Новые технологии, перспективные отрасли, опыт → Орошение пшеницы и АМАК-система
Орошение пшеницы и АМАК-система
Сколько надо затратить воды, чтобы вырастить одну тонну зерна пшеницы – специалисты это знают, а вот обычный читатель может и не знать. Оказывается, для получения одной тонны зерна пшеницы растения «выпивают» 1000 куб. метров воды! В передовых зерновых фермах с одного гектара получают по 10 тонн зерна пшеницы, а это значит, что на одном гектаре растения потребляют 10000 куб. метров воды – дождевой и дополнительно преподнесённой заботливым фермером. Дождевой воды, как правило, не хватает, приходится брать воду из каких-то внешних источников, и поливать, поливать, поливать, затрачивая огромное количество воды и энергии.
В современной «тракторной» системе производства зерна пшеницы (с помощью тракторов, прицепных агрегатов, комбайнов и т.д.) воду доставляют на угодья, как правило, методом дождевания, т.е. с помощью дождевальных машин кругового или фронтального действия. Все дождевальные машины, независимо от своих конструкций, установлены, как правило, на тележки со стальными колёсами, которые перекатываются по рыхлой поверхности угодья с коэффициентом сопротивления качению (есть такой параметр в технике) равный 0,1. Не вдаваясь в технические тонкости, заметим, что для любого устройства, движущегося по какой-то поверхности, чем меньше этот коэффициент, тем меньше затрачивается энергии для передвижения этого устройства. Если бы удалось снизить этот коэффициент в сто раз (до значения 0,001), то удалось бы в сто раз снизить и затраты энергии на передвижение дождевальных машин. Это можно сделать, если заставить стальные колёса тележек перекатываться по стальным рельсам, но это проблематично и нерационально. А вот в АМАК-системе, орошающей поля, это (и не только это!) реализовано красиво и рационально.
АМАК-система – это принципиально новое сельскохозяйственное предприятие, предназначенное для многолетнего массового производства растениеводческой продукции на больших окультуренных угодьях равнинного типа. По сути, АМАК-система – это самоходный полевой завод со всеми атрибутами, присущими для любого городского современного электрифицированного и автоматизированного завода, например, электронной промышленности. Исходной предпосылкой для разработки конструкции АМАК-системы явилось предположение: если земля, как предмет и средство труда, с целью интенсификации земледелия, по объективным причинам не может прийти на современный городской электрифицированный и автоматизированный завод, то завод сам должен прийти к земле, претерпев необходимые конструктивные изменения.
АМАК-система включает четыре основных подсистемы: автоматизированный мостовой агротехнический комплекс (АМАК, отсюда и название системы); канал-хранилище; активное угодье с постоянными колеями (рельсовыми или иными); пассивное угодье с технологической площадкой, навесными агрегатами и навесом. Модернизированные АМАК-системы могут включать любое количество вспомогательных подсистем, например, контактную линию электропередачи, второй канал-хранилище, железнодорожный путь, жилые здания и т.д. В АМАК-системе полностью отсутствует тракторная техника (трактора, прицепные агрегаты, комбайны, автомобили, дождевальные машины и т.д.) и совсем не используется моторное топливо.
В историческом плане развития техники земледелия, АМАК-система, как завод-автомат, является звеном в цепочке: «мотыга – плуг – трактор – АМАК-система». Если трактор со всеми другими техническими средствами знаменует «тракторное» земледелие, то АМАК-система, как полевой завод-автомат, представляет «заводское» земледелие. Цель тракторного земледелия можно сформулировать так: используя тракторы, прицепные агрегаты, дождевальные машины, комбайны, автомобили и другую технику, получить максимально возможные урожаи возделываемых культур при минимальном отрицательном воздействии на почву и окружающую среду. Цель заводского земледелия на основе АМАК-систем: используя АМАК-системы, получить максимально возможные урожаи возделываемых культур, исключив отрицательное воздействие на почву и окружающую среду. Заводское земледелие на основе АМАК-систем, как наиболее эффективное и безопасное для почвы и окружающей среды, постепенно будет вытеснять тракторное земледелие, и в первую очередь в зерновом производстве, как наиболее массовом и использующим большие площади равнинного типа. Растениеводство на основе тракторного земледелия останется на малых площадях с произвольными контурами, а также на холмистых угодьях со сложным рельефом.
По сравнению с тракторной системой земледелия, заводское земледелие на основе АМАК-систем имеет ряд существенных преимуществ, совокупность которых позволяет снизить себестоимость производимой продукции, экономить энергию, повысить производительность и комфортность живого непосредственного труда. Рассмотрим эти преимущества.
1.В АМАК-системе полностью ликвидировано вредное переуплотнение активного угодья ходовыми частями транспортных средств, что способствует улучшению экологического состояния почвы и повышению урожайности возделываемых культур.
2.Обеспечивается контролируемое и адресное искусственное орошение возделываемых культур на всей площади активного угодья, что повышает урожайность возделываемых культур (за счёт оптимизации водного режима почвы) и экономит воду.
3.Выполняется контролируемое и адресное внесение удобрений в любое время вегетационного развития растений, что способствует повышению урожайности возделываемых культур и экономит удобрения.
4.Полностью исключено применение ядохимикатов, что обеспечивает высокое качество выращиваемых продуктов и не загрязняет окружающую среду. Вместо ядохимикатов применяются электромагнитные, ультразвуковые, лазерные и другие устройства борьбы с вредителями растений.
5.Имеется возможность в течение одного вегетационного периода развития одних и тех же растений многократно собирать урожай, что позволит довести урожайность возделываемых культур до биологически максимально возможных (например, гречихи – до 20 т/га).
6.Имеется возможность ведения уборочных работ в затяжную дождливую погоду, что позволит спасти часть или весь урожай в целом.
7.Можно вести селекционную научно-исследовательскую работу с каждым растением индивидуально в границах всего активного угодья, что расширяет возможности научных исследований и повышает оперативность их проведения.
8.Обеспечена комплексная механизация, электрификация и автоматизация всех работ, что повышает производительность непосредственного живого труда на один-два порядка.
9.Примерно в два раза снижается потребление энергии. Это обусловлено: а) ходовые части АМАК передвигаются по рельсовым колеям с коэффициентом сопротивления качению 0,001, в то время как тракторы, прицепные агрегаты, дождевальные машины и комбайны передвигаются по стерне или рыхлой почве с коэффициентом сопротивления качению 0,1; б) электрические двигатели АМАК имеют КПД = 0,9, в то время как двигатели внутреннего сгорания тракторов, комбайнов и автомобилей имею КПД = 0,3; в) все транспортные коммуникации в АМАК-системе пространственно упорядочены и оптимально коротки, в то время как в тракторной системе все транспортные коммуникации пространственно мало упорядочены и более протяженные.
10.Имеется возможность частично или полностью отказаться от потребления энергии от внешних источников (электростанций) и перейти на автономное энергообеспечение за счёт солнечных батарей, установленных на АМАК, навесе и канале-хранилище.
11.Без использования глобальных систем космической навигации ГЛОНАСС и , осуществлять позиционирование посевных и иных навесных агрегатов АМАК с точностью ± 10 мм по трём осям координат в любой точке активного угодья, что недостижимо в тракторном земледелии, ориентированном на использование ГЛОНАСС и .
12.Обеспечивает обслуживающему персоналу высокий комфорт работы – на уровне современных городских офисов и предприятий, например, электронной промышленности.
Весной, летом и осенью АМАК-система функционирует как полевой самоходный завод-автомат, выполняя все виды полевых работ, включая транспортные. Зимой АМАК-система работает в режиме ремонтного завода. В этом случае АМАК устанавливается над линейками навесных агрегатов в зоне технологической площадки, с помощью соответствующих устройств внутри АМАК создаётся необходимый микроклимат, и обслуживающий персонал производит необходимые профилактические и ремонтные работы, находясь внутри АМАК. Дополнительная информация об АМАК-системе имеется в Интернете на сайте её автора: www.amak-sistema.ru.
Ю. Жуков