CC BY
14
позволяющей обеспечить точное выполнение агротехнических приемов и агротехнологий с детальным учетом почвенно-экологических условий агроландшафта» [2].
Необходимо отметить, что цели и задачи двух авторитетных научных учреждений нашей страны, ведущих бюджетные исследования по созданию «прецизионного земледелия», практически полностью совпадают. Самое важное - они не направлены на создание инноваций, опережающих те или иные элементы «высокотехнологического земледелия» США, что заведомо предполагает отставание отечественного земледелия от мирового уровня на 30-40 лет. На эти ошибки неоднократно указывали в своих выступлениях и публикациях ведущие мэтры аграрной науки А.Н. Каштанов, В.И. Кирюшин, А.А. Жученко и многие другие.
Так, еще за 2 года до начала исследований Агрофизического НИИ РАСХН и РГАУ-МСХА было сказано: «Интенсивные технологии могут быть размещены в условиях благоприятного почвенного ландшафта с минимальным количеством тормозящих (рискосодержащих) факторов.
Еще более требовательны тут высокие технологии. Ведутся специальные тонкие исследования для того, чтобы точно идентифицировать те участки, где высокие технологии будут применяться. Также нужны банки данных по экологическим параметрам - вот в чем принципиальное отличие высоких технологий, а не в том, что из космоса можно управлять сеялкой. Речь идет о максимальной дифференциации земли. Об этом мы в России пока только начинаем говорить» [3]. Трудно не согласиться с таким мнением.
Однако автор не указывает, о каких территориях с «благоприятным почвенным ландшафтом и минимальным количеством тормозящих (рискосодержащих) факторов» идет речь и что необходимо сделать с неблагоприятными почвенными ландшафтами для устранения «рискосодержащих факторов», ограничивающих использование высоких технологий. При этом отечественная и мировая наука и практика за последние два столетия показали, что реализация почвенно-ландшафтных преобразований возможна только с помощью той или иной системы земледелия.
Неточности понятийно-ассоциативного аппарата, характеризующего инновации «высокотехнологического земледелия», допускаются и в других работах [4]. Четко определив различия между «высокотехнологическим» и точным земледелием, автор использует понятия «точное» и «высокоточное земледелие», что не совсем корректно и вносит двой-
ственное толкование прецизионного земледелия. Системы точного земледелия - это не статистические «средние» значения урожая агро-фитоценоза от его составляющих на определенной площади, а математически точное получение запланированной урожайности в каждой точке поля (массива) с равными количественными и качественными показателями. Иными словами, в системах точного земледелия идет речь не о статистике, а о математике, где нет определений «высокоточные», «точные» или «низкоточные» значения функции, а есть правильные («точные») и неправильные («неточные») ответы. На наш взгляд, перечисленные формулировки свидетельствуют об отсутствии адекватного понятийно-ассоциативного аппарата, которое обусловлено тем, что нет самой инновации, определяющей его возникновение.
Однако наиболее удивительные факты, связанные с «точным земледелием» в нашей стране, можно проследить на одном из типичных примеров. За 2 года до начала опытов в РГАУ-МСХА, в 2005 г, была опубликована монография по эффективному управлению системами точного земледелия [5]. При этом, исходя из представлений отечественных и зарубежных классиков, а мы руководствуемся только ими, в мировой практике еще нет примера создания системы точного земледелия.
Таким образом, все существующие публикации на тему «высокотехнологического земледелия» носят рекламный характер. Их авторы по своему усмотрению дают определения, основы и сущности «точного земледелия» или «системы земледелия», которые сильно различаются между собой, а иногда носят противоречивый характер. Многие авторы пытаются в основу «точного земледелия» заложить не один фактор, а несколько, что противоречит логике. Ведь каждое здание возводят на единственной основе - фундаменте, и это находит подтверждение в названиях всех существующих систем земледелия: подсечно-огневая, орошаемая, травопольная, химико-техногенная, адаптивно-ландшафтная, биологическая. Единственное, что объединяет все публикации о «точном земледелии», это непременное упоминание в формулировках почвенного покрова. И это не случайно.
Отсутствие подходов (методологий) математически точного определения закономерностей изменения свойств почвенного покрова в пространстве и времени, то есть в динамике, и возможностей их картографического отображения до сих пор остается одним из важнейших сдерживающих факторов
построения научно обоснованных прецизионных систем земледелия. Это имел в виду в своих неоднократных высказываниях В.В. Докучаев, отмечая, что когда почвоведение станет математически точной наукой, тогда сельское хозяйство (земледелие) достигнет невиданных высот. По истечении более века стало очевидным, что его мечты были направлены на создание прецизионных систем земледелия, построенных на основе математически точных знаний о почве - главном орудии и средстве производства в растениеводстве. Поэтому мы считаем, что именно В.В. Докучаев впервые теоретически определил фундамент построения самых высокопроизводительных систем земледелия. Это определение почвенной изменчивости путем диагностики агрофитоценоза, научно обоснованное в начале прошлого столетия на Ша-тиловской опытной станции. В США процесс диагностики агрофитоценоза лишь автоматизировали с помощью ГИС-технологий.
В 60-е годы прошлого столетия гипотеза В.В. Докучаева о создании математически точного почвоведения получила свое научное и практическое развитие в Пущинской почвенной школе под руководством профессора И.Н Степанова при поддержке членов-корреспондентов АН СССР В.А. Ковды и В.Р. Волобуева. К концу 70-х гг. впервые была создана и апробирована методология потоковой структуры почвенного покрова [6]. В полном объеме представления В.В. Докучаева реализовало картографическое отображение приуроченности почв к элементам рельефа на разном уровне его организации [7-11]. На основе методологии потоковой структуры земной поверхности были сделаны многие инновационные и прогнозные разработки в сфере почвоведения, картографии, морфо-метрии, геоботаники, гидрологии, литологии, мелиорации и др.
На базе исследований потоковой структуры почвенного покрова как основы построения точной системы земледелия, начатых в 1975 г в Чуйской долине Киргизской ССР, а с 1983 г продолженных на территории Орловской области РФ, был сделан среднесрочный прогноз до 2015 г почвенно-мелиоративных изменений территории бассейна реки Чу [12, 13], который полностью подтвердился в наши дни. е
Реализовать экспериментально- | теоретические разработки построения ® прецизионных систем земледелия е невозможно без важнейшего заключи- | тельного этапа исследований - произ- № водственных испытаний. Однако их фи- 5 нансирование остается под вопросом. м
В связи с изложенным мы делаем 1 открытое предложение Министерству 5
сельского хозяйства РФ, администрациям областей-доноров, крупным агрохолдингам и всем заинтересованным федеральным структурам принять участие в таких исследованиях. Для этого необходимо:
найти источник средств (опыт создания в США «высокотехнологического земледелия» свидетельствует о необходимости финансирования таких исследований полностью из госбюджета);
под руководством федеральных структур сформировать группу оценки производственных испытаний прецизионных систем земледелия, где за каждую составную часть (элемент) должен отвечать конкретный специалист (в сфере почвоведения, земледелия, агрохимии, защиты растений, метеорологии);
создать серию детальных тематических потоковых карт (почвенную, агрохимическую, мелиоративную, эрозионную, литологическую, гидрологическую) территории выбранного опытного хозяйства, на основе которых будут построены элементы (технологии) систем точного земледелия;
в соответствии с перспективой на ближайшие 20-30 лет технического перевооружения земледелия страны адаптировать к нему отечественную ГИС или наземные навигационные системы позиционирования;
определить, какие из существующих систем земледелия (химико-техногенная, адаптивно-ландшафтная, биологическая) в ранге точных будут представлять наибольший интерес в обозримом будущем и в перспективе.
Использование потоковой структуры агроэкосистем - один из самых быстрых, агрономически и экономически эффективных путей построения отечественных прецизионных систем земледелия [13]. Мы не утверждаем, что он единственный. Важным фактором появления инноваций и их быстрой реализации был, есть и будет открытый диспут.
Создание детальных тематических потоковых карт и прецизионных систем земледелия одновременно обеспечит базу для моделей точных прогнозов (почвенных, агрохимических, экологических, мелиоративных, эрозионных, гидрохимических), инновационные теоретические и при->я кладные решения, новый качествен-о ный импульс в развитии земельного ¡^ кадастра и много другое. ^ Естественно, что при освоении лю-о бой инновации всегда встает вопрос | о ее эффективности и стоимости.
Учитывая, что точной системы зем-® леделия в мировой практике пока не 5 существует и синергетика ее элемен-$ тов в производственных условиях не
установлена, ответить на него можно либо теоретически, либо по результатам полевых опытов.
Самым важным агрономическим эффектом считается формирование планируемого и выровненного по количественным и качественным показателям агрофитоценоза на всей его территории. Применение потоковой методологии в 3-4 раза ускорит построение прецизионных систем земледелия на основе структуры почвенного покрова и в десятки раз снизит затраты на единицу площади, по сравнению с «высокотехнологическим земледелием» в США и странах ЕС, где расходы на внедрение составляют 10-15 тыс. долл./га.
Таким образом, мы представили наши понятия, теоретические и экспериментальные достижения, которые отображают одно из направлений построения отечественных прецизионных систем земледелия, и аргументировали необходимость их завершения (проведения производственных испытаний).
Открытое предложение по этому поводу к госструктурам обусловлено тем, что все предыдущие обращения не увенчались успехом. Другие источники финансирования мы не рассматривали, так как предлагаемая инновация должна принадлежать только государству.
Конструктивный диспут будет способствовать совершенствованию предлагаемой методологии и проведению производственных испытаний отечественных систем точного земледелия, а также появлению новых, альтернативных направлений их построения. Только в конкурентной борьбе смогут проявиться истинные преимущества той или иной методологии построения систем точного земледелия.
Литература.
1. Точное земледелие (precision agriculture) [Электронный рерурс]. Режим доступа: www.agrophys.ru/precision_agro (Дата обращения 12.05.2015).
2. Березовский Е., Захаренко А., Полин В. Внедрение технологий точного земледелия: опыт Тимирязевской академии // Агрообзор. 2009. № 4. С. 12-17.
3. Кирюшин В.И. Государственная технологическая политика - вот что нужно нашему сельскому хозяйству //Агро-Информ. 2005. № 82. С. 1-16.
4. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России. М.: Агрорус, 2004. 1110 с.
5. Михайличенко И.М. Управление системами точного земледелия. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2005. 234 с.
6. Методика составления серии тематических среднемасштабных карт «Природно-мелиоративная и сельскохозяйственная оценка Срединного региона СССР» / И.Г. Анисимов, А.А. Бордунов,
Н.Ф. Деева, Л.Ф. Камалов, Н.А. Лопачев, В.С. Муратова, Л.П. Пейло, З.Ф. По-ветухина, Г.Н. Степанов, Т.П. Ушакова, Ф.И. Хакимов, Э.И. Чембарисов // Оценка природно-мелиоративных условий и про-гнох их изменений: Сб. науч. тр. Пущино: АН СССР, 1977. C. 23-93.
7. Временная методи ка по составлени ю карт пластики рельефа крупного и среднего масштаба. Методические рекомендации. / И.Н. Степанов, У.К. Абдуназаров, М.Н. Брынских, А.А. Ильина, Н.Ф. Деева, Л.П. Пейло, Ф.И. Хакимов. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1984. 20 с.
8. Методические основы составления почвенной карты с использованием пластики рельефа / И.Н. Степанов,Д.К. Кожеков, Э.У. Асымбеков, М.Н. Брынских, Н.Ф. Деева Е.В. Лобода, А.А. Ильина // Почвенно-мелиоративное обоснование проектов мелиоративного строительства / ОСОИТИД ин-та «Союзгипроводхоз». М.: [б.и.], 1985. С.137-147.
9. Степанов И.Н. Формы в мире почв. М.: Наука, 1986. С. 33-79.
10. Степанов И.Н. Пространство и время в науке о почвах. Недокучаевское почвоведение. М.: Наука, 2003. 184 с.
11. Степанов И.Н. Теория пластики рельефа и новые тематические карты. М.: Наука, 2006. 230 с.
12. Лопачев Н.А. Миграция солей под действием мелиорации на примере сероземно-луговых и луговых почв бассейна реки Чу: Дис. ... канд. с.-х. наук. Ташкент, 1980. 179 с.
13. Лопачев Н.А. Экспериментально-теоретические основы использования потоковой структуры агроэкосистем в прецизионном земледелии: Дис. ... докт. с.-х. наук. Орел, 2008. 307 с.
Precision farming systems: definitions and innovations
N.A. Lopachev
Orel State Agrarian University, General Rodin str., 69, Orel, 302019, Russia
Summary. The dissonance of the conceptual definition development characterizing innovations causes huge damage to their further improvement and sometimes deforms the representations, which have been already settled. For example, to the «high-tech farming» which is found in the USA, it is not known whom and under what circumstances, the status of «precision» was given. Therefore two most authoritative scientific institutions of our country conduct the budgetary researches on creation of the «precision farming» imitating «high-tech farming» that obviously assumes a time lag of national farming from world level for 30-40 years. Such condition of a conceptual definition is caused by lack of clear ideas about a basis of precision farming systems creation, which was defined by V.V. Dokuchayev for the first time. He confirmed, that when the soil management became the mathematically exact science then agriculture (farming) would reach the unprecedented heights. In the 60-s of the last century his
hypothesis gained the scientific and practical development by Pushchinskya soil school worked out the data-flow methodology of soil cover structure. In 1975 on this basis we made the medium-term forecast of soil and ameliorative changes of the basin territory of the Chu River until 2015 which was completely confirmed. Since 1983 in the Orel region territory of the Russian Federation the creation of systems of precision farming on the basis of data-flow methodology of soil cover structure have been theoretically proved and
experimentally confirmed by our researches for the first time. Implementation of our system of precision farming will be several times quicker on time and 5-6 times more economic in comparison with «high-tech farming» of the USA. Due to above stated and absence of necessary funding resources we do the public offer to the Ministry of Agriculture of the Russian Federation, administrations of the donor areas, large agribusiness holding companies and all interested structures to take part in production tests, only upon the condition
that our research will be state-owned - in the Russian Federation.
Key words: innovation, precision farming systems, high-technology farming, definitions, methodology, performance test.
Author Details: N.A. Lopachev, Dr.Sc. (Agr.), Professor (e-mail: lopachev.nikolai@ yandex.ru).
For citation: Lopachev N.A. Precision farming systems: definitions and innovations. Zemledelie. 2015. No. 5. pp. 6-9 (in Russ.).
