РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В АПК Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Процессы и машины агроинженерных систем

УДК 338.439/ 631.147 Код ВАК 4.3.1

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В АПК Г.А. Иовлев1*, И.И. Голдина1

ХФГБОУ ВО Уральский ГАУ, Екатеринбург, Россия

* e-mail: [email protected]

Аннотация. Агроэкологические перемены в сельскохозяйственном производстве напрямую связаны с внедрением ресурсосберегающих технологий в растениеводство, животноводство и применением современной сельскохозяйственной техники. Сегодня эффективность ресурсосбережения в отрасли повышается за счет использования широкозахватных сельскохозяйственных машин, мощных колесных энергонасыщенных тяговых средств, технологий точного земледелия, нулевой обработки почвы, роботизации и цифровизации производства. Принятые меры позволят повысить производительность труда в 2-4 раза; снизить удельный расход топлива, семян, удобрений, средств защиты растений, уменьшить потери и повысить качество продукции.

Ключевые слова: ресурсосбережение, ресурсосберегающие технологии, растениеводство, животноводство, технический сервис, ресурсы.

RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES IN AGRICULTURE G.A. Iovlev1, I.I. Goldina1* 1 Ural State Agrarian University, Yekaterinburg, Russia *e-mail: [email protected]

Abstract. Agroecological changes in agricultural production are directly related to the introduction of resource-saving technologies in crop production, animal husbandry and the use of modern agricultural machinery. Today, the efficiency of resource saving in the industry is increasing due to the use of wide-ranging agricultural machines, powerful wheeled energy-saturated traction means, precision farming technologies, zero tillage, robotization and digitalization of production. The measures taken will increase labor productivity by 2-4 times; reduce the specific consumption of fuel, seeds, fertilizers, plant protection products, reduce losses and improve product quality.

Keywords: resource conservation, resource-saving technologies, crop production, animal husbandry, technical service, resources.

Введение (Introduktion)

В настоящее время ресурсосберегающие технологии имеют важное значение для всех отраслей народного хозяйства. Согласно национальному стандарту России ГОСТ Р 52104-2003 «Ресурсосбережение. Термины и определения» под ресурсосбережением понимается организационная, экономическая, техническая, научная, практическая и информационная деятельность, в том числе

методы, процессы, комплекс организационно-технических мер и мероприятий, сопровождающих все стадии жизненного цикла объектов и направленных на рациональное использование и экономное расходование ресурсов [1].

Ресурсосберегающие технологии в АПК - это применение новых технических средств, оборудования и организации труда в отраслях растениеводства и животноводства, технического сервиса с целью экономии топлива, сырья, материалов и прочих ресурсов.

Результаты исследований (The results of the research)

Для ясного представления развития ресурсосбережения в агропромышленном комплексе, нужно обратиться к истории развития сельскохозяйственной техники и технологий.

Самый древний способ обработки почвы - вспашка с оборотом пласта на 180°. Данный вид работ производился сначала деревянными (сохи, косули), затем металлическими плугами с помощью гужевой тяговой силы. Затем появился прототип современного оборотного плуга уже с использованием механической тяги (локомобиль, затем трактор). С развитием техники возникли новые технологии вспашки: взмет (пласт переворачивается на 135°); культурная вспашка с использованием предплужника; безотвальная обработка почвы (альтернатива вспашке); плантаж (глубокая вспашка). Развитие технологий вспашки связано с тем, чем лучше проведена вспашка, тем лучше развитие растений; тем меньше дополнительных обработок; тем высокопроизводительнее работа сельскохозяйственных орудий при выполнении последующих операций.

В настоящее время к основным направлениям ресурсосберегающих технологий в растениеводстве можно отнести:

- использование энергонасыщенных энергетических средств (тракторов, зерно- и кормоуборочных комбайнов) таких как Case IH Steiger 450; Case IH 9240 Axial (16-18 кг/сек); Jaguar 980;

- использование широкозахватных, таких как плуг Kverneland PW 100; культиватор КПД-14; посевной комплекс Agrator 16000; и комбинированных сельскохозяйственных машин, таких как: агрегат дисколаповый СДК-7ПК EURO; Агрегаты комбинированные: Turbo-Chisel; AKCO-4; John Deer 726; для min обработки почвы АКМ-4; для комплексной обработки почвы АГК-3,2.

- использование технологий минимальной и «нулевой» обработки почвы (Mini-Till, No-Till);

- «точное земледелие»;

- научно обоснованные севообороты.

В отличие от традиционной обработки почвы (лущение стерни; внесение минеральных удобрений; вспашка; боронование; культивация; посев; обработка гербицидами; обработка фунгицидами; обработка инсектицидами) существуют эффективные ресурсосберегающие технологии минимальной и «нулевой» обработки почвы (Mini-Till, No-Till). К технологии минимальной обработки почвы относятся: внесение минеральных удобрений; культивация; посев; обработка гербицидами; обработка инсектицидами;

уборка. К технологии «нулевой» обработки почвы: посев с внесением минеральных удобрений; обработка гербицидами; обработка инсектицидами и уборка.

Важной составляющей ресурсосбережения в растениеводстве является широкое внедрение отдельных элементов точного земледелия.

Точное земледелие - это стратегия, основанная на использовании информационных технологий и данных из множественных источников для принятия решений по управлению производством.

Суть точного земледелия заключается в проведении полевых работ в соответствии с реальными потребностями выращиваемых в данном месте культур с целью получения максимального урожая при минимальных затратах посевного и посадочного материала, удобрений, средств защиты растений.

Оборудование для реализации технологии точного земледелия, включает в себя системы точного вождения сельскохозяйственных агрегатов, картирования и мониторинга урожайности, агрохимического и агрофизического анализа почв, сбора и регистрации различных параметров, управления сельскохозяйственными работами в растениеводстве и др.

Для реализации технологии точного земледелия необходимы современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ и способная дифференцированно проводить агротехнические операции; приборы точного позиционирования на местности (GPS приемники); технические системы, помогающие выявить неоднородность поля (автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины с автоматическим учетом урожая, приборы дистанционного зондирования сельскохозяйственных посевов и др.) [5].

Одним из самых распространенных и используемых, является сенсор урожайности. Собранная с помощью сенсоров на бортовом компьютере информация представляется через географическую информационную систему (ГИС).

ГИС - это совокупность технических средств, программного обеспечения и информации, позволяющих хранить, обрабатывать полученные данные и выдавать в более удобной для восприятия форме - в виде таблиц и аппликационных карт [6].

Для реализации технологии точного земледелия необходимы соответствующие технические средства: спутниковая система навигации, позволяющая при наличии антенн и ресивера определять местонахождение любого объекта; датчики (сенсоры), которые служат для определения различных параметров; бортовой компьютер собирает фиксируемую сенсорами информацию и сохраняет ее на карте памяти (флэш-карте), с которой впоследствии данные переносятся для обработки в офисный персональный компьютер [2].

Внедрение научно обоснованного севооборота может влиять на содержание почвенного органического углерода посредством изменения количества и качества вносимого органического вещества. Следовательно, севооборот может косвенно повлиять на изменение агрегатного состояния почвы. Обычно сельскохозяйственные культуры, включенные в севооборот, своей корневой системой

влияют на агрегатное состояние почвы, так как корни растений являются важными связывающими элементами в почве. Было установлено, что почва под зерновыми культурами имеет более крупную структуру, чем под кукурузой. Потому, что корневая система пшеницы по сравнению с кукурузой растет больше в горизонтальном направлении. Также густота стояния растений зерновых является более плотной, что приводит к образованию более густой поверхностной корневой системы. Соответственно, плотная сеть корней может положительно влиять на образование и стабилизацию структуру почвы. Кроме того, на формирование структуры может влиять микробная биомасса почвы и бактериальное разнообразие, сформировавшееся благодаря внедрению севооборота [3].

Ресурсосберегающие технологии в животноводстве основаны на использовании цифровых технологий, направленных на повышение эффективности производства за счет применения информационных и коммуникационных систем, а также технических средств, обеспечивающих целенаправленное использование ресурсов и точный контроль производственных процессов.

Основные направления реализации ресурсосберегающих технологий:

- беспривязное содержание животных с системой доильных залов;

- постоянный контроль и анализ состояния животных с помощью программ компьютерного управления стадом;

- быстрое охлаждение молока;

- использование роботов (доение, подготовка кормосмесей и кормление, уборщики навоза) [2].

Ресурсосберегающие технологии в техническом сервисе базируются на следующих

организационных принципах:

- применение передового технологического оборудования, надежно работающего при минимальном потреблении энергии с минимальным расходом материалов и запасных частей для поддержания технически исправного состояния;

- соблюдение норм, правил и требований действующей системы ТО и Р, регламентирующей сроки и объем работ для поддержания ТТМ в технически исправном состоянии;

- научное исследование и оптимизация технологических процессов выполнения ремонтно-профилактических работ;

- соблюдение норм расхода изделий и материалов на ремонтно-профилактические работы и хозяйственные нужды,

Следует обратить внимание на два вида ресурсов, которые имеют непосредственное отношение к техническому сервису:

I. Ресурсы для восстановления работоспособности - запчасти, узлы, агрегаты, материалы, технологическое оборудование, смазочные и др. эксплуатационные материалы, труд ремонтных рабочих.

II. Ресурсы обеспечения сервисного производства - электроэнергия, вода (холодная, горячая, техническая и др.), сжатый воздух, газы для сварочных работ, хозяйственное и технологическое топливо

[4].

Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)

Таким образом, агропромышленные предприятия, обладая ограниченными ресурсами (материальными, финансовыми, трудовыми), стремятся произвести наибольшее количество продукции, используя энерго и ресурсосберегающие технологии. Это происходит при постоянном обновлении парка техники, использовании передовых и перспективных инновационных направлений в развитии растениеводства и животноводства; перевод сельскохозяйственного производства на уровень цифровизации и роботизации. Внедрение ресурсосберегающих технологий связано с рисками, конкурентной борьбой и привлечением высококвалифицированных кадров в сферу АПК, обладающих соответствующими профессиональными компетенциями.

Список литературы:

1. ГОСТ Р 52104-2003 «Ресурсосбережение. Термины и определения» [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200032451 (Дата обращения 12.01.2023)

2. Несговоров А.Г., Иовлев Г.А., Голдина И.И. Реализация ресурсосберегающих технологий в АПК с использованием современных технических средств и цифровой платформы// В сборнике: От импортозамещения к экспортному потенциалу: научно-инновационное обеспечение разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий, технических средств и цифровой платформы АПК. 2021. С. 117-121.

3. Голдина И.И., Зорков В.С. Роль технических средств, ресурсосберегающих технологий в освоении заброшенных земель// В сборнике: От инерции к развитию: научно-инновационное обеспечение производства и переработки продукции растениеводства. Ресурсосберегающие технологии, технические средства и цифровая платформа АПК. Сборник материалов международной научно-практической конференции. 2020. С. 156-159.

4. Иовлев Г.А., Саакян М.К., Голдина И.И., Несговоров А.Г. Роль цифровизации технического сервиса в повышении эффективности сельскохозяйственного производства// Аграрное образование и наука. 2019. № 2. С. 8.

5. Садов А.А., Гладков А.В., Байвердиев А.А., Шорохов П.Н. Возможность использование беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве для проведения анализов полей// Научно-технический вестник: Технические системы в АПК. 2019. № 3 (3). С. 19-24.

6. Холманских М.В., Садов А.А., Кибирев Л.К., Вырова О.М. Мониторинг в АПК посредством использования Веб сервисов// Научно-технический вестник: Технические системы в АПК. 2019. № 5 (5). С. 13-19.

Refere^es:

1. GOST R 52104-2003 "Resource saving. Terms and definitions" [Electronic resource]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200032451 (Accessed 01/12/2023)

2. Nesgovorov A.G., Iovlev G.A., Goldina I.I. Implementation of resource-saving technologies in the agro-industrial complex using modern technical means and a digital platform// In the collection: From import substitution to export potential: scientific and innovative support for the development and implementation of resource-saving technologies, technical means and a digital platform for the agro-industrial complex. 2021, pp. 117-121.

3. Goldina I.I., Zorkov V.S. The role of technical means, resource-saving technologies in the development of abandoned lands// In the collection: From inertia to development: scientific and innovative support for the production and processing of crop products. Resource-saving technologies, technical means and digital platform of the agro-industrial complex. Collection of materials of the international scientific-practical conference. 2020. S. 156-159.

4. Iovlev G.A., Saakyan M.K., Goldina I.I., Nesgovorov A.G. The role of digitalization of technical service in improving the efficiency of agricultural production// Agrarian education and science. 2019. No. 2. P. 8.

5. Sadov A.A., Gladkov A.V., Bayverdiev A.A., Shorokhov P.N. The possibility of using unmanned aerial vehicles in agriculture for field analyzes // Scientific and technical bulletin: Technical systems in the agro-industrial complex. 2019. No. 3 (3). pp. 19-24.

6. Kholmanskikh M.V., Sadov A.A., Kibirev L.K., Vyrova O.M. Monitoring in the agro-industrial complex through the use of Web services// Scientific and technical bulletin: Technical systems in the agro-industrial complex. 2019. No. 5 (5). pp. 13-19.