ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ КОРМОПРОИЗВОДСТВА


10.1. КОРМОПРОИЗВОДСТВО КАК СОСТАВНАЯ НАСТЬ АДАПТИВНО-ЛАНДШАФТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ


Любая агроэкосистема (луг, поле, хозяйство и т. д.), являясь открытой термодинамической системой, работает на основе законов термодинамики и принципов функционирования биосферы.

Агроэкосистема — это природно-хозяйственный комплекс, образованный живыми организмами, в том числе и человеком, средой обитания и антропогенными образованиями, в котором живые и косные элементы связаны между собой и с человеческим обществом потоками энергии вещества. При этом человек со своими домашними животными, средствами, предметами, результатами производства, потребностями, технической, научной и духовной мыслью и социально-экономическими отношениями является составной частью данного комплекса. Человечество значительно воздействует на указанные потоки вещества, направляя и регулируя их в своих интересах, учитывая в той или иной мере, что агроэкосистема — это его местообитание и основное средство производства, предмет труда и результат антропогенной деятельности.

Все агроэкосистемы функционируют подобно биосфере, деятельность их в конечном счете поддерживается солнечной энергией, которая ассимилируется продуцентами (зелеными растениями). Последние служат основой питания и источником энергии для микроорганизмов и консументов (животных организмов, в том числе человека и сельскохозяйственных животных). Продуценты и консументы, отмирая, разлагаются редуцентами или деструкторами (микроорганизмами) до простых веществ — так образуется замкнутый биогеохимический цикл, в котором указанные вещества снова благодаря солнечной энергии и зеленым растениям вовлекаются в синтез органических соединении и всего живого вещества на земле, вершиной которого является человек, мысль и труд которого через усиление эффективности фотосинтеза в агроэкосистемах могут быть направлены на расширение биосферы и превращение ее в ноосферу.

В биосфере и агроэкосистеме каждый вид имеет свои интересы, которые он решает в соответствии с обладаемой им информацией, позволяющей ему использовать те или иные источники

энергии, вещества. При этом каждый вид портит свое место обитания, но в дикой природе эта порча нейтрализуется другим видом и служит для процветания последнего. Так в итоге образуются замкнутые биохимические циклы. Точно так же должен действовать человек в своих агроэкосистемах, четко соблюдая четыре правила Б. Коммонера: «Все связано со всем»; «Ничего не дается даром — за все надо платить»; «Все куда-то надо девать»; «Природа знает лучше». Любая деятельность, при которой не соблюдается хотя бы одно из этих правил, заканчивается кризисом (экономическим, экологическим, энергетическим, социальным и т. д.), а система, в которой она совершается, подвергается деструкции или даже полному разрушению.

В качестве примера можно привести неудачи в мелиорации, когда мелиоративные системы строились без надлежащей экономической и экологической экспертизы, без учета реальных сроков окупаемости затрат и вероятности отрицательных экологических последствий (переосушения почв или их подтопления и засоления ит.д.), а также без учета наличия трудовых ресурсов и соответствующей базы по переработке и использованию урожая, при этом практически полностью игнорировались традиции населения и уровень его экологического сознания. В результате значительная часть осушительных систем из-за отсутствия правильной эксплуатации быстро вышла из строя, коллекторы и луга заросли кустарником. Часть орошаемых площадей подверглась вторичному засолению, не решена была проблема утилизации засоленных дренажных вод. Из-за дефицита транспортноуборочной техники значительная часть урожая терялась на корню, при этом эффект от мелиорации не только сводился к нулю, но становился отрицательным, поскольку увеличивались экологические и экономические издержки. Более того, из-за отсутствия перерабатывающих предприятий часть сельскохозяйственной продукции (томаты, плоды и т. д.), подвергаясь порче, превращалась в прямое экологическое загрязнение.

«Все куда-то надо девать», в том числе и произведенную продукцию. Нереализация ее по назначению вызывает отрицательные последствия, хотя бы потому, что ее производство связано с затратами энергии, материалов, почвенного плодородия, труда человека и других биосферных ресурсов.

Доказано, что управлять деятельностью любой агроэкосистемы (луг, поле, хозяйство и т. д.) человек должен на основе законов и принципов эволюции биосферы, которая, по сути дела, в настоящее время стала глобальной агроэкосистемой. В то же время сама биосфера является закономерной частью космогенеза, вершиной которого является ноогенез — благополучная эволюция биосферы под управлением разума и труда человека с образованием ноосферы.

Производство должно быть построено по замкнутому циклу подобно биогеохимическому круговороту веществ. При этом следует учитывать, что он поддерживается потоками энергии, но круговорота последней нет. Наиболее экологически безвредным является такое производство, отходы которого используются для его расширения в качестве сырья, в том числе и для другой продукции.

Разрыв цепочки почва — растение — корм — животное — продукция и отходы животноводства — почва, например при строительстве и эксплуатации крупных животноводческих комплексов, приводит к тому, что может скапливаться огромное количество животноводческих стоков, неиспользование которых может привести к экологической катастрофе, а нерациональное применение — к экологическим и экономическим издержкам. В то же время при рациональном использовании стоков в качестве удобрений путем орошения кормовых угодий с применением трубопроводных и поливных систем не только увеличивается производство кормов, но и повышаются плодородие почвы и средообразующее значение кормовых растений, снижаются затраты удобрений и воды. Однако такое применение стоков требует затрат, но чтобы они были меньше и хорошо окупались, необходима разработка технологий, которые соответствовали бы поглотительным и реутилизационным свойствам почвы и растительности и экономически окупались бы, т. е, должны соблюдаться все четыре вышеуказанных правила. Сами же технологии должны учитывать ближайшие и отдаленные экологические последствия и отвечать на следующие вопросы: под какую культуру (агрофитоценоз), куда, как и каким образом, в каком виде, сколько и в какое время дать ту или иную подпитку продукционного процесса.

На биосферных принципах должны организовываться севообороты, в частности кормовые, учитывая, что каждый вид портит место своего обитания и недоиспользует те или иные ресурсы окружающей среды, поэтому каждая последующая культура должна не только нейтрализовать указанную порчу, но и использовать ее для своего процветания, Кроме того, разные виды и сорта растений по-разному реагируют на ритмы окружающей среды, благодаря чему возделывание правильно подобранной совокупности разных видов и сортов растений обеспечивает большую стабильность производства, чем выращивание одной культуры. Севооборот обеспечивает более рациональное и полное использование природных и антропогенных материальнотехнических ресурсов.

Например, бобовые травы, повышая почвенное плодородие, накапливая азот и недоиспользуя его, создают условия для вытеснения их небобовыми культурами. Поэтому после бобовых трав, пока они полностью не выродились, необходимо возделывать озимую пшеницу, после которой размещают корнеплоды, кукурузу

(пропашные культуры). Последние оставляют почву рыхлой, поэтому после них можно возделывать промежуточные и яровые зерновые культуры даже без осенней вспашки традиционными отвальными орудиями. В конечном счете севооборот завершается замыкающей культурой, например овсом, который обладает мощной корневой системой, усваивающей труднодоступные вещества почвы (фосфор и калий). После этой культуры следует возделывать восстанавливающую плодородие почвы культуру — бобовые травы.

Исследования показали, что севообороты, уплотненные промежуточными кормовыми культурами, позволяют не только улучшить использование солнечной энергии и влаги (в том числе поливной), но и предотвратить загрязнение почвы и грунтовых вод нитратами, увеличить содержание гумуса, снизить накопление болезнетворной микрофлоры и вредителей.

Наиболее рациональное использование удобрений и поливной воды достигается в севообороте. Благодаря севообороту коэффициент варьирования производства кормов (продукции) снижается в 2...3 раза. Наименее стабильное производство наблюдается при монокультуре — возделывании одной культуры в хозяйстве; даже бессменное возделывание набора культур обеспечивает более стабильное производство, чем монокультура.

При организации кормопроизводства с использованием естественных биогеоценозов следует учитывать, что они органически связаны и взаимодействуют друг с другом. При этом биогеоценозы конкурируют друг с другом, стремясь расширить свое пространство, благодаря этому биосфера никогда не уничтожается. Однако в этой конкуренции в большинстве случаев наблюдается смена высокопродуктивных фитоценозов низкопродуктивными, которые менее устойчивы к антропогенным нагрузкам.

Первым и основным моментом стабилизации биогеоценозов на более высоком уровне в интересах человека и биосферы является получение наиболее полной информации об окружающем мире и своей связи с ним. При этом должны наиболее полно учитываться вертикальные и горизонтальные потоки энергии и вещества в биосфере и ее элементах.

В агроэкосистеме (на пастбищах, кормовом угодье и т. д.) кон-сументы (человек, животные) вызывают те или иныб экологические последствия. Энергетическое выражение (Еэп) последних можно описать формулой

Еэп = Nen{ 1 - т2) - т(Еъ + Д£)А^Т, (1)

где N — численность консумента; е„ — удельное его энергопотребление (в расчете на 1 голову); £Ь — естественная энергетическая продуктивность агроэкосистемы, определяемая естественным плодородием почвы; ДЕ — увеличение энергетической продуктивности агроэкосистемы за счет антропогенно-техногенной подпитки продукционного процесса; (Е0 + ДЕ) = Эб — размер фотосинтеза в системе; т — коэффициент полезного использования консументом 36 энергии, накопленной

продуцентами, с учетом затрат на уборку, транспортирование, хранение и переработку продукции; К„ — коэффициент стабильности продуктивности агроэкосистемы в течение того или иного времени.

Таким образом, казалось бы, чтобы уменьшить экологические последствия, например, содержания животных на пастбищах, нужно снизить еп — их удельное энергопотребление. Однако ухудшение кормления животных снижает их продуктивность и увеличивает затраты энергии (кормов) на получение единицы животноводческой продукции, т. е. уменьшается -г, что усиливает экологические последствия, а также экологический экстремизм человека. Снижение численности животных также не решает проблему: так, оно может привести не только к уменьшению производства животноводческой продукции, но и к недоиспользованию продуктов фотосинтеза, т. е. к падению т — коэффициента полезного использования его результатов. При этом луга зарастают кустарником, вредной, ядовитой и сорной растительностью, заболачиваются. Таким образом, остаются только три пути решения снижения экологических последствий деятельности человека, в частности животноводства.

Первый и основной из них — увеличение производства растениеводческой продукции (кормов), т. е. увеличение Эб = (Eq + АЕ), за счет антропогенно-техногенной интенсификации фотосинтеза, т. е. за счет АЕ.

Второй путь — повышение коэффициента использования получаемого урожая за счет более совершенных технологий его заготовки, транспортирования, переработки и использования с учетом снижения всех затрат на технологические операции.

Третий путь — обеспечение не только стабилизации производства, но и стабильного его роста — повышение К,ет. = 1 — Кв,

где Къ — коэффициент варьирования. Кв = ДЭбб, где АЭбсреднее колебание производства продукции (кормов), а Э6 его средняя величина.

Таким образом, чтобы стабилизировать производство, необходимо снизить уровень колебания АЭб и повысить величину Эб, т. е. увеличить АЕ; последнее можно описать упрощенной формулой энергетического баланса.

АЕ= (ц - h - l)emSk, (2)

где ет — удельные затраты антропогенно-техногенной энергии, применяемой для усиления фотосинтеза; ц — коэффициент энергетической эффективности использования ет; Sk — площадь агроэкосистемы; h — коэффициент экологических последствий применения ет; hmin = 1 — коэффициент возврата, т. е. ет должно окупаться, иначе прибавки АЕ не будет;

£/И £фиэ»

где е, — энергия, затраченная на рост наукоемкое™ технологий (сорта, новые более эффективные способы использования ефИЗ); вфт — энергия, затрачиваемая в физических процессах.

Следует отметить, что Г| — fejeфИЗ, a h = при этом урав

нение (2) можно преобразовать в уравнение

АЕ (^//^физ ^физАч ОС^физ ^/)^к■ (3)

Уравнение (3) свидетельствует о том, что при увеличении в совокупных затратах техногенно-антропогенной энергии доли энергии, расходуемой на увеличение роста наукоемкое™, повышаются энергетическая эффективность производства и функционирование агроэкосистемы, так как при е,ет ефиз -эО, а уравнение (3) принимает вид

АЕ= (е,/0 + 0/е, — 1)(0 - e,)Sk = (ет/0 + 0/ет- 1 )emSk =

= (оо + 0 - 1) emSk = «. (4)

Таким образом, за счет роста наукоемкое™ технологии можно достичь беспрерывного увеличения производства, стабилизировать его развитие (Л^т = 1 — АЭб:°° =1 — 0=1), повысить т, обеспечить его экологическую безвредность, т. е. Еэп -» 0.

Следует отметить, что экологические последствия животноводства там меньше, где выше Е0 естественная продуктивность агроэкосистемы. Это свидетельствует о необходимое™ ее сохранения и приумножения за счет рационального использования естественных сенокосов и пастбищ. Чрезмерная и неправильная эксплуатация этих угодий ведет к их деградации: на юге к аридизации (опустыниванию) и снижению продуктивное™ агроландшафтов; в лесной зоне и более северных регионах эта деградация выражается в увеличении закочкаренности, ухудшении ботанического состава, уменьшении урожайности кормовых угодий. Неиспользование или недоиспользование естественного потенциала лугов также ведет к их деградации, превращению в мелколесье, болота или к зарастанию малоценными в кормовом отношении видами. Сохранение и увеличение продуктивное™ естественных кормовых угодий за счет рационального их использования также базируются на росте наукоемкое™ в области мониторинга естественных ландшафтов.

Стабилизация функционирования агроэкосистемы достигается за счет ее мозаичного строения и увеличения биологического и технологаческого разнообразия, что также обеспечивается развитием науки.

В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам ресурсосбережения и экологической безопасности сельскохозяйственного производства, которое достигается наилучшим образом при ведении сельского хозяйства, максимально адаптированного к природным и социально-экономическим условиям.

Идея об адаптивном ведении сельского хозяйства, вероятно, в неоформленном виде является его ровесницей. Современные концептуальные основы адаптивного ландшафтно-зонального земледелия в нашей стране наиболее полно изложены в трудах А. А. Жученко, А. Н. Каштанова, В. И. Кирюшина и др. Этому же вопросу посвящены и исследования авторов этой главы. Адаптивно-ландшафтное земледелие ведется на основе претворения в действительность информации о совокупности и динамике природных и социально-экономических условий деятельности агроэкосистемы, о взаимосвязи в ней интересов, состояния и возможностей человеческого сообщества и его биосферного окружения как на современном этапе, так и с учетом экологических и социальноэкономических ограничений и последствий с целью уменьшения потерь и ускорения воспроизводства биосферных ресурсов, к которым относятся и ресурсы социума.

Кормопроизводство осуществляется в системе земледелия и ведения всего хозяйства, которое является крупной мозаичной агроэкосистемой.

Разработанная кафедрой луговодства МСХА концептуальная модель функционирования агроэкосистемы представлена на рисунках 44...46.

Простейшая логика показывает, что рыночная экономика требует даже более тщательного, многофакторного и многовариантного планирования, чем централизованное хозяйство, функционирующее на основе государственной собственности. Блок планирования и осуществления своевременной трансформации и оптимизации структуры агроэкосистемы необходим для того, чтобы избежать кризисов и предотвратить развитие явлений, нежелательных в экрлогическом и экономическом отношении, чтобы повысить отзывчивость системы на антропогенную энергию. Было бы идеально, если бы структурная перестройка агроэкосистемы осуществлялась эволюционным путем без потерь, однако это очень трудная задача, поскольку информация о необходимости перестройки должна проявиться и превратиться в план реорганизации, а затем в стратегию и тактику действия, которые завершаются самим действием. Все это требует опережающего развития информации. Трудность состоит в том, что благодаря гомеостазу агроэкосистемы информация о деструктивных процессах появляется позже начала их действия.

Предложено классифицировать адаптивные системы (модели) ведения сельского хозяйства и кормопроизводства по решаемым задачам, т. е. и по основным целям: 1-я — интенсивная с обеспечением оптимального природопользования, ресурсосбережения и рекреации биосферных ресурсов; 2-я — природоохранная и рекреационная с элементами интенсификации продукционного про-

Блок исходной ИН(юрмации
Социально-экономические условия:1. Потребности и запросы общества.2. Материально-техническое и финансовое обеспечение. 3. Трудовые ресурсы и демографическая ситуация. 4. Инфраструктура. 5. Рыночная конъюнктура. б.Размери тип хозяйства. 7. Объем, специализация производства и возможность его расширения. 8. Научное обеспечение. 9. Социальноэкономические ограничения и охрана труда. 9. Традиции, уровень экологического сознания населенияПриродные условия: 1.Почва. 2. Климат. 3. Характеристика угодий и биогеоценозов.4. Гидрологические и геологические условия. 5. Рельеф и другие характеристики ландшафта. 6. Местные удобрения и полезные ископаемые. 7.Экологические ограничения
• Подблоки
Оценка природно-ресурсного потенциала, социально-экономических условий и анализ взаимосвязи параметров агроэкосистемы, т.е. всех факторовПрогнозирование развития производства и изменения социальноэкономической и экологической ситуации, а также биосферных ресурсов

Блок интеграции отраслей (элементов) агроэкосистемы: растениеводство, лесоводство и т.д.

Естествен-УлучшенныеАгробио-Живот-Перерабаты-Торговля и
ные биогеоценозырегулируемыефитоценозыценозыноводствовающие и добывающие отраслитранспорт

Блок прогнозирования, трансформации и оптимизации структуры агроэкосистемы, ее отраслей и подотраслей с учетом экологических и экономических последствий

Подблоки
Растение-Животно-Перерабаты-Торговля иПрогнозирова-
водствоводствовающие и добы-транспортние последст-
ваюшиевий трансфер-
отраслимадии структуры системы
Системы моделей адаптивного ведения земледелия, животноводства и других отраслей
Блок планирования и осуществления, трансформации и оптимизации структуры агроэкосистемы, ее отраслей и сельскохозяйственных угодийБлок моделей адаптивного ведения подотраслей растениеводства, животноводства и т.д.

Рис. 44. Схема концептуальной модели адаптивного функционирования агроэкосистемы

Система и интеграция моделей адаптивно-ландшафтного сельского хозяйства или его подотраслей
Интенсивная — основная цель: больше продукции или прибыли, расширенное воспроизводство производства и производительных силПриродоохранная и рекреационная — решение экологических проблем, сохранение природного многообразия и улучшение среды обитания человека и других подсистем биотыРесурсосбережение — оптимизация производства в условиях ограниченности антропогенных факторов его увеличения, достигаемая за счет усиления адсорбционных процессов в биосфере
Подблоки
Охрана природы и оптимизация природопользованияРесурсосбережениеИнтенсификация продукционного процесса (производства)
Блоки технологий, адаптированных к социально-экономическим и природным условиям
Оптими-Оптими-СистемаСистемаСистемаСистемаОрганиза-Экологи-Экономи-Реализа-Оптими-
зациязациярациональ-интенси-рациональ-страхо-ция рек-ческийческаяция при-зация
структу-структу-ной экс-фикацииноговыхфон-реацион-монито-служба,были дляинфра-
ры произ-ры агро-плуата-продук-использо-дов и ста-ных зон,ринг, лик-торговля,расшире-структу-
водитель-экосис-ции и фун-ционногования,билизациисохране-видацияреализа-ния произ-ры произ-
ных силтемы икциони-процессахраненияпродук-ние приро-стрессовция про-водстваводства,
и основ-ее эле-рованияи перера-ционногоды и био-и ката-дукциии удовле-энергети-
ныхсредствпроизводстваментовагроэкосистемботкипродукциипроцессалогического многообразиястроф и их предупреждениев социуметворенияпотребностейработниковческих и других связей с другими агроэкосистемами
Подблок экологического и социально-экономического прогнозирования и корректировки технологий, составление иреализация информационно-консультативных систем

Рис. 45. Система моделей адаптивного функционирования агроэкосистемы

цесса и ресурсосбережения; 3-я — ресурсосберегающая, обеспечивающая охрану природы и по возможности интенсификацию производства.

Предложенное разделение моделей весьма условно, каждая из них включает элементы других. В одном и том же хозяйстве должна быть мозаика указанных моделей (рис. 44). На основе концептуальной модели хозяйства или его отрасли, например кормопроизводства, разрабатывается система моделей и технологий продукционного процесса (рис. 45) и информационно-консультативные системы по возделыванию тех или иных культур (рис. 46) и модели их продукционного процесса. В настоящее время разработаны программы для ЭВМ по возделыванию и эксплуатации многолетних травостоев, наиболее сложные из них базируются на учете биологических и в том числе биохимических процессов. Простые же модели, реализуемые в производствен-' ных условиях, основаны на расчете водного и пищевого режимов с учетом температуры, влажности воздуха, интенсивности испарения, фильтрации, географической широты местности, осадков и других природных факторов. Указанные информационно-консультативные системы и модели продукционного процесса были реализованы в 1984—1993 гг. в ГПЗ «Заря Подмосковья» при создании и эксплуатации культурных сенокосов и пастбищ. Они обеспечивали сборы 8...Ют сухого вещества с 1 га (сходимость моделей 80...90 %).

При адаптивно-ландшафтном ведении сельского хозяйства на одно из первых мест выступает адаптация технологий к каждому конкретному элементу агроландшафта на уровне фации, а не только урочища. Эту пестроту можно уменьшить За счет посева многолетних трав, дифференцированного проведения мелиоративных работ и мероприятий по выравниванию плодородия почв, чтобы объединить близкие по свойствам фации в один контур. При этом контуры следует создавать по принципу сегментарное™ и эллипсоидное™ рельефа, организуя защиту почв от эрозии и экологический мониторинг на самых уязвимых направлениях, в местах наибольшей напряженности потоков энергии и вещества, т. е. на стыках сегментов и эллипсоидов.

10.2. СТРАТЕГИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО РАЗВИТИЯ КОРМОПРОИЗВОДСТВА


Часто под интенсификацией кормопроизводства понимают увеличение использования антропогенно-техногенной энергии т) с целью увеличения производства кормов и улучшения их качества с учетом обеспечения сохранения и повышения плодородия почвы. Основу такой интенсификации составляют примене-

420
Рис. 46. Информационио-консультативаая система (сенокосы и пастбища)

ние удобрений, орошение, обработка почвы, технологии поверхностного и коренного улучшения травостоев, использование химических средств защиты кормовых угодий от болезней, вредителей и нежелательной хозяйственно малоценной растительности. Однако следует иметь в виду, что такой подход к интенсификации производства основан на использовании ефиз — энергии, затрачиваемой в физических процессах (техника, топливо, удобрения и т. д.). Коэффициент полезного использования физической энергии в биосфере равен нулю согласно законам термодинамики. Она в конечном счете подвергается по закону роста энтропии полному рассеиванию — диссипации. Например, КПД добычи угля равен 60%, КПД работы лучших тепловых электростанций — 30%, КПД электросетей, — 80...90%, КПД электродвигателей — 90%, КПД насосов — 80%, КПД дождевальных машин — 60%. Таким образом, КПД энергии, заключенной в угле и используемой для орошения, становится меньше 7 % (0,6 • 0,3 • 0,9 ■ 0,9 • 0,8 ■ 0,6). При удлинении цепочки эта величина становится еще меньшей. Таким образом, можно принять в целом, что КПД,ефиз -» 0. Однако это не означает того, что техногенную энергию неэффективно использовать в сельском хозяйстве. Дело в том, что зеленые растения работают в данном случае против энтропии; благодаря затратам техногенной энергии они улучшают ассимиляцию солнечной энергии, увеличивая тем самым производство энергии, заключенной в органическом веществе. Потерянная физическая энергия превращается в тепловое загрязнение, которое в значительной степени поглощается зелеными растениями, увеличивая их продуктивность. Повышение урожайности сельскохозяйственных угодий способствует улучшению условий жизни человека, мысль которого является одним из основных факторов повышения КПД физической энергии в технологических процессах и замедления ее рассеивания. Затраченная на повышение урожайности физическая энергия действует в одном производственном цикле, поэтому при составлении энергетического баланса затраты должны учитываться целиком, т. е. раскладываться на один цикл: t = 1. Энергия же, затраченная в информационных процессах (е,), направленных на развитие полезного, в том числе сельскохозяйственного производства, должна раскладываться на количество производственных циклов, в которых действует новая полученная информация. В результате е,- учитывается в одном производственном цикле, но действует на протяжении большого времени, т. е. в / циклах. Поэтому в энергетическом балансе достаточно учитывать затраты энергии на развитие науки на уровне е,: t. В результате этого уравнение (2) с учетом сказанного превращается в равенство

АЕ = (ц - h - \)emSk + ejSk(h + 1)(/ - 1 )/t, (5)

где е,5(.(Л + l)(f — 1 )/t= АД2Г,- — энергетический выигрыш, получаемый за счет роста наукоемкое™ технологий.

Анализируя равенство

' &E, = e,Sk(h+ W-DA (6)

можно отметить ряд очевидных положений.

Во-первых, указанный энергетический выигрыш тем больше, чем больше Sk — площадь (объем) внедрения результатов науки; во-вторых, AEj — энергетический выигрыш от роста наукоемкое™ технологий, когда е, -> ет; ефиз -> 0 тем больше, чем h — экономические трудности (опасности) производства; в третьих, АЕ повышается при увеличении t — времени использования достижений науки, получаемых за счет затрат е„ т. е. при увеличении числа производственных циклов t, в которых используется новая информация /.

Увеличить t можно путем более быстрого внедрения результатов науки. Кроме того, количество производственных циклов, в которых должна использоваться полученная информация, должно быть больше 1, т. е. t > 1, в противном случае AEj становится отрицательной величиной, наука приносит не выигрыш, а убыток, поскольку она не используется. Более того, при t -» 0 она превращается в информационно-психотронное загрязнение, в информационный шум. Вот почему нельзя менять технологии, сорта, системы хозяйствования и т. д. в течение одного первого цикла.

Анализ формул (5) и (6) показывает, что увеличение энергетического, а следовательно, и экономического выигрыша обеспечивается путем повышения продуктивного долголетая агроэкосистем — роста t, причем на основе малозатратных наукоемких технологий. Такой путь особенно эффективен при увеличении экологических последствий техногенной интенсификации производства, когда уничтожение (или деградация) бывшего фитоценоза связано с опасностью разных видов эрозии почв, их засоления, аридиза-ции и т. д.

В то же время при снижении t до нуля и ниже на очень малую величину (t = —1/°°) возникает информационно-энергетический взрыв, в результате которого на месте старой экосистемы может возникнуть новая (новые способы ведения хозяйства, сукцессии фитоценозов и т. д.). При этом есть варианты, при которых прежняя экосистема может получить дальнейшее развитие в более эффективном направлении. Однако все указанные выше явления происходят только при хорошем информационно-энергетическом обеспечении: новые эвристические, технологические, социально-экономические решения проблем, в том числе экологических.

Примерами роста наукоемкое™ технологий в кормопроизводстве являются прежде всего внедрение новых более эффективных сортов кормовых культур и разработка сортовых технологий их возделывания. При этом чем выше эффект от внедрения сорта, тем больше должны быть Sk и время t его использования. Другим

примером роста наукоемкости является разработка ускоренных способов улучшения травостоев при малозатратных технологиях их осуществления: полосной подсев бобовых трав с применением бактериальных удобрений и рядкового внесения удобрений; двухъярусная плоскорезная обработка дернины или почвы под травостоем с его обогащением ценными видами трав.

Для повышения энергетического выигрыша АД можно увеличить t за счет ускорения производственных циклов: многоукосное использование трав; ликвидация краткосрочного дефицита влаги за счет быстросборных передвижных малометаллоемких оросительных комплектов; уплотнение севооборотов за счет введения промежуточных культур; ускоренные способы уборки кормов; высокоэффективные приемы быстрой подготовки почвы на основе использования плоскорезных орудий и рабочих органов в виде гибких вибрирующих тяг, фрез и т. д.

Рост наукоемкое™ и энергетический выигрыш, получаемый за счет него, предполагают оптимизацию состава травосмесей, адаптированного к условиям произрастания, целям и задачам ведения хозяйства, его технической оснащенности. При этом очень важную роль играют оптамизация систем управления производственной деятельностью хозяйства, внедрение эффективной организации труда, экономической и финансовой деятельности предприя-тая. При товарных отношениях может вестись экологически безопасное устойчивое производство только при получении прибыли, часть которой может быть направлена на уменьшение его эколо-гаческих последствий, разработку новых технологий, снижающих экологические издержки А и повышающих л — коэффициент энергегаческой эффекгавноста и ДEt. Прибыль же определяется формулой

Пр=:y-h- l)emSkib, (7)

где у = Иг: ц*; — цена техногенной энергии; — цена энергии, заключенной в

сельскохозяйственной продукции; у — коэффициент диспаритета цен в пользу техногенной энергии.

Таким образом, чтобы получить прибыль Пр, должно соблюдаться неравенство

Л > (А + 1)у, ц > 2у. (8)

Поскольку Amin = 1, то прибыль достигается в том случае, если коэффициент энергетической эффекгавноста л использования Ет больше произведения величины (А + 1)у, или примерно в 2 раза выше коэффициента диспаритета цен. В настоящее время у достигает 1,5...2, следовательно, л должен быть больше 3...4. Это можно обеспечить только при возделывании бобовых и бобово-злаковых трав, использовании высокопродуктивных естественных сенокосов, правильной эксплуатации пастбищ, применении прогрессивных способов заготовки и хранения кормов, выращиваемых по

энергоресурсосберегающим технологиям, основанным на малозатратных, но эффективных приемах улучшения водно-физического, пищевого, воздушного режимов почвы и регулирования состава агрофитоценозов.

Формулы (7) и (8) свидетельствует, что для увеличения экономической эффективности и устойчивого развития сельского хозяйства и кормопроизводства необходимо снизить у — коэффициент диспаритета цен, что достигается совершенствованием ценовой политики, снижением цен на техногенные энергоносители и промышленные товары или повышением цен на сельскохозяйственную продукцию, или государственной поддержкой аграрного производства дотациями, снижением налогов, осуществлением национальных и региональных программ, направленных на обеспечение устойчивого развития аграрного сектора экономики.

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите основные принципы обеспечения устойчивого функционирования агросистем.

2. Что такое агроэкосистема?

3. Какова роль роста наукоемкое™ технологий в обеспечении устойчивого развитая кормопроизводства?

4. Расскажите об основных направлениях стабилизации и экологизации кормопроизводства.

5. Как влияют экономические факторы на обеспечение экологизации и устойчивости развития сельскохозяйственного производства?

6. Назовите модели адаптивно-ландшафтного кормопроизводства.

Загрузка...