Информационное агентство "Светич". Сайт о сельском хозяйстве. 16+
Росспецмаш
Доска Почета АПК агроснабжение
Российский агротехнический форум-2017

Точное земледелие в вопросах и ответах

Точное земледелие в вопросах и ответах
Рубрике «Точное земледелие», ведущейся на страницах нашего журнала исполняется год. Есть смысл переосмыслить и обобщить некоторые сведения, касающиеся понятия точного земледелия, как наиболее интенсивной формы и уровня современных систем земледелия. Поэтому авторы в виде отдельных вопросов и ответов на основные, злободневные вопросы внедрения и освоения точного земледелия в нашей стране и за рубежом предлагают читателям выявить свою степень компетенции (осведомленности).
 
Что такое точное земледелие?
 
Приведем некоторые из определений точного земледелия:
 
"Точное земледелие - интегрированная информационная и производственная с.-х. система, направленная на оптимизацию долговременной, изменяющейся в рамках всего хозяйства продуктивности при минимальном отрицательном воздействии на окружающую среду".
 
"Точное земледелие - физическое и финансовое дифференцированное управление с.-х. операциями, которое обеспечивает постоянный контроль, надежность и воспроизводимость результатов в с.-х. производстве, что способствует снижению затрат, вариабельности и повышению предсказуемости результатов".
 
Под точным земледелием понимают "совокупность технологических приемов для целенаправленной дифференцированной обработки отдельных частей поля с учетом мелкомасштабных особенностей природных условий для создания наиболее благоприятных условий роста и развития культурных растений в связи с неоднородностью поля по плодородию, распространению вредителей, болезней и сорняков, на основе концентрации технологических операций в пространстве, в оптимальные сроки и при рациональной дозировке с целью создать основу для экономически эффективного и экологически обоснованного землепользования".
 
Что составляет основу точного земледелия?
 
Дифференцированное выполнение операций, которое базируется на трех составляющих: 
 
1) определение координат агрегата на поле. Это может быть сделано при помощи радио трилатерации или  спутниковой навигации. Из последнего предпочтение отдается Дифференцированной Глобальной Системе Позиционирования (DGPS); 
 
2) компьютеризированная база данных, аналогичная Географической Информационной Системе (ГИС), которая содержит всю информацию, необходимую для составления карт;
 
3) контролирующие элементы, при помощи которых осуществляются сельскохозяйственные операции в соответствии с электронной картой.
 
Учитывая, что две первые составляющие находят широкое применение в других областях, они легко проникают в сельское хозяйство. Несмотря на это, требуются специалисты, которые бы взяли на себя ответственность по адаптации их к нуждам сельскохозяйственного производства. Что касается третьей составляющей, то усилия ученых должны быть сосредоточены на разработке и создании надежных и точных машин и механизмов, необходимых для дифференцированного выполнения операций.
 
Что дает точное земледелие?
 
Точное земледелие характеризуется комплексом качественно новых признаков, предопределяющих:
 
- получение высококачественных и безопасных продуктов питания и сырья для промышленности;
- полную реализацию генетического потенциала новых сортов и гибридов при получении запрограммированных урожаев;
- уменьшение зависимости продуктивности и экологической устойчивости агроэкосистем от погодных факторов;
- экологизацию и биологизацию процессов на уровне агроэкосистем и технологий;
- снижение расхода техногенной энергии на каждую дополнительную единицу продукции;
- исключение загрязнения и разрушения природной среды.
 
Какова история развития точного земледелия?
 
Проследить историю развития этой технологии довольно сложно, так как в литературе ее называют по-разному: точное земледелие, прецизионное земледелие, координатное земледелие, информационная технология, точечная технология, технология с использованием GPS и др.
 
Однако Шуллер и Бае (Schueller and Bае 1987), Эллиот (Elliot 1987) и  Сирси (Searcy 1989 сделали обзор ранних работ по данной проблематике.
 
Ряд новых работ опубликованы в последнее время, в специальном журнале Computers and Electronics in Agriculture (Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве) и другие издания которые увидели свет в 1996-1997 гг. 
 
Координатное (точное) земледелие объединяет технологии, при выполнении которых используются системы глобального позиционирования (GPS). Основной операцией в этих технологиях является составление карт урожайности во время уборки сельскохозяйственных культур. Это особенно популярно при комбайновой уборке зерновых и имеет в настоящее время коммерческий успех. Фирма Джон Дир  представила прибор для мониторинга фирмы Грин Стар (GreenStar) (Мangold, 1995). Мэсси - Фергюсон представила на рынок систему для измерения урожайности Massey - Ferguson Datavision Yieldmapping в 1993. Первые опыты дифференцированного внесения удобрений и пестицидов описаны в журнале (Rudolph and Searcy, 1994). Предпринимаются попытки разработки машин для дифференцированного посева, культивации, уборки.
 
Основными вехами развития точного земледелия в последнее десятилетие прошлого века были:
 
До 1988 г.: впервые применены разбрасыватели для дифференцированного внесения удобрений в Дании, Германии и США (AgriMatic(DK); CAF(D); SoilTeq (USA)) [Shnug, 1991].
 
1989 г: первая экспериментальная система для монитора урожайности с GPS , установлена на комбайне Deytz, испытана в Германии [Hansen, 1990].
 
1989 г., 28 июня: дифференцированное внесение гербицида (Phenmedipham) с использованием системы глобального позиционирования GPS в зависимости от содержания органического вещества в почве, было осуществлено в северной Германии [Agrar-Europe, 1989].
 
1991 г., 25 января: был проведен первый научно-практический семинар по использованию компьютеров в сельском хозяйстве (Computer Aided Farming), посвященный, главным образом, дифференцированному применению удобрений [Kloepfer, 1994].
 
1991 г., июль: впервые был использован коммерческий  образец монитора урожайности с GPS, выпускаемый фирмой Dronningborg A/S и T&O A/S, Randers (Дания), установленный на комбайне фирмы Case (Modern Farming, 1991).
 
1992 г., 14 апреля: был проведен первый научно-практический семинар (Workshop) по точному земледелию (Precision Agriculture) в Блумингтоне шт. Миннесота (США) [Shnug, 1991].
 
1995 г.: организация центров по точному земледелию (Precision Agriculture Center) в университетах  шт. Миннесота (США) и Сиднее (Австралия); выпуск коммерческой версии программного обеспечения LORISTM (Информационная система по местным ресурсам), совместная разработка Kemira Europe, Wavre, Belgium and FAL, Braunschweig [Schroeder, 1997).
 
Что означает дифференцированное внесение удобрений?
 
Выполненный анализ влияния неравномерности распределения параметров плодородия на урожайность с.-х. культур показал, что при внесении удобрений с одной дозой на все поле, даже с высоким качеством распределения, существенно снижается их окупаемость. При таком способе внесения более плодородные участки, получая ту же дозу питательных веществ, что и менее плодородные, накапливают фосфор и калий в почве, а менее плодородные участки расходуют запасы питательных веществ почвы. Таким образом, одни участки поля становятся все более плодородными, в то время как другие постоянно истощаются. Несмотря на это, при разработке программ применения удобрений для каждого поля рассчитывают свою дозу, исходя из усредненных показателей.
 
Поэтому использование модели единообразия параметров плодородия каждого отдельно взятого поля, предусматривающей повышение эффективности применения удобрений посредством более равномерного распределения их по всей обрабатываемой площади, может быть сдерживающим фактором дальнейшего совершенствования как технологий, так и технических средств для их осуществления.
 
Чтобы устранить этот недостаток, необходимо обеспечить внесение удобрений на одном и том же поле дифференцированно, с учетом запаса питательных веществ на каждом участке поля и планируемой урожайности. 
 
Применения удобрений с учетом пестроты плодородия почвы может существенно повысить окупаемость удобрений и снизить загрязнение окружающей среды. Для системы применения удобрений, базирующейся на учете характеристик отдельных участков поля необходимы данные  об урожайности, типе почвы и содержании питательных элементов каждого участка и жесткая их привязка к конкретному полю, где были взяты пробы. Внесение удобрений осуществляется дифференцировано на основе карты, полученной в результате координатной оценки содержания питательных элементов в почве,  потенциальной урожайности, и предыстории урожайности, а также программы применения удобрений, которая может находиться в базе данных. 
 
Технология дифференцированного внесения удобрений предполагает широкое использование компьютеров, программных средств - геоинформационных систем (ГИС), данных дистанционного зондирования. Такие ГИС содержат информацию, необходимую для рационального применения удобрений. Например, данные о содержании в почве гумуса, фосфора, калия.
Преимущество компьютерной технологии состоит в том, что она позволяет земледельцам вести агропроизводство на экологически чистой основе, ориентированное на экономию удобрений, получение запрограммированных урожаев и предохранение окружающей среды от загрязнения.
 
Каковы преимущества дифференцированного внесения удобрений по сравнению со сплошным?
 
Дифференцированное внесение удобрений позволит:
 
- повысить эффективность сельскохозяйственного производства;
- снизить затраты удобрений;
- улучшить ведение учета;
- усовершенствовать систему принятия управленческих решений;
- уменьшить загрязнение окружающей среды;
- снизить риски, обусловленные  природно-климатическими, политическими и социально-экономическими факторами
 
 
Список литературы в помощь читателям
 
1. Анискин В.И., Марченко Н.М., Личман Г. И. Проблемы управления качеством механизированного процесса дифференцированного применения удобрений// Тезисы докладов Международной конференции "Автоматизация с.-х. производства", т. 1.- М., 1997.
2. Афанасьев Р.А. Дифференцированное  применение удобрений - настоящее и будущее// Плодородие, № 4(7), 2002, с. 9-11.
3. Дринча В.М. Развитие агроинженерной науки и перспективы агротехнологий.- М.: ВИМ, 2002.- 188 с. 
4. Личман Г.И., Марченко Н.М. Итоги и направления дальнейших исследований по механизации применения удобрений// Сб. научных трудов ВИМ, том131.- М 2000, с.179-188.
5. Личман Г.И., Белых С.А. Стратегия принятия оптимальных управленческих решений в системе информационных технологий дифференцированного применения удобрений// Научные труды ВИМ, том 145.- М.: 2003.
6. Марченко Н.М., Личман Г.И. Дифференцированное воздействие на почву и растение// Техника и оборудование для села, № 10 (64), 2002 с. 6-8.
7. Марченко Н.М., Личман Г.И. Механико-технологические основы компьютеризированного проектирования машинных технологий дифференцированного применения удобрений в системе точного земледелия// Труды ВИМ, том 129.-М., 1997.
8. Якушев В.П. На пути к точному земледелию. - С.- Петербург, 2002.- 458 с.
 
Г. И. Личман, д. т. н., зав. лаб., (Всероссийский институт механизации)
А.И. Беленков д. с. - х. н, профессор, (РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)
Журнал "Нивы Зауралья" №2 (113), март 2014
фото: © Depositphotos.com
Комментарии (1)
0 # 14:00 22 Мар 2014
Интересна статья о точном земледелии,которое уже доказало свою эффективность. Сейчас аграрии могут рациональнее обрабатывать поля, сокращая расход топлива и трудовые затраты.
Яндекс Директ