Дифференцированное внесение удобрений в системе точного земледелия

Дифференцированное внесение удобрений в системе точного земледелия

В.А. Любчич, к.т.н, С.В. Попов, к.т.н., Ф.Г. Бакиров,

д.с.-х.н., профессор, А.П. Долматов, к.с.-х.н, М.Р. Ку-рамшин, соискатель, Оренбургский ГАУ

Важным аспектом технологии точного земледелия является экономия. Она складывается из различных факторов: уменьшения затрат на покупку и ремонт почвообрабатывающей техники за счет её рационального использования и своевременного обслуживания; снижения времени и трудоёмкости процесса обработки за счёт применения современных ресурсосберегающих технологий возделывания почвы, таких как параллельное вождение, картирование урожайности и т.п.; уменьшения затрат на различные химикаты и минеральные удобрения, вследствие использования специализированных методик внесения. Одним из видов таких методик является внесение удобрений дифференцированным способом, т.е. избирательно, там, где потребность в удобрениях особенно высока. Работа по такой методике подразделяется на два основных способа: внесение в режиме on-line (режим реального времени) и внесение в режиме off-line (с предварительно подготовленной картой поля).

Материалы и методы. В данной статье рассмотрена методика дифференцированного внесения удобрений в режиме off-line. В качестве примера использованы данные за 2010 г. по дифференцированному внесению фосфорных удобрений на площади 40 га. Вносимое удобрение — аммофос, содержащий в своём составе 12% азота и 52% фосфора. Количество внесённых удобрений на указанную площадь составило 3100 кг. Для реализации дифференцированного внесения в режиме off-line использовали следующий набор оборудования и техники: навесной разбрасыватель с контроллером и сервоприводом механизма управления заслонками Amazone ZA-M 1500, агрегатируемый с трактором «Беларусь-1221», высокоточный GPS-приёмник AgGPS 252, бортовой компьютер Insight фирмы Ag Leader, позволяющий загружать электронные карты полей.

Работа по дифференцированному внесению удобрений способом off-line выполняется в следующем порядке. На I этапе создаётся электронная карта по обеспеченности почвы химическими элементами питания. Данную карту можно получить несколькими способами, отличающимися друг от друга набором используемого оборудования и технических средств картирования полей. В нашем случае для получения электронного контура поля использовали систему картирования урожайности комбайна Claas Lexion 540C,

которая обеспечивает определение урожайности на каждом участке. Данные по урожайности во время уборочных работ записываются на чип-карту бортового компьютера Cebis комбайна, затем обрабатываются на стационарном компьютере в программе Agro-Map Start, таким образом получают электронную карту поля по урожайности. Анализ урожайности позволяет определить «проблемные» участки, то есть участки с минимальным уровнем урожайности. Таким образом, использование элементов точного земледелия позволяет отбирать почвенные пробы не со всего поля, а с «проблемных» участков, что существенно экономит время и затраты на получение агрохимических исследований.

II этап — отбор почвы. Методика отбора почвенных проб заключается в выделении элементарных участков, согласно методическим указаниям, разработанным ВНИИА [1]. Так как при создании карты-задания для дифференцированного внесения удобрений опирались на данные урожайности, то выделение элементарных участков основано было на использовании результатов мониторинга урожайности. Применяя контуры урожайности в качестве элементарных ареалов, отобрали 20 почвенных образцов. Глубину отбора почвенных проб для выявления основных агрохимических показателей почвенного плодородия определяли мощностью пахотного слоя (0—30 см), а отбор проб в заданной точке осуществляли автоматическим пробоотборником Fritzmeier Profi 90. Технология отбора в точном земледелии состоит, прежде всего, в определении координат выделенных участков на электронной карте. Местонахождение таких участков на поле устанавливается с помощью высокоточного GPS-приёмника. Карта урожайности позволяет избежать отбора проб на границе участков с различным уровнем урожайности.

Данные результатов анализа свидетельствуют о неоднородности агрохимических показателей по опытному полю. Даже в границах одного контура с определённым уровнем урожайности соседствуют участки с содержанием гумуса от 1,9 до 4,7%, подвижных соединений фосфора — от 15 до 26 мг/кг и щёлочногидролизуемого азота — от 42 до 90 мг/кг почвы. Достичь нормативной окупаемости удобрений в таких условиях без технологии точного земледелия практически невозможно. Полученные результаты указывают на прямую зависимость между содержанием гумуса, подвижного фосфора, щёлочногидролизуемого азота и урожайностью. Чем выше содержание

Н — нормативные затраты фосфорных удобрений для получения 1 т основной продукции, кг/т;

П — планируемое содержание подвижного фосфора в почве, мг/кг;

Пс — содержание подвижного фосфора по данным агрохимического обследования, мг/кг

Таким образом, в зависимости от урожайности была рассчитана норма внесения удобрений по элементарным участкам, которая составила от 25,4 до 46,2 кг/га д.в.

Рассчитанные значения норм внесения удобрений формируют в программе SMS-Advanced карту-задание на внесение удобрений (рис. 1), состоящую из элементарных участков, цвет которых соответствует заданной норме внесения фосфорных удобрений в физическом весе. Например, тёмному цвету соответствует норма внесения 88,8 кг/га в физическом весе; серому — 62,9 кг/га; белому — 48,8 кг/га. Каждый из элементарных участков имеет размер 24x24 м (исходя из ширины захвата разбрасывателя) и свою географическую привязку. Горизонтальный ряд, состоящий из множества таких элементарных участков, соответствует одному проходу разбрасывателя минеральных удобрений Amazone ZA-M 1500.

IV этап — дифференцированное внесение удобрений в режиме off-line. Карта-задание загружается в бортовой компьютер Insight. При движении агрегата по полю во время внесения удобрений бортовой компьютер Insight, используя данные высокоточного GPS-приёмника AgGPS 252, считывает информацию с карты-задания и с помощью бортового компьютера Amatron+ управляет положением дозирующих заслонок, увеличивая или уменьшая подачу удобрений. Причём изменение подачи удобрений на правый и левый диски разбрасывателя осуществляется независимо. Компьютер Insight

Рис. 2 - Агрегат для внесения удобрений «Беларус-1221» + Amazone ZA-M 1500

74

гумуса, фосфора и азота в почве, тем выше уровень урожайности.

Участки полей с содержанием гумуса менее 2%, как правило, подвержены водной эрозии, когда заметен выход материнской породы на поверхность. Менее значимая зависимость получена по содержанию подвижного калия.

III этап — расчёт дозы удобрений на планируемый урожай. Учитывая рекомендации агрохимиков по эффективному использованию фосфорных удобрений в Оренбургской области [2], провели расчёт нормы фосфора Дф в килограммах действующего вещества на гектар (кг/га д.в.):

Дф=УНП •

где У — планируемая урожайность сельскохозяйственной культуры, т/га;

Рис. 1 - Карта-задание для дифференцированного

внесения фосфорных удобрений разбрасывателем Amazone ZA-M 1500

позволяет контролировать различные параметры: скорость движения агрегата, норму внесения удобрений, обработанную площадь, количество внесённых удобрений.

На рисунке 2 показан агрегат «Беларус -1221»+ Amazone ZA-M 1500, выполняющий операцию внесения удобрений по способу off-line на участке опытного поля Оренбургского ГАУ.

Для точного движения агрегата используется навигационная система параллельного вождения AgGPS EZ-Guide Plus.

По завершении работы в бортовом компьютере трактора Insight формируется карта выполнения задания, отражающая истинное внесение аммофоса на определённом участке поля. Данная карта несколько отличается от карты-задания. Происходит это потому, что по ходу движения разбрасыватель не может резко изменить заданную норму внесения удобрения и она на участке

с нормой внесения, отличающейся от предыдущего, будет равна среднеарифметическому значению предыдущего и текущего элементарных участков. Следовательно, на следующем участке количество внесённого аммофоса уже будет точно соответствовать заданной норме.

Применение дифференциального внесения способом off-line при возделывании сельскохозяйственных культур позволяет рационально использовать дорогостоящие минеральные удобрения, что в сравнении с традиционным фоновым методом экономит до 500 руб. с одного гектара обрабатываемой площади.

Литература

1. Методика отбора почвенных проб по элементарным участкам поля в целях дифференцированного применения удобрений. М., 2007. 36 с.

2. Ряховский А.В., Батурин И.А., Березнев А.П. Агрохимическая химия (в приложении к условиям степных районов Российской Федерации). Оренбург, 2004. 283 с.