Задачи по управлению потоком азота в агроэкосистемах региона Балтийского моря Минин Владислав Борисович Борисович Зав. Сектором технологических основ развития. - презентация

1 Задачи по управлению потоком азота в агроэкосистемах региона Балтийского моря Минин Владислав Борисович Борисович Зав. Сектором технологических основ развития агроэкосистем, СЗНИИМЭСХ

2 Регион Балтийского моря

3 Эвтрофикация – ведущее негативное явление Балтийского моря.

4 Эвтрофикация – ведущее негативное явление Балтийского моря. Ее причина – бесконтрольное поступление азота и фосфора в Балтийское море Цветение центральной части Цветение центральной части Балтийского моря на Балтийского моря на оптическом снимке оптическом снимке MODIS-Terra MODIS-Terra ( , 10:05 UTC). ( , 10:05 UTC). © NASA © NASA

5 Аландские острова и водоросли 1996 год 2006 год

6 Диффузные источники – это сельское и лесное хозяйство, рассеянные поселения Диффузные источники поставляют в речной сток 58 % азота и 49% фосфора. Диффузные источники поставляют в речной сток 58 % азота и 49% фосфора. Промышленность и коммунальное хозяйство поставляют 10% азота и 25% фосфора Промышленность и коммунальное хозяйство поставляют 10% азота и 25% фосфора

7 План действий ХЕЛКОМ по Балтийскому морю Принят в ноябре 2007 года на заседании министров экологии стран Балтийского региона в г. Краков Принят в ноябре 2007 года на заседании министров экологии стран Балтийского региона в г. Краков

8 Не позднее, чем к 2016 г. должны быть предприняты соответствующие действия по сокращению биогенной нагрузки, как от наземных, так и от воздушных источников, нацеленные на достижение хорошего экологического состояния к 2021 г. Страна Фосфор (тонн) Азот (тонн) Дания Эстония Финляндия Германия Польша Россия

9 В Рекомендации 28Е/4 особое внимание уделено работе с навозом Объем хранилища должен обеспечивать прием и хранение навоза в течение не менее 6 месяцев. Объем хранилища должен обеспечивать прием и хранение навоза в течение не менее 6 месяцев. Твердый навоз должен храниться в хранилищах с водонепроницаемым полом и стенами, Твердый навоз должен храниться в хранилищах с водонепроницаемым полом и стенами, а жидкий навоз и другие жидкие отходы фермы должны размещаться в емкостях, изготовленных из прочного материала, непроницаемого для влаги и устойчивого к повреждениям во время работы с навозом. а жидкий навоз и другие жидкие отходы фермы должны размещаться в емкостях, изготовленных из прочного материала, непроницаемого для влаги и устойчивого к повреждениям во время работы с навозом.

10 Максимальное количество ежегодно вносимых органических удобрений/навоза в почву, включая экскременты самих животных, поступающие в почву во время выпаса, рассчитывается по содержанию в них азота и фосфора. При этом допускается вносить с такими удобрениями не более 170 кг/га азота и 25 кг/га фосфора. Максимальное количество ежегодно вносимых органических удобрений/навоза в почву, включая экскременты самих животных, поступающие в почву во время выпаса, рассчитывается по содержанию в них азота и фосфора. При этом допускается вносить с такими удобрениями не более 170 кг/га азота и 25 кг/га фосфора. Нужно обеспечить недопущение образования избытка азота в навозе/помете за счет формирования специального рациона питания животных/птицы в соответствии с их индивидуальными потребностями. Нужно обеспечить недопущение образования избытка азота в навозе/помете за счет формирования специального рациона питания животных/птицы в соответствии с их индивидуальными потребностями.

11 «Экологическая» инвентаризация крупных индустриальных сельскохозяйственных предприятия в течение 2009 года В качестве крупных рассматриваются хозяйства, ведущие интенсивное выращивание птицы, свиней и крупного рогатого скота, и имеющие более чем В качестве крупных рассматриваются хозяйства, ведущие интенсивное выращивание птицы, свиней и крупного рогатого скота, и имеющие более чем птицемест или птицемест или 2000 мест для откорма свиней (более 30 кг), 2000 мест для откорма свиней (более 30 кг), 750 мест для свиноматок или 750 мест для свиноматок или 400 единиц крупного рогатого скота. 400 единиц крупного рогатого скота.

12 Процедура для включения в список Горячих точек новых сельскохозяйственных предприятий и выключения из списка Рассматриваются точечные и рассеянные источники эмиссии питательных веществ Рассматриваются точечные и рассеянные источники эмиссии питательных веществ

13 М одел ь Энерго – массо – информационных потоков в агроэкосистеме. Цель модели - оптимизация потоков энергии, азота и фосфора в рамках агроэкосистемы (сельскохозяйственного предприятия) при соблюдении нормативов качества окружающей среды. Цель модели - оптимизация потоков энергии, азота и фосфора в рамках агроэкосистемы (сельскохозяйственного предприятия) при соблюдении нормативов качества окружающей среды.

14 Агроэкосистема это пространственно ограниченный, искусственно созданный, нестабильный, энергетически и материально взаимосвязанный комплекс биотических и частично изменённых абиотических компонент, характерной особенностью которого является относительно устойчивое функционирование во времени при наличии постоянного входящего потока антропогенной энергии это пространственно ограниченный, искусственно созданный, нестабильный, энергетически и материально взаимосвязанный комплекс биотических и частично изменённых абиотических компонент, характерной особенностью которого является относительно устойчивое функционирование во времени при наличии постоянного входящего потока антропогенной энергии Цель Агроэкосистемы: получения заранее определенного количества сельскохозяйственной продукции Цель Агроэкосистемы: получения заранее определенного количества сельскохозяйственной продукции

15 Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: Определить уровень максимально возможной продуктивности выбранных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных для данных условий и необходимые для этого энергетические и вещественные ресурсы; Определить уровень максимально возможной продуктивности выбранных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных для данных условий и необходимые для этого энергетические и вещественные ресурсы; Выбрать цепь технологических операций, которые обеспечат выход на данную продуктивность, позиционировать их на территории агроэкосистемы и рассчитать их воздействие на окружающую среду; Выбрать цепь технологических операций, которые обеспечат выход на данную продуктивность, позиционировать их на территории агроэкосистемы и рассчитать их воздействие на окружающую среду; Определить затраты энергии и вещества (азот, фосфор, вода) при реализации этих технологий; Определить затраты энергии и вещества (азот, фосфор, вода) при реализации этих технологий;

16 Задачи - продолжение Определить количество, химический состав и локализацию на территории образуемых отходов; Определить количество, химический состав и локализацию на территории образуемых отходов; Провести оптимизацию технологических решений по двум комплексным критериям: Провести оптимизацию технологических решений по двум комплексным критериям: - Получение максимального количества конкурентоспособной продукции; - Получение максимального количества конкурентоспособной продукции; - Доведение поступления в окружающую среду образуемых в результате технологической деятельности антропогенной энергии, соединений азота и фосфора до уровня близкого к природному. - Доведение поступления в окружающую среду образуемых в результате технологической деятельности антропогенной энергии, соединений азота и фосфора до уровня близкого к природному.

17

18 Экологически безопасная деятельность и сохранение природной среды будет способствовать:

19 Экологически безопасная деятельность и сохранение природной среды будет способствовать: Получению высококачественной сельскохозяйственной продукции; Получению высококачественной сельскохозяйственной продукции; Сохранению незагрязненных природных вод; Сохранению незагрязненных природных вод; Созданию благоприятных Созданию благоприятных условий для релаксационной условий для релаксационной и агротуристической и агротуристической деятельности; деятельности; Привлечению новых Привлечению новых жителей и туристов жителей и туристов

20 Основой предлагаемого решения являются три группы исследования, проведенных в последние годы: 1. Наземная Дистанционная Сенсорная Система (НДСС), предложена и развита в Германском институте почвоведения и питания растений 1. Наземная Дистанционная Сенсорная Система (НДСС), предложена и развита в Германском институте почвоведения и питания растений 2. Результаты исследований оптических свойств растений профессора И.С. Лискера (АФИ) и разработанный им ряд оригинальных приборов для этих целей 2. Результаты исследований оптических свойств растений профессора И.С. Лискера (АФИ) и разработанный им ряд оригинальных приборов для этих целей 3. Технология Почвенной компании (Голландия), по «точному» агрохимическому картированию по результатам радиометрических исследований. 3. Технология Почвенной компании (Голландия), по «точному» агрохимическому картированию по результатам радиометрических исследований.

21 Наземная Дистанционная Сенсорная Система (НДСС), Германия

22 Компоненты Наземной Дистанционной Сенсорной Системы

23 Динамика спектральных характеристик посевов зерновых культур, Брауншвейг

24 Всходы озимой пшеницы, Северная Германия

25 Оптический программный метод дистанционного мониторинга и управления азотным и фосфорным статусом агро-экосистем позволит: Выбирать точно время для проведения полевых работ; Выбирать точно время для проведения полевых работ; Устанавливать состояние посева и его обеспеченность азотом (и фосфором?) Устанавливать состояние посева и его обеспеченность азотом (и фосфором?) Использовать методы «точного» земледелия при внесении удобрений и использовании средств защиты растений; Использовать методы «точного» земледелия при внесении удобрений и использовании средств защиты растений; Визуально и документально оценивать работу технических средств Визуально и документально оценивать работу технических средств

26 Результаты Радиометрического (гамма) авиа картирование территорий, распределение глинистых частиц

27 Результаты Радиометрического (гамма) авиа картирование территорий, распределение подвижного фосфора

28 Результаты Радиометрического (гамма) авиа картирование территорий, распределение содержания органического вещества

29 Результаты Радиометрического (гамма) авиа картирование территорий, опасность переуплотнения почвы

30 Результаты Радиометрического (гамма) авиа картирование территорий, распределение песка

31 Экологически безопасная деятельность и сохранение природной среды будет способствовать: Получению высококачественной сельскохозяйственной продукции; Получению высококачественной сельскохозяйственной продукции; Сохранению незагрязненных природных вод; Сохранению незагрязненных природных вод; Созданию благоприятных Созданию благоприятных условий для релаксационной условий для релаксационной и агротур. деятельности; и агротур. деятельности; Привлечению новых Привлечению новых жителей и туристов жителей и туристов