WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Международный государственный экологический университет имени А. Д. ...»

-- [ Страница 5 ] --

Интенсивность развития надземной массы деревьев и кустарников находится в тесной зависимости от развития активной части корневых систем, состоящих из всасывающих корней, обеспечивающих водно минеральное питание растений. Поэтому, воздействуя различными спо собами на корневую систему растений, можно изменять физиологиче скую активность надземной части и, наоборот, влияя на ростовые про цессы надземной части растения, можно регулировать активность жиз ненных процессов корневой системы. В связи с этим внесение биологи чески активных веществ (БАВов) может осуществляться как в ризогенный почвенный слой, так и на поверхность листьев.

К числу биологически активных веществ относят удобрения и регу ляторы роста растений. Применение биологически активных веществ является эффективным средством активизации процесса корнеобразова ния, увеличения выхода биомассы растений и повышения их устойчиво сти к экстремальным факторам окружающей среды.

В качестве БАВов в наших экспериментах использовались следую щие препараты: новосил, циркон и оксигумат.

Полевой опыт был заложен по двум блокам.

Первый блок: предварительное замачивание черенков ивы в воде на трое суток.

Второй блок: замачивание черенков ивы в воде при дополнительной экспозиции в условиях повышенной влажности воздуха. Влажность воз духа свыше 90 % создавалась искусственным путем при помещении че ренков ивы в полиэтиленовую пленку.

Полевой опыт состоял из 4 вариантов:

1. Контроль (без обработки).

2. Оксигумат торфа, экстрагированный на основе вытяжки из торфа.

3. Новосил – препарат, имеющий в основе комплекс тритерпеновых кислот, экстрагированных из хвои пихты сибирской.

4. Циркон – препарат имеющий в своей основе растительное проис хождение.

Повторность опыта 5-кратная. Площадь опытной делянки 25 м2. Рас положение делянок рендомизированное. Общая площадь опыта 0,1 га.

Замачивание черенков ивы в растворах стимуляторов роста произ водилось в концентрациях растворов и времени экспозиции в соответст вии с регламентом применения препаратов.

В процессе наблюдения проводилось определение следующих пока зателей:

1) процент приживаемости растений;

2) высота растений ивы.

Результаты приживаемости растений на торфяно-болотных и легких суглинистых почвах представлены в табл. 3.1.

Таким образом, наиболее эффективным препаратом оказался цир кон. Приживаемость черенков ивы превысила 90 %, что почти в полтора раза больше по сравнению с контролем. Растения ивы, высаженные на контроле без обработки и обработанные оксигуматом торфа, оказались приблизительно равны по показателю приживаемости черенков.

Приживаемость растений ивы (возраст – один месяц после посадки) Вариант Высокий процент приживаемости растений, но несколько уступаю щий варианту с цирконом имел место для препарата новосил.

Сравнивая два блока с различными методами подготовки черенков, можно отметить, что приживаемость растений в первом блоке в среднем составила 77 %, во втором – 75 %, т. е. была приблизительно равной. По видимому, метод основанный на выдерживании черенков в условиях по вышенной влажности не имеет преимуществ по показателю приживае мости растений.

Средние результаты измерения высоты растений представлены в табл. 3.2.

Результаты измерения средней высоты растений Вариант Таким образом, наиболее значительный эффект влияния стимулятора роста на высоту растений наблюдается при обработке черенков цирконом.

Высота отдельных растений в 4 варианте достигала 30 см и более (рис. 3.5).

Отметим, что при обработке черенков цирконом у растений, как правило, образовывалось два и более стеблей, что свидетельствует о вы сокой активности прорастания почек.

В то же время контрольные растения отличались сравнительно сла бым развитием (рис. 3.6).

Следует отметить, что активность развития растений, коррелирует с размерами, толщиной и количеством почек черенка. Как и при иссле довании приживаемости черенков, вариант с обработкой растений окси гуматом торфа не имел заметных преимуществ по сравнению с контро лем. Вариант с обработкой черенков новосилом несколько уступал чет вертому варианту, но значительно превосходил контрольный.

Рис. 3.5. Растения ивы, обработанные препаратом циркон (период после посадки Рис. 3.6. Контрольные растения ивы (период после посадки черенков в грунт – Сопоставление данных двух блоков опыта, отличающихся различ ными методами предварительной подготовки черенков по высоте расте ний, показало следующие результаты:

1. Первый блок, средняя высота растений – 11 см.

2. Второй блок, средняя высота растений – 13 см.

Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы.

1. Применение стимуляторов роста для обработки черенков ивы по зволяет повысить степень их приживаемости на 30–40 % по сравнению с контролем. Наиболее значительный рост приживаемости имел место при обработке черенков цирконом. Незначительно уступал ему вариант с но восилом, и вариант с оксигуматом торфа не превосходил контрольный.

2. Стимуляторы роста обеспечивают более активную вегетацию че ренков, что проявляется в увеличении высоты растений. Наиболее значи тельное увеличение данного показателя отмечено в четвертом варианте.

Несколько уступал ему третий вариант, и растения второго варианта не имели никаких преимуществ по сравнению с контрольными.





3. По обоим определяемым показателям наиболее эффективным оказалась обработка черенков ивы стимулятором роста цирконом.

4. Заметных изменений при использовании методов предваритель ной подготовки черенков, основанных на обеспечении различного уров ня влажности воздуха, отмечено не было.

Высадка черенков Черенки высаживаются в почву на глубину 15–20 см с оставлением над поверхностью верхушки высотой 1–2 см. Для облегчения посадки при ручной технологии можно использовать меч лесовода (рис. 3.7).

Как правило, выпады черенков составляют от 5 до 10 %. Их можно заменить впоследствии другими жизнеспособными черенками.

Посадка осуществляется механизированно или вручную. Во втором случае на один гектар необходимо затратить 14 человеко-дней. Для под готовки ровных посадочных борозд используется культиватор с диско выми рабочими органами (рис. 3.8).

Для механической посадки используют специальные посадочные машины, которые позволяют механизировать работу и исключить этап нарезки черенков (рис. 3.9). Данный прицепной агрегат позволяет ис пользовать двухметровые очищенные от побегов хлысты, которые разре заются на черенки по 25 см и высаживаются в почву. За один проход осуществляется посадка четырех рядков по схеме: 2 75 + 150 см.

Рис. 3.7. Меч лесовода для высадки черенков в уплотненную почву Рис. 3.8. Культиватор для нарезки борозд Рис. 3.9. Посадочная машина для высадки ивы модели Step 2-6A Modular шведской 3.3. Система внесения удобрений для выращивания ивы Получение высокой продуктивности ивы требует дополнительного применения удобрений. Объемы и вид удобрений зависят от содержа ния питательных элементов и плодородия почвы, а также разновидно сти растений.

Основным элементом, необходимым растениям, является азот.

Фосфор и калий вносятся при невысоком содержании их в почве. Основ ным сроком внесения, как правило, является второй год выращивания и первый год производственной эксплуатации плантации. Вместе с тем хороший эффект может обеспечить локальное внесение невысоких стар товых доз удобрений одновременно с посадкой ивы.

Внесение удобрений на третий и тем более четвертый год вегетации ивы является неэффективным, т. к. в этот период растения, во-первых, достигают значительной вегетативной массы и имеют большую площадь листовой поверхности и, во-вторых, наземное применение удобрений затруднено по техническим причинам.

Обязательным приемом является дополнительное внесение удобре ний на следующий год после каждой уборки ивы для обеспечения быст рого отрастания деревьев.

На экспериментальном участке в Кричевском районе исследовалось влияние на рост и развитие ивы различных видов и норм минеральных удобрений.

Схема опытного участка включала следующие варианты опыта:

1. Контроль (К).

2. N30P60K90 (В-2).

Интересно, что на первых этапах вегетации достаточно активный рост отмечен для растений первого варианта. Этот несколько парадок сальный факт можно объяснить тем, что сухая погода в течение первого летнего месяца не позволяла растениям использовать питательные веще ства, внесенные с минеральными удобрениями. В этих условиях данный фактор практически нивелируется. Имела место значительная вариа бельность растений внутри делянок и по вариантам, в связи с чем выяв ленные между вариантами различия не подтвердились при статистиче ской обработке данных.

Результаты дальнейших исследований подтвердили это предполо жение. В табл. 3.3 представлены параметрические данные растений ивы по состоянию на конец июля.

Средняя высота и диаметр растений ивы по состоянию на 31.07.2007 г.

Параметр За наблюдаемый период отмечался активный рост растений на ва риантах с дополнительным внесением минеральных удобрений.

Наиболее значительный прогресс по высоте имел место для расте ний на варианте с полным комплексным внесением N, P, K (вариант № 2). Отличие данного варианта и варианта с высоким уровнем внесения калия по высоте подтвердилось при статистической обработке данных.

В то же время рост растений на 5 и 6 вариантах, где вносились только азотные удобрения, был не столь интенсивным. Возможно, роль азотных удобрений на первоначальном этапе роста ивы не очень важна.

Кроме того, несбалансированное внесение провоцирует активное разви тие сорной растительности, что, в свою очередь, негативно отражается на растениях ивы.

Окончательные результаты измерений высоты растений ивы на осенний период представлены в табл. 3.4.

Варианты Как следует из таблицы, существенная статистическая разница по высоте растений ивы имела место главным образом в вариантах с внесе нием азота и внесением комплексных удобрений.

В декабре 2007 г. растения ивы на опытном участке были скошены в соответствии с технологией возделывания.

Ранней весной 2008 г. вегетация растений возобновилась, и к концу вегетационного периода они набрали значительную биомассу. Результа ты измерений 2008 г. представлены в табл. 3.5.

Варианты Как следует из сравнительного анализа, в 2008 г. растения ивы пре восходили по высоте показатели, достигнутые в течение 2007 г.

Таким образом, отрастание растений на следующий год происходит достаточно активно. Это выражается как в интенсивном росте, так и в увеличении количества стеблей. В конечном итоге эта тенденция по ложительно сказывается на выходе продукции.

Наиболее высокими параметрами характеризовались растения ивы, полученные на втором варианте. Статистически достоверным было раз личие растений этого варианта по отношению к контролю и вариантам с внесением только калийных удобрений. Таким образом, значение азота для роста ивы подтверждается результатами экспериментов.

В соответствии с данными зарубежных исследователей, эффектив ным приемом на посадках ивы является применение микроудобрений.

Этот элемент агротехники может быть особенно успешным на вырабо танных торфяных почвах, где содержание отдельных микроэлементов, например меди, как правило, невысоко.

В наших экспериментах в Лидском районе изучалась эффектив ность внекорневой подкормки минеральными удобрениями и стимулято рами роста на развитие растений ивы.

Экспериментальные исследования проводились на выработанных торфяниках на двух почвенных разностях:

– органоминеральные почвы с песчаными вклиниваниями;

– торфяно-болотная почва. Мощность торфа до одного метра.

Схема опыта включала следующие варианты:

1. Контроль (без применения удобрений).

2. Внекорневая подкормка удобрением Аммофоска, содержащем в составе N12P15K15Ca1Mg0,5-3S15, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo в дозе 10 кг/га + препарат Новосил в дозе 90 мл/га.

3. Внекорневая подкормка раствором микроэлементов B, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, N, S в дозе 4 л/га + препарат XOMK, содержащий ПВК, CuCl2 NO3 в дозе 4 л/га + препарат Новосил в дозе 90 мл/га.

4. Внекорневая подкормка раствором микроэлементов Basfoliar 36 Extra, содержащем в составе N27Mg3,2B0,02Cu0,2Fe0,02Mn1,0Mo0,005Zn0, в дозе 4 л/га.

Результаты измерений представлены в табл. 3.6 и 3.7.

Высота растений ивы на органоминеральной почве 3. Микроэлементы + ХОМК + Новосил 73,6 87,2 97,6 106,6 91, Высота растений ивы на торфе (возраст растений 3 месяца) 3. Микроэлементы + ХОМК + Новосил 134,2 91,4 11,8 104,0 110, Результаты проведенных исследований позволяют сделать следую щие выводы.

1. Внекорневая подкормка растений ивы баковой смесью, состоя щей из удобрения Аммофоска, содержащем в составе N12P15K15Ca1Mg0,5-3S15, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo в дозе 10 кг/га + препарат Новосил в дозе 90 мл/га – оказывает существенное влияние на увеличение высоты растений ивы по сравнению с контролем.

2. Положительный эффект от дополнительного внесения удобрений и стимуляторов роста отмечается для обоих участков. Наибольший эффект от применения растворов микроэлементов наблюдается на торфяно болотной почве, имеющей более высокое содержание питательных ве ществ, по сравнению с выработанной до песка органоминеральной почвой.

Таким образом, результаты собственных экспериментов и анализ литературных данных позволяют предложить следующую систему вне сения минеральных удобрений.

1. Одним из ключевых факторов является контроль сорных расте ний, поэтому не рекомендуется вносить высокие дозы азота перед посад кой растений ивы, потому что это обуславливает активное развитие сор няков. Нормы фосфора и калия зависят от наличия этих элементов в поч ве. Таким образом, система внесения удобрений с учетом усредненных норм представляет собой следующую структуру:

– средние дозы внесения составляют при закладке плантации – N30P50K70;

– на второй год вегетации – N40P20K50;

– и после каждой уборки урожая, т. е. 5–6 раз за срок эксплуатации плантации ивы – N50P30K60.

Оптимальным является локальное внесение во время междурядной обработки растений.

2. Ива хорошо отзывается на внекорневую подкормку в течение пе риода вегетации. Этот прием может быть особенно эффективен для ос лабленных после зимовки растений ивы.

3. Рациональным для посадок ивы является внесение органических удобрений, в том числе жидких навозных стоков и грязевых осадков с полей фильтрации, очистных сооружений и биологических прудов.





Этот вопрос не изучался в наших экспериментах, но является актуаль ным как с точки зрения питания растений, так и утилизации органиче ских удобрений.

Таким образом, за весь срок эксплуатации плантации ивы объем внесения минеральных удобрений составит:

– азот: 320–370 кг действующего вещества, или около 1000 кг в пе ресчете на аммиачную селитру;

– фосфор: 220–240 кг действующего вещества, или около 500 кг в пересчете на двойной гранулированный суперфосфат;

– калий: 420–480 кг действующего вещества, или около 800 кг в пе ресчете на хлористый калий.

Применение органических удобрений позволит в несколько раз сни зить потребность в минеральных удобрениях.

3.4. Уход за посадками и уборка плантаций ивы Борьба с сорняками В год посадки ива не конкурентоспособна с сорняками, что требует их обязательного и тщательного контроля. В противном случае быстро вырастающие сорняки могут совершенно подавить растения ивы. Поэто му обязательным приемом является предварительное внесение почвен ных гербицидов.

Почвенные гербициды вносятся либо осенью, либо весной при под готовке плантации. В случае, если по каким-либо причинам этот прием не осуществлялся или был неэффективен, применяют гербициды по ве гетирующим растениям следующих наименований: Фюзилад Супер ЕС, Тарга 10 ЕС, Тарга Супер 5 ЕС.

Если химическая обработка не обеспечивает необходимых резуль татов, то дальнейшая борьба с сорняками проводится механическими способами, либо ручной прополкой.

Прополка сорняков проводится дважды за период вегетации. Когда растения ивы достаточно разовьются, сорняки уже не представляют для них особой опасности. Поэтому контроль сорняков особенно важен в начальный период роста.

При проведении операций по контролю за сорняками механически ми способами рекомендуется использовать пропашные культиваторы типа ОКГ–4 (рис. 3.10), АК–2,8, КНО–2,8.

Рис. 3.10. Культиватор ОКГ–4 (производство Республики Беларусь) может быть использован для маркирования рядков и борьбы с сорняками между рядками ивы На второй и последующие годы растения ивы достигают высоты в несколько метров и эффективно конкурируют с сорняками. В то же время недооценка этого аспекта в год посадки или на следующий год после подрезки растений (второй год эксплуатации плантации) может привести к полной гибели плантаций. Необходимо оптимальное сочета ние использования гербицидов, механизированной и в отдельных случа ях ручной прополки.

Борьба с болезнями и вредителями Малоизученной для условий Беларуси является проблема контроля болезней и вредителей ивы. Наши эксперименты свидетельствуют, что необходимости в специальных мероприятиях такого плана нет. Пораже ние посадок ивы вредителями, отмеченное на отдельных растениях, не превышало порога вредоносности. Тем не менее следует иметь в виду, что высокая концентрация растений ивы на ограниченной площади при их производственном возделывании может способствовать усиленному развитию болезней и вредителей растений, что вызовет необходимость разработки и внедрения специальных мер борьбы.

В результате полевых наблюдений на ивовых плантациях в Грод ненской, Брестской, Могилевской и Минской областях был идентифици рован ряд видов-вредителей растений. Наиболее распространенными и потенциально опасными в соответствии с литературными данными являются следующие.

Тополевый листоед. Жук длиной 10–12 мм, с красноватыми над крыльями и синевато-зелеными переднеспинкой и нижней стороной те ла. На вершине надкрыльев по одному черному пятнышку.

Осиновый листоед. Внешний вид и биология осинового листоеда сходны с таковыми тополевого. Жук по размерам немного меньше топо левого (длина 7–10 мм) и не имеет черных пятнышек на надкрыльях.

Ивовый шелкопряд-листовертка. Чаще всего поражает иву пруто видную. Гусеницы листовертки свертывают верхушки листьев в плотный кокон и объедают верхушку побега. Побег кустится, отчего теряет свои технические качества.

Тля ивовая обыкновенная. Высасывает сок из листьев, почек, моло дых побегов. Дает по 10 поколений в год.

Ивовая обыкновенная тля, ветловая паутинная моль и другие по добные насекомые образуют большие колонии на молодых однолетних побегах, особенно на верхушечных листьях, которые быстро желтеют и засыхают, в целом ослабляя растение. Вредители встречаются повсюду и поражают ивы всех пород (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Повреждение деревьев белой и прутьевидной ивы тлями Паутинный клещик. Появляется на нижней стороне листа и высасы вает сок. При сильном повреждении листья буреют и опадают. Летом клещик зеленовато-желтого цвета, к осени приобретает красновато оранжевую окраску. Зимует под корой, опавшими листьями и в почве (в стадии взрослой самки).

Ивовая волнянка (рис. 3.12). Бабочка 20–25 мм длиной с белыми крыльями. Гусеницы мохнатые, желто-голубого цвета с красными кра пинками.

Рис. 3.12. Имаго и взрослая особь ивовой волнянки Leucoma salicis Тополевый бражник (рис. 3.13). Повреждения растениям ивы нано сит гусеница – яркого зеленого цвета, длиной 50–60 мм, которая объеда ет листья.

Рис. 3.13. Тополевый бражник (Laothoe populi). Гусеница и имаго Наиболее серьезный ущерб потенциально обуславливает ольховый долгоносик (рис. 3.14), пронизывающий своими ходами кору и стебель ивы. На побеге начинают сохнуть листья, повреждается древесина прута, например, при плетении прут в поврежденном месте ломается. Личинки этого жука селятся в боковых ветвях, остающихся пеньках, в трещинах старой коры. Основной метод борьбы – вырубание и выжигание пора женных стеблей весной до середины мая или осенью начиная с сентября.

Таким образом, анализ данных зарубежных исследователей и собст венные результаты наблюдений свидетельствуют, что потенциальными вредителями растений ивы могут быть десятки видов насекомых, относя щихся к различным отрядам. Защите производственных посадок клонов быстрорастущей ивы в зарубежных странах уделяется значительное вни мание. Эта проблема будет приобретать все большее внимание по мере возрастания площадей культуры, возделываемой в аграрном секторе.

Рис. 3.14. Повреждение побега и личинка ольхового долгоносика Таким образом, на плантациях ивы, расположенных в различных ре гионах Беларуси, был определен ряд вредителей, которые паразитируют на растениях. Несмотря на то, что они встречаются в единичных экземп лярах и их численность не превышает порога вредоносности, установлен ного для плантаций плодовых растений, потенциально они могут обусло вить серьезный ущерб в будущем и требуют постоянного наблюдения и контроля сегодня.

Нашими исследованиями не было выявлено вредителей, специали зирующихся на отдельных видах ивы и предпочитающих различные ре гионы страны. Тем не менее, такой фактор может проявиться при увели чении площадей плантаций ивы. За рамками наших исследований оста лись млекопитающие, использующие деревья в качестве кормовой базы и возбудители болезней.

Подрезка растений и уборка маточной плантации В первый год выращивания при благоприятных условиях высота растений составляет от 1,8 до 2,4 м, количество побегов на 1 растение – от 1 до 3.

Скашивание растений ивы в конце первого года выращивания явля ется обязательным приемом с целью стимулирования активного развития боковых побегов.

Уборка растений первого года может проводиться в период от кон ца ноября до середины марта. Лучше всего убирать иву, если почва за мерзла. В противном случае корневая система недостаточно прочно удерживает растение, и оно может быть просто выдернуто из земли.

На производственных плантациях допускается использование ро торных косилок или механизированная уборка стеблей ивы комбайнами.

На семеноводческих плантациях срезанные стебли в дальнейшем используются для получения посадочного материала. Поэтому срезку побегов на растении первого года вегетации, во избежание выдергивания и повреждения корневой системы растений, рекомендуется проводить вручную секатором или роторной косилкой. Побеги срезаются, с остав лением на пеньке 2–3 почек, необходимых для вегетации растений на следующий год. Обрезка побегов в первый год стимулирует кущение растений ивы на второй год вегетации, что позволяет сформировать оп тимальный маточный куст. Одревесневшие побеги диаметром от 7 мм и более можно использовать на черенкование в качестве посадочного ма териала. Условия хранения посадочного материала представлены выше.

К уборке древесины ивы на энергетические цели приступают по окончании периода вегетации после опадания листвы, до начала новой вегетации. Уборка проводится при высоте среза от 5–10 см.

Если срезка проводится правильно, то ива энергично отрастает.

В этом случае срок эксплуатации плантаций может составить 20–25 лет.

Уборка может проводиться модифицированным кукурузоубороч ным комбайном марки «Ягуар», если он применяется для растений вто рого или третьего года небольшого диаметра. Для уборки высокоуро жайных плантаций ивы используются специализированные самоходные или прицепные комбайны (рис. 3.15 и 3.16). Комбайн измельчает стебли на щепу и выгружает в прицеп для дальнейшего использования в качест ве биомассы.

Из других средств механизации для тонких однолетних растений можно использовать кормоуборочную технику, для растений второго и третьего года – пилы.

При проведении уборки в зимний период влажность древесины ивы составляет около 50 %. Наиболее экономичным методом уборки является тот, когда древесная измельченная биомасса поставляется непосредст венно потребителю на тепловую станцию.

Биомасса должна храниться на ровной твердой поверхности. Необ ходимо принять дополнительные меры по недопустимости попадания воды, в противном случае активизируются микроорганизмы, и биомасса может быстро разогреваться. Принимаются меры по защите от атмо сферных осадков.

Второй способ – это длительное хранение древесины под навесом до 4–6 месяцев. В этом случае происходит снижение влажности древесины до 30 %. Лучший способ – это применение активного вентилирования, однако в этом случае следует учитывать возрастание затрат на электроэнергию.

Рис. 3.15. Прицепной комбайн для уборки ивы Bender mark 5 (Швеция) Рис. 3.16. Самоходный комбайн для уборки ивы Rogster (Швеция) В случае неблагоприятных погодных условий можно производить древесную биомассу ивы в запас. Растения убираются и размещаются на временное хранение до следующего года без предварительного измель чения. Влажность биомассы в этом случае составит от 46 до 25 %.

3.5. Перспективы внедрения ивовых плантаций в Беларуси Наши исследования по возделыванию быстрорастущей ивы прово дятся с 2005 г. Экспериментальные данные, полученные на различных типах почв в Могилевской, Минской, Гродненской и Брестской областях, подтверждают возможность получения высоких урожаев древесины ивы с учетом климатических особенностей страны и сложившейся системы сельскохозяйственного производства.

Перспективы развития этого направления в Беларуси не в последнюю очередь обусловлены возможностью использования для плантаций быст рорастущих растений низкопродуктивных и деградированных земель.

В частности, полевые эксперименты были заложены на выработан ных и деградированных торфяниках, суглинистых и песчаных почвах, загрязненных радионуклидами, связных супесчаных почвах.

При трехлетнем цикле производства древесины на лучших участках были получены следующие результаты:

1. Выработанные торфяники. В пересчете на 10 %-ную влажность выход древесной биомассы составил 7620 кг сухой древесины с га в среднем за три года.

2. Суглинистые почвы. В пересчете на 3-летний цикл выращивания выход древесной биомассы составил в пересчете на 10 % влажность 9100 кг древесины с га в среднем за три года. При плотности загрязнен ности участков радиоцезием до 8 Кu/км2 уровень загрязнения древесины не превышал 12 Бк/кг при республиканском допустимом уровне (РДУ 99) не выше 740. По результатам исследований были составлены прогнозные модели загрязнения на срок до 25 лет.

3. Песчаные почвы. На протяжении 2 лет экспериментов не удалось обеспечить хорошую приживаемость и развитие растений. Большой про цент выпадений обусловлен аномально высокими температурами и не достатком осадков на протяжении вегетационных периодов 2007– 2008 гг. Таким образом, производство древесины ивы на песчаных поч вах является достаточно рискованным направлением.

4. Деградированные торфяники. В пересчете на 3-летний цикл вы ращивания выход древесной биомассы составил в пересчете на 10 %-ную влажность более 12 000 кг древесины с га в среднем за три года.

5. Связные супесчаные почвы. Экспериментальный участок заложен в 2009 г. в Брестской области, СП «Зеленевичи». Товарный выход древе сины будет получен в 2011 г. Результаты роста и развития растений на промежуточном этапе являются удовлетворительными.

На основании проведенных исследований выполнено следующее:

1. Разработаны технологические кары возделывания ивы с учетом экспериментального опыта выращивания в Республике Беларусь.

2. Проведен укрупненный расчет себестоимости древесины.

Опираясь на полученные экспериментальные данные, можно за ключить, что в Республике Беларусь организация плантаций быстрора стущей ивы возможна на следующих площадях.

Выработанные торфяники В соответствии с данными Национального доклада о состоянии ок ружающей среды Республики Беларусь площадь таких земель в респуб лике оценивается в 190 тыс. га.

По укрупненным оценкам, основанным на экспериментальных дан ных, полученных на землях торфопредприятия УП «Лидское» около 20 % таких земель потенциально пригодны для производства древесины быстрорастущей ивы.

Как правило, на выработанных торфяниках и прилегающих терри ториях произрастает естественная древесная и культурная раститель ность, которая также может быть использована в качестве возобновляе мой биомассы. Это позволит более рационально задействовать убороч ную технику.

Деградированные торфяники Площадь таких земель в Республике Беларусь составляет 209 тыс. га. Это низкопродуктивные земли, выращивание на которых пропашных или ценных зерновых культур не всегда целесообразно. Экс перименты, проведенные на деградированных торфяниках в Кобринском районе, подтверждают высокий потенциал их использования и обеспече ние выхода древесины на уровне 10 т сухой массы в расчете на год.

Около 50 тыс. га, деградировавших в супесчаные и песчаные почвы, для плантаций ивы не пригодны. Из оставшейся площади для производ ства древесины ивы можно использовать не менее 20 %.

Земли, загрязненные радионуклидами и тяжелыми металлами Наши эксперименты показывают, что растения ивы не накапливают радионуклиды в количествах, превышающих РДУ для древесины при плотности загрязнения почв радиоцезием до 25 Кu/км2.

Площадь таких земель в Республике Беларусь составляет более 20 тыс. га.

Низкоплодородные земли Средний балл пахотных земель в Республике Беларусь составляет 31,2. Древесина ивы может быть получена на землях с потенциальным плодородием 25 и ниже баллов. Как правило, такие земли не использу ются для производства рапса, картофеля, пшеницы и других культур, требовательных к плодородию. В результате только за последние 10 лет из категории пахотных земель было выведено и передано лесному фонду более 200 тыс. га таких площадей.

Наименее плодородные земли расположены на территории Витеб ской области (Городокский, Шумилинский, Полоцкий районы). К тому же Витебская область характеризуется высокой контурностью полей, достаточным увлажнением и высоким процентов связно-супесчаных и легкосуглинистых почв, наиболее подходящих для возделывания ивы.

Поэтому эта область, а также северная часть Могилевской области (Кли мовичский, Костюковичский, Краснопольский районы) могут стать опорными территориями для организации энергетических плантаций.

Также в большинстве хозяйств Республики Беларусь есть земли, расположенные на неудобицах, склонах, выведенные из оборота по при чине низкого плодородия и т. д.

Суммарно на территориях прилегающих хозяйств наиболее эконо мически целесообразно определять минимальный суммарный размер соседних плантаций не менее 100 га. Это обеспечит рентабельность при индустриальной технологии возделывания.

Таким образом, под посадки ивы может быть задействовано не ме нее 100 тыс. га земель в Республике Беларусь без ущерба для основного сельскохозяйственного производства.

Экологическая эффективность развития посадок ивы может быть реализована по нескольким направлениям:

1. Сокращение выбросов парниковых газов. На площади 100 тыс. га можно получить 0,8–1 млн т древесной биомассы в пересчете на влаж ность 10 %. Это соответствует использованию 0,3–0,4 т у.т., что эквива лентно 0,8–1 млн т выбросов диоксида углерода.

2. Введение в оборот выработанных торфяников и посадки ивы на деградированных торфяных землях позволят сохранить плодородие та ких земель, поддерживать биологическое разнообразие и способствовать рекультивации деградированных площадей.

3. Оптимальное размещение посадок ивы на ландшафтном уровне будет способствовать борьбе с эрозией сельскохозяйственных земель и контролю эвтрофикации водных объектов.

4. Частичное использование для производства древесного биотоп лива загрязненных радионуклидами площадей обеспечит их рациональ ное использование и экономическую эффективность.

4. Использование соломы в энергетических целях Проблема использования сельскохозяйственных отходов, и в пер вую очередь соломы зерновых культур, на энергетические цели является дискуссионной как для стран ЕС, так и для Республики Беларусь. Это обусловлено значительным количеством аспектов экономического, эко логического и технологического характера, требующих своего разреше ния. В частности, не определены потенциальные возможности для ис пользования соломы на местном уровне или в конкретных субъектах хо зяйствования. Дискуссионными являются вопросы экологической и экономической эффективности использования соломы и др.

В странах ЕС наиболее активные исследования в этом направлении проводятся в Дании. Еще в 1993 г. было заключено соглашение между фермерским союзом, группой энергетических компаний и рядом научно исследовательских институтов с целью проведения исследований по оценке существующего и перспективного уровня доступности биомассы соломы в стране на энергетические цели.

В стране реализуется государственная энергетическая программа, которая разработана с учетом того, что возобновляемые источники энер гии должны обеспечивать рост возобновляемой энергии на уровне не менее 2 % в год. К 2010 г. до 20 % от общего энергопотребления страны должно быть покрыто за счет возобновляемых источников энергии [Straw for Energy Production, 1998].

Также с целью получения тепловой энергии в Европе солому актив но используют Австрия (несколько фермерских установок тепловых станций), Швеция (около 70 фермерских установок и 5 тепловых стан ций, применяющих солому в качестве дополнительного сырья). Тепло вые станции и фермерские котлы, работающие на соломе, внедряются в Финляндии, Франции и других странах ЕС, а также США и Канаде.

4.1. Солома как энергетический ресурс В Республике Беларусь площадь пашни, занятой под озимыми и яровыми зерновыми культурами, за последние десятилетия постоянно увеличивается (табл. 4.1).

Валовой сбор зерновых культур за 2009 г. при средней урожайности 33,2 ц/га составил 7,643 млн т, что соответствует урожайности соломы на уровне 10,131 млн т при условии соотношения урожайности зерна к со ломе 43:57 для среднерослых генотипов [Сельское хозяйство Республики Беларусь, 2010].

Вопрос о количестве соломы, которое может быть потенциально использовано в качестве биотоплива, остается дискуссионным. Основной объем соломы используется в животноводстве в качестве подстилки для производства органических удобрений. В среднем для получения 1 т подстилочного навоза необходимо около 250 кг соломы.

Динамика посевных площадей под зерновыми и зернобобовыми культурами в Республике Беларусь [163] Зерновые и зернобобовые – всего 2537 2390 2314 2404 2567 из них:

озимые зерновые культуры 1059 1120 1085 1041 1231 в том числе:

яровые зерновые и зернобобо вые культуры в том числе:

При существующей структуре посевных площадей для обеспечения бездифицитного баланса гумуса необходимо ежегодно вносить не менее 43 млн т органики на пахотные земли из расчета 9,4 т на га. Таким обра зом, на 2009 г. объемы производства и внесения органических удобрений были близкими к оптимальным (табл. 4.2). Это означает, что при условии использования для получения органики только соломистого субстрата, необходимо его ежегодное количество около 10 млн. т, что близко к мак симальному выходу при сложившейся за последние годы урожайности.

Вместе с тем для приготовления органических удобрений в качестве подстилки используется не только солома зерновых культур, но и торф, опилки, листовой опад. Самый лучший по качеству навоз получается при содержании скота на глубокой подстилке. При этом используют как со лому, так и торфокрошку в соотношении торф:солома = 2:1;

1:1 или 4: [Босак В. Н., 2009].

Динамика применения органических удобрений в агроэкосистемах Под сельскохозяйственные культуры, многолетние насаждения, Органические удобрения – всего, млн т В расчете на 1 га сельскохо зяйственных земель, т Из общего количества внесено под сельскохозяйственные культуры Органические удобрения – всего, млн т В расчете на 1 га пахотных земель, т Таким образом, можно предположить, что для приготовления ком поста в качестве удобрения используется не более 50 % соломы или око ло 5 млн т. Определенная часть соломы также используется на другие цели, например, для кормления скота, укрытия буртов и т. д. В любом случае возможность выделения определенных объемов соломы в качест ве биотоплива зависит от ряда факторов, и это количество является не стабильным.

По данным, полученным в результате специального анкетирования слушателей ФПК из Могилевской, Гомельской и Витебской областей, в среднем 19,0–27,5 % соломы в хозяйствах эффективно не используется или сжигается на поле во время уборки или весной. Следует отметить, что для хозяйств Могилевской и Витебской областей среднее значение излишка соломы составляет 25,3–27,5 %, а для Гомельской области – 19,0 % [Добышев А. С., Крупенько А. А., 2006].

По расчетам специалистов Минсельхозпрома Республики Беларусь, оптимальное количество соломы, которую можно использовать в качест ве возобновляемого биотоплива без ущерба для других потребностей, составляет около 10 % от ее общего объема производства. В масштабах республики это составляет около 1 млн т.

Если использовать для целей энергетики 20 % соломы зерновых от всего объема производства в стране, это составит около 2 млн т сырья, что примерно эквивалентно 0,6 млн т у.т. при средней влажности 14 %.

При обоих возможных сценариях потребления соломы как биотоп лива несомненно, что этот ресурс вызывает интерес как в масштабах страны, так и на местном уровне.

4.2. Технологические аспекты использования соломы Технология использования соломы зависит от потребности в энер гии на местном уровне и методов использования.

Прямое сжигание применяется при небольшом плече перевозки и, соответственно, затратах на транспортировку. В этом случае использу ются, как правило, тюки или рулоны соломы, которые поступают прямо с поля, складируются в хранилищах, расположенных вблизи тепловых станций, и в дальнейшем сжигаются напрямую.

Для небольших фермерских хозяйств применяются котлоагрегаты небольшой установленной мощности, которые подразделяются на котло агрегаты с автоматической загрузкой сырья и периодического действия.

Наиболее широкое распространение получили котлоагрегаты периодиче ского действия, в которых подача сырья осуществляется дискретно, т. е.

по мере необходимости. При ручной загрузке объем камеры рассчитан на рулон (тюк) соломы определенного размера. Принципиальная схема кот лоагрегата периодического действия в составе газогенераторной отопи тельной системы HERLT HSV 145 показана на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Принципиальная схема газогенераторной отопительной системы HERLT HSV 145: 1 – отверстие для загрузки рулона;

2 – камера заполнения и газоге нерации;

3 – керамическая облицовка;

4 – вихревая камера дожига газа;

5 – тепло обменник;

6 – вихревая камера сгорания газа;

7 – вентилятор В котлоагрегатах с автоматической загрузкой подача сырья в котел осуществляется непрерывно при помощи шнека. Существуют устройства дозировки для целых брикетов соломы, измельченной соломы и грану лированной соломы. Современный уровень развития технологии сжига ния топлива позволяет достигать КПД установок периодического дейст вия до 95 %. Прогрессивные методы сжигания обеспечивают контроль эмиссии в воздух и твердых остатков на уровне установленных нормати вов (твердая зола 16–100 мг/м3, СО – 16–100 мг/м3, NОx – 57–200 мг/м3).

С целью более качественного сжигания соломы котлоагрегаты оборудо ваны баком-аккумулятором для хранения горячей воды, размер которого устанавливается из расчета 60–70 л воды на 1 кг соломы.

На сегодняшний день данные котлы внедрены более чем в 10 000 датских хозяйств [Straw for Energy Production, 1998].

Для обеспечения потребностей на региональном уровне использу ются тепловые станции. Мощность станции в среднем составляет около 4 МВт, и она вырабатывает только тепловую, но не электрическую энер гию. Все станции предназначены для использования больших рулонов соломы размером 2,4 1,2 1,3 м. Необходимая мощность станции рас считывается с учетом наиболее холодного времени года и размера рай она, который они обеспечивают. Средняя эффективность станций со ставляет около 60 %.

В качестве сырья используется солома влажностью не более 20 %.

Для станций в Дании установлены жесткие требования относительно их воздействия на окружающую среду (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Тепловая станция в регионе Аархус (Дания) (потребление соломы 4000 т в год, мощность 3,2 МВт) [Straw for Еnergy Рroduction, 1998] Например, при мощности станции более 1 МВт выбросы пыли не должны превышать 40 мг/м3, СО – 0,05 % и т. д. Система очистки позво ляет значительно сократить выбросы за счет внедрения следующего обо рудования:

– мультициклоны. Экстракция пылевых частиц из потока выбросов за счет центрифугирования в вертикальных трубах;

– электростатические фильтры. Выбросы проходят через электриче ское поле, и частицы оседают на электродах.

Для снижения сезонной зависимости от соломы как энергетическо го ресурса начиная с 90-х гг. XX в. начали развиваться технологии ком бинированного использования топлива. Станции дополнительно осна щаются оборудованием, позволяющим использовать жидкое топливо и (или) дерево.

Доля жидкого топлива в общем балансе, как правило, не превышает 2–5 %, древесного топлива – 25–30 %. Таким образом, основным сырьем остается солома.

Комбинированные тепловые и электрические станции (CHP) начали активно внедряться в Дании с середины 1980-х гг. В качестве то плива они используют солому, древесину, твердые коммунальные отхо ды, а также био- и природный газ. Мощность таких станций составляет несколько МВт. Производство электроэнергии основано на тех же прин ципах, что и на традиционных станциях, но энергия, производимая в ви де пара или нагретой воды, не теряется, а запасается в виде тепла. Таким образом, общая эффективность станций возрастает. Если для обычной электрической станции потери тепла могут составлять до 50 %, то при комбинированном использовании – не более 15 %. Все станции такого типа обеспечиваются специальным танком, который служит в качестве резерва и накопителя тепла. На рис. 4.3 танк объемом 5000 м3 находится слева от станции.

Рис. 4.3. Комбинированная станция (потребляемый объем соломы 50 000 т в год) Газификация и пиролиз. Газификация применяется на небольших тепловых станциях мощностью 0,2–0,3 МВт или на электрических мощ ностью 50–100 МВт, где полученный газ используется в качестве топли ва для двигателя генератора (рис. 4.4). Активного распространения такие установки не получили по ряду причин, в том числе из-за:

– наличия сырья на стабильной основе;

– технологических проблем обеспечения гомогенного слоя топлива;

– наличия остатков соломы, не подлежащих сжиганию.

На станциях большой мощности газ применяется для выработки па ра. В свою очередь пар при охлаждении является дополнительным ис точником тепла, как в комбинированных станциях.

Преимущество пиролиза перед прямым сжиганием, тем не менее, заключается в следующем. Высокое содержание соединений хлора и ще лочей в соломе не позволяет использовать ее для прямого сжигания в котлах, использующих технологии, основанные на высоком давлении пара. Такие технологии в свою очередь обеспечивают эффективность работы станции. При пиролизе основная часть таких соединений остает ся в древесном угле, а частично отделяются циклонами. Таким образом, газ, полученный при пиролизе, используется для выработки пара, не вы зывая риска коррозии и отложений шлаков на котлах.

Изготовление пеллет и брикетов Солома может быть спрессована в специальные пеллеты диаметром до 10 мм. Они могут эффективно применяться для больших станций, но при использовании на малых котлах имеют все те же недостатки, что и при прямом сжигании соломы. Для снижения количества шлаковых отложений при изготовлении пеллет используются добавки патоки и каолина. Энергетическая ценность пеллет составляет свыше 16 МДж/кг.

Удельная плотность более чем в четыре раза превышает этот показатель в соломенных рулонах.

Брикеты отличаются от пеллет размерами (рис. 4.5), они более про сты по технологии изготовления, удобны для транспортировки.

Изготовление брикетов в небольших объемах может производиться на небольших прессах мощностью до 30–50 кг/час (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Пресс для изготовления брикетов из древесных и сельскохозяйственных При больших объемах используют специальные линии. Производи тельность такой линии составляет свыше 1,2 т в час (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Линия по производству пеллет из соломы, производство Латвия В последние годы в Республике Беларусь появились технологии, позволяющие создавать системы отопления на базе сжигания соломы.

В 2005 г. в СПК «Осовец-Агро» Любанского района Минской об ласти испытан газогенератор ГГ-С-2,3, работающий на соломе, что под твердило работоспособность сушилки на этом виде топлива.

ОАО «Минскоблагросервис» разработало газогенераторы ГГ-С-1, и ГГ-С-2,3 тепловой мощностью 1200 и 2300 кВт, работающие на биото пливе – прессованной в рулоны или тюки соломе, дровах, отходах древе сины и других растительных отходах.

В 2006 г. в РУСХП «1-я Минская птицефабрика» п. Большевик Мин ского района смонтирована газогенераторная установка HERLT HSV 1300, которая эксплуатируется в комплексе с зерносушилкой М-819.

ОАО «Могилевагрокомплект» совместно с БГСХА разработан возду хонагреватель ВНС-1,5 (рис. 4.8), работающий на соломе (тюки или руло ны), адаптированный к теплообменнику сушилки М-819. Опытный обра зец теплогенератора прошел испытания в УКСП «Совхоз «Первомайский»

Дрибинского района Могилевской области на сушилке М-819.

Расчеты специалистов УКСП «Совхоз Первомайский» показали, что для обеспечения таких установок в масштабах хозяйства может быть ис пользовано до 500 т озимой соломы, что позволяет просушить 10 тыс. т зерна [Добышев А. С., Крупенько А. А., 2006].

Рис. 4.8. Топка воздухонагревателя ВНС-1,5: 1 – корпус;

2 – рычаг;

3, 14 – камеры горения;

4 – заборник атмосферного воздуха;

5 – люк;

6 – крышка люка;

7 – указа тель уровня топлива;

8 – теплоизоляция;

9 – камера загрузочная;

10 – двери загру зочной камеры;

11 – шлюзовые затворы;

12 – стенка камеры;

13 – колосниковая решетка;

15 – камера зольниковая;

16 – перегородка разделительная;

17 – топочная дверца;

18 – дверца зольниковая;

19 – труба горизонтальная;

4.3. Экологические аспекты использования соломы Экологические аспекты использования соломы на энергетические цели обуславливаются рядом обстоятельств.

Баланс биогенных элементов в масштабах агроландшафта Проблема эффективных методов управления биогенными элемен тами, прежде всего азота и фосфора на уровне агроэкосистем, является актуальной как с экологической, так и с экономической точки зрения.

Для составления баланса систематизируются и анализируются такие данные, как содержание элементов питания в минеральных и органиче ских удобрениях, семенах, кормах, растительных остатках и т. д., фикса ция азота, осаждение азота и фосфора из воздуха, информация о реали зации растительной и животноводческой продукции, а также органиче ских удобрений, утечка нитратов и т. д.

Вынос азота и фосфора, которые являются ключевыми элементами, обуславливающими эвтрофикационные процессы в окружающей среде, с соломой в значительной степени зависит от вида культуры, сроков уборки, погодных условий и т. д.

Выбросы в окружающую среду Как уже было отмечено ранее, солома содержит ряд соединений, которые не только затрудняют ее технологическое использование, но и оказывают значительное негативное воздействие на окружающую сре ду. Особенно опасными являются соединения серы, свинца, хлора. Ти пичные значения химического состава соломы зерновых культур пред ставлены в табл. 4.3.

Типичные значения химического состава соломы зерновых культур Параметр Как уже было отмечено выше, солома может использоваться в каче стве топлива для различных установок как для производства электриче ской, так и тепловой энергии. Поэтому для оценки экологического воз действия целесообразно сравнить солому с другими видами топлива (табл. 4.4).

Сравнительная характеристика различных видов топлива Химический состав соломы представлен усредненными показате лями. Он зависит от целого ряда условий: вида и сорта культуры, коли чества и системы применения удобрений, технологии выращивания, по годных условий, характеристики почв и т. д. Также установлено, что степень увядания и воздействие атмосферных осадков приводит к изме нению элементного состава соломы. С возрастанием степени увядания происходит снижение уровня концентрации щелочных металлов и со единений хлора вследствие их вымывания. Так, в процессе вымывания в соломе происходит изменение уровня содержания соединений хлора (с 0,49 до 0,05 %) и калия (с 1,18 до 0,22 %) что позволяет минимизиро вать их воздействие на энергоустановку, а это очень важно с точки зре ния технологичности использования соломы.

Химический состав непосредственно влияет на структуру выбросов в атмосферный воздух. Этот показатель также не является стабильным, в том числе и для традиционного ископаемого топлива. Усредненные ори ентировочные данные по некоторым соединениям представлены в табл. 4.5.

Выбросы в атмосферный воздух при использовании различных Выбросы на 1 т топлива, кг Примечание: * Источники: Straw for Еnergy Рroduction, 1998;

Равич М. Б., 1971;

Головков С. И., 1987;

ТКП 17.08-01-2006.

Таким образом, солома как топливо с точки зрения экологичности уступает природному газу, находится приблизительно на одном уровне с древесиной и значительно превосходит уголь. Несомненное преимуще ство соломы в том, что она является нейтральным топливом по отноше нию к парниковым газам.

Достаточно высокий уровень выхода летучих веществ (57–69 %) обуславливает необходимость выполнения специальных требований к технологии сжигания соломы.

Снизить количество вредных соединений в летучих газах можно за счет установки специального оборудования.

Мультициклоны. Удаляют мелкие частицы на основе принципа центрифугирования. Применение циклонов позволяет снизить содержа ние пыли в летучих газах более чем в два раза.

Фильтры-ловушки. Улавливают ряд соединений при прохождении через них потока газа и прежде всего пыль.

Электростатические фильтры. Летучие газы проходят через элек трическое поле. В результате частицы оседают на электродах. При ис пользовании таких фильтров для соломы возможны проблемы, связан ные с ионизацией частиц пыли.

Скрубберы. Летучие газы проходят через поток мелкораспыленной жидкости. В результате частицы оседают на поверхности капель. Этот метод обуславливает определенные проблемы при утилизации отрабо тавшей воды.

Конденсация летучих газов. Поток охлаждается до точки росы, а частицы оседают на поверхности образующихся капель.

Одной из основных проблем при использовании соломы в качестве биотоплива является высокий процент содержания в ней соединений хло ра и калия, что, в свою очередь, связано с использованием минеральных удобрений. Это вызывает ряд технических проблем при эксплуатации энергоустановок, таких как интенсивная коррозия поверхностей нагрева, повышение степени шлакования и загрязнения проходных каналов, ухуд шение протекания реакции катализа для снижения выбросов NOx.

Решение проблемы возможно на нескольких этапах. Прежде всего необходимо балансировать внесение удобрений, особенно если солома будет предположительно использоваться в качестве биотоплива. Во вторых, лучше использовать солому после некоторого ее пребывания в поле, а не сразу после уборки. И, в-третьих, необходимо непосредст венно обрабатывать солому перед использованием. Например, в 1996 г.

электроэнергетическая компания группы Ютландия-Фюн (ELSAM) ус тановила, что снижение уровня концентрации коррозионно-опасных элементов может быть достигнуто путем термической обработки соломы в процессе кипячения при температуре 160 °С. В настоящее время более экономичным способом является промывание соломы водой при 50– 60 °C. Как правило, данные методы «вымывания» применяются при ис пользовании соломы в котлоагрегатах малой мощности.

Процесс горения определяется не только наличием вышеотмечен ных летучих соединений, но также и формой поступающего в топку ма териала. При использовании слабоспрессованных тюков в первой фазе сжигания летучие газы легко высвобождаются вследствие малой плотно сти материала и, соответственно, относительно большой поверхности горения. Если материал уплотнен сильнее, то реагирующая поверхность уменьшается, что способствует более полному сгоранию.

Использование золы Обычное содержание золы в соломе составляет 3–5 %, и она содер жит ряд необходимых растениям элементов (табл. 4.6).

Химический состав золы соломы зерновых культур Соединение SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O P2O5 SO Содержание, % 2,90 0,06 0,003 0,05 0,58 0,13 0,05 2,50 0,35 0, Высокий процент содержания ряда элементов питания, особенно калия, теоретически позволяет использовать солому в качестве удобре ния для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Такое применение возможно, если по ряду других параметров, особенно со держания тяжелых металлов, солома не превышает установленных нор мативов.

Нормативы для стран ЕС представлены в табл. 4.7.

Лимитирующие нормативы содержания тяжелых металлов в золе соломы [Straw for Еnergy Рroduction, 1998] Тяжелый металл центрация (ПДК), Эти нормативы могут быть взяты за основу и для Беларуси. При пре вышении нормативов зола может быть использована на другие цели.

В частности, в качестве удобрения для непродовольственных культур, на пример короткоцикловых посадок ивы. Во-первых, эта культура не накап ливает свинец или кадмий в значительных количествах, а во-вторых, оста ется на одном месте более 20 лет. Необходимо сбалансировать нормы и сроки внесения таким образом, чтобы не происходила аккумуляция тя желых металлов в почве на участке, где заложена плантация.

Вторым направлением является добавление золы при изготовлении цемента или других строительных материалов. В этом случае необходи мо учитывать, что зола соломы, содержащая ряд щелочных соединений и хлора, может снизить качество материалов. Необходимо использовать современные специальные технологии, чтобы нивелировать этот нега тивный фактор.

4.4. Балансовый метод расчета ресурса биомассы соломы Оценка валового и технического энергетического потенциала био массы соломы, произведенной в условиях конкретного хозяйства, может быть выполнена на основе балансового метода, расчет которого опреде ляется установлением следующих величин:

– площадь посева сельскохозяйственной культуры;

– плановая или фактическая урожайность сельскохозяйственной культуры;

– высшая теплота сгорания соломы сельскохозяйственной культуры;

– масса абсолютно сухой соломы сельскохозяйственной культуры;

– химический состав сельскохозяйственной культуры;

– естественная влажность сельскохозяйственной культуры;

– технически доступные ресурсы соломы сельскохозяйственной культуры при уборке урожая.

Для оценки энергоресурсов соломы сельскохозяйственных культур в энергетических единицах предложен алгоритм расчета, блок-схема ко торого представлена на рис. 4.9 и на основании которого рассчитывается валовой и технический потенциал биомассы соломы.

Для определения валового потенциала энергии биомассы соломы как биотоплива необходимо ее высшую удельную теплотворную способ ность умножить на теоретический объем, определяемый на основании валовой урожайности сельскохозяйственной культуры.

Данный потенциал является теоретическим пределом извлечения из биомассы энергии, которую можно получить из абсолютно сухого веще ства биомассы. Нижним пределом извлечения из биомассы энергии яв ляется энергия, получаемая из биомассы естественной влажности, кото рая характеризует валовый потенциал энергии биомассы соломы естест венной влажности.

Расчет технического потенциала естественной и абсолютно сухой энергии биомассы соломы определяется перемножением валового по тенциала на соответствующий нормативный коэффициент технически доступного ресурса соломы сельскохозяйственной культуры при убор ке урожая.

Рис. 4.9. Алгоритм расчета валового и технического потенциала биомассы соломы:

S j – площадь посева с/х культуры;

Pj – плановая или фактическая урожайность с/х культуры;

F j – урожайность соломы с/х культуры;

mij – абсолютно сухая масса соломы с/х культуры;

esj – высшая удельная теплота сгорания соломы;

Qsj – высшая теплота сгорания соломы с/х культуры;

W r, Ar, H d – содержание влаги, золы и водорода в соломе;

Eij – валовый энергетический потенциал соломы с/х культуры естественной влажности;

Esj – валовый энергетический потенциал абсолютно сухой соломы с/х культуры;

– технически доступные ресурсы соло мы с/х культуры при уборке урожая;

Eij, r и Eij – технический потенциал соломы В качестве практического примера в наших исследованиях был рас считан энергетический потенциал биомассы соломы для Дзержинского района Минской области [152]. Район включает 16 хозяйств общей пло щадью более 20 тыс. га и является достаточно типичным регионом с раз витым сельскохозяйственным производством. Для оценки удельной теп лоты сгорания соломы брался среднеарифметический показатель для зерновых культур по результатам измерений, полученных в лаборатор ных условиях. Следует отметить, что для более точных оценок на уровне одного хозяйства или отделения необходимо учитывать виды соломы отдельно, т. к. их теплота сгорания варьирует и при конкретных услови ях. Например, в соответствии с данными зарубежных исследователей и результатами наших экспериментов, из типичных для Беларуси зерно вых культур (пшеница, рожь, ячмень, овес, тритикале) при одинаковой влажности более высокая теплота сгорания имеет место для соломы пшеницы. Тем не менее этот показатель также в значительной степени будет зависеть от особенностей агротехники (особенно внесение удобре ний и ретордантов), сорта, климатических условий и т. д. В наших расче тах использовался также средневзвешенный показатель влажности – 14 %, близкий к величине, получаемой при уборке зерновых культур в типичных условиях. Таким образом, расчеты носили несколько при ближенный характер.

В результате математического моделирования оценки биомассы со ломы в качестве возобновляемого источника энергии валовой потенциал абсолютно сухой биомассы соломы зерновых культур в Дзержинском районе за 2008 г. в среднем составляет 21,5 Гкал, или 3,1 т у.т. с га. Тех нический потенциал при средней влажности 14 % варьирует на уровне 12,7–13,4 Гкал/га (1,8–1,9 т у.т.) при условии коэффициента доступности ресурсов 0,85–0,9.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |
 
Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГУП ГВЦ Минсельхоза России ФЕРМЕРСКАЯ АКВАКУЛЬТУРА Рекомендации Москва 2007 УДК 639.3 ББК 47.2 П 56 Авторы: С. В.Пономарев, Л. Ю. Лагуткина, И. Ю. Киреева Рецензенты: д-р биол. наук, проф., ведущий научный сотрудник КаспНИРХ А. Ф. Сокольский; д-р биол. наук, проф., ведущий научный сотрудник Южного научного центра РАН Ф. М. Магомаев Пономарев С. В., Лагуткина Л. Ю., Киреева И. Ю. Фермерская аквакультура: Рекомендации. — М.: ФГНУ П 56 ...»

«1 Российская академия сельскохозяйственных наук Северо-Западный региональный научный центр КАТАЛОГ готовой к использованию в АПК товарной научно-технической продукции, работ и услуг НИУ СЗРНЦ (Часть1) Санкт-Петербург - Пушкин 2010 2 Российская академия сельскохозяйственных наук Северо-Западный региональный научный центр КАТАЛОГ готовой к использованию в АПК товарной научно-технической продукции, работ и услуг НИУ СЗРНЦ (Часть 1) Санкт-Петербург - Пушкин УДК 017.002+631.4+631.6+633+636.035+636+ ...»

«ISSN 1999-9127 Государственное научное учреждение ИНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ И ЦИТОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ МОЛЕКУЛЯРНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГЕНЕТИКА СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ ТОМ 16 Издается с 2005 года Выходит два раза в год Минск 2013 УДК [577.21 + 575] (082) Молекулярная и прикладная генетика: сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси; редколл.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. – Минск: ГНУ Институт гене тики и цитологии НАН Беларуси, 2013. – Т. 16. – 130 с. – ISSN ...»

«ISSN 1999-9127 Государственное научное учреждение ИНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ И ЦИТОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ МОЛЕКУЛЯРНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ ГЕНЕТИКА СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ ТОМ 12 Издается с 2005 года Выходит два раза в год Минск 2011 УДК [577.21 + 575] (082) Молекулярная и прикладная генетика: сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси; редколл.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. — Минск: Право и экономика, 2011. — 154 с. — ISBN 978-985-442-581-8. В сборнике научных трудов ...»

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИСТОРИКО-СОЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КРЕСТЬЯНИН В МИРУ И НА ВОЙНЕ Сборни материалов III Мер ш инс их на чных чтений Саранс Типо рафия Красный О тябрь 2005 УДК 316.3 ББК Т3(2Рос-Мор) К–271 Ответственный редактор – Н. М. Арсентьев Редакционная коллегия: В. М. Арсентьев, Э. Д. Богатырев, О. И. Марискин, К. И. Шапкарин, В. В. Щербаков Издание осуществлено за счет средств республиканского бюджета Республики ...»

«Океаны энергии 1 Augusta Goldin OCEANS OF ENERGY Reservoir of Power for the Future Harcourt Brace Jovanovich / New York and London Аугуста Голдин ОКЕАНЫ ЭНЕРГИИ Источники энергии будущего Перевод с английского И. Бочаровой Издательство Знание Москва, 1983 Аугуста Голдин 2 ББК 31.55 Г60 Аугуста Голдин Г60 Океаны энергии.– Пер. с англ.– М.: Знание, 1983.– 144 с, ил. 25 к. 50 000 экз. Книга посвящена промышленному использованию энергии, заключенной в океане. Автор рассказывает о приливных ...»

«Алматы, 2012 1 УДК 911 ББК 26.0 Выпущено по программе Издание социально-важных видов литературы Комитета информации и архивов Министерства культуры и информации Республики Казахстан. Алматинский областной филиал РОО Союз ученых Казахстана Институт Жетысу Рецензенты: д. и. н., профессор А.Н. Марьяшев, М. Акишев Ответственные редакторы: к.ф.н., профессор В.С. Верещагина Казахский текст: М. Акишев Составители: академик НАН РК, д. и. н., профессор К.М. Байпаков, член-корр. АГН РК, д. и. н., ...»

«0 НАУЧНОЕ СООБЩЕСТВО СТУДЕНТОВ XXI СТОЛЕТИЯ. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ Электронный сборник статей по материалам XVI студенческой международной заочной научно-практической конференции № 2 (16) Февраль 2014 г. Издается с сентября 2012 года Новосибирск 2014 УДК 50 ББК 2 Н 34 Председатель редколлегии: Дмитриева Наталья Витальевна — д-р психол. наук, канд. мед. наук, проф., академик Международной академии наук педагогического образования, врач-психотерапевт, член профессиональной психотерапевтической лиги. ...»

«БЮЛЛЕТЕНЬ НОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ 2011 г. , 1 КВАРТАЛ 2012 г. Библиотека Иркутской государственной сельскохозяйственной академии Иркутск 2012 Содержание 1. Агрономический факультет. ………………………………………………….2 2. Инженерный факультет. ……………………………………………………….20 3. Общественные кафедры. …………………………………………………….…31 4. Факультет Биотехнологии и ветеринарной медицины………………………38 5. Факультет охотоведения. …………………………………………………….51 6. Экономический факультет. ……………………………………………………62 7. Энергетический ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФГБОУ ВПО КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ В. А. Попов Н. В. Островский АГРОКЛИМАТОЛОГИЯ И ГИДРАВЛИКА РИСОВЫХ ЭКОСИСТЕМ Монография Краснодар 2013 УДК 551.5:63:631.674:633.18:574 ББК 40.6 П58 Рецензенты: А. Ч. Уджуху – доктор сельскохозяйственных наук (Всероссийский научно-исследовательский институт риса); Т. И. Сафронова – доктор технических наук, профессор (Кубанский государственный аграрный университет) Попов В. А. П58 Агроклиматология и ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА Материалы XI Международной научной конференции студентов и магистрантов Научный поиск молодежи XXI века, посвященной 170-летию Белорусской государственной сельскохозяйственной академии (Горки 2-4 декабря 2009г.) Горки 2010 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ...»

«АССОЦИАЦИЯ ПОДДЕРЖКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО И ЛАНДШАФТНОГО РАЗНООБРАЗИЯ КРЫМА – ГУРЗУФ-97 КРЫМСКАЯ РЕСПУБЛИКАНСКАЯ АССОЦИАЦИЯ ЭКОЛОГИЯ И МИР РЕСПУБЛИКАНСКИЙ КОМИТЕТ АРК ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АРК ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В. И. ВЕРНАДСКОГО ЗАПОВЕДНИКИ КРЫМА – 2007 МАТЕРИАЛЫ IV МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 10-ЛЕТИЮ ПРОВЕДЕНИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО СЕМИНАРА ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТЕЙ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ КРЫМА (ГУРЗУФ, ...»

«Серия Семейная энциклопедия А. Блейз ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПОЛЕЗНЫХ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ Москва ОЛМА-ПРЕСС 2000 ББК 53.59 Я2 Б 68 Исключительное право публикации книги А. Блейз Энциклопедия полезных комнатных растений принадлежит издательству ОЛМА-ПРЕСС. Выпуск произведения без разрешения издательства считается противоправ­ ным и преследуется по закону. Блейз А. Б 68 Энциклопедия полезных комнатных растений. — М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2000. — 320 с. — (Семейная энциклопедия). ISBN 5-224-00712-7 Из данной ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно- исследовательский институт кормов имени В. Р. Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО Результаты 25-летних исследований творческого объединения ТОС Клевер Москва 2012 УДК 633.321.2/.3:631.52.531.02 ББК 42.1 Э 40 Экологическая селекция и семеноводство клевера лугового. Резуль таты 25-летних исследований творческого ...»

«Нина Анатольевна Башкирцева Чистотел от ста болезней Издательство: Крылов, 2008г. ISBN 978-5-9717-0588-8 Введение Если вы услышите, как кто-то рекомендует делать примочки с настоем бородавника, попить желтушник или добавить в ванну отвар золотой травы, не торопитесь покупать в аптеке сразу три упаковки лекарственных трав. Ведь речь идет лишь об одном растении – чистотеле, который народ щедро наградил разными именами. Наверное, нет в нашей стране другого растения, чье название так красноречиво ...»

«У ВэйСииь Энциклопедия целебного чая. - СПб: Издательский Дом Нева, 2005.- 320 с: ил. ISBN 5-7654-4299-4 Новая книга профессора, доктора китайской медицины, академика У ВэйСиня рассказывает об истории культуры чая, о чайных традициях разных стран, а также о технологии производства различных типов чая (белого, зеленого, желтого, красного, черного). Автор описывает лечебные свойства чая и предлагает широкому кругу читателей тысячелетний опыт китайской медицины по применению чая. Предложенная ...»

«Г .Ф. ТАРАНОВ КОРМА И КОРМЛЕНИЕ ПЧЕЛ ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ МОСКВА РОССЕЛЬХОЗИЗДАТ 1986 ББК 46.91-4 TI9 УДК 638.1.4 ВВЕДЕНИЕ Рецензент — доктор биологических наук Г. А. Аветисян Таранов Г. Ф. Т19 Корма и кормление пчел.— 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Россельхозиздат, 1986.— 160 с, ил. В книге приведены сведения об основных кормах пчел (нектаре, кеде, пыльце, перге и их заменителях), их химическом составе и фи* В отличие от большинства сельскохозяйственных жи зиологнческом ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова И.А. Самофалова ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ И ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям 110101 Агрохимия и агропочвоведение и 110102 ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ СИБИРСКИЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД НОВОСИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РУССКОГО БОТАНИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА СОВЕТ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА — –“—“ –’— —— —–““‹ — –¬—… ‡ ‡ ¬ (‚· , 911 · 2009 „.) Новосибирск 2009 УДК 581.524 + 502.75(063) Проблема и стратегия сохранения биоразнообразия растительного мира Северной Азии: Материалы Всероссийской конференции (Новосибирск, 9–11 сентября 2009 г.). — Новосибирск: Изд-во Офсет, 2009.—288 с. ISBN ...»









 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.