Актуальность агроэкологии будет расти

Актуальность агроэкологии будет расти

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ), который находится в городе аграрной науки Пушкине, может считаться продолжателем дел первого научного учреждения России по механизации сельского хозяйства – Бюро по сельскохозяйственной механике, которое было организовано 10 марта 1907 года. Несмотря на солидный возраст, он продолжает активно заниматься разработкой агротехнологий, сельхозтехники и оборудования, инженерных технологий. 
О том, почему важны вопросы обеспечения экологической безопасности, о работе на стыке наук, об органическом производстве и работе с органикой мы беседуем с директором ИАЭП – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, членом-корреспондентом РАН, доктором технических наук, профессором РАН Александром Юрьевичем Брюхановым. 

­- Александр Юрьевич, с 2022 года за институтом закрепили всего одно направление – агроэкологию. Почему была выбрана именно эта тема для научных исследований? Ведь фактически это тема лично ваших научных интересов!
-­ Действительно, с 2022 года за нашим филиалом закреплено одно направление – «Агроэкология». Однако масштаб этого направления огромен. Это исследования, охватывающие не только все подотрасли сельскохозяйственного производства, но затрагивающее междисциплинарные вопросы. Мы работаем в совместных проектах с микробиологами, почвоведами, гидрологами, с учеными в области создания интеллектуальных цифровых систем и т.д. Вопросы обеспечения экологической безопасности только начинают набирать обороты и их актуальность будет возрастать.
В некоторых научных кругах уже говорят, что следующим технологическим укладом развития общества может стать переход на «Технологии управления климатом». А ведь сельскохозяйственное производство во всем мире – 37,2% всей суши Земли, использование 60­-70% от общего потребления пресной воды, поступление в атмосферу 14,5% от общих выбросов парниковых газов. Все это говорит о значительном влиянии сельского хозяйства на глобальную экологию нашей планеты.
Закрепление экологического направление за нашим филиалом произошло благодаря большому заделу, который был создан в институте в результате целенаправленной работы. Благодаря инициативе академика РАН, доктора технических наук, профессора В.Д.Попова (директор института с 1994 по 2016 годы), в институте с 2000-­х годов на регулярной основе проходит международная конференция по вопросам агроэкологии с приглашением ученых и специалистов из более чем 20 стран мира. Начиная с 2004 года, реализовано более 20 международных проектов с ведущими научными учреждениями мира в данной области.
-­ Как вы планируете развивать данное направление?
-­ Мы активно занимаемся этим. В конце 2021 года обновили структуру научных подразделений института для системного решения агроэкологических задач, разработали долгосрочный план проведения научно­исследовательских работ. Создано четыре отдела, обеспечивающие проведение комплексных исследований по направлению агроэкологии в растениеводстве, животноводстве, садоводстве, переработке и использовании органических отходов в сельском хозяйстве.
-­ Одна из тем агроэкологии – оценка экологической безопасности, изучение влияния сельского хозяйства на окружающую среду. Какие наработки у вас уже есть?
-­ Благодаря междисциплинарному сотрудничеству нам удалось разработать ряд уникальных методов, позволяющих проводить экологическую оценку практически в любом уголке нашей страны. Так, например, методика оценки воздействия сельскохозяйственного производства на водные объекты, разработанная в сотрудничестве с ИНОЗ РАН, получила международное признание и применяется сегодня в работах по реализации ряда государственных программ.
В 2019­-2021 годах разработан и запатентован цифровой программный комплекс для мониторинга и управления органическими отходами животноводства. Программный комплекс был успешно апробирован в Ленинградской области и имеет большую перспективу для создания российской государственной системы эффективного использования органических удобрений.
Сегодня в одном из отделов выделен сектор оценки и прогнозирования экологической устойчивости агроэкосистем, основной задачей которого является разработка программно­аналитической платформы (компьютерной программы), способной обеспечить автоматизированный мониторинг экологической безопасности сельских территорий, оценку и прогноз ее изменения в зависимости от стратегий технологического развития отрасли.
-­ Работа с отходами – важная составляющая аграрной экологии. У института в этом направлении есть большой опыт. Расскажите о нем.
-­ Это действительно один из важнейших вопросов аграрной экологии. В целом по России ежегодно образуется не менее 600 млн тонн навоза и помета, что в разы больше общего объема производства основной продукции сельскохозяйственного производства (зерна, мяса, молока, картофеля, овощей). При этом официальная статистика показывает, что перерабатывается и используется в качестве органических удобрений менее 50% их объема. Анализ оснащённости техникой для транспортировки и внесения органических удобрений в агротехнические сроки и соблюдение экологических требований не превышает 30%, недостаток технических средств составляет более 22000 единиц.
Сложившаяся ситуация ведет к ежегодным потерям питательных элементов: не менее 2,2 млн т азота и 0,36 млн т фосфора. Указанные потери бесконтрольно поступают в окружающую среду, создавая высокий риск ее загрязнения. Все это требует серьезного подхода и конкретных эффективных решений, как в области технологического и машинного оснащения, так и в вопросах управления и координации использования органических удобрений.
Институтом ежегодно разрабатывается не менее 20-­30 предпроектных предложений, около 10 технологических регламентов для конкретных сельхозпредприятий, выпускается несколько единиц техники для переработки органических отходов в высокоэффективные органические удобрения.
-­ У вас создано новое отделение, которое будет заниматься изучением вопроса производства органической продукции, приглашены на эту работу молодые ученые. Есть уже планы исследований?
-­ Да, это важное направление. Во-­первых, это один из элементов экологизации сельскохозяйственного производства, так как при органическом производстве минимизируется использование синтезированных средств стимуляции роста и борьбы с вредителями и сорняками. Акцент делается на правильный севооборот, своевременное и технологичное использование механических средств ухода за растениями, поддержание плодородия почвы за счет качественных органических удобрений и т.д. Во-­вторых, данное направление производства можно рассматривать как возможность сохранения сельских территорий, снизить отток людей в крупные города.
При этом здесь имеется огромный потенциал для внедрения роботизированных средств механизации, цифровых систем для мониторинга и управления технологическими процессами. Это использование дронов, самоходных роботов для ухода за растениями и животными, спектральных и лазерных технологий, интеллектуализированных программ для поддержки принятия решений и т.д. Сегодня это направление у нас возглавляет молодой заведующий отделом, кандидат технических наук А.М.Захаров. Под его руководством на опытном органическом поле нашего института ведутся многолетние исследования по всем элементам технологического и цифрового обеспечения при производстве органической продукции растениеводства.
-­ Институт всегда и успешно занимался проектированием животноводческих ферм. Планируется ли в связи с новыми веяниями подключить сюда разработку аспектов ресурсосбережения?
-­ Это направление всегда было и остается сильным в институте. За последние 20 лет институтом разработано более 400 проектов по модернизации и строительству новых животноводческих ферм. Большая их часть реализована, причем не только на Северо­Западе России, но и во многих других регионах нашей страны. Ресурсосбережение здесь имеет большое значение, это и экология, и снижение себестоимости конечной продукции. В институте разработана методика проектирования животноводческих комплексов, позволяющая оснастить фермы конструктивными и техническими решениями, обеспечивающими минимизацию энергоресурсов, потребление чистой воды и снижение выбросов парниковых газов. Заведующий отделом кандидат технических наук В.В.Гордеев и заведующий сектором, кандидат технических наук В.В.Хазанов являются одними из авторитетнейших ученых и специалистов в этой области.
-­ Отдел инженерной экологии занимается многими направлениями. Одно из них – производственный и экологический контроль на сельскохозяйственном предприятии. Но вы также предоставляете сельхозпредприятиям услугу по решению вопросов по обеспечению экологический безопасности производства и внедрения природоохранных технологий. Пользуется ли эта услуга спросом?
-­ Как я уже отмечал, мы ежегодно готовим порядка 20­-30 предпроектных и проектных предложений, связанных с переработкой навоза и помета, а также в целом организации производственного экологического контроля. Я думаю, это хороший показатель востребованности данной услуги. В институте уже сформировался пул опытных специалистов по данному направлению. Так, заведующий отделом Э.В.Васильев и старший научный сотрудник Е.В.Шалавина являются не только руководителями таких работ, но и входят в ряд отраслевых технических рабочих групп, занимающихся разработкой и актуализацией нормативной базы по данному направлению.
­- К счастью, принят новый закон, который признал навоз ценным удобрением, а не отходами производства. Тем не менее, прежде чем навоз вносить, его надо каким-­то образом переработать. Ваш институт готов помочь с выбором оптимальных технологий переработки и использования навоза?
-­ Конечно готовы! Не только помочь, но и разработать полный комплект технологических документов для внедрения соответствующих технологических и технических решений. Аграрии давно ждали этот закон, и он действительно был нужен для того, чтобы уйти от двоякого трактования некоторых законов и подзаконных актов. Однако, не стоит забывать, что нарушения технологических регламентов переработки и использования навоза и помета в качестве органических удобрений по­прежнему может привести к большим штрафам. Поэтому выбор наилучшего технологического решения и подбор наиболее эффективных технических средств имеет большое значение. Мы всегда готовы сотрудничать по данному вопросу.
-­ Что вы можете рассказать о технологическом регламенте использования навоза в качестве удобрения?
-­ На наш взгляд, это очень важный и нужный документ для предприятий, особенно для крупных животноводческих ферм и птицефабрик. Он, в первую очередь, нужен не для проверяющих, а для самих предприятий, так как позволяет сопоставить имеющуюся инфраструктуру по переработке навоза с нормативными требованиями, организовать и обеспечить выполнение всех технологических операций в соответствии с агротехническими и экологическими требованиями. Предприятия, которые имеют и соблюдают техрегламент, не только более экологичны, но имеют конкретный экономический эффект от применения качественных органических удобрений. Ведь это прибавка урожая, повышение его качества и благоприятное воздействие на почву – как главного ресурса в сельскохозяйственном производстве.
-­ У вас разработана технология переработки жидкого навоза для ферм. Что это за технология?
-­ Вернее сказать, у нас несколько вариантов технологий. От простых, с разделением на твердую и жидкую фракцию, до сложных, позволяющих очищать часть жидкого навоза (до 50% от общего объема) до технической и даже чистой воды. Каждое технологическое решение проектируется под конкретные производственные и природно­климатические условия.
-­ Если кому-­то надо побыстрее переработать навоз, он может воспользоваться созданной вашими учеными технологией ускоренной биотермической ферментации?
-­ Да, на сегодняшний день это одно из лучших технологических решений интенсивной, быстрой переработки без излишне больших затрат энергии. Ведь энергию по данной технологии мы получаем от микроорганизмов, которые при определенных условиях в биоферментационной установке выделяют большое количество тепла. Перерабатываемый навоз в считанные часы нагревается до 60-­70 градусов, что позволяет до 60 раз ускорить процесс его обеззараживания по сравнению с классическими технологиями. В этом году мы внедрили первый в России промышленный автоматизированный биореактор в АО «Племенной завод «Первомайский» Приозерского района Ленинградской области.
-­ Навоз – это еще и сырье для производства органических удобрений. Именно такое, биологически активное гумусированное удобрение и получается в результате аэробной ферментации в барабанном биоферментаторе?
-­ Это действительно так. По моему мнению, уникальность биоферментационной установки – именно в возможности получения биологически активных удобрений. Мы наращиваем в удобрения микрофлору, которая при попадании в почву существенно улучшает микрофлору почвы, а это, в свою очередь, благоприятно влияет на растения и конечный урожай. Последнее время мы все чаще говорим, что в биоферментере мы получаем «лекарство для почвы», то есть такой продукт, который способен восстанавливать и поддерживать сельскохозяйственные почвы в хорошем состоянии. Многолетние испытания биологически активных гумусированных удобрений, полученных в наших биоферментаторах, показали, что они в разы эффективнее удобрений, полученных по классическим технологиям (компостирование, выдерживание). Более того, они обладают регенерационными свойствами, которые так важны для уже нарушенных и загрязненных почв.
-­ Что бы вы могли еще отметить в качестве перспективных разработок института?
-­ Конечно же, у нас есть еще ряд интересных разработок и направлений. Назову только некоторые из них. Это модульные технологии для выращивания животных и птицы. Под руководством кандидатов технических наук А.В.Трифанова и И.Е.Плаксина разработан ряд модулей для разведения кроликов, бройлера птицы, свиней, перепелов и других животных, обеспечивающих получение конкурентоспособной продукции повышенного качества, в том числе органической животноводческой продукции. Под руководством заведующего отделом А.В.Зыкова ведется работа по разработке проектов закладки органических плодовых и ягодных садов. Под руководством доктора технических наук С.А.Ракутько ведется работа по созданию цифровой системы мониторинга за развитием растений с разработкой современных измерительных систем. В марте этого года был создан в институте совет по проектной и инновационной деятельности, который возглавила Е.А.Воробьева, имеющая большой опыт в реализации российских и международных проектов.
-­ Судя по перечисленным темам, ваша работа принимает практическую направленность?
-­ Сегодня мы делаем акцент на оперативное внедрение наших разработок в реальное производство, на их использование в нормативно­творческой и программной деятельности органов исполнительной власти, для обоснования и разработки стратегий развития отечественного сельскохозяйственного производства с учетом современных и будущих условий обеспечения экологической безопасности.
В целом надо сказать, что коллектив института очень творческий, и мы стараемся не ограничивать себя строго теми направлениями, где у нас есть существенный задел. Сегодня такое время, когда нужно находить возможность применить свои компетенции и смекалку в абсолютно разных проектах, а, учитывая междисциплинарность направления «агроэкология», таких проектов может быть очень много.

Поделиться статьей:

Другие статьи из журнала:

Широкие возможности науки

Широкие возможности науки

В Ленинградском НИИСХ «Белогорка» – филиале ФГБНУ «ФИЦ картофеля имени А.Г.Лорха» 5 июля 2022 года состоялась ежегодная приемка опытов по выполнению плана НИР Государственного задания.

Ростсельмаш внедряет цифровые технологии, раскрывая «скрытые резервы агромашин»

Ростсельмаш внедряет цифровые технологии, раскрывая «скрытые резервы агромашин»

Рост спроса на продовольствие и стремительное удорожание стоимости производственных ресурсов вынуждают аграриев искать новые пути повышения эффективности. В нынешних условиях «главной дорогой» является переход на автоматизированные системы управления. Одна из них — платформа агроменеджмента РСМ Агротроник от Ростсельмаш — позволяет найти скрытые резервы техники и оптимально выстроить процесс ее эксплуатации.

Достойная техника для плодотворной работы

Достойная техника для плодотворной работы

На протяжении многих десятилетий перед аграриями стоят важнейшие задачи: обеспечить население региона пищей, увеличивать производительность и одновременно с этим - повышать эффективность и прибыльность своего бизнеса. В этом им помогают квалифицированные специалисты компании «Трейдинг Центр», которые подберут подходящую технику для действительно плодотворной работы в поле.