Технологии тюменских учёных: дифференцированное внесение удобрений

По стране сегодня полным ходом «шагает» цифровизация АПК, которая охватывает всё больше территорий, в том числе и Тюменскую область. Одним из элементов цифровизации является «умное поле», в которое можно включить дифференцированное внесение минеральных удобрений. И не только минеральных, но и органических удобрений. Своими инновационными разработками, практическими решениями на опытных участках и в хозяйствах региона, делится со страниц журнала «Нивы России» доцент кафедры почвоведения и агрохимии ГАУ Северного Зауралья, кандидат сельскохозяйственных наук Сергей Владимирович Шерстобитов.

– Сергей Владимирович, почему Вы выбрали именно такое направление, как дифференцированное внесение удобрений? С чего всё начиналось?

– Начиналось всё раньше. Первые наработки по дифференцированному внесению минеральных удобрений в 2009-2010 годах начал проводить доцент кафедры почвоведения и агрохимии, кандидат сельскохозяйственных наук Семизоров Сергей Алексеевич. Совместно с ЛТЦ «Аэросоюз» (г. Новосибирск) и Государственным аграрным университетом Северного Зауралья на полях учебно-опытного хозяйства разрабатывалась технология дифференцированного внесения минеральных удобрений.

Было проведено несколько совещаний, одно из крупнейших – в 2011 году. И что интересно, участники – профессора, академики, преподаватели, агрономы, директора хозяйств не верили, что механизм, представленный на демонстрационной площадке в автоматическом режиме, переводит редуктор посевного комплекса, согласно карте задания, на необходимую норму внесения.

С тех пор прошло 10 лет и в 2021 году такие крупные холдинги Тюменской области, как «Юбилейный», начали применять на своих полях технологию дифференцированного внесения удобрений. И не только удобрений, но и семян.


 

Агрофирма «КРиММ» начали также применять технологию дифференцированного внесения удобрений, но уже жидких КАС-28 (карбамид аммиачная смесь). Второй год мы проводим с ними опыты с жидкими удобрениями. Прошлый засушливый год ещё раз подтвердил эффективность дифференцированного внесения удобрений. Прибавка урожайности составила 4,37 ц/га. 

Также в Юргинском районе второй год подряд такое крупное хозяйство, как ООО «Тюменское подворье», в условиях подтайги, на серых лесных почвах, применяет дифференцированное внесение азотных удобрений. Радует, что сельхозтоваропроизводители, крупные аграрные предприятия – агрохолдинги, повернулись лицом к этой технологии. Понадобилось 10 лет, чтобы один из элементов начал сегодня широко применяться, площади дифференцированного внесения агрохимикатов на территории Тюменской области будут увеличиваться.



– Расскажите, что это за технология?

– Технология включает несколько частей. Первый этап – инженерная часть, второй этап – IT и третий – агрохимическая. 

Мы говорим о локальном внесении азотных удобрений одновременно с посевом посевным комплексом John Deere или Feat Agro. И теперь подробнее. Для первой, инженерной части, нужно приобрести навигационное оборудование. Это бортовой навигационный комплекс (далее БНК) Агронавигатор производства ЛТЦ «Аэросоюз» не ниже 6-го типа.

Необходимо произвести монтаж линейного электроактуатора, который в автоматическом режиме переводит редуктор на заданную норму удобрений согласно карте задания. И, конечно, самая сложная часть, которая доказана на практике – это калибровка и настройка электроактуатора под виды применяемых удобрений. 

С этой задачей – калибровкой и настройкой, справляются только высококвалифицированные выпускники нашего аграрного университета. Хочу это подчеркнуть, потому что в университете имеются дисциплины, связанные с цифровизацией и авторская магистерская программа профессора доктора сельскохозяйственных наук Абрамова Николая Васильевича «Инновационные технологии в растениеводстве с использованием космических систем», также практика, на кафедре «Почвоведения и агрохимии» занимаются непосредственно воспитанием «агронавтов». Так мы в шутку называем молодых людей, кто умеет пользоваться навигационным оборудованием. 

Студенты активно проходят практику, видят применение инновационного оборудования в растениеводстве, принимают участие в его установке, калибровке, что позволяет им самостоятельно разобраться на производстве. Конечно, под руководством специалистов, которые занимаются этим профессионально. И это сегодняшний день, не завтрашний. 

Второй этап – IT-часть. Это подготовка и создание электронной картосхемы с элементарными участками поля. Здесь необходимы знания и умения работать в геодезических программах.

Дальше – подготовка и экспорт файла с элементарными участками поля, в смартфон со специализированной программой. То есть, в каждом этапе присутствуют элементы цифровизации. Для этого нужны программы, интернет, компьютер, экспорт файлов, телефон. 


 

Мы отбираем образцы и с помощью телефона (для определения местоположения) или же специализированным автоматическим пробоотборником, разработанным в ГАУ Северного Зауралья. Сегодня у нас зарекомендовали себя два типа отбора проб. 

Подготовленная картосхема с элементарными участками (согласно ГОСТа) применяется для отбора почвенных проб (может применяться многократно) и создания карты задания для дифференцированного внесения агрохимикатов. 

Самая излюбленная третья часть – агрохимическое обследование полей по элементарным участкам. Это комплексная подготовка, которая включает камеральный период и полевой: делаем карту, потом уже выезжаем в поле, где осуществляем отбор почвенных проб двумя способами (на выбор). Первый – это трость Осипова с мобильным приложением (до 3000 га) и второй – пневматическим автоматическим проботборником на автомобиле с применением БНК «Агронавигатор». Последний более производительный и применим на больших площадях. То есть, мы отбираем пробы по каждому элементарному участку в поле. К примеру, поле под зерновые культуры в 100 га. Делим на 20 га по ГОСТу и с пяти элементарных участков отбираем пробы с глубины пахотного горизонта до 0-40 см. 

Далее, в агрохимической лаборатории определяем элементы питания в этом слое. В нашем Западно-Сибирском регионе, как правило, не хватает азота, поэтому, чаще всего дифференцированно вносятся азотные удобрения. Но также с этих проб можно определить фосфор, калий, серу, кислотность почвы и другие элементы питания.

И рассчитать с помощью зональной системы применения удобрений – дозы минеральных удобрений на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур по каждому участку. Хотелось бы отметить, что на территории Тюменской области были опыты по дифференцированному внесению фосфорно-калийных удобрений.

Затем загружаем данную карту-схему с номерами, нормами удобрений в бортовой навигационный комплекс, подключаем к питанию, соединяем с линейным электроактуатором, установленным на редуктор, который автоматически регулирует нормы согласно местоположения агрегата в поле.



– Сергей Владимирович, какова экономическая эффективность от применения этой технологии, она должна быть налицо?

– Разработан целый проект по внедрению элементов цифровизации – дифференцированному внесению удобрений. Подсчитаем окупаемость данного проекта на площади 1000 га (площадь агрохимического обследования). Предположим, урожайность яровой пшеницы составляет 3,0 т/га, т.е. валовой сбор составит 3000 тонн. Цена реализации яровой пшеницы 16000 рублей за тонну (может меняться). Прибавка от применения дифференцированного внесения азотных удобрений на планируемую урожайность в наших опытах (более 10 лет) составляет от 0,1 до 0,6 т/га. Возьмем минимальную прибавку 0,1 т/га, получим урожайность 3,1 т/га, дополнительно валовой сбор составит 100 тонн или 1 млн. 600 тыс. руб. Затраты на внедрение технологии составят около 800 тыс. руб. (цена меняется в зависимости от стоимости оборудования и удаленности хозяйства). Рентабельность данного проекта 125%. 

Напомню, что проект направлен не на экономию удобрений, а на их перераспределение внутри поля, хозяйства. То есть, внести удобрения там, где необходимо на планируемую урожайность, снизить там, где потребность незначительная на основании агрохимического обследования поля по элементарным участкам.



– Для такого обследования нужна высокоточная техника и оборудование?

– Нужно провести агрохимическое обследование с географической привязкой, лабораторные анализы, сделать расчёты и непосредственно монтировать оборудование. А сам навигатор с помощью антенны, которая может принимать два сигнала ГЛОНАСС и GPS, определит местоположение посевного агрегата и подскажет: «Уважаемый, нужно внести здесь такуюто норму».


 

Технологии не стоят на месте. С помощью навигационного оборудования и высокотехнологичных сельскохозяйственных агрегатов, если говорим о дифференцированном внесении удобрений, можно вносить более 2-х компонентов одновременно. Нужно дать растению все элементы питания, сколько потребуется для получения высокого урожая. И это важно, и это будущее.

Уже сейчас переходим к дифференцированному внесению жидких азотных удобрений КАС 32. 

Сегодня это очень популярная тема. Хозяйственники увидели эффективность жидких удобрений, и стали применять их на своих полях. Но мы пошли дальше и вносим дифференцированно, что позволяет специальное оборудование, система навигации, система регулирования подачи жидкости.



– Сергей Владимирович, если такая эффективность от применения инновационной технологии, экономика налицо, почему же столько лет в неё не верили? Не видели эффекта от практического применения?

– Когда появились сотовые телефоны, они были тоже не у всех, а сегодня даже у малышей в кармане. И мы без такой связи себя уже не представляем, телефон всегда под рукой. Вот и с доступностью данной технологии, которая открывает широчайшие возможности. Увеличилось количество специалистов, которые могут её осуществлять, к примеру, в агрохолдинге «Юбилейном» её внедряют специалисты из Москвы совместно с нашими сотрудниками. Сотрудники Государственного аграрного университета Северного Зауралья активно сотрудничают с агрофирмой «КРиММ» и ООО «Тюменское подворье» по внедрению технологии дифференцированного внесения удобрений с использованием спутниковых навигационных систем. 

Это ещё одна причина. Третья причина – это очередная экономическая «таблетка». Сельхозтоваропроизводлители, которые не стоят на месте, всегда в поиске нового, инновационного, для экономии снижения затрат воспользовались такой возможностью. Посудите сами, удобрения внесли те же, а получили маржу с одного гектара выше. И это привлекает аграриев. 

Думаю, технология будет применяться всё шире и шире.

И если мы говорим о цифровизации, надо сказать и то, что у большинства сельхозтоваропроизводителей применяется параллельное вождение, то есть они сегодня уже не могут без навигации опрыскивать и сеять. И завтра они также не смогут без технологии дифференцированного внесения удобрений. А после – уже без внесения жидких удобрений, дальше – без картирования урожайности и листовых подкормок, без беспилотных летательных аппаратов, роботов. Да, это дорого, но хозяйства заинтересованы в том, чтобы знать, где у них проблемные участки. 



– Перечислим преимущества дифференцированного внесения удобрений?

– Перераспределение общего объёма применяемых удобрений на обследуемой территории по элементарным участкам на планируемую урожайность в зависимости от запасов элементов питания.

Выдерживание погектарной нормы внесения минеральных удобрений не зависимо от скорости движения агрегата.

Увеличение производительности в смену, параллельное вождение агрегата по полю.

Контроль внесения минеральных удобрений и качества выполненной работы по средствам выгрузки файлов в ПК (перекрытие, огрехи).

Настройка нормы внесения минеральных удобрений проводится – АВТОМАТИЧЕСКИ на каждом поле по средствам БНК «Агронавигатор», согласно выбранному полю (согласно плану).

Картосхема с элементарными участками обследуемой территории останется для постоянного применения.



– Ни у кого не вызывает сомнения то, что будущее за этими технологиями?

– Безусловно. С увеличением числа грамотных специалистов, которые смогут осуществлять эти технологии, хозяйствам будет легче двигаться вперёд. Молодой агроном – выпускник вуза, сможет продвигать цифровизацию, поможет во внедрении новых технологий. 


 

Единственное – нужно постоянно поддерживать эти технологии, если уйдёт специалист, то и не будет данной технологии. Следовательно, сельхозтоваропроизводителям уже сегодня стоит задуматься о введении новой должности «агронавта» – это специалист с компетенциями агронома, IT, технолога и программиста для реализации программы по внедрению «Цифровых технологий в сельское хозяйство» и с зарплатой выше, чем у агронома.



– Спасибо за интересное, полезное для российских аграриев, интервью.


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Старший агроном ХРП Окунёво агрохолдинга «Юбилейный» Хайдуков Захар Александрович:

– Третий год применяем технологию дифференцированного внесения удобрений. Начинали с разработки, покупали посевной комплекс, где шла эта система, конкретно под эту технологию, чтобы можно было вносить дифференцированно семена и удобрения. Часть посевных комплексов дорабатывали для того, чтобы вносить дифференцированно семена и удобрения по разным зонам по полю: покупали высеващие и агронавигатор. 

В прошлый засушливый год технология показала свои плюсы урожайностью.

На полях хозяйства располагаются разные зоны плодородия, есть солончаки, где ничего не растёт. Зачем нам там сеять, вносить удобрения? Солончаки могут быть в центре поля, бывают с краю. Если их не обрабатывать, они будут двигаться всё дальше, и засолять поле. С солончаками нельзя бороться, их надо размывать, но это дорого. 

Мы пришли к выводу, что нужно вносить семена и удобрения дифференцированно, то есть первоначально проводятся отбор, исследования поля, где какие участки находятся, все данные вносятся на карты. Посевной комплекс, двигаясь по такому участку, автоматически переключается, где-то снижает норму, где-то совсем не вносит семена и удобрения. Например, на одном участке вносит 200 кг семян на гектар и 140 – удобрений, а на солончаковом участке – уходит в ноль, ничего не сеет. Соответственно, чем больше таких участков на поле, тем больше экономия. 

Умные люди придумали эту машину, ведь без такой технологии вносили бы семена и удобрения стандартно, расход был бы значительно выше. На солончаковых землях ничего не растёт. 

И если раньше никто не брал во внимание эту проблему, то теперь не вносим туда семена и удобрения, не боремся с солончаками, ведь по рекомендациям специалистов, с ними работать бессмысленно.

Облегчает технология дифференцированного внесения и работу агронома. 

Я приехал на поле, откалибровал семена, забил норму, которая должна быть, и посевной комплекс сеет по заданной программе. Скачиваю карту в компьютер, который находится в посевном комплексе, куда загружается поле и норма по участкам. Остаётся только регулировать глубину. 

Планируем переводить все поля на эту технологию, пока с дифференцированным внесением удобрений и семян работали на пробных гектарах. А со следующего года будем поэтапно переходить на жидкие удобрения.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Главный агроном ООО «Тюменское подворье» Фадеев Семен Александрович:

– Мы сотрудничаем с Государственным аграрным университетом с 2019 года в области цифровизации производственных процессов отрасли растениеводства. Подошли основательно. Во-первых, сделали электронную карту полей хозяйства, применяем для системы слежения, составления севооборотов, визуализации площадей, обработок и как основа дифференцированного внесения. Она, как в электронном виде, так и в распечатанном варианте присутствует. В 2020 году приобрели «Агронавигатор» для проведения химической прополки, что дало ощутимый эффект: автоматическое отключение при заходе на ранее обработанную площадь поля, нет огрехов и перекрытий, работа в ночное время. Механизаторы просто отказываются работать без навигации.

С 2021 года приобрели высокоточные Аннеты «Стриж» для «Агронавигатора» и приступили к внедрению дифференцированного внесения азотных удобрений. Специалисты Государственного аграрного университета Северного Зауралья произвели монтаж оборудования на посевной комплекс FIAT, БНК «Агронавигатор» в трактор, провели обучение механизаторов работе с данной системой. Предварительно рассчитали нормы известково-аммиачной селитры на планируемую урожайность яровой пшеницы и загрузили карты задания.

 В 2021 году на площади 1177 га провели сев яровой пшеницы с дифференцированным внесением, средняя норма по хозяйству составляла 200 кг/га известково-аммиачной селитры. По расчетам данной технологии, нормы варьируются от 170 до 224 кг/га, несмотря на климатические условия сложившегося в 2021 году (острый недостаток влаги, и повышенная температура воздуха), мы почти получили планируемую урожайность. 

Продолжаем работу и в 2022 году надеемся на хороший урожай, оборудование установлено, площадь оставили на уровне прошлого года, но территориально сменили локацию согласно севообороту. Посеяли. Ждем результаты!