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:

Инвестируйте в сады!

Инвестируйте в сады!

В самом начале лета в Москве состоялся пятый, ежегодный Форум «Сады и Виноградники России и СНГ 2021», организатором которого является компания Восток Капитал.

Морковь: тренды и перспективы

Морковь: тренды и перспективы

Эксперты зафиксировали сокращение производства моркови, в среднем на 3% в год. Основные причины – методичное сокращение посевных площадей, дефицит мощностей для хранения и отсутствие организованного сбыта у малых форм хозяйствования.

Консолидация знаний на благо сельского хозяйства

Консолидация знаний на благо сельского хозяйства

В Санкт-Петербурге с 6 по 8 июня 2022 года прошла Вторая Международная конференция по цифровизации сельского хозяйства и органическому производству ADOP 2022.