Техника и технологии фермерского хозяйства

Введение

В сельском хозяйстве развитых стран, в передовых отечественных сельхозпредприятиях все большее признание получает концепция «умного производства», для которого характерна эффективная система управления производственными ресурсами, обеспечивающая получение безопасной, высококачественной и конкурентоспособной по цене продукции.

Одним из условий успешной работы сельхозпредприятия является сбалансированность производственных ресурсов. Состав и численность технических средств (тракторы, сельхозмашины, оборудование) должны быть достаточными для своевременного выполнения всего комплекса работ; численность поголовья животных должна соответствовать площади кормовых угодий; численность и квалификация специалистов и работников должны быть достаточными для успешного выполнения производственных процессов. Предприятие должно располагать современными системами энерго- и водоснабжения, утилизации отходов, хранилищами сельхозпродукции, системой информационного обеспечения (услуги внешних испытательных лабораторий; внутрихозяйственная лаборатория; переносные измерительные приборы; интернет). В хозяйстве необходимо иметь весь комплект технологической документации (карты и паспорта полей, схемы севооборотов, технологические карты, сведения о составе и движении поголовья скота, составе машинно-тракторного парка, рекомендации сельскохозяйственных НИИ по производству растениеводческой и животноводческой продукции; бухгалтерская отчетность и т.д.). Для хранения и использования производственной информации необходима компьютерная техника, включая принтер, сканер, подключение к интернету.

В предлагаемой книге рассмотрены некоторые вопросы организации «умного производства» на примере фермерского хозяйства, занятого производством картофеля и молока на собственных кормах. Производство в рамках одного хозяйства растениеводческой и животноводческой продукции (картофель и молоко) соответствует концепции «умного производства», так как при этом решаются вопросы севооборотов, самообеспечения органическими удобрениями, круглогодичной занятости работников полезным трудом, экономической устойчивости предприятия.

В России по объективным причинам численность фермерских хозяйств с годами уменьшается, а размеры отдельного хозяйства растут, приближаясь к некоему оптимуму, специфичному для разных зон и условий. По данным сельскохозяйственной переписи 2006 г., численность фермерских хозяйств составляла 250 тысяч при среднем размере земельной площади одного хозяйства 101,3 га. По данным переписи 2016 г., численность фермерских хозяйств уменьшилась до 136 тысяч, а средний размер земельной площади одного хозяйства увеличился до 268 га.

Учитывая вероятное сохранение этой тенденции, в книге рассматривается модельное фермерское хозяйство, производящее картофель и корма для молочной фермы на 200 голов КРС, располагающее земельной площадью 600 га.

Как мы увидим, даже для такого, сравнительно крупного фермерского хозяйства является проблемой окупаемость эксплуатации отдельных дорогих машин, загрузка которых невелика. При небольших объемах выполняемых работ стоимость дорогих машин заметно увеличивает затраты на единицу продукции. Поэтому, исходя из принципов «умного производства», представляется логичной интеграция группы фермерских хозяйств (и других сельхозпредприятий) в кооперативы с централизованным использованием некоторых сложных и дорогих машин, а также централизованным производством ряда кормовых культур.

Централизованное использование высокопроизводительных машин, которые последовательно, по графику, в лучшие агротехнические сроки выполняют работы в хозяйствах кооператива, вместе с возможным централизованным производством ряда кормовых культур обеспечат сокращение общей численности сельхозтехники на территории кооператива и затрат на производство продукции. В условиях кооперации проще решаются вопросы переработки, хранения и сбыта продукции, обеспечения семенами, удобрениями, ГСМ; ремонта техники, повышения квалификации специалистов.

К сожалению, процессы кооперирования сельхозпредприятий в России идут очень медленно и большинству фермерских хозяйств приходится самостоятельно справляться с многочисленными трудностями в их деятельности. Один из способов снижения затрат на приобретение и эксплуатацию сельхозтехники, к которому вынуждены прибегать фермеры, – это аренда дорогих машин для выполнения срочных работ в короткие отрезки времени. В книге приводится обоснование состава и численности машинно-тракторного парка для модельного фермерского хозяйства, целесообразности его оптимизации путем аренды отдельных дорогих машин и применения новых технологий; показано значение измерительной информации в управлении производством. При этом описания технологических процессов приведены лишь в той степени, которая необходима для обоснования состава машин, параметров и средств технологического контроля.

Современный рынок сельскохозяйственной техники предлагает широкий ассортимент машин и орудий, в том числе однотипных по назначению. В условиях конкуренции товаров выбор приобретаемого изделия определяется компетентностью и экономическими возможностями покупателя. Поэтому называемые в тексте марки машин и орудий приводятся лишь в качестве примеров или возможных вариантов использования.

Рассматриваемый состав технических средств предполагает применение традиционных классических технологий производства сельскохозяйственной продукции, которые при строгом соблюдении агрозоотехнических правил обеспечивают получение конкурентоспособной продукции.

Концепция «умного производства» предполагает обязательный контроль за расходованием производственных ресурсов, исключающий неоправданные затраты человеческого труда, моторного топлива, электроэнергии, удобрений, кормов и других производственных компонентов. Необходимо планировать затраты, вести учет фактических расходов и анализировать причины возможных расхождений плановых и фактических затрат.

Для обеспечения достоверности планируемых затрат следует периодически проводить хронометраж трудозатрат и контрольные измерения расходов топлива, электроэнергии, воды и т.д. при выполнении типовых технологических операций. Используя изложенные в качестве примера, в принципе, очевидные подходы, а также результаты собственного хронометража и сопутствующих измерений, специалисты сельхозпредприятий могут обоснованно сформировать парк машин и приборов, планировать затраты производственных ресурсов, минимизировать риски неоправданного увеличения себестоимости производимой продукции.

Часть I. Производство кормов и картофеля

1. Характеристика модельного фермерского хозяйства

1.1. Фермерское хозяйство картофельно-молочного направления расположено в центральной части Нечерноземной зоны России, имеет земельную площадь 600 гектаров, содержит ферму КРС на 200 голов, в том числе 120 дойных коров. На площади 450 га выращиваются корма в количестве, достаточном для содержания стада в течение стойлового периода (240 дней). В летнее время животные кормятся в основном на пастбище площадью 100 га. Продовольственный картофель выращивается на 50 га.

Объемы ежегодно реализуемой товарной продукции:

– картофель – 1000 т при урожайности 22—25 т с гектара;

– молоко – не менее 600 тонн при годовом удое на каждую корову 6—7 тыс. кг;

– мясо – порядка 30 т в убойном весе – за счет «лишнего» молодняка и отбракованных по возрасту коров.

Примерный суммарный объем реализуемой продукции в год в денежном выражении – 30—35 млн руб.

1.2. Определим необходимое количество кормов для содержания 200 голов КРС и размеры земельных участков для выращивания кормовых культур. В холодное время года – 240 дней – животные содержатся на ферме, а летом – на пастбище.

Рацион питания животных в стойловый период составляют сено, сенаж, силос, кормовая свекла, картофель и концентраты (зерно). На сено высевают викоовсяную смесь, на сенаж – клевер красный одноукосный в смеси с ежой; на силос – кукурузу, на зерно – ячмень. Все кормовые культуры ярового типа, т.е. высеваются весной.

Нормы кормления и расход кормов за 240 дней стойлового содержания животных приведены в таблице 1.

Расчетные значения размеров земельных участков для выращивания кормовых культур в требуемых количествах приведены в таблице 2.

Полученные расчетным путем размеры земельных участков необходимо откорректировать по следующим причинам:

– размеры полей должны устанавливаться с учетом требований севооборота о примерном равенстве площадей земельных участков;

– красный одноукосный клевер – это многолетняя культура, скашиваемая только на второй и третий годы после посева; для того чтобы обеспечить получение примерно одинакового количества зеленой массы по годам, посевы клевера размещают на трех полях севооборота, последовательно засевая их с интервалом в один год (схема 1). При этом общую площадь посева клевера приходится увеличивать примерно на треть по сравнению с расчетным значением;

– в целях компенсации потерь общего урожая из-за неравномерных по годам сборов клевера, а также возможных неблагоприятных погодных условий площади посевов целесообразно увеличить на 10—15 % по сравнению с расчетными значениями.

Таблица 1. Расход кормов

Таблица 2. Размеры земельных участков для выращивания кормовых культур

Таблица 3. Уточненные размеры земельных участков для выращивания кормовых культур

Итак, общая площадь для выращивания кормовых культур на 200 голов КРС при указанной урожайности должна быть не меньше 450 га (таблица 3).

В целях укрепления экономической устойчивости и увеличения доходности хозяйства целесообразно дополнить ассортимент товарной продукции производством продовольственного картофеля на площади 50 га, увеличив общую площадь пахотных земель до 500 га. При этом кукуруза, свекла и картофель образуют клин пропашных культур площадью 150 га, что упрощает организацию севооборотов, так как викоовсяная смесь и многолетние травы (клевер красный + ежа сборная) также занимают участки по 150 га.

Для удобства ведения севооборотов 500 га пашни следует разделить на 10 равных полей по 50 га (см. раздел 3 «Севообороты»). На каждое поле составляется паспорт поля, в котором ежегодно указывается выращиваемая культура, сроки посева, виды и сроки обработок, наименование и количество внесенных удобрений и использованных средств защиты растений, урожайность, а также результаты химического анализа почвы и другая полезная информация.

Схема 1. Последовательность размещения посевов клевера и укосов на трех полях

Примечание. I – посев; II – укосы; III – перепашка.

1.3. Размеры пастбища

В теплое время года экономически выгодно пастбищное содержание стада. Оно благоприятно влияет на здоровье и продуктивность животных. Летом производство молока обходится в 1,5—2 раза дешевле, чем зимой.

Корова поедает за день до 100 кг травы. При урожайности зеленой массы 100 ц/га (1 кг/м²) для стада в 200 голов необходима дневная площадь выпаса 2 га, или 100 м² на голову, следовательно, десятигектарный загон обеспечит кормление животных в течение пяти дней, после чего стадо перегоняется на следующий загон. На первый загон стадо возвратится через 35—40 дней, когда травостой восстановится до массы урожайностью не менее 100 ц/га (высота растений будет составлять 12—15 см). Количество десятигектарных загонов должно быть не менее 8—9, а их общая площадь – от 80 до 90 га. В течение сезона каждый загон будет стравливаться до трех раз по пять дней выпаса с интервалом примерно 35—40 дней.

К расчетной площади пастбища следует добавить примерно 10 % площади для скотопрогонов, таким образом, общая площадь пастбища составит 100 га.

На пастбище также составляется паспорт, в котором ежегодно фиксируются его важнейшие характеристики и выполняемые мероприятия по их улучшению.

2. Плодородие почвы

2.1. Земля – это базовый капитал сельхозпредприятия; от ее плодородия зависит благополучие хозяйства. Поэтому необходимо регулярно контролировать уровень плодородия почвы на полях и принимать меры по его повышению.

В плодородной почве имеются в достаточном количестве все элементы корневого питания, необходимые для нормального развития растений и получения высокого урожая. Формирование урожая происходит также за счет усвоения растениями углекислого газа из воздушной среды путем фотосинтеза, происходящего в листьях.

Развиваясь, растения истощают почву и снижают содержание углекислого газа в приземном слое воздуха. Поэтому необходимо ежегодно восстанавливать и по возможности повышать уровень плодородия почвы, внося органические и минеральные удобрения, а также заботиться о нужном количестве углекислого газа в атмосфере. Для того чтобы поддерживать содержание СО₂ в приземном слое воздуха на требуемом уровне, необходимо регулярно, раз в 4—5 лет, вносить на поля полуперепревший навоз в количестве 40—50 т/га. В процессе его дальнейшего разложения в почве в атмосферу будет постепенно выделяться до 5—7 т СО₂, что вместе с углекислым газом, постоянно присутствующим в атмосфере, исключит его дефицит в листовом питании растений. Таким образом, органические удобрения одновременно участвуют и в корневом, и в листовом питании растений.

По сравнению с воздухом почва представляет собой более сложную среду, из которой растения в процессе своего развития извлекают до 20 элементов питания.

Наукой установлены количественные значения элементов питания, выносимых растениями из почвы в зависимости от урожайности сельскохозяйственных культур. Например, известно, что для получения урожая озимой пшеницы 40 ц/га растения должны получить из почвы на каждом гектаре 120 кг азота (N), 40 кг фосфора (Р₂О₅), 96 кг калия (К₂О) и другие питательные вещества. Картофель при урожайности 200—250 ц/га потребляет за период вегетации с каждого гектара до 125 кг азота, 50 кг фосфора и 200 кг калия.

Зная массу полученного урожая, мы одновременно получаем информацию о количестве вынесенных из почвы питательных веществ. Для восстановления утраченного плодородия необходимо внести в почву удобрения в соответствующих количествах. Это самый простой расчетный способ определения потребности растений в удобрениях. Однако он неточный, так как не учитывает влияния других факторов на плодородие почвы. Какая-то часть питательных веществ забирается из почвы сорняками, потребляется почвенной микрофлорой, выносится дождевой и талой водой в глубинные слои грунта и за пределы поля, а также выветривается. С другой стороны, в почве происходит естественное накопление питательных веществ, получившихся от разложения и минерализации органических остатков растений и животных, обитающих в почве (дождевые черви, землеройки и т.д.); ассимиляции атмосферного азота и углекислого газа.

На плодородие почвы и развитие растений влияют состав и концентрация почвенных бактерий, температура, влажность, плотность, гранулометрический (механический) состав, водопроницаемость и другие физические и биологические характеристики почвы.

Дать количественную оценку общего влияния названных факторов на плодородие почвы возможно только на основе результатов химического анализа и других измерений.

Обычно контроль уровня плодородия почв проводится с периодичностью один раз в пять лет. В агрохимической лаборатории (районной или областной) анализируются почвенные пробы на кислотность, содержание гумуса, азота, фосфора, калия, кальция, магния, серы, железа, натрия, кремния, хлора, бора, цинка, меди, марганца, молибдена, йода, ванадия, кобальта и, если необходимо, других элементов питания растений. Результаты анализов служат базовой информацией о химическом составе почв на ближайшие пять лет. В год проведения анализов на поля вносятся удобрения и мелиоранты в соответствии с рекомендациями агрохимической лаборатории. В промежуточные четыре года (до очередных лабораторных анализов) допускается использование расчетного метода определения потребности почв в удобрениях.

2.2. Отбор проб может выполняться силами местного центра агрохимической службы с использованием механизированного пробоотборника или самостоятельно специалистами сельхозпредприятия. В соответствии с установленной методикой каждое поле разбивается на элементарные участки (желательно прямоугольной формы). В средней полосе России размеры элементарного участка принимаются обычно от двух до десяти гектаров, в зависимости от степени неоднородности почвенных условий.

С каждого элементарного участка отбирается смешанная проба массой 400—500 г, состоящая из 20—25 единичных проб массой 20—25 г каждая. Отбор проб производится по диагоналям и в центре участка.

При самостоятельном отборе проб специалистами сельхозпредприятия применяются ручные пробоотборники и контейнеры (или пакеты) для смешанных проб. Отобранные и высушенные пробы помещаются в герметично закрываемые контейнеры или полиэтиленовые пакеты с указанием номера поля, номера элементарного участка, даты отбора и отправляются в лабораторию.

Отбор проб на пахотных землях следует проводить осенью, сразу после уборки урожая, с тем чтобы, получив результаты анализов и рекомендации по применению удобрений, успеть внести их на поля до основной обработки почвы. Отбор проб на пастбищных участках целесообразно проводить в менее напряженное время, например до начала уборочных работ.

2.3. При использовании минеральных удобрений важно знать кислотность почвы и содержание в ней гумуса. Дело в том, что эффективность действия минеральных удобрений значительно снижается на почвах с повышенной кислотностью (рН менее 4,5) и низким содержанием гумуса (меньше 2,5 %). Поэтому до применения минеральных удобрений на закисленных почвах необходимо понизить их кислотность внесением извести в дозах от одной до десяти тонн на гектар в зависимости от типа почв и величины рН, выражающей степень кислотности почв.

Продолжительность действия извести – пять лет, и с этой периодичностью следует проверять кислотность почвы. Эффект известкования проявляется уже на первом урожае после его проведения. Это позволяет без промедления применять полные нормы внесения минеральных удобрений, рекомендованные по результатам анализа почвенных проб.

Заметное повышение содержания гумуса в почве наступает при длительном (многолетнем) внесении органических удобрений в нужных количествах с периодичностью 4—5 лет.

Необходимость ежегодного применения минеральных удобрений обусловлена тем, что органические удобрения вносят не чаще чем раз в 4—5 лет; их действие проявляется не сразу, а по мере минерализации; питательные вещества выносятся из почвы с каждым урожаем и ежегодное восполнение плодородия почвы возможно только при ежегодном использовании минеральных удобрений.

2.4. Итак, контроль за уровнем плодородия почв сводится к выполнению следующих операций:

– разбивка полей на элементарные участки (одноразово);

– отбор единичных и формирование смешанных (усредненных) проб с каждого элементарного участка (один раз в пять лет);

– высушивание смешанных проб под навесом без прямого солнечного освещения, или в проветриваемом помещении, или в сушильном шкафу при температуре 40 ºС (для ускорения сушки);

– транспортировка проб в агрохимическую лабораторию;

– ежегодное расчетное определение норм внесения минеральных удобрений по выносу питательных веществ из почвы с урожаем сельхоз культур существуют специальные формулы, учитывающие достаточное количество факторов, влияющих на то, сколько питательных веществ будет использовано растением из почвы и удобрений.

Требуемые технические средства: ручной пробоотборник (типа ПЩ-250), герметично закрывающиеся коробки (контейнеры) или полиэтиленовые пакеты вместимостью 500 см³; желательно использование сушильного шкафа вместимостью до 30 смешанных проб общей массой до 15 кг; температура сушки 40 ºС.

В ряде случаев для сельхозпредприятий может быть удобным и экономически оправданным самостоятельное определение некоторых показателей плодородия почвы. Так, с помощью ионометрической мини-лаборатории типа «Эксперт-001» определяется содержание азота в почве в нитратной и аммонийной формах (NO₃ и NH₄), содержание калия и ряда других элементов. Для определения содержания фосфора можно использовать фотометрические методики с применением недорогого фотоколориметра «Экотест-2020».

И все же, даже при наличии собственных приборов, следует периодически направлять почвенные пробы на анализы в аттестованную агрохимическую лабораторию для того, чтобы быть уверенными в достоверности получаемой информации.