міжний персонал

за год

за зміну

на 1 т.

на 1 га.

на 1 т.

на 1 га.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

Дискування

1 га

Т-150К

ЛДГ-15

1

1

-

8,4

58,8

-

2,5

-

0,12

2

Навантаження орг. добрив

30 т

Т-150

ПФП-2

1

1

-

80

560

0,173

5,2

0,06

0,19

3

Транспорт. і внесення орг. Добрив

30 т

Т-150К

ПРТ-10

1

1

-

20

140

1,0

30

0,05

1,58

4

Навантаження мін. добрив

0,8 т

ЮМЗ-6Л

ПЭ-0,8Б

1

1

-

60

420

0,133

0,11

0,014

0,1

5

Транспорт. і внесення мін. Добрив

1 га

МТЗ-80

МВУ-5

1

1

-

6,2

43,4

-

1,6

-

0,16

6

Оранка

1 га

Т-150К

ПЛН-5-35

1

1

-

1,5

10,5

-

13,66

-

0,67

7

Закриття вологи

1 га

Т-150

С-18А+БЗТС-1

1+18

1

-

10,3

72,1

-

1,4

-

0,1

8

Транспортування води

0,3 т

МТЗ-80

ЗЖВ-1,8

1

1

-

2,7

18,9

3,7

1,1

0,37

0,11

9

Приготування робочої рідини

0,3 т

МТЗ-80

АПЖ-12

1

1

1

6

42

1,67

0,5

0,33

0,1

10

Обприскування гербіцидом

1 га

МТЗ-80

ОП-2000

1

1

-

3,8

22,8

-

2,63

-

0,26

11

Боронування

1 га

Т-150

С-18А+БЗТС-1

1+18

1

-

10,3

72,1

-

1,4

-

0,1

12

Передпосівний обробіток

1 га

Т-150К

Європак

1

1

-

3,7

25,9

-

6,5

-

0,27

13

Транспорт. насіння і мін. добрив

0,15 т

МТЗ-80

2ПТС-4

1

1

-

6

42

1,33

0,2

0,167

0,03

14

Сівба

1 га

МТЗ-80

СУПН-8

1

1

1

2

14

-

5,0

-

1,0

15

Досходове боронування

1 га

МТЗ-80

С-11У+ЗОР-0,7

1+6

1

-

4,2

29,4

-

2,4

-

0,4

16

Післясходове розпушування міжрядь

1 га

МТЗ-80

КРН-5,6

1

1

-

2,5

17,5

-

4,0

-

0,4

17

Транспортування води

0,3 т

МТЗ-80

ЗЖВ-1,8

1

1

-

2,7

18,9

3,7

1,1

0,37

0,11

18

Приготування робочої рідини

0,3 т

МТЗ-80

АПЖ-12

1

1

1

6

42

1,67

0,5

0,33

0,1

19

Обприскування гербіцидом

1 га

МТЗ-80

ОП-2000

1

1

-

3,8

22,8

-

2,63

-

0,26

20

Міжрядний обробіток

1 га

МТЗ-80

КРН-5,6

1

1

-

2,5

17,5

-

4,0

-

0,4

21

Підживлення рослин

1 га

МТЗ-80

КРН-5,6

1

1

-

2,5

17,5

-

4,0

-

0,4

22

Збирання на силос

1 га

КСК-100

-

-

1

-

1,3

9,1

-

5,7

-

1,769

23

Транспортування силос. маси

50 т

МТЗ-80

ПСВ-12,5

1

1

-

5

35

2

100

Для оцінки даної технології з точки зору енергетичних затрат необхідно провести енергетичний аналіз даної технології. Основним критерієм енергетичного аналізу є коефіцієнт енергетичної ефективності Ке який розраховують, як відношення енергії, що міститься в урожаї (Еу) до енергії (не поновлюваної) витраченого на його виробництво (Енп)

(1)

де - енергоємність урожаю МДж/га; (2)

е_к – 16,39 МДж/кг – енергоємність 1кг сухої речовини кукурудзи на силос;

U-28000 кг/га - урожай кукурудзи;

К_СР – 0,25 - середній вміст сухої речовини

(2)

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 (3)

де Е_п - витрата енергії на паливо;

В_П= 241,13 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=150∙17,6= 2640 МДж/кг (4)

Н_н – 150 кг/га – норма висіву кукурудзи.

е_н - 17,60 МДж/кг – енергетичний еквівалент насіння кукурудзи.

Е_мд - витрата енергії на мінеральні добрива,

Е_мд= Н_мд∙е_мд=1100∙27,6=30360 МДж/кг (5)

Н_мд=1100 кг/га – норма внесення мінерального добрива (кальцієва селітра).

е_мд=27,6 МДж/га – енергетичний еквівалент аміачної селітри.

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

Еод =Нод ∙ еод=30000 ∙ 0,42=12600 МДж/га (6)

Нод =30000 кг/га – норма внесення органічних добрив

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

Е_пц = Нпд ∙ епд =314,9 ∙ 10= 3149 МДж/га (7)

епд =314,9 МДж/кг – енергетичний еквівалент гербіциду

Нпд = 10кг/га – витрати пестициду

Евод – витрати енергії на воду

Евод =Нвод ∙ евод = 2,3 ∙ 0,3= 0,69 МДж/га (8)

евод = 2,3 МДж/м енергетичний еквівалент води;

Нвод = 0,3 м³ /га – витрати води.

Епл – витрати енергії на працю людей

Епл = Зпл ∙ епр = 19,8 ∙ 60,8 =1203,84 МДж/га

Зпр =19,8 люд/га – затрати праці

епр = 60,8 МДж/люд.год. – енергетичний еквівалент людської праці

Емех – витрата енергії на використання техніки розраховується в залежності від продуктивності МТА.

(9)

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_{тр-Т-150К} = 169,5 МДж/год,

Е_зч – енергоємність зчіпки:

Е_{зч С-18А}=141,0 МДж/год

Е_{зч С-11У}=56,0 МДж/год

Е_сгм – енергоємність сільськогосподарських машин:

Е_ЛДГ-15=301,2 МДж/год,

Е_ПФП-2= 120,0 МДж/год,

Е_ПРТ-10 = 315,3 МДж/год,

Е_ПЭ-0,8Б = 115,2 МДж/год,

Е_МВЧ-5= 144,1 МДж/год,

Е_ПЛН-5-35 = 28,8 МДж/год,

Е_БЗТС-1 = 4,3 МДж/год,

Е_АПЖ-12=44,7 МДж/год,

Е_ЗЖВ-1,8= 60,4 МДж/год,

Е_ОП-2000 = 376,4 МДж/год.

Е_{Європак}= 66,4 МДж/год,

Е_2-ПТС-4 = 75,2 МДж/год,

Е_СУПН-8 = 120,5 МДж/год,

Е_ЗОР-0,7=3,8 МДж/год,

Е_КРН-5,6= 66,3 МДж/год,

Е_Д-606 = 167,3 МДж/год.

Е_ПСВ-12,5= 66,3 МДж/год,

Е_КСК-100 = 748,9 МДж/год.

Витрати енергії на проведення сільськогосподарських операцій по вирощуванню кукурудзи на силос, враховуючи що для операцій продуктивність яких дана в і витрата матеріалу в т/га витрат енергії визначається за формулою.

(10)

Витрати не поновлюваної енергії будуть становити.

Енп =10296,25+2640+30360+12600+3149+0,69+1203,84+(57,65+1,56 +747,45+2,5+35,62+141,26+37,6+15,24+6,07119,26+67,43+2,3+98,65+37,04+ +57,24+576+ +1451+211,8+167,3)=64189,79 МДж/га

Тоді коефіцієнт енергетичної ефективності буде становити:

Так як Ке не більше 2, то дана технологія є не енергозберігаючою і має бути замінена на енергозберігаючу.

Розраховуємо також коефіцієнт екологічної ефективності

1.3 Аналіз механізованих технологій заготівлі та зберігання сіна

В СТОВ «Глуховецьке» сіно заготовляють способом пресування в тюки і зберігають дані тюки на території ферми в приміщенні. Механізована технологія заготівлі та зберігання сіна наведена в таблиці №1.4

Для того щоб оцінити доцільність даної механізованої технології необхідно визначити коефіцієнт енергетичної ефективності, який визначається за формулою

де - енергоємність 1кг.суої речовини люцерни на сіно

е_к – 21.83 МДж/кг – енергоємність 1кг сухої речовини люцерни на сіно;

U- 2000кг/га - урожай люцерни;

К_СР – 0.25 - середній вміст сухої речовини

Витрати не поновлюваної енергії при виробництві культури береться з формули

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=83,77 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,

Таблиця №1.4. Технологічна карта вирощування люцерни на сіно

Допоміжний персонал

за год.

за зміну

на 1 т.

на 1 га.

на 1 т.

на 1 га.

1

Дискування

1 га

Т-150К

БД-10

1

1

-

5,5

38,5

-

3,3

-

0,18

2

Навантаження мін. добрив

0,1 т

ЮМЗ-6Л

ПЭ-0,8Б

1

1

-

60

420

0,133

0,07

0,014

0,07

3

Транспорт. і внесення мін. добрив

1 га

МТЗ-80

МВУ-5

1

1

-

6,2

43,4

-

1,6

-

0,16

4

Оранка

1 га

Т-150К

ПЛН-5-35

1

1

-

1,1

7,7

-

16

-

0,91

5

Закриття вологи

1 га

Т-150

С-18А+БЗСС-1

1+18

1

-

10,3

72,1

-

1,4

-

0,1

6

Передпосівний обробіток

1 га

Т-150К

Європак

1

1

-

3,7

25,9

-

6,5

-

0,25

7

Сівба

1 га

МТЗ-80

СЗУ-3,6

1

1

-

2,2

15,4

-

4,5

-

0,45

8

Скошування

1 га

МТЗ-80

КПРН-3

1

1

-

1,2

8,4

-

8,3

-

0,83

9

Ворушіння

1 га

Т-25А

ГВК-6

1

1

-

2,5

17,5

-

4,0

-

0,25

10

Згрібання у валки

1 га

Т-25А

ГВК-6

1

1

-

2,5

17,5

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_пл – витрата енергії на людей,

Е_пл=З_пр∙е_{пр = 60,8·6,87= 417,69}

З_пр=6,87 люд∙год/га – затрати праці,

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

Емех – витрата енергії на використання техніки розраховується в залежності від продуктивності МТА.

Для операції продуктивність яких дана в тоннах і витрата матеріалу в т/га витрата енергії визначається за формулою.

Е_тр – енергоємність трактора:

Е_{тр-Т-150К} = 183,1 МДж/год,

Е_{тр-МТЗ-80} = 76,8 МДж/год,

Е_{тр-ЮМЗ-6Л} = 76,5 МДж/год,

Е_тр-Т-150 = 169,5 МДж/год,

Е_тр-Т-25 = 48,3 МДж/год,

Е_зч – енергоємність зчіпки:

Е_{с -18А}=141,0 МДж/год

Е_смг – енергоємність сільськогосподарських машин:

Е_БД-10=296 МДж/год,

Е_НЭ-0,85= 115,2 МДж/год,

Е_МВУ-5 = 144,1 МДж/год,

Е_ПЛН-5-35 = 28,8 МДж/год,

Е_{Європак}= 66,4 МДж/год,

Е_БЗСС-1 = 3,6 МДж/год,

Е_СЗУ-3,6=158,4 МДж/год,

Е_КПРН-3= 194,8 МДж/год,

Е_ГВК-6 = 147,3 МДж/год.

Е_ПРП-1,6 = 134,3 МДж/год,

Е_2ПТС-4 = 75,3 МДж/год,

Е_ЗОР-0,7=3,8 МДж/год,

Е_ПФ-0,5= 3,3 МДж/год,

Визначаємо витрати енергії на проведення сільськогосподарських операцій по вирощуванню люцерни на сіно:

Загальні витрати не поновлюваної енергії будуть становити :

Енп=3576,97+404+13060+417,69+(87,1+0,3+35,6+192,6+36,43+67,4+106,9+ +226,3+78,24+78,24+351,8+101,4+39,9)=7160,87 МДж/га

Тоді коефіцієнт енергетичної ефективності буде становити:

Також розраховуємо коефіцієнт екологічної ефективності

Дана технологія є енергозатратною і має бути вдосконалена.

1.4 Аналіз механізованих технологій заготівлі та зберігання комбікормів

В господарствах Вінницької області фуражний ячмінь є основною культурою для виробництва комбікормів. Тому я і буду проводити енергетичний аналіз заготівлі та зберігання ярого ячменю в СТОВ «Глуховецьке». Технологія вирощуванню ячменю наведено в таблиці 1.5.

Таблиця 1.5. Технологічна карта заготівлі ячменю

Змішування мін. Добрив

МТЗ-80

СЗУ-20

1

1

-

60

420

0.133

1

0.014

0.07

3

Транспорт. і внесення орг. добрив

МТЗ-80

ІРМГ-4

1

1

-

5.8

40.6

-

1,4

-

0.18

4

Розпушування

Т-150К

ЛГ-3-5

1

1

-

2.6

18.2

-

6,9

-

0.82

5

Культивація

Т-150

Європак

1

1

3

4.2

29,4

-

4,4

0.313

6

Передпосівна культивація

Т-150

РВК-5,4

1

1

-

3.8

26,6

-

3,8

0.26

7

Перевезення насіння

МТЗ-80

2ПТС-4

1

1

-

6

42

0,25

0,03

8

Навантаження добрив

вручку

-

-

-

2

500

-

-

-

-

4,3

9

Перевезення мін. добрив

ЮМЗ-6Л

2ПТС-4

1

1

6

42

2,5

0,03

10

Завантаження мін. добрив у сівалку

вручку

2

500

3500

-

4,3

11

Сівба з підсівом трав

ДТ-75

СП-11+ 3СЗ-3.6

3

1

3

4,2

29,4

2,6

0,313

12

Транспортування води

ГАЗ-53Б

-

1

1

-

2,7

18,9

-

0,25

0,11

13

Приготування робочого розчину

Для енергетичної оцінки даної технології необхідно визначити коефіцієнт енергетичної ефективності

де - енергоємність урожаю

е_к – 19.13 МДж/кг – енергетичний еквівалент ячменю;

U- 2760кг/га - урожай ячменю;

К_СР – 0,86 - середній вміст сухої речовини

Витрати не поновлюваної енергії при виробництві культури з розрахунку на 1 га

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=57,34 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=160∙19,13= 3060,8 МДж/кг

Н_н – 160 кг/га – норма висіву ячменю.

е_н - 19,13 МДж/кг – енергетичний еквівалент насіння ячменю.

Е_мд - витрата енергії на мінеральні добрива,

Е_мд= Н_мд∙е_мд=700∙27,6=19320 МДж/кг

Н_мд=700 кг/га – норма внесення мінерального добрива (аміачна селітра).

е_мд=27,6 МДж/га – енергетичний еквівалент аміачної селітри.

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

Е_пц – витрата енергії на пестициди.

Е_пц – Н_пц· е_пц=314,9·10=3149 МДж/га

е_пц =314,9-енергетичний еквівалент пестициду

Н_пц=10 кг/га – витрата пестициду.

Е_вод – витрата енергії на воду.

Е_вод = Н_вод · е_вод = 0,3 · 2,3 = 0,69 МДж/га

Н_вод=0,3 м³/га – витрата води

е_вод=2,3 МДж/м³ – енергетичний еквівалент води.

Е_пл – витрата енергії на працю людей

Е_пл=З_пр · е_пр = 60,8 · 17,416 = 1058,89 МДж/га.

З_пр=17,416 люд∙год/га – затрати праці,

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

Емех – витрата енергії на використання техніки розраховується в залежності від продуктивності МТА.

Е_тр – енергоємність трактора:

Е_{тр-Т-150К} = 183,1 МДж/год,

Е_{тр-МТЗ-80} = 76,8 МДж/год,

Е_{тр-ЮМЗ-6Л} = 76,5 МДж/год,

Е_тр-Т-150 = 169,5 МДж/год,

Е_тр-ДТ-75 = 48,3 МДж/год,

Е_{тр-РСМ-10} = 1359,0 МДж/год,

Е_{тр-ГАЗ-53Б} = 53,6 МДж/год.

Е_зч – енергоємність зчіпки:

Е_{сп -114}=56,0 МДж/год

Е_сгм – енергоємність сільськогосподарських машин:

Е_БДТ-7=280,0 МДж/год,

Е_ІРМГ-4= 127,5 МДж/год,

Е_ЛГ-3-5 = 18,18 МДж/год,

Е_{Європак}= 66,4 МДж/год,

Е_РВК-5,4 = 149,4 МДж/год,

Е_СЗУ-20=233,1 МДж/год,

Е_СЗ-3,6= 155,2 МДж/год,

Е_СТК = 63,2 МДж/год.

Е_ОПВ-1200 = 376,2 МДж/год,

Е_2ПТС-4 = 75,3 МДж/год,

Е_ВТУ-10=37,5 МДж/год,

Е_СПР-0,5= 15,3 МДж/год,

Враховуючи, що для операцій продуктивність яких дана в тоннах і витрата матеріалу в т/га витрата енергії буде становити:

То втрати на енергію будуть становити:

Загальні витрати не поновлюваної енергії будуть становити :

Енп=2448,4+3060,8+19320+3149+0,69+1058,89+(81,7+3,099+35,2+72,18+56,1+83,9+25,35+25,3+47,96+5,9+23,28+119,13+1192,1+4,0+155,25+68,85)=31037,97 МДж/га

Тоді коефіцієнт енергетичної ефективності буде становити:

Так як К_е < 2 то дано технологія є енергозатратною.

Розраховуємо також коефіцієнт екологічної ефективності

П=167364 – екологічний поріг.

Враховуючи данні розрахунки можна зробити висновок, що технологія заготівлі ячміню в СТОВ «Глуховецьке» енергозатратна і має бути вдосконалена.

2 Загальні моделі ведення енергозберігаючого сільського господарства на сучасному етапі розвитку агропромислового комплексу

Українська влада взяла чіткий курс на створення бренду України як державищо продукує екологічну продукцію. За таких умов актуальним стає ефективне використання наших біологічних ресурсів та мінімальне застосування - антропогенних (агрохімії, диз-палива та ін.). Актуальність обраного напряму, з одного боку, зумовлена широкими можливостями українських земель та зростаючою потребою в чистій продукції у світі. [17]

Всі види ресурсів, зокрема енергоносії, технічні засоби, праця людей, вода мають певну цінність і відповідно, підлягають ретельному обліку при їхньому перерозподілі. І тільки ґрунтові фактори родючості не мають ціни та не контролюються. Це створює умови для широкого використання їх з метою отримання прибутку, що супроводжується інтенсивною деградацією земельних ресурсів та їхнім виснаженням. Однак унікальність ґрунтового покриву полягає в тому, що він є надійним, екологічно безпечним джерелом поновлювальної енергії, яка в процесі сільськогосподарського виробництва зв'язується рослинами завдяки фотосинтезу. При цьому рівень природного потенціалу продуктивності в різних ґрунтово-кліматичних умовах суттєво змінюється і встановлюється у варіантах стаціонарних дослідів без застосування добрив і меліорантів, які моделюють найбільш розповсюджену сучасну практику ведення сільськогосподарського виробництва. Наприклад, в західному Лісостепу на чорноземі опідзоленому на контролі вихід енергії з урожаєм основної і побічної продукції культур 5-пільної зерно-просапної сівозміни у середньому сягає 105 ГДж/га (2 ГДж 1 ц кормових одиниць (к.о.) В інших ґрунтово-кліматичних умовах енергія, що отримується з врожаєм, коливається в середньому у межах 70-90 ГДж/га. Це свідчить про те, що при дотриманні вимог агротехнологій тільки за рахунок природної родючості ґрунту можна забезпечити досить високу продуктивність посівів. Для порівняння, витрати антропогенних ресурсів в енергетичному еквіваленті (Еа) при таких агротехнологіях щорічно складають лише 10-13 ГДж/га, відповідно, окупність 1 ГДж урожаєм сягає 8-9 ГДж/га (коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее). [18]

Однак слід враховувати, що в цьому випадку мають місце значні втрати ґрунтової енергії (Ег), зосередженої в органічній речовині і в запасах елементів живлення — до 30 ГДж/га на рік. Очевидно, що відповідно до закону збереження енергії безповоротне використання енергетичного потенціалу ґрунтів супроводжується їх енергетичною деградацією і зниженням продуктивності з темпом у середньому 1-1,5 ц к.о./га за рік. Для оцінки цих процесів в масштабах України на основі узагальнення багаторічних експериментальних даних були розроблені гіпотетичні сценарії функціонування агроекосистем (табл.2.1).

Таблиця 2.1. Баланс енергії при різних сценаріях розвитку сільськогосподарського виробництва

*середній раціон на одну людину – 2480ккал

**з розрахунку на 50 млн. чоловік

***36 млн. т нафти, 72 млрд. м³ природного газу

Модель 1 — всі земельні ресурси використовуються як природні кормові угіддя з продуктивністю 1,5 т к.о./га (1 т к.о. 20 ГДж; 1 т дизельного пального 40 ГДж). Рослинна біомаса згодовується тваринам, а вироблені продукти харчування — для покриття внутрішніх потреб або на реалізацію на світовому продовольчому ринку. При цьому затрати антропогенних ресурсів, головним чином це праця людей і тяглова сила тварин, можуть бути відносно незначні (до1 ГДж/га). За рахунок високого рівня рециркуляції біогенних елементів з відходами тваринництва забезпечується збереження ґрунтового енергетичного потенціалу, продуктивність сільськогосподарських угідь зростає. При розгляді цього сценарію стає зрозумілим значення тваринництва як з точки зору акумуляції і концентрації енергії, розподіленої на великій площі у вигляді рослинної біомаси, особливо її малоцінної частини, так і з позицій відновлення енергетичного потенціалу ґрунтів.

Модель 2 відбиває сучасний стан — спеціалізація переважно рослинницька, продуктивність сільськогосподарських угідь на рівні 2,5 т к.о./га, мінеральні добрива практичнр не використовуються, витрати антропогенної енергії складають на рівні 10 ГДж/га. При такому сценарії вся продукція виробляється за рахунок природної родючості ґрунтів. У стаціонарних агротехнічних дослідах такий стан моделюється у варіантах без добрив (контроль), де за рахунок мінералізації органічної речовини ґрунту і систематичного відчуження з урожаєм біогенних елементів запаси енергії щорічно скорочуються у середньому за ґрунтовими відмінностями на 15 ГДж/га.

Модель 3 — продуктивність земель на рівні 5,0 т к.о./га, з максимальними значеннями до 10,0 т к.о./га, що відповідає комбінованій рослинницько-тваринницькій спеціалізації та рівню накопичення рослинної біомаси в стаціонарних дослідах на фоні органічних і органо-мінераль-них систем удобрення. За таких агротехнологій і, особливо, за наявності у сівозмінах багаторічних бобових трав, забезпечується розширене відтворення родючості ґрунту, зростає рівень його окультуреності і ефективної родючості. Однак порівняно з контрольними варіантами (модель 2) енергоємність виробництва значно збільшується і становить у середньому 25 ГДж/га (техніка — 15 %, енергоносії — до 20 %, добрива — до 50 %, пестициди і насіння - 15-20 %). [17]

Потреба населення в продуктах харчування встановлювалася, виходячи з середніх добових раціонів на людину 2480 ккал. Для виробництва відповідних продуктів необхідно витратити приблизно 2,8 к.о., а для задоволення потреб 50 млн. населення на рік необхідно до 50 млн. т к.о. рослинної біомаси. В енергетичному еквіваленті це відповідає 1 млрд. ГДж. Таким чином, позитивну частину балансу енергії в агросфері визначає рівень продуктивності сільськогосподарських угідь, від'ємну — витрати антропогенної енергії, скорочення енергопотенціалу ґрунту, а також витрати енергії рослинної біомаси на виробництво продуктів харчування для внутрішніх потреб. При тваринницькій спеціалізації (модель 1) і за сучасного стану аграрного виробництва (модель 2) баланс врівноважується, при реалізації третьої моделі додаткове накопичення біологічної енергії сягне 2 млрд. ГДж. Якщо в Україну щорічно імпортується близько 36 млн. т нафтопродуктів та 72 млрд. м³ природного газу, які в енергетичному еквіваленті відповідають 3,6 млрд. ГДж, то компенсація енергії вуглеводнів за рахунок рослинної біомаси може становити понад 50 %. [16]

Наведеш гіпотетичні моделі свідчать про високий природний потенціал продуктивності агросфери України, особливо за наявності розвинутої тваринницької галузі. Однак при реалізації на практиці третьої моделі розвитку аграрного виробництва вирішується триєдине завдання: досягається повне забезпечення населення власними продуктами харчування, відновлюється і зростає потенціал продуктивності земельних ресурсів та компенсується значна частина або, за певних умов, навіть всі енергоносії зовнішнього виробництва. Зрозуміло, що мова йде лише про гіпотетичні моделі, однак вони будуються на конкретних результатах досліджень та розкривають значення сільськогосподарського виробництва в забезпеченні енергетичної незалежності і продовольчої безпеки держави.

Важливо також, що енергоносії можна співвідносити з рослинною біомасою не тільки за енергетичними еквівалентами, але й у вартісних показниках. Наприклад, ціни на нафтопродукти (бензин, дизельне пальне) в Україні складаються на рівні 2,5-3,0 грн. за літр. З іншого боку, для виробництва 1 кг м'яса ВРХ необхідно витратити приблизно 8 к.о. рослинної біомаси. При цінах на м'ясопродукти на рівні 25 грн. вартість 1 к.о. буде становити близько 3 грн. Аналогічне співвідношення існує по молоку, вартість якого після знежирення сягає 2,5 грн., при витратах кормів 1 к.о. на 1 літр. Така ж ситуація з хлібопродуктами, цукром, жирами. Отже рослинна біомаса за цінністю не поступається іншим енергоносіям, а найбільш вигідне її використання досягається шляхом формування спеціалізації, максимально адаптованої до конкретних умов виробництва. При формуванні абс вдосконаленні сільськогосподарського виробництва необхідно прагнути до розвитку його галузевої структури. Це супроводжується: створенням замкнутих виробничих циклів, коли відходи однієї галузі є сировиною для іншої, а найбільш важливі речовини використовуються багаторазово з колообігу з невисокими втратами при мінімальному залученні ресурсів зовнішнього походження. Так, наприклад, за спеціалізації виробництва з навантаженням тварин 2 голови ВРХ на 1 гектар сільськогосподарських угідь, з гноєм (20 т/га) :^: ґрунт повертаються майже всі елементи живлення (80 % азоту, 95 % фосфору і 90 % калію), відчужені з рослиною біомасою. При цьому порівняно з рослинницькою легалізацією потреба в мінеральних добривах знижується до мінімуму, а економія коштів для землекористування площею 2-3 тис. га і може сягати 300-400 тис. грн. на рік. Це пояснюється тим, що з тваринницькою продукцією за межі господарства вилучається у багато разів менше біогенних елементів, ніж з рослинницькою. Слід враховувати, що така спеціалізація по ВРХ для забезпечення повноцінної годівлі тварин передбачає наявність в структурі посівних площ 25-30 % багаторічних бобових трав, які за вегетаційний період накопичують у ґрунті до 120 кг/га біологічного азоту. Еквівалентна кількість мінеральних добрив має вартість близько 300 грн.

Нетоварна частина урожаю при розвинутому тваринництві практично повністю використовується на корм і підстилку та фактично є обов'язковою умовою утримання чисельного поголів'я. За відсутності тваринництва багаторічні трави не вирощують, а відходи рослинництва у вигляді соломи, стебел, гички можуть створювати додаткові труднощі технологічного характеру, пов'язані з їх утилізацією та зростаючими ризиками зниження врожайності наступних культур у випадку неправильного застосування відходів рослинництва на добриво. Результати багаторічних досліджень свідчать, що використання побічної продукції рослинництва у більшості випадків виявилося малоефективним і в сівозмінах без трав не забезпечує відтворення гумусного стану ґрунту. Однак її доповнення повним мінеральним удобренням 150-200 кг/га наближається до класичного поєднання гною і мінеральних добрив.

Ефективність рослинництва в межах агроекосистеми без залучення зовнішніх ресурсів, тобто без застосування мінеральних добрив, може суттєво підняти за рахунок оптимізації колообігу речовини в системі "сівозміна — селітебна зона". Досягається це – за наявності у приватному секторі значної кількості тварин, шляхом концентрації і вивезення органічних добрив з населених пунктів на поля. Одночасно вирішуються екологічні проблеми, оскільки скупчення тваринництва у приватному секторі і перерозподіл біогенних елементів з усього землекористування в селітебні території, супроводжується накопиченням в ґрунті присадибних ділянок до 2000 мг/кг рухомого фосфору, до 1000 обмінного калію, великої кількості важких металів та підвищенням концентрації нітратів в питній воді до рівня 2000 мг/л, що більш ніж у 40 разів перевищує гранично допустимий коефіцієнт.

Відомо, що реалізація готової продукції набагато вигідніше ніж продаж сировини. Однак слід розглянути інший позитивний аспект доповнення основної виробничої діяльності переробкою вихідної рослинницької і тваринницької продукції. Наприклад, при переробці зерна на борошно кількість відходів складає приблизно 40% вихідної маси. При цьому висівки, з одного боку, є цінним концентрованим кормом для тварин, з іншого — в них зосереджена значна кількість елементів живлення рослин. Так, якщо вміст азоту, фосфору і калію в 1 кг пшеничного борошна становить у середньому 19, З и 5 г, то у висівках — відповідно 21, 6 і 12 г. Отже при переробці 1000 т зерна, порівняно з його прямою реалізацією, з висівками у систему повертається понад 15 т елементів живлення, що в перерахунку на мінеральні добрива може бути еквівалентним 40-50 тис. грн. Це ж стосується насіння соняшнику, коренеплодів цукрових буряків, цільного молока та ін.

Важливе значення у підвищенні ефективності виробництва повинно приділятися забезпеченню "герметичності" колообігу біогенних елементів при їх рециркуляції. Наприклад, якщо стадо ВРХ нараховує 1000 голів, то накопичення свіжого гною за рік може сягнути 10 тис. т. Вміст загального азоту в ньому становить 0,45 %, або 45 т. Зберігання упродовж 4-х місяців в неущільненому стані супроводжується втратою 31 % цього елементу, а при щільній укладці —11%. Отже порушення технології зберігання такої кількості гною супроводжується втратою 10 т азоту, що прирівнюється майже до 30 т аміачної селітри. Зменшення кількості підстилки з 4 до 2 кг на 1 голову на добу в результаті 4-місячного зберігання гною призведе до недобору 14 т азоту, а заміна солом'яної різки (10 см) на неподріблену солому пов'язана з втратою 4 т цього елемента.

Таким чином, створення низки подібних замкнутих циклів на всіх етапах виробничої діяльності забезпечує суттєву економію антропогенних ресурсів, система набуває вищої сталості, конкурентоспроможності і, що особливо важливо, зростає її незалежність від зовнішніх факторів. Переконатися в цьому дозволяє аналіз деяких особливостей останніх двох років. Так у 2004 р. валовий збір зерна озимої пшениці склав 17,5 млн. т більша частина якого за якісними характеристиками виявилася нижче вимог 3-го класу. Ціни на ринку зерна, відповідно, склалися також невисокими. За таких умов в багатьох випадках було значно вигідніше замість прямої реалізації "трансформувати" зерно у тваринницьку продукцію. При рекордно високих закупівельних цінах на молоко і м'ясо у 2004 р. господарства з розвинутим тваринництвом, безперечно, опинилися у більш вигідному становищі, ніж при суто рослинницькій спеціалізації.

Навпаки, в екстремальному 2003 р., коли валовий збір зерна озимої пшениці склав лише 3,6 млн. т, за на явності розвинутої тваринницької галузі раціони годівлі можна було обмежити грубими і соковитими кормами, а всі надлишки зерна, безперечно, було вигідніше реалізувати за високими цінами в умовах гострого дефіциту насіннєвого матеріалу.

На відміну від суто рослинницької спеціалізації за рахунок вдосконалення галузевої структури господарства, окрім підвищення сталості й незалежності виробництва, також забезпечується систематичне збільшення родючості ґрунтів за рахунок поступового їх окультурення.

На даний час земельні ресурси України використовуються нераціонально. У процесі неконтрольованої виробничої діяльності відбувається їх інтенсивне виснаження, що вимагає відповідних регулюючих заходів з боку держави. Разом з тим аграрний сектор має високий потенціал виробництва поновлюваної енергії у вигляді рослинної біомаси, яка при раціональному використанні за своєю цінністю не поступається іншим енергоносіям. Реалізувати цей потенціал можна тільки через суб'єктів господарської діяльності шляхом раціонального використання природних і техногенних ресурсів в оптимальному їх поєднанні стосовно конкретних умов. Навіть при високому рівні підготовки керівників і персоналу самостійно вирішити задачу комплексної міжгалузевої оптимізації без спеціальних досліджень та багатоваріантного моделювання практично неможливо у зв'язку з багатофакторністю і складністю аграрних виробничих систем. В Інституті гідротехніки і меліорації УААН опрацьовується і вдосконалюється методологія та розробляються сучасні інформаційні технології комплексного формування екологобезпечного та конкурентоспроможного аграрного виробництва, які доцільно широко використовувати на практиці. [17]

3 Сучасний стан механізації кормовиробництва вУкраїні

3.1 Стан та перспективи розвитку кормовиробництва в Україні. Роль галузі в агропромисловому комплексі

Роль галузі кормовиробництва для нових агроформувань різних форм власності зростає: по-перше, забезпеченість кормами є лімітуючим фактором реалізації генетичного потенціалу продуктивності сільськогосподарських тварин і птиці, по-друге, з економічної точки зору корми є важливою статтею витрат у тваринництві. Так, за даними НІД кормів УААН, у 2007 році серед усіх матеріальних затрат, що увійшли в собівартість продукції сільськогосподарського виробництва в цілому, корми складали 3491,6 млн. грн., або 28,9%; в собівартості продукції тваринництва — 71,7%. Отже, від забезпечення кормами та їх якості залежить рівень продуктивності тваринництва та конкурентоспроможність продукції на ринку. Однак за даними Державного комітету статистики України, останніми роками дефіцит кормового білка становить 25-30%, що потребує нового підходу та суттєвих змін у формуванні кормової бази.

Багаторічними дослідженнями доведено, що у кормовиробництві відбуваються значні зміни структурного характеру. Так, за останні 16 років (від 1991 до 2007), за даними Держкомстату України, площі кормових культур в Україні зменшилися від 11,5 до 7,1 млн. га, відповідно частка їх у загальній посівній площі сільськогосподарських культур зменшилась від 36,1 до 25,9%. При цьому в 1991-1996 роках зазначений показник характеризувався стабільністю і, наприклад, у 1994 році становив 38,3%, а потім (1997-2000 рр.) різко зменшився, зокрема у Лісостепу на 25%. Останніми роками в Україні значними темпами відроджує галузі тваринництва — зростає значення нарощування обсягів виробництва кормів та поліпшення їх якості. [9]

Загальна площа земельних ресурсів України становить 60 млн. 354 тис. га, у тому числі сільськогосподарських угідь — 41 млн. 817 тис. га, серед яких: орні землі — 32 млн. 537 тис. га, сіножаті — 2 млн. 407 тис. га, пасовища — 4 млн. 523 тис. га. Структуру сільськогосподарських угідь станом на 01.01.2008 р. наведено на рис. 6.1.

За даними науково-дослідних установ України, вирішальну роль у збільшенні обсягів виробництва різних видів повноцінних кормів повинне відігравати польове кормовиробництво, одним із ресурсів інтенсифікації якого є оптимізація посівних площ кормових культур. Поліпшення структури посівних останніх повинне спрямовуватись на розширення площ бобових трав у кормовій групі до 50%. Належну увагу слід приділяти впровадженню бобових та бобово-злакових сумішок, адаптованих до конкретних грунтово-кліматичних умов. Рекомендується впроваджувати люцерну посівну як найменш енергозатратну високопродуктивну білкову культуру в усіх сівозмінах: кормових, ґрунтозахисних, польових і на запільних ділянках. На землях із близьким рівнем залягання ґрунтових вод та підвищеною кислотністю доцільно висівати конюшину та конюшино-злакові сумішки. На еродованих та схилових ґрунтах ефективними будуть посіви еспарцету, який за невибагливістю до родючості ґрунту та посухостійкістю значно переважає люцерну і конюшину.

Для стабільного виробництва кормів та поліпшення їх якості важливо розширювати площі проміжних озимих культур та їх сумішок — жита і тритікале з викою та озимими капустяними. Такий посів забезпечує високі продуктивність та якість корму за рахунок збільшення збору кормових одиниць та перетравного протеїну. Належну увагу слід приділяти і поукісним посівам, котрі дозволяють ефективніше використовувати кормову площу. Вони не лише забезпечують тварин високоякісним зеленим кормом, але й є основою для створення сировинного конвеєру для заготівлі консервованих кормів. Значним резервом, у цьому аспекті, є використання однорічних зернобобових культур: сої, гороху, кормових бобів. Цінність їх в агротехнічному значенні та в тому, що вони дозволяють збалансувати концентровані корми за протеїном та незамінними амінокислотами. [17]

У 2008 році було вироблено 23,8 млн. т кормових одиниць, що порівняно з 1990-му удвічі менше. Основними чинниками спаду виробництва кормів в Україні слід вважати недосконалу структуру посівних площ кормових культур, яка не відповідає оптимальній як в цілому по Україні, так і в різних її грунтово-кліматичних регіонах. Винятком є площі посіву кукурудзи на силос і зелений корм, які займають 30%. Близькими до оптимальних є посіви багаторічних трав, які становлять у кормовій групі 40%, тоді як за науково обґрунтованою нормою повинні становити 50.

Суттєвим недоліком у роботі галузі є використання старовікових посівів багаторічних трав, зменшення площ яких дозволить істотно поліпшити роботу галузі. Старовікові посіви багаторічних трав із строком використання 5 і більше років займають в Україні 18%, що є причиною зниження урожайності зеленої маси багаторічних трав порівняно з 1990 р. майже вдвічі та заготівлі сіна в обсязі 25-48 % від потреби. Важливим резервом у цьому напрямі є розробка заходів щодо зменшення дефіциту насіння багаторічних трав, який негативно позначається на роботі як польового, так і лучного кормовиробництва. Наслідком цього стало скорочення обсягів проведення робіт із докорінного та поверхневого поліпшення, які, перш за все, залежать від кількісного і видового складу насіння багаторічних трав. Дані стосовно обсягів площ поверхневого і докорінного поліпшення луків наведенні в таблиці 3.1.

Обсяги площ поверхневого і докорінного поліпшення луків

Незважаючи на те, що виробництво кормів на луках і пасовищах є найменш затратним, у господарствах України воно складає лише 5% усього валового надходження, тоді як у країнах Європи — 45-50%. У зв’язку з цим в Україні прийнята урядова програма вилучення з інтенсивного обробітку 10 млн. га орних земель, 900 тис. га розораних і сильно еродованих схилів та переведення їх під заліснення й залуження. Тому найближчими роками слід спрямувати всі можливі заходи на здешевлення та збільшення обсягів виробництва кормів у достатньому асортименті та високої якості, що дозволить забезпечити 40-45 ц к. од. на 1 умовну голову на рік.

3.2 Впровадження елементів нових енерго- та ресурсозберігаючих технологій при виготовленні консервованих, грубих і концентрованих кормів

Важливе місце в інтенсифікації кормовиробництва займає заготівля в достатній кількості високопоживного силосу. При застосуванні традиційних технологій приготування силосу втрати поживних речовин у процесі ферментації досягають 15-45 %. Згодовування неякісного силосу негативно впливає на здоров’я тварин та призводить до додаткових втрат 10-15 % готового корму у вигляді нез’їдених решток.

Заготівля силосу залежить від цілого ряду факторів правильне керування якими є гарантом його якості. Силосування — це складний біохімічний процес перетворення свіжої рослинної сировини на консервовану на основі молочнокислого бродіння. Основними видами молочнокислих бактерій за фізіологічними властивостями є гомоферментативні (типові) та гетероферментативні (нетипові). Перший вид розщеплює гексозу до утворення лише молочної кислоти, другий — до утворення окрім молочної низки інших продуктів.

Біологічні основи силосування полягають у спрямуванні процесів консервування в бік розвитку корисної мікрофлори та виключення дії шкідливих мікроорганізмів, які погіршують якість силосу. Свіжоскошена рослинна сировина має велику кількість різноманітних мікроорганізмів. [17]

Найвідповідальнішим етапом силосування є початковий — етап розвитку змішаної мікрофлори, коли всі корисні та шкідливі мікроорганізми готові вступити в дію при вивільненні клітинного соку з вмістом цукрів у ньому вже при першому ущільненні рослинної сировини. [15]

Найшкідливішими є плісняві гриби та аеробні бактерії, що викликають значне нагрівання маси та швидко псують її, проте головною умовою їхньої життєдіяльності є наявність кисню в середовищі. Зважаючи на те, що молочнокислі бактерії розвиваються як у кисневому, так і в безкисневому середовищі, силосну масу відразу після закладання в траншею починають ущільнювати. Отже, плісняві гриби в силосі зберігаються недовго, адже вони добре переносять кисле середовище, проте є аеробами. Якщо затриматися з ущільненням силосної маси, то за умов доступу повітря плісняві гриби розмножуються і використовують молочну та інші органічні кислоти. Це спричиняє підвищення кислотності та створює сприятливі умови для розвитку спорових форм мікроорганізмів — маслянокислих бактерій та амоніфікаторів, внаслідок чого корм псується і стає не придатним для згодовування. [18]

При силосуванні різних кормових культур необхідний відповідний рівень підкислення корму (рН 4,0-4,2), який досягається за певної величини цукрового мінімуму за якого виключається дія небажаних мікробіологічних процесів. Водночас це залежить від показника буферності, під яким розуміється здатність протидіяти зміні реакції рН при додаванні кислот чи лугу. У свою чергу буферна дія рослин залежить від концентрації в них білків, амінокислот, лужних солей, органічних кислот та інших речовин, які мають властивості буферів, що регулюють реакцію середовища. Що вищий вміст в рослинах білків (протеїну) чи інших буферних речовин, то більше потрібно кислот, щоб силос став достатньо кислим. Це пояснює те, чому рослини з великою буферною місткістю повинні мати і значну кількість цукрів. Ціла низка досліджень показала, що вміст протеїну в рослинах, як правило, обернено пропорційний вмістові цукрів, і навпаки. Саме тому бобові культури, порівняно із злаковими, силосуються погано. Отже, відношення вмісту цукрів до буферності характеризує ступінь силосованості корму. Для високоякісної рослинної сировини, що силосується, відношення цукрів до буферності має бути більшим за 3, а цукрів до протеїну — більшим за 1.

Знання придатності рослин для силосування допомагає конкретизувати практичні заходи нормування та комбінування різних сумішей із рослин, що легко та важко силосуються, і тих, що не силосуються зовсім, та добирати найдоцільніші консерванти для одержання якісного силосу.

Наукові основи силосування, в основу яких покладено теорію цукрового мінімуму, розроблені вченим А.А. Зубріліним. Цукровий мінімум — це та мінімальна кількість цукрів, яка необхідна для утворення такої кількості молочної кислоти, яка забезпечує зміщення показника рН до межі 4,0-4,2, при якій зелена маса добре консервується, а шкідлива мікрофлора практично не діє. Залежно від співвідношення фактичного вмісту цукру і його необхідного мінімуму всі рослини (за А.А. Зубріліним) згруповано в три основні групи: ті, що легко силосуються; ті, що важко силосуються і ті, що не силосуються. [17]

Легко силосуються рослини, у яких вміст цукрів в 1,7 разу більший за ту мінімальну кількість, яка необхідна для забезпечення оптимальної кислотності. У групу рослин, що важко силосуються, входять ті, в яких величина цукрового мінімуму перевищує фактичний вміст цукру, але наближена до мінімальної його кількості. До тих, що не силосуються, належать рослини, вміст цукрів яких не достатній для створення оптимального кислотного середовища.

Важливим фактором, який впливає на якість силосу, є вологість маси, що силосується. Життєдіяльність бактерій, в першу чергу гнильних і маслянокислих, стримується сухістю середовища. При вологості 65-70% більшість силосних культур добре силосуються, за виключенням зеленої маси із молодих трав з високим вмістом протеїну ( люцерна, еспарцет, соя та інші). Втрати при силосуванні таких культур невеликі і не перевищують 10%.

Пропорційно збільшенню вологості підсилюється дія шкідливих мікроорганізмів і відповідно зростають втрати від так званого “угару маси”, тобто розкладу поживних речовин бактеріями до газоподібних речовин.

В зеленій масі вологістю 70-65% вміст цукрів повинен бути таким, щоб при переробці його молочнокислими бактеріями на молочну кислоту не створювалось середовище з показником рН 4,2. Саме ця кислотність є межею, за якою виключається дія гнильних і маслянокислих бактерій та забезпечується добра збереженість силосної маси. [9]

При силосуванні зеленої маси вологістю 70-75% втрати поживних речовин зростають до 11-14 %. В окремих випадках, які як правило зумовлюються або дощовими періодами літа під час заготівлі силосу, або особливостями культур (наприклад Борщівники) вологість маси може становити 75 і більше відсотків. Подрібнена силосна маса таких культур легко віддає клітинний сік з цукрами під час ущільнення, водночас починаються бурхливі мікробіологічні процеси. Втрати сухих речовин від “угару” становлять 15-20% і крім цього 4-5% сухої речовини втрачається з соком, який витікає на дно траншеї. Недоліком є й те, що силос із високовологої маси одержують перекисленим (якщо в сировині достатньо цукрів), що супроводжується до всього ще й спиртовим бродінням за рахунок дії дріжджів.

Слід відмітити, що підвищення вмісту сухих речовин в масі, що силосується, — шлях до зниження втрат та поліпшення якості силосу.

Вологість вихідної сировини регулюють фазою розвитку культур (строком збирання), ступенем подрібнення зеленої маси, додаванням сухих (грубих) кормів, підв’яленням маси. Якість силосу, збір поживних речовин з гектару посіву кормових культур багато в чому залежать від строку збирання культур на силос.

Регулювання мікробіологічних процесів та вологості сировини при силосуванні можливе і за рахунок величини подрібнення зеленої маси. Залежно від вихідної вологості сировини довжина частинок рослин повинна бути різною. Слід дотримуватися загального правила: із зростанням вологості сировини збільшується величина рослинних частинок

Чим менші частинки сировини з підвищеною вологістю, тим швидше при ущільненні маси вивільняється клітинний сік та зростають втрати поживних речовин, що викликає погіршення якості силосу. Для поліпшення якості силосу із багаторічних трав доцільно застосовувати попереднє підв’ялення зеленої маси в полі, тобто йдеться про заготівлю силосу із пров’ялених трав. Не менш ефективним є так зване хімічне консервування, котре ґрунтується на застосуванні різних видів консервантів.

Використання консервантів визнано ефективним способом заготівлі соковитих кормів, який дає змогу у 2-3 рази зменшити втрати врожаю кормових культур (особливо у процесі збирання й силосування їх у періоди з нетиповими погодно-кліматичними умовами) та забезпечити високу якість кормів. За рахунок використання консервантів досягається підвищення виходу кормів на рік до 15-20 % порівняно із звичайним силосуванням. Один кілограм будь-якого консерванту в середньому додатково забезпечує збереження в силосі близько 10 к. о. та 1 кг протеїну, за рахунок яких можна додатково одержати 6-10 кг молока або 1,5-2 кг приросту живої маси тварин.

За характером дії на мікрофлору та сировину, консерванти бувають біологічні та хімічні. Хімічні консерванти в свою чергу поділяють на: мінеральні кислоти, їх солі та суміші кислот і солей; органічні кислоти, їх солі, ефіри, аміди; аміак і речовини, що розкладаються з виділенням аміаку (карбонат і бікарбонат амонію). Найперспективнішими і дешевими є біологічні консерванти, а з хімічних — органічні кислоти, які мають бактерицидні та фунгіцидні властивості. До цієї групи хімічних консервантів належать мурашина, бензойна, пропіонова, оцтова кислоти та їх суміші, метабісульфіт (піросульфіт) натрію.

Важливим резервом одержання якісного силосу є зменшення втрат під час ферментації, які можуть досягати 10-15 і більше відсотків. До заготівлі силосу слід ретельно готуватися, тобто, перш за все підготувати техніку, щоб не сталося як, що силосну яму завантажують протягом 2-3 а то й більше тижнів. Оптимальний строк завантаження силосної траншеї 5 днів. Збирання кукурудзи чи іншої силосної культури повинне проводитися в стислі строки, на сучасних комбайнах з якісним подрібненням сировини.

На жаль, більшість господарств у сучасних умовах заготівлю силосу проводять довго, тому строки заготівлі затягуються. Отже, слід зважити на сам процес завантаження траншей. Перед завантаженням силосних траншей їх очищають, на дно кладуть шар соломи завтовшки 30-50 см. Завантаження силосної маси розпочинають з торцевої сторони, протилежної до майданчика завантаження. Транспортні засоби повинні розвантажуватися на майданчику, потім маса, що силосується, подається в траншею бульдозерами. Це запобігає забрудненню маси землею, яка зв’язує багато кислот, в результаті чого уповільнюється підкислення сировини. [17]

Від самого початку завантаження траншеї укладену масу ущільнюють для забезпечення швидкого створення анаеробних умов та раціонального використання ємності силосної споруди. Якщо зелена маса, що силосується, має вологість до 75%, її безперервно ущільнюють від початку заготівлі до кінця завантаження силосної траншеї. Після завершення силосування силосну масу необхідно щоденно додатково ущільнювати протягом не менше 3-4 годин, особливо слід звертати увагу на ущільнення маси біля стін траншеї. Якщо закладена силосна маса має підвищену вологість (в межах 80% і більше), то вона не потребує додаткового ущільнення, що запобігає втратам клітинного соку. Завантаження силосної маси в траншеї проводять під ухилом, завдяки чому вона якомога менше піддається ферментації. Такий метод заготівлі силосу запроваджений у Англії, США та Німеччині.

З метою зменшення втрат поживних речовин після завершення процесів закладання поверхню силосу слід ретельно ізолювати від зовнішнього середовища з використанням повітря- і водонепроникної плівок. В практиці силосування використовують в основному поліетиленові світлонепроникні плівки завтовшки 0.15 — 0.20 мм. Плівки такої товщини не рвуться при вкриванні силосу, стійкі до дії прямих сонячних променів і низьких температур. Економічно доцільними є широкоформатні плівки з шириною 8-12 м. При їх використанні зменшуються затрати праці на вкриття силосу і досягається кращий захист силосної маси від доступу повітря. Такі полотна плівок недоцільно перекривати накладанням краю однієї на край другої: доцільніше склеїти їх клейкими плівками або наплавити та якісно закріпити біля стін траншеї. Для цього дерев’яною лопатою плівку закладають між стіною траншеї та масою сировини, а місце з’єднання засипають ґрунтом і ущільнюють. Плівку присипають по всій поверхні шаром глинистого ґрунту завтовшки 8-10 см, тирсою чи торфом — 20-25 см; зверху прикладають тюками соломи. Проте більш якісне укриття силосу досягається при використанні мішків з піском, що запобігає псуванню поверхні плівки гризунами та гарантує якісну ізоляцію та зберігання маси від промерзання взимку. Для захисту плівки від пошкодження гризунами її поверхню присипають негашеним вапном шаром до 2 см.

Важливим фактором впливу на збереження якості заготовленого силосу є правильне його використання, при чому потрібно розраховувати її тижневу потребу для поголів’я тварин в господарстві, що запобігатиме повторній ферментації корму. Доцільно виймати шар силосу завдовжки 1,5-2,0 м, що забезпечить мінімальне потрапляє повітря в силосну масу. Покриття траншеї знімають бульдозерами поступово на розраховану величину тижневої потреби. При вивантаженні силосу, щоб не порушити монолітності основної маси, використовують спеціальні ножі, якими відрізають розрахований шар по всій ширині і висоті траншеї. Край зрізу вкривають соломою і плівкою.

В умовах України є можливість одержати силос доброї якості та високої поживності для молочних корів із суміші зеленої маси кукурудзи й люцерни у співвідношенні 1:1 з обов’язковим дотриманням фази збирання: кукурудзи — у фазі початку воскової стиглості зерна (пізня тістоподібна стадія, або стадія “м’якого сиру”), люцерни — у період накопичення високого вмісту протеїну (фаза початку цвітіння люцерни).

Отже, силосування — це простий і надійний спосіб консервування зелених рослин, який порівняно з іншими способами менше залежить від погодних умов. При правильному доборі сировини, використанні сучасної високопродуктивної техніки, дотриманні вимог технології заготівлі та зберігання створюються всі передумови для одержання високоякісного корму. [17]

В інституті кормів УААН розроблена технологія виробництва силосу з підв’яленої маси суміші вики ярої, вівса та гірчиці білої. Роль гірчиці білої за такої технології розширюється, тому що вона не тільки використовується як підтримуюча високобілкова культура, а й слугує біологічним консервантом.

Сінаж — це вид корму, в основі консервування якого лежить “фізіологічна сухість середовища”, тобто така вологість сировини, при якій вода рослинних клітин стає недоступною для різних рас мікроорганізмів, чим сінаж відрізняється від силосу, консервуючою основою якого є процес молочнокислого бродіння.

Теоретичні основи сінажування зелених рослин вперше обґрунтував професор С.Я. Зафрен. Основні наукові розробки щодо заготівлі сінажу проведені на початку 30-х рр. ХХ ст., коли у Всесоюзному науково-дослідному інституті кормів ученим А.М. Міхіним було встановлено, що підв’ялена до вологості 50-55% зелена маса добре зберігається у сховищах, незважаючи на те, що в ній практично не утворюється молочна кислота, яка підкислювала б середовище і консервувала масу.

Попередні твердження стосовно причин збереженості сінажу за такої вологості зумовлено сисною силою мікроорганізмів. Згідно з цією теорією, зелена маса певної вологості, за умов герметизації сховища, зберігалася завдяки здатності рослинних клітини утримувати вологу з більшою силою, ніж сисна сила клітин мікроорганізмів, за винятком пліснявих грибів, сисна сила яких досягає 220-230 атм. (кгс/см2). Відомо, що плісняві гриби — аероби, тому в анаеробних умовах, створених шляхом ущільнення зеленої маси та її герметизації, їх дія припиняється.

Отже, фізіологічна сухість середовища — це рівновага між сисною силою мікроорганізмів та водоутримувальною силою рослинних клітин. Вона досягається саме при вологості зеленої маси в межах 55-60%.

Сінаж має ряд переваг порівняно з силосом: насамперед він значно кращий за смаковими якостями. Поживність 1 кг сінажу 0,3-0,4 к. од., вміст перетравного протеїну — 50-55 г, каротину — 35-40 мг, кальцію — понад 5 г, до 1 г фосфору. Сінаж, на відміну від силосу, — прісний корм, з показником рН 4,8-5,3, що містить удвічі більше сухих речовин та має краще цукро-протеїнове співвідношення, що сприятливо позначається на розвитку мікрофлори рубця, забезпечує хороше травлення і добре засвоєння тваринами поживних речовин корму. [9]

Якість сінажу, на відміну від сіна, менше залежить від погодних умов, що на підв’ялення маси витрачається в 3-4 рази менше часу. Це створює можливість зменшити втрати поживних речовин за рахунок фізіологічних та біохімічних процесів, які протікають у скошених рослинах. На якість сінажу впливає ціла низка факторів: добір сировини, строки скошування кормових рослин, час скошування протягом доби, тривалість перебування скошеної зеленої маси в полі, своєчасне підняття підв’яленої маси з валків, ступінь подрібнення рослин, якісне ущільнення зеленої маси та ізоляція від зовнішнього середовища.

До переваг сінажу належить і те, що він не промерзає у сінажних спорудах, завдяки чому заготівля корму за цією технологією порушується в північні регіони.

Висока якість і добра збереженість сінажу досягаються за умов дотримання технологічної дисципліни в процесі заготівлі. Основними операціями при сінажуванні є: скошування кормових рослин з одночасним плющенням; швидке підв’ялення зеленої маси; підбирання підв’яленої маси з одночасним подрібненням та завантаженням у транспортні засоби; транспортування; завантаження траншеї; ущільнення та ізоляція сінажу від доступу повітря.

Важливим фактором, який впливає на якість сінажу, є добір сировини. Найкращою сировиною для заготівлі сінажу є однорічні та багаторічні бобові, злакові та бобово-злакові травостої.

Скошування багаторічних трав для заготівлі сінажу, на відміну від звичайного збирання на сіно, проводять не пізніше початку бутонізації бобових та початку колосіння злакових компонентів. Це дає змогу одержати із багаторічних трав корм, за загальною протеїновою поживністю сухої речовини такий, що мало відрізняється від трави доброго пасовища та є кращим за сіно. Скошування рослин в ранні фази вегетації вигідне ще й тим, що дає змогу одержати повноцінніший другий укіс трав, і, як результат, більший загальний збір перетравних поживних речовин, особливо протеїну. Запізнення із збиранням трав, особливо у вологозабезпеченні роки, призводить також до вилягання рослин, що погіршує їх скошування і нерідко призводить до недобору сухих речовин.

Однорічні бобово-злакові сумішки, на відміну від багаторічних трав, треба скошувати у пізні фази вегетації. Це пов’язано з тим, що в міру розвитку горохо-вівсяних, вико-вівсяних та інших сумішок вміст сухих поживних речовин не знижується.

Важливим фактором, який впливає на якість сінажу, є час скошування кормових рослин протягом доби. Косити трави краще рано-вранці, що забезпечує можливість закладання зеленої маси для заготівлі сінажу уже в другій половині дня. Крім того, рослини в ці години доби мають значно вищий вміст каротину, продихи їх ще відкриті, що сприяє випаровуванню вологи. Оптимальний час скошування трав — з 5-ї до 10-ї години ранку.

Не менш важливим є зведення до мінімуму тривалості перебування скошеної зеленої маси рослин в полі під час підв’ялення. З цією метою для скошування бобових та бобово-злакових травостоїв використовують косарки-плющилки, при скошуванні якими досягається рівномірне зниження вологості сировини, що забезпечує збереження листків та суцвіть від пересихання та обламування під час підняття маси з валків і в 2-3 рази прискорюється процес підв’ялення.

Плющення бобових трав та їхніх сумішок зі злаковими компонентами проводять у фазі масового цвітіння бобових трав. Проводити плющення у пізніші фази розвитку бобових та злакових трав недоцільно, оскільки швидкість випаровування вологи зі стебел та листків у цей час в них практично однакова.

Підв’ялені протягом 2-3 діб трави втрачають 30-45% каротину, проте вміст його в рослинах залишається на рівні 130-150 мг на 1 кг сухої речовини, що є цілком достатнім для повного забезпечення потреб тварин. Низкою наукових установ встановлено, що за недотримання умов оптимальної вологості маси люцерни (60%) одержують не сінаж, а силос низької якості. При підв’яленні скошеної маси до вологості нижче 45% осипання листків і бутонів досягає 25-30%, втрати при підбиранні й транспортуванні маси — 35-40%. Ущільнення такої маси незадовільне, вона зігрівається і псується.

Важливим моментом у заготівлі сінажу є своєчасне підбирання зеленої маси з валків, яке потрібно розпочинати при вологості 55-60%, тому що при підніманні й транспортуванні її до сінажосховищ вологість знижується на 7-11%. Оптимальну вологість маси для її підбирання з валків можна встановити органолептичним методом. За оптимальної вологості маси листки ще м’які, на траві під час її скручування ледь помітно виступає волога.

Якість сінажу значною мірою залежить від ступеня подрібнення рослин, який за вимогами Держстандарту повинен становити 3-4 см (не менше 80% від загальної маси). При закладанні маси в сінажні башти величина частинок має бути до 2 см. Це пов’язане з тим, що в баштах у процесі їх завантаження відбувається самоущільнення маси.

Розподіл маси в траншеях доцільно проводити під нахилом (за таким методом консервовані корми заготовляють у розвинених країнах світу). Для зменшення втрат поживних речовин після завершення процесів закладання сінажу масу ретельно ізолюють від зовнішнього середовища з використанням повітряно- і водонепроникної плівок. У практиці сінажування використовують переважно поліетиленові плівки завтовшки 0,15-0,20 мм., які не рвуться під час укривання сінажу. Найкращими для цієї мети є світлонепроникні плівки. Вони стійкі до дії прямих сонячних променів і низьких температур. Економічно доцільними є широкоформатні плівки завширшки 8-12 м. Завдяки їх використанню зменшуються затрати праці на укриття маси сінажу і досягається кращий її захист від доступу повітря. Такі полотна плівок недоцільно перекривати (накладаючи край однієї на край другої), їх треба склеювати клейкими плівками або заплавлювати, а також ретельно закріпляти біля стін траншей. Проте більш якісного укриття можна досягти, використавши мішки з піском, що забезпечує якісну ізоляцію, дає змогу запобігти промерзанню сінажної маси взимку і виключає псування поверхні гризунами.

До грубих кормів належать сіно, солома, полова, стрижні кукурудзяних качанів, гілковий корм.

Сіно є основним видом грубого корму в стійловий період. На частку якісного сіна в раціоні кормів припадає 25 % кормових одиниць, 30 % протеїну. При збиранні трав на сіно потрібно керуватися певними теоретично-господарськими обґрунтуваннями, які полягають у: правильному визначенні строку скошування трав на сіно: тонконогові (злакові) трави косити у фазі “початок колосіння-колосіння”; бобові — “бутонізація-початок цвітіння”, різнотрав’я — “масове цвітіння”. Особливе значення має якісне своєчасне збирання сіна у першому укосі, тому що від цього залежать урожай отави (другий та третій укоси) і продуктивне довголіття сіножатей;

дотриманні оптимальної висоти зрізання трав, що впливає на валовий вихід сіна в сумі за всі укоси, його якість та наступну урожайність травостою. На сіножатях із сіяними однорічними і багаторічними травами рекомендується зрізати трави на висоту 5-6 см. Травостої, призначені на насіння та трави першого року використання скошують вище — на висоті 8-9 см, отаву останнього укосу — на висоті 6-7 см; природні степові сіножаті — 4-5 см;

науковому обґрунтуванні та правильному виборі технології заготівлі сіна стосовно умов господарства;

доборі комплекту сільськогосподарських машин і механізмів для якісного і своєчасного проведення усіх технологічних операцій стосовно обраної технології.

На сучасному етапі розвитку кормовиробництва застосовують три основних види заготовленого сіна: розсипне, пресоване та подрібнене.

Розсипне сіно. Сінокісні ділянки перед початком збирання трав на сіно оглядають та складають їх опис: вказують рельєф окремих ділянок, їх конфігурацію, фазу розвитку трав та врожайність. Ділянки попередньо розбивають на загінки площею, яка може бути скошена за 1, рідше — 2 дні, довжина яких у 5-6 разів більша за ширину. На сіяних сіножатях напрям руху косарок повинен співпадати з напрямом оранки, на природних — з напрямами довжини загінки, на схилі — впоперек його.

Для скошування трав застосовують косарки. Вибір їх марки залежить від ряду чинників. Так, високоврожайні травостої доцільно скошувати начіпними косарками КС-2,1, на великих вирівняних площах трави краще косити, застосовуючи широкозахватні агрегати з косарками КТП-6, КДП-4; на невеликих (до 20 га) — однобрусні косарки КРН-2,1 та КС-2,1.

Найчастіше застосовують гоновий спосіб руху агрегатів, рідше — круговий. При застосуванні агрегатів із фронтальним розміщенням різального апарату найкраще використати човниковий спосіб. Всі механізми косарок повинні бути правильно відрегульовані, ножі — гострими.

Якість сіна та його збалансованість за поживними речовинами залежать від тривалості перебування скошеної трави у полі, тобто від швидкості сушіння. Для прискорення сушіння трави у полі застосовують ворушіння маси у покосах. Особливе значення ця технологічна операція має на високоврожайних травостоях (шар завтовшки 25 см і більше) та у вологу погоду. Перше ворушіння проводять відразу за скошуванням, наступні — через кожні 2-3 години. При виконанні цієї операції необхідно ретельно стежити за вологістю маси, проводити ворушіння лише при її вологості вище 40-45 %, що запобігатиме втраті найбільш цінних частин рослини — суцвіть та листків. Для прискорення процесу сушіння використовують плющення трав, яке проводять одночасно із скошуванням за допомогою косарки-плющилки КПВ-3 або КПУ-2,4 при відключеному подрібнювачі. Плющена маса рівномірніше і швидше висихає, з неї інтенсивніше випаровується волога, що зменшує втрати каротину на 15-20 %.

Цю операцію потрібно проводити вранці або пізно ввечері, коли маса злегка зволожиться, найкраще при вологості 30-35%. На півдні, при врожайності сіна до 20 ц/га, траву у валки згрібають одночасно із скошуванням. Для згрібання застосовують тракторні граблі ГП-14, ГПП-6, ГТП-6, ГВК-6 та іноземного виробництва Е-247/249. Сіно краще згрібати колісно-пальцевими граблями ГВК-6, пам’ятаючи, що за врожайності сіна 50 ц/га і вищій робота грабель ГВК-6 ускладнюється. Для покращення провітрювання валків потрібно використовувати лише одну секцію грабель, яка з 3-метрових покосів утворює один валок. Для кращого просихання маси валки повинні бути вирівняними з таким розрахунком, щоб маса одного погонного метра не перевищувала 2,5 кг. На великих, менш урожайних площах доцільно використовувати поперечні граблі.

При вологості 28-32 % трав’яну масу складають у копиці підбирачем-копнувачем ПК-1,6А об’ємом 13 м3. До місця скиртування сіно транспортують копицевозами КНУ-11, КУН-10, тракторними причепами 2ПТС-4, скиртоутворювачами СПТ-60 і скиртовозами СП-60 або стягують волокушами. Тракторні причепи і автомобілі обладнують нарощеними бортами і використовують при відстані транспортування не більше 3 км.

Для скиртування і навантажування сіна можна використовувати скиртоклад СНУ-0,5 або навантажувач ПФ-0,5. Скиртують сіно на підвищених відкритих майданчиках. Скирта повинна мати довжину 20-30 м, ширину 5,0-5,5 та висоту 6 м. Під її основу вистилають шар соломи завтовшки 30-35 см, завершують шаром до 1 м. Скирти розміщують торцем до пануючого напрямку вітрів, огороджують і обкопують канавками для відведення дощової води.

Зберігають сіно також у сховищах різного типу, використовуючи для завантаження укладач УМГ-5.

Процес заготівлі сіна складається із послідовних технологічних операцій: скошування > ворушіння > згрібання у валок > перевертання валків > копнування > транспортування > скиртування. Для їх здійснення застосовують комплекс машин: КПВ-3,0; ГВК-6; ПК-1,6 А; КУН -10;СНУ-0,5.

Пресоване сіно має такі переваги над розсипним:

скорочується кількість операцій (відпадає потреба у ворушінні, згрібанні маси у валок, копнуванні тощо);

зменшується тривалість перебування маси у полі;

знижуються втрати листків, суцвіть, поживних речовин і каротину;

скорочуються механічні втрати при транспортуванні та розвантаженні (на 10-15 %);

знижуються собівартість корму та затрати праці на збиранні і транспортуванні (в 1,0-1,5 рази);

потреба у сховищах зменшується у 2,0-2,5 разу;

полегшуються процеси обліку та нормування сіна при згодовуванні;

поліпшуються санітарні умови праці тваринників на фермах.

Рекомендується проводити пресування маси із валків при вологості 25-27% до щільності 130-150 кг/м3.

Пресування проводять із валків прес-підберачами ПС-1,6; ПСБ-1,6, К-453 та К-442. Основна вимога для їх раціональної роботи полягає у тому, щоб маса 1 м погонного валка не перевищувала 3,0-3,5 кг, а ширина — 1,4 м. Для дотримання цих вимог ширину валка регулюють під час згрібання сіна. Недоцільно при такій технології заготівлі сіна використовувати поперечні граблі, оскільки вони утворюють не рівні за шириною та прямолінійністю валки, що призводить до втрат сіна.

Кращий час для пресування — вечір або ранок, коли трава волога. За вологістю маси потрібно ретельно слідкувати — якщо вона не вища за 20%, тюки одночасно завантажують у тракторний причіп, начеплений за прес-підбирачем. У хорошу погоду тюки з вологістю понад 20% досушують протягом 1-2 днів у полі. Підбирання і укладання тюків у штабелі здійснюють підбирачем-укладачем ГУТ-2,5 в агрегаті з трактором МТЗ-80. Штабелі підбирають і транспортують транспортувачем тюкових штабелів ТШН-2,5, який встановлюють на автомобілях замість самоскидного кузова. Штабелі тюків можна зберігати на відкритих майданчиках, в приміщеннях (горищах корівників) або в сіносховищах. При складанні тюків використовують транспортер-навантажувач ТН-4.

Заготівля подрібненого сіна передбачає: скорочення затрат праці та коштів на заготівлю; створення можливостей для механізованого використання всіх технологічних операцій при заготівлі корму; механізацію процесу дозування корму. Заготівля подрібненого сіна ґрунтується на такій послідовності виконання технологічних операцій та укладання маси у валки:

скошування з одночасним плющенням косарками-плющилками КПІ-Ф-30;

підбирання пров’яленої маси з валків з одночасним подрібненням і завантаженням у транспортні засоби за допомогою підбирачів-подрібнювачів КУФ-1,8, комбайну Е-280 при подрібнені стебел рослин на частки завдовжки 8-15 см;

транспортування подрібненої маси до місць досушування та зберігання транспортними причепами 2ПТС-4; ПТЕ-12А та пристосованими для цього автомобілями;

досушування та зберігання подрібненого сіна у спеціальних сховищах і баштах;

завантаження маси у сховища пневматичними транспортерами;

поступове досушування сіна активним вентилюванням при пошаровому його завантаженні у сховище. Перший шар закладають висотою 2,0-2,5 м і доводять до вологості 20%, після чого укладають та досушують наступний шар сіна;

для досушування подрібненої маси застосовують і підігріте повітря, використовуючи різні повітропідігрівники (ВПТ-600). Через 5-6 днів після закінчення досушування перевіряють готовність сіна: вентилювання продовжують якщо повітря в скирті тепліше за навколишнє.

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