AGROECOLOGICAL ASSESSMENT OF ENERGY POTENTIAL OF SOILS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/naturaljournal.6.2023.9

Keywords:

agricultural production, humus balance, soil energy capacity, gross crop energy, coefficient of change of soils energy potential, manure

Abstract

The energy assessment of various technologies for the production of crop products and agricultural systems is relevant, because it allows to conduct an analysis of a complex process based on the application of aggregated data, and to compare different processes or stages of production according to a unified calculation indicator or coefficient. It consists in determining the ratio of energy costs for the production of plant products to the amount of energy obtained with the harvest at the level of agroecosystems. The production technology should be considered effective if the energy efficiency ratio is higher than 1, since the output of gross energy exceeds the total non-renewable energy consumed. The main idea of this work is to carry out an agroecological assessment of the consequences of conducting modern agriculture for a long time based on the change in the energy potential of soils as the main means of agricultural production. The relevance of conducting agroecological research and the presented results is to determine the energy consumption of humus as a natural reserve and resource for the formation and preservation of the energy potential of the soils of Ukraine in the process of growing agricultural crops. The humus balance of the arable soil layer, the gross energy accumulated by the economically valuable part of the harvest of the main agricultural crops, the change in the energy intensity of the soil according to the content of organic carbon and the amount of manure, energetically equivalent to the indicator of the decrease in the energy intensity of the soil during 1990–2021 on the scale of the country and administrative regions, were determined. An informative indicator that characterizes the agroecological efficiency of farming is proposed – the coefficient of change in the energy potential of the soil in relation to the formation of crop yields (КΔеs). This is the ratio of the change in the energy capacity of the soil to the gross energy of the crop of the studied crops, including the main and by-products of crop production, expressed in %. Also, the energy of the main and secondary products of plants, which is removed from the soil, is separately allocated. It has been established that currently in most regions of Ukraine, the production of crop products is ineffective in the context of preserving the energy potential of the soil. During 2000–2021, the energy density of soils in Ukraine decreases annually by 11.0–39.9 GJ/ha. Only in 1990, a positive balance of humus was found – 115.8 kg/ha, or in energy equivalent – 2.5 GJ/ha. The negative value of KΔes on the formation of the crop of the studied crops was revealed in all administrative regions of Ukraine. The lowest rate is in Chernihiv (–48%), Zhytomyr (–45%) and Ivano-Frankivsk (–39%) regions. The amount of manure, which is energetically equivalent to the indicator of the decrease in energy intensity of the soils per unit area, is 26.3–95.0 t/ha/year.

References

Антипова Л.К. Кормовиробництво та луківництво. Методичні рекомендації. Миколаїв: Миколаївський національний аграрний університет, 2017. 48 с.

Гавриш В.І., Завірюха М.В., Пилип В.Є. Енергозберігаючі та екологічні технології в АПК. Методичні рекомендації. Миколаїв: Миколаївський державний аграрний університет, 2011. 67 с.

Екологічні аспекти систем удобрення сільськогосподарських культур / В.В. Волкогон та ін.; за ред. В.В. Волкогона. Київ: Аграрна наука, 2019. 264 с.

Кардашов А.Т., Шудренко І.В. Енергетичний баланс агроекосистеми: проблеми теорії ї практики. Вісник ДААУ. 1998. № 2. С. 39–43.

Кірілеско О.Л. Ефективність систем удобрення у короткоротаційній сівозміні лісостепу західному України. Корми і кормовиробництво. 2019. № 87. С. 93–101. https://doi.org/10.31073/kormovyrobnytstvo201987-14.

Компанієць В.О., Желязков О.І., Кулик А.О. Методика енергетичної оцінки ефективності технологій виробництва зерна. Бюлетень Інституту сільського господарства степової зони НААН України. 2014. № 6. С. 118–124. [Електронний ресурс] URL: https://journal-grain-crops.com/uk//arhiv/view/594ba747947ff.pdf (дата звернення 10.11.2023).

Методика біоенергетичної оцінки систем землеробства / Ю.О. Тараріко та ін. Київ: ДІА, 2012. 33 с.

Пінчук В.О., Бородай В.П. Методичні рекомендації з належної сільськогосподарської практики щодо скорочення втрат нітрогену у сільському господарстві; за наук. ред. О.І. Фурдичка. Київ: ДІА, 2020. 47 с.

Слюсар І.Т., Левковська Г.В., Ткачов О.І. Енергетичний аналіз системи землеробства на меліорованих землях. Збірник наукових праць ННЦ «Інститут землеробства УААН». 2008. Вип. 3–4. С. 56–61.

Центило Л.В., Цюк О.А., Мельник В.І. Енергетична ефективність систем удобрення і обробітку ґрунту. Біоресурси і природокористування. 2019. Т. 11. № 3–4. С. 90–96. https://doi.org/10.31548/bio2019.03.010.

Чучвага І.Г., Халеп Ю.М. Економічна та енергетична ефективність застосування діазобактерину та мінеральних добрив у технології вирощування жита озимого. Сільськогосподарська мікробіологія. 2014. Т. 19. С. 53–60. https://doi.org/10.35868/1997-3004.19.53-60.

Manoj K.N., Shekara B.G., Sridhara S. et. al. Carbon Footprint Assessment and Energy Budgeting of Different Annual and Perennial Forage Cropping Systems: A Study from the Semi-Arid Region of Karnataka, India. Agronomy. 2022. Vol. 12. Is. 8. P. 1783. https://doi.org/10.3390/agronomy12081783.

Pinchuk V., Tertychna O., Parfenyuk А. Use of nitrogen manure in agriculture of Ukraine and the European Union. Conference of Ecosystems: Abstracts 12-th International Conference (Chicago, June 3–5. 2022). Chicago, Illinois. USA, 2022. P. 55.

Vourdoubas J., Dubois O. Energy and agri-food systems: production and consumption. Zero Waste in the Mediterranean: Natural Resources, Food and Knowledge. Mediterra 16. Paris: Presses de Sciences Po, 2016. P. 155–174. [Електронний ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/362846600_ENERGY_AND_AGRI-FOOD_SYSTEMS_PRODUCTION_AND_CONSUMPTION (дата звернення 10.11.2023).

Published

2023-12-27