CC BY
31
Сулейманов Магомед Валибагандович
Соискатель, ст. преподаватель Избербашского филиала ДГУ
Резервы энергосбережения в растениеводстве Дагестана
Омаров
Шамиль Камалудинович
Соискатель, ст. преподаватель Института финансов и права, г. Махачкала
Аннотация: в статье рассматриваются проблемы повышения эффективности сельского хозяйства Республики Дагестан на основе сбережения. Выявлено, что основными способами энергосбережения в растениеводстве являются переход на бесплужную обработку почвы и применение капельного орошения
Ключевые слова: энергосбережение, бесплужная обработка почвы, капельное орошение, расход топлива, агротехника_
Sulejmanov M.V., Omarov Sh.K. Energy reserves in crop Dagestan.
Abstract: in article problems of increase of efficiency of agriculture of the Republic of Dagestan on the basis of savings are considered. It is revealed that the main ways of energy saving in plant growing are transition to soil processing without a plow and application of a drop irrigation
Key words: energy saving, soil processing without a plow, a drop irrigation, fuel consumption, an agrotechnology
Резервы энергосбережения в растениеводстве Дагестана связаны в основном с внедрением технологий бесплужной обработки и капельного орошения почвы. Наиболее энергоемким процессом в земледелии является обработка почвы, которая требует от 20 до 40% прямых энергозатрат при возделывании сельскохозяйственных культур. В связи с этим следует отметить, что традиционная система обработки почвы с применением отвальных плугов все больше подвергается критике, как эрозионно опасная и энергетически невыгодная. Однако мировой опыт показывает, что даже оставаясь в рамках этой системы, затраты энергии можно сократить путем уменьшения массы плугов до 200 кг/м и меньше, вследствие использования более прочных материалов, снижения трения отвалов о почву, благодаря применению обрезиненных роликовых отвалов (Венгрия, Финляндия) или специальных покрытый (США, Япония и др.), применению полувинтовых и винтовых поверхностей отвалов вместо цилиндроидальных, а также ограничению ширины захвата корпуса. Эти мероприятия по самым скромным подсчетам могут обеспечить уменьшение расхода топлива на вспашку примерно в 1,5 раза.
Радикальным способом экономии энергии, борьбы с эрозией, увеличению накопления влаги и повышения эффективности ее использования (для Дагестана влагообеспеченность является одним из важнейших лимитирующих факторов роста и развития сельскохозяйственных растений, а, следовательно, повышения урожайности), сохранения структуры и гумусного содержания почвы является минимизация обработки сельскохозяйственных земель. Характерной чертой этого способа обработки почвы является частичный или полный отказ от отвальной вспашки, оставление не заделанных или мелко заделанных в землю послеуборочных остатков и отсутствие вертикального перемешивания почвенного слоя. Потери почвы от эрозии при этом сокращаются на 50-90%, что в условиях Дагестана с ливневым характером осадков, высоким процентом эродированности земель (88%), сильно пересеченным рельефом, низкой противоэрозионной устойчивостью почв имеет очень важное значение. При этом затраты труда и денежных средств снижаются на 40-75%, а горючего более чем в 2 раза.
Минимальная обработка широко применяется в Германии, Венгрии, Чехии, Франции, Англии, Канаде, США, причем площади под нее непрерывно растут. Например, в США, в 1985 году они составляли 40% площади посевов кукурузы, 34% - зерновых колосовых и сорго и 30% - сои, а в 2010 году минимальная обработка в этой стране уже применяется на свыше 90% пахотных земель.
В нашей стране бесплужная обработка почвы распространена только на 1/5 пашни. Сельскохозяйственной практикой в Дагестане были доказаны ее энергосберегающие, почвозащитные и водо-удерживающие свойства. Так, применение плоскореза позволяет здесь дополнительно сохранить на 1 га 30-60 мм продуктивной влаги, что в расчете на всю пашню региона в 3 раза превышает объемы воды, используемой при орошении. В то же время искусственное орошение является самым энерго-
емким процессом в земледелии открытого грунта. По данным Украинской сельскохозяйственной академии при бесплужной обработке почвы в 1,5 раза увеличивается круговорот органического вещества и питательных элементов, возрастает биологическая активность почвы.
Однако распространение минимальной системы обработки почвы происходит медленно. Причиной тому является невысокое качество и малые объемы выпускаемых в стране специальных сеялок, культиваторов-плоскорезов, плоскорезов-глубокорыхлителей, плоскорезов-щелевателей, дизельных культиваторов, широкозахватных культиваторов, комбинированных агрегатов.
В нашей республике также имеются довольно противоречивые мнения о бесплужном земледелии. Противоречивость взглядов на эту систему обработки почвы объясняется большим разнообразием в странах и регионах почвенно-климатических факторов. Некоторые специалисты опасаются, что при этом снизится урожайность. Однако пятилетние данные Молдавского НИИ полевых культур показали, что урожайность озимой пшеницы, посеянной после вспашки на глубину 20-22 см, составила 49,1 ц/га, а после дискования на глубину 8-12 см - 50,8 ц/га. Расход топлива в первом случае был равен 86,7 л/га, а во втором лишь 69,4 л/га.
В целом по Молдавии переход на минимальную обработку почвы под посев озимой пшеницы (около 300 тыс. га) позволил сэкономить 3,6 тыс. т горючего. Кроме этого увеличение содержания органического вещества в почве, которое происходит при минимализации обработки почвы служит основой для повышения уровня и устойчивости урожайности сельскохозяйственных культур. Так, опыты, проведенные в США на экспериментальной ферме, доказали, что минимальная обработка привела к увеличению органического вещества в почве с 2,1% в 1960 г. до 4,3: в 1978 г.. Это обстоятельство имеет огромное значение для земледелия Дагестана, учитывая малогумусность ее почв и отрицательный баланс органического вещества. Увеличение глубины обработки пашни однозначно приводит к росту потери органического вещества почвы и значительному повышению расхода топлива (таблица 1). Из таблицы видно, что при подготовке почвы под озимые тяжелой дисковой бороной БДТ-7,0 вместо вспашки на глубину 22-25 см расход горючего снижается в 3,5 раза.
Таблица 1.
Расход топлива в зависимости от глубины обработки почвы_
Марка Марка с/х Тип Глубина об-работки, Расход топ-лива,
трактора машины почвы см кг/га.
1. Пахота с одновременным боронованием
К-700 П-8-35 (стандартные Суглинистая 18-20 21,1
корпуса) 20-22 21,8
22-25 24,8
25-27 29,8
2. Дискование по стерне
К-700 БДТ-7,0 Суглинистая 10-12 6,9
Для выращивания кукурузы взамен применяемой в настоящее время индустриальной технологии предлагается консервирующая обработка почвы. Применяемые ныне на значительных площадях не только в Дагестане и в других районах Северного Кавказа и страны индустриальная технология "совершенно не соответствует почвозащитной агротехнике а даже противоречит принципу защиты почвы от эрозии" [1 - C. 31-34]. Опыты свидетельствуют, что консервирующая обработка, включающая без оборота пласта рыхление поверхностного слоя на глубину до 10 см и глубокое микрополостное рыхление слоя на 25-27 см приводит к удержанию на 25-34 мм осадков больше, чем при отвальной вспашке, уменьшает эрозию в 3-6 раз, меньше уплотняет почву и менее энергоемка.
Однако при всех достоинствах минимальной обработки следует учесть, что она имеет ряд специфических последствий для роста и развития растений (повышение засоренности, ухудшение фито-санитарного режима, понижение температуры почвы и др.). В этой связи подчеркнем, что центральной проблемой в почвозащитном земледелии становится борьба с сорняками. Кроме этого, наличие большого количества надземных послеуборочных остатков может стать очагом размножения многих вредителей и болезней. Поэтому при минимальной обработке необходимо увеличить дозы используемых пестицидов. Наличие большого количества послеуборочных остатков снижает полевую всхожесть семян (в частности из-за ухудшения контакта семян с почвой), поэтому рекомендуется повысить посевную норму на 15-25%. По данным Roland бесплужная обработка почвы при возделывании кукурузы приводит к экономии энергии, эквивалентной 36,6 л дизельного топлива, из которых 2,65 л
расходуется на добавочное внесение пестицидов, а увеличение нормы посева эквивалентно затратам 1 л топлива. В результате экономия энергии составляет 33 л дизельного топлива на 1 га. Отрицательное влияние снижение температуры почвы и повышение риска распространения болезней в значительной степени может смягчиться внедрением болезнеустойчивых и холодостойких сортов, поэтому селекция на указанные признаки может быть рассмотрена как один из факторов, облегчающих переход на почвозащитную систему земледелия. Радикальным средством для предотвращения аккумуляции в верхних слоях почвы излишков гербицидов и растительных остатков, приводящих к образованию фито-токсических веществ, является прерывание один раз за 3-4 года минимальной обработки обычной вспашкой.
Пониженная температура почвы при бесплужной обработке приводит к некоторому снижению в ней нитратов. Кроме того, микроорганизмы активно поглощают из почвы азот, так как в послеуборочных остатках в основном преобладает углерод, тем самым, вызывая нехватку этого элемента для растений. Поэтому рекомендуется увеличить нормы азота на 25-50 кг/га. Рекомендуется также ленточное внесение удобрений, которое снижает потребность в туках на 30%, повышает урожайность на 10-15% и уменьшает энергозатраты на 20-25%. Локальное внесение удобрений улучшает конкурентные условия для культурных растений, поскольку уменьшает позиционную доступность для сорной растительности и одновременно улучшает использование питательных веществ культурными растениями.
Многочисленные исследования современных тенденций в минимализации обработки почвы свидетельствуют о том, что это сложные технологии, требующие современных машин для проведения операций за один проход. Они требуют также большого количества минеральных удобрений и гербицидов, но являются энергосберегающими, надежно защищающими почву от ветровой и водной эрозии, а воды рек и озер - от загрязнения азотом и пестицидами. С точки зрения экономии энергии и тем более охраны почв и окружающей среды, недостатки и трудности, возникающие при минимализации обработки почвы, оправдываются с лихвой, и их необходимо преодолевать путем совершенствования и повышения наукоемкости применяемых технологий. В то же время следует отметить, что все виды минимальной обработки требуют соблюдения определенных условий: почвы должны быть высокоплодородными, сухими, содержащими не более 20-40% глины в механическом составе, очищенными гербицидами от многолетних сорняков. На малоплодородных, слабоострукти-рованных и заплывающих почвах, а также водонепроницаемых, с мелким гумусным горизонтом, засоренных сорняками минимальная и особенно нулевая обработка почвы неприемлемы.
Переход к минимальной и тем более нулевой обработке почвы во многом изменяет требования к возделываемым сортам, поэтому эта "стратегия на будущее" в земледелии должна быть уже сейчас учтена в исследовательских программах не только селекционеров, но и физиологов, агрохимиков, энтомологов и др. Одним из наиболее перспективных направлений снижения затрат энергии и уменьшения машинной деградации почв является совмещение операций в комбинированных машинах и агрегатах, обеспечивающих за один проход подготовку почвы к посеву, а в некоторых - и посев. По данным английских исследователей на глинистых почвах совмещение в одном агрегате рыхления на 20 см, фрезерования на 11 см и посев сокращает расход энергии на 35-49% по сравнению с проведением этих работ раздельно. В ФРГ при совмещении вспашки, культивации, боронования и прокатывания верхнего слоя почвы экономия энергии составляет 40%. В условиях Дагестана комбинированные агрегаты, обеспечивающие одновременное рыхление, посев, внесение удобрений и прикатывание почвы, снижают затраты энергии на 60%. Обобщенные сведения по энергоэкономичности различных технологий в земледелии приведены в таблице 2.
Таблица 2.
_Энергоэкономичность различных технологий в земледелии_
Технология, мероприятие Сокращение энергозатрат, %
Минимальная обработка почвы 35-80
Применение комбинированных машин 20-40
"Прямой посев" 60-80
Автоматизация нагрузочных режимов машин 12-20
Оптимизация состава машинно-тракторного парка 40-60
Относительно оптимизации состава МТП следует сказать, что эта проблема в Дагестане разработана еще не достаточно хорошо. [2] Экономически и энергетически целесообразно создание дорожной сети с твердым покрытием, так как расход горючего и износ грузовых автомобилей на грунтовых дорогах в 3-5 раз выше, чем расходы по строительству дорог с твердым покрытием. Важное значение имеет более полное обеспечение сельскохозяйственного производства типовыми нефтехранилищами, передвижными заправочными станциями, улучшение качественных характеристик топлива, повышение надежности энергоснабжения. В республике есть факты несвоевременного проведения технического обслуживания нефтяного оборудования хозяйств, эксплуатации неисправных автомобилей и тракторов. В хозяйствах не прокалиброваны резервуары, нет на них паспортов, не обеспечено метрологическое обслуживание. Для устранения этих недостатков для ГУПов региона было бы целесообразным скооперироваться в организации районных предприятий по ремонту и обслуживанию техники и по обеспечению нефтепродуктами всех хозяйств в районе. Это позволит улучшить маневрирование запасами нефтепродуктов, более рационально использовать автоцистерны, внедрить централизованную заправку машин передвижными заправочными агрегатами, сократить потери и сохранить качество нефтепродуктов, на 10-20% уменьшить затраты на заправку тракторов.
Важным резервом энергосбережения является орошение, поскольку, во-первых, искусственное орошение является самым энергоемким процессом в сельскохозяйственном производстве открытого грунта, во-вторых, из-за постоянного увеличения высоты подъема подачи воды и роста протяженности водопроводов удельный вес энергозатрат на единицу поливной воды непрерывно растет (если в 1990 г. на 1000 м3 поливной воды затрачивалось 176,5 КВт ч, то в 2006 г. - 224,5 кВт ч, то есть на 27% больше). Эта величина будет и впредь возрастать, поскольку воду придется подавать в Дагестане на более высокие отметки и дальние расстояния. Процесс нарастания удельных затрат на поливную воду наблюдается и в целом по стране. Так. согласно данным Минсельхоза России фактическая норма расхода электроэнергии на перекачку 1000 м3 воды в 1988 г. составляла 180 кВт ч, а в 2009 - 197,4 кВт ч. Поэтому применение некоторых видов орошения, которые сопровождаются значительными затратами энергии, не может быть эффективным в будущем.
Рассмотрим в качестве примера три способа орошения в овощеводстве: бороздковый (поверхностный), дождевание и капельный полив (необходимо отметить, что капельное орошение предъявляет высокие требования к качеству поливной воды, совершенству технических конструкций и материалов). Основную долю энергозатрат составляют во всех трех случаях расходы на работу насосов. Для подачи воды к дождевальным установкам требуется 8765900 ккал/га, к бороздам - 3789500 ккал/га, к капельным системам - 3037300 ккал/га. Малая энергоемкость капельных систем определяется, с одной стороны, их малой напорностью, а с другой стороны - более низким расходом воды, который соответственно на 81% и 37% меньше, чем при бороздковом способе полива и дождевании. Хотя энергозатраты на оросительные трубопроводы в капельных системах самые высокие (534820 ккал/га против 117260 ккал/га в дождевальных и 137280 ккал/га в поверхностных), именно этот способ полива оказывается в конечном счете наиболее эффективным (табл. 3).
Таблица 3.
Энергозатраты на оросительные трубопроводы в капельных системах
Способ орошения Общие энергозатраты, 106 ккал/га
Дождевание 13,7
Поверхностный 8,9
Капельный 5,2
Отметим, что в Дагестане пока основным является самый энергоемкий из трех рассмотренных способов полива - дождевание, который применяется на 67% орошаемых площадей, но все большее распространение получает высокоэффективное капельное орошение. Существенную экономию может дать также шланговое оросительное оборудование, которое расходует только 15-30% от энергии, необходимой для работы дождевальных установок. К тому же шланги можно удобно приспосабливать к размерам крупных полей и их конфигурации.
Для приобретения энергосберегающей сельхозтехники следует шире применять использование банковских кредитов под гарантию республиканских и муниципальных органов власти. Одним из перспективных и приоритетных направлений решения проблемы следует считать организацию про-
изводства энергосберегающей техники и оборудования для сельского хозяйства на машиностроительных предприятиях Республики Дагестан. Для этого нужно радикально изменить промышленную, в частности структурную политику, переориентировать ряд предприятий республики на изготовление качественной сельхозтехники и оборудования. Наряду с перепрофилированием предприятий в первоочередном порядке необходимо в республике развивать мощную научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую базу для создания новой и совершенствования существующей сельхозтехники. [5, с.145]
Для повышения энергосбережения в сельском хозяйстве Дагестана исключительно актуально продолжение институциональных преобразований, формирование современных предпринимательских структур, совершенствование организационно-правовых форм субъектов хозяйствования, преодоление монополизма и развитие свободной конкуренции во всех структурах и звеньях сельского хозяйства. Прежде всего, для повышения энергоэффективности необходимо принять неотложные и радикальные меры по дальнейшему реформированию, реструктуризации и финансовому оздоровлению сельскохозяйственных предприятий. Как справедливо отмечают Ш. Шарипов и П. Расулова, сельскохозяйственные организации, несмотря на заметное ухудшение своего ресурсного потенциала, являются ключевым сектором хозяйствования. «... В современных условиях при нарастании конкурентной борьбы за рынки продовольствия данный сектор, в силу своих экономических параметров выступает как категория, позволяющая обеспечить ведение производства с применением прогрессивных технологий, чего нельзя сказать о малых формах хозяйствования: КФХ и ЛПХ населения» [6, с. 43].
Однако большинство сельскохозяйственных предприятий и организаций Дагестана находится в состоянии полной деградации. По данным Росстата [7, с. 400,406], оборот в среднем одной организации в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве РД в 2008 г. составил всего 301 тыс. руб., или в 9,9 раза меньше чем в среднем в ЮФО, и в 12,8 раза меньше, чем в среднем по стране. По данным Ш. Шарипова и П. Расуловой в РД в среднем в расчете на одну сельскохозяйственную организацию в 2008 г. приходилось 2,2 млн. руб. выручки от реализации сельхозпродукции. Это меньше, чем во всех субъектах ЮФО, а по сравнению с показателем средним по ЮФО - меньше в 22 раза, а со среднероссийским - в 18 раз. О финансовом состоянии сельхозорганизаций говорит то, что при среднем объеме выручки от реализации 2,2 млн. руб., кредиторская задолженность в среднем составляет 2,5 млн. руб. на одну организацию [6, с. 44]. Ясно, что энергосбережение в растениеводстве не удастся поднять на современный уровень без полной модернизации сельскохозяйственных предприятий и организаций сельского хозяйства РД.
Именно поэтому модернизация с целью интенсификации и повышения эффективности сельскохозяйственного производства на основе энергосберегающих технологий требует кластеризации: развития и углубления интеграции и кооперирования субъектов хозяйствования, создания современных крупных сельхозпредприятий индустриального типа, объединения сельхозпроизводителей, перерабатывающих хозяйств, организаций агроинфраструктуры в территориально-производственные комплексы (кластеры), в крупные агрохолдинги, агрофирмы и другие типы объединений. Кластеры, агрохолдинги и агрофирмы вполне могут быть сформированы, если определить в качестве основных (материнских) компаний немногие сохранившиеся крупные экономически мощные предприятия АПК республики, в частности - растениеводческие, консервные, коньячные, виноградарские, винодельческие и другие. Представляется стратегически верным и перспективным принять концепцию постепенного укрупнения КФХ и хозяйств населения в различных организационно-правовых формах, которые смогут предпринять энергосберегающие меры по повышению уровня энергосберегающей оснащенности, внедрению современной агротехнологии, и использованию финансовой и материально-технической поддержки государства.
Важным направлением энергосбережения в АПК является развитие малого предпринимательства. Потенциал малого бизнеса пока используется недостаточно для энергосбережения в сельском хозяйстве республики. Малое предпринимательство целесообразно развивать как в производстве энергосберегающей техники, так и в инфраструктуре её обслуживания и поддержания в рабочем состоянии у субъектов сельского хозяйства.
Для устойчивого развития сельского хозяйства необходимо дальнейшее совершенствование и усиление системы государственной финансовой и материально-технической поддержки энергосбережения в сельхозпредприятиях, КФХ, хозяйствах населения, организациях аграрной инфраструкту-
ры. Государственное регулирование и государственная поддержка, а также функционирование механизма рынка должны в конечном счете обеспечить решение имеющихся и возникающих проблем, модернизацию и дальнейшее устойчивое развитие энергосберегающих технологий сельского хозяйства Республики Дагестан. Таким образом, растениеводство региона обладает значительными резервами энергосбережения, для задействования которых необходимы помимо организационных мер еще и значительные инвестиции.
Список литературы:
1. Пабат И.А. Энергосберегающая почвозащитная обработка почв под кукурузу //Земледелие. -1986. - № 3.
2. Гасанов М.А. Роль инфраструктурного комплекса в преодолении кризисного состояния отрасли // РППЭ, ISSN 18127096, 2009, №2, с.181-185
3. Павляк Я. Рациональное потребление топлива в сельском хозяйстве // Международный сельскохозяйственный журнал. -1984. - № 4.
4. Помазков Н. Энергоэкономические связи агропромышленного комплекса // Вопросы экономики. -1984. - № 4.
5. Ахмедуев А.Ш. Приоритетные напрвления модернизации и долгосрочного развития сельского хозяйства Республики Дагестан //РППЭ, ISSN 1812-7096, 2010, №4, с.140-146
6. Шарипов Ш.И., Расулова П.С. Сельскохозяйственные организации ЮФО: экономический потенциал и тенденции развития // Агропромышленный комплекс Дагестана, 2009, №3-4. -Махачкала, 2009.
7. Регионы России. Социально-экономические показатели, 2009. Стат сб. / Росстат. - М., 2009.
