Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований 10
1.1. Гидропонное овощеводство в современных производственно экологических условиях 10
1.2. Инженерно-технологическое оборудование гидропонных теплиц 15
1.3. Оборудование и материалы биологической защиты растений ... 20
1.4. Методы и технические средства электротехнологии в биологической защите растений 26
1.5. Рабочая гипотеза. Цель и задачи исследований 32
Глава 2. Теоретическое обоснование условий эффективного использования ультразвука в гидропонном овощеводстве 34
2.1. Обоснование условий эффективного использования ультразвука в гидропонном овощеводстве 34
2.2. Показатели результативности технологических процессов 38
2.2.1. Оценочные показатели процесса ультразвуковой обработки гидропонных субстратов 38
2.2.2. Оценочные показатели процессов, связанных с ультразвуковой обработкой гидропонных субстратов 42
2.3. Физические характеристики процесса ультразвуковой обработки гидропонных субстратов 44
2.3.1. Ультразвуковое поле 44
2.3.2. Единичная кавитационная полость 47
2.3.2.1. Термодинамические характеристики 47
2.3.2.2. Характеристики, связанные с электрокинетическими явлениями з
2.3.3. Кавитационная область 51
2.4. Сравнение элементов технологических схем гидропонного овощеводства 54
2.5. Результаты и выводы по главе 59
Глава 3. Программа и методика экспериментальных исследований 60
3.1. Программа экспериментов и экспериментальные установки 60
3.1.1. Программа экспериментов 60
3.1.2. Экспериментальные установки 62
3.2. Методика проведения экспериментов 66
3.2.1. Методика экспериментального определения оценочных показателей технологического процесса УЗ-обработки гидропонного субстрата 66
3.2.2. Методика экспериментального определения оценочных показателей процессов, связанных с УЗ-обработкой гидропонного субстрата 66
3.2.3. Методика экспериментального определения оптимального режима УЗ-обработки гидропонного субстрата 68
3.2.4. Методика сравнения различных вариантов УЗ-обработки гидропонного субстрата 3.3. Методика оценки эффективности использования ультразвука в биологической защите растений 71
3.4. Результаты и выводы по главе 76
Глава 4. Результаты экспериментального определения режимов ультразвуковой обработки гидропонного субстрата и параметров устройства для ее реализации 77
4.1. Определение физических характеристик процесса ультразвуковой обработки гидропонного субстрата 77
4.1.1. Ультразвуковое поле 77
4.1.2. Единичная кавитационная полость 78
4.1.3. Кавитационная область
4.2. Определение оценочных показателей технологического процесса ультразвуковой обработки гидропонного субстрата 83
4.3. Определение оценочных показателей технологических процессов, связанных с ультразвуковой обработкой гидропонного субстрата 90
4.4. Определение оптимального режима ультразвуковой обработки гидропонного субстрата, использующегося при выращивании кормовых растений и разведении энтомофагов 92
4.4.1. Определение оптимального режима ультразвуковой обработки гидропонного субстрата 92
4.4.2. Сравнение различных вариантов УЗ-обработки субстрата 94
4.5. Результаты и выводы по главе 97
Глава 5. Разработка энергосберегающей технологии гидропонного овощеводства, включающей в себя использование ультразвука в биологической защите растений .. 100
5.1. Разработка энергосберегающей технологии производства биопродукта, включающей в себя ультразвуковую обработку субстрата 100
5.2. Разработка энергосберегающей технологии гидропонного овощеводства, включающей в себя использование ультразвука в биологической защите растений 102
5.2.1. Разработка энергосберегающей технологии гидропонного овощеводства, включающей в себя использование ультразвука в биологической защите растений 102
5.2.2. Разработка технических средств для реализации энергосберегающей технологии гидропонного овощеводства, включающей в себя использование ультразвука в биологической защите растений 106
5.3. Программа и результаты технологических испытаний 113
5.4. Экономическая и энергетическая оценка 117
5.5. Результаты и выводы по главе 122
Основные выводы 124
Литература 126
- Оборудование и материалы биологической защиты растений
- Оценочные показатели процессов, связанных с ультразвуковой обработкой гидропонных субстратов
- Методика экспериментального определения оценочных показателей технологического процесса УЗ-обработки гидропонного субстрата
- Определение оценочных показателей технологического процесса ультразвуковой обработки гидропонного субстрата
Оборудование и материалы биологической защиты растений
Гидропонные теплицы, как и другие культивационные сооружения, предназначены для поддержания экологических факторов на требуемом для роста и развития растений уровне. Основная часть капитальных затрат на их сооружение и эксплуатационных расходов по выращиванию растений связана с обеспечением и регулированием факторов, имеющих энергетическую природу и обусловленных облучением и обогревом растений. Фотосинтез, основной исходный процесс формирования продуктивности растений, также является энергетическим процессом [88; 89].
Урожай в культивационных сооружениях защищенного грунта, благодаря обеспечению в них экологических условий, близких к оптимальным, в несколько раз выше, чем в полевых условиях. Это приводит к возрастанию затрат на антропогенную энергию, приходящихся на единицу продукции [88; 89]. В то же время, постоянные высокие температуры и влажность воздуха создают благоприятные условия для массового размножения вредителей, от которых без эффективных мер защиты может теряться от 60 до 90% урожая, причем наиболее повреждаемыми из овощных культур являются огурец и томат [101].
Теплица - техническое сооружение со сложным преобразованием энергии, представляющее собой характерную производственную модель интенсивного растениеводства [17], оснащена следующими системами инженерно-технологического оборудования (рис. 1.3).
Снижение энергоемкости гидропонного овощеводства может быть достигнуто путем совершенствования указанных систем и, в том числе, системы защиты растений, которая является неотъемлемой составной частью растениеводства защищенного грунта и представляет собой комплекс мероприятий в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Данный комплекс включает:
Современная система защиты растений базируется на применении следующих основных методов: агротехнического, механического, физического, химического и биологического (рис. 1.4). Все агротехнические приемы, направленные на создание благоприятных условий роста, развития растений и получения высокого урожая, служат одновременно и основным средством повышения устойчивости растений к вредителям и болезням, а также предупреждения появления вредителей, болезней, сорняков и их уничтожения. К агротехническим мероприятиям относятся: поддержание оптимального микроклимата; правильное чередование культур в севообороте; внедрение устойчивых к вредителям и болезням сортов сельскохозяйственных культур; подготовка семенного и посадочного материалов; своевременное внесение необходимых удобрений и т.д. [97; 119].
Методы защиты растений Физический метод защиты растений направлен на уменьшение численности и снижение паразитического потенциала вредителей и болезней. Метод основан на применении ультразвука; электрического тока различных частот; видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучений; рентгеновского излучения; радиоактивного излучения; термического воздействия. Данный метод используется при обработке семенного и посадочного материалов, воды и поливных растворов, а также для непосредственного воздействия на вредителей и их антагонистов. К недостаткам физического метода относится негативное воздействие, оказываемое на энтомофагов и полезную микрофлору [9].
Механический метод борьбы с вредителями предусматривает уничтожение вредных насекомых с помощью ловчих канавок, пищевых и иных приманок, ловчих поясов, ловушек и различных механических приспособлений [97]. Этот метод наиболее прост, но трудоемок и малоэффективен, вследствие чего его применение ограничено.
Наиболее широко применяемым является химический метод, который основан на использовании органических и неорганических химических соединений, называемых пестицидами. Преимущества перед другими методами, приемами и средствами заключается в быстроте действия, высокой эффективности и возможности полной механизации всех основных технологических процессов защиты растений. Вместе с тем химический метод имеет отрицательные стороны, связанные с побочным действием пестицидов на полезную фауну, теплокровных животных и человека [18; 62; 70].
Продукция овощеводства, полученная без эффективной защиты растений, на мировом рынке не является конкурентоспособной. В то же время требования к качеству таких продуктов постоянно повышаются, и первостепенное значение в числе показателей качества занимает отсутствие средств защиты растений. Во многих случаях применение химических средств защиты невозможно (например, при выращивании зеленных овощей). Исключается их использование и при выращивании овощей для производства детского питания. Относительно короткий промежуток времени между уборкой и посевом овощных культур также ограничивает применение химической защиты растений. Отсюда следует, что в условиях гидропонного растениеводства для борьбы с вредными организмами необходимо применять методы защиты растений, которые позволяют избежать задействование химических препаратов [119].
Биологический метод защиты растений - это наиболее прогрессивный и перспективный метод, основанный на использовании в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками сельскохозяйственных культур их естественных врагов. Преимущества биологического метода заключаются в том, что он позволяет:
К биологическим средствам защиты растений относятся энтомофаги, гербофаги, энтомофитопатогенные микроорганизмы и т.д. [18; 97; 119]. Разные элементы биологической защиты растений нашли практическое применение в различной степени, что определяется спецификой выращиваемых сельскохозяйственных культур. Используются следующие биологические механизмы и функции: - антагонизм (хищники, паразиты и т.д.); нарушение поведения и размножения вредных организмов (генетические методы); - снижение паразитического потенциала вредителей и возбудителей болезней (антагонисты и др.); - повышение устойчивости растений к биотическим и абиотическим стрессорам негенетическим путем (индуцированная устойчивость и т.п.). Вследствие медленного и неполного действия, а также из-за большой зависимости этих механизмов и функций от внешних условий вытекают основные ограничения по их практическому применению. (рис.1.5)[119]
Оценочные показатели процессов, связанных с ультразвуковой обработкой гидропонных субстратов
Распространение ультразвука в жидких средах порождает различные эффекты (физические, химические и др.), использование которых в различных технологиях создает реальные предпосылки интенсификации технологических процессов и улучшения качества конечного продукта [36; 41; 45; 52; 53; 81; 87; 90; 114; 116].
В ультразвуковых полях, создаваемых в жидкостях, получение высокой плотности энергии осуществляется за счет вторичных (нелинейных) эффектов, к которым относится кавитация [6; 20; 30; 103-108]. Степень проявления в данной среде нелинейных эффектов при определенных внешних условиях (температуре, давлении и т.д.) зависит от акустического числа Маха [3]: где v0 - амплитуда колебательной скорости; с - скорость звука в среде. Нелинейные эффекты возникают при условии, что акустическое число Маха имеет значение порядка 10 3... 10 4 [3]. Кавитация является основным фактором, определяющим влияние ультразвука на технологические процессы, протекающие в жидкостях (диспергирование, экстракция, очистка и т.д.), поскольку захлопывание кавитационных полостей способно создавать в микрообъемах чрезвычайно высокие давления и температуры [3; 54; 69; 111].
Необходимо отметить, что в ультразвуковом поле образуются не только захлопывающиеся кавитационные полости, но и пульсирующие парогазовые пузырьки, размер которых больше резонансного Rpe3 или меньше критического і?Кр, в связи с чем при определении режимов ультразвуковой обработки важнейшей задачей является соблюдение условий захлопывающихся полостей [3; 54; 69; 111]. Как известно, мерой интенсивности кавитации считается эрозионная активность единичной полости, то есть ее способность к разрушению твердых тел, находящихся в сфере воздействия ударной волны, которая формируется в конце фазы сжатия полости или в начале ее вторичного расширения [3; 69; 111]. Коэффициент трансформации мощности К кавитационной полости, принимаемый за критерий ее эрозионной активности, равен отношению средней удельной мощности полости в фазе расширения WVK средней удельной мощности полости в фазе сжатия Wc [3]: где х - величина, зависящая от максимального Rmax и минимального i?min радиуса полости, продолжительности фазы захлопывания А п и частоты колебаний/; у/ - величина, зависящая от гидростатического Р0 и звукового РА давлений, продолжительности фазы расширения А?тах и циклической частоты ю.
Как показали результаты исследований, значение у/ остается примерно постоянным при значениях Р0/РА=0,1...0,8. Если PQ/PA меньше 0,1 или больше 0,8, то кавитационный пузырек вырождается в пульсирующий. При условии, что const значение коэффициента трансформации мощности К полностью определяется величиной х [3]: Поскольку коэффициент К трансформации мощности кавитационным пузырьком зависит от соотношения сил, действующих на полость в фазе сжатия, для оценки эрозионной активности кавитационной полости также вводится понятие параметра газосодержания 5 [3]: = -, (2.4) где Рп - давление парогазовой смеси в полости при R=Rmax; Рср - среднее внешнее давление, действующее на стенку в фазе сжатия, Рср=0,7РА+ Р0 [3].
Указанные критерии кавитации не позволяют оценить конечный результат технологического процесса и соответствующие затраты энергии, в связи с чем возникла необходимость в разработке оценочных показателей, позволяющих опередить изменения характеристик конечного продукта и связанные с ними затраты энергии.
В результате УЗ-обработки гидропонных субстратов происходит изменение электрофизических и спектрально-оптических характеристик системы «субстрат - раствор» (конечного продукта), что влияет на условия минерального питания растений.
Таким образом, предложенные оценочные показатели процесса ультразвуковой обработки субстратов позволяют определить изменения характеристик конечного продукта и связанные с ними затраты энергии, что необходимо при обосновании способа подготовки субстрата; разработке технических средств для его реализации и разработке технологической схемы гидропонного овощеводства.
Оценочные показатели процессов, связанных с ультразвуковой обработкой гидропонных субстратов Ультразвуковая обработка субстрата влияет на характеристики корнеобитаемой среды и, соответственно, на условия минерального питания кормовых растений, что сказывается на взаимодействии звеньев цепи «субстрат - кормовое растение - фитофаг - энтомофаг».(рис. 2.2). та; энергоемкость кормовых растений в опытном и контрольном вариантах соответственно.
Для технологического процесса разведения энтомофагов оценочными показателями конечного продукта являются показатель выхода биопродукта и показатели качества биопродукта (Каб), которые определяются по соответствующим методикам, указанным в гл. 3 (п. 3.2). Показатель выхода биопродукта и оценочные показатели разработанной технологии гидропонного овощеводства (биологические (Бэ), хозяйственные (П), экономические (Эк), технологические (Тэ), энергетические (Ээ)) подробно представлены в п. 3.3
В работах [3; 69; 111] установлено, что критерий эрозионной активности х и параметр газосодержания 5 зависят от характеристик ультразвукового поля (частоты /, звукового давления РА), физико-химических свойств обрабатываемой среды (плотности р, поверхностного натяжения а, вязкости л, упругости насыщенного пара Ри), а также статического давления в объеме жидкости Р0.
В результате анализа публикаций, посвященных этому вопросу и проведения постановочных экспериментов установлено, что для повышения эффективности ультразвукового воздействия следует: - использовать ультразвуковое поле, частота которого не превышает 18...22 кГц; - обрабатывать водную суспензию торфо-опилочной смеси, имеющую плотность, несущественно отличающуюся от плотности воды при нормальных условиях. Данные рекомендации учитывались при определении физических характеристик процесса ультразвуковой обработки гидропонных субстратов.
На протекание процесса ультразвуковой обработки субстрата наряду со свойствами среды большое влияние оказывают технологические параметры режима обработки (частота, интенсивность, продолжительность воздействия, температура), от которых зависят основные характеристики звукового поля (звуковое давление; колебательная скорость частиц; колебательное смещение частиц; плотность звуковой энергии и т.д.) [3; 69; 111 - 113; 121]. Для определения физических характеристик процесса ультразвуковой обработки субстрата (скорости звука с при температуре t; звукового давления РА; колебательной скорости v; колебательного смещения А; избыточной плотности р0; колебательного ускорения а; длины волны X; модуль объемной упругости Ку; удельного акустического импеданса z; эффективного звукового давления Рэф, объемной плотности энергии w) использовался известный теоретический материал [69; 112; 113; 121], табл. 2.1. Физические характеристики ультразвукового поля в торфо-опилочной суспензии определяются при следующих допущениях: среда является сплошной, однородной, изотропной и линейной; поглощение волн незначительное; в среде образуются плоские гармонические волны; фазовая скорость волн остается постоянной.
Методика экспериментального определения оценочных показателей технологического процесса УЗ-обработки гидропонного субстрата
Сравнение предусматривалось для предлагаемого варианта и известных вариантов выращивания проростков при различных комбинациях режимов ультразвуковой обработки субстрата (УЗ) и проращивания семян (П): УЗ-1, П-0 [57]; УЗ-2, П-1 [118]; УЗ-3, П-2 [24]; УЗ-0, П-2 и т.д. Для удобства сравнительной оценки за контрольный был принят вариант, в котором ультразвуковая обработка отсутствовала, а проращивание семян осуществлялось в соответствии с предложенным вариантом (УЗ-0, П-2).
Проростки кормовых растений использовались для последующего разведения A. colemani. Полученный биопродукт применялся в биологической защите огурца сорта «Демарраж», выращиваемого при соблюдении требуемых параметров микроклимата (табл. 3.5).
Требуемые параметры микроклимата обеспечивались с помощью специальных систем [91 - 93]. В ходе экспериментов определялись урожайность огурца, экологическая чистота и биологическая полноценность овощной продукции в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области».
Результаты внедрения биологической защиты растений оцениваются по биологической, хозяйственной и экономической эффективности [101]. Использование способов и средств электротехнологии для совершенствования биометода делает актуальным разработку методики, предусматривающей проведение дополнительной энергетической и технологической оценки [25], которая отсутствует в известных публикациях [47; 58; 74; 80; 101].
Биологическая эффективность Бэ, %, характеризуется показателями гибели или уменьшения численности вредных организмов либо степени повреждения защищаемых растений. Для ее определения в производственных условиях используется следующее выражение [101]: где па, щ - число вредителей (или поврежденных растений) до и после защитных мероприятий соответственно. Хозяйственная эффективность определяется количеством и качеством сельскохозяйственной продукции. В частности, прибавка урожайности П, %, оценивается по формуле [101]: где Уа, УЙ - урожайность на опытном и контрольном участках соответственно. Экономическая эффективность оценивается по следующим показателям: выход валовой продукции, рентабельность производства, окупаемость дополнительных затрат и т.д. [101].
Энергетическая эффективность Ээ, %, в соответствии с определениями [39] может быть выражена показателем снижения энергоемкости производства продукции: - производство овощей Хозяйственная эффективность производства биопродукта в биолаборатории агрокомплекса может выражаться с помощью показателя Пб, %, зависящего от численности энтомофагов на одном мобильном газоне [25]: Пб = - , (3.7) где Ка, Кь - количество энтомофагов на одном мобильном газоне в опытном и контрольном вариантах соответственно. При определении энергоемкости производства продукции защищенного грунта учитывались затраты энергии на поддержание требуемых параметров микроклимата в воздушной и корнеобитаемой среде, поскольку они составляют большую часть всех энергозатрат [95]. В качестве временных границ, определяющих продолжительность технологического цикла производства овощей и биопродукта, принимался календарный год.
Для определения годового расхода тепловой энергии на производство овощей использовалось выражение [59]: Qm=(4itB+q2)kt, (3.8) где q\ - потери теплоты теплицами через ограждения, на инфильтрацию воздуха, через грунт и затраты теплоты на поддержание относительной влажности воздуха в зависимости от наружной температуры воздуха; tB - внутренняя температура теплиц; q2 - годовой расход теплоты на обогрев почвы, поливочной воды и т.д.; kt - переводной коэффициент, учитывающий климатические условия данного региона. где q0 - мощность отопитєльньіх приборов; т0, тв - продолжительность работы системы отопления и вентиляции соответственно; ґв - внутренняя температура; /сР - средняя температура за период производства биопродукта; tK - наружная температура, расчетная для отопления; qB - мощность вентиляционных приборов; ґнв - наружная температура, расчетная для вентиляции.
Введение показателей энергетической и технологической эффективности позволяет оценить изменение количества технологических операций и энергоемкости производства продукции защищенного грунта.
Физические характеристики процесса ультразвуковой обработки субстрата определялись с использованием теоретического материала, представленного в главе 2. При проведении расчетов применялись программные продукты Microsoft Excel и MathCad. Результаты расчетов представлены в таблице 4.1.
При определении удельного акустического импеданса и эффективного звукового давления в кавитирующей жидкости был принят диапазон индекса кавитации (Кк=0,1...0,3), позволяющий использовать в расчетах закономерности, справедливые для единичной кавитационнои полости и рассмотренные в главе 2. Результаты расчетов представлены графически (рис. 4.1).
Определение оценочных показателей технологического процесса ультразвуковой обработки гидропонного субстрата
Использование предложенного технического решения способствует увеличению выхода биопродукта.
Техническим результатом от использования полезной модели [76] является повышение эффективности путем увеличения урожайности за счет обеспечения защиты растений от вредителей и болезней. Это достигается тем, что установка включает емкости, заполненные минераловатным субстратом с выращенным на нем проростками, которые заселены энтомофага-ми, причем емкости размещены на минераловатных пластах, соединены с капельницами и выполнены с отверстиями в центральной части дна. Разработанная установка содержит минераловатные пласты 1 (рис. 5.6) с размещенными на них рассадными кубиками 2. Имеются емкости 3 для концентрированного раствора удобрений, которые соединены при помощи трубопроводов 4, насоса 5 и регулируемого вентиля 6 со смесительной камерой 7, связанной с магистральным трубопроводом 8 и поливочным трубопроводом 9. Поливочный трубопровод 9 оснащен капельницами 10, подведенными к рассадным кубикам 2. Регулирующий концентрометр 11 снабжен датчиком 12 и соединен с регулируемым вентилем 6. Интегратор солнечной радиации 13 связан с датчиком 14 солнечной радиации и регулятором расхода 15, установленным на поливочном трубопроводе 9.
Производственный эксперимент осуществлялся в соответствии с представленной технологией при соблюдении параметров микроклимата, указанных в гл. 3. Органическая составляющая субстрата (торфо-опилочная смесь) обрабатывалась в УЗ поле частотой /=22 кГц, интенсивностью 7=25 кВт/м в течение 5 минут. Данный режим УЗ-обработки гидропонного субстрата был определен в результате экспериментальных исследований, проводившихся по методике активного планирования (п. 4.3). Полученная суспензия использовалась для напитывания минераловатных кубиков и проращивания семян (п. 5.1). В контрольном варианте органическая составляющая субстрата настаивалась в течении 24 часов при периодическом механическом перемешивании (УЗ-обработка субстрата не производилась).
На субстрате контрольного (1) и опытного (2) вариантов выращивались кормовые растения, а затем осуществлялось разведение Aphidius colemani в соответствии с разработанной технологией, представленной в п. 5.1. Продолжительность разведения A. colemani и параметры микроклимата (в воздушной и корнеобитаемой среде кормовых растений) соответствовали данным, приведенным в гл. 3.
По истечении периода разведения мобильные газоны с Aphidius colemani переносились в теплицы с защищаемыми растениями огурца и присоединялись к системе капельного орошения. Вылет имаго из мумий обеспечивался качественным поливом мобильным газонов с энтомофагом. Биологическая защита осуществлялась на всех стадиях роста и развития огурца (от рассады до плодоношения включительно) в соответствии с рекомендациями работ [18; 42; 101]. Увеличение выхода биопродукта позволило сократить количество мобильных газонов, выставляемых в теплицы [26].
Экспериментальные данные по выходу биопродукта и урожайности огурца в различных вариантах и повторениях заносились в таблицы исходных данных; подсчитывались суммы и средние значения. Правильность расчетов проверялась по выражению [43]: где Х\ - преобразованное значение урожайности (выхода биопродукта); X -среднее значение урожайности (выхода биопродукта); А - условное среднее число. Преобразованные данные представлены в таблицах 5.1, 5.2.
Используя данные таблиц 5.1, 5.2 определяли общее число наблюдений N; корректирующий фактор С и суммы квадратов отклонений (общую CY; повторений Ср; вариантов Су, остаток ошибки Cz). Результаты расчетов представлены в приложении 1.
Значения критерия Фишера F05 для принятого уровня значимости (р=0,05) определялось по справочным таблицам [43]. Поскольку F$ F05, то в опыте есть существенные различия между вариантами.
Для оценки существенных частных различий определяли ошибку опыта S -, ошибку разности средних Sd и наименьшую существенную разность
Результаты опыта и статистической обработки представлены в таблицах 5.3, 5.4. Анализ таблицы 5.3 позволяет сделать вывод о том, что вариант 2 существенно превышает стандарт St (группа I), то есть выход биопродукта Aphidius colemani в опытном варианте существенно выше, чем в контрольном варианте.
Овощная продукция в опытном и контрольном вариантах отвечали требованиям по экологической чистоте и биологической полноценности.
Анализ результатов, представленных в таблицах 5.5, 5.6 позволяет сделать следующие выводы. Использование разработанной технологии способствовало увеличению урожайности на 11,3% и выхода биопродукта на 50%, что учтено показателем хозяйственной эффективности. В опытном варианте показатель биологической эффективности был на 5% выше, чем в контрольном варианте.
Определение показателя энергетической эффективности позволило установить, что в опытном варианте наблюдалось снижение энергоемкости производства растениеводческой продукции на 10,3% и энергоемкости производства биопродукта на 33,3%. Сокращение числа основных операций при получении биопродукта составило 51,7%, при выращивании огурца -28,3%, что отражено в значении показателя технологической эффективности [25] (табл. 5.5).
Повышение урожайности огурца сказалось на экономической эффективности разработанной технологии: себестоимость продукции снизилась на 9,8%, производительность труда выросла на 13,5% (табл. 5.6). Годовой экономический эффект составил 641,5 тыс. руб. в расчете на 1000 м .
Представленные результаты показали преимущества разработанной технологии, включающей в себя использование ультразвука в биологической защите растений, которые заключаются в:
Определение показателей энергетической и технологической эффективности позволило дополнить оценку эффективности использования ультразвука в биологической защите растений и установить снижение энергоемкости производства биопродукта и производства овощей, а также сокращение числа основных технологических операций [25].
Таким образом, внедрение в производство разработанной технологии гидропонного овощеводства, включающей в себя использование ультразвука в биологической защите растений, является экономически и энергетически целесообразным.