Соя як альтернативне джерело енергії

Білявський Юрій Вікторович,

к. б. н., с.н.с. лабораторії селекції, насінництва і сортової агротехніки

Білявська Людмила Григорівна,

д.с-г.н. професор кафедри селекції, насінництва і генетики

Полтавський державний аграрний університет

ЕКОЛОГІЯ (Альтернативні

(відновлювані) джерела енергії)

Соя як альтернативне джерело енергії

Згідно Закону України «Про альтернативні види рідкого та газового палива» від 14 січня 2000 р. №1391-ХІV [2], соя є унікальною культурою та може використано як альтернативне джерело енергії. Серед відновлювальних джерел розвитку набувають енергоносії біологічного походження або біопалива. В сучасної структурі посівних площ і валових зборів культура сої займає одно з провідних міст. Співвідношення валових зборів технічних культур в Україні - наступне (%): соняшник – 40; ріпак – 30; соя – 25%. Врожаї іноді сягають 4,0 т/га.

Нині існують технічні можливості комбайна з функцію збирання та тюкування решток одночасно. Умови спалювання решток визначають коефіцієнтом корисної дії, який для існуючих топок, котлів і теплогенераторів становить від 0,75 до 0,84 відносних одиниць [8, 9].

Мета досліджень - встановлення рівня сортової специфіки у формуванні основної та побічної продукції сої (2015–2020 рр.) в умовах ФГ «Грига» Полтавського району. Застосовували як загальноприйняті методи, так і спеціальні [12]. Урожайність основної продукції визначали шляхом перерахунку врожайності кожної культури на стандартну вологість. Вихід побічної продукції встановлювали за допомогою узагальненої оцінки енергетичного потенціалу біомаси.

Потенціал рослинних решток сої (П_рр) визначали згідно формули (1):

П_рр = ВЗ_оп × К_рр× (1– К_в) × К_ев, т                           (1),

Де:

ВЗ_оп – валовий збір основної продукції, т/га;

К_рр – коефіцієнт рослинних решток;

К_в – коефіцієнт втрат рослинних решток;

К_ев  – коефіцієнт використання рослинних решток.

Енергетичний потенціал рослинних решток сої (ЕП_рр) визначали згідно формули (2):

ЕП_рр = П_рр × Q / 7000, т у. п.                                 (2),

Де:

П_рр – потенціал рослинних решток, т;

Q – нижча теплота згорання рослинних решток, ккал/кг;

7000 – теплотворна здатність 1 кг умовного палива (ум. п.), ккал.

За даними науковців, енергетичний потенціал решток сої складає 3800 ккал/кг. Величина технічного потенціалу обмежується наявною технологією збирання врожаю, що зменшує теоретичний потенціал на величину коефіцієнта технічної доступності. Створені сучасні сорти сої різних груп стиглості, які добре пристосовані до різних кліматичних умов України. Потенціал урожайності скоростиглих сортів нового покоління становить 2,0-2,5 т/га, ранньостиглих – 2,5-3,0 т/га, середньостиглих – 3,0-3,8 т/га, пізньостиглих – 4,3-5,0 т/га. Так, в залежності від групи стиглості та сортових особливостей формується відповідна кількість відходів. Середньостиглі та пізньостиглі сорти за час вегетації формують максимальну біомасу й відповідно більшу кількість відходів. Кожний сорт сої формує відповідну якість насіння: білок – 30-45%, вуглеводи – 20-32%, жир – 13-26%, клітковина – 2,9-11, зола – 4,5-6,8%. В середньому, для України, теоретичний та енергетичний потенціал рослинних решток сої для використання в енергетичних цілях складає близько 50% (1 тонна зібраного насіння сої відповідає 1 т решток). Ціна реалізації соломи (як додатковий прибуток) – 500 грн/т. За даними вчених, коефіцієнт відходів зернобобових культур умовно дорівнює 1; коефіцієнт втрат – 0,1; а коефіцієнт енергетичного використання – 1,0. У сої, ці показники - відповідно: 1,2-2,3; 0,1 і 1,0.

Аналіз показників енергетичної ефективності показав, що в середньому за 2015-2020 роки середній вміст загальної енергії у врожаї сої по різних сортах був відмічений на рівні 37000 (ранньостиглі сорти) – 43000 (пізньостиглі) МДж/га. При цьому, затрати енергії на вирощування сортів сої складали відповідно 16000 - 16500 МДж/га, а коефіцієнт енергетичної ефективності - 2,08-2,40.

Найчастіше коефіцієнт відходів – фіксований та приблизно рівний 1. Але, це дуже приблизна оцінка, оскільки досить складно оцінити кількість зібраних решток.

Проаналізовано по 100 рослин різних сортів сої. Визначили середню масу однієї рослини з насінням (20-60 г), масу насіння (10-30 г або 40-50%) та маса решток сої з 1 рослини (стебла та стулки бобів) – 15-35 г або 40-60%. В перерахунку на 1 га, за густоти стояння рослин 700 тис. шт./га, потенційна маса решток сої (стебла та стулки бобів) може становити 2 -3 т. Сортові особливості по групах стиглості наступні: за середньою врожайністю сортів Антрацит (2,35 т/га), Алмаз (2,53 т/га), Васильківська (2,81 т/га) коефіцієнт рослинних решток склав відповідно 1,4; 1,4 та 1,5. Вихід пожнивних решток зі 100 га склав 329, 354 та 422 т. Перебування соєвих решток на полі призводить до зміни її вологості до 14-17% та сприяє вимиванню хлору та калію, що підвищує якість відходів як палива.

Таким чином, Полтавська область має значний потенціал альтернативного енергетичного соєвого продукту. За значних площ під соєю, коєфиціент рослинних решток сої коливається в межах від 1 до 1,8 та залежить від особливостей сорту. За площі сої в 2016 році 182,4 тис. га, вихід пожнивних решток становив близько 1232,9 тис. т. При реалізації цієї додаткової продукції, як сировини для біопалива, можна отримати 61645,0 грн.

Використання побічної продукції сої, як біосировини, не має негативного впливу на економічну, екологічну та продовольчу безпеку країни. З урахуванням агроекологічного обгрунтування, цей перспективний напрям використання сприятиме розширенню посівних площ під соєю, збільшенню її виробництва та відкриє нові перспективи для її виробників.

Література:

1. Про альтернативні види палива: Закон України від 14 січня 2000 р. № 1391–14// Відомості Верховної Ради України. 2000. № 12.


2. Голуб Г. А. Техніко-технологічне забезпечення енергетичної автономності агроекосистем. Науковий вісник НУБІП України. Серія: Техніка та енергетика АПК / Редколегія: Д. О. Мельничук (відп. ред.) та ін. К., 2010. Вип. 144, ч. 4. 417 с. С. 303–312.


3. Таргоня В. Визначення реального потенціалу сільськогосподарської біомаси, придатної для використання на енергетичні потреби. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: зб. наук. пр./ ДНУ (УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого). Дослідницьке, 2012. Вип. 16 (30), кн. 2. С. 360–371.


4. Білявська Л. Г. Особливості якісного складу насіння сої за різних умов вирощування. Зб. наук. пр. наук.-практ. конф. проф.-виклад. складу ПДАА (за підсумками наук.-досл. роботи в 2016 році. м. Полтава, 17–18 травня 2017 року). Полтава: РВВ ПДАА, 2017. С. 193–194.