Современная система аграрного производства Украины в значительной степени ориентирована на использование химико-техногенных ресурсов, а невозобновляемых источников энергии, ведь в общем балансе первичной энергии нефть и газ занимают более 60% всех потребляемых энергетических ресурсов, Обеспечение государства собственным газом и нефтью в полном объеме в принципе невозможно, ведь добыча газа составляет 20 при необходимости 40 млрд. м3 в год. Добыча нефти и газового конденсата составляет лишь 4 млн. тонн при ежегодной потребности не менее 24 млн. тонн. При этом аграрный сектор нуждается в 4,3 млн. тонн только светлых нефтепродуктов. Для обеспечения независимости системы сельского хозяйства от невозобновляемых источников энергии при условии увеличения производства качественного, безопасного и доступного продовольствия необходимо его фундаментальная комплексная перестройка на биоэнергетической основе. Особенно важной для Украины является разработка современной стратегии развития сельскохозяйственной отрасли с учетом мировых тенденций развития.
Частое нарушение закона равновесного и экологически безопасного природопользования приводит к значительному распространению деградационных процессов, особенно в агросфере и снижение агроресурсного потенциала сельскохозяйственной территории, что приводит к значительному сокращению потенциальной способности удовлетворения потребностей человечества в продовольствии, энергии и воде. При таких условиях стремительно возрастает значение мелиорированных территорий, как зоны орошения, так и осушения, на которых при надлежащей культуре хозяйствования можно контролировать деградационные процессы и объективно оценивая агроресурсний потенциал и отрабатывая стратегию рационального использования, существует возможность значительно повысить производительность, стабильность, экологическую сбалансированность и экономическую эффективность мелиорированных агроэкосистем.
Уровень биопродуктивности агроценозов в значительной степени определяется свойствами почв, характеризующимися рядом показателей: содержанием макро- и микроэлементов, органического вещества, плотностью, структурностью, кислотностью почвенного раствора и наличием влаги. Большинство из этих показателей подлежит регулированию и оптимизации с помощью длительного действия антропогенных факторов: минеральных и органических удобрений, мелиорантов, обработки почв, водных мелиораций и др. В свою очередь эффективность таких химико-техногенных ресурсов, как средства механизации, энергоносители, агрохимикаты, информационные ресурсы определяется своевременностью их применения в оптимальном сочетании с биологическими составляющими: трудовыми ресурсами, видами растений и животных, севооборотами. Относительно агроклиматических факторов то их неравномерное по годам воздействие на условия роста и развития растений можно частично нивелировать путем внедрения адаптированных к специфике почвенно-климатических условий сортов и гибридов.
К сожалению существующая в Украине практика аграрного производства не в состоянии решить задачу значительного наращивания производства продовольствия, особенно животного происхождения, так как ориентирована на производство растениеводческого сырья на основе применения промышленной энергии.
Так за последние 25 лет поголовье КРС уменьшилось более чем в четыре раза, что повлияло на структуру посевных площадей кормовых культур, которая уменьшилась с 12 млн га до 2,3 млн. га или с 37 до 8%, а площадь зерновых и масличных увеличилась с 16,7 млн га до 23,8 млн. га или с 52 до 84%.
При площадях зерновых и масличных культур в размере 24 млн. га объемы накопления малоценной части урожая составляют не менее 2 тонн/га или 50 млн. тонн. Поголовье крупного рогатого скота в Украине (без учета временно оккупированной территории Автономной Республики Крым и г. Севастополя) по состоянию на 1 августа 2017 года составило 4,3 млн. голов, поголовье свиней — 6,9 млн голов, овец и коз — 1,7 млн голов, птицы — 237,3 млн голов с суммарным накоплением отходов животноводства 80 млн. тонн или около 16 млн тонн сухого вещества. Из этого количества отходов растениеводства и животноводства с помощью биогазовых установок можно получить 20 млрд. м3 метана. К сожалению, сейчас объем потребления биомассы в качестве биотоплива составляет 2,3 млн. тонн у. т. — 1,2% от общего объема потребления энергии, а годовой уровень использования потенциала биомассы не превышает 4–6%.
Разработанная в Министерстве аграрной политики «Стратегия развития аграрного сектора экономики на период до 2020 года» предусматривает значительное повышение уровня реализации имеющегося потенциала биопродуктивности и на этой основе обеспечение продовольственной, экономической, экологической и энергетической безопасности, развития технологически связанных отраслей национальной экономики, формирования социально экономических основ развития сельских территорий и расширение участия в мировых рынках сельскохозяйственной продукции. То есть, кроме стабильного обеспечения населения страны широким спектром качественных, безопасных, доступных продуктов питания аграрный сектор Украины способен на весомый вклад в решение мировой проблемы дефицита продовольствия.
Для реализации стратегических целей значительную роль может сыграть развитие биоэнергетики, которой присущи следующие преимущества: биомасса является дешевым доступным местным видом топлива, а ее широкое использование важное в стратегическом плане, поскольку повышает энергетическую независимость страны, биоэнергетика в короткое время позволит удешевить стоимость энергоносителей и улучшить внешне -торговые сальдо государства, распределение ресурсов биомассы по регионам Украины, в частности растительных, достаточно равномерное, что позволяет развивать эту отрасль по всей территории государства, а концентрация источников биомассы, в частности отходов животноводства, позволяет удешевить логистику. За последние 10 лет произошло увеличение более чем в 3 раза использования сельскохозяйственной продукции для производства биоэнергоносителей.
Это, в свою очередь, позволит решить другие проблемы развития АПК: существенно повысить прибыльность и конкурентоспособность продукции за счет снижения себестоимости (биоэнергия) и улучшение ее качества (органическое земледелие), обеспечить сохранность и расширенное воспроизводство агроресурсного потенциала, в частности плодородия почв, увеличить емкость внутреннего рынка продуктов, создать комфортные экономические и экологические условия для жизни сельского населения.
По усредненным многолетним данным производительность зональных севооборотов на природном фоне плодородия органогенных и минеральных почв Полесья по основной и побочной продукцией соответственно составляет 4,0 и 4,5 т к. ед./га. В Лесостепи чернозёма типичного — 5,0 т. к. ед./га, в Степи чернозёма обыкновенного — 3,0 т. к. ед./га. За улучшение питательного режима этих почв производительность типичных севооборотов возрастает соответственно до 6,5, 7,5, 7,0 и 4,0 т к. ед./га, оптимизация севооборота и питательного режима обеспечивает 9,0, 10,0, 9 0 и 5,0 т к. ед./га. На мелиорированных землях дополнительное регулирование водно-воздушного режима органической почвы позволяет получать 14,0 т к. ед./га, минерального — 15,0 т к. ед./га, чернозема обыкновенного в Степи — 9,0 т. к. ед./га.
В Институте водных проблем и мелиорации НААН теоретически обоснованы и разработаны основы формирования сбалансированного производства продовольствия, технической продукции и биоэнергии, которые обеспечивают расширенное воспроизводство агроресурсного потенциала сельскохозяйственных территорий, позволяют комплексно решить проблемы развития аграрного сектора экономики и достичь поставленных в "Стратегии развития аграрного сектора экономики на период до 2020 года "целей и ориентиров.
При формировании инфраструктуры биоэнергетических агроэкосистем важной задачей является объективная оценка потенциала биопродуктивности сельскохозяйственных территорий. Проблема заключается в значительных колебаниях урожайности культур и продуктивности севооборотов в зависимости от особенностей погодных условий отдельных лет, особенно в контексте изменений климата.
Обоснование моделей биоэнергетических агроэкосистем с минимальным привлечением промышленных минеральных удобрений требует оценки объемов рециркуляции или многократного использования макро- и микроэлементов при различной специализации или отраслевой структуре аграрного производства. Для этого сопоставляется вынос урожаем из почвы биогенных элементов с их количеством реализуемым за пределы агроэкосистемы. Отработаны следующие основные сценарии: с поля отчуждается вся надземная биомасса; побочная продукция остается на удобрение; собственная переработка продукции растениеводства; реализация непереработанной продукции животноводства; собственная переработка молока и мяса в готовые продукты; переработка отходов на биоэнергетические ресурсы и удобрения. Понятно, что безвозвратное отчуждение всей полученной растительной биомассы, все количество вынесенных из почвы биогенных элементов нужно компенсировать промышленными минеральными удобрениями. Переход на принципы биоэнергетического аграрного производства и адаптация отраслевой структуры к условиям конкретного землепользования позволяет обеспечить повторное использование до 85–90% вынесенного из почвы азота, 90–95% фосфора и до 99% калия и микроэлементов, то есть экологически и энергетически устойчивое использование основного средства аграрного производства — почвы.
Относительно имеющегося потенциала биопродуктивности в различных почвенно-климатических зонах и разработки перспективных вариантов отраслевой структуры аграрного производства осуществляется с учетом специфики конкретных сельскохозяйственных предприятий. Сбалансированная инфраструктура предусматривает создание специфического ряда замкнутых технологических циклов, где отходы одних является ценным сырьем для других. Она может включать высокопроизводительное растениеводство, современные животноводческие комплексы, модули по подготовке кормов, биоэнергетические установки по переработке растительной биомассы и утилизации отходов с получением тепла, электроэнергии, биогаза и органических удобрений, модульные технологические комплексы по хранению и переработке сырья с получением сахара, масла, мясо-молочной, овощной и другой продукции, линии по производству жидкого биотоплива (метилового эфира, биоэтанола), системы орошения и осушения, аналитически-информационные центры по управлению сложной системой взаимосвязанных технологических процессов.
В системе биоэнергетического аграрного производства по уровню прибыли отмечается преобладание молочного скотоводства над свиноводством. Главным образом это объясняется способностью крупного рогатого скота в отличие от свиней трансформировать в мясо-молочную продукцию кроме концентрированных кормов практически все отходы растениеводства (солома, стебли, ботва и т.д.), а также грубые корма, полученные на естественных кормовых угодьях.
Так, с одной стороны систематическая переработка и обеззараживание отходов вместе с севооборотным фактором, обеспечение бездефицитного баланса макро- и микроэлементов и органического углерода будет сопровождаться ростом биопродуктивности агроексистем за счет улучшения фитосанитарного состояния окружающей среды, вовлечения в замкнутый круговорот грунтовых запасов биогенных элементов и активизации азотфиксации.
Иные важные преимущества биоэнергетических агроэкосистем заключаются в их энергетической независимости и высоких уровнях рециркуляции биогенных элементов, что позволяет обеспечивать расширенное воспроизводство плодородия почвы без значительных затрат химико-техногенных, энергетических и финансовых ресурсов с переходом на принципы конкурентоспособного органического производства. Эти преимущества обусловливают возможность динамичного развития производства конкурентоспособной высококачественной и доступной продукции растениеводства и животноводства.
К преимуществам биоэнергетических агроэкосистем следует также отнести решения социальных проблем на селе, в частности создание значительного количества дополнительных рабочих мест, и улучшение экологического состояния окружающей среды. С экологической и финансовой точек зрения биоэнергетические агроэкосистемы обеспечивают также оптимальную адаптацию к изменениям климата путем существенного сокращения выбросов парниковых газов.
Переход аграрного сектора экономики на принципы биоэнергетического низкоуглеродного аграрного производства имеет следующие особенности. В едином комплексе одновременно на гектар пашни есть возможность получать более 0,5 т сахара, 0,2–0,4 т растительного масла, 1 т мясо-молочной продукции, до 1,3 тыс. м3 газа-метана или 6 тыс. кВт-час. «Зеленой» электроэнергии и 7 тыс. КВт-час. теплоэнергии, уменьшить выбросы СО2 в атмосферу на 8–10 т / га. При этом экономия минеральных удобрений составляет 0,4–0,6 т/га, что позволяет ограничить их применение и перейти к органическим систем земледелия с соответствующими преимуществами на рынках сбыта.
Анализ экономической эффективности ряда проектов биоэнергетического аграрного производства показал, что их использование на практике обеспечит независимость от внешних источников химико-техногенных и энергетических ресурсов, что позволит существенно снизить себестоимость, соответственно поднять конкурентоспособность продукции, увеличив чистый доход с современных 1,0–1, 5 тыс. грн./га до 50–70, а на мелиорированных землях до 100–110 тыс. грн./га. При этом срок окупаемости капитальных затрат составляет 1–3 года. В земельном фонде государства сельскохозяйственные угодья занимают 42,3млн. га, что дает представление о потенциале производства продовольствия и биоэнергии и возможности формирования финансовых ресурсов в аграрном секторе экономики Украины.
Предлагается для реализации «Стратегии» развития аграрного сектора экономики на базе государственных сельскохозяйственных предприятий, в частности Национальной академии аграрных наук, создать экспериментальные действующие зональные биоэнергетические производственные системы. Это позволит отработать достаточные нормативно-правовые основы в сфере земельных отношений, финансового и регуляторной политики, развития отдельных отраслей аграрного сектора и рационального использования природных ресурсов. Наряду с созданием на их примере системы подготовки и переподготовки кадров и информационно-консультативного обеспечения малого, среднего и крупного агробизнеса появятся предпосылки для принципиально нового комплексного развития аграрной сферы, повышения продовольственной безопасности и экспортного потенциала Украины. Со своей стороны Институт водных проблем и мелиорации обеспечит научно-методическое сопровождение проекта и обобщение полученных результатов. Для реализации данного проекта необходимо:
- Разработать и утвердить общегосударственную программу по развитию аграрного производства на основе формирования биоэнергетических агроэкосистем. Для этого создать специальную рабочую группу с участием представителей министерств и ведомств, ученых, представителей органов власти и местных общин регионов, а также международных экспертов.
- Для основных природно-климатических зон разработать проекты ведения аграрного производства на основе рационального использования агроресурсного потенциала сельскохозяйственных территорий, сбалансированного получения продовольствия и биоэнергии и обеспечения высоких показателей экономической и энергетической эффективности и экологической безопасности окружающей среды.
- На базе государственных сельскохозяйственных предприятий в основных сельскохозяйственных регионах создать модельные экспериментальные биоэнергетические агроэкосистемы, на основе полученного опыта разработать нормативно-правовые основы в сфере земельных отношений, финансовой и регуляторной политики и рационального использования природных ресурсов.
- Внести изменения и дополнения в существующее законодательство в соответствии с которым осуществляется деятельность в аграрном секторе в части приоритетного развития биоэнергетических агроэкосистем.
- Создать систему подготовки и переподготовки кадров, информационного обеспечения субъектов аграрного бизнеса, которая будет одной из основных предпосылок для принципиально нового комплексного развития аграрной сферы в направлении повышения продовольственной безопасности, энергетической независимости и экспортного потенциала Украины.
- Усилить государственный контроль и разработать систему стимулирования землепользователей за сохранение и воспроизводство агроресурсного потенциала сельскохозяйственных территорий на основе оптимизации круговорота вещества и потоков энергии в агроэкосистемах.
- Создать условия для повышения инвестиционной привлекательности перехода сельскохозяйственных предприятий различных форм собственности на принципы биоэнергетического аграрного производства.
- Предусмотреть формирование программы научных исследований по направлению «Биоэнергетические агроэкосистемы».
Юрий ТАРАРИКО, Мирон ДАЦЬКО, специально для «Агро Перспектива»
