Ресурсосберегающие технологии как фактор повышения прибыли аграрного сектора

Введение

В рамках федеральной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы основной упор предлагается делать на высококачественные семена [1]. С этой целью в сельском хозяйстве активно закупают элитные семена. Однако для достижения максимального эффекта от элитных семян можно добиться, только сажая их в плодородную почву и обеспечивая им хороший уход. 

С каждым годом площадь Российских плодородных земель снижается [2]. Это обусловлено интенсивным механическим воздействием на почву машинными инструментами. Используемый в аграрном секторе потребительский подход к почве требует пересмотра.

В рамках традиционного способа культивации почвы земля рассматривается как рабочий инструмент со своим сроком годности и  производственный процесс посевных работ сопряжён с интенсивной обработкой верхнего слоя почвы, из-за чего усиливаются деструктивные процессы [3]. 

В результате обработки почвы плугом процессы минерализации гумуса ускоряются, а разрушающие процесс ухудшают плодородие. Основная проблема отвальных способов обработки почвы связана с повышенной опасностью загрязнения агрессивными физическими веществами [4]. Вся аграрная экосистема взаимосвязана, поэтому процессы трансформации отражаются на внутреннем составе почвы и миграции веществ.

Материалы и методы

С учётом снижения посевных площадей в сельском хозяйстве Российской Федерации, актуален вопрос повышения их плодородия. Причём учитывая экономическое состояние региональных предприятий, меры по повышению плодородия должны осуществляться при минимальных затратах.

В современных условиях целесообразно делать ставку на «зелёную экономику» и инновации [5]. Концепция «зелёной экономики» сочетает в себе три базовых компонента — экономическое и социальное развитие с минимальным вредом для окружающей среды [6]. В рамках этой концепции все технологические процессы направляются на максимальное сохранение и возрождение природных ресурсов. 

Применительно к аграрному сектору целесообразен переход на ресурсосберегающие технологии обработки почвы. Согласно концепции «зелёной экономики», выбор способа зависит от состава почвы и выращиваемых сельскохозяйственных культур [7].

В России до недавнего времени отсутствовали технологии подбора обработки почвы. Все методологии существуют лишь в качестве экспериментальных методик, а большинство используемых технологий основано на использовании агротехники с добавлением новых технологий [8]. Этот подход не всегда соответствует составу почвы и климатическим условиям, поэтому эффективность обработки снижается. 

Традиционная система культивации почвы включает в себя обязательный этап глубокой вспашки и наличие пожнивных отходов производства, которые помещаются в почву на несколько недель и месяцев под воздействием пара. Главным недостатком такого подхода являются агрессивные химические и механические методы обработки. При таком подходе эрозия воспринимается как неизбежное явление [9].

Таким образом в аграрном секторе актуально внедрение научного подхода, основанного на подборе технологий, соответствующих климатическим условиям и уровню производства внутри регионов.

Вопрос актуален ещё и потому, что Россия охватывает огромную территорию, и включает в себя разные климатические зоны [10]. Поэтому необходим более глубокий системный подход, при котором приоритет будет отдан на подбор растений и технологии обработки почвы непосредственно в зависимости от климатической зоны.

Таблица 1. Показатели урожайности в некоторых Федеральных Округах РФ.

Результаты и обсуждение

Если обратить внимание на показатели урожайности в разных Федеральных округах, то можно заметить разницу в показателях в разные годы, приведённые в таблице 1. Это происходит из-за влияния климатических факторов.

В 2013 году в Амурском крае произошло масштабное наводнение, ущерб от которого был оценён в 40 млрд. рублей. В результате этого ЧП погибла часть урожая. В 2012 году аномальная жара в Поволжье стала причиной низких показателей урожайности. Поэтому актуален выбор таких культур, которые смогут выжить под влиянием таких климатических факторов. 

Основу нового подхода составляют адаптивные системы земледелия, основанные на интегрированном подходе. В качестве базы системы учитываются показатели состава почвы, специализация посева, система удобрений, система семеноводства и защиты урожая от поражений вредителей и сорняков, мелиорация земель и другие факторы [11].

Сочетание этих мероприятий позволяет добиться максимальной урожайности, но для этого необходим комплексный доход. 

Основные типы технологий культивации 

Можно выделить три типа технологий обработки почвы по интенсивности воздействия:

1. Простые (традиционные) технологии с высоким уровнем воздействия на почву. Для простых технологий характерен низкий уровень доходности. Потенциал технологий ориентирован до 20 ц/га.

Для обработки используется морально устаревшая техника с применением плуга, не предусматривающая защиту почвы. Использование плуга сопровождается высокой энергоёмкостью (до 80кВт/м), при этом уплотнённое дно борозды создаёт неоднородную текстуру почвы, повышая возможности для смыва и продувания.

2. Интенсивные технологии подразумевают использование минеральных удобрений и средств защиты сельскохозяйственных культур от болезней сорняков и других опасностей. Интенсивные технологии требуют глубоких знаний региональных климатических особенностей. Потенциал урожайности составляет 30-40 ц/га.

3. Высокоинтенсивные (ресурсосберегающие) технологии, обеспечивающие механизированное управление  процессами земледелия. Потенциал технологий рассчитан на 50-60 ц/га. Обработка почвы осуществляется за счёт автоматизированных посевных комплексов [12]. 

Для ресурсосберегающих технологий характерно несколько принципиальных отличий, главным их которых является отсутствие механической обработки верхнего слоя почвы [13].

— Пожнивные остатки остаются на поверхности, в результате почва остаётся открытой.  

— Борьба с вредителями осуществляется биологическими методами.

— В рамках такой системы эрозия воспринимается лишь как сигнал о неправильном использовании природных ресурсов. Явление может быть устранено при подборе способа культивации почвы в соответствии с её минеральным составом.

Выделяют две приоритетных ресурсосберегающих подхода: технология минимальной обработки (Mini-Till) и нулевой обработки почвы (No Till) [6, 14]. Оба подхода основаны на использовании естественный природных процессов для борьбы с внешними угрозами.

Система обработки Mini-Till обеспечивает в 2 раза меньший расход энергии и снижает расход топлива на 10-15кг в пересчёте на 1га пашни. Энергетические затраты при проведении отвальной обработки составляют 1813 МДЖ/га, в то время как при поверхностной этот показатель снижается до 673 Мдж/га. Повышение урожайности составляет 1,3-5,4 ц/га в сравнении с традиционной обработкой. 

Технология региональных систем земледелия подразумевает использование индивидуального подхода с учётом природных климатических и географических факторов, уровня радиации почвы и экономических факторов, таких как состояние рынка и используемые формы хозяйства [15]. 

Технология обработки No Till подразумевает борьбу с паразитами за счёт естественной среды. При минимальной обработке почвы урожай соответствует таким же параметрам, как и при традиционной технологии [16]. Выбор технологии зависит непосредственно от региона. 

Технология нулевой обработки почвы основана использовании природных процессов борьбы с вредителями, оставшихся в почве. В качестве основного оружия борьбы с этномофагами выступают дождевые черви [17,18, 19].

При обработке почвы по технологии No Till расход топлива снижается на 20 л. в пересчёте на 1 га, сокращается потребность в механической обработке

Ресурсосберегающие технологии подразумевают севооборот культур, повышающих почвенное плодородие [20, 21]. 

Проблема традиционного способа обработки сопровождается использованием химических удобрений. Расчёт удобрений осуществляется исходя из планируемого объёма. Таким образом на 1 ц. урожая расходуется 3 кг азота и 1 кг фосфора.

Переход на ресурсосберегающие системы усиливает выделение азота естественным путём за счёт процессов органического разложения.  Таким образом, потребуются дополнительные расходы соломы для его гумификации.  Через 3 года после этого отпадает дополнительная необходимость в использовании удобрений.

По итогам 2015 году общая посевная площадь в Нижегородском регионе составляет 1126 тыс. га, из них 25 тыс. га отведено на зерновые и зернобобовые культуры.

Выводы

Размер посевной площади зерновых культур  составляет в настоящее время более 50 %. Схема севооборота осуществляется попарно с использованием культур, улучшающих строение почвы. Так, засев картофеля и других культур с хорошей корневой системой, способствует естественному улучшению почвы. Именно плодородие почвы является важным фактором развития аграрного сектора экономики.

В условиях сокращения плодородных площадей, целесообразно изменение подхода к обработке почвы в пользу отказа от использования агрессивных химических средств и интенсивной механической обработки в пользу естественных методов обработки.

Внедрение ресурсосберегающих технологий повысит экономическую эффективность аграрного сектора. С этой целью необходимо внедрение научного подхода к выбору методов обработки почвы по результатам химических проб.