Новые технологии в сельском хозяйстве могут оказаться и тупиком. Инновационные технологии в растениеводстве

Сельское хозяйство на современном этапе переживает новый подъем. Развитие новых технологий позволяет увеличить производительность, снизить себестоимость производства, а также улучшить качество продукции. В современном сельском хозяйстве можно выделить несколько направлений развития технологий и использования инноваций:

• Технологии обработки почвы
• Технологии производства сельскохозяйственных машин и оборудования
• Технологии выращивания и содержания скота
• Технологии осушения и орошения почвы
• Технологии сбора и сохранения продукции
• Технологии транспортировки и реализации продукции

Кроме этих направлений существует еще широкий спектр инновационных направлений, применимых в сельском хозяйстве.

Вопросы производства экологически чистых продуктов выходят сегодня на первый план. В связи с этим очень востребованы сегодня технологии, позволяющие повысить чистоту продуктов. Использование современной техники также способствует повышению качества продукции.

И конечно же, несомненно, одним из приоритетных направлений было и есть все, что связано с повышением производительности продукции. Инновации, позволяющие собирать по нескольку урожаев сельскохозяйственной продукции в год успешно дополняют технологии безотходного производства и технологии грамотного сбора и сохранения урожая.

В секторе животноводства развиваются технологии заготовки кормов, технологии содержания и разведения птицы, скота и ранее экзотических животных.

Возможности современного сельского хозяйства сегодня не менее впечатляющи чем возможности космической и компьютерной отраслей и от инноваций в этой области зависит обеспечение продуктами питания населения страны. Эффективные методы противостояния природным катаклизмам и сохранение урожая и поголовья скота тоже относятся к приоритетным направлениям.

В нашем каталоге научно-технического портала Вы сможете познакомиться с новинками технологий в области сельского хозяйства. Вы получите представление о новых идеях, задумках, разработках, а также уже существующих и действующих моделях, позволяющих улучшить технологический процесс и повысить эффективность производства продуктов питания и других товаров сельского хозяйства. Мы уверены, что Вы найдете здесь идеи, достойные реализации.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим первичную обработку глинистого сырья и его подачу в технологическую линию для производства керамических изделий. Устройство для рыхления и дозированной подачи глинистого сырья содержит бункер для сырья, размещенный под ним питатель, в корпусе которого установлена по меньшей мере одна пара встречновращающихся валов с рыхлящими элементами, и размещенный под окном выгрузки питателя ленточный транспортер, оснащенный средствами взвешивания. Участки валов, расположенные над окном выгрузки питателя, выполнены в виде трехзаходных либо четырехзаходных шнеков, лопасти каждого из которых перемещаются в межлопастных промежутках соседнего шнека. Технический результат - повышение точности дозирования за счет исключения самопроизвольного выпадения материала на ленточный транспортер после остановки привода вращения валов. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для разделения сыпучих семенных смесей. Устройство содержит выполненный из диэлектрика вращающийся барабан, электроды чередующейся полярности, питатель, приемники продуктов разделения. Барабан установлен горизонтально и размещен внутри наружного полого статора в форме подковы в поперечном сечении, который неподвижно закреплен и разделен на несколько зон сепарации по ходу движения материала, каждая из которых имеет систему электродов чередующейся полярности с переменным шагом. Верхний и нижний концы статора в поперечном сечении смещены на угол 10° от его вертикальной оси. Приемники продуктов разделения крупной и мелкой фракций размещены парами параллельно друг другу внутри вращающегося барабана в каждой зоне сепарации. Продольные ближние концы каждой пары соединены между собой и расположены под верхним окончанием статора. Приемники крупной фракции снабжены выводами зерна за пределы барабана, а мелкой фракции - в следующую зону сепарации. Приемник мелкой фракции, расположенный в последней зоне сепарации, снабжен выводом зерна за пределы барабана. Улучшается качество сепарации при снижении затрат электроэнергии и увеличении производительности. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для получения пищевого растительного масла в маслоперерабатывающей промышленности. Маслопресс, включающий камеру измельчения, шнековый вал, маслоотжимную камеру с зеерным цилиндром, механизм регулирования давления в прессе, шнек, питатель пресса, шнековый вал питателя, отличается тем, что маслопресс состоит из двух рабочих камер, первая камера представляет собой камеру измельчения и термообработки исходного масличного сырья, а вторая - камера отжима масла, камера измельчения и термообработки сырья состоит из трех зон, первая зона - зона загрузки исходного сырья, вторая - зона влагообработки семян, третья - зона измельчения, в камере измельчения и термообработки сырья установлены два шнека, вращающиеся навстречу друг другу, зона термообработки снабжена патрубком для подачи воды, камера отжима масла, состоящая из зоны загрузки и измельчения сырья, которая находится под вакуумметрическим давлением, а также зоны прессования масличного сырья, камера отжима масла снабжена крышкой в зоне загрузки и измельчения сырья, зона прессования представлена зеерным корпусом, состоящим из зеерных пластин трапецеидальной формы с двумя фасками на внутренней поверхности, шаг витков шнека, установленного в камере измельчения и термообработки исходного масличного сырья, постепенно уменьшается по всей длине. Изобретение позволяет разработать конструкцию маслопресса, позволяющую снизить энергозатраты, уменьшить габаритные размеры, а также осуществить операции измельчения и обжарки исходных масличных культур, увеличить выход масла в камере термообработки маслопресса. 3 ил.

Новинка современного рынка, которая поразит и удивит любого садовода! Данный прибор эффективен при воздействии его как над землей так и под ней. При помощи данного устройства Вы избавитесь от надоедливых вредителей навсегда. «Град А-500» был разработан на основе современных технологий. Он издает звуки, которые способны отпугнуть таких грызунов-вредителей как землеройки, кроты, мыши, крысы и другие.

Чтобы помочь фермерам оптимизировать свою работу по высаживанию семян гибридов, повысить их всхожесть и увеличить доходность сельского хозяйства, компания Kinze Manufacturing, Inc создала концепт первой в мире электрической мульти-гибридной сеялки.

Мыши, крысы и другие грызуны семейства млекопитающих наносят огромный вред сельскому хозяйству. Наверное, каждый дачник не раз задумывался об эффективном методе, способном навсегда изгнать вредителей с участка, ведь они уничтожают весь урожай буквально за несколько дней, и при этом никакой химический яд не имеет на них никакого воздействия...

Создание и функционирование информационных систем в управлении экономикой тесно связано с развитием информационных технологий - главной составной частью автоматизированных информационных систем.

Автоматизированная информационная технология (АИТ) - совокупность методов и средств сбора, регистрации, обработки, передачи, накопления, поиска и защиты информации на базе применения программного обеспечения, вычислительной техники и средств связи, а также совокупность способов, с помощью которых информация предлагается клиентам.

Спрос в условиях рыночных отношений на информацию и информационные услуги привел к тому, что современная технология обработки информации ориентирована на применение широкого спектра технических средств, вычислительных машин и средств коммуникаций. На их основе создаются вычислительные системы и сети различных конфигураций с целью накопления, хранения, переработки информации, максимального приближения терминальных устройств к рабочему месту специалиста или лицу, принимающему решение.

В современных условиях принятие оптимального решения в любой сфере человеческой деятельности базируется на своевременной и качественной информации.

Средством и инструментом обработки и хранения электронной информации является вычислительная техника. Использование вычислительной техники основывается на компьютерных технологиях, включающих три элемента: технику, программы и информацию. Совокупность взаимосвязанных сведений (данных), хранимых на машинных носителях, - это база данных, а информация, размещенная на информационных носителях (книги, базы данных и др.), - это информационные ресурсы.

Информационные технологии - это совокупность средств и методов информационных процессов (получение, обработка, хранение, передача информации с использованием технических и программных средств).

Цель информационно-консультационной службы АПК-достижение конкурентоспособности аграрного сектора посредством содействия сельскохозяйственным товаропроизводителям в повышении эффективности производства и сбыта продукции.

Информационно-консультационные службы оказывают содействие товаропроизводителям всех форм собственности в повышении экономической эффективности производства путем:

Выбора и освоения новых технологий, новых видов техники, машин и оборудования, сортов сельскохозяйственных культур и пород животных.

Разработки бизнес-планов для получения в инвестиционных и краткосрочных кредитов.

Определения оптимальных программ кормопроизводства и использования кормов, составления оптимальных рационов кормления для сельскохозяйственных животных.

Предоставления оперативной информации о ценах и поставщиках сельскохозяйственной техники, оборудования, минеральных удобрений.

Определение потребности в удобрениях и оптимизации их распределения по культурам.

Разработки программ маркетинга и поиска рынков сбыта сельскохозяйственной продукции.

Помощи в решениях юридических вопросов, налогообложении и ведении бухгалтерского учета с элементами экономического анализа.

Применение информационных технологий повышает производительность и эффективность управленческого труда, позволяя по-новому решать многие задачи. Например, электронная техника и информационные технологии позволяют определять местонахождение любого предмета в пространстве и во времени, чем и объясняется возможность их использования в «точном (ориентированном) сельском хозяйстве».

Среди задач «точного сельского хозяйства» - оптимизация производства с целью получения максимальной прибыли; рациональное использование ресурсов, в том числе природных; защита окружающей среды. «Точное сельское хозяйство» рассматривается как неотъемлемая часть ресурсосберегающего и экологически чистого сельского хозяйства. Оно позволяет обеспечивать контроль сельскохозяйственных операций.

Основой «точного сельского хозяйства» является измерение и понимание вероятностей, влияющих на рост растений. «Точное сельское хозяйство» - это эффективное, или рациональное, управление процессами роста растений в соответствии с их потребностями в питательных веществах и условиях произрастания.

Для ведения «точного сельского хозяйства» необходимо использование специальных приспособлений и технологий, таких как:

Приемники-антенны глобальных позиционных систем (GPS - ГПС или ГЛОНАС), устанавливаемые на любом объекте (машине, агрегате и др.). Они пеленгуют сигналы со спутников, находящихся в зоне приема информации. Для точного определения местонахождения объекта в пространстве и во времени достаточно получать сигналы с 3-4 из 24 спутников, вращающихся вокруг земного шара. Точность определения местонахождения объекта при этом находится в диапазоне от нескольких метров до одного сантиметра;

Географическая информационная система (GIS - ГИС) - это программное обеспечение, позволяющее обрабатывать и показывать пространственную информацию, компьютеризировать и составлять электронные карты. Географическая информационная система позволяет обрабатывать и анализировать различные пространственные данные, интегрированные в цифровом виде;

Датчики для дистанционных измерений и бортовые датчики для приведения в действие исполнительных частей машинного агрегата.

Дистанционные датчики служат для измерения температуры и влажности почвы, определения состояния растений (наличие сорняков, болезней и вредителей), урожайности посевов и проч. Действие дистанционных датчиков основано на применении лазерно-радарных, ультразвуковых, электромагнитных установок, использовании инфракрасных волн, спектрофотометров, визуальных телекамер, атомных резонаторов и т.д.

Бортовые датчики служат для мониторинга урожая, определения нормы высева семян, внесения удобрений, ядохимикатов, воды, извести; места нахождения и скорости движения техники; замера технических параметров движения машин (буксования, тяги и проч.).

Так, первые комбайны фирмы «Массей-Фергюсон» были оборудованы приемниками-антеннами, принимающими сигналы со спутников, автоматическим устройством для мониторинга урожайности. Совмещая информацию о местонахождении комбайнового агрегата и мониторинга урожайности, можно узнать урожайность в любой точке поля в любое время.

Урожайность сельскохозяйственной культуры на различных участках одного поля не бывает одинаковой. На величину урожайности влияют такие факторы, как: качество почвы (плодородие, кислотность, механический состав); дозы и виды внесенных удобрений; топография местности; наличие лесополос; технология посева, ухода за сельскохозяйственной культурой, уборки урожая; качество семян; болезни, вредители сельскохозяйственных растений; погодные условия и многое другое.

Сравнивая те или иные характеристики полей с картами урожайности, специалисты хозяйства могут выявлять причины неравномерной урожайности сельскохозяйственной культуры на поле (отдельные участки поля более продуктивны, чем другие).

Принятие решений, например, о необходимости дополнительного внесения удобрений на конкретном участке поля будет основываться на информации, полученной с помощью глобальной позиционной и географической информационной систем, традиционных источников, а также на основе экспертных оценок практиков и консультантов. Зная карты урожайности, почвенные и другие характеристики полей, используя глобальную позиционную и географическую информационную системы, датчики, исполнительные автоматические устройства рабочих частей машин, можно составлять программу последующего движения машинного агрегата (например, с целью внесения удобрений) и по заданным программам вносить на конкретный участок поля соответствующее количество удобрений с сочетанием азота, фосфора и калия в необходимых пропорциях.

Мировая практика применения «точного (ориентированного) сельского хозяйства».

В США, Японии, Китае и некоторых европейских странах (Германия, Англия, Голландия, Дания) «точным сельским хозяйством» начали заниматься с 80-х годов, в странах Восточной Европы - с начала 90-х годов прошлого столетия.

Фирма «Массей-Фергюсон » (Massey Ferguson) - первая компания, которая стала производить комбайны с устройством для создания и использования карт урожая. Эти комбайны оборудованы глобальной позиционной и географической информационной системами, имеют связь со спутниками через приемник-антенну, а также оборудование для ведения мониторинга урожайности. Подобное оборудование выпускают также компании «Джон Дир», «Класс», «Нью Холланд» и др.

Затраты на оборудование «точного сельского хозяйства» окупаются после 2-4 лет его использования. В 1999 г. комплект оборудования (антенна, компьютерное устройство с программным обеспечением) для «точного сельского хозяйства», устанавливаемого на машинных агрегатах, стоил примерно 15 тыс. долл. США. Окупаемость этих затрат зависит от времени использования оборудования, размеров полей, на которых оно применяется, объема производимых работ. Применение «точного сельского хозяйства» наиболее эффективно в крупных предприятиях.

В США, Канаде, Англии, Германии, Голландии, Дании, Китае и других странах мира созданы научно-производственные центры «точного сельского хозяйства». В 1999 г. на фермах всех стран мира работало более 1500 машин, оборудованных соответствующими системами. Более 4% фермеров США применяли в своей практике «точное сельское хозяйство».

В октябре 2000 г. в Китае прошла международная конференция по инженерным и технологическим наукам, на которой присутствовало 2500 ученых и специалистов, обсуждались различные направления развития наук и технологий, в том числе инженерных наук по информационным технологиям, устойчивому развитию сельского хозяйства, включая «точное земледелие».

Таким образом, практическое применение «точного сельского хозяйства» стало возможным благодаря широкому использованию программного обеспечения электронной техники, созданию дистанционных и бортовых датчиков для приведения в действие исполнительных автоматических частей машин и агрегатов. Ускорение решений задач по улучшению управления в агропромышленном комплексе с использованием электронной техники заключается не только в повышении его финансирования, но и в подготовке кадров, способных создавать и применять информационные технологии в сельском хозяйстве, в том числе и ведение «точного сельского хозяйства». Один из признаков применения информационных технологий в хозяйствах - наличие компьютеров, а также их соединения с Интернетом (таблица 1).

Примером интенсивного применения информационных технологий явля-ются страны Евросоюза. При этом количество компьютеров в этих странах, под-ключенных к Интернету, практически не превышает 50%. Ряд ученых в облас-ти информационных технологий считает, что существующий уровень приме-нения компьютерной и коммуникационной техники в исследованных странах крайне низок для эффективного применения современных информационных технологий.

В информационном обществе фермер может подключиться к Интернету из любой точки местности посредством мощных беспроволочных коммуникационных связей. Он отслеживает необходимые аспекты функционирования фермы, так как средства механизации, животные снабжены миниатюрными компьютерами, подключенными к общей сети Интернета. Фермер может установить различные типы датчиков в необходимых местах и иметь доступ к ним в любое время, таким образом, он имеет доступ ко всем потребным данным.

Новый век ставит перед человечеством новые проблемы, в частности: накормить растущее население планеты, удовлетворить спрос в качественных продуктах питания, как добиться повышения производительности труда на предприятиях АПК?

Сельское хозяйство - идеальная среда для применения информационные технологии (ИТ). В связи с этим для эффективного и устойчивого функционирования хозяйствующих субъектов республики в новых условиях необходимо применять передовые информационные технологии, позволяющие выявить их внутренние резервы, привлечь внешние вложения, а также проводить реструктуризацию организационных структур и выполнять реинжиниринг систем управления.

Американское издание «Индикаторы науки и техники» определяют ИТ как комбинации трех ключевых технологий: числовые вычисления, хранение информации и трансляция числовых сигналов по телекоммуникационным сетям. В отечественной литературе ИТ определяются чаще всего, как технологии, использующие средства микроэлектроники для сбора, хранения, обработки, передачи и представления данных, текстов, образов и звуков.

Еще более существенное расхождения отмечаются при выделении технических групп, входящих в категорию ИТ. Так, выделяют следующие технологические компоненты: устройства, обеспечивающие доступ человека к информации на расстояние, обработку и хранение. В тоже время определяет в качестве наиболее важных как по числу, так и по характеру совсем иные группы: полупроводниковые приборы, компьютеры, волоконную оптику, сотовую связь, спутники, компьютерные сети, интерфейс человек - компьютер, цифровые системы передачи информации.

В этой связи появились классификации информационных технологий, выделяющие информационную технику и изделия, с помощью которых ИТ реализуются. При этом программное обеспечение, являющееся тоже изделием и представляющее особую группу информационных технологий, не отделяется от программируемых вычислительных устройств. В классификацию включают:

базовые ИТ, соответствующие основу всей совокупности информационных устройств и осуществляющие все логические операции и преобразования. В первую очередь, к элементной базе ИТ относят микросхемы или интегральные схемы, печатные платы, магнитные и оптические накопители, микроминиатюрные вспомогательные конструктивы и т.д.;

первичные ИТ, выделенные по функциональным признакам: компьютерная техника, телевизионное кино и фототехника, копировально-множительная аппаратура и техника связи;

вторичные ИТ, охватывающие все применения информационно-вычислительной техники в сфере жизнедеятельности общества.

В статье рассматривается последние - вторичные ИТ компьютерные технологии, для которых основной перерабатываемой продукцией является информация и которые, в конечном счете, определяют уровень информатизации производства, отрасли, области экономики и общества в целом.

В сфере сельского хозяйства развитых стран все чаще появляются условия и прилагаются значительные усилия по внедрению информационных технологий. Наиболее известные технологии реализованы в рамках прикладных компьютерных программ. Это, в первую очередь, программы оптимизации размещения сельскохозяйственных культур в зональных системах севооборота и рационов кормления животных; по расчету доз удобрений; проведению комплекса землеустроительных работ и управлению земельными ресурсами; ведению государственного земельного кадастра истории полей и разработке технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур; регулированию режима питания растений и микроклимата в теплицах; контролю процесса хранения картофеля и овощей, качества выращиваемой продукции и кормов, загрязнения почв; оценке экономической эффективности производства; управлению технологическими процессами в птичниках, производственными процессами в переработке мяса птицы и хранении продукции и многое другое.

Одним из актуальных направлений использования ИТ в АПК становится точное земледелие, которое обеспечивает стратегию управления урожайностью сельскохозяйственных культур, использующую глобальную систему позиционирования (GPS), географические информационные системы (ГИС) и технологии, и данные из множественных источников об условиях роста и развития растений и экономической ситуации каждой единицы управления в пределах отдельно взятого поля.

Отсутствие интереса сельскохозяйственных производителей в ИТ часто объясняется низким уровнем образования и возрастом фермеров. Считается, что главные причины нежелания применения ИТ - экономические. В основном используют обычные (стандартизованные) технологические операции выращивания сельскохозяйственной продукции и сравнительно дешевые средства защиты растений как наиболее эффективные способы получения прибыли.

Один из признаков применения ИТ в хозяйствах - наличие компьютеров, а также их соединения с Интернетом. ИТ используются в основном для бухгалтерского учета, автоматизации сельскохозяйственных процессов.

Управление в сельском хозяйстве в значительной степени предполагает принятие решений в условиях неопределенности, обусловленной тремя основными причинами: отсутствие текущих данных о состоянии природы; недостаточность знаний о биологических и физических системах; случайный характер протекающих процессов. Производитель использует восприятие вероятностей будущих результатов, исходя из экономически оправданных решений, в соответствии с возможными рисками, уменьшая их, в основном, путем упрощения производственных систем, использования оборотных средств и защиты растений, удобрения и т.д., практически без ограничений. Они, например, применяют химикаты в количествах, минимизирующих риск основных потерь от недостаточного питания, болезней и вредителей сельскохозяйственных культур, не учитывая отрицательных воздействий на окружающую среду.

Все увеличивающиеся скорость и объемы передаваемой информации через различные системы связи обеспечат стабильное снабжение производителей базами данных. Эти данные должны быть интегрированы к особенностям биологических и физических систем для того, чтобы получить полезные знания об их текущем состоянии и прогнозировать результаты возможных решении. Внедрение научных разработок путем использования Интернета чрезвычайно важно для расширения функциональных возможностей информационных систем.

Ведение сельского хозяйства в информационном обществе предполагает непрерывное получение информации от внешних источников (через внешние сети Интернета) в любой момент времени из любой точки местности. Например, постоянное обновление данных синоптиков может быть доступно фермерам на протяжении дня.

Расширение информационных баз данных - важное, но недостаточное условие для эффективного их применения в хозяйствах. Исходная информация должна быть удобной для оценки биологических и физических систем с целью выработки полезных знаний о текущем состоянии хозяйств, а также прогнозирования результатов при реализации различных сценариев. Накопившиеся знания в сельскохозяйственных исследованиях на протяжении многих лет должны быть применены для получения практически полезной информации путем обработки баз данных. Это означает, что ИТ - незаменимый источник для реализации научно-исследовательских разработок.

Так для многих предприятий России применение инноваций становится важными стратегическими направлениями развития. Это же касается и сельского хозяйства и всего агропромышленного комплекса. Ростовская область является аграрным регионом страны и одним из лидеров по валовому производству продукции сельского хозяйства, поэтому вопрос стратегического использования инвестиций в процессе всего технологического цикла является очень актуальным для предприятий области.

В современной экономике роль инноваций значительно возросла. Без применения инноваций практически невозможно создать конкурентоспособную продукцию. Инновации представляют собой эффективное средство конкурентной борьбы, так как ведут к созданию новых потребностей, к снижению себестоимости продукции, к притоку инвестиций, к повышению имиджа производителя новых продуктов, к открытию и захвату новых рынков, внутренних и внешних.

Так для многих предприятий России применение инноваций становится важными стратегическими направлениями развития. Это же касается и сельского хозяйства и всего агропромышленного комплекса. Ростовская область является аграрным регионом страны и одним из лидеров по валовому производству продукции сельского хозяйства, поэтому вопрос стратегического использования инноваций в процессе всего технологического цикла является очень актуальным для предприятий области.

Так предприятиям предлагается внедрять различные инновационные подходу к посадке семян, обработке и поливу почвы, сбору урожая.

Таким инновационным подходом является сортовая мозаика – один из эффективных способов производства зерна с максимальной прибылью, она позволяет высевать набор районированных сортов, которые дополняют друг друга, независимо от того, какой селекционный центр их создавал. Рекомендуется выращивать не менее пяти- семи основных производственных сортов плюс размножать новые и перспективные. Главное, следовать правилу: один сорт не должен занимать более пятнадцати процентов от общей площади посевов пшеницы в хозяйстве. Верная смесь сортов, сочетание видов и правильная смена культур по эффекту превосходят все лучшие пестициды.

Определять, какие именно сорта ячменя необходимо сажать должны агрономы предприятия, которые имеют большой опыт работы с различными культурами и сортами.

Для апробации данной инновационной технологии предлагается выделять экспериментальное поле, чтобы сравнить урожайность при традиционном и новом способе посева культур.

Никаких затрат для внедрения данной инновации не требуется. Единственным необходимым мероприятием является подготовка агрономами необходимого набора сортов ячменя с учетом климатических особенностей местности.

В результате использования сортовой мозаики предполагается повышение урожайности на 20-25%.

Еще одним мероприятием может стать комплексная механизация и автоматизация производства. Когда речь заходит об инновациях, в первую очередь говорят об оборудовании и машинах, так как именно от этого зависит качество работы многих предприятий и именно устаревшее оборудование тормозит развитие и совершенствование производства. Так же можно уделить внимание внедрению инноваций в других сферах, таких как, например, технология орошения, удобрения, посадки и культивирования.

В настоящее время многие зарубежные и отечественные сельскохозяйственные предприятия применят современную сельскохозяйственную технику, оснащенную навигационными системами, которые используют для своей работы сигналы спутников GPS и позволяют повысить эффективность использования техники, особенно широкозахватной. Такой подход к земледелию получил название «точного земледелия».

Использование данного оборудования позволит выйти на принципиально новый уровень урожайности.

Одна из главных причин использования GPS навигации в сельском хозяйстве - это простая оптимизация: чем точнее будете сеять, обрабатывать землю, собирать урожай, тем выше будут показатели и соответственно доход. Благодаря возможности точно задать траекторию, механизатору легче работать на полях, потому что он не пропустит никакие участки. Человек не робот и не может управлять техникой с точностью до сантиметра, но с использованием GPS навигации на тракторах это вполне возможно. А при установке навигатора вместе с гидравлическим автопилотом на трактор, теоретически можно обойтись и вовсе без работы тракториста т.к. машина сможет работать сама. Но на практике в кабине машины обязательно должен кто-то сидеть, чтобы контролировать все процессы.

В последние годы навигационные технологии в сельском хозяйстве сделали гигантский рывок, на рынке представлены курсоуказатели, подруливающие устройства, системы автопилота, агронавигаторы и комплексные навигационные установки. Этими устройствами могут быть оснащены трактора, комбайны, опрыскиватели, посевные комплексы. И они соответственно могут использоваться для различных операций, таких как посев, культивирование, опрыскивание и внесение удобрений.

Установка таких навигационных систем дает огромное количество преимуществ сельскохозяйственным производителям, с их помощью открывается возможность:

осуществлять параллельное вождение по прямым и кривым линиям;

уменьшить ширину поворотной полосы и длину холостого хода агрегата;

исключить огрехи, снизить потери времени и ГСМ на устранение ошибок механизатора;

повысить производительность труда;

сократить расходы на семена и удобрения;

выполнять работы в ночное время и в условиях плохой видимости;

производить более точное опрыскивание поля с самолета;

уменьшить стоимость обработки гектара;

снизить себестоимость готовой продукции.

Список литературы

1. Информационный портал Агро-спутник [Электронный ресурс]/ Спасут ли инвестиции сельское хозяйство? – Режим доступа: http://www.agro- sputnik.ru/index.php/news/184-spasut-li-innovacii свободный. – Загл. с экрана. - (дата обращения 18.02.2016г.)

2. Ушачев И. Г. Внутрихозяйственные экономические отношения в сельскохозяйственных предприятиях АПК: экономика и управление. 2004. № 5. С. 3-12.

3. Геокурс [Электронный ресурс]/ Системы параллельного вождения. – Режим доступа: http://agrogps.kz/ , свободный. – Загл. с экрана.- (дата обращения 18.02.2016г.)

Семилякова Кристина Владимировна

студентка кафедра моделирования, информатики и статистики экономический факультет Донской государственный аграрный университет пос. Персиановский Ростовской обл., Россия

Аннотация: наиболее острой проблемой сельского хозяйства являются техническое и технологическое отставание, вследствие чего тормозится развитие агропромышленного комплекса России и увеличивается конкуренция со стороны Европы. В данной статье изложено состояние обеспеченностью информационных технологий России, обозначены пути внедрения информационные технологий и пути их внедрения.

Ключевые слова: агропромышленный комплекс, информационные технологии, сельское хозяйство, автоматизация производства

Application of information technology in agriculture

Semilyakova Kristina Vladimirovna

Student Department of Modeling, Informatics and Statistics, Faculty of Economics Don State Agrarian University pos. Persianovsky Rostov region, Russia

Abstract: The most acute problem of agriculture are technical and technological backwardness, so that hinders the development of the agro-industrial complex of Russia and increased competition from Europe. This article described sostonyaie security of information technologies in Russia, the ways of introduction of information technologies and ways of their implementation.

Keywords: agriculture, information technology, agriculture, manufacturing automation

Сегодня нет такой сферы производства и хозяйствования, в которых бы не применялись информационные технологии. С помощью информационных технологий осуществляется успешная деятельность множества компаний, которые занимаются производством той или иной продукции.

Информационные технологии и компьютеризация позволяют усовершенствовать и облегчить производственный процесс, а полная или частичная его автоматизация позволяет облегчить труд, связанный с выполнением опасных для жизни трудовых действий.

Новые информационные технологии значительно расширяют возможности использования информационных ресурсов в различных отраслях сельского хозяйства.

Так что же такое информационные технологии?

Информационные технологии - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.

В развитых странах мира развитие интенсивного и эффективного сельскохозяйственного производства обеспечивается сегодня как при помощи внедрения новых технологических процессов производства, так и за счет улучшения информационно-технологической базы при управлении этими процессами. Как правило, основным фактором эффективности сельскохозяйственного производства являются современные информационные технологии.

Базовыми элементами новых информационных технологий являются компьютерные программы. В этих программах отображаются в виде математических моделей и методов обработки информации передовые современные методики производства сельскохозяйственной продукции, а также знания ведущих специалистов и ученых соответствующих областей сельского хозяйства.

Такие экономические показатели как прибыль, уровень рентабельности производства позволяют проводить оценку эффективности отдельно взятой сельскохозяйственной отрасли в условиях рыночной экономики. В максимальном увлечении этих показателей и заключается конечная цель внедрения новых информационных технологий.

В животноводстве эффективность производства напрямую зависит от грамотного применения технологических процессов, определяющим значением из которых является кормление животных. В связи с этим развиваются технологии заготовки кормов, технологии содержания и разведения птицы, скота и экзотических животных, которые позволяют увеличить производительность, снизить себестоимость производства, а также улучшить качество продукции. В современном сельском хозяйстве можно выделить несколько направлений развития технологий и использования инноваций:

• технологии обработки почвы;
• технологии производства сельскохозяйственных машин и оборудования;
• технологии выращивания и содержания скота;
• технологии осушения и орошения почвы;
• технологии сбора и сохранения продукции;
• технологии транспортировки и реализации продукции.

В современном мире было бы очень актуально поддержать развитие рынка экологически чистой и безопасной продукции и технологий, наиболее конкурентоспособной, содействующей развитию инновационных технологий. Вопросы производства экологически чистых продуктов выходят сегодня на первый план. В связи с этим очень востребованы сегодня технологии, позволяющие повысить чистоту продуктов. Использование современной техники также способствует повышению качества продукции. И, конечно же, несомненно, одним из приоритетных направлений было и есть все, что связано с повышением производительности продукции. Инновации, позволяющие собирать по нескольку урожаев сельскохозяйственной продукции в год, успешно дополняют технологии безотходного производства и технологии грамотного сбора и сохранения урожая.

В современном информационном обществе любой фермер может выйти в глобальную сеть Интернет из любой точки местности, используя для этого мощные беспроводные устройства связи.

Инновационное развитие агропромышленного комплекса в России замедляется, в том числе из-за низкого уровня технологической оснащённости, во многом определяемой техническим и технологическим уровнем промышленности и недостаточной квалификацией рабочих. В то время как мировой и европейский опят ведения сельскохозяйственных работ уже напрямую связан с информационными технологиями, а в России это направление практически не открыто.

По экспертным оценкам, общий уровень информатизации предприятий АПК в современных условиях представляется недостаточным, что объясняется следующими причинами:

• низкой эффективностью хозяйствующих субъектов в условиях недостаточного и государственного влияния на процессы становления материально-технической базы и организационно-экономической ситуации системной информатизации;
• отсутствием развитой инфраструктуры информатизации отечественного АПК;
• низкой заинтересованностью хозяйствующих субъектов в развитии систем информатизации и использовании её продуктов в силу недостаточного стимулирования продукции информационных технологических систем.

Подтверждением этому служит степень использования информационных технологий, которая во многом зависит от размеров предприятий. Так, по состоянию на 2011 г., в АПК страны применение информационных технологий осуществляется лишь на 10 % сельскохозяйственных предприятий, преимущественно крупных, чья земельная площадь составляет 20 тыс.га.

Ведение современного сельского хозяйства в развитом информационном обществе предполагает постоянное получение информации от различных внешних источников (через глобальную сеть Интернет) из любой точки местности в удобный момент времени. Например, постоянное получение данных о прогнозах синоптиков может быть доступно фермерам на протяжении дня. Это позволяет более эффективно применять химические средства защиты растений, а также снижает риск загрязнения окружающей среды. Существуют разработки информационных систем для предупреждения фермеров о появлении вредителей и болезней растений.

Расширение информационных баз данных - важное, но недостаточное условие для эффективного их применения в хозяйствах. Исходная информация должна быть удобной для оценки биологических и физических систем с целью выработки полезных знаний о текущем состоянии хозяйств, а также прогнозирования результатов при реализации различных сценариев. Накопившиеся знания в сельскохозяйственных исследованиях на протяжении многих лет должны быть применены для получения практически полезной информации путем обработки баз данных. Это означает, что ИТ - незаменимый источник для реализации научно-исследовательских разработок.

Один из признаков применения информационных технологий в хозяйствах - наличие компьютеров, а также их соединения с Интернетом (таблица 1).

Таблица 1. Использование информационных технологий фермерами

	Число фермеров с полной занятостью	Количество фермеров, применяющих компьютеры		Количество фермеров, работающих в системе Интернет
Финляндия
Германия
Голландия
Норвегия
Великобритания

Примером интенсивного применения информационных технологий являются страны Евросоюза. При этом количество компьютеров в этих странах, подключённых к Интернету, практически не превышает 50 %. Ряд учёных в области информационных технологий считают, что существующий уровень применения компьютерной и коммуникационной техники в исследованных странах крайне низок для эффективного применения информационных технологий.

В последнее время в сфере сельского хозяйства все чаще появляются условия и прилагаются значительные усилия по внедрению информационных технологий. Наиболее известные технологии реализованы в рамках прикладных компьютерных программ. Это, в первую очередь, программы оптимизации размещения сельскохозяйственных культур в зональных системах севооборота и рационов кормления животных; по расчету доз удобрений; проведению комплекса землеустроительных работ и управлению земельными ресурсами; ведению государственного кадастра истории полей и разработке технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур; регулированию режима питания растений и микроклимата в теплицах; контролю процесса хранения картофеля и овощей, качества выращиваемой продукции и кормов, загрязнения почв; оценке экономической эффективности производства; управлению технологическими процессами в птичниках, производственными процессами в переработке мяса птицы и хранении продукции и многое другое.

В России в области АПК разработан технический проект АРИС («Аграрная Российская Информационная система»). Согласно этому проекту в регионах создаётся единая корпоративная сеть Минсельхоза России, которая свяжет между собой локальные сети органов управления сельским хозяйством и на всех уровнях - от районного до федерального. Ядром структуры федерального уровня является компьютерная сеть Министерства сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации и его Главного вычислительного центра. Эта сеть включает в себя серверную группу, обеспечивающую информационную и технологическую интеграцию всей компьютерной системы АПК в федеральный банк данных. Основой распространения информации АРИС является глобальная компьютерная сеть Интернет. Проект АРИС позволит Минсельхозу России и органам управления в регионах более эффективно выполнять функции планирования, контроля, прогнозирования, организации производственной деятельности.

Положительным примером интеграции информационных ресурсов по аграрной тематике является, безусловно, ФАО ООН (The Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) - продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН. Это международная, межправительственная организация, занимающаяся вопросами продовольственных ресурсов и развития сельского хозяйства в разных странах, была создана в октябре 1945 г. с целью координации и реализации усилий, направленных на борьбу с голодом, повышения качества питания, развития сельского хозяйства на мировом, региональном и национальном уровнях. Деятельность ФАО охватывает весь комплекс проблем АПК, в т. ч. сбор и распространение информации, помощь странам в разработке аграрной политики, обеспечение международного сотрудничества. ФАО является хранителем, а также источником информации по сельскому, рыбному и лесному хозяйству, а также активно осуществляет публикацию своих исследований и способствует их всемерному распространению. Членами ФАО являются 190 стран мира. В феврале 2006 г. Россия восстановила свое членство в ФАО. Информационные ресурсы ФАО - это коллекция, создаваемая всеми членами этой организации, и каждый ее член становится равноправным пользователем и создателем. Подобные информационные системы позволяют решить множество проблем связанных с получением и распределением информационных ресурсов.

Обладая нужной информацией, руководитель может осуществлять мониторинг хозяйственной деятельности предприятия, быстро получать информацию о новых производственных технологиях и новинках НТП, так же будет иметь доступ к различной информационной и статистической информации.

В России наибольшее распространение получил программный пакет от компании «Консультант плюс». Этот пакет позволяет в кратчайшие сроки получать всю необходимую правовую информацию. Кроме того, в нем реализована возможность получения комментариев от специалистов, которые помогут правильно понять принятый закон.

Сельское хозяйство нуждается в подобной информационной системе, которая будет описывать способы ведения хозяйства, давать консультации и комментарии. Для повышения эффективности её использования следует ввести разделение по регионам.

Входная информация должна поступать непосредственно от самих сельскохозяйственных организаций и должна включать основные показатели организации, информацию об используемом оборудовании и новинках. Затем, входная информация попадает в аналитический отдел к экспертам, которые должны проверить полученную информацию на достоверность и актуальность, а также на реализуемость в данном регионе. В аналитический отдел должны входить эксперты разных профессий и званий. Затем, после проверки, информация попадает в саму информационную систему в открытый доступ, и все желающие могут ей воспользоваться.

Создание эффектив­ных современных информационных систем требует творческого подхода. Информационно-консультационные системы решают многие проблемы товаропроизводителей, реализовывая программы поддержки сельского хозяйства; становятся объективно необходимым условием для повышения эффективности управленческой деятельности, как в АПК, так и в иных отраслях народного хозяйства.

Список литературы:

1. Меняйкин Д. В. Информационные системы и их применение в АПК / Д. В. Меняйкин, А. О. Таланова // Молодой ученый. - 2014. - № 3. - С. 485 - 487.
2. Ананьев М.А. Применение информационных технологий в АПК /М.А. Ананьев, Ю.В. Ухтинская. [Электронный ресурс] – URL: www.sisupr.mrsu.ru.
3. Матвеев Д. М. Техническое и технологическое переоснащение сельского хозяйства необходимо / А. Т. Стадник, Д. М. Матвеев, М. Г. Крохта, П. П. Холодов // АПК: экономика, управление. - 2012. - № 5. - С. 68–71.
4. Матвеев Д. М. Роль консалтинговой деятельности в технико-технологическом переоснащении сельского хозяйства / А. Т. Стадник, Д. М. Матвеев, М. Г. Крохта, П. П. Холодов; Новосиб. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2013. - 200 с.
5. http://agrarnyisector.ru

До 2050 года мировое сельское хозяйство столкнется с рядом ограничений

Как в XXI веке накормить десять миллиардов человек? Обзор тенденций и некоторых путей решения проблем обеспечения растущего населения Земли продуктами питания представляет «Газета.Ru» совместно с Институтом Мировых Идей.

Число людей в мире растет примерно на 70-80 млн человек в год. Никогда на планете еще не жило одновременно такое количество людей. Если смотреть на сельское хозяйство и обеспечение продуктами питания, каждый человек стремится к росту потребления, - соответственно, одновременно с абсолютным потреблением за счет роста численности населения растет и относительное потребление.

Возникает вопрос: «А хватит ли еды для удовлетворения растущих аппетитов растущего населения, учитывая, что около 1 млрд человек уже голодает?»

Поэтому с точки зрения продовольствия перед миром в XXI веке стоит тройная проблема: а) обеспечить едой растущий спрос на пищу со стороны растущего и богатеющего населения; б) сделать это устойчиво с точки зрения окружающей среды; в) справиться с проблемой голода.

Сельское хозяйство мира столкнется в ближайшие 50 лет со следующими ограничениями на глобальном уровне.

1. Отсутствие доступных новых земель.

2. Изменение климатических условий в традиционных зонах выращивания сельскохозяйственных культур. Изменение температурного режима и режима осадков.

3. Деградация почв.

4. Растущий региональный дефицит пресной воды.

5. Снижение темпов роста урожайности даже при увеличении объема удобрений.

6. Увеличение зависимости от ископаемого топлива (логистика, сырье).

7. Отсутствие новых рыбных ресурсов.

8. Рост численности населения.

9. Диетический переход в связи с ростом благосостояния.

В прошлом основными способами борьбы с нехваткой продовольствия было сельскохозяйственное освоение новых земель и использование новых рыбных запасов.

Однако за последние пять десятилетий, в то время как производство зерна увеличилось более чем вдвое, количество земли, отведенной для пахотного земледелия во всем мире, увеличилось лишь на несколько процентов.

Конечно, некоторые новые земли могут быть привлечены в обработку, но конкуренция за землю со стороны других видов деятельности человека делает это все менее вероятным и дорогостоящим решением, особенно при большем внимании к сохранению биоразнообразия. В последние десятилетия определенные сельскохозяйственные площади, которые ранее были продуктивными, оказались утраченными из-за урбанизации и других видов деятельности человека, а также в связи с опустыниванием, засолением, эрозией почв и другими последствиями неустойчивого землепользования. Вероятны и дальнейшие потери, которые могут быть усугублены изменением климата. Производство биотоплива первого поколения на качественных сельскохозяйственных землях также оказывает конкурентное давление на производство продовольствия. Дефицит пресной воды уже вызывает значительные проблемы в Китае и Индии. Влияние человека на азотный и на фосфатный цикл нарушило естественные системы утилизации этих элементов - это влияние не будет ослабевать, так как удобрения ответственны за половину урожая, а использование удобрений будет только расти.

Впрочем, более подробно о пределах сельского хозяйства в XXI веке, с акцентом на пресную воду, питательные вещества и углеводороды, «Газета.Ru» рассказывала в материале «Ловушки пресной воды и кислотных дождей».

Соответственно, на глобальном уровне в XXI веке большее количество пищи нужно будет произвести на таком же количестве земли (или даже на меньшей площади). Последние исследования будущего спроса показывают, что миру потребуется на 70-100% больше продовольствия к 2050 году.

Очевидно, что человечество в ближайшие десятилетия будет активно решать эти проблемы. Для разных стран будут характерны разные трудности. Например, в Китае основной проблемой сельского хозяйства будет стремительный диетический переход в связи с ростом доходов: переход с преимущественно вегетарианской диеты на диету, содержащую большую долю мясных продуктов, требует увеличения в несколько раз использования питательных веществ, пресной воды, почв и прочего, что значительно увеличит нагрузку на сельское хозяйство и окажет негативное влияние на окружающую среду. Для африканских стран характерны другие проблемы - низкая урожайность и негативное влияние расширения посевных площадей на окружающую среду (вырубка лесов и опустынивание).

В России проблемы совсем другого характера. Мы зависим от импорта продовольствия, страна не обеспечивает себя мясной продукцией - соответственно, Россия зависима от международных рынков мясных продуктов, что является неустойчивой долгосрочной стратегией.

В каждом регионе можно выделить свои проблемы, но если рассматривать сельское хозяйство как единую мировую отрасль на долгосрочном промежутке времени, то перечисленные в начале данной статьи пределы и тенденции будут играть важнейшую роль, хотя глобальные проблемы сельского хозяйства будут решаться локально.

Ниже дан обзор тенденций и некоторых путей решения вставших проблем обеспечения растущего населения продуктами питания. Эти решения - научный и практический мейнстрим. Но далеко не факт, что эти решения, даже реализованные, смогут улучшить ситуацию, а не загнать в еще больший тупик.

Способ 1. Увеличение урожайности с помощью традиционных практик

Существуют значительные различия в продуктивности сельскохозяйственных культур и скота даже в регионах со схожим климатом. Разница между фактической продуктивностью и наилучшей продуктивностью, которая может быть достигнута с использованием современного генетического материала, имеющихся технологий и управления, называется «разрыв в урожайности». Достижение наилучшей локальной урожайности зависит от способности фермеров/крестьян получить доступ и использовать семена, воду, питательные вещества, почву, средства борьбы с вредителями почв, преимущества биоразнообразия, а также зависит от доступа к передовым знаниям и системам управления.

Преодоление разрывов в урожайности может резко увеличить поставки продовольствия, но одновременно и усилить негативные последствия для окружающей среды, такие как выбросы парниковых газов (особенно метана и закиси азота, которые имеют больший парниковый эффект чем СО2 и которые в значительной степени производятся именно сельским хозяйством), эрозия почв, истощение горизонтов пресной воды, усиление эвтрофикации, уничтожение биоразнообразия из-за перевода земель в сельскохозяйственные.

Способ 2. Увеличение производства продовольствия с помощью генной модификации

Сегодня скорость и затраты на секвенирование и ресеквенирование геномов таковы, что усовершенствованные методы селекции и генетической модификации могут быть легко применены к разработке сортов сельскохозяйственных культур, которые позволяют получать высокие урожаи даже в сложных условиях. Это в первую очередь относится к таким культурам, как сорго, просо, маниок, банан, которые являются основными продуктами питания для многих беднейших общин мира.

Сегодня генную модификацию используют в основном в производстве сои (70% от всей площади под культурой), хлопка (49%), кукурузы (26%), рапса/канола (21%). Площадь под ГМ-культурами составляет 9% от мировой площади под сельскохозяйственными культурами, в основном это США, Бразилия, Аргентина, Индия, Канада и Китай. По данным компании Sygenta, около 90% фермеров, выращивающих ГМ-семена, - это фермеры в развивающихся странах, в основном хлопководы.

В настоящее время основные коммерческие генетически модифицированные культуры созданы относительно простыми манипуляциями, такими как внедрение гена сопротивления гербицидам или гена для вырабатывания токсина против насекомых-вредителей. В следующем десятилетии, скорее всего, получат развитие комбинации желательных качеств и внедрение новых черт, например толерантности к засухе. К середине столетия могут оказаться возможными гораздо более радикальные варианты.

ПРИМЕРЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ БУДУЩИХ ПРИМЕНЕНИЙ ГМ-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО УЛУЧШЕНИЯ УРОЖАЕВ. ИСТОЧНИК: SCIENCE

В настоящее время	Толерантность к гербицидам широкого спектра	Кукуруза, соя, семена масличных культур капусты
	Сопротивляемость жующим насекомым-вредителям	Кукуруза, хлопок, масличные культуры капусты
Кратковременный период (5-10 лет)	Укрепление питательности	Основные зерновые культуры, сладкий картофель
	Сопротивляемость грибку и вирусным патогенам	Картофель, пшеница, рис, бананы, фрукты, овощи
	Сопротивляемость сосущим насекомым-вредителям	Рис, фрукты, овощи
	Улучшенная обработка и хранение	Пшеница, картофель, фрукты, овощи
	Сопротивляемость засухе
Среднесрочный период (10-20 лет)	Устойчивость к избыточной соли	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
	Увеличение эффективности использования азота	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
	Устойчивость к высоким температурам	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
Долгосрочный период (более 20 лет)	Апомиксис	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
	Фиксация азота	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
	Вырабатывание и а денитрофикации	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
	Переход к многолетности	Обычные зерновые культуры и корнеплоды
	Увеличение фотосинтетической эффективности	Обычные зерновые культуры и корнеплод Читать полностью:http://www.gazeta.ru/science/2012/04/28_a_4566861.shtml

Скорее всего, преследуя цель увеличения урожайности на ограниченной площади одновременно с устойчивостью к изменениям климата, человечество будет активно использовать генетическое преобразование растений.

К примеру, Билл Гейтс уже инвестирует в Monsanto (эта компания, основанная в 1901 году как чисто химическая, к настоящему времени эволюционировала в концерн, специализирующийся на высоких технологиях в области сельского хозяйства; основная продукция в настоящее время - это генетически модифицированные семена кукурузы, сои, хлопка и самый распространенный в мире гербицид «Раундап»). Гейтс считает, что генетически модифицированные растения спасут мир от голода.

Хотя существует много аргументов и против широкого использования ГМ-продуктов. Поскольку генетические модификации включают в себя изменения зародышевой линии организма и его введение в окружающую среду и пищевую цепь, проблема с ГМ-технологией состоит в том, что неизвестно долгосрочное влияние генетически модифицированных культур на организм человека, окружающую среду, биоразнообразие. Именно поэтому в мире существует значительное и абсолютно понятное сопротивление генетически модифицированным продуктам, особенно в таких странах, как Индия, в которых огромная численность населения и растущий спрос со стороны богатеющего среднего класса заставляет искать в том числе такие радикальные пути, как ГМ-технологии, для обеспечения населения продовольствием. Суман Сахай (Suman Sahai), профессор генетики, лауреат премии Нормана Борлауга за выдающиеся достижения в сельском хозяйстве и защите окружающей среды, в статье «Why is there distrust of GM foods» отмечает, что производство ГМ-семян контролируется всего шестью компаниями в мире, что вызывает значительный дефицит открытой информации и соответствующее отсутствие доверия со стороны потребителей, контролирующих и некоммерческих организаций.

Способ 3. Снижение отходов

На вопрос «что необходимо сделать, чтобы обеспечить 10 млрд человек продуктами питания» Ида Кубишзевски (Ida Kubiszewski), профессор университета Портленда, выпускающий редактор журнала The Solutions, аргументировано отвечает, что сегодня в мире производится абсолютно достаточное количество продовольствия, но примерно от 30% до 50% пищевых продуктов как в развитых, так и в развивающихся странах теряется впустую, хотя и по очень разным причинам.

В развивающихся странах потери в основном связаны с отсутствием инфраструктуры в производственной цепочке, например технологий хранения произведенных продуктов питания на фермах, при транспортировке, при хранении до продажи. Огромные потери на этапе хранения характерны для развивающихся стран, например в Индии, где 35-40% свежих продуктов теряется, потому что ни оптовая торговля, ни розничные пункты не оснащены холодильным оборудованием.

В Юго-Восточной Азии есть существенные потери даже риса, который может храниться без особого оборудования. В итоге после сбора урожая из-за вредителей и порчи теряется до трети урожая.

В развитых странах потери до розничного этапа намного ниже, зато потери, возникающие на этапах розничной торговли, общественного питания и индивидуального потребления значительны. Например, потребители привыкли к покупке продуктов, косметически хорошо выглядящих, - следовательно, розничные торговцы выбрасывают множество съедобных, но незначительно поврежденных продуктов. Также для потребителей в развитых странах продукты питания относительно дешевы, что снижает стимулы для уменьшения отходов.

Структура отходов сельского хозяйства в развитых и развивающихся странах

Соответственно, одной из основных стратегий для достаточного обеспечения человечества продовольствием будет снижение потерь во всей производственной и потребительской цепочке. Одновременно пищевые отходы будут шире использоваться в сельском хозяйстве для откорма скота, так как необходимо снижать нагрузку животноводства на пашни, а также как удобрения, так как такое использование не требует прямого использования неисчерпаемых ресурсов и дополнительных значительных затрат энергии (кроме транспортировки).

Способ 4. Изменение диеты

Эффективность преобразования энергии растений в энергию животного составляет около 10%, поэтому большее количество людей смогут кормиться на том же количестве земли, если станут вегетарианцами. В настоящее время около одной трети мирового производства зерновых используется на корм скоту, а одним из основных драйверов увеличения нагрузки на продовольственную систему является быстро растущий спрос на мясо и молочные продукты. Спрос растет в результате общего развития, которое сопровождается ростом доходов населения.

Удивительна следующая обратная связь: мировое население продолжит расти вплоть до вероятного плато в 9-10 миллиардов человек, которое будет достигнуто к 2050 году.

Основным фактором замедления темпов роста населения, а соответственно, и средством борьбы с голодом является ликвидация неграмотности. Она же приводит к повышению благосостояния и росту доходов, а с более высокой покупательной способностью приходит более высокий уровень потребления, а также повышение спроса на переработанные продукты питания, мясо, молочные продукты и рыбу. В итоге такая тенденция борьбы с голодом в долгосрочной перспективе только добавляет нагрузку на систему снабжения продовольствием. Рост спроса привел в течение последних 50 лет к полуторакратному увеличению поголовья крупного рогатого скота, овец и коз в мире, а также к увеличению в 2,5 и 4,5 раза поголовья свиней и кур соответственно. Новый виток этого роста в ближайшие десятилетия будет спровоцирован повышением благосостояния и численности среднего класса в таких странах, как Китай и Индия.

Сокращение потребления мяса дает также и другие преимущества, кроме возможности накормить больше людей.

Хорошо сбалансированные диеты, богатые зерном и другими продуктами растительного происхождения, считаются более здоровыми, чем те, которые содержат высокую долю мяса и молочных продуктов. Но слом текущих тенденций и переход на растительные диеты в среднесрочном этапе невозможен. Командные и централизованные способы, которые можно использовать для изменения диет, даже если сработают в отдельных странах, не могут быть реализованы в мировом масштабе. Только с помощью долгосрочных культурных преобразований возможно осуществить «обратный диетический переход» от более высококалорийного питания с преобладанием животной пищи к растительным диетам. Совершенно понятно, что процесс такого перехода займет не одно поколение (если не учитывать непредсказуемые события, которые могут значительно ускорить переход, например возможные эпидемии таких заболеваний скота, как бешенство).

Способ 5. Расширение аквакультуры

Рыба, моллюски и ракообразные играют важную роль в продовольственной системе, обеспечивая человечество примерно 15% потребляемого животного белка. Питер Друкер, один из основателей менеджмента как науки, в книге «Эпоха разрыва» предположил, что отрасли, связанные с мировым океаном, в частности рыболовство, будут основой человеческой деятельности в XXI веке.

Уже сегодня можно сказать, что по крайней мере с рыболовством Друкер ошибся.

После 1990 года примерно четверть диких рыбных ресурсов подверглась серьезному перелову, запасы некоторых видов рыбы были полностью истощены. Характерный пример: в прошлом году туша голубого тунца была продана в Японии с аукциона за 730 000 долларов США - стоимость одного ролла из этой рыбины оказалась выше 100 долларов. Безусловно, отдельные люди могут сказать, что это «очень статусно» - есть такие дорогие продукты. Мы же можем сказать, что стоимость одной рыбины стала такой, так как голубого тунца больше не осталось в океане.

Именно из-за перелова и истощения диких рыбных ресурсов мир в будущем будет переходить на аквакультуру. Аквакультура сегодня стремительно развивается в Юго-Восточной Азии, где дешевый труд и благоприятный климат способствуют таким темпам роста. Распространение этого опыта в такие регионы, как Африка, возможно, принесет большую пользу в решении задачи голода.

В будущем в аквакультуре можно будет достичь еще большей продуктивности за счет улучшенного отбора выращиваемой продукции, крупных масштабов производства, разведения аквакультуры в открытых водах и крупных внутренних водоемах, а также культивирования более широкого ассортимента видов.

Более широкий выбор условий для производства (переносимость колебаний температуры и солености, устойчивость к болезням) и удешевление кормов (например, растительных материалов с повышенной питательностью) могут стать доступными с использованием ГМ-технологий, но необходимо будет решить проблемы, связанные с долгосрочным влияние ГМ-технологий на организм рыбы, человека и в целом на окружающую среду. Аквакультура может причинить вред окружающей среде, во-первых, из-за попадания в водоемы органических стоков или лекарственных химикатов, во-вторых, как источник заболеваний или генетического загрязнения диких видов.

Новые технологии могут оказаться тупиком

Несмотря на широкий спектр технологических возможностей, новые технологии с точки зрения энергетических затрат, скорее всего, окажутся тупиковой ветвью развития сельского хозяйства. Если системно рассмотреть процесс создания, развития, внедрения и использования новых технологий с точки зрения затрат, то сегодня на производство продовольствия тратится гораздо больше энергии, чем мы получаем взамен. Так было не всегда, и очевидно, что «традиционное» сельское хозяйство с этой точки зрения значительно выигрышней.

Проще раскрыть это утверждение на примере добычи нефти. В начале XX века необходимо было затратить 1 баррель нефти, чтобы добыть 100 баррелей нефти. Коэффициент EROI (Energy Return on Investments) составлял 1:100. Сегодня он составляет около 1:15, а технологии добычи сланцевого газа снизят его до 1:2-3. Аналогичные тенденции развиваются и в сельском хозяйстве. Если традиционное сельское хозяйство затрачивало 1 килокалорию энергии, чтобы произвести от 5 до 10 килокалорий энергии, заключенной в продукте питания, то сегодня затрачивается 10 и более (до 500) килокалорий энергии, чтобы произвести 1 килокалорию продовольствия (см. диаграмму).

Про невозобновляемые ресурсы понятно, что. при исчерпании легкодоступного ресурса, затраты на добычу менее доступного ресурса увеличиваются, а коэффициент EROI, в свою очередь, уменьшается. В случае сельского хозяйства, при растущем населении и растущем спросе, любой уход от естественных, а значит, и «бесплатных» ресурсов (естественное обеспечение пресной водой, продуктивностью почвы, биоразнообразием) значительно снижает EROI и подобные коэффициенты.

Возьмем, например, аквакультуру. В случае естественного морского промысла диких видов основные затраты направлены на вылов рыбы - нет затрат на питание рыбы, так как питается рыба в открытом океане. Сегодня аквакультуру необходимо и выращивать, и кормить, и лечить. Для этого необходима рабочая сила, территория, оборудование и многое-многое другое. Это соответственно увеличивает ресурсные затраты, а выращенная рыба в принципе обладает меньшей энергетической ценностью.

Теперь возьмем новейшие проекты строительства суперэффективных вертикальных ферм в мегаполисах. Очевидно, что эти проекты имеют запредельные коэффициенты ресурсо- и энергоотдачи, примерно на получение одной килокалории в этих проектах тратится более 500 килокалорий.

Отдельно стоит отметить важное экономическое последствие развития подобных тенденций. В традиционной экономике никогда в стоимость продукта не включалась «стоимость ресурса». Такого понятия, как «стоимость ресурса», вообще не существует. Например, стоимость барреля нефти определяется только затратами на добычу, труд, транспортировку, аренду офисов, цистерн и другими подобными затратами. Сам же объем нефти, содержащийся в породе, всегда считался и считается бесплатным. Но сегодня, когда нам уже не хватает традиционных ресурсов, появляется «цена замещения ресурса». Появление цены замещения делает новые технологии при сравнении с традиционными технологиями, основанными на бесплатном ресурсе, экономически нерентабельными.

Соответственно, человечество переходит на более затратные и менее эффективные способы получения энергии и продовольствия.

Причина понятна: для разработки и тиражирования новых технологий необходимо затратить огромное количество усилий, времени, энергии. Расходы на персонал, новое строительство и прочие действия существенно повышают энергозатраты. Соответственно, риски снижающихся и отрицательных коэффициентов, аналогичных EROI, должен кто-то финансировать. В случае сельского хозяйства их финансируют государства, субсидирующие отрасль, и международные организации, оказывающие финансовую помощь нуждающимся. Это приводит к ситуации, когда человечество тратит и будет тратить средства на поддержание абсолютно неэффективной системы производства, сельского хозяйства в частности.

Именно поэтому при исчерпании невозобновляемых ресурсов и использовании возобновляемых ресурсов за пределами естественных балансов мир вступает на «опасную территорию», которая вначале будет как минимум характеризоваться ростом цены на все виды ресурсов, а в итоге может привести к катастрофическим ситуациям.

Для устойчивого производства продовольствия в стратегической перспективе сельское хозяйство, как отрасль, работающая на естественных возобновляемых ресурсах и геохимических циклах (почва, азот, пресная вода, углерод, фосфор), должно будет вернуться к использованию ресурсов на уровне не большем, чем возможно в естественном цикле. Иначе мы будем иметь (а на самом деле уже имеем) абсолютно неэффективное с точки зрения затрат ресурсов и энергии производство, так как мы тратим больше, чем получаем. В долгосрочной перспективе такая стратегия не работает.

Вывод

К сожалению, не существует простых решений по проблеме устойчивого обеспечения продуктами питания 9 млрд людей, особенно с общим ростом благосостояния и переходом значительной части населения к способу потребления, характерному для богатых стран. Рост объемов производства продовольствия будет действительно важен, но он как никогда будет ограничен конечными ресурсами суши, океанов и атмосферы, также необходимо будет учитывать изменения климата, растущее загрязнение, растущее население, изменение диеты и влияние продукции на здоровье человека.

Очевидно, что изменения в сельском хозяйстве XXI века будут не менее - скорее более радикальны, чем изменения, произошедшие в ходе «зеленой революции» в XX веке.

Постановка целей и разработка этих изменений будет одной из основных задач науки в XXI веке. Но надежды на будущие научные и технологические инновации в обеспечении продовольствием не могут служить оправданием для откладывания сложных и необходимых уже сегодня решений, а любой оптимизм должен быть смягчен, ввиду огромного масштаба проблем.

Имея в мире миллиард голодных людей, необходимо мыслить нестандартно.

При подготовке статьи использовались материалы из Science, The Solutions, книги и статьи Вацлава Смила (Vaclav Smil), «Пределы Роста. 30 лет спустя», отчеты FAO, The International Fertilizer Industry Association (IFA), Water Resource Group, UN Water.