Локальное внесение минеральных удобрений

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 19.09.2024

В последние время, наблюдается тенденция сокращения земель сельскохозяйственного назначения. Увеличить количество собираемой продукции за счет увеличения обрабатываемых земель практически невозможно. Повлиять на цены конечной продукции для подавляющего большинства сельскохозяйственных производителей является практически невозможным. Что может сделать фермер? Одним из правильных решений является увеличение урожайности на имеющихся площадях. Увеличить урожайность можно с помощью более глубокой обработки почвы (более 30 см), что позволит насытить почву кислородом в нижних слоях и обогатить водой почвенный профиль, который очень часто бывает разрушен, использованием экстремально минимальной технологии одними дисковыми или лаповыми лущильниками и все это дополнив локальным (адресным) внесением удобрений.

Куда правильно вносить удобрения?

Компания Bednar FMT при совместном сотрудничестве в передовыми чешскими сельскохозяйственными производителями, занимается внесением удобрений уже несколько лет. Благодаря целому ряду экспериментов, связанных с химическим анализом почвы в большинстве случаем было обнаружено, что недостаток минеральных удобрений в почвенном профиле обнаруживается на глубине 25-45см. На глубине 0 – 25 см наблюдается достаточное количество удобрений (результат поверхностного разброса удобрений и разложения растительных остатков). Например, у озимого рапса реальным является развитие корня в течение зимней вегетации длинной 40-50 см. В случае если почва обработана на большую глубину (30-45 см), качественно подготовлено посевное ложе и корен был подкормлен удобрениями на большой глубине, то это значение очень реально. Так же корень будет с развитыми отростками, что позволит растению перенести зиму даже без снега и с сильными заморозками, а ранней весной развитая корневая система поддержит уверенный рост растения. Во время сухой весны растение будет продолжать питаться влагой и растительными веществами.

Как правильно обрабатывать почву для локального внесения удобрений.

Чтобы вы смогли внести удобрение на глубину 30-45 см необходимо использовать подходящие рабочие органы, которые способны обеспечить данную глубину. Рабочие органы чизельных плугов TERRALAND обработают почву на данной глубине, обогатив почву кислородом и водой. Традиционные глубокорыхлители, максимальная рабочая глубина которых составляет 35 см, на практике это не более 25 см нельзя назвать оптимальными орудиями для локального внесения удобрений. Кроме того использование данного орудия не способствует обновления почвенного профиля.

Стойка Terraland c трубопроводом для двухуровневого внесения удобрений

Какой бункер для удобрений самый подходящий?

Компания Bednar создала за последние время несколько прототипов для локального внесения удобрений. В процессе создания мы столкнулись с рядом технических и агрономических проблем. Результатом разработок стал бункер Ferti-Box, который после длительной работа осенью 2013 года был усовершенствован на основании полевых испытаний. При создании бункера значительны вклад внесли компании ZA Sloveč и Agross Kličany. Очень большую помощь при создании агрегата оказал пан Kminek из хозяйства Agro-Kminek.

Комбинация бункера Ferti-Box FB4400 с чизельным плугом Terraland TO и тяжелым прицепным катком Presspack PT для летней обработки почвы и внесения удобрений

Результаты внесения удобрений для рапса, кукурузы и сахарной свеклы.

Наблюдения за развитием растений показали, что локальный способ внесение удобрений лучше сказываются на таких культурах как сахарная свекла, кукуруза или рапс. Идеальное применение Ferti-Box являются прежде всего в летние и осенние месяцы. Во время локального внесения удобрений выбор подходящих удобрений является ключевым. Указанным методом на большие глубины лучше всего вносить фосфор, аммонийный азот и калий.

Преимущество более глубокого внесения удобрений проявляется не только на тяжелых почвах, но и при большой засушливости. Корневая система имеет тенденцию развиваться к месту внесения удобрений (N, P, K). Внесение удобрений на большую глубину стимулирует растения к глубокому укоренению, что способствует росту как в трудных условиях, так и в засуху.

Сравнение 14 дневных посевов сахарной свеклы (2.05.2013). Локальное внесение удобрений (слева) и всходы без локального внесения удобрений (справа)

Последние статьи

KATOR KN 7000 Q PROFI работает…

Наш важный итальянский клиент, г-н Алан Тамбурини, владеет фермой площадью около 1500 га, и в прошлом году он приобрел нашу новую.

Обзор посевного комплекса BEDNAR OMEGA OO…

Друзья, сегодня мы хотим поделиться выпуском второй части обзора посевного комплекса BEDNAR OMEGA OO 6000 FERTI, в котором вы сможете уви.

BEDNAR FMT завершает 2021 год с…

В этом году исполняется двадцать пять лет существования BEDNAR FMT. Наша компания, основанная под названием Strom Export s.r.o. как торгов�.

Желтая техника нашла свое место на…

Семейная ферма Slavík управляет площадью около 900 га. Два года назад они купили свою первую желтую машину от BEDNAR: дисковый лущиль.

Годовая норма удобрений под отдельные культуры может вноситься в разные сроки и разными способами. Сроки и методы внесения удобрений должны обеспечивать наилучшие условия питания растений в течение всей вегетации и получение наибольшей окупаемости питательных веществ урожаем. Различают три способа внесения удобрений: допосевное (основное), припосевное (в рядки, лунки) и послепосевное (подкормка в период вегетации).

Допосевное (основное) внесение

В основное удобрение до посева вносят большую часть общей нормы применяемых под данную культуру минеральных удобрений. Внесение проводят осенью или весной, в зависимости от почвенно-климатических условий, а также от особенностей культуры и примененных удобрений. Цель основного удобрения — обеспечить питание растений в течение всего периода вегетации.

Внесение удобрений вразброс происходит путем разбрасывания удобрений по поверхности с последующим закладыванием их в почву плугом, культиватором или дисковыми боронами. Данный способ должен обеспечивать равномерное распределение удобрений по всей площади поля. При закладке удобрений под вспашку основное их количество размещается в почве на глубине 9 — 20 см, в результате чего удобрения становится малодоступным растениям в начале вегетации.

При закладке культиваторами или дисковыми боронами 50-90% удобрений находятся в 3-см слое почвы, который быстро пересыхает и питательные вещества плохо используются растениями. Все это снижает эффективность удобрений.

Более прогрессивным способом внесения удобрений является локальное (ленточное) внесение. При локальном внесении удобрения размещают очагами в зоне развития корневой системы с целью повышения коэффициента использования питательных веществ. Локальное (ленточное) внесение удобрений характеризуется высоким качеством распределения элементов питания в почве. Неравномерность распределения удобрений при локальном внесении не превышает 8 — 10%.

Локальное внесение удобрений определенным образом влияет на формирование корневой системы растений, их питание, развитие и создание нового урожая. При локальном способе рост корней в области внесения удобрений усиливается, но общая масса их может меняться незначительно или остается прежней, а развитие корневой системы в основном происходит в обогащенных питательными веществами зонах. В связи с повышением коэффициентов использования питательных веществ при ленточном внесении, оптимальные дозы удобрений снижаются на 25 — 50%.

Допосевное локальное удобрение размещают в почве лентами или сплошным экраном. Удобрение закладывают в почву в виде лент шириной 2 — 4 см с интервалом 12 — 17 см на глубину 8 — 15 см в зависимости от почвенно-климатических условий и обрабатываемой культуры. Лента локализованного удобрения находится ниже семенного ложе. При внесении удобрений под корнеплоды глубина закладки удобрений составляет около 15 см с интервалом 20 — 30 см.

На семена при прорастании негативно влияет высокая концентрация элементов питания в ленте. Необходимо предотвращать контакт семян с удобрением, но при этом не допускать чрезмерного удаления их от ленты.

Многочисленными опытами доказано преимущество расположения посевных рядов растений поперек лент внесенных удобрений по сравнению с параллельным расположением рядов, при этом способе размещения рядов корневая система растений лучше использует удобрения.

Припосевное удобрение (стартовое)

Припосевное удобрение вносится при посеве семян или высадки рассады непосредственно в ряды (лунки, гнезда) или закладывают лентами на некотором отдалении от них. Припосевное удобрение обеспечивает питание молодых растений в период, когда они еще не имеют мощной корневой системы и плохо используют элементы питания из почвы. Обычно вносят минимальную дозу удобрений, чтобы избежать в почве (в районе молодых корней) высокой концентрации питательных веществ. В качестве припосевного удобрения возможно использование суперфосфата или аммофоса.

Элементы питания из удобрений, внесенных в ряды или гнезда на глубину посева семян, используются большинством растений только в первый период роста, поэтому доза их должна быть невысокой. Припосевное удобрение, рассчитанное главным образом на обеспечение растений легкодоступными формами элементов питания в начальный период их жизни, имеет большое значение и для дальнейшего развития растений. Благоприятные условия питания с начала вегетации способствуют формированию у молодых растений более мощной корневой системы, обеспечивающей в дальнейшем лучшее использование элементов питания из почвы и основного удобрения. Благодаря удобрению в ряд растения быстрее развиваются и легче переносят временную засуху, меньше повреждаются вредителями и болезнями, лучше подавляют сорную растительность.

Припосевное внесение в ряд небольших доз минеральных удобрений — это наиболее эффективный способ их применения, обеспечивает более высокие прибавки урожая на каждую единицу внесенного удобрения.

Припосевное удобрение эффективное во всех почвенно-климатических зонах под большую часть культур. Наибольшая эффективность проявляется на почвах невысокого плодородия с низкими запасами элементов питания.

Послепосевное внесение удобрений (подкормка)

Подкормку в период вегетации применяют как дополнение к основному и препосевному удобрению с целью увеличения питания растений в периоды наиболее интенсивного потребления ими питательных веществ, с ее помощью устраняют недостаток макро- и микроэлементов. Роль подкормки возрастает, если по каким-либо причинам удобрения до посева не применялись или вносились в недостаточном количестве.

В подкормку удобрения вносят вразброс (ранневесенняя подкормка озимых), в междурядья пропашных и овощных культур с закладкой в почву при дальнейшей междурядной обработке или фолиарно (например, микроэлементы в виде раствора солей).

Общие положения при проведении подкормки:

при корневой подкормке — размещение удобрений в непосредственной близости от корневой системы (в борозды вдоль ряда растений или вокруг них), с последующим после внесения и закладки поливом (используются хорошо растворимые в воде удобрения)
при некорневой подкормке — опрыскивание растений растворами слабой концентрации, чтобы избежать ожогов листьев (используются только хорошо растворимые в воде удобрения).

Каждый способ внесения удобрений имеет свое назначение. Для наиболее полного обеспечения растений элементами питания в течение всего периода вегетации необходимо правильно сочетать различные способы внесения удобрений. Сочетание способов внесения определяется особенностями развития и питания культур, агротехникой и почвенно-климатическими условиями. Также экономически выгодно сочетать внесение удобрений с другими агротехническими приемами обработки культуры.

Азотные удобрения

Внесение

Азотные удобрения хорошо растворимы и легко перемещаются с почвенной влагой. Варианты внесения азотных удобрений:

внесение вразброс,
внесение в ряд,
ленточное внесение,
фолиарное внесение.

Эффективность внесения зависит от многих факторов. Внесение вразброс может быть менее эффективным, чем ленточное или внесение при посеве. Максимальная доза, которая может быть благополучно помещена при внесении в ряд зависит от:

культуры,
влажности почвы,
типа почвы (глина и содержание органического вещества),
вида удобрения,
интервала ряда,
расстояния между семенами.

Ленточное внесение

Ленточное внесение удобрений является общепринятой методикой внесения азотных удобрений. При недостаточном количестве осадков в течение сезона, более глубокое внесение азота в почву проблематично. Во влажной почве (во время и после весеннего таяния снега), внесенное удобрение азота может быть частично утраченное (процесс денитрификации). Внесение азота осенью в аммонийной форме поможет сократить эти потери.

Время применения

Обычно осень является подходящим временем для внесения азотных удобрений. Однако на чрезмерно влажных почвах могут происходить существенные потери внесенного осенью азота. Внесение удобрений вразброс в начале осени также может вызвать потери азота. Внесение азота поздней осенью в виде аммония значительно уменьшит потери. В процессе исследований, проведенных в областях с большим количеством осадков, внесение азотных удобрений весной вразброс показало хорошие результаты в пределах короткого периода времени. При этом ограничивается возможность потерь нитратного азота удобрений (а также нитратов, образующихся при нитрификации аммонийных, аммиачных форм азотных удобрений и мочевины) вследствие вымывания и миграции из корневого слоя почвы. На тяжелых почвах в районах с ограниченным количеством осадков в осенне-зимний период аммонийные твердые, жидкие аммиачные удобрения и мочевину можно вносить с осени.

Влажность почвы

Удобрения необходимо располагать в почве так, чтобы они находились во влажном слое почвы в зоне активной деятельности корневой системы растений (15-25 см), так как при мелком заложении удобрений и при поверхностном внесении без закладки (0-5 см) они будут находиться в верхнем высушенном слое почвы над корневой системой растений и не дадут ожидаемого эффекта.

Кроме того, надо знать, что внесенные в почву минеральные удобрения могут оставаться в месте их внесения (закладки) и передвигаться в разных направлениях. Питательные вещества удобрений обычно перемещаются в почве вместе с водой, причем на их передвижения влияют как свойства почвы, так и природа самих удобрений. Так, на тяжелых глинистых и суглинистых почвах удобрения передвигаются гораздо медленнее, чем на легких песчаных почвах, поэтому на последних больше опасность вымывания питательных элементов за пределы корневого слоя. Учитывая это, глинистые почвы удобряют реже, чем песчаные, используя при этом максимальные рекомендуемые дозы. Легкие почвы удобряют чаще, но меньшими дозами, то есть одну и ту же дозу удобрений на глинистых почвах вносят за один прием, а на песчаных — в два-три приема.

Полевая изменчивость (условия рельефа)

На холмистой местности часто встречаются сухие и участки, подверженные эрозией. Низкая влажность почвы, низкий уровень органического вещества и наличие свободной извести делают эти области очень чувствительными на внесение азота в ряд при посеве. Доза азотных удобрений на таких участках часто бывает меньше, чем на все остальное поле. Соответственно, оптимальная доза для всего поля будет зависеть от дозы удобрений для наиболее чувствительных участков данной местности.

Культура

Зерновые культуры лучше реагируют на внесение азота в ряд с семенами, чем рапс, горчица и лен. Овес лучше реагирует на внесение азота, чем ячмень, который в свою очередь лучше реагирует, чем пшеница. Рапс лучше реагирует на внесение азота, чем лен.

Глубина посева и качество семян

Семена низкого качества и чрезмерная глубина посева делают культуру более уязвимой по отношению к азотных удобрениям. Использование семян с высоким процентом прорастания дает более быстрое появление всходов и уменьшает возможность повреждения от внесения удобрений.

Виды азотных удобрений

Нитрат аммония (34-0-0)

содержит азот в аммонийной и нитратной форме,
склонен к меньшим потерям при испарении, чем мочевина,
используется с фосфатом аммония для получения общего (смешанного) удобрения вида 23-23-0 и 26-13-0.

Сульфат аммония (21-0-0-24S; 20-0-0-24S; 19-3-0-22S)

содержит серу в виде сульфата (22-24%), который находится в доступной для растения форме,
используется для прямого внесения,
гранулированные удобрения вида 20-0-0-24S, или 19-3-0-22S больше подходят для смешивания, чем 21-0-0-24S,
менее склонен к потерям при испарении, если внесен на почвах с кислотностью, равной 7.5 и выше.

содержит максимальную концентрацию азота всех сухих азотных удобрений,
используется для прямого внесения в объединении с фосфатом,
более склонна к потерям при испарении, чем нитрат аммония. Существенные потери могут произойти при применении в теплых сухих условиях на песчаных почвах и на щелочных почвах (pH почвы 7.5 или выше).

Безводный аммиак (82-0-0)

водный раствор нитрата аммония (34-0-0) и мочевины (46-0-0),
может быть внесен с помощью распылителя.

Фосфорные удобрения

Удобрения фосфора менее подвижны в почве, чем азотные удобрения. Внесение фосфата в корневую систему однолетних культур развивающихся является эффективным. Внесение вразброс менее эффективно, чем внесение при посеве. Внесение вразброс должно быть разделено на два-четыре приема от общей рекомендованной дозы. Основное фосфорно-калийное удобрение вносят преимущественно осенью и закладывают под глубокую зяблевую вспашку. При этом удобрения попадают в более влажный и менее пересыхающих слой почвы, где развивается основная масса действующих корней. При глубоком заложении элементы питания из удобрений лучше используются растениями и дают больший эффект. Особое значение имеет глубокое заложение допосевного фосфорного удобрения, поскольку фосфор в почве в результате химического связывания практически не передвигается.

Чувствительность на внесенное фосфорное удобрение может быть не такой быстрой, вследствие медленного движения фосфора в корневой зоне. Обычно положительное действие фосфорных удобрений проявляется через год после внесения.

Виды фосфорных удобрений

Моноаммоний фосфат (11-51-0, 12-51-0, 11-55-0)

• одно из самых простых и доступных удобрений фосфора,

• используется как одиночное удобрение, так и в смеси с удобрениями азота, для получения различных удобрений вида 16-20-0, 23-23-0, 27-27-0, и 26-13-0.

Калийные удобрения

Калий более доступный растению в почве, чем фосфор, но для однолетних культур, удобрения калия более эффективны при внесении в ряд при посеве. Максимальное количество, которое может быть внесено при посеве для хлебных злаков — 40 кг / га. Для культур, таких как рапс или лен, максимальная безопасная доза — 20 кг / га. Внесение вразброс может быть осуществлено осенью или весной. На легких почвах, обладающих малой емкостью поглощения, калийные удобрения целесообразно (во избежание потерь калия от вымывания) вносить вместе с азотными удобрениями весной под культивацию, а под пропашные культуры часть этих удобрений переносить в подкормку.

Виды калийных удобрений

Поташ (0-0-60, 0-0-62)

Удобрения серы

Сера в виде сульфата достаточно легко становится доступной во влажной почве. Поэтому удобрения серы можно вносить как вразброс, так и ленточным способом. Элементная сера и гипс также могут использоваться в качестве удобрения серы.

Основное внесение удобрений выполняют до посева. Для обеспечения растений питанием на протяжении всего вегетационного периода вносят большую часть общей нормы удобрений – от 2/3 до 3/4. До сева вносится навоз либо другие органические удобрения, а также значительная часть общей дозы минеральных удобрений. Основное внесение производят весной или осенью. Сроки внесения зависят от почвенно-климатических условий и особенностей удобрения.

Биохимический механизм

Вносимые в почву удобрения растворяются в почвенном растворе и диссоциируют (распадаются) на ионы. В результате дыхания растений образуется углекислый газ. Растворяясь в клеточном соке, он образует угольную кислоту, которая распадается на анион водорода и катион угольной кислоты. Данные ионы скапливаются на поверхности корневых волосков и впоследствии участвуют в обмене на ионы питательных солей почвенного раствора.

Почвенный раствор содержит только часть питательных веществ. Основная масса ионов присутствует в адсорбированном состоянии в почвенно-поглощающем комплексе (ППК). Он находится в постоянном взаимодействии с почвенным раствором. Это позволяет непрерывно возмещать израсходованные на обмен с растениями ионы питательных веществ, поскольку они постоянно поступают из ППК в почвенный раствор.

Одно из условий успешного роста и развития растений – высокая интенсивность обновления почвенного раствора. Обмен между анионами и катионами твердой и жидкой фаз почвы происходит многократно в течение нескольких минут. При этом, скорость перехода ионов из твердой фазы почвы в жидкую не лимитирует питание растений.

Доказано, что скорость перехода фосфатных ионов в почвенный раствор из твердой фазы в 250 раз больше, чем скорость поглощения этих же ионов из почвенного раствора растениями. Главная роль в интенсивности снабжения корней растений питательными веществами отведена концентрации почвенного раствора. Данный показатель зависит от состава твердой фазы почвы, поскольку находится в постоянном равновесии с концентрацией элементов в нем.

Концентрация того или иного питательного элемента в почвенном растворе напрямую зависит от общего содержания и формы его соединений в твердой фазе почвы, а также от формы соединения, кислотности почвы, взаимодействия с другими элементами, биологической активности почвенного комплекса и прочих факторов.

Таким образом, в результате извлечения корнями из почвенного раствора питательных веществ может произойти резкое обеднение каким-либо ионом микрозон почвы на границе соприкосновения с корнями растения.

Обеднение ионами компенсируется возмещением путем диффузии через жидкую фазу либо вместе с передвижением массового потока воды, поглощаемой корнями растений в результате транспирации.

Основное внесение удобрений

Наиболее энергично растения поглощают ионы питательных веществ в период активного роста. При этом потребность в таких элементах, как азот, фосфор, калий, микроэлементы у разных растений на различных этапах развития не одинакова. На ранних этапах при создании ассимилирующей поверхности требуется усиленное поступление азота. Формирование репродуктивных органов требует усиленного фосфорно-калийного питания и умеренного поступления азота. [3]

Различают критический период питания, когда потребность ограничена, но недостаток питательных элементов резко ухудшает рост и развитие растения, и период максимального поглощения. Он характеризуется наиболее интенсивным потреблением питательных элементов.

В результате потребления растениями различных питательных элементов происходит вынос питательных веществ с урожаем. Опираясь на опытные данные, можно установить фактический размер выноса любого питательного вещества или элемента из почвы. Интенсификация сельского хозяйства и рост урожаев сопровождаются увеличением выноса питательных веществ. Все это учитывается при разработке систем применения удобрений. Особенно важна задача обеспечения благоприятных условий питания растений с начала вегетации и в периоды максимального поглощения. [5]

На нашем сайте размещена информация о Минеральных удобрениях, предназначенных для основного внесения. Для подбора таких минеральных удобрений в общем списке необходимо нажать фильтр "Основное внесение".

Сроки внесения основного удобрения

Сроки внесения основного удобрения определяются климатическими условиями и свойствами почвы.

Степная и сухостепная зоны

и засушливые условия климата требуют внесения практически всей дозы удобрений, исключая припосевные, осенью. Заделывают удобрения плугом под вспашку зяби. Это обеспечивает попадание удобрений во влажный слой почвы, что обусловливает их поступление в растения в течение всей вегетации и дает гораздо больший положительный эффект по сравнению с весенним внесением в предпосевную культивацию.

В лесостепной европейской части России

с лучшими условиями увлажнения до посева вносится 60–70 % удобрений, остальная доза – в рядки при посеве и в подкормки.

На суглинистых почвах

допосевное внесение удобрений осенью под вспашку гораздо эффективнее, чем заделка их весной под культивацию зяби.

В дерново-подзолистые почвы

с достаточным увлажнением или в условиях орошения, учитывая гранулометрический состав почвы, как правило, вносят 50 % нормы удобрений.

Считается, что в зонах с достаточным увлажнением минеральные удобрения можно вносить как осенью под вспашку, так и весной под культивацию. [6]

Способы заделки основного удобрения

Основное удобрение вносится вразброс или локально.

Разбросное внесение

выполняют центробежными разбрасывателями. К сожалению, их конструкции часто далеки от совершенства, что приводит к неравномерному распределению удобрений на поле.

Неравномерное распределение удобрений снижает урожайность сельхозкультур. Уровень потерь расценивается неодинаково. Есть данные, что при неравномерности 20–25 % потери урожая составляли 1–2 %. В некоторых случаях при неравномерности 20 % потери урожая зерновых составляли от 0,6 до 11,5 %, а при неравномерности 30 % – до 17,5 %.

Техника заделки удобрения при разбросном внесении тоже сильно влияет на эффективность удобрений. [2]

Плугами удобрения заделывают на глубину 9–20 см, что делает их малодоступными для растений в начале вегетации. Заделка дисковыми боронами и культиваторами помещает основную массу удобрений в поверхностный, быстро пересыхающий слой почвы. И то, и другое снижает эффективность удобрений. [6]

Для устранения подобных недостатков и создания нормальных условий для роста растений применяют раздельное или послойное внесение удобрений. Калийные и фосфорные удобрения заделывают плугами, азотные – культиваторами. Фосфорные вносят во время сева в рядки, азотными удобрениями проводят корневые и внекорневые подкормки. [2]

Локальное внесение

удобрений является наиболее эффективным способом и позволяет избежать недостатков разбросного внесения. Многочисленными исследованиями установлена более высокая эффективность данного способа по сравнению с поверхностным разбросным. Более устойчивое и значительное преимущество локального внесения удобрений наблюдается при внесении полного удобрения.

Причина наибольшей эффективности локального способа в том, что в данном случае удобрения не перемешиваются с почвой, питательные вещества дольше сохраняются в доступном растениям состоянии, а значит, и более эффективно и экономно используются. Получение одинаковой прибавки урожая при локальном способе внесения требует в 1,5–2 раза меньше удобрений по сравнению с разбросным.

Точное земледелие — это совокупность технологий, которые позволяют повысить урожайность и экономическую эффективность сельскохозяйственных работ. Наверное, правильнее было бы называть этот подход точечным, ведь идея состоит в том, чтобы обеспечить максимально благоприятные условия для выращивания на каждом участке поля.

Агрономы знают, что среда обитания достаточно вариабельна даже внутри одного поля. Могут различаться состав почв и рельеф, а значит, солидный резерв повышения продуктивности кроется в совершенствовании внутрипольного управления питанием растений. Одной из таких технологий является система дифференцированного внесения удобрений.

Часто проблема кроется в том, что распределение питательных веществ по полю происходит неравномерно. А единая норма внесения удобрений для всей территории только усугубляет ситуацию, приводя к перерасходу веществ на одних участках и дефициту питания на других. В этом случае намного эффективнее вносить удобрения в зависимости от потребности, исходя из данных анализа почвы различных участков поля. Этот подход называют дифференцированным внесением удобрений.

Дифференцированное внесение удобрений (ДВУ) — одна из технологий точного земледелия, которая обеспечивает изменение доз удобрений в зависимости от состава почвы, планируемой урожайности и потребностей каждой зоны поля.

Для внесения нужного количества удобрений на каждом участке делают отборы проб, в лаборатории анализируют полученные результаты, составляют карты полей, определяют задачи для машин, работающих в поле. При этом задействуется спутниковая навигация и специализированные программы для удаленного управления техникой.

Этот метод позволяет достичь максимальной урожайности, сократить объем вносимых удобрений, повысить экологичность земледелия.

С момента возникновения идеи дифференцированного внесения удобрений до ее первого внедрения в нашей стране прошло более 20 лет.

Первый опыт по дифференцированному внесению гербицида с применением GPS был получен в Германии в
1989 г. Тогда технологию признали перспективной, однако качество GPS-позиционирования не позволяло реализовать потенциал этого метода в полной мере.

В 1995 г. после вывода всех спутников GPS на орбиту и создания коммерческой системы мониторинга земельных ресурсов LORIS™ открылись научно-исследовательские центры по точному земледелию в США и Австралии.

К началу нынешнего века GPS прибавила в функциональности. Появилась развитая беспроводная связь, компактные доступные видеокамеры и датчики, программно-аппаратные решения для оперативного управления и анализа массивов данных, в том числе и сельскохозяйственных. Только в комплексе эти средства способны обеспечить реализацию идеи дифференцированного внесения удобрений.

Параллельно проводилась наработка и изучение способов определения неоднородностей почв полей и угодий (картирование урожайности, формирование почвенных карт) и расчета норм удобрений, а также оценивалась их эффективность,

В 2012 г. технология переменного внесения фосфорно-калийных удобрений частично использовалась для локального внесения удобрений в рамках технологий Strip-Till, Mini-Till. Техника была оборудована системами управления и навигации Raven. Культиваторы-бункера Horsch и Ortman были модернизированы под функцию работы с заданиями согласно сменной нормы.

Для внедрения технологии создана сеть покрытия всех посевных площадей компании собственной сетью базовых РТК станций для получения точности в 2,5 см, установлены и запущены в работу около 300 систем управления и навигации техникой Trimble, John Deere, Raven, CNH. Дополнительно 38 прицепных бункеров переоборудованы для управления сменной нормой внесения удобрений. Бункера управляются и работают как с дополнительными системами управления нормой, так и через ISO BUS соединение (специально разработанным протоколом совмещения навесного и прицепного оборудования с бортовыми компьютерами).

данные спутников, обработанные с помощью специальных программ;
картирование, проведенное с помощью съемок с беспилотных летательных аппаратов;
карты урожайности, которые записываются бортовыми компьютерами комбайнов с функцией картографирования;
объезд полей с GPS-оборудованием.

Почву направляют в сушильный шкаф комнаты пробоподготовки с температурой на уровне не выше 39⁰С. Когда почва достигает воздушно-сухого состояния (влага не ощущается), ее очищают от мусора и перетирают на специальной мельнице. Далее пробу ссыпают в пакетик с номером поля и номером образца, упаковывают в ящик с другими образцами с поля и доставляют на лифте в лабораторию.

Например, обеспеченность калием определяют с помощью метода пламенной фотометрии. Он основан на изучении насыщенности спектра излучения, энергии, выделяемой веществами.

Теплота — энергия движения микрочастиц вещества. При нагреве происходит приток энергии и активизация (возбуждение) атома вещества. Электроны двигаются активнее и отдаляются от ядра атома на внешние орбиты. При охлаждении электроны возвращаются на прежние орбиты. Возвращаясь, они отдают полученную в результате нагрева энергию, и ее можно зафиксировать приборами. Каждый элемент (калий, азот или другие вещества) излучает энергию на определенной, присущей только этому элементу длине волн. При этом интенсивность спектра излучения зависит от концентрации вещества в пробе.

Имея градуировочную кривую/спектрограмму(строится по результатам измерения эталонных растворов) содержания, к примеру, калия для пробы с данного участка, можно сравнить её с полученной спектрограммой образца, определить отклонения и, соответственно, вычислить количество вещества в пробе. Зная количество элемента питания в почве поля, можно определить уровень обеспеченности почвы для выращивания сельскохозяйственных культур, то есть определить достаточно ли этого количества или нужно увеличить содержание.А затем определить точный объем внесения с учетом потребления минеральных веществ той культурой, которая будет выращиваться на этом участке.

В лаборатории выявляют обеспеченность грунта серой, фосфором, азотом, измеряют кислотность почвы, ее гранулометрический состав, содержание органического вещества. Полученная информация по каждому химическому элементу каждой отобранной пробы с каждого участка поля заносится в компьютерную базу данных. Затем эта информация передается в отдел геоинформационных систем.

Полученные данные загружаются в программы построения карт поля. Создаются отдельные карты для калия, фосфора, азота, кислотности. Более того, геоинформационные системы позволяют еще и наложить их друг на друга для понимания картины в целом и использования этой информации в работе техники.

На практике для поля в 100 га, разбитого на участки по 10 га, на каждом из которых отобрано 20 единичных образцов смешанных в 1 средний образец.

При наложении на карту появляются размытые зоны, обозначающие неоднородные участки по насыщенности почвы. Для каждой из таких зон предназначена своя норма внесения удобрений. Затем происходит формирование заданий для техники отдельно по каждому элементу.

Карта-задание загружается в бортовой компьютер. Когда агрегат перемещается по полю, бортовой компьютер, соединенный с высокоточным GPS-навигатором, определяет свое местонахождение и соотносит его с данными карты-задания. Он подключен к системам распределения удобрения, посредством которых меняется положение дозирующих заслонок при прохождении участков поля с переменными нормами внесения удобрений.

Диспетчерский пункт контролирует процесс внесения удобрений и оперативно реагирует на отклонение полученных показателей от плановых. Отслеживаются расход топлива, простой, отклонения от маршрутов, нормы расхода удобрений. Информация по каждой единице техники собирается с помощью датчиков и трекеров и загружается на портал Сonnectedfarm в виде файлов о фактически проделанной работе. Если есть необходимость вмешаться, дежурный диспетчер сразу же связывается с машинистом и корректирует его действия.

Информация по каждой единице техники собирается с помощью датчиков и трекеров и загружается на портал Сonnectedfarm

Мы используем 547-сильный трактор John Deere на гусеницах для лучшего сцепления и меньшего давления на почву. Гусеницы позволяют раньше зайти в поле и позже выйти, так как колеса могут загрузнуть из-за влажности. Трактор заправляется топливом раз в день, отдыхает только один час во время утренней пересменки и час — во время вечерней, а так, можно сказать, работает круглосуточно, когда есть такая потребность,

Агрегат осуществляет рыхление почвы на глубину 30 см, а вносит удобрения — на 13-15 см. Работать может как с одним, так и одновременно с двумя видами удобрений — сейчас это, например, аммофос и калий хлористый.

2 бункера объемом 3 т при интенсивности внесения 60-90 кг/га позволяют обработать 50 га без дозаправки удобрениями. Из бункера с помощью пневмоподачи по рукавам длиной около 15 метров, через распределитель, равномерно на сошники подается удобрение. Расстояние между лапами — 70 см. В компании выполнено переоборудование дополнительных 38 прицепных бункеров для управления переменной нормой внесения по карте-предписанию агрегатируемых с основной почвообрабатывающей техникой. Бункера управляются и работают как c дополнительными системами управления нормой, так и через ISO BUS соединение.

Даже компании, которые продают сервис, не знают, как сделать установку оборудования, как его настроить и запустить в работу. Поставщики оборудования могут продать оборудование либо, в лучшем случае, смонтировать его, обучаясь на твоей технике, и то не всегда удачно. Изменяются версии программных продуктов, контроллера, системы управления на технике, с которой работает агрегат внесения, и возникают проблемы. Но когда у тебя есть соответствующая команда специалистов и желание сотрудников внедрять новые технологии, многое делается самостоятельно,

Работая в одну норму, мы вносим фосфорно-калийные удобрения с запасом, но это неэффективно. Внесение высоких норм удобрений на высоких фонах — не депозит на следующий год, а просто потеря денег,

Для локального внесения переменных норм необходимы инвестиции в переоборудование техники. Переоснащение одного агрегата может стоить 280-400 тыс. грн. При этом предполагается, что в наличии уже имеется техника с навигационной системой и бункер. Таким образом, перевод одного агрегата на переменные нормы окупается при обработке 2 тыс. га за один сезон.

Кроме экономии на удобрениях, достигается сокращение расходов и по другим статьям, например, ГСМ. Для прицельной работы с рассчитанными объемами удобрений и посевного материала техника оборудуется системами параллельного и автоматического вождения, что снижает площади перекрытий при проведении полевых работ, в том числе и внесении удобрений.

Использование систем автоматического вождения — основной базовый элемент работы с любыми технологиями использования переменных норм. Логика проста: нет точного спутникового сигнала и автоматического вождения — нет всех других технологий точного земледелия. Поэтому они являются определяющими для достижения эффекта от технологии точного земледелия:

Внедрение новых технологических решений всегда сопровождается техническими или организационными сложностями. В случае с дифференцированным внесением удобрений проблемы чаще всего возникают в связи с достижением необходимой пространственной точности и правильностью дозирования.

Например, бывают ситуации с попаданием рядов посева в ленту внесения удобрений, а также прохождением агрегатом в одну и ту же линию из года в год.

Особое внимание следует уделить отладке механизмов калибровки раздаточного дозирующего механизма бункера, точности дозирования и равномерности распределения удобрения от бункера до сошника внесения.

Не всегда высоким является качество беспроводной связи, которая необходима для загрузки заданий на технику удаленно и получения отчетов.

Дифференцированное внесение удобрений осуществляется по единому принципу. Однако формирование исходных данных и их использование в организации процесса дифференцированного внесения удобрений может осуществляться различными способами.

Онлайн-способ позволяет производить расчет и коррекцию необходимого объема удобрений прямо во время проведения этой операции, в поле. Этот способ напоминает пошаговую стратегию, предполагает использование датчиков-спектрометров, которые могут находиться на движущемся тракторе или на беспилотнике. Сенсор излучает свет на двух длинах волн и измеряет отражение от поверхности растений. Возникающая разница в красном и инфракрасном спектрах тесно коррелирует с плотностью растительности и ее насыщенностью питательными веществами. На основе полученных данных вычисляются стандартизированные индексы различий растительного покрова — таких насчитывается более двух десятков. Среди них и наиболее известный вегетационный индекс NDVI. Они принимаются в расчет специальной программой, определяющей по заданном алгоритму оптимальную норму для каждого участка поля.

И так, шаг за шагом, в режиме онлайн с одновременным внесением удобрений. Будущее за развитием именно этой схемы, считает Константин Шитюк.

Основные направления развития этой технологии связаны с переходом от оффлайн к онлайн-управлению внесением удобрений. Это предполагает появление новых сенсоров определения уровня обеспеченности почв тем или иным элементом питания на основе метода неразрушающего контроля, использование внесения большего количества продуктов одновременно,

Онлайн-управление дифференцированным внесением удобрений — следующий этап развития этой технологии. И тем агропроизводителям, которые только планируют внедрять новейшие методики, стоит не только изучать опыт зарубежных и украинских первопроходцев в ДВУ, но и присмотреться к решениям, которые станут мейнстримом в ближайшем будущем. Ведь сегодня успешное развитие бизнеса напрямую зависит от скорости внедрения инноваций.

Читайте также: