ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Основные положения
Развитию точного земледелия послужила необходимость повышения эффективности с.-х. производства посредством учета пространственно-временной изменчивости параметров почвы и растений в пределах поля.
В настоящее время в ряде зарубежных стран, таких как США, Германия, Израиль, ведутся работы по созданию технологий и технических средств для дифференцированного поверхностного и локального внесения минеральных и органических удобрений, мелиорантов в соответствии с оптимальной программой их применения. Исследуются возможности новой технологии, в которой средства химизации применяются на с.-х. поле в строго нормированных дозах и только там, где они необходимы.
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 загрязнений.
Основные элементы системы точного земледелия рассмотрены на примере внесения дозированных норм удобрений /38/.
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.
Почвенная карта поля с учетом уровня плодородия почвы по элементарным участкам составляется на основе точного отбора проб в реальном масштабе времени, контролируемого глобальной системой позиционирования (ГСП). Карта урожайности и состояния посевов составляется на основе оценки урожайности на элементарных участках поля в период сбора урожая, а также оперативной листовой диагностики состояния растений.
Дифференцированное внесение удобрений с учетом их количества на каждой координатной площадке, подбор рациональных сортов возделываемой культуры, регулирование нормы высева и сроков посева способствуют лучшей приспосабливаемости семян к состоянию поля.
Избирательная защита растений, дробное внесение азотных удобрений в период вегетации растений обеспечивают более высокую экономическую эффективность. Дифференцированное внесение удобрений с учетом плодородия отдельных участков поля не предполагает выравнивания пестроты плодородия всего поля, а направлено на более эффективное использование удобрений. При этом необходимо вносить больше удобрений на те участки поля, которые более отзывчивы к удобрениям, и меньше на остальные. В конечном итоге это приведет к более правильному с агрономической точки зрения применению удобрений, большей рентабельности и меньшему загрязнению окружающей среды.
Технологический процесс дифференцированного применения удобрений в системе точного земледелия представляет собой сложную систему, включающую набор технологических операций и технических средств. Основу системы точного земледелия составляют:
· банк данных об урожайности с.-х. культуры, истории применения удобрений, которые представляются в системе координат, жестко связанной с конкретным полем;
· программное обеспечение, позволяющее графически представлять полученную информацию, анализировать ее и принимать управленческие решения по необходимому воздействию на каждый из участков поля со своими координатами;
· технологии и автоматизированные технические средства для дифференцированного внесения средств химизации в принятой системе позиционирования.
Технология дифференцированного применения удобрений базируется на трех технологических блоках:
1. Определение координат агрегата на поле. Это может быть осуществлено наземными или космическими системами позиционирования. Есть основание считать, что в ближайшем времени будет преобладать дифференцированная глобальная система позиционирования (DGPS).
2. Автоматизированный сбор, хранение и обработка информации о состоянии почвы, растений, визуализация этой информации в виде электронных карт (GIS), принятие оптимальных управленческих решений.
3. Машины, системы контроля и управления технологическим процессом дифференцированного воздействия на систему «почва-растение» в принятой системе позиционирования.
Учитывая, что два первых элемента широко используются в других отраслях народного хозяйства, они быстро развиваются вне рамок сельского хозяйства. На разработке машин, систем контроля и управления технологическим процессом должны быть сосредоточены усилия с.-х. инженеров.