1 Биогеосистемотехника основа экологической политики, экологической культуры, технологий и менеджмента Декларация общественных организаций, университетов, научных центров, администраций и предпринимателей 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

2 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.

3 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 О проведении в РФ Года охраны окружающей среды. Жорес Алферов. Открытие форума Новые технологии для новой экономики России/ Форум Наука и общество В РФ объявлен приоритет зеленой экономики

4 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.

5 ТПП РФ 18 апреля Ростов-на-Дону, 28 мая Слушания по дорожной карте зеленой экономики. Долгосрочные государственные программы подлежат модернизации. 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. 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.

6 Земельный фонд РФ нестабилен Экологический каркас биосферы в условиях индустриальной технологической платформы отсутствует Природно- территориальный комплекс Цимлянского водохранилища Уничтожение биосферы – мечение ареала. Sustainable Development?!

7 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.

8 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.

9 Разработан принципиально новый способ создания стартовых условий длительной экологической стабильности и высокой продуктивности почв в мелиоративном цикле – роторное фрезерное рыхления слоя почвы см. Прибавка урожайности после однократной обработки ежегодно % в мелиоративном цикле 40 лет. Увеличение мощности почвы дает дополнительные возможности для роста ециклинга отходов Создана серия машин: ПМС-70, ПМС-100, ФС-1,3. Заложены производственные эксперименты..

10 Почва в зональной агротехнике. Видны плотные с сизым налетом верхушки столбчатого иллювиального горизонта почвы см. Глубже см корневая система не может распространяться. Почва после роторного фрезерного рыхления слоя см однородна по плотности, окраске, структурна, в ней хорошо развивается корневая система растений Почва через 36 лет после роторной фрезерной обработки слоя см Глубина см Глубина 35 см Глубина 30 см

11 Показатель Вспашка см ПТН-40, см ФС-1,3, см Урожайность, т/га 4,145,126,58 Прибавка урожайности, т/га 0,982,44 Прибавка урожайности, % 23,758,9 Цена, руб/т 4 700,00 Приведенные затраты агромелиорации в текущих ценах, руб/га , ,00 Срок действия агромелиорации, лет Приведенные затраты амортизации, руб/га ,33 Затраты всего, руб/га , , ,33 Рентабельность, % 22,422,957,1 Себестоимость, руб/т 3 840, , ,78 Экономические показатели, 2006 г., озимая пшеница, Ремонтное, ООО Мир (Колхоз имени XVII Партконференции) Творческая удача. Экономическая эффективность.

12 Новые технические решения, превышающие мировой уровень Patent Cooperation Treaty, 2005Акт Сев-КавМИС, 2008

13 Роторный рыхлитель подгумусного слоя почвы Заводские испытания Патент РФ С2. PCT. Rotating cultivator for under- humus soil layer. Geneva. Switzerland. PCT RU/2005/ Priority date: 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.

14 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. 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. 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.

15 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. США: испарение искусственного дождя, расход воды до 6 футов в год Уничтожаем биосферу! (Индия) Вода – глобальный дефицит. Необходим рециклинг воды в биосфере. В Израиле – на ирригацию 7360 м 3 /га в год. В мире – до м 3 /га в год.

16 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 м 3 /га!!! Потеря питательных веществ. Отсутствует рециклинг воды.

17 Парадигма ирригации не та, что надо! Changing Paradigm in Irrigation Water Management! США объявили просачивание воды в ландшафт «полезным». Воду необходимо точно распределить внутри почвы без транзита, обеспечив благоприятный для растений и почвы ирригационный цикл. На водные программы в РО в 2013 году будет истрачено 307 млрд руб. Рециклинг не рассматривают. 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. 3 трлн руб (2013) – инновации Рус Гидро

18 Относительная транспирация (Т р /Т р 0 ), перепад давления влаги между почвой и листом (Р п -Р л ), коэффициент влагопроводности (К вл ) в процессе иссушения почвы при уменьшении давления влаги в почве (Р п ) (Е.В. Шеин, Р.И. Зайцева) Темп прироста биомассы растений выше при небольшой влажности почвы.

19 Импульсная внутрипочвенная континуально-дискретная парадигма ирригации. Ее возможности рециклинга превышают достигнутый мировой уровень. t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 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. Расход воды на ирригацию меньше чем обычно в 5-20 раз. Экономия энергии и ресурсов – раз. Не нужен дорогостоящий дренаж. Не нужно вообще много копать, а потом чистить. Рециклинг вещества и воды в почве. Биотехнология, механотроника, робототехника, рециклинг.

20 Устройство для выполнения способа внутрипочвенного импульсного дискретного полива растений. Патент на изобретение RU от Приоритет от – 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.

21 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. Пруд Терновый нанотехнология

22 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. Возможный объем утилизации до 500 т/га. Экологическая безопасность Синтез вещества в почве.

23 1 – шприцевой элемент. 2 – электрод. 3 – выходное отверстие электрода. 4 – ионное облако. 5 – дисперсная система. Роботизированная электрохимическая система (развитие метода электромелирации почв) Патент на изобретение RU С2. 27 октября МПК Кл. A61J 1/20 ( ), A61M 3/00 ( ), B03C 5/00 ( ) C01B ( ), E02B 13/00, A01G 25/00. Патентообладатель : ООО Структура К°. Способ извлечения вещества из тонкодисперсной системы 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 континуально- дискретной парадигмы ирригации.

24 Рециклинг отходов и удобрение почвы следует выполнять также путем внутрипочвенной импульсной фертигации: не только полив, но одновременно удобрение почвы. 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. Биологическая безопасность жизни

25 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.

26 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 (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

27 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.

28 Способ создания многолетних насаждений Патент RU С Роторно-фрезерная обработка почвы: 1 – в слое 0-30 см полосой 5-7 см; 2 – в слое см полосой 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.

29 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.

30 Охрана жизни. Патент RU 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 раз, энергоемкость в 5-10 раз. Повышается надежность разминирования. Исключается непосредственное участие человека в технологии. Роботизация.

31 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 и более лет. Экстернальные эффекты в машиностроении, экономике, социальной сфере, мировом интеллектуальном процессе

32 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 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». programmy-chistyy-don

33 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 0,001 мг/к) – малое содержание, безопасное для внесения в почву. Тяжелые металлы в пределах допуска по ГОСТ Р 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.

34 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. rostovskoj-oblasti http://rostov.dkvartal.ru/news/valmont-industries-inc-investiruet-360-mln-rub-v-zavod-v- rostovskoj-oblasti ; Широкозахватное дождевальное устройство Valmont Industries Inc, 2013 год. Дождевальная машина Фрегат, СССР, 1965 год

35 Duport, Duport поставляет изобретения СССР: Грязной Ф.Д., Пясецкий Д.А. Авторское свидетельство SU 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: , Опубликовано Россия – свалка устаревших технологий. Диссонанс зеленой экономике

36 Заключение Наши разработки признаны научным сообществом России и на мировом уровне. 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 Инновационная программа Ситуацию следует использовать: В бюджете РФ на реализацию программ с элементами мирового уровня новизны предусмотрено финансирование.

37 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.

38 Vernadsky Award, 2008 (laureate) 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, Diploma of High Technology Exhibition, Rostov-on-Don, 2010.

39 Colleagues with V.P. Kalinitchenko (right) Thank you for your kind attention Предлагаем поддержать наши предложения