В.Н. Лазуренко Торгово-Промышленная палата Ростовской области. Общественная палата Ростовской области В.П. Калиниченко, В.Ф. Старцев Институт плодородия почв юга России Е.В. Шеин Московский государственный университет Д.Л. Пинский Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН В.Н. Овчинников, О.С. Безуглова, Т.М. Минкина Южный федеральный университет Б.Ф. Апарин, О.В. Романов Санкт-Петербургский государственный университет В.Е. Зинченко Донской научно-исследовательский институт сельского хозяйства А.П. Москаленко Новочеркасская государственная мелиоративная академия Н.А. Морковской Администрация Дубовского района Л.П. Ильина Южный научный центр РАН А.А. Зармаев Чеченский государственный университет В.Ч. Ким Московский инженерно-физический институт В.И. Повх Южный региональный информационно-аналитический центр М.В. Тихонов ООО Химикс С.В. Ларин ООО Рекреационно-производственная фирма Вертекс Биогеосистемотехника основа экологической политики, экологической культуры, технологий и менеджмента Декларация общественных организаций, университетов, научных центров, администраций и предпринимателей 1 Надо чтобы инновация, модернизация проникла в мозг каждого конкретного нашего гражданина, чтобы инновация была частью нашей общей политики. В.В. Путин Развитие некриминального бизнеса в России станет возможным только после того, как для развития бизнеса будут сформированы ниши, деятельность в которых будет общественно-полезной, не разрушающей биосферу и приносящей моральное удовлетворение. Развитие отечественных прорывных инновационных направлений мирового уровня – программными методами. ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН «ОБ ОБРАЩЕНИИ С ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВТОРИЧНЫМИ РЕСУРСАМИ» (вступает в силу с 1 января 2014 года). (вступает в силу с 1 января 2014 года). Статья 4. …использование новейших научно-технических достижений, в том числе наилучших доступных технологий, в целях реализации малоотходных и безотходных технологий, переработки вторичных ресурсов. 2 В экологии, сельском хозяйстве, промышленности имеются крупные проблемы. Всего 10% земель юга РФ находятся в более-менее приемлемом состоянии. Судьбоносным является Указ Президента РФ №1157 от 10.08.2012. О проведении в РФ Года охраны окружающей среды. Жорес Алферов. Открытие форума Новые технологии для новой экономики России/ Форум Наука и общество http://www.ecolife.ru/video/19467/ В РФ объявлен приоритет зеленой экономики 3 Мировое сообщество, ФАО, рассматривают необходимость изменения: парадигма сельского хозяйства; парадигма ирригации; парадигма природопользования. Имитационный подход к природопользованию. Полумеры в рамках индустриальной технологической платформы – неэффективный менеджмент, в том числе в сфере экологии (рециклинга) и экономики. 4 ТПП РФ 18 апреля 2013. Ростов-на-Дону, 28 мая 2013. Слушания по дорожной карте зеленой экономики. Долгосрочные государственные программы подлежат модернизации. В биосфере нарушаются важнейшие циклы: C, P, N, как и многие другие. Не используются возможности рециклинга для замыкания биологических циклов, уменьшения времени обратной связи в биосфере. Профиль солонцовой почвы в условиях зональной агротехники – завершающая стадия цикла деградации В течение голоцена произошли значительные эволюционные изменения почв. Современной почве следует дать новый вектор развития. 5 Земельный фонд РФ нестабилен Экологический каркас биосферы в условиях индустриальной технологической платформы отсутствует Природнотерриториальный комплекс Цимлянского водохранилища Уничтожение биосферы – мечение ареала. Sustainable Development?! 6 Биогеосистемотехника Долговременные принципы охраны экосистем и среды обитания населения, повышение плодородия почв, обеспечение рециклинга отходов производства минеральных удобрений, органических веществ как условия повышения целесообразной занятости населения в производственной сфере, качества среды обитания населения. Развитие экологической политической технологии и культуры: непротиворечивое решение фундаментальной научной задачи синтеза окружающей среды, не ограничивающей обитание homo sapience, и, одновременно, создание не противоречащей среде обитания сопряженной производственной среды, инновационной, продуктивной, устойчивой, рекреационной, привлекательной для пользователя и экономически выгодной. Менеджмент биосферы в ноосфере: разработка и внедрение принципиально новых технических средств и технологий управления продуктивностью и устойчивостью земельного фонда с перспективой создания соответствующих роботизированных систем. Отказ от природопользования как антропоцентрического императива. Новая технологическая платформа ноосферы. 7 1. Почва В цикле стандартной агротехники почвы приобретают уплотненный иллювиальный или солонцовый слой. Имитационный подход. Раньше это было только в солонцах, теперь – и в черноземах. Стандартные меры улучшения плодородия почв не соответствуют современному уровню знаний. Это давно изобретенные в России щелерезы, ярусные плуги. Рыхление почвы недостаточное, жизненный цикл и эффект стандартной технологии краткосрочный – 2-8 лет. 8 Разработан принципиально новый способ создания стартовых условий длительной экологической стабильности и высокой продуктивности почв в мелиоративном цикле – роторное фрезерное рыхления слоя почвы 20-50 см. Создана серия машин: ПМС-70, ПМС-100, ФС-1,3. Заложены производственные эксперименты.. Прибавка урожайности после однократной обработки ежегодно 2040% в мелиоративном цикле 40 лет. Увеличение мощности почвы дает дополнительные возможности для роста 9 ециклинга отходов Почва после роторного фрезерного рыхления слоя 20-45 см однородна по плотности, окраске, структурна, в ней хорошо развивается корневая система растений Почва через 36 лет после роторной фрезерной обработки слоя 20-45 см Глубина 30 см Почва в зональной агротехнике. Видны плотные с сизым налетом верхушки столбчатого иллювиального горизонта почвы 15-20 см. Глубже 20-25 см корневая система не может распространяться. Глубина 35 см Глубина 40-45 см 10 Экономические показатели, 2006 г., озимая пшеница, Ремонтное, ООО Мир (Колхоз имени XVII Партконференции) Показатель Вспашка 20-22 см ПТН-40, 40-45 см 5,12 6,58 0,98 2,44 23,7 58,9 4 700,00 4 700,00 4 700,00 Приведенные затраты агромелиорации в текущих ценах, руб/га 0 9 000,00 16 000,00 Срок действия агромелиорации, лет 0 10 30 Приведенные затраты амортизации, руб/га 0 900 533,33 15 900,00 19 750,00 19 883,33 22,4 22,9 57,1 3 840,58 3 857,42 3 021,78 Урожайность, т/га 4,14 ФС-1,3, 4045 см Прибавка урожайности, т/га Прибавка урожайности, % Цена, руб/т Затраты всего, руб/га Рентабельность, % Себестоимость, руб/т Творческая удача. Экономическая эффективность. 11 Новые технические решения, превышающие мировой уровень Patent Cooperation Treaty, 2005 Акт Сев-КавМИС, 2008 12 Роторный рыхлитель подгумусного слоя почвы Заводские испытания Патент РФ №2273120 С2. PCT. Rotating cultivator for underhumus soil layer. Geneva. Switzerland. PCT RU/2005/000195. Priority date: 2004111564 16.04.04. В новом рыхлителе сохранены горизонтальный ротор с фрезами. Эффективное рыхление. Нет пассивного сопротивления перемещению плуга в почве за счет принципиально нового привода. Производительность труда выше в 2 раза. 13 В программе «Плодородие почв РФ» следует применить наши предложения. Основание целесообразного расходования финансов. Будет целесообразно использован фонд будущих поколений. В муниципальных образованиях будут созданы стабильные продуктивные привлекательные для проживания экосистемы. Кластер превентивного управления плодородием почв РФ. Сохранение ландшафтных систем. Синергетический эффект управляемого синтеза биологических диссипативных структур в геосфере. Рекреационный и сеттлинговый потенциал территории. Сетевая структура Матрица системы превентивного управления плодородием почв. Первичный элемент структуры – машинно-технологическая станция плодородия почв. Нельзя обвинять коров в парниковом эффекте, покорно воспринимать апокалипсические картины, нарисованные Спилбергом в фильме об уничтожении биосферы, в частности об исчерпании подземных резервуаров воды за счет ирригации. 14 2. Ирригация Юг России циклически страдает от засухи. Ирригация не развивается. Кризис. Переработка экономических нормативов мелиорации (РАСХН) – не выход. Важнейшая причина проблемы – принципиальный дефект парадигмы современной ирригации. Воду подают сразу на большую площадь, затем она самопроизвольно и поэтому неравномерно растекается по поверхности и в глубине почвы. Теряется 80-90% поданной воды, выщелачиваются питательные вещества. Вода – глобальный дефицит. Необходим рециклинг воды в биосфере. В Израиле – на ирригацию 7360 м3/га в год. В мире – до 50 000 м3/га в год. Уничтожаем биосферу! (Индия) США: испарение искусственного дождя, расход воды до 6 футов в год 15 Капельный полив, конец 60-х годов 20 века. Разработано в России. С. Бласс (уроженец Российской империи, Польша, затем жил в Израиле); О.Е. Ясониди (СССР, Персиановка). Производство – Израиль. Национальное лоббирование по всему миру – вплоть до Премьер-министра Израиля. Вода при капельном поливе растекается неуправляемо. Подпочвенное орошение М.С. Григоров, СССР, Персиановка. Подпочвенное капельное орошение – материальные и финансовые затраты. При капельном поливе расход воды до 12 000 м3/га!!! Потеря питательных веществ. Отсутствует рециклинг воды. 16 На водные программы в РО в 2013 году будет истрачено 307 млрд руб. Рециклинг не рассматривают. Парадигма ирригации не та, что надо! Changing Paradigm in Irrigation Water Management! США объявили просачивание воды в ландшафт «полезным». 3 трлн руб (2013) – инновации РусГидро Огромные средства на очистку каналов и другие затратные мероприятия будут в РФ и впредь растрачиваться впустую. Значительную часть этих денег можно не просто сэкономить, но направить на развитие новой парадигмы ирригации, рециклинг воды, питательных веществ и отходов. Воду необходимо точно распределить внутри почвы без транзита, обеспечив благоприятный для растений и почвы ирригационный цикл. 17 Темп прироста биомассы растений выше при небольшой влажности почвы. Относительная транспирация (Тр/Тр0), перепад давления влаги между почвой и листом (Рп-Рл), коэффициент влагопроводности (Квл) в процессе иссушения почвы при уменьшении давления влаги в почве (Рп) (Е.В. Шеин, Р.И. Зайцева) 18 Импульсная внутрипочвенная континуально-дискретная парадигма ирригации. Ее возможности рециклинга превышают достигнутый мировой уровень. Воду впрыскивают в почву и при этом распределяют дозировано в цилиндре первичного увлажнения в процессе перемещения шприца по вертикали. Остальная сухая почва образует прочный механический каркас. Нет переувлажнения, уплотнения почвы. Растения питаются качественным концентрированным почвенным раствором, не откачивают избыточную воду. 1 Биотехнология, механотроника, робототехника, рециклинг. Расход воды на ирригацию меньше чем обычно в 5-20 раз. Экономия энергии и ресурсов – 10-30 раз. Не нужен дорогостоящий дренаж. Не нужно вообще много копать, а потом чистить. 2 t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 Рециклинг вещества и воды в почве. 19 Устройство для выполнения способа внутрипочвенного импульсного дискретного полива растений. Патент на изобретение RU №2411718 от 20.02.2011. Приоритет от 30.03.09. 1 – блок электрического питания. 2 – шасси. 3 – блок управления. 4 – блок подачи поливной воды. 5 – диск. 6 – ось. 7 – шприцевой элемент для импульсной подачи воды в почву. 8 – упругая муфта с центральным каналом. 9 – выдвижной шприц. Новая водная стратегия: Преодоление цикличности климата и дефицита пресной воды. Рециклинг вещества и воды с высоким биологическим эффектом. Сохранение почв и ландшафтов. Увеличение биомассы биосферы. 20 3. Сопряженные экологические проблемы. При стандартной утилизации загрязнений распространяются опасные вещества, инфекции. Устаревшие системы утилизации отходов. Свалки распознаем по запаху. Рециклинг Вторичное использование загрязнений и удобрительных веществ внутри почвы – почвенно-мелиоративный, агрохимический, экологический эффект. Экономическая выгода. нанотехнология Пруд Терновый 21 Фосфогипс при сосредоточенном хранении опасен При рассредоточении в почве полезен: количество продукции возрастает; качество улучшается – фосфор, кальций микроэлементы. Эффективность при внесении фосфогипса, навоза, птичьего помета, органических отходов внутрь почвы выше. Экологическая безопасность Возможный объем утилизации до 500 т/га. Синтез вещества в почве. 22 Способ извлечения вещества из тонкодисперсной системы Роботизированная электрохимическая система (развитие метода электромелирации почв) Патент на изобретение RU №2464967 С2. 27 октября 2012. МПК Кл. A61J 1/20 (2011.01), A61M 3/00 (2011.01), B03C 5/00 (2011.01) C01B (2006.01), E02B 13/00, A01G 25/00. Патентообладатель: ООО Структура К°. 1 – шприцевой элемент. 2 – электрод. 3 – выходное отверстие электрода. 4 – ионное облако. 5 – дисперсная система. Способ обеспечивает извлечение легкорастворимых солей из почв, утилизацию или повторное использование солей и электролитов без экологических последствий. Способ – элемент современной научно-технической платформы. Использование – в рамках внутрипочвенной импульсной континуально23 дискретной парадигмы ирригации. Рециклинг отходов и удобрение почвы следует выполнять также путем внутрипочвенной импульсной фертигации: не только полив, но одновременно удобрение почвы. Биологическая безопасность жизни Если подавать отходы, в том числе бытовые, животноводческие, птицеводческие, инфицированные, промышленные, внутрь почвы с водой, то разрываются экологические (трофические) цепи распространения инфекций и опасных веществ. Решаем гигиенические, санитарно-эпидемиологические и эпизоотические проблемы. Замыкается экологический цикл, получаем экологические безотходные технологии двойного и более назначения. Создается здоровая привлекательная для проживания людей окружающая среда. 24 Имеются возможности превратить различные виды отходов в полезные для растений и почвы вещества и внести их в почву в составе жидких удобрительных смесей (Компании Экоспас, Химикс). Разработана и изготовлена промышленная установка для приготовления удобрительных смесей. Прямая экономия составляет до 50% от суммы затрат сельхозпредприятия на сухие минеральные удобрения. Совместно с Южным федеральным университетом проводятся полевые испытания технологий, получены положительные результаты. На уровне индустриальной технологической платформы решается только часть важнейшей проблемы отходов. Новации используются нами в разработке современных интегрированных технических решений ноосферы. 25 4. Экологическое состояние городов Экологическая ситуация в городах неприемлемая. Озабочено предпринимательское сообщество. Это молодые предприниматели. Весомые поводы для беспокойства имеются. Максима экологического цикла – отходы собирают и вывозят, уничтожая свалками все новые территории Земли, нарушают циклы биосферы. В администрации Ростова-на-Дону с нашим участием обсуждали закупку оборудования для сбора мусора у немецкой фирмы SCHÄFER http://www.ssi-schaefer.ru (5 млрд руб). Выяснилось, уважаемые гости не знают ничего о наших современных технологиях рециклинга отходов в городских муниципальных образованиях. Наши решения позволяют прекратить (сократить) сброс в водоприемники стоков с повышенным содержанием элементов питания. Закон возврата. Стоки безопасно размещаем внутри почвы. Синтезируем вещество. Получаем биологическую продукцию, увеличиваем количество и качество растительности в городах. Ассонанс зеленой экономике 26 Лесокультура в степи Возраст 45 лет Значимость качества посадочного материала и лесорастительных условий. За счет рециклинга бытовых, промышленных отходов и воды возможно увеличение срока жизни лесокультуры в 5-10 раз. 27 Способ создания многолетних насаждений Патент RU №2498550 С2. 20.11.2013. Роторно-фрезерная обработка почвы: 1 – в слое 0-30 см полосой 5-7 см; 2 – в слое 30-70 см полосой 60-80 см; 3 – саженец; 4 – корень; 5 – поверхность почвы; 6 –ряд растений. Устойчивые лесокультуры в урбо- и техноландшафтах. Высокий декоративный габитус и длительный срок эксплуатации насаждений. 28 Охрана водных экосистем Опасность старой парадигмы ирригации для биосферы показал академик ВАСХНИЛ Иван Александрович Шаров в конце 50-х – начале 60-х годов 20 века. «Сверхплановая подача воды». Опасность недооценена. В результате – проект добычи пресных вод из Гашунского бассейна. Эта вода – продукт многолетних потерь воды Дона в Верхне-Сальской оросительно-обводнительной системе. Необходимы: • Уменьшение загрязнения поверхностных вод и водоемов. • Гидрохимические барьеры для солей. • Уменьшение избыточного питания грунтовых вод, заражения инфекциями, отходами, эвтрофирования. • Уменьшение расхода воды из биосферы. • Коррекция и стабилизация водного баланса. • Увеличение ионизации атмосферы свободными легкими ионами. • Усиление круговорота воды в биосфере. 29 Охрана жизни. Патент RU №2442946 С1. 10 февраля 2012 г. Устройство для разминирования принудительным подрывом Разработка в смежной области техники на базе роторного рыхлителя Зубья зацепления 11 кольцевого щелереза 4 производят динамическую механическую детонацию взрывателя, выбивают мину 33 с места установки вперед. По сравнению с аналогами металлоемкость снижается в 10-30 раз, энергоемкость в 5-10 раз. Повышается надежность разминирования. Исключается непосредственное участие человека в технологии. Роботизация. 30 Экстернальные эффекты в машиностроении, экономике, социальной сфере, мировом интеллектуальном процессе Создана возможность формулирования и создания синтетического технологического уклада ноосферы высокого мирового уровня как национального вклада в мировой инновационный процесс. Эколого-ландшафтный технологический горизонт прогноза продолжительности действия технологии обоснован длительными исследованиями и выходит за пределы коротких периодов, принятых в настоящее время при оценке экономической эффективности земледелия, что требует привлечения научного экспертного программного подхода к обоснованию и определению долгосрочных финансовых инструментов реализации программы. Реализация технологии имеет межотраслевые последствия, в том числе обеспечивается загрузка отечественной промышленности наукоемкими отечественными техническими решениями мирового уровня. Решается социальная задача улучшения качества жизни населения РФ и изменения характера занятости путем повышения привлекательности производственной сельскохозяйственной среды и окружающей среды для проживания, а также создания отечественных средств производства нового поколения для привлечения квалифицированных трудовых ресурсов. Патенты мирового уровня. Механизмы долгосрочного финансирования. Госкорпорации. Разработана инновационная программа на перспективу 10-15 и более лет. 31 Россия – свалка устаревших технологий. Диссонанс зеленой экономике В Ростовской области будет реализован экологический (?!!) проект программы «Чистый Дон» «Молот». Компания-инвестор «АБВК-Эко» ассигнует более двух миллиардов рублей на проект по сжиганию илового осадка и блока обеззараживания сточных вод. Проект – часть программы «Чистый Дон». Для сжигания илового осадка в следующем году должен быть построен завод мощностью 31000 тонн в год, решит проблему распространения осадка в атмосфере. Вся защитная инфраструктура будет подведена к заводу уже в конце 2013 года. Блок обеззараживания сточных вод будет иметь производительность до 500 тысяч кубометров в день, должны построить в этом году. Устранит потребность в хлорировании стоков, что уменьшит возможность заражения водных ресурсов. Соглашение подписано между губернатором Ростовской области Василием Голубевым и сотрудником компании «АБВК-Эко» Станиславом Светлицким на форуме «Сочи-2013». http://molotro.ru/news/v-rostovskoy-oblasti-budet-realizovan-ekologicheskiy-proektprogrammy-chistyy-don 32 Иловый осадок очистных сооружений Водоканала Ростова-на-Дону (2011). нитраты 13,5 мг/кг – незначительное количество; азот 5,98% – высокое содержание, безопасное для внесения в почву методом разбавления; фосфор 0,4% – высокое содержание, безопасное для внесения в почву методом разбавления; калий 0,81% – высокое содержание, безопасное для внесения в почву методом разбавления; органическое вещество 24,1% – высокое содержание, безопасное для внесения в почву методом разбавления; остаточные пестициды 0,001мг/к) – малое содержание, безопасное для внесения в почву. Тяжелые металлы в пределах допуска по ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. цинк 376 мг/кг, в чистых почвах Ростовской области кларк до 150 мг/кг. кобальт 107 мг/кг, высокое содержание, безопасное для внесения в почву методом разбавления. Количество кобальта до 11,6 мг на 1 кг сухой массы растений. хром 146 мг/кг, невысокое содержание, безопасное для внесения в почву методом разбавления, а также для создания техноземов непосредственно из осадка очистных сооружений Ростова-на-Дону. 33 Россия – свалка устаревших технологий. Диссонанс зеленой экономике Американцы построят завод оросительной техники в Октябрьском районе Ростовской области. 360 млн руб. Губернатор Ростовской области Василий Юрьевич Голубев и генеральный директор компании Valmont Industries Inc. (США) Арон Шаппер подписали 18 января 2013 года в Берлине меморандум о сотрудничестве. http://rostov.dkvartal.ru/news/valmont-industries-inc-investiruet-360-mln-rub-v-zavod-vrostovskoj-oblasti-236692938; http://www.valley-ru.com/page.aspx?id=1914). Широкозахватное дождевальное устройство Valmont Industries Inc, 2013 год. Дождевальная машина Фрегат, СССР, 1965 год 34 Duport, 2013 Россия – свалка устаревших технологий. Диссонанс зеленой экономике www.duport.nl Duport поставляет изобретения СССР: Грязной Ф.Д., Пясецкий Д.А. Авторское свидетельство SU 493202 A1. МПК 5 A01C23/02, A01G29/00. Машина для рыхления и подкормки задерненных почв. Центральный научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт механизации и электрификации животноводства южной зоны СССР. Заявка: 1844115, 09.11.1972. Опубликовано 30.11.1975. 35 Заключение Наши разработки признаны научным сообществом России и на мировом уровне. Ситуацию следует использовать: В бюджете РФ на реализацию программ с элементами мирового уровня новизны предусмотрено финансирование. Инновационная программа Площадь внедрения по СКФО и ЮФО РФ – 9 млн га. Прибавка урожайности в зерновом эквиваленте – 5-20 ц/га. Цена дополнительной продукции – 4,5 тыс. руб/т. Стоимость прибавки урожая – 22,5-90 млрд руб. Экологическая выгода (экспертная оценка) – 50 млрд руб. Инновационная выгода (экспертная оценка) – 50 млрд руб. Затраты (укрупненный измеритель с учетом действия технологии 30 лет, включая стоимость разработки, изготовление и приобретение орудий и роботизированных систем, доставки материалов, обработки почвы, мониторинга, ж/д тарифа) – 750*9 = 6,75 млрд руб. Итого выгода : 115,75-183,25 млрд руб/год 36 Реализация многоцелевой инновационной программы позволит: разработать (внести вклад) новый мировой технологический уклад; обеспечить развитие науки, промышленности, сельского хозяйства, нанотехнологий; организовать экспортно-ориентированное производство новой техники высокого экологического уровня; получить мультипликативный межотраслевой эффект; создать современные наукоемкие рабочие места в матрице МТСПП и смежных отраслях. В результате будет достигнуто стабильное социальное состояние муниципальных образований и гармоничное развитие РФ. 37 The long term research and applied results are acknowledged former: Golden medal of VDNH (Exhibition of national economy of USSR), 1975; Silver medal of VDNH, 1976; Bronze medal of VDNH, 1977; Bronze medal of VDNH, 1986; and nowadays: Vernadsky award, 2008; Golden medal of X Moscow International Saloon of Innovation and Investment, 2010; Golden medal of All-Russia Exhibition Center (Exhibition “Golden Autumn”), 2010; Two Silver medal of All-Russia Exhibition Center (Exhibition “Golden Autumn”), 2010; Bronze medal of All-Russia Exhibition Center (Exhibition “Golden Autumn”), 2010; Diploma of IX Investment Economical Summit, Sochy, 2010. Diploma of High Technology Exhibition, Rostov-on-Don, 2010. Vernadsky Award, 2008 (laureate) 38 Предлагаем поддержать наши предложения Thank you for your kind attention Colleagues with V.P. Kalinitchenko (right) 39