влияние климатических условий северо

ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА 2013 №3
УДК 551.582 (470.2):633.2/.3
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ
НА ПРОЦЕСС КОРМОЗАГОТОВКИ
И.В. Кокунова, кандидат технических наук, доцент
Д.С. Корнышев, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
М.В. Стречень, ассистент
ФГБОУ ВПО «Великолукская ГСХА»
Представлены особенности природно-климатических и погодных условий СевероЗапада России, отмечено их влияние на процесс заготовки стебельчатых кормов. Проведен
анализ погодных условий за 30-летний период наблюдений, выявлены основные факторы, определяющие выбор кормозаготовительных технологий и технических средств для их реализации.
Ключевые слова: стебельчатые корма, погодные условия, гидротермический коэффициент, качество корма.
Наличие большого количества
разнообразных технологий и технических средств для заготовки кормов
из трав и силосных культур, а также
многообразие
природно-климатических и социально-экономических
условий функционирования сельскохозяйственных предприятий ставят перед аграриями непростые задачи выбора и формирования рациональных технологий для конкретных
условий хозяйствования. Зачастую
количество и качество производимых стебельчатых кормов зависят не
только от правильно выбранных
сроков уборки трав и продолжительности процесса кормозаготовки,
но и от погодных условий в регионе
в этот период.
В условиях Северо-Запада
России существенным отрицательным фактором, влияющим на своевременное и качественное выполнение технологических операций по
заготовке стебельчатых кормов, и
тем самым снижающим их качество,
а порою приводящим к порче, являются неблагоприятные погодные условия, складывающиеся в период
кормозаготовки [11].
Травянистые растения содержат 56-85% влаги. Чтобы в срезанных растениях полностью прекратились микробиологические процессы,
необходимо в короткие сроки снизить влажность скошенной массы,
так как этот процесс сопровождается
не только потерей воды, но частично
и сухого вещества, особенно наибо-
34
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
лее ценных легкопереваримых углеводов и белков. Даже при быстрой
сушке растений на свету в результате только биохимических процессов
теряется от 5 до 10% сухого вещества. Особенно резко потери питательных веществ увеличиваются при
попадании скошенной массы под
атмосферные осадки. В этом случае
потери могут достигать 50% [4, 6].
Исследования,
проведенные
Кузнецовым Н.Н., показали, что вероятность убрать стебельчатые корма, не попавшие под дождь, при
провяливании скошенной травяной
массы в течение суток составляет
72%, двух суток – 58%, трех – 37%.
Поэтому траву не рекомендуют провяливать более двух суток [5].
Для обеспечения высокоэффективного протекания процесса
сушки и обоснованного выбора режимов обезвоживания растений необходимо знать и правильно применять действительный механизм влагообмена между высушиваемым материалом и проходящим через его
слой воздухом, а также принимать во
внимание погодные условия.
Северо-Западная зона России
охватывает более 122 млн. га земель
в лесной части европейской территории Российской Федерации и
включает Северную зону (Республики Карелия и Коми, Ненецкий автономный округ, Архангельская, Вологодская и Мурманская области) и
Северо-Западную зону (Ленинградская, Новгородская и Псковская области), а также Калининградскую
область. Регион расположен по пре-
имуществу в высоких широтах. Его
значительная протяженность с севера на юг и с востока на запад определяет весьма существенные различия в агроклиматических условиях
[7, 9].
На климат Северо-Запада решающее влияние оказывают атлантические, континентальные и арктические массы воздуха. Во все сезоны
года здесь господствуют воздушные
массы умеренных широт. Нередко
на территорию заходят атлантические циклоны. Они приносят достаточное количество влаги во все месяцы года. С этим же связана и
большая облачность, предохраняющая поверхность земли от сильного
выхолаживания зимой и иссушения
летом.
Климат – прохладный и влажный в Мурманской, Архангельской
областях и республике Карелия, сурово-холодный – в северных районах республики Коми и Ненецкого
автономного округа, умереннопрохладный и влажный – в Ленинградской, Новгородской, Псковской
и Вологодской областях. Средняя
температура воздуха колеблется от
+4 до +6оС. В юго-западных районах
Псковской области годовая температура повышается до +5,5оС, а в Калининградской области – до +7,1оС.
Зима умеренно холодная. Высота
снежного покрова достигает 40-60
см. Почва промерзает в среднем на
40-50 см, а в отдельные зимы – более чем на 100 см [9, 10].
Сумма годовых осадков составляет 500-700 мм, в том числе в
35
ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА 2013 №3
теплый период (апрель-октябрь) –
около 400 мм. В отдельные годы количество осадков имеет значительные колебания – от 100 до 900 мм. В
теплый период осадков выпадает
больше 1 мм в день. Самые дождливые месяцы – июнь, июль, август и
сентябрь, когда ежемесячно выпадает до 90 мм осадков и более.
В целом для климата региона
характерен высокий гидротермический коэффициент, то есть существенное превышение количества
осадков над величиной испарения,
особенно во время весеннего сева,
уборочных работ и в период массовой заготовки кормов [5, 7].
Более детальный анализ погодных условий проведем на примере одного из субъектов СевероЗападного федерального округа –
Псковской области.
В Псковской области даты перехода среднесуточной температуры
воздуха через +10°С – 3 мая и 25
сентября. Период заготовки стебельчатых кормов соответствует переходу среднесуточной температуры
воздуха через +15°С (с первой декады июня по конец августа) и насчитывает 70-85 дней. Вероятность
пасмурного неба по общей облачности в летние месяцы составляет 4055%, а вероятность ясного и полуясного неба находится в пределах 2535% [1, 10].
Численные значения климатической нормы среднемесячной температуры воздуха и среднемесячного
количества осадков по Псковской
области за 30-летний период наблюдений (с 1983 по 2013 годы) в период проведения основных объемов
сельскохозяйственных работ (апрель-сентябрь) по данным аэрологической метеостанции АМС «Великие
Луки»
представлены
в
таблице 1.
Таблица 1 – Климатическая норма температуры воздуха и осадков по месяцам
по Псковской области за 30-летний период наблюдений
Месяцы
За
Климатигод
ческая
апрель май
июнь июль август сентябрь майнорма
сентябрь
Средняя
многолетняя
6,3
12,4
15,9
17,9 16,3
11,0
13,3
5,7
температура
воздуха, °С
Среднее
многолетнее
32
51
85
78
80
67
393
640
количество
осадков, мм
36
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Погодные условия оказывают
существенное влияние на динамику
сушки травы, величину биохимических потерь в поле и при подготовке к хранению. Проведенные Сечкиным В.С. и Ломакиным В.С. исследования
погодных
условий,
складывающихся в период заготовки
кормов на Северо-Западе России,
показали, что не менее чем в 40%
случаев погодные условия неблагоприятны для естественной сушки
скошенной травяной массы [5].
Для анализа погодных условий
Псковской области в летний период
необходимо дать оценку температурного режима рассматриваемой
территории и условий ее увлажнения. Для этих целей можно использовать среднемесячную многолетнюю температуру воздуха (рисунок
1) и среднемесячную многолетнюю
сумму осадков (рисунок 2) за указанный период.
Рисунок 1 – Среднемесячная многолетняя температура воздуха
за летний период по Псковской области
Рисунок 2 – Среднемесячная многолетняя сумма осадков
за летний период по Псковской области
37
ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА 2013 №3
Исходя из анализа полученных
графиков (рисунки 1 и 2), построенных по 30-летним наблюдениям,
можно сделать вывод, что вероятность выпадения осадков, превышающих климатическую норму в
период заготовки стебельчатых кормов, в Псковской области составляет
46,6%, а в 53,4% случаев погодные
условия будут благоприятны для
сушки трав в поле.
При агроклиматическом обследовании территории часто используют данные о сумме осадков с
нарастающим итогом за холодный
(01.11-31.03) и теплый (01.04-31.10)
периоды года. Графически это представляется в виде интегральных кривых. В этом случае можно определить даты, на которые накопится
сумма осадков, равная 100, 150 мм и
т. д.
Среднее многолетнее количество осадков дает представление о
50%-й обеспеченности территории
осадками. В действительности их
может выпадать больше или меньше
этого количества. Поэтому для правильного суждения об увлажнении
необходимо знание суммы осадков
различной обеспеченности.
Однако оценка условий увлажнения территории по количеству
выпавших осадков не совсем корректна, так как осадки являются
лишь одной из составляющих приходной части водного баланса. Поэтому в агрометеорологии для оценки условий увлажнения территории
используются косвенные показатели
(коэффициенты), представляющие
собой отношение прихода влаги (количество осадков) к ее максимальному расходу (испаряемости). Наибольшее распространение получили
такие агроклиматические показатели, как гидротермический коэффициент (ГТК) Селянинова и коэффициент увлажнения (КУ) Шашко, на
основе которых выделены зоны различного увлажнения [3, 10].
ГТК определяется как отношение количества осадков r, мм, за
период с температурами выше +10°С
к сумме активных температур за
этот же температурный период Σt,
о
С, уменьшенной в 10 раз
r
ГТК = 0,1
t
.
10 o C
Значения ГТК=1 указывают на
равенство осадков и испаряемости.
Оценка условий увлажнения по
средним многолетним значениям
ГТК, а также вероятность различно
увлажненных лет в каждой зоне
представлены в таблице 2 [3].
Для оценки климата Псковской области по условию увлажнения был проведен расчет гидротермического коэффициента (ГТК) Селянинова за летний период по данным 30-летних наблюдений и построен график, представленный на
рисунке 3.
38
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Таблица 2 – Оценка климата по условию увлажнения
Зона
Средний
Вероятность различно увлажненных лет, %
увлажнения
многосухих очень засуш- слабо влаж- избылетний
засуш- ливых засуш- ных
точно
ГТК
ливых
ливых
влажных
Избыточно
>1,6
0
0
5
10
25
60
влажная
Влажная
1,6-1,3
0
5
10
25
30
30
Слабо
1,3-1,0
0
15
25
30
20
10
засушливая
Засушливая
1,0-0,7
10
25
35
20
5
5
Очень
0,7-0,4
35
45
15
5
0
0
засушливая
Сухая
<0,4
75
20
5
0
Рисунок 3 – Оценка климата Псковской области
по условию увлажнения за летний период
39
0
0
ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА 2013 №3
Анализ данных показывает,
что в 40% случаев наблюдаются
пригодные для естественной сушки
трав в поле погодные условия, а в
60% могут происходить значительные потери питательных веществ.
Поэтому в зависимости от складывающихся в регионе погодных условий необходимо применять ту или
иную кормозаготовительную технологию и подбирать к ней соответствующий
комплекс технических
средств. Например, при пасмурной
погоде и высокой вероятности осадков можно заготавливать силос, а
при солнечной погоде – приступать
к заготовке сена и сенажа. Кроме того, для ускорения сушки трав в поле
необходимо применять специальные
технические средства: ворошилки
(вспушиватели), косилки-плющилки
(оснащенные плющильными вальцами или бильно-дековыми устройствами), плющилки (рекондиционеры) и др.
На рисунках 4-6 дана оценка
климата по условию увлажнения отдельно по каждому летнему месяцу.
Анализ представленного графического материала показывает, что по
результатам многолетних наблюдений июнь в Псковской области является наиболее влажным летним месяцем. Из рассматриваемого периода
в 12 случаях (что составляет 40%)
наблюдаются благоприятные для
сушки трав в поле погодные условия, в июле – в 14 случаях (47%), в
августе – в 18 случаях (60%). Следо-
вательно, август является наиболее
эффективным месяцем для сушки
трав и позволяет получать качественные растительные корма при повторном укосе.
Таким образом, агрометеорологическая оценка климата конкретной территории позволяет выбрать
оптимальное время для заготовки
кормов из трав и соответствующую
для этого периода кормозаготовительную технологию, а также подобрать рациональный комплекс
технических средств для ее осуществления, что способствует заготовке более качественных стебельчатых
кормов и снижению затрат на производство продукции животноводства.
Развивающиеся рыночные отношения, вступление России в ВТО
выдвигают все новые экономические
требования к сельскохозяйственным
предприятиям, производителям животноводческой продукции, заключающиеся в обеспечении потребностей рынка конкурентоспособной
продукцией как по качественным,
так и по ценовым показателям. Для
обеспечения этого требования необходимо внедрять в производство не
только новые технологии и технические средства, но и применять новые
подходы к планированию и проведению сельскохозяйственных работ
с учетом природно-климатических и
погодных условий регионов, шире
использовать достижения современной науки.
40
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Рисунок 4 – Оценка климата Псковской области
по условию увлажнения за июнь
Рисунок 5 – Оценка климата Псковской области
по условию увлажнения за июль
Рисунок 6 – Оценка климата Псковской области
по условию увлажнения за август
41
ИЗВЕСТИЯ ВЕЛИКОЛУКСКОЙ ГСХА 2013 №3
Список литературы
1.
География Псковской области: природа, население, хозяйство /под ред. А.Г.
Манакова. – Псков: ПОИПКРО, 2000. –
234 с.
2.
Данные аэрологической метеостанции АМС «Великие Луки» за 1983-2013
годы.
3.
Журина Л.Л. Агрометеорология
/Л.Л. Журина. – СПб.: ООО «КВАДРО»,
2012. – 368 с.
4.
Кокунова И.В. Технические средства для интенсификации процесса сушки
трав в поле /И.В. Кокунова, М.В. Стречень, О.С. Титенкова //Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. – 2013.– №1. –С.20-35.
5.
Кузнецов Н.Н. Повышение эффективности заготовки прессованного в рулоны сена путем оптимизации параметров
процесса сушки и режимов работы оборудования: дис. … канд. техн. наук:
05.20.01/Н.Н. Кузнецов. – СПб., 2007. –
129 с.
6.
Особов В.И. Механическая технология кормов /В.И. Особов. – М.: Колос,
2009. – 344 с.
7.
Попов В.Д Моделирование и оптимизация процессов и технологий заготовки
кормов из трав в условиях Северо-Запада
России /В.Д. Попов, А.М. Валге. – СПб.:
СЗНИИМЭСХ, 2005. – 176 с.
8.
Практикум по агрометеорологии
/В.А. Сенников [и др.]. – М.: КолосС, 2006.
– 251 с.
9.
Природные, климатические и медоносные условия Северо-Запада России
[Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://apiarist-blog.ru/paseka-na-severozapade-rf/20.html, свободный. – Загл. с экрана. – [рус. яз.].
10.
Сорокина Н.Б. Климат СевероЗападного региона России: популярный
доклад / Н.Б. Сорокина, А.В. Федоров, Е.Д.
Самотесов; под ред. Н.Г. Рыбальского,
Ю.Ю. Галкина. – М.: НИА-Природа, РЭФИА, 2004. – 104 с.
11.
Способы и технологические процессы заготовки высококачественного сена
в условиях повышенного увлажнения /В.Д.
Попов [и др.]. – СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ
Россельхозакадемии, 2012. – 72 с.
УДК 621.316
ПРОБЛЕМА НЕСИММЕТРИИ
НАПРЯЖЕНИЙ В СЕЛЬСКИХ СЕТЯХ
И ЕЕ РЕШЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ РАЗРАБОТКИ
УСТРОЙСТВА СИММЕТРИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ
Г.Н. Самарин, доктор технических наук, доцент
С.М. Сукиасян, кандидат технических наук, профессор
М.Ю. Егоров, ассистент
ФГБОУ ВПО «Великолукская ГСХА»
В статье рассматривается проблема несимметрии напряжений в сельских электрических сетях напряжением 0,4 кВ, причины появления несимметрии напряжений и последствия от ее наличия в сети для трехфазных и однофазных потребителей, а также способ
решения данной проблемы путем разработки устройства симметрирования напряжений.
42