«Инновационно-технологические основы развития земледелия»

ные чернозёмы, имеющие хорошие природные агрофизические свойства, при прекращении постоянной вспашки (земли до включения в эксперимент на протяжении ряда лет не использовалась) и переходе на минимальную обработку не уплотняются (объёмная масса в слое 0...30 см — не превышает 1,16 г/см3), а плужная «подошва» при этом не формируется. В результате почвенная влага свободно подтягивается по капиллярам из нижних горизонтов и улучшает обеспеченность растений водой. Поэтому несмотря на крайне засушливые условия 2005 г., всходы были хорошими и дружными, кустистость растений высокая, образовалась вторичная корневая система.

Мониторинг фактических затрат на проведение паровой обработки и посева озимой пшеницы показал, что применение экспериментальной технологии обеспечивает значительную экономию энергетических и денежных ресурсов. Предварительные расчёты свидетельствуют, что в случае использования традиционной технологии со вспашкой, внесением минеральных удобрений и обработкой гербицидами затраты почти в 2 раза больше.

В 2006 г., несмотря на засушливую осень, морозную и относительно бесснежную зиму (толщина снежного покрова не превышала 12... 14 см), отсутствие осадков в наиболее благоприятный для созревания хлебов период (первая половина июля), урожайность озимой пшеницы «По-

волжская 86» посеянной 20-23 августа на площади 200 га достигла 20 и/га, что заметно выше, чем в среднем по области. При посеве этого же сорта 25-28 августа сбор зерна с 247 га составил 25 ц/га. Урожайность озимой пшеницы «Поволжская 86» и «Безенчукская 616» со сроком сева 1-6 сентября достигла 30...32 ц/га. Качество выращенного зерна соответствовало экологическим требованиям.

Базовые принципы, взятые за основу производства экологического чистой продукции, а именно переход на ресурсосберегающие системы обработки почвы и использование чистых паров как средства накопления влаги и борьбы с сорняками, оптимальны доя получения полноценных всходов и дальнейшего развития озимых культур в южной засушливой зоне Самарской области. Однако в рамках эксперимента необходим поиск альтернативных природных и биологических средств защиты растений, учитывающих жёсткие экологические ограничения. Этот вопрос мы уже начали изучать в текущем году. Одновременно нужно осваивать более совершенные машины и орудия для ресурсосберегающих технологий.

Итоги 2005-2006 гг. дают основания утверждать, что представленный экологически направленный локальный проект есть смысл расширить до границ регионального. По оценкам экспертов, срок окупаемости затрат на его реализацию составит 2,5 года.

«ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ»*

Академик Россельхозакадемии Каштанов А.Н. в докладе «Почвозащитные технологии — основа ресурсосбережения в земледелии» обратил внимание присутствующих на то, что в вопросах инновации сегодня наблюдается недостаточная активность. Из огромного материала накопленного учеными применение в производстве находит лишь малая часть. Поэтому затронутый вопрос особенно важен.

Центральное направление всей инновационной деятельности в сельском хозяйстве — это эффективное и грамотное эксплуатация главного ресурса — почвы. Сегодня в большенстве стран планеты растет беспокойство по поводу положения дел с использованием почвенного покрова. Не исключение и Россия, почвы которой до сих пор остаются в опасности.

Наши предки оставили самое большое в мире богатство — земельные ресурсы, которые мы должны беречь как зеницу ока. Функции почв очень разнообразны и велики. Они определяют жизнь на планете. Потеряем почву - потеряем планету.

Возникает естественный вопрос: а где же выход из создавшегося положения? Василий Васильевич 110 лет назад ответил на него: «Только при немедленном вступлении на путь глубокого изучения и улучшения условий рус-

* — окончание, начало в М11-2006 30 ---------------------------------------

ского земледелия будущность нашего сельского хозяйства и с ним благосостояние русского государства, могут считаться обеспеченными. Иначе нас ожидает участь самая печальная и безотрадная, так как никакое богатство, никакая мощь русского народа не будет в состоянии преодолеть те тяжелые испытания, которые ныне переживает Россия».

Как же обстоит ситуация с решением этой задачи в российском государстве сегодня? С первого сентября 2006 г. начал действовать уточненный Земельный кодекс, в которм есть положения о прекращении права собственности на землю в случае ее использования не в соответствии с целевым назначением и о мерах применяемых в случае эксплуатации земельного участка способами, которые приводят к существенному сокращению плодородия сельскохозяйственных земель или значительному ухудшению экологической обстановки. То есть теоретически появилась возможность апеллировать к упомянутому документу и оказывать воздействие на нарушителей.

Кроме того, в перечень критических технологий в рамках политики Российской Федерации в области развития науки и технологии включены природоохранные, по существу почвозащитные, технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья. Есть и соответствующие поручения Президента Правительству и Рос-

— Достижения науки и техники АПК, №12-2006

сельхозакадемии. В 2006 г. одобрена обновленная целевая программа с многообещающим заголовком, но не во всем устраивающим содержанием, «Сохранение и восстановление почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов, как национального достояния России на 2006-2010 гг.».

В отношении непосредственно темы развития почвозащитных технологий создается впечатление, что в последние годы в связи со сменой поколений ученых и практиков люди начали забывать, что такое эрозия. Она стала, как бы, незаметной. В самых лучших, компетентных материалах нет данных о влиянии тех или иных обработок, технологий и севооборотов на эрозионные процессы. Там можно найти до десятка показателей начиная от расхода топлива и заканчивая засоренностью, но нет главного — как изучаемые приемы охраняют почву и повышают ее плодородие? Методически, экономически, экологически и стратегически это совершенно неправильно.

Еще одна бросающаяся в глаза тенденция — чрезмерное заострение проблемы сорной растительности. Да, сорняки неприятное дело, но есть результаты исследований, согласно которым их можно использовать в качестве защитников посевов культурных растений. А отдельные сорняки даже переведены в культуру.

Непонятно также почему практически единственным решением проблемы засоренности сегодня рассматриваются пестициды. Да, они хороши. С химическими препаратами может работать любой человек, незнающий почвы и земледелия, потому что это простая вещь. Взял и применил, а вот биологический и агротехнический метод — тут нужно думать.

Последние десятилетия мы живем под влиянием идей Терентия Семеновича Мальцева, который превзошел всех почвоведов, когда сказал: «Нельзя не считаться с законом естественного почвообразования» и предложил 2 постулата — безотвальная глубокая обработка, которая позволяет разуплотнять почву, улучшать водный, тепловой, пищевой и другие режимы и поверхностная мульчирующая обработка. Развивая его идеи российские ученые и практикаи давно разработали эффективные уточненные с учетом структуры и состояния почвенного покрова почвозащитные технологии. При этом конечно речь не может идти об упрощении, а тем более «ленивке». Огромная работа проведена коллективом специалистов Почвенного института, ВИМа и других научных учреждений на Армавирском полигоне — в самом страшном, с точки зрения эрозии, месте Северного Кавказа. Ее результатом стали 14 почвозащитных технологий для возделывания основных культур, 12 типов новый комбинированных многофункциональных машин. Многоплановая экономическая и экологическая эффективность почвозащитных технологий доказана исследованиями научных учреждений и производственной практикой.

Сегодня российские производители начали выпускать новые машины и орудия, которые по качеству не уступают зарубежным, но стоят гораздо дешевле, для реализации почвозащитных технологий. К их числу относятся «Агромашхолдинг», «Назаровский машиностроительный завод», «Кубаньсельмаш», «Белинсксельмаш», «ТехАрт-

Ком» и многие другие. Появились отечественные технические средства для координатного земледелия.

В целях скорейшего преодоления опасного для страны технологического отставания и перехода на более высокие почвозащитные ресурсососберегающие технологии необходимо:

ускоренное развитие отечественного сельскохозяйственного машиностроения на современной технической основе;

создание эффективной инновационной научно-технической системы;

формирование нового мировозрения у специалистов сельского хозяйства в ходе их подготовки и повышения квалификации;

организация информационного обеспечения.

Руководитель сектора программных разработок АФИ Петрухин А.Ф. рассказал о технических основах применения информационных технологий в точном земледелии. На практике это требует наличия взаимосвязанных физико-технических и програмно-математических составляющих Для реализации системы точного земледелия с одной стороны необходима современная техника, управляемая бортовой ЭВМ и способная дифференцированно проводить агротехнические операции. Нужны приборы точного позиционирования на местности, технические системы, позволяющие выявить неоднородности поля, автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины, оборудованные системами учета урожайности, и приборы дистанционного зондирования. С другой стороны, все эти компоненты, требуют наличия специализированного програмного обеспечения для их эксплуатации.

На зарубежном рынке существуют готовые решения, но их стоимость достаточно велика для российского сельского хозяйства. Специалистам Агрофизического института была поставлена задача разработать отечественный бортовой компьютер, позволяющего собирать данные в поле и управлять дифференциацией выполнения агротехнических приемов с привязкой к глобальной системе позиционирования. В качестве платформы для него был выбран одноплатный промышленный компьютер, функционирующий под управлением операционной системы «\Vmdows СЕ». Программное обеспечение этого компьютера имеет модульную схему, что позволяет в дальнейшем расширять его возможности.

Наряду со специализированными программами для управления физико-техническим оборудованием, сотрудники АФИ предложили оригинальное дополнение, предназначенное для обработки пространственно-атрибутивных данных хозяйствующего субъекта и выработки оптимизированных агротехнологических решений на стационарном компьютере, с учетом их последующей реализации в системе точного земледелия.

В процессе генерации технологических решений стационарный интерфейс автоматически формирует задание на выполнение конкретной операции, которое затем загружается в бортовой компьютер вспомогательной техники. При этом различают два типа задания — это карта операции при режиме функционирования в оффлайне и карта агротребований на выполнение операции в режиме онлайн. Карта операции — это электронна карта поля,

Достижения науки и техники АПК, №12-2006

31

где для каждого элементарного участка поля указана норма технологического воздействия.

Формирование карты операции может осуществляться следующим образом. С помощью мобильного комплекса оснащенного бортовым навигационным и геофун-кционным компьютером соответствующим программным обеспечением создается электронный образ объекта (границы поля), на котором планируется выполнение технологической операции. Затем проводится сбор необходимой атрибутивной информации с жесткой привязкой к фиксированным участкам внутри поля.

На следующем шаге полученные сведения обрабатываются на стационарном компьютере. По определенному алгоритму проводится расчет уровня технологического воздействия для каждого, из имеющихся в базе данных, однородного участка поля. То есть создается массив информации, где для каждого однородного участка внутри поля с фиксированным геометрическим образом устанавлены, например, дозы удобрений и химических препаратов, нормы высева семян и др., которых должна придерживаться машина во время работы в поле. Сформулированный таким образом массив информации и есть электронная карта поля по заданной технологической операции, которая записывается на мобильный носитель и вставляется в бортовой компьютер.

Для сбора информации можно использовать мобильный радиоуправляемый самолет разработанный в АФИ. При помощи смонтированных на нем СРБ-приемника и камеры можно получать сведения по распределению сорняков в пределах поля, полегания и др.

Формирование карты агротребований для работы в режиме онлайн может осуществляться 2 способами. Исходя из параметров технологической операции и планируемых к применению датчиков, из базы выбираются необходимые сведения для составления специальной таблицы, где каждому из всех возможных диапазонов измеренного на поле сигнала ставится соответствующий уровень технологического воздействия. Сформированная таким образом на стационарном компьютере информация записывается на физический носитель и служит картой агротребований технологической операции.

На практике сегодня используется и другой способ, предполагающий непосредственный ввод в бортовой компьютер информации, которую должна содержать карта агротребований. Этот режим полезен также при корректировке норм воздействия в полевых условиях.

На этапе выполнения технологической операции в режиме онлайн с помощью специального программного обеспечения бортовой компьютер синхронно осуществляет интерактивное определение состояния среды обитания, выбор на основе карты агротребований и полученных в ходе движения измерительных сигналов управленческого решения и контроль за его реализацией.

Важно также отметить, что для выполнения технологической операции в режиме онлайн не требуется навигационного оборудования, тогда как для рассмотренного ранее режима оффлайн наличие ОРБ-приемников совершенно необходимо. Вместе с тем, в режиме онлайн навигационное оборудование позволяет формировать электронные карты, характеризующие уровень осуществленного технологи-

ческого воздействия на тех или иных участках внутри поля. Подобная информация может оказаться полезной при анализе результатов и выработке новых решений.

Высиупление доктора сельскохозяйственных наук профессора кафедры земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Лошакова В.Г. было посвящено ресурсосберегающим экологически чистым технологиям возделывания зерновых в Нечерноземной зоне. Он отметил, что переход к новым формам хозяйствования и известные реформы привели к тому, что в подавляющем большинстве хозяйств нарушилась основа землепользования

— система севооборота — ключевое звено, на которое как на стержень, нанизываются все другие элементы системы земледелия.

За годы реформирования АПК произошли кардинальные изменения в структуре посевных площадей. В частности в Центральной Нечерноземной зоне с полей крупных предприятий исчез картофель, в 4-5 сократились посевы кукурузы на силос. В результате из-за отсутствия других пропашных культур севообороты упростились до весьма примитивного уровня. Основные посевы занимают зерновые культуры и многолетние травы. Причем последние используют по 5...7 лет. Таким образом, сельскохозяйственное производство Нечерноземья вернулось к экстенсивной зернотравяной системе.

При этом рынок диктует весьма перспективную и выгодную специализацию на производстве зерна, в связи с чем появилась необходимость максимального насыщения структуры посевных площадей злаковыми культурами. В такой ситуации потребовалось решение целого ряда теоретических и практических вопросов.

В результате проведенных исследований выход был найден (подробно об этом можно прочесть в №7-2006 нашего журнала). Во-первых, измельчение и заделка соломы, во-вторых, выращивание и запашка пожнивного си-дерата. Совместное использование этих агротехнических приемов позволяет в условиях Нечерноземной зоны довести насыщение севооборотов зерновыми до 83 %. При этом основные показатели плодородия почвы, фитосанитарной обстановки и продуктивность культур выращиваемых в б-польном севообороте с 5 полями зерновых и занятым (вика-овес) паром при возделывании в 3 полях пожнивного сидерата остаются на уровне плодосмена (2 поля многолетних трав, кукуруза и 3 поля зерновых).

По итогам конференции было принято решение, в котором в частности говориться, что важнейший реззерв развития земледелия и агропромышленного комплекса в рыночных условиях — ориентация на инновационнвй путь. Эффективная инновационная деятельность в земледелии возможна при организации действенной системы мониторинга достижений науки и практики в отрасли, совершенствовании информационного обеспечения агропромышленного комплекса, доведении до производства эффективных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, средств механизации адаптивноландшафтных систем земледелия, развитии инновационного предпринимательства и повышении инвестиционной привлекательности проектов,

М.Ю. ГАИТОБ

32

Достижения науки и техники АПК, №12-2006