CC BY
348
$лаЭимгрскш ЗешеШод
УДК 631.878
РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТОРФА В ЗЕМЛЕДЕЛИИ
А.И. Еськов, д. с.-х. н., Т.Ю. Анисимова, к. с.-х. н., М.Н. Новиков, д. с.-х. н. -
ВНИИОУ Россельхозакадемии. E-mail: [email protected]
Россия обладает огромными, уникальными запасами сырья органического происхождения для производства органических удобрений, обеспечивающих повышение биологической и энергетической емкости агроценозов. Наибольший удельный вес по содержанию органического вещества и элементов питания занимают торфяные ресурсы.
Торфяники выполняют многочисленные природно-экологические функции. Они участвуют в регулировании водного, теплового, углеродного и геохимического режима планеты, в глобальном и местных круговоротах биогенных веществ. Разнообразие типового, видового, химического состава и свойств торфа позволяет получать из него не только экологически чистые удобрения, но и многие другие ценные продукты, а также конкурентоспособную торфяную продукцию для народного хозяйства. При этом до 70% добываемого в мире торфа и продуктов его переработки потребляется сельским хозяйством.
В Российской Федерации болота и заболоченные земли с наличием торфа занимают 21% территории. Ресурсы торфа размещены на 57,4 тыс. месторождений с общей площадью 50,8 млн. га и оцениваются по различным источникам до 170 млрд. тонн. Территориально торфяники размещены крайне неравномерно: 16% площади в Европейской части страны и 84% в Азиатской, 73% в зоне вечной мерзлоты, 71 % - в тайге, 29% в тундре и лесотундре.
За годы реформ добыча торфа на топливо сократилась в 60 раз, на удобрение - в 90 раз. При ежегодном увеличении естественных запасов торфа около 100 млн. т в сельскохозяйственных организациях России ежегодно используется менее 1 млн. т торфа, а доля его в общем объеме применения органических удобрений сократилась до 1%.
В последнее время в стране возрастает интерес к развитию торфяной отрасли. При этом основной упор делается на расширение использования торфа в энергетических целях. Не отрицая роли торфа в энергобалансе страны, особенно при использовании его в малой энергетике, хотели бы подчеркнуть, что использование
торфа в сельском хозяйстве позволяет получить от него значительно более высокую отдачу в виде добавленной стоимости по сравнению со сжиганием. Как показывают расчеты, от использования 1 т торфа на топливо может быть получен доход в размере 261 руб. В то же время при использовании торфа для производства компостов стоимость выращенной продукции составит от 108 до 360 руб., а для производства торфяных субстратов от 6000 до 15000 руб. на 1 т.
Разработке технологий рационального и экологически безопасного использования торфа в сельском хозяйстве во ВНИИОУ уделялось большое внимание с момента его образования в 1981 г. Основные исследования были направлены на:
- оценку ресурсного потенциала торфа и поиск путей его рационального использования с учетом его качества и экологических условий;
- разработку технологий и системы машин по подготовке и эксплуатации малых торфяных площадей, хранению, транспортировке торфа в объединениях «Сельхозхимия» и в сельскохозяйственных организациях;
- разработку технологий производства и применения компостов на основе торфа;
- проведение сравнительной оценки различных видов органических удобрений на основе торфа, сапропеля, разработку нормативов и регламентов по эффективному, экологически безопасному использованию торфа и сапропеля в сельском хозяйстве
- разработку рецептуры и технологий производства грунтов и субстратов на основе торфа для тепличного овощеводства;
- разработку системы применений удобрений на торфяных почвах.
Основные исследования были выполнены в Головной части ВНИИОУ, а также в филиалах института: Кировский - специализируется на разработке технологий и технических средств для добычи и применения торфа на Северо-Востоке Европейской части страны; Томский - специализируется на разработке технологий и технических средств для добычи и применения торфа, сапроплей и цеолитов, а также использовании других видов органических удобрений в
Западно-Сибирском регионе страны; Красноярский территориальный отдел занимается разработками технологий и технических средств для использования местных ресурсов органического сырья в условиях Восточно-Сибирского района страны.
Обобщение результатов 116 длительных полевых опытов, проведенное ВНИИОУ, показывает, что в зависимости от типа почв и доз удобрений 1 т торфонавозного компоста обеспечивает прибавку урожая от 41 до 106 кг зерн. ед. Наибольшая оплата 1 т компоста урожаем достигается на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах Нечерноземной зоны, значительно снижаясь на серых лесных и черноземах.
Наиболее эффективному использованию торфа на удобрение отвечает его применение для производства торфопометных компостов. В исследованиях ВНИИОУ компостирование торфа с птичьим пометом позволило получать от 1 т торфа в 2 раза большую прибавку урожая, чем от использования его в чистом виде. Институтом совместно с координируемыми научными учреждениями разработано 19 технологий и 11 машин для производства и применения компостов.
Кировским филиалом ВНИИОУ разработано 5 технологий производства компостов, которые широко использовались в объединениях Сельхозхимии. Филиалом разработана технология освоения, эксплуатации торфяных месторождений, добычи торфа для сельского хозяйства с использованием машин сельскохозяйственного назначения за счет их оснащения дополнительными рабочими органами. Это направление обеспечивает техническую возможность и экономическую целесообразность освоения малых торфяных месторождений на землях сельскохозяйственных предприятий средствами этих предприятий. Способ добычи торфа на таких месторождениях - скрепер-бульдозерный, характеризующийся простотой применения оборудования, надежностью, низкой энергоемкостью и использованием в технологическом комплексе малого его набора, преимущественно универсального назначения.
Разработаны и изготовлены: рыхлитель торфа дисковой;
ВлаЗтшрскт ЗемлеШецг
9
валкователь-погрузчик торфа; скрепер-бульдозерное оборудование; погрузчик-манипулятор; погрузчик фронтальный на базе трактора Т-150К; бульдозерное оборудование к тракторам Т-150К, ДТ-25К; укрывщик штабелей торфа; профилировщик торфа; сменные рабочие органы к экскаватору МТП-71а.
Разработана технология ускоренного приготовления компостов в установках стационарного типа производительностью 300, 600, 1000 т в год. Наиболее выгодно использовать ее для производства торфопометных компостов. Целесообразность организации при птицефабриках предприятий по производству торфопометных удобрений годовой мощностью 60-180 тыс. т подтверждается экономическими расчетами. Российский потенциал производства экологически чистых и высокоэффективных удобрений из сырья птицефабрик составляет не менее 40 млн. т в год.
Хорошо зарекомендовал себя торф как компонент удобрения в составе торфо-растительных компостов. Это наиболее экологически чистые органические удобрения, они отличаются высокими удобрительными свойствами и могут успешно использоваться в качестве грунтов в тепличном хозяйстве. В целях экономии транспортных затрат для удаленных от ферм полей предложена технология производства торфосидератных компостов - рядом с торфяником и непосредственно на мелиорированном торфоболоте. Внесение торфо-люпиновой смеси возможно под озимые и зябь или после перезимовки - весной в виде компоста под пропашные культуры. Установлено, что после компостирования в бурте люпин разлагается на 80%, а торф - лишь на 5-7%. Внесение 40 т/ га торфонавозного компоста КРС обеспечило получение 171 ц/га клубней картофеля, а от такого же количества торфосидерального компоста - 188 ц/га.
Перспективное направление работы института - производство ор-ганобактериальных удобрений на основе торфокомпостов и препаратов симбиотических азотфиксирующих микроорганизмов. Совместное применение торфонавозного компоста 30 т/га и препаратов экстрасол КО и сера-ция 218 в дозе 4,75 кг/га увеличивало урожай картофеля на 55 ц/га или на 43%. Прибавка урожая от бактериальных удобрений на фоне органических достигала 36 ц/га, или 25%. В связи с резким удорожанием добычи торфа наиболее перспективное направление его использования - освоение технологий глубокой переработки для
тепличного овощеводства.
В последние годы в тепличном производстве активно внедряют технологию малообъемной культуры овощей с использованием гидропоники, которая предусматривает замену почвогрунта специальным субстратом, капельное орошение, искусственное освещение. По сравнению с традиционными технологиями малообъемная технология выращивания овощей обеспечивает резкое повышение производительности труда за счет исключения трудоемких процессов по подготовке, замене тепличного грунта и снижает потребность в субстрате в 10-15 раз; позволяет обеспечить автоматизацию полива, приготовления и внесения питательных растворов; значительно улучшает условия труда работников теплиц.
В Скандинавских странах по новой технологии овощи выращивают на более 80% общей площади теплиц, в Нидерландах более 2000 га переведено на малообъемные субстраты .
В Российской Федерации из 100 га реконструированных за последние годы теплиц на всей площади внедряют малообъемную технологию выращивания овощей, важнейшим элементом которой является использование специальных субстратов: минеральная вата, керамзит, цеолит, перлит и др. Однако наряду с положительными свойствами эти субстраты имеют ряд недостатков: низкую удерживающую способность в отношении питательного раствора, слабую буферность, сравнительно низкую общую пороз-ность, что приводит к недостаточной аэрации и быстрому их засолению. Утилизация отработанных минеральных субстратов - крупная экологическая проблема, поскольку в России отсутствуют заводы по их переработке в строительные материалы.
Указанных недостатков в значительной степени лишены субстраты на основе торфа. Верховой торф обладает значительной буферностью и высокой сорбционной способностью. Это позволяет применять повышенные нормы минеральных удобрений и за счет этого регулировать уровни питания в широких диапазонах без опасности создания вредной для растений концентрации солей. Использование торфа для производства тепличных субстратов позволяет вводить в них микробиологические препараты, обладающие биофунгицидным, имунно-модулирующим и ростостимулирую-щим действием и снизить потребность в пестицидах. Отработанные торфяные субстраты можно использовать с целью получения органических удобрений и почвогрунтов для городского
благоустройства, личных подсобных и дачных хозяйств. Тем самым производство и использование торфяных субстратов - полностью безотходное, при этом решаются экологические проблемы.
Производство торфяных «таблеток», позволяющих полностью автоматизировать процессы выращивания рассады овощных культур для тепличных хозяйств, а также торфяно-минеральных смесей для личных хозяйств - перспективное направление. Во ВНИИОУ разработан проект и построен цех по производству торфоплит сухого прессования. По проектам института введено в эксплуатацию 3 цеха по их производству: 2 во Владимирской и 1 в Вологодской областях.
В соответствии с разработками института в ООО «Экипаж», действующего как самостоятельное юридическое лицо, организовано производство и реализация торфяных плит сухого прессования для выращивания рассады овощных, цветочных культур, а также овощей в тепличных хозяйствах. В 2009 г. объем производства субстрата для выращивания растений в защищенном грунте по методу малообъемной культуры составил 122 тыс. шт.; минигрядок «Торфолин» (грунт на основе смеси верхового торфа и минеральных удобрений) - 103 тыс. шт.; питательного грунта «Фиалка» -150 тыс. шт.; таблеток рассадных для теплиц - 5,2 млн. шт. Данные виды продукции в текущем году реализованы на сумму 27 млн. руб.
В настоящее время институтом начаты работы по использованию биопрепаратов. Планируется проведение исследований по дозам внесения и разработке препаративной формы биопрепаратов, условий их хранения и выживаемости в грунте под различными культурами, а также по изучению эффективности гуминовых препаратов в качестве агентов-комплексообразователей для введения их в состав питательных растворов.
Исключительно перспективным направлением является производство рассады овощных культур для открытого грунта в контролируемых условиях защищенного грунта. В этой связи должны быть отработаны параметры технологии производства «рассадных таблеток», позволяющих полностью автоматизировать процесс. Это позволит создать «рассадные цеха» и «рассадные фабрики», специализирующиеся на производстве рассады овощей для открытого грунта, а также для выращивания зеленных культур.
В последние 10-15 лет резко возросло производство и реализация
10
g/iathiMipckiü ЗешеЭЪлецТ]
на рынке новых видов органических, органоминеральных удобрений и питательных грунтов, в том числе на основе торфа. Так, если в 1999 г. в «Го -сударственном каталоге пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ» были указаны свидетельства о 31 виде, то в 2004 г. - 1181 виде коммерческих удобрений. К 2006 г. количество зарегистрированных препаратов уменьшилось до 484, в том числе на основе торфа - 66, тем не менее, по экспертной оценке общий объем реализованных удобрений достигал 2,0-2,5 млн. т.
Институтом по хозяйственным договорам с товаропроизводителями осуществляется оценка эффективности новых видов удобрений и биокомпо-стов, разрабатываются технические условия на продукт и технические регламенты на их производство.
Проблема сохранения плодородия торфяных почв и выработанных торфяников особенно актуальна в настоящее время. При этом главным фактором экологической стабилизации торфяных почв являются фитоценозы, основу которых должны составлять многолетние травы. Их доля зависит от устойчивости торфяника к деградации и должна возрастать от древесных торфов к моховым разновидностям и составлять в зависимости от гео-
графического положения торфяника и степени его разложения от 40 до 80%. Многолетние травы на торфяных почвах предпочтительно использовать под сенокосы.
В исследованиях института (исполнитель В.И. Брайцева) на осушенной болотной торфяно-глеевой низинной почве Мещеры применение удобрений в дозе 1\1,„ Р „К обеспечивало
" 120 60 90
получение сена многолетних трав 71,1 ц/га, в дозе N Р ,„К - 92,8 ц/
' "V ' г** 240 120 180
га. Возрождение торфяной отрасли требует разработки научных основ и совершенных технологий, учитывающих новые экономические условия.
Перспективными направлениями научных исследований в области использования торфа на удобрение являются: оценка качества торфяного сырья для производства различных видов удобрений и тепличных грунтов; изучение эффективности различных видов удобрений на основе торфа; оптимизация системы питания растений при использовании торфяных субстратов в малообъемной культуре овощей; разработка приемов повышения эффективности компостов и питательных грунтов на основе торфа путем сочетания их с биопрепаратами; разработка технологии производства «рассадных таблеток»; разработка новых технологий производства и ис-
пользования гуминовых препаратов.
Объемы использования торфа в сельском хозяйстве должны составлять 15-20 млн. т в год. Для этого необходимо совершенствование нормативных документов по добыче и применению торфа на удобрение, в т. ч. системы стандартов по требованиям, качеству и методам анализа торфяных удобрений.
Требуется внесение изменений в закон №109 ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохими-катами» в части порядка регистрации удобрений на основе торфа.
Предстоит конкретизировать рекомендации по торфопользованию по регионам страны.
Торфяной фонд России - национальное богатство страны. Государство и торфопользователи должны заботиться о сохранении природных торфяных ресурсов, их экологически обоснованном и хозяйственно целесообразном использовании. Исходя из этого, необходимо разработать нормативно-правовые документы, учитывающие интересы всех торфопользователей в новых экономических условиях, определить меры финансовой поддержки сельхозтоваропроизводителей по эффективному использованию торфа не только на региональном, но и на федеральном уровне.
УДК 633/635:581.55.001.891
ВОПРОСЫ ЭНЕРГОРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
Ф.Ф. Мухамадьяров, д. т. н. - ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии (г. Киров).
E-mail: [email protected]
Представлен системный подход к проблеме энергоресурсосбережения в растениеводстве, который позволяет провести структуризацию факторов взаимодействия «растение-среда» и обосновать пути, обеспечивающие повышение эффективности получения продовольственных ресурсов и кормов.
Ключевые слова: затраты, производственные ресурсы, продукция растениеводства, экономические условия, прогнозирование урожая, факторы внешней среды, организация землеустройства.
Эффективность получения сельскохозяйственной продукции была и остаётся очень низкой. В конце XX века на 1 га пашни и многолетних насаждений в России было израсходовано 274 кг условных единиц топлива, в 2,4 и 3,3 раза больше, чем соответственно в США и Канаде [1]. Показатели эффективности растениеводства Северо-Востока европейской части России и Кировской области в частности близки к общероссийским. Варьирование урожая озимой ржи и яровой пшеницы в Кировской области
составляет 28%, ярового ячменя и овса - 31%, картофеля - 32% [2]. Необходимо отметить, что применительно к растениеводству, равно как и другим отраслям сельского хозяйства, оценки агроэкосистем с позиции экологии, энергетики и экономики неразрывно связаны.
В настоящее время исследованиями эффективности растениеводства на основе энергоресурсосбережения удивить кого-то сложно. Тем не менее необходимо отметить, что одним из первых энергетические балансы раз-
работал наш соотечественник С.А. Подолинский. В своей классической работе «Труд человека и его отношение к распределению энергии», изданной в 1880 году [3], он отмечал, что растениеводство - единственная отрасль, работающая с КПД > 1. К фундаментальным работам современных учёных по изучению потоков энергии в экосистемах относятся труды Ю. Одума [4, 5], а повышения эффективности её использования - А.А. Жученко [6, 7]. Их подходы отличаются системностью и комплексностью.
