Экономическая и энергетическая оценка эффективности применения минеральных удобрений

Как удобрения влияют на урожайность и экономику хозяйства

Вносить удобрения «наобум» сегодня слишком дорого. Эффективность питания растений необходимо оценивать с трех сторон: агрономической (прибавка урожая и сохранение плодородия), экономической (прибыль и окупаемость) и энергетической. Это позволяет не просто зафиксировать результат, но и скорректировать технологии под конкретные почвенно-климатические условия.

Влияние удобрений на сбор урожая сильно зависит от зоны возделывания. В Черноземье их доля в формировании прироста ниже, а в Нечерноземной зоне с менее богатыми почвами — критически высока. В среднем показатели распределяются следующим образом:

По многочисленным данным исследований, рост объемов применения удобрений и урожайность связаны напрямую. Однако бесконтрольно увеличивать дозы питания растений нельзя. Это приводит к лишним тратам ресурсов и падению окупаемости.

Затраты на покупку и внесение средств химизации сегодня составляют весомую часть бюджета любого растениеводческого хозяйства. Именно поэтому оценку экономической эффективности нужно проводить ежегодно. Это помогает вовремя корректировать нормы питания и выбирать наиболее рациональные приемы работы на поле.

• Доля затрат на химизацию в растениеводстве — более 20%
• Коэффициент корреляции между дозой и урожайностью — 0,8
• Количество оцениваемых культур в региональной методике — 25

Методика расчета экономической эффективности

Оценку целесообразности внесения удобрений начинают с анализа технологических карт и результатов полевых опытов. Главный принцип таких расчетов — соблюдение единственного различия. Это значит, что все показатели на удобренных участках сравнивают с контрольным вариантом, где удобрения не вносились.

Для точных расчетов специалистам потребуются фактические данные производства и годового отчета. На их основе оценивают чистый доход, окупаемость затрат, прибыль и норму рентабельности. Стоимость полученной продукции при этом выражают в текущих ценах реализации или закупочных ценах.

Если возможности заложить собственные контрольные полосы в хозяйстве нет, используют данные опытных учреждений для аналогичных условий. В этом случае прибавку определяют расчетным путем, хотя точность оценки при этом снижается. Например, на основе многолетних производственных опытов разработаны шкалы, позволяющие определить долю участия минеральных удобрений в урожае 25 сельскохозяйственных культур.

1. Заложите на поле контрольную неудобренную полосу или возьмите за основу средние данные научных учреждений для аналогичных условий.
2. Рассчитайте физическую прибавку урожайности как разность показателей на удобренном и контрольном участках.
3. Соберите исходные данные: фактически внесенные дозы под культуру (кг/га д. в.), полученную урожайность (ц/га) и текущие цены на продукцию (руб.).
4. Сравните затраты на удобрение с полученной прибылью для оценки окупаемости, чистого дохода и рентабельности.

На основе этих шагов рассчитывают систему показателей эффективности. Она включает величину прибавки урожая на 1 гектар, условно-чистый доход на единицу площади и рентабельность применения удобрений. Полученные данные также показывают, насколько снизилась себестоимость готовой продукции.

Учитываются все затраты (З) на получение прибавки урожая от минеральных удобрений. Суммарные затраты складываются из:

• стоимости удобрений (Зуд);
• расходов на разгрузку, хранение, подготовку, перевозку в поле и внесение минеральных удобрений (Звн);
• расходов на уборку, перевозку прибавки урожая от внесения удобрений с поля и ее доработку (Зуб);
• расходы на реализацию прибавки урожая или закладку ее на хранение (Зр);
• общепроизводственных, общехозяйственных и других расходов, относимых по бухгалтерскому учету на себестоимость сельскохозяйственной продукции (Зн).

Если расчет ведется на перспективу, как прогностический вариант, то вместо фактических затрат используют нормативные, принятые в хозяйстве или фактически сложившиеся за ряд лет (табл. 220; Минеев В.Г., 1990).

 Зерновые 72 102 60 234 4,3 Хлопчатник 136 92 39 267 3,7 Сахарная свекла 11 12 11 34 29,2 Лен–долгунец 176 314 320 810 1,2 Подсолнечник 148 226 48 422 2,4 Картофель 13 13 12 38 26,6 Овощные 8 8 8 24 42,6 Силосные 10 9 8 27 37,2 Кормовые корнеплоды 8 8 8 24 42,9 Травы многолетние и однолетние 21 32 33 86 11,6 (сено) Луга и пастбища (сено) 31 23 77 13,0 Многолетние насаждения и ягодники 27 23 71 14,1

Определение чистого дохода (ЧД) от применения удобрений. Он определяется по формуле

ЧД=(С+с)–З, где: С – стоимость основной продукции, полученной в результате применения удобрений, руб.; с – стоимость побочной продукции, руб.;

З – сумма затрат, связанных с применением удобрений для получения прибавки урожая, руб.

Рентабельность (Р) применения удобрений — отношение чистого дохода к затратам, определяется в расчете на 1 год или за весь период действия удобрений с учетом последействия:

Р%   100.

Рентабельность применения удобрений в севообороте за весь срок их действия можно рассчитать по формуле:

 ЧД  100.

Окупаемость дополнительно применяемых затрат в стоимостном выражении определяется делением стоимости полученной прибавки на величину дополнительных затрат. Окупаемость удобрений в натуральном выражении определяется по формуле:

В где: Е – количество дополнительной продукции в натуре на единицу питательного вещества удобрений, ц;

П – прибавка урожая в натуральном выражении, ц;

В – количество внесенных питательных веществ под данную культуру, ц.

Этот показатель дает возможность правильно, экономически обоснованно выбрать способы и сроки внесения удобрений в различных зонах, в зависимости от типа почв, предшественника, уровня культуры земледелия, а также учесть эффективность системы удобрений в севообороте.

Оценка экономической эффективности применения удобрений, особенно на стадии разработки агроприемов, значительно затруднена. В основном это связано с нестабильностью цен на материальные и трудовые ресурсы. Однако новые удобрения и приемы использования требуют объективной оценки их преимуществ или недостатков. Такой объективной оценкой может быть определение энергетической эффективности возделывания культуры, применения технологического приема, нового вида удобрений и т.д. Для этого необходимо учесть все энергозатраты на возделывание культуры или использование технологического приема и энергосодержание урожая, выявить степень окупаемости энергозатрат энергосодержанием урожая. Энергетическая оценка при необходимости может быть переведена в любые денежные единицы, если известна стоимость одного гигаджоуля, т. е. может быть дана их экономическая оценка. При этом необходимо помнить, что это не прямой аналог оценки экономической эффективности агроприема.

Интенсификация сельскохозяйственного производства, рост урожайности культур сопровождаются увеличением затрат невозобновляемой энергии, в т. ч. и за счет возрастающего применения удобрений. Поэтому во всем мире и в нашей стране, в частности, разрабатываются энергосберегающие технологии, при которых сельскохозяйственная продукция производится с меньшими затратами.

Расход энергии на производство сельскохозяйственной продукции складывается из энергозатрат на удобрения, пестициды, горюче-смазочные материалы, амортизационные отчисления на трактора, сельскохозяйственные машины, автотранспорт; затрат на электроэнергию и затрат живого труда. Аналогичным образом учитываются затраты на отдельный агроприем. Каждый вид затрат специфичен для конкретных условий производства и изменяется в широком диапазоне. Объективность оценки зависит от точности их учета, что, однако, не всегда удается сделать, а поэтому приходится пользоваться усредненными показателями (табл. 221; Минеев В.Г., 1990).

Таблица 221 – Затраты энергии на производство энергоносителей Энерго- Статья затрат Энергоносители емкость, МДж

 Удобрения, 1 кг д.в. азотные 86,8 фосфорные 12,6 калийные 10 комплексные (нитроаммофоска и т.п.) 51,5 известкование 8,5 борные и молибденовые 180 бактериальные (на 1 га) 15 навоз (80 % влажности) 0,42 торфо–навозные компосты (60 % 1,70 влажности) известковые удобрения 3,80 местные минеральные удобрения 2,90 Регуляторы роста ретарданты 264 Горюче–смазочные материа- дизельное топливо 42,7 лы бензин 44,1 дизельное масло 41,4 Электроэнергия* 3,8 Живой труд*, за 1 ч работы: 1,3 легкой средней 1,9 тяжелой 2,5 Сельхозтехника, оборудова- 5600 ние, 1 т массы * – Энергосодержание.

Определение энергозатрат производится на основании технологической карты, являющейся основным документом для планирования технологических процессов и операций при возделывании сельскохозяйственных культур. Для определения энергетической эффективности отдельных агроприемов из технологической карты берут затраты на все виды работ, определяют расход дизельного топлива, бензина, смазочных материалов, электроэнергии, а также видовой состав и количество удобрений и пестицидов, затраты живого труда по категориям сложности, энергоемкость техники и энергоотчисления на гектар пашни и на единицу продукции. Расчет энергозатрат на известкование, а также внесение органических удобрений ведут с учетом их последействия.

Затраты на энергоносители увеличиваются в связи с необходимостью дополнительных работ до их целевого применения – складирования, расфасовки и т.п. Затраты на дробление слежавшихся удобрений, их погрузку, доставку и разгрузку, доставку в хозяйство горюче-смазочных материалов и других грузов не входят в энергозатраты на энергоносители, а учитываются в технологической карте как самостоятельные операции. Категорию сложности живого труда определяют по справочнику.

При внесении удобрений необходимо учитывать энергозатраты на трактора и сельскохозяйственные машины. Для определения энергоемкости техники необходимо знать массу каждой машины, энергозатраты на ее производство, нормы амортизационных отчислений, годовую норму выработки, норму амортизационных отчислений на 1 га эталонной пахоты (э. п.), затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание на 1 га э. п. (табл. 222; Минеев В.Г., 1990; Посыпанов Г.С., 1997). Эти сведения для каждой машины берутся из справочника. Для расчета энергозатрат на конкретный технологический прием необходимо рассчитать фактическую выработку машины в гектарах э. п., пользуясь технологической картой.

Таблица 222 – Энергоемкость техники и энергоотчисления Амортизаци- Годо- Аморти– Текущий Энер- онные отчис- вая зацион- ремонт и го– ления норма Марка Мас- затра- выра- ные от- обслу– машины са, кг числения, живание, ты, бот– МДж/га МДж/га МДж МДж/ ки, % э.п. э.п. год э.п. га

 Т–150К 7535 42196 18,5 7806 1585 4,92 2,76 ДТ–75 5800 32450 18,5 6009 1375 4,37 1,90 МТЗ–80 3000 16800 17,5 2940 724 4,06 2,33 МТЗ–82 3200 17920 17,5 3119 756 4,12 2,36 ЛДГ–150 1600 8960 14,2 1272 325 0,39 0,23 ПЛН–5–35 1500 8400 12,5 1050 185 5,68 4,22 ЗККШ–6 1410 7896 14,2 1121 350 3,20 2,37 СЗ–3,6 1450 8120 14,2 1153 130 8,87 4,88 БЗТС–1 140 784 14,2 111 70 1,43 1,40 БЗСС 100 560 14,2 80 70 1,14 1,12 БДТ 1600 8400 12,5 1050 800 0,86 0,45 КПС–4 1600 8400 16,6 1394 520 2,68 2,22 РВК–3,6 2000 11200 14,2 1590 520 3,06 2,54 СК–6 "Колос" 9750 54600 16,0 8736 140 62,4 49,1 РМГ–4 800 4480 20,0 896 432 2,07 0,99 ОПШ–15 1000 5600 20,6 1120 1400 0,80 0,72

Затраты энергии на перевозку удобрений, прибавки урожая и другие транспортные расходы учитывают по затратам горючего, амортизационным отчислениям на транспортные средства и затратам живого труда или по усредненным энергозатратам на 1 тонно-километр, которые в среднем можно принять равными 40 МДж.

Рассчитав отдельные статьи энергозатрат, определяют общие затраты энергии на производство продукции.

Следующим этапом является определение содержания энергии в урожае основной и побочной продукции. Энергосодержание зависит от величины урожая и его химического состава – количества жиров, белков и углеводов.

Энергоемкость органических веществ составляет: углеводов 16,72 МДж/кг (4000 ккал), белков 22,99 (5500), жиров 37,62 МДж/кг (9000 ккал) (1кал=4,18 Дж). Поскольку в зерне, семенах и вегетативной массе различных культур соотношение углеводов, белков и жиров различно, то и энергосодержание их существенно различается (табл. 223–225; Посыпанов Г.С., 1997).

Таблица 223 – Содержание органических веществ и энергии в урожае полевых культур Угле- Жи- Содержание энергии, ГДж/т во- Бел- ры, % ды, % ки, % от Культура от от су- сухо- в уг- в бел- в сухо- хого го го веще- веще- лево- бел- жи- всего веще- ства ще- дах ках рах ства ства

 Зерно злаковых культур и гречихи Пшеница 84 14 2,0 14,1 3,2 0,8 18,1 Рожь 85 13 2,0 14,2 3,0 0,8 18,0 Ячмень 85,6 12 2,4 14,3 2,8 0,9 18,0 Овес 82 12 6,0 13,7 2,8 2,3 18,7 Кукуруза 84 11 5,0 14,0 2,5 2,0 18,5 Просо 83,5 12 4,5 14,0 2,8 1,7 18,5 Сорго 88 10 2,0 14,7 2,3 0,8 17,8 Рис 91 7 2,0 15,1 1,8 0,8 17,7 Гречиха 84 13 3,0 14,0 3,0 1,1 18,1 Семена зерновых бобовых культур Горох посевной 74 24 2,0 12,4 5,5 0,8 18,7 Горох полевой 77 21 2,0 12,9 4,8 0,8 18,5 Соя 42 40 18,0 7,0 9,2 6,8 23,0 Фасоль 67 30 3,0 11,2 6,9 1,1 19,2 Чечевица 65 30 5,0 10,9 6,9 1,2 19,0 Бобы кормовые 70 28 2,0 11,7 6,4 0,8 18,9 Нут 75 23 5,0 12,0 5,3 1,9 19,2 Чина посевная 70 28 2,0 11,7 6,4 0,8 18,9 Вика посевная 67 31 2,0 11,2 7,1 0,8 19,1 Люпин белый 52 38 10,0 8,7 8,7 3,8 21,2 Люпин желтый 51 42 7,0 8,5 9,7 2,6 20,8 Люпин узколистый 58 36 6,0 9,7 8,3 2,3 20,3 Побочная продукция, естественная влажность Солома мятликовых 82 1 — 13,7 0,2 — 13,9 Солома гречихи 81 2 — 13,5 0,5 — 14,0 Стебли зернобобовых 77 5 — 12,9 1,2 — 14,1 Листья корнеплодов 21 2 — 3,5 0,5 — 4,0 Полова, мякина 80 3 — 13,3 0,7 — 14,0 Корнеплоды и клубнеплоды, сырая масса Свекла сахарная 25 2 0,1 4,2 0,5 0,1 4,8 Свекла кормовая 23 1,5 0,1 3,9 0,4 0,1 4,4 Брюква 25 2 0,1 4,2 0,5 0,1 4,8 Турнепс 22 1,5 0,1 3,7 0,4 0,1 4,2 Морковь 23 2 0,2 3,9 0,5 0,2 4,6 Картофель 24 2 0,3 4,0 0,5 0,2 4,7 Топинамбур 25 2 0,3 4,2 0,5 0,2 4,9

Многолетние бобовые травы в фазе начала цветения Клевер луговой 82,5 16 1,5 13,8 3,7 0,6 18,1 Клевер ползучий 78,5 20 1,5 13,1 4,6 0,6 18,3 Люцерна средняя 79,5 19 1,5 13,3 4,4 0,6 18,3 Козлятник восточ-

80,5 18 1,5 13,5 4,1 0,6 18,2 ный Лядвенец рогатый 78,5 20 1,5 13,1 4,6 0,6 18,3 Донник белый 79,5 19 1,5 13,3 4,4 0,6 18,3 Эспарцет 80,5 18 1,5 13,5 4,1 0,6 18,2

Многолетние мятликовые травы в фазе цветения Тимофеевка луговая 92 7 1 15,4 1,6 0,4 17,4 Кострец безостый 89 10 1 14,9 2,3 0,4 17,6 Овсяница луговая 90 9 1 15,0 2,1 0,4 17,5 Ежа сборная 87 12 1 14,6 2,8 0,4 17,8 Житняк 90 8 2 15,0 1,8 0,4 17,2 Волоснец сибирский 84 14 2 14,0 3,2 0,8 18,0

Зеленая масса однолетних бобовых в фазе налива семян Вика посевная 77 21 2 12,9 4,8 0,8 18,5 Вика мохнатая 79 19 2 13,2 4,4 0,8 18,4 Чина посевная 75 23 2 12,5 5,3 0,8 18,6 Горох посевной 79 19 2 13,2 4,4 0,8 18,4 Горох полевой 79 19 2 13,2 4,4 0,8 18,4 Бобы кормовые 81 17 2 13,6 3,9 0,8 18,3 Соя 76 22 2 12,7 5,1 0,8 18,6 Люпин желтый 77 21 2 12,9 4,8 0,8 18,5 Люпин белый 77 21 2 12,9 4,8 0,8 18,5 Люпин узколистый 82 17 2 13,7 3,9 0,8 18,2

Зеленая масса мятликовых культур в фазе молочного состояния зерна и подсолнечника в фазе цветения Рожь 87 12 1 14,6 2,8 0,4 17,8 Овес 88 11 1 14,7 2,5 0,4 17,6 Кукуруза 90 9 1 15,1 2,1 0,4 17,6 Сорго 88 10 2 14,7 2,3 0,4 17,4 Подсолнечник 88 10 2 14,7 2,3 0,4 17,4

Зеленая масса смешанных посевов Вика + овес 81 17 2 13,6 3,9 0,8 18,3 Чина + овес 82 17 1 13,7 3,9 0,4 18,0 Горох + овес 83 15 2 13,9 3,5 0,8 18,2 Вика озимая + рожь 83 16 2 13,9 3,7 0,8 18,4 Соя + кукуруза 83 15 2 13,9 3,5 0,8 18,2

Таблица 225 – Содержание энергии (L) и коэффициент перевода продукции в сухое вещество, ед. (Ri) Содержание Коэффициент Содержа- общей энер- перевода ние* общей Культура продукции в энергии в гии в 1 кг урожая в сухое веще- 1 кг сухого натуре ство вещества МДж

 Пшеница озимая (зерно) 0,86 19,13 16,45 Пшеница яровая мягкая (зерно) 0,86 19,31 16,61 Пшеница яровая твердая (зерно) 0,86 19,49 16,76 Рожь (зерно) 0,86 19,49 16,76 Ячмень (зерно) 0,86 19,13 16,45 Овес (зерно) 0,86 18,80 16,17 Просо (зерно) 0,86 19,70 16,94 Гречиха (зерно) 0,86 19,38 16,67 Рис (зерно) 0,86 18,59 15,99 Фасоль (зерно) 0,86 20,68 17,78 Горох (зерно) 0,86 20,57 17,69 Сорго (зерно) 0,86 18,34 15,77 Кукуруза (зерно) 0,86 17,60 15,14 Кукуруза (зеленая масса) 0,25 16,39 4,10 Хлопчатник (волокно) 0,76 19,81 15,06 Хлопчатник (семена) 0,86 21,00 18,06 Лен–долгунец (волокно) 0,89 20,24 18,01 Лен–долгунец (семена) 0,88 23,50 20,68 Сахарная свекла 0,14 18,26 2,56 Подсолнечник (семена) 0,92 19,38 17,83 Подсолнечник (зеленая масса) 0,25 16,80 4,20 Соя (зерно) 0,88 20,57 18,10 Картофель 0,20 18,29 3,66 Бахчевые 0,11 14,90 1,64 Овощные 0,10 14,36 1,44 Кормовые корнеплоды 0,25 16,39 4,10 Многолетние травы (сено) 0,20 18,91 3,78 Люцерна на сено 0,25 21,83 5,46 Однолетние травы на сено 0,20 16,39 3,28 Лугопастбищные травы (в пересче- 0,20 16,19 3,24 те на сено) Зернофуражные культуры на зеле- 0,30 15,40 4,62 ный корм (в пересчете на сено) Табак (махорка) 0,45 20,20 9,09 Конопля (волокно) 0,90 19,60 17,64 Конопля (семена) 0,88 21,00 18,48

* Приводится при условной стандартной влажности на основании государственных стандартов на качество продукции (технические требования).

Величина урожая является итогом всех агротехнических мероприятий. В этом результирующем признаке отражается влияние всех внешних факторов на агроценоз. Это влияние распространяется не только на величину урожая, но и его химический состав, а, следовательно, и на содержание энергии в основной и побочной продукции. Зная урожай и энергоемкость основной и побочной продукции, рассчитывается суммарное энергосодержание урожая.

Энергетическая оценка эффективности технологического приема. Зная энергетические затраты на выращивание культуры и содержание энергии в урожае основной и побочной продукции, проводят энергетическую оценку эффективности возделывания культуры или применяемого агроприема.

Основными критериями оценки энергетической эффективности являются:

– чистый энергетический доход, определяемый как разница между содержанием энергии в урожае и общими затратами на возделывание культуры;

– коэффициент энергетической эффективности – отношение чистого дохода к энергозатратам;

– биоэнергетический коэффициент (КПД) посева – отношение полученной с урожаем энергии к затраченной;

– энергетическая себестоимость продукции – затраты энергии на единицу урожая.

Количество энергии, накопленной в основной сельскохозяйственной продукции, полученной от применения минеральных удобрений, определяется по формуле:

Vlo  Уп 100, где: Vlo – содержание энергии в основной (хозяйственно–ценной продукции, МДж;

Уп – урожайности основной продукции от применения удобрений, МДж;

Ri – коэффициент перевода единицы сельскохозяйственной продукции в сухое вещество;

L – содержание общей энергии в 1 кг сухого вещества основной продукции, МДж;

100 – коэффициент перевода ц в кг.

В совокупных энергозатратах на осуществление технологического процесса минеральные удобрения в расчете на 1 кг д. в. оценивается следующим количеством энергии (МДж): азотные – 86,6 (аN), фосфорные (аР) – 12,6, калийные (аК) – 8,3; навоз (80 % влажности) – 0,42 (табл. 226; Минеев В.Г., 1990).

Наименьшая энергетическая ценность наблюдается у азотных удобрений, что связано с более высокими энергозатратами на их производство по сравнению с фосфорными и калийными удобрениями.

Энергетические затраты (А0) на применение минеральных удобрений определяются по формуле:

А0 = (Н НР·аР) + (НК·аК), где: HN, НР, НК – соответственно фактическая норма внесения азотных фосфорных и калийных удобрений, кг/га д. в.; аN, аР, аК – энергетические затраты в расчете на 1 кг д. в. азотных, фосфорных и калийных удобрений. Энергетическая эффективность (энергоотдача или биоэнергетический КПД) применения минеральных удобрений (η) определяется по формуле:

Как рассчитать энергетический баланс и почему важен точный эксперимент

Чтобы оценить реальную отдачу от применения удобрений, недостаточно рассчитать только финансовые затраты. Важно сопоставить энергию, которую хозяйство тратит на работу с удобрениями, с энергией, полученной от прибавки урожая. Такое сравнение позволяет увидеть чистую эффективность технологии, которая не зависит от колебаний рыночных цен.

• Энергия в прибавке урожая (Vf) — количество дополнительной энергии, полученной с основной продукцией за счет применения удобрений, МДж
• Затраты на удобрения (A0) — совокупные энергозатраты на применение минеральных удобрений, МДж

Оценка этих показателей требует строгого подхода к методологии полевых исследований. Практический опыт всегда остается главным критерием истины в агрономии. Только реальные полевые испытания позволяют подтвердить расчеты и защитить хозяйство от ошибок.

Статистические методы и специальные термины необходимы, чтобы выявить реальные экономические тенденции и подтвердить достоверность опыта. Однако статистика может запутать или создать ложную сенсацию, если применять ее некорректно. Агроному важно понимать точное значение каждого термина, чтобы результаты расчетов имели практический смысл.