Эффективность модернизации техники полива при возделывании сои на орошаемых землях
Соя является одной из важнейших сельскохозяйственных культур, востребованных пищевой промышленностью, в производстве кормов и в поддержании общего плодородия почв севооборотов. Соя является высокопродуктивной культурой.
Соя является одной из важнейших сельскохозяйственных культур, востребованных пищевой промышленностью, в производстве кормов и в поддержании общего плодородия почв севооборотов. Соя является высокопродуктивной культурой.
Однако в настоящее время по ряду причин площади возделывания сои сократились, урожайность ее уменьшается до 1,1…1,2 тонн с гектара.
Основными производителями соевого зерна в России могут стать Северный Кавказ и Поволжье как наиболее благоприятные по почвенно-климатическим условиям зоны для выращивания этой ценной культуры.
Урожайность сои может увеличиться на 30-50% за счет смены и обновления сортов, повышения агротехнического уровня возделывания.
Биоклиматический потенциал продуктивности возделывания сои пока реализуется всего на 40-60%. Стоит задача путем совершенствования технологии возделывания достичь потенциала до уровня 70-80%.
Прежде всего – это улучшение влагообеспеченности посевов сои, что способствует возрастанию урожайности сои в годы 50%-ной обеспеченности в 1,5-2,0 раза, а в засушливые (85-95% обеспеченности) – в 3-5 раз.
Поэтому, основное увеличение производства сои в ближайшие годы следует ожидать от значительного расширения ее посевов на орошаемых землях.
Рекомендуемый режим орошения:в фазу до бутонизации рекомендуется поддерживать предполивной порог 70-80% НВ, во 2-й период вегетации, после бутонизации – 80% НВ. Нормы полива составляют 300-400 м3/га до бутонизации и 450-500 м3/га во второй период вегетации. Нормы орошения сои дождеванием в условиях муссонного климата Дальнего Востока будут в 1,5-2 раза ниже, чем в южных регионах Российской Федерации. Водопотребление соисоставляет 4000-5000 м3/га при урожайности 35 ц/га.
Площадь фактически используемых орошаемых земель в Российской Федерации, где планируется размещение культуры сои, составляет 1213,8 тыс. га, что позволяет использовать под посевы сои на площади до 400,0 тыс. га.
Парк дождевальных машин в регионах, где планируется возделывание сои составляет 5697 единиц, в том числе исправных – 4771 единиц, при чем 60-70% этого парка составляют дождевальные машины и установки с истекшим сроком службы.
Существующая техника полива может обеспечить орошение сельскохозяйственных культур на площади не более 550 тыс. га, Учитывая то, что в структуре орошаемых севооборотов культура сои будет занимать около 30%, то при данном парке машин, может быть обеспечена площадь орошения сои не более 200,0 тыс. га. Если еще учесть, что такие дождевальные машины и агрегаты, как ДШ-64 «Волжанка» и «Днепр» имеют низкое качество дождя и не соответствуют требованиям полива сои, то фактическая площадь орошения дождеванием на сегодняшний день составит 170 тыс. га.
Для орошения сои, исходя из ее агроэкологических требований, предлагается следующая структура парка дождевальных машин и установок:
- электрифицированные широкозахватные дождевальные машины (модернизированные) Кубань-Л, Кубань-ЛК и зарубежные аналоги – 25%;
- широкозахватные дождевальные машины (модернизированные) ДМУ - Фрегат-Н – 40%;
- шланговые барабанные дождевальные установки – 20%;
- двухконсольная дождевальная машина ДДА-100В – 10%;
- мобильные ирригационные комплекты КИ-5 и КИ-10 – 5%.
Расчет потребности в поливной технике проводится с учетом того факта, что от общей площади орошения сои на 50% поставляется новая техника, а на других 50% проводится модернизация имеющейся техники полива.
Всего потребуется модернизация 1930 дождевальных машин и поставки новой дождевальной техники в количестве 3060 единиц. (Табл.1)
Таблица 1. Модернизация и приобретение новой техники полива для орошения сои на площади 400 тыс. га.
Наименование
|
"Кубань-ЛК"
|
"Кубань-Л"
|
"Фрегат"
|
ДДА-100ВХ
|
ДМ
шланговые барабанные
|
КИ
|
Количество существующей оросительной техники
|
60
|
-
|
2080
|
460
|
200
|
-
|
Машины используемые для орошения
|
60
|
-
|
1400
|
320
|
150
|
-
|
Площадь орошения, га
|
9900
|
-
|
97160
|
38400
|
6000
|
-
|
Количество
новых машин
|
300
|
260
|
1500
|
100
|
120
|
780
|
Площадь орошения, га
|
21000
|
52000
|
105000
|
12000
|
4800
|
7800
|
Капитальные вложения на необходимые для введения в строй орошаемых земель составят всего 5256,4 млн. рублей, в том числе на приобретение новой техники 5082 млн. рублей, а для модернизации существующей техники полива 176,4 млн. рублей.
Широкозахватные дождевальные машины серии «Кубань»
ЭДМК «Кубань ЛК-1» с модернизированным дождевальным поясом предназначена для полива различных сельскохозяйственных культур, и может быть использована на любых типах почв.
Таблица 2. Технико-эксплуатационные показатели машины
Технические характеристики
|
Расход, л/с
|
70
|
Давление на входе в машину, МПа
|
0,35-0,4
|
Радиус полива, м
|
483
|
Площадь орошения, га
|
73
|
Агротехнологические характеристики
|
Коэффициент эффективного полива
|
0,8-0,9
|
Средняя интенсивность дождя, мм/мин
|
0,63
|
Слой осадков за проход, мм
|
9,1-91
|
Диаметр капель, мм
|
не более 1
|
Экономические показатели
|
Производительность за 1 час основной работы при поливной норме 600 м3/га, га/час
|
0,42
|
Максимальная потребляемая мощность, кВт
|
7,5
|
Затраты энергии на 1 м3 воды, кВт × ч
|
0,16
|
ЭДМФ «Кубань Л» с модернизированным дождевым поясом предназначена для полива кормовых, зерновых, овощных и технических культур включая высокостебельные, на площадях со спокойным рельефом преимущественно в степной и сухостепной зонах страны.
Таблица 3. Технико-эксплуатационные показатели машины
Технические характеристики
|
Расход, л/с
|
200
|
Давление, развиваемое насосом, МПа
|
0,31
|
Ширина захвата, м
|
800
|
Площадь орошения, га
|
120-160
|
Агротехнологические характеристики
|
Коэффициент эффективного полива
|
0,7-0,8
|
Интенсивность дождя, мм/мин
|
1,3
|
Слой осадков за проход, мм
|
8-79
|
Диаметр капель, мм
|
не более 1
|
Экономические показатели
|
Производительность за 1 час основной работы при поливной норме 600 м3/га, га/час
|
1,2
|
Максимальная потребляемая мощность, кВт
|
13,5
|
Применение модернизированных ДМ серии «Кубань», при орошении сои позволяет: повысить экологическую безопасность полива; снизить потери оросительной воды на сток и инфильтрацию на 15-20%; увеличить равномерность распределения воды по орошаемой площади (КЭФ = 0,9); снизить энергоемкость полива до 30%.
Дождевальная машина ДМУ «Фрегат»
Дождевальная машина «Фрегат» с модернизированным дождевальным поясом для работы на пониженном напоре прошла Государственные испытания в 2004 и 2005 годах (Протокол Государственных испытаний машины кругового действия ДМУ «Фрегат» с комплектом дождеобразующих устройств для работы на пониженном напоре № 03-72-04 от 15 декабря 2004 года и № 03-42-05 от 09 ноября 2005 года, защищена патентами № 36166, 43727, 48247 и авторскими свидетельствами № 1729603, 1069721, 531926, 1664193 Российской Федерации.
Таблица 4.Технико-эксплуатационные показатели машины
Технические характеристики
|
Расход, л/с
|
70-90
|
Давление на гидранте, МПа
|
0,7
|
Площадь орошения, га
|
74,9
|
Радиус полива, м
|
463
|
Агротехнологические характеристики
|
Коэффициент эффективного полива
|
более 0,75
|
Средняя интенсивность дождя, мм/мин
|
0,24-0,29
|
Средний слой осадков за проход,мм
|
6-65
|
Диаметр капель, мм
|
менее 1
|
Экономические показатели
|
Затраты энергии на 1 м3 воды, кВт × ч
|
0,36
|
Производительность за 1 час основной работы при поливной норме 300 м3/га, га/час
|
0,23
|
Применение дождевальных машин «Фрегат» позволяет достигать следующих технико-экономических эффектов: устранение ирригационной эрозии почвы и образования почвенной корки; снижение потерь воды на сток и глубинную инфильтрацию на 15…20%; снижение энергоемкости полива на 15…18%; повышение урожайности культур в среднем на 10…15%.
Модернизированные дождевальные агрегаты ДДА-100 МА
Модернизированные дождевальные агрегаты ДДА-100 МА предназначены для полива дождеванием зерновых, овощных, кормовых, технических культур в движении с забором воды из открытых оросителей.
Модернизированный двухконсольный дождевальный агрегат ДДА-100МА прошел Государственные испытания в 1998 г., протокол № 03-44-98 (1180052), № 03-43-98 (1180062). Новизна подтверждена авторским свидетельством № 1729603.
Модернизация заключается в замене серийных дождевальных насадок кругового действия на малоинтенсивные насадки секторного типа. Предлагаются две схемы расстановки дождеобразующих устройств для расхода воды 80…130 л/с для почв средней и низкой водопроницаемости.
Государственные испытания показали, что модернизация обеспечивает следующие преимущества:
- равномерность распределения дождя увеличивается на 60%, а его интенсивность и крупность капель уменьшается соответственно на 40 и 30%.
При этом ударное воздействие капель искусственного дождя на почву снижается на 33%; достоковая норма полива повышается на 27%; не наблюдается вымывание семян и образование почвенной корки; время прорастания семян после посадки сокращается на 18…20%; выход товарной продукции корнеплодов увеличивается на 14…16%; не наблюдается образование мелкоземного слоя на листовой поверхности растений; снижение расхода воды и топлива на полив соответственно составляет около 23% и 20%; прибавка урожая овощных культур на гектар орошаемой площади составляет в среднем около 20%.
Таблица 5. Технико-эксплуатационные показатели машины
Технические характеристики
|
Расход воды, л/с
|
80-130
|
Давление, развиваемое насосом, МПа
|
0,37
|
Ширина полосы полива, м
|
120
|
Площадь орошения за проход, га
|
4,8-7,2
|
Агротехнологические характеристики
|
Коэффициент эффективного полива
|
0,7
|
Слой дождя за один проход, мм
|
2,5-5,0
|
Средняя интенсивность дождя, мм/мин
|
2,3
|
Диаметр капель искусственного дождя, мм
|
не более 1,5
|
Экономические показатели
|
Затраты энергии на 1 м3 воды, кВт ч
|
0,22
|
Производительность за 1 час основной работы при поливной норме 300 м3/га, га/час
|
0,69
|
Шланго-барабанные дождевальные машины – ДШ 90Ф, ДШ 110Ф
Шланговые дождеватели с ферменным водораспределителем – ДШ 90, ДШ 110 (Агрос) применяются для полива овощных, кормовых, технических и зерновых культур, сенокосов, пастбищ, многолетних насаждений во всех зонах орошаемого земледелия, при уклонах поверхности земли, как правило, не более: общем по направлению движения дождевального аппарата -0,05, поперечном - 0,01 и при следующих категориях рельефа: очень спокойном, спокойном и сильно.
Дождевальные машины «Агрос» – ДШ 90,ДШ 110 прошли Государственные испытания в 2004 и 2005 годах (Протоколы Государственных испытаний № 08-115-2002(1180072) от 15 декабря 2004 года и № 08-91-115(1180072) от 14 ноября 2005 года)
Использование ферменного водораспределителя позволяет снизить материалоемкость на 10%, обеспечить экономию оросительной воды на 20%, энергозатрат - на 25%, уменьшить средний диаметр капель дождя на 15%, повысить равномерность полива на 10%, увеличить коэффициент полезного действия на 5%.
Таблица 6. Технико-эксплуатационные показатели машины
Технические характеристики
|
Расход воды, л/с
|
15-25
|
Давление на гидранте, МПа
|
0,8-1,2
|
Ширина захвата, м
|
95
|
Площадь орошения с одной позиции, га
|
3,8
|
Агротехнологические характеристики
|
Коэффициент эффективного полива
|
0,8-0,85
|
Слой осадков за проход, мм
|
20-80
|
Диаметр капель искусственного дождя, мм
|
не более 1
|
Экономические показатели
|
Затраты энергии на 1 м3 воды, кВт. час.
|
0,45
|
Производительность за 1 час основной работы при поливной норме 300 м3 /га., га/час.
|
0,32
|
Мобильные ирригационные комплекты для полива
Переносные дождевальные комплекты из-за простоты конструкции, высокой мобильности оборудования, возможности полива участков различной конфигурации и сложным рельефом нашли широкое применение в орошаемом земледелии, особенно в зонах неустойчивого естественного увлажнения, как в нашей стране, так и за рубежом.
Положительные факторы передвижного ирригационного оборудования, к которым относится в первую очередь то, что организация орошения с его применением не требует значительных капитальных затрат на строительство стационарной закрытой сети, а так же возможность ввиду его высокой мобильности использования ежегодно на поливе наиболее отзывчивых на орошение сельскохозяйственных культур.
Все это позволяет сократить срок окупаемости затрат на приобретение
комплекта и организацию орошения до одного - двух лет, что определяет целесообразность восстановления производства переносных дождевальных комплектов как наиболее доступных средств орошения для производителей сельхозпродукции, в том числе и сои в современных условиях.
Проведённые исследования определили пути создания принципиально новых конструкций переносных дождевальных комплектов, позволяющие орошать земельные участки 5, 10га. Предполагается для внесения минеральных удобрений с поливной водой оборудовать их специальными гидроподкормщиками.
Комплекты предназначены для поливов технических, кормовых, овощных, бахчевых культур, картофеля, сенокосов и пастбищ во всех зонах орошаемого земледелия.
Особо следует отметить, что вышеназванные комплекты могут использованы на различных по конфигурации участках, а высокий диапазон нормирования поливных норм от 50 до 600 м3/га соответствует технологическим показателям выращивания сои на рисовых чеках.
Таблица 7 . Технико-эксплуатационные параметры
Марка комплекта
|
КИ-5
|
КИ-10
|
Орошаемая площадь, га
|
5
|
10
|
Расход воды, л/с
|
5-7
|
10-12
|
Напор на входе установки, МПа
|
5,2
|
5,5
|
Расстояние между аппаратами на дождевальном крыле, м
|
18
|
24
|
Число дождевальных аппаратов
|
6
|
6
|
Комплекты КИ-5 и КИ-10 прошли государственные испытания, рекомендованы на серийное производство и на них получены сертификаты качества. Годовой экономический эффект от применения одного комплекта составляет: КИ-5 -159,535 тыс. рублей, КИ-10 – 145,97 тыс. рублей.
Для реконструкции оросительной сети на площади 202,6 тыс. га необходимо приобрести 2280 широкозахватных дождевальных машин и 780 мобильных ирригационных комплектов для орошения сои в рисовых чеках. Общая стоимость приобретаемых дождевальных машин и ирригационных комплектов составит 5082, млн. рублей, соответствующая реконструкция оросительной сети – 1120 млн. рублей. Необходимо модернизировать 1930 широкозахватных дождевальных машин, что может обеспечить качественное орошение на площади около 200 тыс. га. Стоимость модернизации составит 176,4 млн. руб.
Формирование коммерческой эффективности Программы происходит за счет дополнительной прибыли производителей сельскохозяйственной продукции, которая в свою очередь формируется (в основном) за счет вовлечения в сельскохозяйственный оборот ранее неиспользуемых орошаемых земель и повышения эффективности эксплуатации орошаемых земель на основе интенсивного соевого севооборота.
Урожайность сои определяется массой разнообразных факторов, основными из которых являются почвенно-климатические условия и технология возделывания. В среднем, урожайность на богаре составляет 1,4 т/га, а на орошении, при использовании интенсивных технологий 3,6 т/га.
Таким образом, увеличение урожайности сои (за счет орошения) составит 2,2 т/га, что в ценах реализации 2008 года составит 22,4 тыс. руб./га.
При реализации первого этапа программы, предполагается, что возделывание сои будет освоено на площади 50,0 тыс. га, прирост выручки составит – 1,12 млрд. рублей.
Дополнительные издержки производства составят 245,3 млн. руб. и складываются из следующих основных параметров: издержки на эксплуатацию мелиоративных систем - 17,5 млн. рублей; затраты на приобретение новой поливной техники – 750 млн. рублей, однако поскольку новая поливная техника будет служить минимум 10 лет и приобретается по лизингу ежегодные издержки составят 75 млн. рублей; затраты на реконструкцию, модернизацию поливной техники составят – 125 млн. рублей; сельскохозяйственные издержки увеличатся пропорционально приросту урожайности, прирост составит – 27,8 млн. рублей.
Таким образом, с учетом налогов выплачиваемых сельскохозяйственными товаропроизводителями во все уровни бюджетной системы, коммерческая эффективность мероприятий программы, в текущих ценах, за первые три года, превысит 5,7 млрд. рублей, а с учетом дисконтирования более 7,7 млрд. рублей.
Бюджетная эффективность мероприятий программы складывалась из следующих показателей: косвенные и прямые налоги (НДС, земельный налог, единый социальный налог, налог на доходы физических лиц); поступления в бюджет налогов от отраслей народного хозяйства.
Поступления в бюджет за первые три года реализации программы (в текущих ценах) превысят 9,71 млрд. руб., что более чем в два раза превышает первоначально инвестируемые средства.
Анализ полученных результатов, показывает эффективность планируемых мероприятий с точки зрения государства.
Подводя итог предварительному анализу реализации мероприятий по возделыванию сои в 2010-2012 гг. на площади 400 тыс. га необходимо отметить ее высокую общественную эффективность.
Несмотря на расходы, связанные с приобретением новой поливной техники в лизинг, модернизацию существующей поливной техники и затраты на эксплуатацию мелиоративных систем, уже в первый год реализации программы она начинает приносить прибыль, при этом растут поступления в бюджет, которые за первые три года реализации программы (в текущих ценах) более чем в два раза превышают первоначально инвестируемые средства Федерального бюджета.
Коммерческая эффективность мероприятий программы, в текущих ценах, за первые три года, превысит 5,7 млрд. рублей, а с учетом дисконтирования более 7,7 млрд. рублей.
Дополнительные поступления налогов в бюджет (в текущих ценах) превысят 9,7 млрд. рублей.
Необходимо отметить, что эффект от реализации мероприятий программы не ограничивается рассматриваемым периодом времени – 3 года, системы будут работать минимум 10 лет.
Таким образом, к 2020 году коммерческий эффект, в текущих ценах, составит 38,4 млрд. рублей, а бюджетная эффективность 59,9 млрд. рублей.
Анализ полученных результатов показывает высокую эффективность планируемых мероприятий с точки зрения государства.
Проведение реконструкции оросительных систем будет способствовать не только повышению эффективности агропромышленного комплекса и обеспечению продовольственной безопасности страны, но и развитию машиностроения и инфраструктуры, созданию новых рабочих мест и улучшению социально-экономических условий жизни населения в сельской местности, повышению продовольственной безопасности России.
Список литературы
1. Ольгаренко, Г.В. Перспективы использования серийной и новой поливной техники в АПК России /С.М.Давшан, С.С.Савушкин// Коломна, 2008.
2. Балакай, Т.Г. Соя. Технология возделывания в Ростовской области /В.Н. Щедрин, В.Н. Василенко, В.И. Зинченко и др.// Ростов-на-Дону: ООО Геликовн, 2005.
3. Устюжанин, А.П. Стратегия развития соевого комплекса России// Москва, 2009г.
4. Баранов, В.Ф. Опыт и перспективы возделывания сои на юге России // ВНИИМК – Краснодар, 2009.
5. Ольгаренко, Г.В. Анализ экономических показателей серийно выпускаемых ДМ "Фрегат" и "Кубань/ Н.А. Кухарев// Мелиорация и водное хозяйство – 2009- № 1.
6. Шуравилин, А.В. Капельное орошение сои в Нижнем Поволжье / Лытов М.Н. // ж.Агро ХХI, изд.: Агрорус – 2009-№3.
7. Бородычев, В.В. Вопросы водосбережения при возделывании сои/ Лытов М.Н., Моисеев М.Ю.// Мелиорация и водное хозяйство-2003-№4.
8. Бородычев, В.В. Орошение и удобрение перспективных сортов сои/ Лытов М.Н.// Плодородие – 2004-№6.
Директор ФГНУ ВНИИ "Радуга",
Советник Министра сельского хозяйства Российской Федерации,
доктор с.х. наук, профессор,
академик Российской инженерной академии
Геннадий Владимирович Ольгаренко