GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU

© Сельскохозяйственная техника №5 2009г.
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЭКОСИСТЕМЫ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.

Ильин Олег Владимирович, Ильина Татьяна Олеговна
Всероссийский Институт электрификации сельского хозяйства – ГНУ ВИЭСХ, 109456, Москва
Семячкина Екатерина Олеговна, Волошин Сергей Петрович
Независимый Инновационный Научно-производственный Центр – НИ НПЦ «Олимп», 127204, Москва

Современное сельскохозяйственное производство напрямую связанно с потреблением значительного количества горючего, тепловой и электрической энергии. Высокое энергопотребление особенно характеризует вегетационные сооружения защищенного грунта.

Однако в сельскохозяйственном производстве разработаны экосистемы, позволяющие значительно снизить энергопотребление и трудовые затраты, улучшить экологию и поднять экономику. Это третье направление в сельскохозяйственной деятельности человека, получающее все большее распространение в связи с ростом прогресса науки и техники. Речь идет о промышленном растениеводстве – интенсивной производственной светокультуре растений.

Свет является одним из главнейших условий полноценного развития растений. Искусственное освещение – это не только физический заменитель солнечного света, это совершенно новый фактор физиологического воздействия, помогающий открыть глубоко спрятанные в генетическом механизме потенциальные возможности роста, развития и продуктивности растений. Сочетание этого фактора во всем его многообразии с прочими условиями выращивания растений и составляет основу интенсивной светокультуры (ИС).

Поскольку реализация интенсивной светокультуры в агрофитокомплексах происходит полностью в закрытых теплоизолированных помещениях, исключаются потери тепловой энергии во внешнюю среду, как это происходит в защищенном грунте.

Разработанные для ИС гидропонно-осветительные установки для выращивания растений – ГОУВРИ и агротехнологии выращивания на них многих сельскохозяйственных структур в условиях ИС показывают высокую экономическую эффективность, позволили на порядок снизить удельную материало- и энергоемкость ИС, добиться стабильности в постоянной эксплуатации.

В установках ГОУВРИ расходы электроэнергии на создание освещения необходимой интенсивности сведены к минимуму – 0,25 - 0,4кВт/кв.м, что значительно ниже энергопотребления сооружений защищенного грунта. Применяемые в ИС источники света экологически чистые, не содержат солей ртути и не дают жесткого ультрафиолетового излучения, как лампы ДРЛ или ДРЛФ, применяемые до сих пор в сооружениях защищенного грунта для подсвечивания растений. Их выход из строя не опасен для обслуживающего персонала и не нарушает экологию среды при утилизации, а срок службы более 20 тысяч часов.

Разработанные нами для этих ламп отражатели безопасны в эксплуатации и одновременно их конструкция равномерно распределяет тепло ламп для обогрева производственных помещений, что позволяет на порядки снизить энергозатраты на обогрев их зимой, а также на вентиляцию и охлаждение в ленте время, по сравнению с защищенным грунтом.

Процессы ухода в ИС предельно просты и автоматизированы, не требуют замены почвогрунтов, трудоемкой подготовки дорогих почвосмесей, их пропаривания, обеззараживания и т. д., что значительно снижает трудозатраты по сравнению с тепличным производством. Для приготовления питательных растворов применяются те же удобрения, допускаемые ГОСТами для применения в сельскохозяйственном производстве.

Применение современных материалов для изготовления установок ГОУВРИ снизило трудозатраты в их эксплуатации. Использование пищевой нержавеющей стали для бака-растильни позволило сделать субстрат фактически несменяемым, его регенерация занимает всего несколько ночных часов, а процесс выращивания растений в нем может длиться годами.

Многочисленные анализы состава и состояния питательного раствора в процессе вегетации растений позволили сделать вывод о более рациональной замене его по мере расходования питательных элементов на новый, не прибегая к приборному контролю содержания отдельных ионов и восстановлению их концентрации в рабочем растворе, как это принято делать в тепличных комбинатах. Это дало возможность снизить уровень заболевания растений и отказаться от применения пестицидов, а значит избежать наличия их остаточных количеств в продукции, гарантированно подняв этим ее экологическую чистоту.

Интенсивная светокультура позволяет широко автоматизировать основные производственные процессы – включение и выключение света при заданном актиноритме, длительность и периодичность подачи питательного раствора, поддержание его уровня и заданной температуры, параметров микроклимата в помещении с ИС и других. Переход на компьютерные технологии управления позволил расширить и упростить возможности автоматизации производственных процессов практически одновременно контролировать множество исполнительных механизмов регулирования процесса выращивания растений.

В ИС среда обитания растений стабилизирована и их продуктивность зависит только от условий, создаваемых самим человеком. Продуктивность фитоценозов в ИС существенно превосходит таковую в тепличных комбинатах и позволяет говорить о новой эре в развитии растениеводства.

Для ИС разработана серия энергосберегающих безотходных наукоемких агротехнологий, позволяющих круглогодично получать рекордно высокие урожаи экологически чистой диетической продукции. Эти технологии показали свою значительную, на порядки большую урожайность и экономию энергоресурсов по сравнению с открытым и, тем более, защищенным грунтом.

Урожайность карликового сорта томатов «Танюшка», выведенного Ильиной Т.О. в 1994-95г.г. специально для условий ИС, составляет 18 - 20 кг/кв.м при периоде вегетации всего 47 дней, или за год 8 урожаев дают 150 - 160 кг спелых помидоров с одного квадратного метра при энергопотреблении всего 14 - 16 кВт/кг. Биохимический состав плодов томатов с установки интенсивной светокультуры по сравнению с продукцией из грунтовой стеклянной теплицы, по данным лаборатории биохимии ВИРа, превышал ее по сухому веществу в 2 - 2,4 раза, по содержанию витамина С в 2 - 2,2 раза, сахаров в 3 – 3,2 раза, а кислотность была ниже в 1,5 – 2,1 раза. Такие томаты становятся диетическими и пригодны в пищу детям и пожилым людям.

Огурцы сорта «Подлунный», выведенного Ильиным О.В. в 2003 году, могут плодоносить более года при годовой урожайности более 150 кг/кв.м при полном отсутствии отходов по экологичесикм показателям и расходе электроэнергии в тех же пределах.

Зеленые овощные культуры при ежедекадной срезке, а также, салаты при разовой уборке, дают урожай от 6 до 10 кг с кв.м диетической продукции с повышенным содержанием эфирных масел (укроп, базилик, петрушка, кинза, сельдерей и т. д.). Расход электроэнергии при этом составляет 18 – 20 кВт/кг.

В ИС производство зеленого лука из дотационной стало самой рентабельной технологией. При расходе выборка 16 – 20 кг/кв.м выход зеленого лука за 15 дней составляет более 22 кг/кв.м при товарности 98%, расход электроэнергии всего 0,2 кВт/кг, а окупаемость всех затрат менее месяца. При этом содержание нитратов в таком луке менее 0,5 ПДК, а по остальным показателям он диетический.

Растения различных культур, выросшие из рассады, полученной на ИС, отличаются более дружной, ранней и повышенной урожайностью. Рассада томатов любых сортов на ИС успевает заложить первую цветочную кисть уже к концу второй недели от всходов. На получение такой рассады требуется всего 0,2 кВт/ч электроэнергии, что на порядок меньше затрат в защищенном грунте. Кроме того, применение такой рассады в тепличных комбинатах позволяет получать продукцию томатов, а также перцев, баклажан, огурцов раньше на месяц и более.

Отработаны технологии получения качественного посадочного материала (рассады, сеянцев, саженцев) свеклы, капуст, других овощных культур, пищевого амаранта, однолетних и декоративных культур, сеянцев плодовых и ягодных культур и др. Выращивание амаранта пищевого через рассаду, выгоняемую на установках ГОУВРИ, позволяет высаживать его в сроки посева семенами, при этом она высотой 16 - 20 см и не забивается сорняками. Благодаря удлинению периода вегетации амарант успевает дать мощные метелки с полностью вызревшим зерном, причем у отдельных растений вес его может достигать 600 – 800 грамм при повышенной масличности.

Установки ГОУВРИ зарекомендовали себя высокоэффективными для ускорения и подращивания любого посадочного материала, полученного путем меристемного размножения в биотехнологических лабораториях.

При переводе животноводства на промышленную основу, когда требуется получение больших количеств витаминного зеленого корма, применение методов ИС позволяет получать его при затратах электроэнергии всего 0,2 кВт/кг зеленого фуража, причем со значительно лучшими биохимическими показателями, что важно для получения больших привесов у животных.

Технология круглогодового выращивания стевии (растение – сахарозаменитель для лечения диабета) позволяет ежемесячно получать около 4 кг/кв.м зеленой массы с содержанием лечебных дитерпеновых гликозидов более 18%, или 12 раз в год, что по данным ВНИИСС им. Мазлумова (г. Рамонь, Воронежской области) более чем в 650 раз превышает годовой урожай стевии на Воронежских черноземах.

Технологии выращивания декоративных культур позволяют получать за год до 2500 цветков на срезку гвоздик, астр, левкоев, львиного зева, гладиолусов и других цветов, что более чем на порядок превышает возможности тепличных хозяйств, причем вывод цветков класса «экстра» до 90 – 95%, а их срезка круглогодичная.

Значительно сокращаются сроки при проведении на ИС селекционной работы по созданию новых сортов и гибридов растений. Это обусловлено возможностью круглогодичного выращивания растений, моделирования любых условий выращивания, применения различных методов – семенных, микроклональных, прививочных и других способов размножения растений, быстрой фиксации ожидаемых результатов.

Заслуживает особого внимания экологическая чистота растений, выращиваемых в условиях интенсивной светокультуры. Установленные в технологиях выращивания параметры актиноритмов и величины облученности растений обеспечивают увеличение урожаев растений с показателями уровня нитритов и нитратов значительно ниже ПДК. Контроль качества применяемой воды и чистоты химических препаратов для приготовления питательных растворов гарантируют в ИС отсутствие в растительной продукции солей тяжелых металлов и радионуклидов, остаточных количеств пестицидов, различных гормонов и стимуляторов, растительных аллергенов.

Все это обусловило высокую экономическую эффективность ИС гораздо более высокую, чем открытый грунт или тепличное производство.

журнал "Сельскохозяйственная техника" №5 2009г.

GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU