Егор Березовский, заведующий Полевой опытной станцией Российского
государственного аграрного университета имени К. А. Тимирязева;
Софья Железова, научный сотрудник Центра точного земледелия Полевой опытной станции;
Алексей Беленков, ведущий научный сотрудник Центра точного земледелия Полевой опытной станции;
Надежда Королева, начальник учебного полигона Полевой опытной станции.
Практика показывает, что существующие методы ведения сельского
хозяйства устарели, а новые прогрессивные технологии, признанные и
успешно применяемые во всем мире, еще не получили в России должного
развития. Поэтому с 2008 года в Российском государственном аграрном
университете имени К. А. Тимирязева на базе Полевой опытной станции
действуют Центр точного земледелия и учебный полигон.
Исследования ведутся для установления преимуществ и недостатков технологий точного земледелия в России, в частности в Центральном регионе. Одним из направлений исследований является использование систем автоматического вождения при выращивании картофеля.
ТОЧНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КАРТОФЕЛЯ
При возделывании пропашных культур, помимо точной посадки, требуется проведение междурядных обработок. Эта операция, как правило, доверяется высококлассным механизаторам, но и они, особенно на неровных участках, подрезают растения. Иногда во избежание подобных случаев снимают на гребнеобразователе крайние ножи, чтобы не повреждать картофель. Поэтому возможность замены механизатора более точной системой управления актуальна и требует практического решения.
В нашем опыте использовались два способа ведения трактора John Deer 6920:
1. посадка навесной сажалкой Grimme GL34KL по маркеру и гребнеобразование Grimme GF-75-4 глазомерным способом;
2. автоматическое ведение трактора с помощью Trimble Autopilot AgGPS-500 на этих же операциях.
Особенно интересовало сочетание двух проходов агрегата по полю, а не точность прохода по полю при отдельно взятой операции, которая указывается в технических характеристиках используемых агрегатов.
Результаты эксперимента представлены в таблице 1.
Проведение обработок с применением системы «автопилот» показывает более высокую точность. Так, на вспашке с использованием «автопилота» критические отклонения (рис. 1, обозначение L) свыше 8 см составили в сумме 7% случаев, на минимальной обработке – 2%. При посадке по маркеру и при глазомерном гребнеобразовании критические отклонения встречаются чаще – в 39 и 26% случаев соответственно.
ТОЧНОСТЬ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ
Базой для развития нашего нового направления исследований явились участки поля, где наблюдается отрицательная связь урожайности и содержания подвижного фосфора, что представляет собой основу для выявления зон с исторически низкой урожайностью, где дозы вносимых удобрений не могут рассчитываться по агрохимическим показателям (таблица 2).
Поэтому, помимо картограммы распределения почвенных свойств, в точном земледелии необходимо использовать картирование биомассы посевов в различные фазы вегетации в режиме реального времени с использованием навигационных систем. Такие исследования проводятся с несколькими целями.
Во-первых, по состоянию посевов в начале вегетации можно дать прогноз урожайности.
Во-вторых, оперативное обследование посевов в определенные фазы развития служит обоснованием для внесения определенных доз удобрений в виде подкормки.
В-третьих, обследование посевов в конце вегетации и дробный учет урожайности позволяют сделать вывод о неоднородности почвенных свойств и выделить на поле контуры для дополнительного исследования.
Таким образом, по картам биомассы, составленным в разные сроки вегетации, можно получить дополнительную информацию как о состоянии культуры, так и о свойствах почвы.
Карты биомассы также имеют геопривязку, что позволяет наложить несколько «слоев» карт друг на друга и проследить сезонную или многолетнюю динамику изменения биомассы, вызванную метеоусловиями, внесением удобрений и проведением других агротехнических мероприятий. Некоторые стабильные свойства почвы накладывают на карту биомассы постоянный отпечаток, по которому можно выделить это место на поле с целью особой обработки или выбраковки. Например, если в одном углу поля биомасса в любой момент обследования будет ниже, чем на соседних участках, независимо от внесения удобрений и проведения технологических операций, значит, следует более подробно исследовать почвенные и иные свойства этого участка, найти причину постоянного недобора биомассы и урожая. А если плодородие почвы на данном участке невозможно восстановить, следует снизить дозу внесения удобрений на участок или полностью выбраковать его из посева – в противном случае использование этого участка может оказаться экономически убыточным.
На поле опыта Центра точного земледелия в течение вегетационного сезона 2011 года проводились исследования биомассы пшеницы во время вегетации. В начале сезона (вторая половина апреля), в момент отрастания растений после зимы, отмечена большая неоднородность посева, связанная с неравномерностью перезимовки, с применением разных технологий ухода за посевами и неоднородностью почвенных свойств (рис. 2). Первая подкормка озимой пшеницы аммиачной селитрой была проведена 28 апреля в режиме on-line с одновременным снятием показаний биомассы культуры.
На рисунке 2 красной линией показана область посева, на которой проведена калибровка дозы внесения аммиачной селитры.
Для калибровки выбирается типичный для данного поля участок. Такому участку приписывается стандартная доза удобрений. Разработанный алгоритм внесения азотных удобрений в фазу от кущения до выхода в трубку (ЕС 30-36) приведен на рисунке 3.
Этот алгоритм предполагает три сценария внесения удобрений:
1 – внесение повышенных доз для выравнивания отстающих в развитии посевов;
2 – внесение средних доз для нормально развитых посевов;
3 – внесение минимальных (нулевых) доз для выбракованных частей поля, где состояние посевов неудовлетворительное.
Три этих сценария были реализованы на опытном поле Центра точного земледелия (рис. 4).
В нашем опыте стандартная доза удобрений для хорошо развитых и равномерных посевов составила 70 кг/га азота по д.в. (в виде аммиачной селитры). Такая же доза внесена на варианте традиционного земледелия по всей площади поля независимо от состояния посевов, а на варианте точного земледелия дозы азота в подкормке изменялись в зависимости от состояния биомассы. Доза 65–70 кг/га внесена на 12,7% площади поля, доза 70–80 кг/га – на 66%, свыше 80 кг/га внесено на 21% площади посева.
На рис. 5 представлена карта внесения азота на поле озимой пшеницы. Светло-голубой фон – зоны внесения стандартной дозы 70 кг/га азота. Синий фон – повышение дозы до 80 кг/га, которую вносили с целью выравнивания биомассы посева. Наибольший интерес представляет участок поля с исторически низкой урожайностью, где был осуществлен третий сценарий внесения удобрений, то есть в связи с неудовлетворительным состоянием посевов была внесена пониженная доза азота.
После уборки урожая нами была построена карта урожайности озимой пшеницы (рис. 6). Для построения карты использовалась программа SMS Advanced
При анализе этих данных можно сделать вывод о том, что урожайность в засушливых условиях 2011 года зависела скорее не от технологии возделывания, а от особенностей отдельных участков поля.
Однако не следует забывать, что критерием оценки технологии является не только урожайность, но и экономическая эффективность. Рентабельность применения азотных удобрений и их окупаемость зерном озимой пшеницы на проблемных участках опыта ЦТЗ в 2011 г. представлена в таблице 3.
Следует отметить, что удобрения, вносимые на проблемные участки, имеют очень низкую эффективность. Поэтому на таких участках рекомендуется снижать дозы вносимых удобрений, тем самым повышая рентабельность производства.
Источник: журнал «Аграрное обозрение», №2, 2012 год
