Умное фермерское хозяйство
Описание
«Умное Фермерское органическое Хозяйство»
В настоящее время, законодательство в нашей стране регулярно меняется в пользу крупных предприятий, принося в жертву мелкие частные хозяйства навязывая фермерам непосильные правила.
При этом, современные методы ведения агробизнеса уже привели к сокращению разнообразия насекомых и микроорганизмов, истощению флоры и фауны и повсеместному истощению почв. Пестициды, гербициды, вырубка лесов, агрессивное землепользование и увеличение использования минеральных веществ и полезных ископаемых в результате механизации и автоматизации комплексно вредят природе. Однако, пока нет альтернатив крупным агрохолдингам ситуация продолжит ухудшаться, и мелкий фермер будет исчезать.
Представим себе два сценария сельского хозяйства будущего:
Сценарий 1.
Перспективы сельского хозяйства исходя из логики текущих реалий:
Автономные мега-роботы доминируют на полях, засеянных монокультурами. Крупномасштабные фермы и птицефабрики занимающие площадь маленьких городов продолжают масштабирование, уничтожая экосистемы. В этой перспективе, растут крупные агрохолдинги и корпорации и монополизируют предложение в мегаполисах. Однако, эти перспективы несут определённые риски: авария, отсутствие энергии или заражение любой из такой фермы снабжающей целый город может привести к катастрофическим последствиям для населения.
Сценарий 2.
"Сельское хозяйство 4.0". Он предполагает создание локализованных мультикультурных экоферм, реализованных в рамках кооперации фермеров, где приоритет отдается научно обоснованным компромиссам, между прогрессом и природой, в пользу экологичных продуктов. Вероятно, этот подход обладает огромным потенциалом для позитивного влияния на наше будущее.
Задача проекта "УФХ" - вовлечь общественность в диалог о будущем сельского хозяйства, в котором главная цель - сформулировать идеальное решение - описание модели "Сельское хозяйство 4.0". Объединив практические знания и научные компетенции, идеи и инновации в единую локальную метамодель мультикультурной фермы, в которой сбалансировано разместятся всевозможные сельскохозяйственные направления в единую систему.
Второй сценарий обладает очевидным потенциалом для будущего сельского хозяйства, однако его реализация требует масштабной кооперации науки и частной практики. На данный момент неизвестны примеры мультикультурных ферм, объединяющих под одной крышей всё многообразие сельского хозяйства.
ИКР
Матушка природа самостоятельно регулирует естественный отбор адаптируя племенные стада к устойчивости иммунитета.
Замкнутая, устойчивая система, которая гармонирует с природой и максимально эффективно использует ресурсы. Компактные роботизированные системы обрабатывают небольшие участки с различными культурами, работая среди деревьев, ручьев и чистого воздуха. Их питают возобновляемые источники энергии, такие как биогаз, солнце, ветер и вода. Агрохимикаты остались в прошлом — за счёт сбалансированности экосистемы. Биоразнообразие поддерживает насекомых, опыляющих урожай, и хищников, которые уничтожают вредителей. Подобное хозяйство можно сравнить с райским уголком.
Проект стал примером даже для крупнейших промышленные ферм , которые переняли множество элементов, чтобы смягчить свое разрушительное воздействие на окружающую среду без ущерба для прибыли.
Саморегулирующаяся замкнутая экосистема становится эталоном сельского хозяйства, и, в рамках глобальной интеграции, масштабируется повсеместно.
Предварительная базовая концепция определяющая проектную структуру:
"Замкнутый, экологически устойчивый и ресурсосберегающий сельскохозяйственный цикл":
Все органические отходы УФХ, включая отходы животноводства, перерабатываются с использованием насекомых. Полученная из насекомых белковая масса служит кормом для птицефабрик, рыбоводческих хозяйств и свинокомплексов. Переработанная органика, обогащённая минералами, возвращается в почву в виде удобрений, эффективно замыкая круговой цикл и поддерживая баланс экосистемы.
На этапе запуска УФХ в автономном населённом пункте предусмотрен базовый состав фермерских направлений, замыкающих экологический цикл:
Блок 1: Мультиферма
Включает птицеводство, овцеводство, козоводство, свиноводство и другие, с молочной фермой КРС в качестве ключевого компонента.
- Отходы мультифермы становятся основным источником кормового белка и органических удобрений, для всех остальных блоков.
Блок 2: Рыбоводная ферма
- Полный цикл разведения рыбы с естественно-проточными водоёмами, питаемыми чистыми источниками, где основной водоём — это сбалансированная экосистема, обеспечивающая естественный отбор. В изолированных водоёмах содержатся отдельные виды рыб, которые получают часть белкового корма, произведённого в Блоке 3.
Блок 3: Биоперерабатывающий комплекс
Переработка всех органических отходов мультифермы, а также части отходов населённого пункта. Он включает несколько ключевых подблоков, обеспечивающих замкнутый экологический цикл:
- Сепарация отходов
-Предварительное разделение жидкой и твёрдой фракций для последующей обработки.
- Круглогодичная анаэробная переработка жидкой фракции, например, в биогазовом реакторе.
-Производство биогаза и органического эффлюента для удобрений (подача в Блок 4), а также тепло, использующееся для обогрева других процессов в комплексе. -Блок концентрации и аккумулирования эффлюента в зимний период для использования в Блоке 6.
- Аэробная обработка и системы водорослей
- Остатки жидкой фракции после концентрации, летом дополнительно обрабатывается через флотационные системы, каналы и лагуны, доводясь до состояния технической воды, пригодной для использования в рыбоводных прудах (Блок 2).
- Микробиологическая обработка
-Твёрдая фракция обогащается специфическими культурами грибов или бактерий, что ускоряет разложение и переработку органики и повышает качество зоогумуса. -Обеспечивает питательную среду для насекомых.
- Автоматизированный биореактор "Black Lione"
Переработка твёрдой фракции отходов с использованием личинок чёрной львинки.
Продукты переработки:
-Белковая масса из личинок мухи для корма животных и рыб.
-Зоогумус для производства удобрений
-CO2 для растений
Блок 4: Производство органо-минерального раствора
Служит основой для удобрения сельскохозяйственных культур. Процесс включает:
- Используемые компоненты
- Эффлюент и экстракты из био - и зоогумуса, из биоперерабатывающего комплекса (Блок 3). Минеральные добавки для балансировки питательной ценности раствора.
- Автоматизированная система дозирования обеспечивает точное смешивание компонентов для создания раствора, адаптированного под специфические потребности различных сельскохозяйственных культур. Подготавливает удобрение для использования в тепличных системах (Блок 5) и на открытых сельскохозяйственных угодьях (Блок 6).
Блок 5: Всесезонный тепличный комплекс
Круглогодичная система выращивания сельскохозяйственных культур с использованием современных технологий. Обеспечивает непрерывное выращивание культур в любых климатических условиях.
- Использует часть органо-минерального раствора, произведённого в Блоке 4, для питания растений.
- Поглощает насыщенный CO2 и очищенный от аммиака тёплый воздух, поступающий из биоперерабатывающего комплекса (Блок 3). Это оптимизирует климат внутри теплиц и способствует росту растений.
Блок 6: Растениеводческий комплекс
Экологически сбалансированная система выращивания разнообразных сельскохозяйственных культур, полностью интегрированную в замкнутый цикл хозяйства.
- Основные функции:
-Использует весь объём органо-минерального раствора, произведённого в Блоке 4, для оптимального питания растений.
-Обеспечивает выращивание широкого спектра культур, от зерновых и овощей до плодово-ягодных растений.
- Экологические методы:
-Севооборот: Поддержание плодородия почвы и снижение риска болезней растений.
-Органическое земледелие: Исключение использования агрохимикатов.
-Лесосады: Интеграция многолетних растений для создания устойчивых экосистем.
-Специализированные пастбища: Для кормовых культур, необходимых животноводству.
-Методы пермакультуры: Эффективное использование ландшафта и природных ресурсов.
План реализации проекта
1. Подготовительный этап (2024-2025 гг.)
1.1. Формулировка концепции
- Определить стратегические цели и задачи проекта, базовый состав инфраструктуры фермерского хозяйства, учитывая принципы замкнутого цикла.
- Подготовить описание Идеального Конечного Результата (ИКР) в формате детализированного сценария.
1.2. Привлечение участников
- Организовать краудсорсинговую кампанию для привлечения экспертов, энтузиастов и инвесторов.
- Использовать платформу для сбора предложений, идей и создания проектных модулей.
1.3. Разработка проектной структуры
- Разбить проект на модули до неделимых элементов модулей
- Создать иерархию модулей с определением их взаимосвязей и ИКР для каждого проекта.
- Исходя из данных проекта “технодеревня”, оценить количество жителей автономного населённого пункта и потребности целевой аудитории, включая потенциальных партнёров.
1.4. Финансовая структура
- Разработать финансовую модель, включая источники финансирования, прогнозы рентабельности и возможности привлечения инвесторов.
2. Этап проектирования и моделирования (2025-2027 гг.)
2.1. Разработка проектной документации
- На основании законченной иерархии идеальных результатов проекта уфх провести работу по синхронизации модулей в единую концепцию, то есть привести в соответствие количественные показатели
- Подготовить эскизы и чертежи для каждой проектной зоны.
2.2. Моделирование замкнутого цикла
- Создать BIM-модели основных объектов (фермерские комплексы, теплицы, водоёмы, инфраструктура).
- Разработать цифровой двойник фермерского комплекса, включающий все ключевые блоки.
- Тестировать, в цифровой среде, взаимосвязь между модулями: переработка отходов, производство кормов, удобрений и органо-минеральных растворов.
2.3. Тестирование решений на практике (2027-2029 гг.)
- Провести тестирование общей концепции на локальных не связанных примерах, но в рамках единой модели, например животноводческий комплекс включающий пять видов животных может быть раскидан по разным регионам, а в объединенной модели эти животноводческие комплексы должны быть объединены общими, например трубопроводами для сбора органических отходов.
- Провести коллективное обсуждение проектных решений с привлечением экспертов и потенциальных участников.
- Внести корректировки на основе результатов тестирования и предложений.
3. Этап реализации (2029-2030 гг.)
3.1. Строительство базовой инфраструктуры
- Создать системы жизнеобеспечения: энергообеспечение, водоснабжение, водоотведение.
Организовать дороги, складские помещения и логистические узлы.
3.2. Запуск ключевых блоков
- Построить и запустить (предварительно):
-Мультиферму с ключевыми направлениями животноводства.
-Рыбоводческую ферму с естественно-проточной системой.
-Биоперерабатывающий комплекс для обработки отходов.
-Птицефабрику
-Всесезонный тепличный комплекс
-Растениеводческий комплекс
-Обеспечить интеграцию технологий пермакультуры, лесосадов и органического земледелия. Реализация автоматизированных подсистем
4. Тестирование и корректировка (2030-2032 гг.)
4.1. Заселение и работа первых блоков
- Начать эксплуатацию комплекса ключевых блоков в тестовом режиме, привлекая первых резидентов и сотрудников.
- Организовать мониторинг работы системы.
4.2. Анализ результатов и доработка
- Собрать обратную связь от жителей, сотрудников и экспертов.
- На основе мониторинга и отзывов доработать проектные элементы для улучшения эффективности и устойчивости.
5. Этап реализации (2032-2034 гг.)
5.1. Строительство Основной и второстепенной инфраструктур УФХ
- Реализация всей проектной иерархии, система встраиваемый по заранее продуманному плану к базовой инфраструктуре и ключевым блоком.
- Запуск, тестирование, анализ и доработка по аналогии с процессом реализации основных блоков
6. Масштабирование и распространение (2034 гг. и далее)
6.1. Репликация успешной модели
- Репликация цифрового двойника и адаптации его под различные климатические и ресурсные условия.
- Разработать планы реализации и рекомендации для масштабирования проекта в другие регионы.
Создать обучающие курсы и программы для передачи знаний о принципах замкнутого цикла сельского хозяйства.
7 Глобальная интеграция
Установить партнёрские связи с международными проектами и организациями, продвигая концепцию замкнутого цикла агропромышленного комплекса.