Многие решения, принимаемые во время выращивания с.-х. культур, основываются на учете урожайности. Данные об урожайности той или иной культуры на конкретном поле позволяют товаропроизводителю принимать более правильные и обоснованные решения о дозах внесения удобрений, делать выводы о том, насколько эффективно производство на данном поле.
Товаропроизводители, агрономы и исследователи подразделяют факторы, влияющие на урожайность, на природные и антропогенные (табл. 3.1). Ранжировать факторы по степени влияния их на урожайность довольно сложно, так как они меняются из года в год. В дополнение к этому многие из них взаимодействуют между собой как во времени, так и в пространстве.
1. Причины, влияющие на изменчивость урожайности
|
Причины неравномерности урожайности |
Примеры |
|
1 |
2 |
|
Природные факторы |
|
|
Погода |
- величина осадков и их частота - солнечная радиация - ветер - температура |
|
Взаимодействие между почвой и влагой
|
- дренаж - толщина почвенного слоя - водоудерживающая способность |
|
Физические и химические свойства |
- структура (песок, глина) - структура и плотность - глубина и взаимодействие слоев - наличие питательных элементов - рН, органическое вещество, засоленность - катионный обмен |
|
Склоны и другие характеристики участков
|
- интенсивность эрозионных процессов - температура почвы - свойства почвы |
|
Зараженность вредителями |
- сорняки, насекомые, болезни, макрофлора |
|
1 |
2 |
|
Факторы, обусловленные управленческими решениями |
|
|
Состояние посевов |
-выбор гибрида или сорта (потенциальная урожайность) - густота стояния и равномерность расположения растений - внесение удобрений и применение средств защиты растений |
|
История поля |
- севообороты - почвообработка и уплотнение почвы - используемые ранее технологии возделывания |
|
Окультуривание и ошибки, допущенные при выполнении технологических операций
|
- ошибки при поливе, внесении удобрений и пестицидов - проблемы при посеве (посадке), возделывании, уборке сроки выполнения технологических операций и влияние влажности почвы |
Например, изменение глубины пахотного слоя влияет не только на водоудерживающую способность участка, но и на содержание питательных элементов, доступных растению, аэрацию почвы, корнеобразование и т.д. Наличие влаги, включая как ее избыток, так и дефицит, существенно влияет на урожайность с.-х. культур. Почвоведы и агрономы хорошо знают, что урожайность пропорциональна величине поглощенной растением воды или испаренной. Так, модель развития растения, базирующаяся только на поглощении растением влаги, объясняет на 69% изменчивость урожая сои в штате Айова .
Составление карт урожайности поля стало в последнее время общей практикой среди товаропроизводителей США. Некоторые поля уже имеют трех-пятилетнюю историю, представленную в картах урожайности.
Ценность карт зависит от того, насколько правильно они будут проанализированы. Главная цель интерпретации карт урожайности - увеличение прибыльности за счет лучшего понимания природных и антропогенных причин, обусловливающих изменчивость урожайности в пределах одного поля. Очевидно, что информация, представленная на карте, имеет определенную погрешность, которая может быть исправлена. Погрешности должны быть отделены от реальной изменчивости урожайности по полю для более точной интерпретации карты. Для успешной интерпретации карт привлекается дополнительная информация о поле. Для эффективной оценки влияния всей совокупности факторов на урожайность используют ГИС, устанавливающие связь между урожайностью и другими характеристиками поля.
На основе данных об урожайности товаропроизводитель может судить о преимуществах или недостатках конкретной технологии возделывания данной культуры. Изучая изменчивость урожайности в рамках одного поля (на элементарных участках), товаропроизводитель может определить причины, вызывающие это, и устранить их.
Наиболее удобная форма представления информации об изменчивости урожайности - карта урожайности, показывающая урожайность на отдельных участках с жесткой привязкой к определенной системе координат.
За последние пять лет в Северной Америке количество мониторов урожая зерновых, установленных на зерновых комбайнах, возросло от 100 до 25 000 штук. Почти половина из них подсоединена к приемникам DGPS для составления карт урожайности. Это оборудование совместно с компьютером, принтером и соответствующим математическим обеспечением позволяет товаропроизводителю составлять цветные карты урожайности, которые отражают изменчивость урожая при переходе от одного участка к другому. Товаропроизводители надеются с помощью этой информации раскрыть секреты изменчивости урожайности в пределах одного поля, повысить эффективность их производства и увеличить чистую прибыль. Несмотря на то, что карты стали доступны многим товаропроизводителям, их интерпретация значительно сложнее, чем они ожидали и их консультанты.
Многие факторы, влияющие на урожайность, взаимозависимы. Ключом к интерпретации карт является более глубокое понимание причин, вызывающих изменение урожая, и выявления тех из них, которые обусловлены действиями самого товаропроизводителя во время выращивания соответствующей с.-х. культуры. Составление карт урожайности эффективно лишь в том случае, когда эта информация будет использована для более обоснованного принятия решения. В настоящее время ведутся работы по автоматизации процесса составления карт урожайности с использованием последних достижений в электронике и глобальном позиционировании. Несмотря на то, что технология составления карт урожайности широко внедряется в жизнь товаропроизводителей, много технических вопросов остаются не решенными. Так, например, определение урожайности и координат агрегата сопряжено со многими случайными и систематическими ошибками. Поэтому при составлении карты необходимо принимать меры, чтобы избежать погрешностей. Используемое в настоящее время математическое обеспечение корректирует данные об урожайности, прежде чем представить их в виде карты. Но даже принимая во внимание имеющиеся погрешности при определении урожайности с.-х. культур по карте урожайности, можно определить причины, вызвавшие изменчивость урожайности по полю (рисунок 1).
Рис. 1. Карта урожайности и ее интерпретация
Более эффективное использование карты урожайности может быть достигнуто посредством объединения информации об урожайности с другой информацией о поле, такой, например, как рельеф, распределение элементов питания и др.
Для получения информации, необходимой для построения карты урожайности, на комбайн устанавливают ряд датчиков (рисунок 2).Сердце системы картографирования - датчик урожайности, измеряющий урожайность либо непосредственно - взвешиванием, либо опосредованно. В настоящее время имеется много различных датчиков для определения урожайности (рисунки 3, 4, 5). Для получения достоверной информации об урожайности нужны высокоточные датчики. Однако даже при точной оценке массы зерна, поступающего в бункер, не всегда удается точно определить урожайность. Это обусловлено рядом причин:
- изменением геометрии потока зерна;
- нарушением характеристик датчика, например, из-за изменения температуры окружающей среды или вибрации комбайна;
- изменением влажности зерна или его плотности;
- засоренностью потока зерна различными включениями.
Рис. 2. Основные элементы монитора урожайности, устанавливаемые на зерновых комбайнах
В связи с этим погрешность при определении урожайности существующими мониторами урожайности составляет 3-8 %.
Рис. 3. Весовой датчик урожайности фирмы Сlaas
Рис. 4. Радиационный датчик измерения урожайности
Рис. 5. Объемный датчик урожайности RDS Ceres
1. Knighton R. 1997. SMILEY: Remote Sensing Data-Mining Tool. Ver. 1.0. North Dakota St. Univ. http://smiley.cs.ndsu.nodak.edu/cgi-bin/smiley.cgi.
3. Lamb J. A., Dowdy R. H., Anderson J. L. and Rehm G. W.. 1997. Spatial and Temporal Stability of Corn Grain Yields. J. Prod. Agric., 10, pp. 351-414.
3 Mangold G. 1997. News Update from @gInnovator Online: Survey of yield monitor use in North America.
Г. И. Личман, д. т. н., зав. лаб. (ГНУ ВИМ)
А.И. Беленков д. с.-х. н, профессор, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)
Журнал "Нивы Зауралья" №11 (122), декабрь 2014
.gif)
Нет комментариев. Ваш будет первым!