Н.В. Абрамов,
ректор Тюменской государственной
сельскохозяйственной академии,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор

 

Развитие современных информационных технологий способствует и является основой перехода к точному земледелию, которое предопределяет системный подход к решению поставленных задач оптимизации условий роста и развития растений. Геоинформационные системы позволяют собрать большой спектр данных о космических и земных факторах продуцирования агроэкосистем, сделать глубокий анализ значимости их в формировании продуктивности растений и разработать технологию возделывания культур для хозяйства, поля и конкретного участка с учётом состояния почвенного плодородия и требований растений.

Адаптация земледелия к природным условиям - один из основных принципов формирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия (В. П. Кирюшин, А.Н. Власенко и др., 2002; В.И Кирюшин, А.Л. Иванов, 2005).

Новые высокопродуктивные сорта, более широкий спектр средств защиты растений, удобрения, техника нового поколения позволяют осуществить высокотехнологичный процесс возделывания сельскохозяйственных культур. В то же время отношение к основному средству производства — почве — остаётся на прежнем уровне. Почвенное плодородие оценивается по продуктивности поля в среднем, что формирует искажённую картину состояния плодородия внутри поля. В результате получается неоднозначный агроэкономический эффект от выполненного технологического мероприятия. Точное земледелие в адаптивно—ландшафтных системах земледелия является механизмом исполнения законов единства организма и cpeды, совокупного действия факторов жизни растений; возврата элементов питания в почву; минимума, оптимума, максимума факторов жизни растений и других агрономических законов.

Предпосылками использования элементов точного земледелия послужили современные достижения информационных технологий и результаты ранее проведённых исследований, которые установили оптимальные параметры почвенного плодородия в конкретных почвенно-климатических условиях. В литературе делается попытка дать определение точному земледелию, которая не всегда удачна, так как авторы склоняются к объяснению выполнения определённых этапов в технологической цепочке регулирования продукционных процессов а агроценозе.

Системный подход выстраивает последовательность выполнения технологических операций, начиная с дистанционного зондирования Земли и заканчивая конкретным агроприёмом с учётом гетерогенности полей, фитосанитарного состояния посевов. Использование техники нового поколения, её совместимость, адаптивность к почвенно-климатическим условиям, целесообразный подбор средств химизации позволяет наукоёмким технологиям оптимизировать ресурсную базу производства и выстраивать технологию, применяя прецизионные автоматизированные технические средства на основе геоинформационных систем. В результате получается запрограммированная продуктивность агроценозов, экологически безопасная, с желаемым качеством продукция.

Предлагаем следующую формулировку точному земледелию. Точное земледелие (прецезионное)  — это система оптимизации звеньев земледелия и ресурсной базы, основанная на ГИС-технологиях.

Практическое использование точного земледелия осуществляется в определённой последовательности. Сначала устанавливаются границы полей, оцифровка полей посредством информационных технологий, включая космическую съёмку.

Второй шаг — картирование полей по урожайности сельскохозяйственных культур. Используя оптоэлектронные датчики (сенсоры) и оптические системы на уборочной технике, получаем информацию по урожайности культур с точной привязкой к координатам каждого отдельного участка на поле.

Третий шаг — выявление проблемных участков по продуктивности агроценозов. Сбор информации о факторах почвенного плодородия позволяет сформировать банк данных по воднофизическим, агрохимическим и биологическим показателям плодородия, сгруппировать участки на поле по уровню плодородия.  На данном этапе следует выявить, какие факторы почвенного плодородия и в какой степени повлияли на рост и развитие растений на отдельно взятом участке поля.

Четвёртый шаг — оптимизация почвенных и фитосанитарных условий посевов для проектирования агроценозов. Благодаря оснащению тракторов бортовыми компьютерами, которые сопровождаются специальным программным обеспечением и интерфейсом для этих целей, электронными высевающими катушками сеялок, сенсорами для определения концентрации  хлорофилла в листьях растений и др., можно дифференцированно выполнять технологические операции в зависимости от реальных потребностей выращиваемых культур на мелкомасштабных участках поля.

В завершение проводится анализ применения технологии точного земледелия и оценка эффективности

• по продуктивности агроценозов — агрономической,
• по влиянию на плодородие почвы — экологической,
• по рентабельности производства — экономической.

Точные агротехнологии остаются пока достоянием высокопрофессиональных товаропроизводителей. Практический опыт по внедрению точного земледелия сегодня имеет место при использовании широкозахватной техники, укомплектованной навигационными системами. Навигационный прибор многофункционален, позволяет вести параллельно агрегат при посеве культур, при опрыскивании средствами защиты растений, при внесении минеральных удобрений, при уборке урожая и даёт возможность хранить информацию о произведённой работе. Это можно расценивать как первый этап перехода на точное земледелие, осуществлённый в конце прошлого столетия

В настоящее время акцент перехода на интенсивные агротехнологии смещается на растениеводческие и экономические аспекты управления агроценозами. Данное направление мы относим ко второму этапу перехода к точному земледелию, как высокотехнологичному с использованием геоинформационных систем. Техническое решение предусматривает работу навигационного прибора совместно с полевым компьютером, который позволяет проводить картирование полей (посевов), анализировать состояние почвы по определённым параметрам (влага, плотность, содержание NPK и т.д.). Оптоэлектронные датчики (сенсоры) и оптические системы, модели и программы полевого компьютера дают возможность двухэтажного (off-line) и одноэтажного (on-line или real-time) принятия технологического решения.

Сенсоры определяют в реальном времени параметры почвенного плодородия, состояние посевов. Далее информация поступает на бортовой компьютер, где идёт обработка данных, расчёт лозы внесения минеральных удобрений или средств защиты растений. Принцип работы датчиков основан на взаимосвязи хлорофилл-биомасса-масса культурного растения. Последние разработки предлагают использовать систему с использованием активного источника света, излучаемого в диапазоне 600 нМ (красный) и 780 нМ (близкий к инфракрасному). Отражённый свет попадает на фотодиоды, где измеряется его количество. Бортовой компьютер вычисляет индекс вегетации, а затем дозу удобрения или средства защиты для подачи электронной катушкой или жиклером. Также имеются системы, работа которых основана по принципу лазерной флюоресценции; системы с использованием механических датчиков, которые измеряют массу растений и др.

В методологическом и техническом аспекте второй этап перехода на точное земледелие более сложный, так как здесь следует учитывать, что агроценоз — это многокомпонентная биологическая система, динамично развивающаяся, быстро изменяющаяся. Регулирование продукционных процессов должно осуществляться по микропериодам органогенеза растений (И.М. Михайленко, 2005, Н.И. Кобец, 2006, В.П. Якушев, В.В. Якушев, 2007; Spaar Dieter, Leithold Peer и др., 2007).

Результаты исследования

Изучение отдельных элементов точного земледелия, их производственные испытания проводили в 2006 — 2011 гг. в хозяйствах Тюменского, Заводоуковского и Исетского районов Тюменской области.

Практическое использование точного (прецизионного) земледелия проводилось в определённой последовательности. Сначала установили границы полей (оцифровка) посредством информационных технологий, включая космическую съёмку. Использование спутниковой системы глобального позиционирования (GPS) позволило определить фактические границы полей с субметровой точностью. Электронный образ поля записывался на мобильный технический носитель — чип-карту.

Результаты выполненных нами работ по позиционированию показали месторасположение выбранного участка на территории хозяйства и района, его размер и конфигурацию. Картирование полей позволяет привести в соответствие с фактическими площадями у землепользователей, что даёт возможность реально оценить ситуацию в агропромышленном комплексе и выработать правильную технологию возделывания сельскохозяйственных культур.

Двухчастотный GPS-приемник также позволил построить цифровую модель рельефа данного поля, которая в условиях Заводоуковского района показывает относительную выравненность участка с незначительными понижениями и северо-западным уклоном, что следует учитывать при разработке точного земледелия (рис.1).

 

Рис.1. Цифровая модель рельефа поля

(Заводоуковская агропромышленная компания, 2007г.)

 

Карта урожайности культур даёт возможность выявить проблемные участки поля, на которых формируется агроценоз с низкой продуктивностью. В основе метода были использованы сертифицированные датчики уровня сыпучих материалов. Для их внедрения мы выполнили объёмную модель бункера комбайна.

С использованием системы картирования  были получены данные по урожайности яровой пшеницы в 2007 году и овса в 2008 году с точной привязкой к координатам каждого отдельного участка на поле и отражением траектории работы комбайна. Данная карта создаёт объективную картину варьирования почвенного плодородия на поле. Бортовой компьютер с разработанной программой позволил отразить работу датчика урожайности: характер заполнения бункера комбайна зерном и выгрузку зерна в грузовые автомобили. Зафиксированная динамика заполнения бункера зерном на электронных носителях показала, что распределение зерна в бункере происходило равномерно, поэтому использование примененной системы картирования урожайности зерновых позволяет получить сопоставимые данные по элементарным участкам. Составление карты урожайности зерновых в течение суток должно сопровождаться как минимум три раза (утро, обед, вечер) калибровкой датчиков: после определения натуры, влажности и засорённости зерна.

При использовании одноминутной дискретности объем получаемой информации громоздок и сложен для анализа, поэтому установление оптимальной дискретности будет зависеть от особенностей почвенного покрова, размера и географического расположения хозяйства.

По уровню урожайности яровой пшеницы внутри поля были сгруппированы в относительно однородные кластеры (зоны), которые имеют различные интервалы. Примером может служить отчёт о работе одного комбайна (табл. 1).

 

Таблица 1

Отчёт по работе зерноуборочного комбайна в течение

5 сентября 2007 года (час: мин: ceк)

  

Порядковый номер бункера	Время начала заполнения бункера	Время окончания заполнения бункера	Полное время заполнения бункера	Время окончания  выгрузки зерна	Пройденное расстояние за время заполнения бункера, м	Обработанная площадь, га
1	12:14:21	12: 59: 30	0: 45: 09	13: 03:.02	2726	1,6
2	13: 06:10	13:30:56	О:24:46	13: 36: 57	2475	1,5
3	13: 40: 46	14:05:00	0:24:14	14: 09: 31	2441	1,5
4	14 :13: 26	14:35:57	0:22:31	14:38: 29	2239	1.3
5	14: 42: 17	15:12:14	0: 29:57	15: 15: 19	2907	1,7
6	15 :21:12	15:50:55	0: 29: 43	15: 53: 57	2915	1,7
7	16:01: 56	16:26:56	0:.25 :00	16:29:48	2419	1.5
8	17: 11: 28	17:40:52	0: 29: 24	17: 43: 10	2885	1,7
9	18:50:56	19:20:39	0: 30:43	19: 31:05	2022	1,2
					23029	1

 

Выявлено пять участков с различной продуктивностью культурных растений: с площадью соответственно 1,б га; 4,5 га, 1,3 га; 1,2 га и 5,1 га. Считаем, что на исследуемом фрагменте имеется 3 проблемных участка общей площадью 6,1 га, что составляет 44,5 % от общей площади фрагмента. Урожайность яровой пшеницы на этих участках составила 1,91 т/га с валовым сбором 9,74 т. Максимальный урожай 2,71 т/га получен с площади 2,5 га при средней урожайности 2,23 т/гa на площади 13,7 га.

Для составления карты урожайности был выбран участок заведомо неоднородный по визуальной оценке состояния посевов. Данный участок характеризовался неоднородностью почвенного покрова, где на фоне серых лесных почв имелся ярко выраженный участок осолодения. Для картирования урожайности зерновых мы также использовали оптический датчик, установленный в нориях комбайна.

Одной из наиболее оптимальных комплектов картирования урожайности считается система оптического определения.  В такой комплект системы учёта урожайности входит: оптические датчики, которые устанавливаются на корпус зернового элеватора друг против друга. При работе зерноуборочного комбайна по зерновому элеватору транспортёрной цепью со скребками подаётся зерно в камеру загрузочного шнека бункера комбайна, при проходе скребка транспортёра между двух оптических датчиков световой луч считывает высоту и наполненность горки зерна на скребке и передаёт её на бортовой компьютер, установленный в кабине комбайна. В зерновом бункере на загрузочный шнек устанавливается датчик  определения влажности постоянно проходящего через него зерна. В системе картирования урожайности предусмотрена навигационная система, при помощи которой определяется местоположение агрегата в определённом участке поля. Для приёма сигналов GPS или ГЛОНАС-связи на кабине комбайна установлена антенна.

Вся система картирования включается датчиком положения жатки. При опускании жатки на определённо установленную высоту среза хлебной массы система включается в работу, а при поднятии жатки она отключается. Все существующие датчики системы картирования подключены к бортовому компьютеру, а на его дисплее отображается информация о работоспособности системы, фактической урожайности и влажности обмолоченного зерна.

Полученные данные системой учёта урожая можно обработать в специальной ГИС-программе, где по легенде можно пронаблюдать фактическую урожайность в отдельных участках поля, скорость движения комбайна при работе, влажность зерна и многие другие показатели.

Таким образом, результаты картирования позволили нам определить причины неоднородности урожайности яровой пшеницы на данном фрагменте поля, которые имеют постоянный характер и связаны с типом и разновидностью почвенного покрова. Картирование и выявление причин неоднородности урожая сельскохозяйственных культур по полям севооборота служат отправной точкой внедрения элементов точного земледелия на первом этапе. В последующем идёт детализация факторов почвенного плодородия внутри проблемных участков, которые могут быть причинами снижения продуктивности агроценозов. Составляется подробная карта по элементарным участкам обеспеченности культурных растений тем или иным фактором жизнеобеспечения и компьютерная программа дифференцированного выполнения агроприёма с целью оптимизации показателей почвенного плодородия.

Техническое переоснащение АПК даёт возможность более рационально использовать материальные и финансовые ресурсы при выращивании сельскохозяйственных культур. В Тюменской области достаточно отработано и широко используется в предприятиях АПК параллельное вождение агрегатов. По нашим наблюдениям, при посеве зерновых и одновременном  внесении минеральных удобрений трактором «Джон Дир» в агрегате с посевным комплексом  «Хорш», имеющем техническую ширину 18 м, рабочая ширина захвата с навигатором составила 17,6 м (перекрытие стыковых рядков от 0 до 40 см), а без навигационного оборудования - 16,7 м (перекрытие стыковых рядков от 28 до 150 см).

В зоне перекрытия растений яровой пшеницы было 615 шт/м², продуктивных стеблей 648 шт/м², что в 1,8 и 1,3 раза соответственно больше, чем в рядках вне перекрытия (табл. 2).

Загущённые посевы яровой пшеницы в фазу кущения, когда шла закладка колоса, были хуже обеспечены продуктивной влагой. Так, на посевах в зоне перекрытия запасы продуктивной влаги в слое почвы 0 — 30 см были ниже на 6,6 мм, а в метровом слое — на 24,6 мм, чем на посевах вне перекрытия рядков (табл. 3).

 

Таблица 2

Урожайность яровой пшеницы, 2008 г. (учхоз, Плеханово)

 

Показатель	В рядках вне перекрытия	В перекрытии
Количество растений, шт/м2	343	615
Количество продуктивных стеблей, шт/м2	497	648
Продуктивная кустистость	1,5	1,1
Количество зёрен в колосе, шт	23	16
Масса зёрен, г	34,3	28,3
Высота растений, см	67	53
Длина колоса, см	7,5	5,0
Урожайность, т/га	3,13	2,93

 

 

 

Таблица 3

Содержание продуктивной влаги в фазу кущения яровой пшеницы (мм), 2008 г.

 

Вариант	Слой почвы, см	Продуктивная влага, мм
Посевы без перекрытия	0-30	42,4
	0-100	108,7
Стыковые перекрытия	0-30	35,8
	0-100	84,1

 

 

Ухудшение водного, температурного режима, агрохимических и биологических факторов почвенного плодородия, фотосинтетической радиации в загущённых посевах стыковых междурядий при посеве без системы навигации привело к снижению продуктивности агроценоза. Необходимость в системе параллельного вождения всё больше проявляется в агрофирмах, которые имеют широкозахватную технику. Навигационные приборы облегчают работу механизатора. Теперь ему нет  необходимости смотреть по сторонам, выискивая огрехов, эти умные приборы  дают возможность работать агрегатам в условиях плохой видимости (пыль, туман, ночное время и т.д.).

Параллельное вождение — передвижение техники по полю согласно заданному маршруту, осуществляется благодаря встроенному GPS-приёмнику и курсоуказателю. Точное движение техники с навигационным прибором обеспечивает снижение пропусков, перекрытий при посеве, внесении минеральных удобрений, обработке посевов пестицидами и т.д.

При среднем значении перекрытий стыковых междурядий 130 см, пересев плошади яровой пшеницы на 1 га составил 778,4 м (7,8 сотки) (табл. 4).

 

Таблица 4

Показатели эффективности работы посевного комплекса «Хорш»

с навигатором

  

Показатели	Без навигатора		С навигатором		Разность		Эффективность, руб.
	на 1 га	на 1000 га	на 1 га	на 1000 га	на 1 га	на 1000 га	на 1 га	на 1000 га
Площадь пересева	778,4 м2	780 га	227,3 м2	230 га	551,1 м2	550 га	-	-
Перерасход семян	19 кг	190 т	6 кг	60 т	13 кг	130 т	780	780000
Перерасход удобрения	12 кг	120 т	4 кг	40 т	8 кг	80 т	74,4	736000
Перерасход топлива	0,546 л	5460 л	0,161 л	1610 л	0,385 л	385 л	6,136	91630

 

Учитывая, что широкозахватную технику используют в первую очередь крупные агрофирмы с размером пашни 10 — 40 тыс. га, мы сделали перерасчёт дополнительных затрат для выполнения отдельных операций на 10 тыс. га. Так, площадь пересева и внесения минеральных удобрений составит 550 га. При этом перерасход семян яровой пшеницы (с нормой высева 2,5 ц/га) составил 13 кг/га, а на площадь 10 тыс. га — 130 т.

Товаропроизводитель на такой плошади несёт убыток только от пересева семян в стыковых междурядьях 780 тыс. руб. (цена за 1 т семян — 6 тыс. руб.). Излишне внесённые минеральные удобрения (норма 1,5 ц/га в физическом весе) составят 8 кг/га и 80 т на 10 тыс. га, что в денежном выражении составит на площади 10 тыс. га - 736 тыс. руб.

Дополнительные затраты на дизельное топливо при посеве яровой пшеницы составят 91,63 тыс. руб. Выполнение работ на пересеянной площади 550 га влечёт увеличение заработной платы исполнителям (механизаторам, водителям, рабочему персоналу) — 21 тыс. руб.

Кроме того, площадь пересева 550 га при общей площади посева зерновых 10 тыс. га соответственно потребует 3 дня дополнительного времени в период посевной (при норме выработки 200 га/смену). Потери урожая от несвоевременного посева в среднем составляют 0,2 т/га, а убытки при уходе от оптимальных сроков сева — 550 тыс. руб.

На участках пересева 550 га из 10 000 га потери при уборке составили 0,2 т/га, что также привело к потерям в сумме 550 тыс. руб.

В целом только использование такого элемента точного земледелия, как параллельное вождение с навигационной системой, принесёт хозяйству с размером пашни 10 000 га экономию 2 728 630 руб. За минусом приобретения четырёх комплектов GPS-системы стоимостью 300 000 руб. экономический эффект составит 2 428 630 руб.

В адаптивно-ландшафтных системах земледелия при своевременном развитии ГИС-технологий для моделирования и обеспечения продукционных процессов в отрасли растениеводства ведущее место займёт точное земледелие. Почвенный покров Западной Сибири имеет большое разнообразие не только по почвенно-климатическим зонам, хозяйствам, полям, но и внутри поля. Агрохимический анализ показывает, что содержание элементов питания в почвах позволяет получать урожайность зерновых культур на отдельных элементарных участках одного поля с разницей в 2 и более раза. Причина тому — природные факторы: структура почвенного покрова, рельеф местности и т.д. и антропогенные: несовершенная система внесения органических и минеральных удобрений, севооборотов, обработки почвы и т. д.

Проектирование и выполнение агротехнологий с использованием элементов ночного земледелия проводятся на основе критериев оптимизации условий роста и развития растений. В большей степени сегодня это связано с оптимизацией минерального питания растений и решением вопросов борьбы с сорняками. На практике дифференцированное внесение минеральных удобрений с учётом потребности в них растений может применяться в режиме off-line и on–line.  Привлекательно для товаропроизводителей внесение минеральных удобрений наземным способом при подкормке культур в режиме реального времени (on-line), когда доза удобрений устанавливается непосредственно в поле при выполнении операции, с использованием сенсорных датчиков и программного обеспечения на электронных носителях. В то же время здесь требуется более частая калибровка (настройка) работы датчиков, так как агроценоз, как правило, представлен многокомпонентной растительностью. Необходимо учитывать неизбежные потери азотных удобрений, а с учётом организационных, погодных и технологических причин выполнение агротехнологий может произойти не в оптимальные сроки потребности растений в факторах жизнеобеспечения

Мы отрабатывали дифференцированное внесение азотных удобрений на планируемую урожайность зерновых в режиме off-line. После оцифровки опытно-производственных полей Заводоуковского и Тюменского районов были установлены их границы и размер (по 40 — 75 га), разбиты на элементарные участки по 4 га, составлен маршрут отбора почвенных образцов для определения содержания элементов питания. Отбор почвенных образцов в слое 0 - 30 см согласно установленному маршруту проводили  пневмопробоотборником  конструкции Тюменской ГCXA. Определение нитратного азота перед посевом яровой пшеницы показало, что содержание его по элементарным участкам составляло от 6 до 133 кг/га. Это свидетельствует о неоднородности поля по почвенному плодородию.

Для оценки эффективности дифференцированного внесения минеральных удобрений с использованием космических систем поле было разделено на 3 участка с трёхкратной повторностью. 1 — без внесения минеральных удобрений; 2 — с внесением аммиачной селитры на планируемую урожайность яровой пшеницы 4 т/га с учётом среднего значения содержания азота на участке; 3 — дифференцированное внесение N-NO₃ на планируемую урожайность яровой пшеницы 4 т/га с учётом содержания азота по элементарным участкам.

На участке с дифференцированным внесением N NO₃  на планируемую урожайность яровой пшеницы 4 т/га была составлена карта-задание, согласно которой внесение азота по элементарным участкам составляло от 0 до 114 кг/га д. в.  Используя посевной комплекс JOHN DEERE 730 с комплектом навигационного оборудования и блока управления, внесли аммиачную селитру  согласно карты задания по элементарным участкам, размер которых составлял по 4 га. Определение нитратного азота в фазу выхода в трубку яровой пшеницы показало, что разница в его содержании в слое почвы 0 - 30 см при дифференцированном внесении существенно нивелировалась (114 — 65 кг/га).

На элементарном участке, где перед посевом яровой пшеницы содержалось в почве азота 133 кг/га и где не вносили минеральные удобрения, культурные растения вполне удовлетворяли свои потребности за счёт азота почвы, а на участках с низким содержанием N-NO₃ и почве растения были обеспечены азотом внесённых минеральных удобрений. Таким образом, растения яровой пшеницы на поле с дифференцированным внесением аммиачной селитры по обеспеченности азотом находились в более подходящих условиях, по сравнению с вариантом внесения удобрений с усреднённой нормой их по полю, что подтверждалось результатами листовой и тканевой диагностики.

Растения яровой пшеницы на элементарных участках с дифференцированным внесением азотных удобрений имели дружный, одновременный рост и развитие, показатели структуры урожая (длина колоса, озернённость, масса 1000 зёрен и т.д.) у всех растений были на одном уровне. Средняя урожайность яровой пшеницы на данном поле составила 4,11 т/га (при планировании 4,0 т/га) (табл. 5).

Максимальное расхождение урожайности по элементарным участкам была 0,64 т/га (4,46 и 3,02 т/га), что составило 14,4 %. На вариант с внесением аммиачной селитры по усреднённым значениям содержания N-NO₃ в почве разница урожайности была почти в 2 раза, при этом отмечено растянутое прохождение молочной, восковой и полной спелости зерна пшеницы, что отражалось на своевременной уборке и качестве урожая.

 

Таблица 5

Урожайность яровой пшеницы по участкам поля

при дифференцированном внесении минеральных удобрений (т/га), 2010 г.

 

№ участка	Урожайность	№ участка	Урожайность	№ участка	Урожайность	№ участка	Урожайность
1	4,29	6	4,26	11	3,98	15	4,00
2	4,12	7	4,10	12	4,05	16	4,31
3	4,00	8	3,87	13	3,96	17	4,15
4	4,38	9	4,46	14	3,82	18	3,98

 

Эффективность дробного  внесения минеральных удобрений зависит от контрастности элементарных участков по плодородию почв и уровню планируемой продуктивности агроценозов. Расчёты экономической эффективности использования минеральных удобрений в посевах яровой пшеницы после озимой ржи при планировании урожайности 2 т/га на чернозёме выщелоченном показали, что даже при существенных различиях по плодородию почвы дифференцированное внесение аммиачной селитры посевным агрегатом не целесообразно (табл. 6).

 

Таблица 6

Эффективность дифференцированного внесения аммиачной селитры

 при посеве яровой пшеницы (в ценах 2010 г.)

 

 

Внесение минеральных удобрений	Запланированная урожайность яровой пшеницы т/га
	2	3	4
С учётом содержания азота в почве в среднем по полю	не требуется	39	224
С учётом содержания азота в почве по элементарным участкам	2	26	193
% от традиционного способа внесения удобрений	2	56	14
Экономия на 10 000 га, тыс. руб.		2 640	2 480

 

При планировании урожайности яровой пшеницы в 3 т/га,  дифференцированное внесение аммиачной селитры сокращает расходы минеральных удобрений на единицу плошади до  56 %, что составляет при стоимости удобрений 8 руб./кг на площади 10 000 га
2 млн. 640 тыс. руб.  С увеличением планируемой урожайности яровой пшеницы до 4 т/га экономия внесения азотных удобрений снижается до 14 %, однако из-за увеличения объёма использования минеральных удобрений экономия в денежном выражении остаётся внушительной — 2 млн. 480 тыс. руб. на 10 000 га.

Навигационная система может использоваться и при выполнении других технологических операций. Так, для отработки контроля  равномерности глубины обработки почвы в зависимости от её состояния был выбран участок на опытном поле Тюменской ГСХА. Испытания проводились с использованием трактора К-700 и плуга ПН-8-35. Были установлены навигационное оборудование на трактор и датчик контроля глубины обработки почвы. Принцип работы датчика заключается в измерении расстояния от рамы плуга (любого сельскохозяйственного орудия) до поверхности почвы. За нулевое значение (Н₀, см) принимается расстояние от корпуса плуга до поверхности peгулировочной площадки (плуг не заглублён). Механизм расчёта непосредственно глубины обработки выполняется по разности значений между Н, и расстоянием от рамы до поверхности почвы в рабочем состоянии Н₁.

Возможна установка различной частоты измерений. Программой предусмотрено изменение периодичности съёма сигнала. Контроль параметра возможен как в режиме реального времени, так и в режиме записи. При условии использования в программно-аппаратном комплексе АСУХоз возможно получение дополнительной информации: скорость движения агрегата, расход топлива, учёт рабочего времени и объёма выполненных работ и даже начисление заработной платы за смену.

Вызывает интерес возможность использования программы АСУХоз для разбивки загонок и обеспечения параллельности движения сельскохозяйственных машин при выполнении различных агротехнических операций. На дисплей могут быть выведены средние значения во время вспашки: скорость движения и глубина обработки, которые составляли при выполнении данной операции в реальном времени соответственно 5 км/ч и 21 см.

Заключение

Элементы точного земледелия обеспечивают рациональное использование естественного плодородия почвы и средств химизации при планировании урожайности 3 — 4 т/га.

Параллельное движение агрегата по полю снижает затраты на l0 000 га: семян — 780 000 руб.; удобрений — 736 000 руб.; топлива —
91 000 руб.

 Разработан способ дифференцированного внесения минеральных удобрений в зависимости от их содержания по элементарным участкам, который снижает нормы внесения на 14- 56 % относительно традиционного способа и обеспечивает  экономию 2 480 – 2 640 тыс. руб. на 10 000 га

Прецезионное земледелие устраняет негативный эффект самоугнетения растений на  стыках прохода посевных агрегатов, обеспечивает однородность составляющих структуры урожая, одновременность наступления фаз развития растений и созревание урожая.

Литература:

1. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Новосибирской области. Под ред. Кирюшина В.И., Власенко А.Н. Новосибирск, 2002. 387 с.
2. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий// Под ред. Кирюшина ВИ., Иванова А В К М., 2005. 783 с.
3. Кобец Н.И. Применение данных дистанционного зондирования Земли в системах точного земледелия. 2006.
4. Михайленко И.М. Управление системами точного земледелия. С.— Петербургский университет, 2005.233 с.
5. Якушев В.П., Якушев В.В. Информационное обеспечение точного земледелия С-Петербург, 2007. 382 с.
6. Spaar Dieter, Leithold Peer, Dammer Karl — Heinz, Feiffer Andrea.

     Дифференцированное управление посевами с учётом гетерогенности полей в рамках Ргесision agriculture/ Сб.тр. Международной научно - практической конференции «Агротехнологии 21 века»// М., 2007. С.6-8.