Керимов Мухтар Ахмиевич - доктор технических наук, профессор.
Санкт-Петербург
Mukhtar A. Kerimov - Dr.Sc.(Eng.), professor.
St. Petersburg
Иванов Дмитрий Владимирович - кандидат технических наук, доцент.
Санкт-Петербург
Dmitriy V. Ivanov - Ph.D.(Eng.), associate professor.
St. Petersburg
Отметили, что эффективность функционирования технологических процессов в сельскохозяйственном производстве принято оценивать по экономическим, эксплуатационным и относительным критериям. Показали, что такая оценка при решении прикладных задач часто оказывается некорректной. Наиболее полно это несоответствие выявили при функционировании биотехнической системы «оператор – корм – машина – животное». Подтвердили необходимость и актуальность объективного анализа энергетических потоков, реализуемых в биотехнической системе, а также взаимодействие энергопотоков между собой и с внешней средой. (Цель исследования) Обосновать методологический подход к оценке эффективности производства кормов на основе биоэнергетического анализа технологий их заготовки. (Материалы и методы) Провели сравнительный анализ показателей накопления обменной энергии растениями до момента начала их уборки и параметров снижения содержания обменной энергии растительного сырья с учетом технологических воздействий на него. (Результаты и обсуждение) Выявили, что затраты 1 мегаджоуля механической энергии при возделывании злако-травяной кормосмеси обеспечивают получение 121 мегаджоуля обменной энергии. Определили расчетное содержание обменной энергии в злако-травяной кормосмеси, равное 44 850 мегаджоулей на гектар (1950 мегаджоулей на тонну) при удельных затратах механической энергии на возделывание кормосмеси 370,6 мегаджоуля на гектар (16,1 мегаджоуля на тонну). (Выводы) Установили, что динамика энергонакопления при выращивании растительного сырья и характер снижения его энергосодержания в процессе приготовления и хранения корма имеют общую и устойчивую во времени тенденцию. Доказали линейный характер тренда роста энергонакопления для различных видов кормовых культур и снижения энергосодержания кормов. Предложили критерии оценки эффективности затрат механической энергии на выращивание кормовых культур, переработку растительного сырья и хранение корма. Разработали математическую модель, которая позволяет проводить исследования неявных переменных в сложной системе накопления и энтропии обменной энергии корма, принимать оптимальные инженерные решения по обоснованию и совершенствованию технологий возделывания, уборки и приготовления кормов, а также их эффективному использованию.
It is noted that the effectiveness of the technological processes in agriculture is usually evaluated according to economic, operational and relative criteria. Such an estimate often proves to be inaccurate for solving applied problems. The functioning of the biotechnical system "operator – feed – machine – animal" reveals this discrepancy to the highest extent. The paper confirms the necessity and relevance of a fact-based analysis of energy flows in the biotechnical system, as well as the energy flows interaction with each other and with the external environment. (Research purpose) To substantiate a methodological approach to assessing the fodder production efficiency based on a bioenergetic analysis of fodder production technologies. (Materials and methods) The research involves the comparative analysis of exchange energy accumulation by plants before harvesting and the parameters of its reduction in the plant raw materials, taking into account technological impacts. (Results and discussion) It is obtained that a one-megajoule input of mechanical energy in the cultivation of cereal-grass forage mixtures provides 121 megajoules of exchange energy. The exchange energy content in the cereal-grass forage mixture is calculated to be 44,850 megajoules per hectare (1950 megajoules per ton) while the specific mechanical energy consumption amounts to 370.6 megajoules per hectare (16.1 megajoules per ton) for the feed mixture cultivation. (Conclusions) It is established that the dynamics of energy accumulation during the vegetable raw material cultivation and the character of a decrease in its energy content during fodder preparation and storage have a sustainable common trend. The growth trend of energy accumulation is proved to have a linear character for both various types of fodder crops and the decrease in the feed energy content. Efficiency assessment criteria are proposed for the mechanical energy consumption during fodder crop cultivation, plant material processing and feed storage. A mathematical model is developed making it possible to study implicit variables in a complex system of accumulation and entropy of feed exchange energy, take optimal engineering decisions to justify and improve the technologies for feed cultivation, harvesting and preparation, as well as its effective use.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.