Экологизация и эффективность технологий точного земледелия

В завершенном виде новые подходы должны предусматривать не только освоение режи­мов on-line и in-silu, но и, кроме того, устранение всех промежуточных операций, автоматизированную обработку полученных данных, исполь­зование необходимых нормативов и выдачу управляющих рекомендаций па современных носителях и их последующее использование для выра­ботки конкретных директив сельскохозяйственным агрегатам. Последние при этом должны быть оборудованы соответствующими устройствами для восприятия и исполнения рекомендаций.

Эффективность технологий точного земледелия

В зарубежной литературе экономической эффективности точного земледелия уделяется много внимания. Так, в работе D. Lambert. (2000) проанализировано 108 источников и дан вероятностный анализ результатов его применения. Еще рапсе анализ эффективности точного земледелия осуществили Blackmore el al. (1994). Ниже изложим резуль­таты этих двух работ, используя публикацию В. П. Якушева и др. (2002). Кстати, насколько нам известно, в научной периодике стран СНГ — это первая и единственная попытка изложить вопросы экономической эф­фективности точного земледелия.

Обычно дополнительные затраты па освоение и внедрение точного земледелия учитывают на нескольких (2-3) уровнях — так как это было продемонстрировано нами выше на примере возделывания ячменя в под­робно рассмотренной работе R. Godwin. (2001). 1-й уровень — это внедрение лишь отдельных элементов точного земледелия, 2-й — наибо­лее полный.

Рассмотрим результаты 1-го уровня. Дополнительные затраты по­казаны в табл.10.12.1.

Таблица 10.12.1. Дополнительные Затраты На Внедрение Точного Земледелия На Уровне 1

На первом уровне основные затраты требуются на покупку компьютера, трактора и опрыскивателя. С помощью приобретенного оборудования можно решать разнообразные экономические задачи, в том ЧИСЛО ус­тановить время окупаемости вложений, проследить за измененном эко­номических результатов в связи с ростом цен и другие.

Экономический эффект был рассчитан для фермы с размером паш­ни в 200 га при производстве зерновой продукции. Затраты составили  11га, что дало 1,7% прибыли от продажи пшеницы. Чтобы покрыть эти затраты, фермер должен сэкономить на покупке семян, удобрений и агрохимикатов примерно 5%.

На втором уровне достигается более полное освоение элементов точ­ного земледелия и оказывается возможным лучше реализовать преиму­щества новых технологий. Вместе с тем возрастает не только перечень приобретаемого оборудования, по и появляются новые требования — не­обходимость формирования и поддержания собственной базы данных (картографических и атрибутивных), активного взаимодействия с внеш­ними источниками информации  метеорологической, экономической (цепы на рынке па продукцию, технику, услуги и т. д.), прогнозной (не­благоприятной погоды, вспышек вредителей и др.), экспертной. Только в этих условиях возможно понимание существа всех процессов и обосно­ванное принятие решений.

Дополнительные затраты на этом уровне демонстрируются в табл. 10.12.2.

Дополнительные затраты па втором уровне внедрения точного земледелия (при размере фермы 200 га) составляют 50 Га, что обеспечит 7% прибыли (сравните с 1,7% па первом уровне). Для того чтобы окупить затраты на внедрение необходимо сократить общие затраты примерно па 22%. Как видно из таблицы, основную долю затрат составляет комбайн, оборудованный GPS и бортовым компьютером. Конечно, трудно ожидать, что рассчитанная прибыль будет сразу достигнута. Необходимы годы, чтобы в практику сельскохозяйственных предприятий были внедрены новые технологии. Вместе с тем, в экономически крепких хозяйствах (а таких, судя из того, что комбайны и тракторы западных производителей в Украине уже не редкость) возможности для активного освоения точного земледелия постепенно формируются.

Анализ D. Lambert, выполненный на основе обобщения мно­гих источников, показал, что экономическая эффективность от внедре­ния точного земледелия (фактически анализ был произведен для всех случаев применения дифференцированного, а не только точного земле­делия) отмечалась в 63% случаев, отрицательный результат был найден в 11%, неопределенный — в 26% . Достаточно четкую картину (эффект в 63% случаев) показало дифференцированное внесение азотных подкормок, но и здесь 15% — это отрицательный результат. Менее эффективна дифференцированная технология в орошаемом земледелии (50% — поло­жительный, 50% — неопределенный результат). Обращает внимание, что ВО всех случаях, где применяли GPS, был экономический эффект.

Таблица 10.12.2. Дополнительные затраты на внедрение точного земледелия на Уровне 2

* Экспертная Оценка

В научной литературе имеются работы, в которых поlсчитывается экономический эффект лини, от некоторых технологических Операций. Например, только посев в точном земледелии содействует экономии по­севного материала. Из работы P. Jurchik (1997). следует, что па площади 36 га при посеве кукурузы с учетом плодородия различных уча­стков поля была достигнута экономия 7 единиц посевного материала (1 единица соответствует 50000 зерен кукурузы).

В работе D. Lamberl  также сравнивали эффективность норма­тивных показателей действия удобрений, полученных экспериментально в полевых опытах, с соответствующими параметрами, взятыми из разра­ботанных моделей роста растений. Хотя этот вопрос прямого отношения к эффективности точного земледелия не имеет, заметим, что функции отклика урожая были па 10% выше, если параметры брались из моделей.

Этот вопрос представляется очень важным при разработке экспертных советующих систем (в том числе и для точного земледелия ) и донизывает всем скептикам актуальность и выгодность моделирования вместо громоздкого и дорогостоящего полевого экспериментирования. Например, но вопросу об эффективности азотных подкормок в Украине проведет огромное количество полевых опытов на различных почвах и с различными сельскохозяйственными культурами. Они, уверены, позволяют раз работать модели, на основании которых можно прогнозировать парамет­ры подкормок с учетом большинства решающих факторов (почвенных, погодных, других) и не проводить больше новых полевых опытов (по крайней мере, до тех пор, пока существенно не изменятся экономичес­кие условия).

М. Мур (2002) обобщил многолетний опыт использования системы точного земледелия FiеldSlar в Великобритании (подробно эта система описана в разделе 10.8) и пришел к следующим выводам (табл. 10.12.3).

В Украине также известны расчеты экономической эффективности точного земледелия (Я. в. Айзенберг, 2002). Оказалось, что при при­менении точного земледелия можно сэкономить до 30-40 % минеральных удобрений и химических средств защиты растений. Если принять, что средняя цепа одной нормы химических средств составляет 10-15 на 1 га и таких обработок за сезон нужно осуществить 4-5, то при площади 1500 га удастся сэкономить до 15 тыс. Иначе говоря, за один сезон мож­но окупить стоимость автоматизированной системы управления этим процессом.

В другой работе, выполненной в Украине (В. В. Медведев, 2002), сделан расчет потребности в азотных удобрениях на основе обыч­ной технологии установления содержания подвижных форм минераль­ного азота (но средним показателям) на основе детального отбора и анализа почвенных образцов в полях, где возделывалась озимая пшени­ца). Оказалось, что в первом случае потребность для Харьковского райо­на Харьковской области составила 1000 т аммиачной селитры, во втором — всего лишь 700 т. Важно заметить, что при внесении пониженного ко­личества удобрений был, тем пе менее, достигнут нормативный прирост урожая — 3,7 ц/га, а окупаемость каждого килограмма внесенного азота составила 10-11 кг зерна.

Т. М. Болотова и др. (2006) обосновали аналитические выражения для оценки экономической эффективности точных технологий. Оказа­лось, что при переходе к дифференцированному внесению агрохимикатов, которые осуществляются с учетом детальных карт пестроты плодо­родия поля и состояния растений, себестоимость единицы сельскохозяй­ственной продукции удастся уменьшить па 6-9 % по сравнению со стандартной технологией и на 15-20 % при условии, если применяются мик­ропроцессорные исполнительные системы управления технологическим процессом. Простой расчет показывает, что уже при получении среднего урожая зерна дополнительная прибыль оказывается достаточной, чтобы окупить затраты на приобретение специального оборудования даже при площади посевов в 100 га. С пашей точки зрения, вряд ли требуются еще какие-либо дополнительные аргументы в пользу точного земледелия.

Таблица 10.12.3. Средние Показатели Прибыли На Полях, Где Были Выявлены Проблемные (Низкоплодородные) Участки