Интенсификация растениеводства и экологическое

Земледелие

Мировая практика земледелия последних десятилетий подтверждает эффективность интеграции и перехода сельскохозяйственного производства на промышленную основу. При стабильной экономической ситуации благодаря использованию новых технологий аграрный сектор стран западной Европы существенно улучшил свои показатели. За последние 50 лет в Германии урожайность зерновых увеличилась с 26 до 67 ц/га. Эта прибавка была обеспечена за счёт улучшения обработки почвы и применения высокопродуктивных сортов на 24,4 %; строгого баланса по питательным элементам и внесения удобрений - на 17,1 %. За счёт внесения гербицидов, фунгицидов и инсектицидов - на 41,4 %. В Англии урожайность зерновых возросла с 43,3 до 62, 8 % . В других странах ЕЭС с развитым зерновым производством урожайность составила: в Бельгии - 65 ц/га, Дании - 59...60 ц/га, Нидерландах - 60...64 ц/га. В Польше урожайность пшеницы составляет 38...40 ц/га, в Чехии и Словакии - 47...49 ц/га. Подобные результаты стали возможны благодаря внедрению интенсивных технологий и увеличению энергетических затрат в виде топлива и удобрений. Так, в Германии за те же 50 лет энергозатраты в виде топлива возросли с 2...3 до 15...20 ГДж/га, а в виде удобрений - с 3 до 10 и более ГДж/га. Результаты работы сельского хозяйства Беларуси в советские годы также подтверждают, что даже при не самой лучшей организации труда и культуре производства с использованием устаревших и энергозатратных технологий в условиях крупных хозяйств, интенсификация растениеводства позволяет получить существенные результаты.

Из приведенных данных видно, что основным направлением интенсификации растениеводства в последние десятилетия была химизация, которая обеспечила почти 60% прибавки урожая. В тоже время, увеличение доз внесения удобрений, применение большого количества гербицидов и других химикатов влечёт за собой ряд негативных последствий экологического характера. Интенсивная обработка почвы способствует увеличению ветровой и водной эрозии. Многие известные ученые отмечают нарастающий кризис индустриального сельского хозяйства, ориентированного на применение интенсивных энергонасыщенных промышленных технологий с большим количеством удобрений и химических средств, в условиях которого производится большая часть продовольствия на планете. Мировое потребление минеральных удобрений составляет около 128 млн. т в год. В западной Европе один трактор приходится на 14 га, в Северной Америке – на 41 га, а потребление минеральных удобрений составляет соответственно 158 и 102 кг действующего вещества на 1 га. Применение в сельском хозяйстве современных машин, достижения «зеленой революции», легкость передачи и использования информации, стремительно развивающаяся биотехнология неизмеримо повысили эффективность труда и продуктивность сельскохозяйственного производства. Однако массированное техногенное воздействие на окружающую среду, использование промышленных методов в сельском хозяйстве наталкиваются на инерционное противодействие природы. Для подавления нежелательных, с точки зрения технологии, факторов противодействия природы человек вынужден применять все более сильные инструменты, которые в свою очередь наносят непоправимый вред экосистемам и самому человеку. При этом в агросфере США более 90% процентов всех используемых химикатов бьет мимо цели, не достигая тех организмов, которым адресованы. Применение огромного количества химикатов, антибиотиков и других лекарственных препаратов, использование гормонов, генетически модифицированных продуктов ставит под угрозу здоровье людей на всей планете. Особенно опасным представляется переход к индустриальному сельскому хозяйству в странах с низким уровнем культуры производства. Применение больших количеств ядохимикатов, в данном случае, приводит к повсеместной деградации и фактическому уничтожению почвы. В результате эффективность применения удобрений и ядохимикатов постепенно снижается, а в ряде случаев приводит к снижению урожая. Согласно исследованию специалистов Международного института по изучению продовольственной политики (IFPRI) в Вашингтоне, около 40% сельскохозяйственных земель в мире подвержены процессу потери плодородия, что представляет серьезную угрозу развитию планеты [9].

С учётом этих и других факторов в настоящее время в развитых странах наряду с интенсивными, всё большее применение находят так называемые экологические (органические) системы земледелия, которые рассматриваются как альтернатива промышленным технологиям на новом технологическом уровне. Использование последних достижений науки и техники позволяет сохранить не только здоровье людей, но и обеспечивает экологическую гармонию. Главное средство повышения урожайности – не применение все большего количества химикатов, а искусное использование потенциала живой природы, основанное на рациональном применении органических удобрений, правильном формировании севооборотов с использованием культур, накапливающих азот в почве, рациональная агротехника, использование естественных врагов вредителей и многое другое.

На развитие органического земледелия активно влияет состояние рынка топливно-энергетических ресурсов. При повышении цен на нефть растут цены на топливо и химикаты. В тоже время, в условиях энергетического кризиса цены на энергоносители растут гораздо быстрее, чем цены на сельскохозяйственную продукцию. За десять лет цены на нефть и нефтепродукты увеличиваются в 5 и более раз, а цены на пшеницу твёрдых сортов лишь на 60 %. В Западной Европе данная проблема решается за счёт существенной материальной помощи фермерам в виде различных дотаций и инвестиций, на которые белорусскому крестьянину рассчитывать не приходится. В результате появляется дополнительный стимул для развития органического сельского хозяйства. Переход к экологическому земледелию стимулируется растущей потребностью на экологически чистые продукты питания, цена на которые на европейском рынке гораздо выше, чем на продукты, полученные по традиционной технологии с применением большого количества удобрений и ядохимикатов. Органическое сельское хозяйство представляется более выгодным с точки зрения энергосбережения. Опыт показывает, что при правильной организации труда и высокой культуре производства минимизация обработки почвы, оптимизация доз внесения удобрений и снижение нормы высева не влекут за собой существенное уменьшение общей энергетической эффективности технологии. В целом существует возможность получения экологически чистых продуктов без деградации почвы при урожайности 60- 80% от аналогичных показателей индустриального сельского хозяйства. При этом стоимость получаемой продукции увеличится не более чем на 10-20%. Однако доля органического земледелия в настоящее время очень мала и составляет не более 2- 3%. Очевидно, что высокая стоимость получаемой продукции, значительные технологические риски, большие затраты труда и другие факторы снижают его привлекательность.

В Беларуси сложилась специфическая ситуация. С одной стороны, из-за крайне ограниченных финансовых средств в 90-ые годы прошлого века значительно снизилось влияние интенсивных факторов формирования урожаев сельскохозяйственных культур. Произошло резкое сокращение основных и оборотных средств: удобрений, пестицидов, новой техники, замедлилось внедрение новых сортов. За последние 5...7 лет 20-го столетия применение удобрений сократилось в 3...6 раз, в 10...20 раз сократилось обновление энергетических мощностей - тракторов, автомобилей и самоходных комбайнов. В тоже время, сокращение количества применяемых удобрений и ядохимикатов позволило получать экологически чистую продукцию. В настоящее время доля интенсивных факторов снова возрастает. В соответствии с программой совершенствования агропромышленного комплекса на 2001...2005 г, с целью сохранения и дальнейшего повышения плодородия почв запланировано довести среднегодовые объёмы внесения органических удобрений до 50 млн. т или 9...10 т/га пашни, к 2005 году выйти на уровень внесения 1600 тыс. т действующего вещества минеральных удобрений, в том числе 600 тыс. т азотных, 290 - фосфорных и 710 тыс. тонн калийных. Большинство прогнозных показателей программы выполнены. Разработаны и внедрены новые энергонасыщенные тракторы, самоходные кормоуборочные, зерноуборочные машины и комбайны. Идет техническое переоснащение большинства сельскохозяйственных предприятий. Поэтому на данном этапе крайне необходимо учитывать экологические последствия интенсификации.

Значительная часть сельскохозяйственных земель РБ имеет низкий балл пашни. Применение интенсивных технологий на почвах с низким потенциальным плодородием связано с существенными потерями энергии, поэтому в рамках программы совершенствования землепользования также предусмотрена трансформация непригодных для экономически целесообразного использования сельскохозяйственных земель в иные угодья (леса и др.). Важнейшим фактором энергосбережения является рациональный выбор севооборотов с учётом конкретных условий хозяйства. На почвах с невысоким потенциальным плодородием, подверженных воздействию ветровой и водной эрозии, целесообразно использовать менее интенсивные системы земледелия, с применением сидеральных посевов, минимальной обработкой почвы и т. д. Коэффициент энергетической эффективности возделывания многолетних трав в ряде случаев достигает 8, а выход валовой энергии - 110 Гдж/га. Поэтому внедрение луго-пастбищных севооборотов позволяет расширить кормовую базу хозяйств и достичь высокого уровня эффективности при незначительных затратах энергии. Важнейшей задачей является также эффективное использование мелиорированных земель.

Интенсификация сельскохозяйственного производства на современном этапе невозможна без реализации инновационного пути развития техники и технологий. Конкурентоспособность западной продукции обеспечена в основном за счет монополии на интеллектуальную собственность. Именно за счет инноваций в конструкции зарубежной сельскохозяйственной техники обеспечивается ее высокая надежность, производительность при минимальных энергетических затратах. Поэтому только комплексное применение современных достижений науки и техники является единственно возможным вариантом эффективной работы на земле.

Одним из важнейших направлений реализации инновационного пути является внедрение компьютерных систем автоматического управления процессами в растениеводстве. Промышленность производит дешёвую и надёжную электронную технику, которая находит всё большее применение в сельском хозяйстве. В настоящее время широко используются автоматические системы контроля работы посевных и комбинированных агрегатов. Современный зерноуборочный комбайн имеет систему контроля основных параметров (обороты молотильного барабана или ротора, обороты вентилятора, системы контроля потерь зерна, датчики - детекторы металла и др.). Последние модели тракторов ведущих мировых производителей снабжены бортовой ЭВМ. Фермер на домашнем персональном компьютере при помощи специальных программ формирует информацию о необходимой глубине обработки, норме высева семян, скорости движения машинотракторного агрегата, конфигурации поля и др. Информация при помощи магнитного носителя переносится на бортовую ЭВМ, которая управляет работой МТА в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Широко используется спутниковая система пространственного ориентирования (GPS). Данная система позволяет также использовать электронные карты внесения удобрений. Благодаря наличию блока пространственного ориентирования, связанного с бортовым компьютером агрегата, обеспечивается дифференцированное внесение удобрений в рамках одного контура. Несмотря на внешнюю сложность, такой подход обеспечивает значительную экономию топлива и других ресурсов, позволяет строго соблюсти все агротехнические требования к проведению сельскохозяйственных работ.

Снижение экологической вредности применения ядохимикатов возможно за счет использования современной техники для защиты растений. Опрыскиватели лучших европейских производителей за счет целого ряда технических новшеств (технология «айр-плюс», обеспечивающая подачу воздуха к распылителям, электрическое управление, распыление с дроблением капель, использование плоскофакельных распылитетей и др.) обеспечивают высокое качество и равномерность при одновременном снижении доз внесения.

Все большее применение находят биологические методы производства экологически чистых органических удобрений, борьбы с вредителями и др. Перспективна технология получения концентрированных органических удобрений с помощью калифорнийского красного червя, который способен поглощать в процессе своей жизнедеятельности органический субстрат и перерабатывать его в однородную концентрированную массу вермикомпоста. Вермикомпост характеризуется большим разнообразием микро- и макроэлементов (кальций, магний, алюминий, железо, калий и др.), нейтральной реакцией, влажностью 42...45% и содержанием нитратного азота 38...41мг/кг. Выход биогумуса составляет 60% от исходного субстрата, что позволяет сократить на 40% транспортные расходы. Эффективным методом борьбы с вредителями растений является разведение их естественных врагов - птиц, насекомых и др.

Большие резервы интенсификации при одновременном сохранении экологической чистоты продукции несет в себе овощеводство защищенного грунта. Площади теплиц в странах западной Европы постоянно увеличиваются. Уровень развития овощеводства позволяет обеспечивать население этих стран качественной продукцией круглый год. В Беларуси с советских времен эксплуатируется 202 га зимних и 200 га весенних теплиц. К сожалению, системы их отопления далеки от совершенства и требуют более 400 тыс. т условного топлива в год. В настоящее время идет активная и повсеместная модернизация тепличного хозяйства. Строятся новые теплицы, в которых по современным технологиям можно получить до 50 кг продукции с 1 м² площади. Снижение энергозатрат в сооружениях защищенного грунта может быть обеспечено за счет использования дешевых источников теплоты, совершенствования и создания новых систем обогрева, применения современных конструкций и материалов ограждений, использования надежных систем автоматического управления микроклиматом, оптимизации комплекса машин для тепличного хозяйства. Перспективным с точки зрения использования вторичных ресурсов является совмещение теплиц с животноводческими и птицеводческими помещениями. Так, воздухом, вентилируемым из помещений для содержания 10 тыс. цыплят бройлеров, можно обогревать теплицу площадью до 700 м². При этом воздух животноводческого помещения насыщен углекислым газом, который необходим растениям. Существует возможность использования теплоаккумулирующей способности грунта как для обогрева теплиц в зимнее, так и для охлаждения в летнее время.

Таким образом, интенсификация производства является важнейшим фактором повышения эффективности производства продукции растениеводства и неотъемлемым условием выхода из экономического кризиса. В то же время необходимо учитывать экологические последствия использования интенсивных технологий. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур должно быть обеспечено в первую очередь применением новых энергосберегающих технологий и техники, экологически безопасных удобрений и химикатов.

1 Примечание: При построении кривых использованы ориентировочные значения энергоемкости по топливу и производительности тракторов.