CC BY
26Для цитирования: Кундиус В.А., Гантулга Г. Биоинтенсивные и смарт технологии в органическом сельском хозяйстве Алтая и Монголии //
URL: http://rectors.altstu.ru/ru/periodical/archiv/2022/1/articles/1_3.pdf DOI: 10.25712/ASTU.2410-485X.2022.01.003 EDN: https://elibrary.ru/zqhjfy
УДК 338.1
Биоинтенсивные и смарт технологии
в органическом сельском хозяйстве Алтая и Монголии*
В.А. Кундиус1, Г. Гантулга2
1 ФГБОУ ВО «Алтайский государственный аграрный университет», г. Барнаул. Россия 2 Монгольский Государственный Аграрный Университет, Монгольская академия аграрной науки E-mail: [email protected] ; [email protected]
Стремление к увеличению объемов производства пищевой продукции в связи с глобальным приростом населения и ограниченностью ресурсов, прежде всего, земельных, привело к применению интенсивных технологий в сельском хозяйстве с использованием больших количеств химических минеральных удобрений, средств защиты растений, гормонов роста, генных модификаций. Интенсификация сельского хозяйства на основе химизации обусловила глобальные экологические проблемы. Такие последствия неизбежно привели к необходимости изменения теорий экономического роста, которые стали рассматривать проблемы роста неотделимо от понятий «ответственное потребление», включающее, прежде всего, рациональное питание, основанное на потреблении органической, экологически чистой продукции, и здоровый образ жизни. Рост объемов органического сельскохозяйственного производства и пищевой продукции с улучшенными характеристиками традиционно представляется основанным на экстенсивном сельском хозяйстве, примитивных технологиях с высокой долей затрат ручного труда. Однако наука и практика доказали, что ускоренный рост урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животных возможен в результате применения биоинтенсивных органических технологий, которые предполагают и обеспечивают отказ от воздействия на растения, почву и животных синтетических удобрений, пестицидов и традиционных ветеринарных препаратов. Согласно законодательству РФ, органическое сельское хозяйство является производственной системой, поддерживающей здоровье животных, почв и людей как целостной экосистемы. Она опирается на формирование
* Научные исследования проведены при поддержке РФФИ проект №19-510-44011 Монг-т «Разработка концепции развития органического сельского хозяйства на основе прогрессивных методов и технологий». Благодарим Российский фонд фундаментальных исследований за финансовую поддержку наших исследований.
экопроцессов без негативного влияния на окружающую среду, поддерживает биоразнообразие в соответствии с теми природными циклами, которые характерны для местных условий. Органическое сельское хозяйство представляет такой вид аграрного производства, который обеспечивает производство пищевой продукции с сохранением экологии и здоровья животных и человека. За последние годы заметно выросло внимание к развитию органического сельскохозяйственного производства в России особенно. Прирост производства органической продукции составляет в среднем 12% в год, и темпы роста потребления превышают рост рынка продовольствия более чем в два раза. В настоящее время органическим сельским хозяйством занимается свыше 180 стран. Лидерами потребления органической продукции являются США, Китай, Канада, страны ЕС, которые обеспечивают 77% спроса [4]. Потребление органической продукции в мире за последнее десятилетие выросло более чем в 2 раза (рис. 1.), однако рынки сбыта органической продукции в Европе и США не обеспечены собственным производством. По прогнозам Grand View Research, рынок органической продукции в мире продолжит свой рост и к 2024 году составит 206 млрд долл.
150 Î00
¿00 150 100
11111II
Jill ii. ¿our. 2015 Г. гон-. . 2017 Г. ¿01 К Г. 2D19 f. 102.0 Г 101А 1 i.
Рисунок 1. Мировое потребление органической продукции, млрд долл. [4].
Figure 1. Global consumption of organic products, billion dollars [4].
Российский рынок органической продукции находится в самом начале своего развития и является перспективным направлением развития экономики страны. Он существенно отстает от западного, но за счет своей уникальности, богатства природных, в первую очередь, земельных ресурсов, ограниченного использования удобрений, растущих потребностей рынка и принятому законодательству за последние годы позволяет значительно увеличить объемы производства органической продукции. Площадь неиспользуемых, но пригодных для органического производства пахотных земель, которые могут быть вовлечены в оборот, в 2021 году составляет 10-12 млн га. Количество используемых в нашей стране пестицидов и удобрений в среднем существенно меньше (в 16 и в 8 раз соответственно), чем в ЕС (применение минеральных
удобрений по сравнению с другими странами: Российская Федерация — 37 кг д. в./га пашни, Китай — 364 кг д. в./га, Великобритания — 247 кг д. в./га, Германия — 204 кг д. в./га, Польша — 202 кг д. в./га, Индия — 158 кг д. в./га, США — 132 кг д. в./га) [4]. В России на законодательном уровне действует запрет на производство ГМО. Таким образом, у России имеются все необходимые условия для более быстрого перехода на органическое сельское хозяйство. Несмотря на некоторое снижение темпов роста органической продукции в последнее десятилетие, российский рынок показал активный рост площадей сельскохозяйственной земли под органическое земледелие (для производства органической продукции используется 0,3% пашни; рис.2).
Рисунок 2. Площадь сельскохозяйственных земель под органическую продукцию в РФ, тыс. га Figure 2. The area of agricultural land for organic products in the Russian Federation, thousand hectares *Составлено авторами по данным источников 4, 5.
*Compiled by the authors according to sources 4, 5
Это обусловлено тем, что данное направление аграрного производства не только позволяет создавать продукцию с большим спросом, но и расширяет экспорт аграрной продукции и повышает доходность малых форм хозяйствования. Главная идея производства органической продукции — соучастие в глобальном тренде по производству здоровой пищи в гармонии с природой. Рост объемов органического сельскохозяйственного производства и продукции с улучшенными характеристиками невозможен без применения биоинтенсивных органических технологий. Органические биоинтенсивные технологии предполагают отказ от воздействия на растения, почву и животных путем использования синтетических удобрений, пестицидов и традиционных ветеринарных препаратов, — формирование системы неразрывного взаимодействия животноводства и растениеводства, когда отходы каждой сферы становятся «подкормкой» для других производств в растениеводстве (рис.3). Согласно данной технологии, органическая ферма рассматривается как
живой организм с естественным кругооборотом, где животные содержатся в естественных условиях с выгулом, получая корм с собственных полей и лугов. Навоз от животных компостируется, смешивается с полезной растительной массой и добавками натуральных биоактивных препаратов, затем вносится в почву плодородных полей [7,8,9]. В итоге складывается интеллектуальная система управления «умной» фермой.
❖Автоматизированный блок определения технологических и технических решений.
❖Автоматизированный блок исходной информации: -тип предприятия;
- поголовье;
- назначение предприятия;
- наличие ресурсов;
- природно-климатические характеристики зоны расположения;
- и другие.
<• Автоматический блок анализа результатов деятельности предприятия и корректировки управленческих решений.
❖ Автоматизированный блок управления технологическими процессами:
- содержание животных;
- кормление; -доение;
- поение;
- микроклимат; -навозоудаление;
- утилизация навоза;
- контроль за состоянием животных;
-воспроизводство стада;
- и другие.
Цель - максимально достигаемая прибыль, рентабельность и окупаемость инвестиций.
Рисунок 3. Интеллектуальная система управления умной фермой Figure 3. Intelligent Smart Farm Management System
Исследования по применению биоинтенсивных и смарт-технологий в органическом сельском хозяйстве проводятся нами совместно с учеными Монгольского национального аграрного университета, поскольку аграрный сектор Монголии нацелен исключительно на производство органической и экологически чистой продукции с улучшенными характеристиками. В 2016 году Парламентом и правительством Монголии принят закон об «Органических продуктах питания». По приказу №А-09 и №А-180 Министра пищевой, сельскохозяйственной и легкой промышленности от 2018 года разработаны и утверждены основные правовые нормы и требования, например:
• Органические символы, символы, модели и процедуры их использования;
• Требования к лицу и процедура совместной регистрации и сертификации для органической пищи на основе доверия;
• Методика расчета органических пищевых ингредиентов;
• Процедуры организации сельскохозяйственного производства и производства органических пищевых продуктов;
• Список веществ, используемых в органическом сельскохозяйственном производстве и производстве органических пищевых продуктов;
• Порядок регистрации органического питания и публикации для общественного использования;
• Процедуры заявка на регистрацию отечественных органических пищевых продуктов [10].
Активно проводится работа по сертификации органических продуктов питания в Монголии. Зарегистрировано более 750 сертифицированных и зарегистрированных органических и переходных органических продуктов отечественного производства, а также 5 импортных продуктов. Зарегистрированы 27 импортеров органических продуктов и столько же отечественных производителей органических продуктов [10, 11].
«Таким образом нормативно-правовая система Монголии в области органического производства относительно хорошо разработана за короткий период времени, разрабатывается национальный план развития системы органического производства страны» [11].
В условиях климатических изменений параметры районированных сортов не соответствуют требованиям органического сельского хозяйства. Увеличивается распространение болезней и вредителей растений, в этой связи активизируется производство семян районированных сортов. На базе научных предприятии МГСХУ таких, как НИИРЗ, НИИЖ и НИИЗР проводятся исследования при поддержке Министерства сельского хозяйства и легкой промышленности Монголии, Министерства образования и науки Монголии и Монгольского Научного Фонда [12].
Комплексное агротехнологическое исследование органического земледелия еще не проводилось в Монголии. Однако исследование технологических элементов органического земледелия проводилось отдельно и используется в производстве. Научно-исследовательские работы по разработке технологии органического земледелия ведутся по следующим направлениям:
> Разработка и совершенствование технологии повышения плодородия почв с использованием сидератов;
> Улучшение снабжения почв органическими веществами путем размещения бобовых культур в севообороте;
> Разработка и использование органических удобрений, таких как навоз, компост, гуматы и эффективные микроорганизмы;
> Производства и внедрение биопрепаратов для защиты растений;
> Разработка и внедрение минимальной, мульчированной и нулевой технологии
> Исследование агрохимического состояния и биологической активности пахотных почв Монголии.
В большинстве процессов производство растениеводческой продукции по органическим и традиционным технологиям не отличаются друг от друга. Органическое земледелие включает в себя использование принципов биологии: отказ от использования фунгицидов, гербицидов, искусственных удобрений и антибиотиков; применение животных и растительных отходов как удобрений; использование севооборота для восстановления почвы; применение биологических способов зашиты растений; использование замкнутого цикла «земледелие-скотоводство» (растениеводство — корм, скотоводство — удобрения). С 2001 года в НИИРЗ получили AzospirШum Ыазйеше, Azotobacter сЫюососсит, Azoarcus sp, азотфиксирующие и другие полезные бактерии из почв с использованием биотехнологического метода. Разработали биоудобрения под названием Ризобактерии, состоящего высокоактивных местных штаммов в сухом виде. В результате внедрения ризобактериальных удобрений урожай яровой пшеницы увеличился на 11.3-46.9%, семенного картофеля — на 20-65%, различных овощей таких, как капуста, морковь, огурцы и репа — на 22.2-83.6%. Новый тип биопрепарата «Монгол эм» оказался безопасным для пищевых продуктов, безвредным для здоровья человека, и может быть использован для очистки загрязненных земель и вод. Рынок органической продукции Монголии находится в стадии формирования, и тем не менее, импорт органических продукции развивается за счет крупных, мелких и средних предприятий на данном этапе [13,14].
Современные наука и жизнь тесно связаны с цифровыми технологиями, которые проникают во все сферы человеческой деятельности. Это обусловлено их преимуществами: получение высококачественной и математически точной информации, возможность обработки больших массивов данных, доступность, сокращение затрат труда и др. Сельское хозяйство не стало исключением. При управлении сельскохозяйственным производством недополучение прибыли, а иногда и убытки, увеличение затрат труда и материальных ресурсов тесно связаны с отсутствием или несвоевременным получением информации на всех этапах производства продукции растениеводства и неоптимальным выбором технологии возделывания культур.
В связи с этим становится актуальным применение информационных систем при выборе технологий возделывания сельскохозяйственных культур на основе научного подхода и достижений научно-технического прогресса, умных технологий с оценкой их экономической эффективности для принятия решений при выращивании продукции растениеводства. Преимущества использования умных технологий в сельском хозяйстве [14,15]:
— использование искусственного интеллекта для оптимизации биологических и производственных процессов;
— контроль индивидуальных надоев животных, системы автоматизированного нормированного индивидуального и группового кормления животных, стимулирование и учет потребления кормов;
— роботизированные системы раздачи и перемещения кормов на кормовом столе;
— диагностика заболеваний животных на основе нейросетей (гемоскан).
При использовании умных технологий в сельском хозяйстве создается база
данных по таким показателям, как: климат, плодородие почвы, накопление влаги, процесс роста сельскохозяйственных культур и здоровье животных, — что позволяет производителям контролировать производственные процессы, производительность труда и эффективность и управлять ими на основе информации из базы данных. На основании этой базы становится возможным предотвращение рисков, планирование и расчет продаж с использованием возможности регулярного мониторинга и управления производственной деятельностью.
Иными словами, цифровизация позволяет:
1. Осуществлять управление затратами и сократить отходы за счет контроля всех производственных процессов;
2. Повысить эффективность производственной деятельности за счет автоматизации производственного процесса;
3. Обеспечить строгое соблюдение стандартов в технологическом процессе производства, постоянный контроль производственного процесса по технологии с помощью автоматического оборудования, а также улучшение качества продукта [15].
Использование всех этих преимуществ создает условия для развития отрасли производства органической сельскохозяйственной и пищевой продукции.
Список литературы
1. ФГБУ «Центр Агроаналитики» // URL: https://specagro.ru/news/202009 /rossel-khozbank-ozhidaet-rosta-rynka-organicheskoy-produkcii-v-rf-na- 10-12-v-god
2. Перспективы развития органического сельского хозяйства в России исследование sbs consulting март 2019г. // URL: https://s0.rbk.rn/v6_top_pics/media/rbcpro_presentations/2019/755562852094349/presentation-d5d9d7b8ff6245b89adbd7e521576e7b.pdf).
3. The world organic agriculture — FiBL-AMI survey 2021 (FiBL & IFOAM - Organics International (2021) // URL: https://www.ifoam.bio/world-organic-agriculture-2021.
4. Национальный органический союз- развитие рынка органической продукции // URL: https://rosorganic.ru/
5. Федеральная служба государственной статистики (Росстат) // URL: https://rosstat.gov.ru/folder/10705 ; https://rosstat.gov.ru/folder/11186
6. Старостин, К.В. Использование органического удобрения для возрождения плодородия почв и повышения урожайности / К.В.Старостин. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. 2017. №20(154). С.231-233 // URL: https://moluch.ru/archive/154/43656/ (дата обращения: 23.01.2022).
7. Удобрения в органическом земледелии // URL: https://irkobl.ru/sites/agroline/ — Правительство Иркутской области. Официальный портал.
8. Нано, био, смарт и не только: современное сельское хозяйство в 20 понятиях // URL: https://meduza.io/feature/2020/10/08/nano-bio-smart-i-ne-tolko).
9. Вектор развития органического сельского хозяйства развернулся к практике // URL: https://soz.bio/vektor-razvitiya-organicheskogo-selskogo-hozyajstva-razvemulsya-k-praktike/
10. Гантулга Г., Хэрууга Т., Бямбаа Б., Насущные проблемы развития сельского хозяйства Монголии и пути их решения. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2018; 48(6): 90-95 // URL: https://doi.org/10.26898/0370-8799-2018-6-12.
11. БаярсYх Н. Состояние органического сельского хозяйства и научные подходы биоинтенсивной технологии в аграрном производстве Монголии // URL: http://rectors.altstu.rU/ru/periodical/archiv/2021/1/articles/1_2.pdf
12. А. Бакей, С. Сюзанна. Монгол Улсын хвгжлийн бодлого бахунсний тогтолцоо илтгэл, YXT, НУБ-ийн ХХААБ, 2021.
13. Kundius, V. Innovative technologies and challenges production of organic ecological products in the regions of Russia / V. Kundius, О. Voronkova // Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 274. Art. 012070.
14. Voronkova O. Yu.1, Kundius V.A.2 Economic and Mathematical Modeling of the Process of Production of Quality Agricultural Products // QUALITY Access to Success Vol, 20, No, 173/December 2019, Р.116-120.
15. Kundius V.A. Justification of the concept of development of modern organic agriculture on the basis of biointensive technologies// SHS Web of Conferences 101, 02031 (2021) // URL: https://doi.org/10.1051/shsconf/202110102031 SAHD 2021.
