Теоретичні аспекти виробництва і використання біоресурсів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ВИРОБНИЦТВА І ВИКОРИСТАННЯ БІОРЕСУРСІВ

Зміст

Вступ

1. Організація виробничих процесів при вирощуванні соняшнику на біодизель

2. Менеджмент ефективності використання соняшнику на виробництво біодизелю

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Україна належить до енергодефіцитних країн, тому що забезпечує свої потреби в паливно-енергетичних ресурсах лише на 53% (імпортує 75% потрібного обсягу газу і 85% сирої нафти і нафтопродуктів). Залежність від імпорту нафти більшість розвинених країн розглядають як питання національної та енергетичної безпеки, а використання нафтопродуктів як джерел енергії несе в собі значну екологічну небезпеку. Таким чином, залежність від імпорту нафтопродуктів, ціни на які неминуче зростають, а також значне погіршення екологічної ситуації стимулюють інтенсивний пошук альтернативних джерел енергії.

Подальшого, глибшого обґрунтування потребує дослідження шляхів налагодження виробництва біопалив в Україні, здешевлення процесу переробки біомас та біопалива, налагодження нормативно-правового забезпечення виробництва біопалив в Україні. Поліпшити ситуацію із забезпеченням біодизельної галузі сировиною має виконання Програми розвитку виробництва дизельного біопалива.

1. Організація виробничих процесів при вирощуванні соняшнику на біодизель

Широкий виробничий досвід вирощування соняшнику в Україні свідчить про те, що у сівозміні він має повернутися на попереднє поле не раніш як через 8 років. Це дає можливість значно знизити розповсюдження хвороб та шкідників, зменшити засміченість посівів бур'янами, істотно поліпшити водний і харчовий режим рослин.

Багаторічний досвід вирощування соняшнику в Україні свідчить про те, що у сівозміні він має повертатися на попереднє поле не раніш як через 8 років. Це дає можливість значно знизити розповсюдження хвороб та шкідників, зменшити засміченість посівів бур'янами, істотно поліпшити водний і поживний режим рослин.

Кращим попередником є озимі зернові, що висіяні по зайнятих і чистих парах або зернобобових. Вони не висушують ґрунт глибше 1 м., звідси засвоює соняшник вологу в другій половині вегетації. У Лісостепу, де умови зволоження сприятливіші, непоганими попередниками є ярі колосові культури. Сіють також після кукурудзи, картоплі.

Соняшник має потужну кореневу систему, що проникає у ґрунт до 3 м., тому його не слід розміщувати після культур з глибоко проникаючою кореневою системою, таких як багаторічні трави, суданська трава, цукровий буряк. Ці культури висушують ґрунт на велику глибину, що створює дефіцит вологи у критичний для соняшнику період - цвітіння, наливу. Не сіють після сої, квасолі, гороху, ріпаку, які уражуються спільними з ним хворобами (біла і сіра гниль, фомоз, склеротиніоз).

Соняшник є поганим попередником для зернових та інших культур. Тому у Степу після нього залишають поле під чистим паром, у Лісостепу висівають кормові культури.

Соняшник має потужну кореневу систему, що проникає у ґрунт до 3 м., тому його не слід розміщувати після культур із глибокою кореневою системою, таких яких буряк, багаторічні трави, суданська трава, тощо. Ці культури істотно висушують ґрунт на велику глибину, що призводить до дефіциту вологи, особливо у критичний для соняшнику період-цвітіння та наливу. Не слід сіяти соняшник після культур, що мають низку спільних із ним захворювань (біла гниль, сіра гниль та ін.), таких як соя, ріпак, горох. Велику шкоду у разі грубого порушення сівозміни можуть заподіяти нові раси вовчка на гібридах до даного патогенна.

Способи основного обробітку ґрунту значною мірою залежать від ґрунтово-кліматичних умов, попередньої культури, ступеня засміченості поля та видового складу бур'янів. Найбільшого поширення дістали такі системи основного обробітку ґрунту:

- поліпшений зяб;

- напівпаровий обробіток ґрунту;

- пошаровий обробіток ґрунту;

- інтегрована, протиерозійна.

У соняшнику період засвоєння поживних речовин розтягнутий, тому він потребує їх значно більше (особливо калію) ніж зернові культури. Для одержання 1 ц насіння соняшник засвоює орієнтовно 5-7 кг. азоту, 2,5-2,8 кг. фосфору і 12-16 кг. калію. Так, за урожайності 21 ц/га насіння, соняшник виносить з ґрунту 120 кг. азоту, 45 кг. фосфору і 235 кг. калію.

Азот рівномірно засвоюється рослинами соняшнику впродовж вегетації. Починаючи з фази 3-4 пар листків і до фази цвітіння використовується 70-80% азоту. Особливо негативно позначається нестача азоту під час формування кошика. Надлишок азоту зменшує вміст олії, призводить до надмірного вегетативного росту.

Фосфор поглинається рослиною від сходів до цвітіння, нагромаджується до цвітіння в стеблі та листках, пізніше переміщується в кошики і в кінцевому результаті у сім'янки. 60-70% від всієї потреби у фосфорі рослини поглинають у період формування кошика - завершення цвітіння. Нестача фосфору негативно впливає на формування та налив сім'янок і обмежує продуктивність соняшника. Достатня кількість фосфору підвищує посухостійкість рослин та олійність насіння.

Калій підвищує посухостійкість рослин, допомагає утримати вологу і зменшує її випаровування. Він відіграє велику роль у регулюванні балансу вологи в рослині. Найбільше калію засвоюється у період від утворення кошика до достигання.

Враховуючи, що значна частина фосфору, внесеного в ґрунт з добривами, закріплюється ним і стає недоступною для рослин, а частину елементів живлення (фосфор, калій, азот) рослини поглинають безпосередньо з ґрунту, норму добрив і їх співвідношення для кожного поля уточнюють на основі рекомендацій, розроблених науковими установами.

В основних зонах розповсюдження культури при засміченості полів лише однорічними бур'янами найбільш ефективною є поліпшений зяб, що включає 2-3 дискових лущення стерні на глибину 6-8 і 8-10 см. і оранку плугом із передплужником на глибину 20-22 см. у вересні-жовтні. При лущенні стерні створюється шар із ґрунту. Це сприяє зменшенню витрат вологи, покращенню якості оранки, забезпечує повне очищення полів від однорічних бур'янів.

На полях, що засмічені багаторічними бур'янами (осотом, березкою, молочаєм та ін.), слід застосовувати систему пошарового обробітку ґрунту, яка забезпечує виснаження і пригнічення бур'янів. Така система обробітку включає 2-3 дискових лущення на глибину 8-10 см., наступне - на глибину 10-12 см., через 2-3 тижні після нього - лущення важкими дисковими боронами та глибоку полиневу оранку на 25-30 см. в вересні-жовтні.

За сильної засміченості полів бур'янами доцільною є інтегрована система обробітку ґрунту, що передбачає спільне застосування агротехнічних і хімічних способів знищення багаторічників протягом 2-3 років.

Під час догляду за посівами слід забезпечити ефективну боротьбу з бур'янами, шкідниками та хворобами, зберегти оптимальну густоту стояння рослин, створити сприятливі умови для їхнього росту й розвитку, що забезпечують формування високого врожаю насіння соняшнику. Якщо посівний шар пухкий, а погода вітряна, слідом за сівбою необхідно прикоткувати поле. Це покращить проростання насіння соняшника, і, що особливо важливо для безгербіцидних технологій, насіння бур'янів. Через 5-6 днів у фазі "білої ниточки" бур'янів, проводять до сходове боронування посівними або середніми зубовими боронами упоперек або по діагоналі поля. Важливо, щоб зуби борін не заглиблювалися у ґрунт більше як на 4 см. і не пошкоджували культурні рослини. При сівбі у холодніший ґрунт і повільному проростанні соняшника, до сходів боронують двічі.

Найоптимальнішим строком після сходового боронування є період, коли соняшник має 1-3 пари справжніх листків. Швидкість руху агрегату - не більше 4 км/год. Цю операцію не слід здійснювати раніше 11 години, оскільки через високий тургор рослини сильно пошкоджуються. За дотримання цих умов пошкодження рослин соняшнику не перевищує 10%, знищення бур'янів сягає 80-90%.

Під час вегетації зазвичай проводять два міжрядних розпушування культиваторами КРН-4,2, КРН-5,6А, КРН-8,4. Особливо ефективні міжрядні розпушування на полях, що забур'янені осотом рожевим і жовтим. У Степу найкраще проводити розпушування на одну і ту ж глибину - 6-8 см.

У Лісостепу останнє розпушування рекомендується проводити долотоподібними лапами на глибину 10-12 см. за підвищеної швидкості руху агрегату. Створюється потужний мульчувальний шар ґрунту, який запобігає випаровуванню вологи, знищуються вегетуючі бур'яни.

За рахунок підвищеної швидкості присипаються бур'яни у захисній зоні рядка, крім того, підрізується верхній горизонтальний шар кореневої системи соняшнику, внаслідок чого стимулюється розвиток кореневої системи у більш глибоких горизонтах. Це знижує ризик пригнічення рослин у разі посухи.

На сильно забур'янених площах крім агротехнічного способу боротьби з бур'янами, застосовують хімічний.

Для кращого запилення на посіви соняшнику доцільно вивезти пасіку з розрахунку одна-півтори бджолосім'ї на 1 га. Це значно підвищує врожай насіння.

Соняшник - невибаглива культура до ґрунтових умов, але має високі вимоги до наявності в ґрунті поживних речовин. При інтенсивній технології вирощування сівба соняшнику в оптимальні строки є однією з найважливіших умов для отримання своєчасних, дружніх та повних посівів та подальшого якісного розвитку рослини.

Оптимальний строк сівби високо-олійних гібридів з урахуванням їхніх фізіолого-біологічних особливостей настає у той період, коли середньодобова стійка температура на глибині загортання насіння досягає 6-8 градусів. Сівба у цей строк дає можливість отримати дружні сходи на 9-12-й день. Як ранні, так і пізні строки сівби, спричиняють небажані результати. При ранній сівбі період до появи сходів розтягується на 2-3 тижні, сходи бувають недружніми, зрідженими, за пізньої - верхній шар часто висушений, що також впливає на дружність появи сходів.

Найдружніші сходи соняшнику з'являються при загортанні насіння у вологий шар ґрунту на глибину 4-6 см. Глибше загортання (6-8 см) є виправданим лише за недостатньої вологості верхнього шару ґрунту, зазвичай - у разі запізнення з сівбою. Оптимальна площа живлення рослин дозволяє найбільш ефективно використовувати ґрунтову вологу, корисні речовини та фотосинтетичну активність.

У процесі догляду за посівами слід забезпечити ефективну боротьбу з бур'янами, шкідниками та хворобами, зберегти оптимальну густоту стояння рослин, створити сприятливі умови для їхнього росту й розвитку, що забезпечують формування високого врожаю насіння соняшнику. За традиційної технології вирощування соняшнику посіви боронують упоперек або по діагоналі поля середніми зубовими боронами. Важливо, щоб зуб"я борони не заглиблювались у ґрунт більш як на 5 см. і не пошкоджували культурні рослини.

До сходове боронування проводять після сівби 1-2 рази за масового проростання та появи сходів бур'янів.

Найоптимальнішим строком після сходового боронування є період, коли соняшник має 1-3 пари справжніх листків. Цю операцію не слід здійснювати раніше 10-11-ї години ранку, оскільки через високий тургор рослини сильно пошкоджуються бороною. Швидкість руху трактора - не більш як 4-5 км/год. За дотримання цих умов пошкодження культурних рослин не перевищує 10%, а знищення бур'янів сягає 80-90%.

У період догляду за посівами зазвичай проводять дві міжрядні культивації. Першу - на глибину 6-8см для знищення бур'янів у захисній зоні рядка. Другу міжрядну обробку перед змиканням рослин у рядку рекомендується проводити долотоподібними культиваторними лапами на глибину 10-12 см. за підвищеної швидкості руху агрегату.

Цей прийом дає змогу створити на поверхні поля потужний шар, який запобігає випаровуванню вологи у наступний період вегетації, знищує вегетуючі бур'яни і не дає можливості бур'янам рости у наступний період. Рух агрегату з підвищеною швидкістю сприяє присипанню бур'янів у зоні рядка. При застосуванні цього прийому відбувається підрізання верхнього шару кореневої системи соняшнику й стимулюється розвиток кореневої системи у більш глибоких горизонтах. Це знижує ризик пригнічення рослин у разі посухи.

2. Менеджмент ефективності використання соняшнику на виробництво біодизелю

Соняшник - основна олійна культура в Україні. Насіння його районованих сортів і гібридів містить 47-52% олії, а селекційних - до 60%. Порівняно з іншими олійними культурами в Україні соняшник дає найбільший вихід олії з одиниці площі (750 кг/га в середньому по країні). На соняшникову олію припадає 98% загального виробництва олії в Україні Популярність цієї культури полягає в стратегічній та значній економічній ефективності її вирощування. Олія з насіння соняшнику має високу харчову цінність, поступаючись у цьому лише оливковій. Вона має великий вміст багато насиченої жирної ліноленової кислоти, фосфатів, стеринів, вітамінів (А, Д, Е, К).

Соняшникову олію використовують не лише в харчовій промисловості, але й за виготовлення лаків, фарб, лінолеуму, водонепроникних тканин. Крім того, побічні продукти при виробництві соняшникової олії також знайшли своє застосування. Макуха і шрот є кормом для худоби, лузга - сировиною для виробництва гексозного і пентозного цукру. Кошики соняшнику є ціннім кормом для тварин. Стебла можна використовувати для виготовлення паперу, а попіл - як добриво. Жовті пелюстки язичкових квіток соняшнику використовують як ліки у фітотерапії.

Згідно даних USDA, соняшникова олія займала біля 9% світового ринку рослинних олій у 2012/13 маркетинговому році. Найбільшими виробниками соняшникової олії є Україна, Європейський Союз, Росія та Аргентина. Інші країни, такі як Китай, США та Індія також виробляють соняшникову олію, однак обсяги виробництва у цих країнах є незначними і практично не впливають на світовий ринок.

Високе інтенсивне збільшення площ вирощування соняшнику як в Україні, так і в світі в цілому, обумовлюється можливістю використання високо-олеїнових гібридів на харчові цілі, а також для переробки на біодизель.

Біодизель є сумішшю ефірів - продуктів взаємодії багато насичених (олеїнової) та насичених жирних кислот (ліноленова) із спиртами (метанол). Процес його отримання з погляду хімії наступний: рослинна олія взаємодіє з метанолом (рідше етанолом або ізопропиловим спиртом) і гідроксидом натрію (калію) у пропорції: 1 т. рослинної олії та 200 кг. метанолу та гідроксид натрію. Одержана в результаті згаданого процесу суміш не придатна для заливання в баки тракторів та автомобілів, тому що потрібна ще ціла низка перетворень і очищень. Після проходження реакції, вміст метилових ефірів (біопалива) у суміші має бути не нижче 96%. Біопаливо потрібно очистити від метанолу та висушити від води, оскільки вільна вода в суміші призводить до стрімкого розвитку мікроорганізмів, які в процесі своєї життєдіяльності розкладають біопаливо до вільних жирних кислот, що, взаємодіючи з металевими деталями в двигуні, спричиняють швидку корозію. Попри такий доволі технологічно складний процес виготовлення, очищення та сепарації біопалива, граничний термін його зберігання без використання не більше як три місяці. Процес дальшого вдосконалення біодизелю неможливий без застосування олеїнової кислоти.

На сьогоднішній день гібриди високо-олеїнового соняшнику мають вміст олеїнової кислоти від 80 до 92%. Високий відсоток олеїнової кислоти робить соняшник цінною культурою в хімічній галузі, вміст вітаміну Е (антиоксидант) в соняшнику більший, ніж у маслинах, ріпаку та сої, гібриди високо-олеїнового соняшнику створено на основі елементарних методик і заходів селекції, а не зміною генетичного коду, як у сої та ріпаку, побічні продукти (шрот, макуха) не шкідливі для тварин, як кислоти в ріпаку та сої (інгібітори трипсину, сапоніни та гемаглютиніни). В свою чергу, паливні характеристики олії соняшнику також прямо залежать від співвідношення олеїнової кислоти. Лише за високого відсотку олеїнової кислоти експлозивні дані палива відповідатимуть чинним вимогам.

Олія, отримана з високо-олеїнового соняшнику, є найкращою сировиною для біопалива, а добавки її до олій, які одержали з інших культур (ріпаку, сої, арахісу, кукурудзи), істотно поліпшують якість отримуваного біопалива. Так, високо-олеїновий соняшник стає реальною альтернативою ріпаку, особливо для регіонів із малим волого-забезпеченням і високими температурами. Як виробник насіння соняшнику Україна посідає 3-4 місце в світі після Аргентини, Росії, країн ЄС і забезпечує 7-12% від світового виробництва соняшнику. Більша частина потужностей галузі виробництва жирів та олії в Україні зосереджені в південно-східних регіонах.

Таким чином, використання соняшникової олії можна отримати паливо, яке так само, як і паливо на основі ріпакової олії, демонструє належні технічні характеристики та є екологічно прийнятні, ніж мінеральне дизпаливо і метилові естери жирних кислот на основі будь-яких олій.

Хоча з погляду екологічних характеристик використання біодизельного палива у сумішах з нафтовим дизпаливом у всьому діапазоні концентрацій, із чистим біодизелем включно, не потребує жодних змін у паливній системі двигуна, однак для остаточного судження про правомірність цього твердження потрібні тривалі випробування двигуна на сумішевих паливах різного складу.

Висновки

Соняшник - основна олійна культура в Україні. Насіння його районованих сортів і гібридів містить 47-52% олії, а селекційних - до 60%. Порівняно з іншими олійними культурами в Україні соняшник дає найбільший вихід олії з одиниці площі (750 кг/га в середньому по країні). На соняшникову олію припадає 98% загального виробництва олії в Україні Популярність цієї культури полягає в стратегічній та значній економічній ефективності її вирощування. Олія з насіння соняшнику має високу харчову цінність, поступаючись у цьому лише оливковій. Вона має великий вміст насиченої жирної ліноленової кислоти, фосфатів, вітамінів (А, Д, Е, К).

Соняшникову олію використовують не лише в харчовій промисловості, але й за виготовлення лаків, фарб, лінолеуму, водонепроникних тканин. Крім того, побічні продукти при виробництві соняшникової олії також знайшли своє застосування. Макуха і шрот є кормом для худоби, лузга - сировиною для виробництва цукру. Кошики соняшнику є ціннім кормом для тварин. Стебла можна використовувати для виготовлення паперу, а попіл - як добриво. Жовті пелюстки язичкових квіток соняшнику використовують як ліки у фітотерапії.

Олія, отримана з високо-олеїнового соняшнику, є найкращою сировиною для біопалива, а добавки її до олій, які одержали з інших культур (ріпаку, сої, арахісу, кукурудзи), істотно поліпшують якість отримуваного біопалива. Так, високо-олеїновий соняшник стає реальною альтернативою ріпаку, особливо для регіонів із малим волого-забезпеченням і високими температурами.

На основі проведеного аналізу можна зробити висновки про те, що площа сільськогосподарських угідь ПП “Дружба народів” протягом досліджуваного періоду збільшилась на 23 га. Чисельність працівників протягом досліджуваного періоду зросла на 6 чол., а товарна продукція збільшилася на 1425,5 тис. грн., що позитивно впливає на ефективність діяльності працівників. У 2013 р. соняшник займає значну питому вагу в економіці господарства. Питома вага посівної площі соняшнику становить 9,4% загальної посівної площі у господарстві, виручка від реалізації займає 20,5%. Економічна ефективність виробництва соняшнику значно зменшилась, про що свідчать вищенаведені показники.

Урожайність соняшнику збільшилася на 6,5 ц/га, рівень товарності збільшився на 121,9%, а рівень рентабельності зменшився на 11,7%. Спостерігається збільшення у звітному періоді, порівняно з базовим, прибутку на 1 га на 1,8 грн. та зменшення прибутку на 1 ц. на 51,4 грн., що є негативним явищем для діяльності підприємства.

Отже, найбільш економічно ефективним буде спосіб продажу олії. При продажу олії рівень рентабельності становить 12,4%. На другому місці стоїть вирощування соняшнику, рівень рентабельності при цьому становить -14,1%. Найменший результат ми отримуємо при переробці соняшнику на біодизель. За результатами підрахунків він сягає -63,6%. Отже, виробництво біодизелю з соняшнику є збитковим. Про це також свідчить і величина збитку від даної діяльності. Збиток від виробництва біодизелю на даному підприємстві становить 5790,2 тис. грн. біопаливо паливний енергетичний

Виробництво біодизелю з соняшнику має майбутнє, але необхідно вдосконалювати технології виробництва, модернізувати обладнання та, звичайно, шукати шляхи по зниженню собівартості виробництва.

Список використаної літератури

1. Біомаса - ресурс землі / В. Роженко, С. Балабуха, І. Роженко, М. Джима // Пропозиція. - 2012. - №1. - С. 101.

2. Волошко В. Альтернативні джерела енергії в сучасних умовах / В. Волошко // Пропозиція. - 2013. - №4. - С. 45.

3. Лакемеєр Е. Виробництво біоенергії в Україні: конкурентоспроможність сільськогосподарських культур та іншої сільськогосподарської і лісогосподарської сировини / Е. Лакемеєр // Пропозиція. - 2010. - №11. - С. 36.

6. Макарчук О.Г. Світові та вітчизняні тенденції розвитку виробництва біопалива / О.Г. Макарчук // Аграрний тиждень. - 2012. - №46. - С. 12.

7. Шиян П.Л. Інноваційні технології спиртової промисловості. Теорія і практика: моногр. / П.Л. Шиян, В.В. Сосницький, С.Т. Олійнічук. - К.: Асканія, 2011. - 424 с.

Размещено на Allbest.ru