Энергосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур на дальнем востоке
Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт сельского хозяйства
В условиях рыночной экономики наиважнейшими факторами эффективности хозяйствования становятся экономическая целесообразность и конкурентность производимой продукции.
Одной из причин низкой конкурентоспособности отечественного сельскохозяйственного производства являются чрезмерные издержки на возделывание культур, объясняемые отставанием в научно-техническом вооружении, применением устаревших технологий и высокоэнергоемких технических средств.
В структуре себестоимости растениеводческой продукции основная часть затрат имеет технологическое и техническое происхождение, поэтому совершенствование технологии, улучшение технических средств являются важнейшими факторами научно-технического прогресса. Особый интерес представляют интенсивные технологии, особенно удачно использующие физические, химические и биологические факторы, а также технические возможности машин, оборудования и механизмов. Напрямую с технологическим фактором связан технический, основанный на технических возможностях современных машин. Технический фактор особенно актуален в связи с крайне неудовлетворительным состоянием обеспеченности хозяйств техникой и все возрастающей ее стоимостью.
Внедрение ресурсосберегающих технологий представляется весьма актуальным также с точки зрения экологии, ввиду катастрофического уменьшения запасов энергопроизводящего сырья. Недооценка экологических факторов уже привела к очень неблагоприятным изменениям в экологической обстановке, снижению плодородия почвы, загрязнению окружающей среды.
Условия хозяйствования в наши дни ориентированы на получение экономической выгоды от вложения средств в освоение технологии, современную технику, образование, применения других инновационных разработок.
Становится очевидным, что традиционные методы ведения хозяйства, применение высокозатратных энергоемких технологий и устаревших низкоэффективных моделей машин не могут обеспечить получение конкурентоспособной продукции. Только инновационная стратегия предприятия является определяющим фактором выживания.
В период кризисных явлений в АПК, связанных с проблемами энергетического и финансового характера, важным моментом является переход на ресурсо-энергосберегающие технологии производства сельскохозяйственной продукции - это база современных интенсивных систем земледелия.
«Энергосберегающая технология сельскохозяйственного производства - совокупность физических, механических и химических воздействий на растения, почву и окружающую среду с целью получения оптимального урожая с наименьшими затратами труда и средств». Многообразие базовых технологий сведено в Федеральный реестр (авторы Каштанов А.Н., Краснощеков Н.В., Кирюшин В.И.). В него включены базовые технологии производства культур, рассчитанные на их механизированное возделывание и технологические адаптеры, пригодные для использования в конкретных местных технологиях.
С учетом большой дифференцированности аграрного производства выделяют три уровня технологий по степени их интенсивности:
Нормальные технологии - система получения зерна с максимальным использованием плодородия почвы и ресурсов агроландшафта, биологического потенциала сорта с его реализацией более 50% и затратами труда 6,5 чел.-ч/т зерна, гарантирующая урожайность зерна - 25-30 ц/га.
Интенсивные технологии - система получения качественной продукции с компенсацией выноса питательных веществ урожаем, с мерами по защите растений от наиболее опасных болезней, вредителей и сорняков, обеспечивающая реализацию потенциала сорта более 65% и затраты труда менее 4,5 чел.-ч/т, гарантирующая урожайность 40-50 ц/га.
Высокие технологии - система получения наивысшей урожайности с компенсацией выноса питательных веществ урожаем, окупающим финансовые, энергетические и трудовые затраты, с использованием новейшей базы высокоинтенсивных сортов, комплексной защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, использованием удобрений, обеспечивающая реализацию потенциала сорта более 85% и производительность труда менее 3,5 чел.-ч/т зерна с урожайностью более 60 ц/га.
Основные новые разработки в технологии производства касаются оптимизации севооборотов, применения минеральных удобрений и средств защиты растений и посвящены совершенствованию машин и приемов обработки почвы.
Существующие механизированные технологии возделывания основаны на интенсивных методах обработки почвы, требуют использования мобильных агрегатов, для работы которых нужен самый дорогой энергоноситель - жидкое топливо, природные запасы которого ограничены, а потребление и стоимость постоянно возрастают. Происходящие изменения организационных и экономических условий на селе отразились на технологии возделывания основных сельскохозяйственных культур. В этих условиях производители заинтересованы в сокращении затрат на их производство.
Важнейшим показателем производства становится энергоемкость. При выборе технологии главное внимание обращается на экономические аспекты хозяйствования, на возможность более рационального использования имеющейся в хозяйстве техники, экономию горюче-смазочных материалов.
Механизированные технологии возделывания и уборки сельскохозяйственных культур должны быть приспособлены к условиям регионов и хозяйств, обеспечивать сбережение материальных, энергетических и трудовых ресурсов на всех этапах производства, учитывать опыт, наличие технических возможностей товаропроизводителя, а также финансовые возможности по приобретению основных и оборотных средств производства.
Если нужно приобретать новые машины, оборудование, то необходимо подбирать универсальную, менее энергозатратную технику, способную выполнять различные работы, удобную в эксплуатации, безотказную и, по возможности, дешевую.
В условиях дефицита материальных и финансовых ресурсов актуальной задачей является изыскание резервов уменьшения ресурсо-и энергоемкости и, следовательно, себестоимости продукции растениеводства, а в целом повышение эффективности сельскохозяйственного производства.
Совершенствование технологий возделывания культур осуществляется в направлении уменьшения количества технологических операций и обрабатываемого слоя почвы.
В земледелии все более широкое распространение получают нетрадиционные приемы, в том числе минимальной и нулевой обработки почвы с использованием машин нового поколения, обеспечивающих сокращение затрат энергоресурсов и труда.
Основу современной технологии возделывания сельскохозяйственных культур составляет оптимизация их возделывания. Прогрессивная технология осуществляется на базе знаний биологических особенностей роста, развития и использования агротехнических приемов, разработанных научными учреждениями и накопленных практикой.
Разработка и применение новых технологий в земледелии - насущная проблема настоящего периода и настолько значительна, что она рассматривалась на заседании Государственного Совета Российской Федерации под вопросом «О роли современных технологий в устойчивом развитии АПК России». Позже, 18 октября 2004 г. за № 1686 последовало поручение Президента Российской Федерации В.В. Путина по этому вопросу.
В Российской академии сельскохозяйственных наук в октябре прошлого года проходила научная сессия «Научно-технический прогресс в АПК России - стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции на период до 2010 года», решения которой положены в основу формирования федеральной целевой программы машинно-технологической интенсификации сельского хозяйства России.
Россельхозакадемией разработаны мероприятия по выполнению поручения Президента России, одобренные Президиумом Россельхозакадемии и предусматривающие проведение научных исследований в области современных технологий, ускорение выпуска современных конкурентоспособных отечественных машин и оборудования для технического перевооружения сельскохозяйственного производства, обучение сельскохозяйственных кадров на базе опытно-производственных хозяйств, распространение практического опыта по внедрению современных технологий.
В земледелии в основе ресурсосбережения лежит поиск путей снижения затратности обработки почвы как наиболее трудоемкого процесса. Требуемый эффект может быть достигнут через объединение и сокращение технологических операций на базе почвообрабатывающих машин нового поколения, рост продуктивности культивируемых растений, повышение эффективности использования природных возобновляемых ресурсов, минимализацию обработки почвы.
Существующие и применяющиеся в настоящее время в большинстве хозяйств механизированные технологии возделывания основных сельхозкультур являются многооперационными, где на каждую операцию выпускается и приобретается отдельная машина. Отсюда крайняя напряженность технологических процессов, многочисленность операций и технических средств, весьма скромные результаты по сокращению затрат труда и росту производства продукции.
В этой связи в Приморском НИИ сельского хозяйства изучалось влияние минимальной обработки и минеральных удобрений на биологическую активность почвы. Цель исследований - установить пути устойчивого производства продукции растениеводства в зависимости от сложившегося уровня плодородия на основе дифференцированных обработок почвы и применяемых удобрений. Особое внимание уделено биологической активности почвы, которая характеризует интенсивность отдельных этапов превращения веществ при замене вспашки на поверхностную обработку, и применению минеральных удобрений.
В Дальневосточном НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства изучалась механизация прямого посева зерновых культур в Амурской области. Сделан вывод, что резкое снижение площадей кормовых культур, нарушение технологий возделывания, отсутствие в севооборотах паров и минимальное количество многолетних трав негативно сказываются на урожайности культур в Амурской области. В такой ситуации лучший выход - применяемая во всех регионах России и за рубежом нулевая обработка почвы (прямой посев зерновых культур по соевой стерне). Институт, занимающийся вопросами посева зерновых культур по соевой стерне, разработал на базе серийной сеялки СЗ-6 экспериментальный образец для прямого посева культур СП-3.6.
В ДальНИИСХ велись исследования по повышению эффективности ресурсосберегающих технологий при возделывании сельскохозяйственных культур на тяжелосуглинистой почве. Известно, что среди затрат на выращивание сельскохозяйственных культур значительная часть приходится на обработку почвы. Для разработки менее затратных способов систем обработки почвы в севообороте проведены опыты по изучению эффективности приемов основной и предпосевной обработки тяжелосуглинистых почв.
Анализ полученных результатов показал, что на данном типе почв возможно применение ресурсосберегающих технологий на принципах разноглубинности, с чередованием отвальной вспашки с поверхностными и плоскорезными обработками, сохранения междурядных обработок, а также более широкого применения комбинированных орудий, выполняющих за один проход целый ряд технологических операций.
В ДальНИИСХ разработана новая машина, предназначенная для минимализации обработки почвы при энергосберегающих технологиях возделывания пропашных культур, выращиваемых на постоянных агромелиоративных грядах.
Она обеспечивает основную и предпосевную обработку почвы, формирование профиля гряды требуемых параметров за один проход агрегата с высоким качеством. За счет использования многолетних гряд новый технологический процесс, реализуемый машиной РПГ-1.4, заменяет пять базовых операций: развалку старых гряд, вспашку почвы, ее культивацию, боронование и формирование новых гряд.
Новый технологический процесс основной и предпосевной обработки почвы, реализуемый РПГ-1.4, снижает удельную металлоемкость в 5,7 раза, удельный расход топлива в 1,9 раза. Этот процесс эффективнее по производительности труда в 1,45, по энергоемкости в 1,8 раза по сравнению с базовыми, выполняемыми однооперационными машинами. Созданная машина защищена двумя патентами Российской Федерации.
Во ВНИИ сои в 1990-1992 гг. проводились опыты по изучению эффективности отвальной и бесплужной обработок почвы с использованием гербицидов и без них в звене севооборота зерновые - соя. Значительных различий по урожайности сои не отмечалось. В варианте с отвальной вспашкой без гербицидов в среднем за три года она составила 12,7, в варианте с гербицидами - 16,2 ц/га, после бесплужной обработки - 12,3 и 16,1 ц/га соответственно.
В условиях низкой технической обеспеченности использование бесплужной обработки позволяет решить проблему с подготовкой зяби, поскольку применяемые для этих целей широкозахватные орудия имеют производительность в 2-2,5 раза выше по сравнению с плугом. Немаловажно и то, что при этом экономится на каждом гектаре 6-8 кг дизельного топлива.
Результаты научных исследований подтвердились внедрением данной технологии в Тамбовском и ряде других районов Амурской области. Использование высокопроизводительной бесплужной технологии позволяет хозяйствам основной объем работ по обработке выполнить в осенний период. При этом лучше сохраняется влага, не приходится обрабатывать физически незрелую почву. Важно и то, что при использовании бесплужной обработки нет свальных и развальных борозд, что обеспечивает лучшую работу сеялок, способствует сохранности техники, на невыровненных полях выше качество посева и лучшие условия для уборки, что очень важно для сои.
В Камчатском НИИ изучалась эффективность севооборотов с картофелем при различных системах обработки почвы и уровнях минерального питания на вулканических почвах. Сравнивались вспашка, плоскорезное рыхление, дискование и комбинированные обработки. Установлено, что при замене традиционной вспашки в севообороте с сидеральным паром на плоскорезное рыхление с дозой удобрений N P K получен наибольший в среднем за три года урожай картофеля - 230 ц/га, а коэффициент энергетической эффективности достиг величины 4,2.
Базовым элементом технологии по выравниванию криогенного микрорельефа в Магаданской области является полная ликвидация термопровалов или значительное уменьшение их глубины за счет продуцирования тепловых просадок на положительных формах рельефа. Достигается это обработкой кустарниково-болотным плугом через интервалы, равные ширине захвата плуга вне термокарстовых понижений. При этом по бороздам (глубиной 40-60 см) обеспечивается беспрепятственный сброс избыточной влаги. Почвогрунт между бороздами быстро иссушается, обеспечиваются полупромывной водный режим и ликвидация оглеения.
На основании опытов, проведенных в Магаданском НИИ сельского хозяйства, дается обоснование новых технологий создания пахотных угодий в условиях Северо-Востока. Рассматриваются принципы почвенно-адаптивных систем земледелия, экологически сбалансированные подходы к освоению криогенных почв, характеризуется годичный цикл микрогеогазохимических и органогеохимических процессов в почвенных профилях и подстилающих грунтах.
Однако в большинстве случаев еще недостаточно внимания уделяется изучению ресурсосберегающих технологий. Как правило, изучаются отдельные фрагменты - основная и предпосевная обработка почвы, дозы минеральных удобрений и средств защиты растений, нормы высева, сроки, способы посева и т.д.
В последние годы производство пошло по линии максимального упрощения рекомендуемых технологических операций при выращивании посевных культур. Это объясняется отсутствием материально-технических ресурсов, финансовыми трудностями, слабой подготовкой кадров или их отсутствием вообще. А известно, что при невыполнении одного агроприема при возделывании сои теряется 1,0-1,5 ц/га урожая зерна.
На территории России формируются крупные промышленные компании, создающие комбинированные агрегаты для подготовки почвы, внесения удобрений и гербицидов, посева, заделки семян и выравнивания почвы.
В Приморском крае и Амурской области уже началось переоснащение многих хозяйств современными моделями тракторов и машин. На полях ряда крупных хозяйств испытывались сложные почвообрабатывающие комплексы, такие, как «Обь», «Лидер», «Кузбасс» и другие. Испытание комплексов показало высокие результаты их работы. За счет обеспечения точного высева экономится до 30% семян, а также горючее, трудовые затраты.
В целях реализации мер, направленных на экономическое стимулирование хозяйствующих субъектов по развитию и внедрению современных технологий в агропромышленном комплексе Хабаровского края, разработаны и утверждены постановлением губернатора края «Мероприятия по внедрению и развитию современных технологий в АПК Хабаровского края на период 2005-2010 годов».
В них предусматривается освоение современных интенсивных высокоточных технологий с целью повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции, приобретение сложных почвообрабатывающих комплексов для работы в различных агропочвенных условиях, многорядных и многофункциональных сельхозмашин, расширение мощностей тракторов, зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов, использование семенного и посадочного материала, обладающего высоким продуктивным потенциалом.
Разработка точных высокоэффективных технологий, оснащение современными машинами нового поколения, внедрение в производство, обучение специалистов и механизаторов - это комплекс дорогостоящих мер, для реализации которых необходима активная государственная поддержка.
Значительный и все более усиливающийся диспаритет цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию усложняет покупку дорогостоящей техники. Наиболее доступным средством ее приобретения является лизинг. Государство ежегодно увеличивает уставной капитал ОАО «Росагролизинг», который сейчас составляет почти 15 млрд.руб., снижена процентная ставка с 7,8 до 4,3%, увеличен срок лизинга по тяжелой технике до 7, по легкой - до 5 лет. Однако в целом механизм обеспечения агропромышленного комплекса машиностроительной продукцией требует дальнейшего совершенствования и развития. Таким образом, в научном обеспечении АПК Дальнего Востока должен быть сделан уклон на широкие испытания и внедрение точных агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур применительно к почвенно-климатическим условиям Дальневосточного региона.
Расчеты ученых-экономистов показывают, что, не снижая урожайности, а в ряде случаев, повышая ее, внедрение ресурсосберегающих технологий в сельскохозяйственное производство позволяет сократить энергетические затраты до пяти раз, потребность в горючем - в четыре, в рабочей силе - в три раза по сравнению с традиционной технологией. В конечном счете, именно ресурсоэнергоэкономичность обеспечит биологизацию, экологизацию и адаптивную основу интенсификационных процессов в агросистемах с гарантией их высокой и устойчивой продуктивности, экологической безопасности и рентабельности производства.
Из юбилейного сборника ""Энергосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Дальнего Востока" (Владивосток, 2006 г., стр.3-9)
В.М. Ступин
