Автопилот, спектрометр и другие «лопаты» точного земледелия появились в России

Точное земледелие появилось в США примерно десять лет назад, в Европе — пять лет назад, в России это направление только начинает развиваться. Ученые тестируют и адаптируют новые методы к нашим условиям. Самая современная сельскохозяйственная техника, оснащенная спутниковой системой навигации и оптическими сенсорами, позволяет перевести земледелие на совершенно другой уровень. О том, что такое точное земледелие и насколько оно может быть эффективным в климатических условиях средней полосы России, корреспонденту Infox.ru рассказали заведующий полевой опытной и селекционной станциями Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К. А. Тимирязева кандидат сельскохозяйственных наук Егор Березовский и кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры земледелии и опытного дела Игорь Заверткин.

Автопилот, сканер и спектрометр

Центр точного земледелия создан на базе полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева в 2007 году (по меркам растительной жизни — только что). На территории 6 га находится четыре участка, на которых выращиваются викоовсяная смесь, озимая пшеница, картофель и яровой ячмень. Каждый участок делится на две части: на одной культура возделывается по технологии классического земледелия, а на другой — точного. Ученые наблюдают за посевами и сравнивают урожайность на каждом из участков.

«Точное земледелие состоит из трех компонентов, — говорит Егор Валерьевич Березовский. — Прежде всего важна точная координатная привязка каждого участка поля при помощи спутниковой системы глобального позиционирования. Это нужно для того, чтобы обеспечить точное выполнение всех агротехнических работ. На нашем опытном поле работает трактор, оснащенный системой «Автопилот». Эта система обеспечивает параллельное вождение, когда отклонение от заданной линии составляет всего плюс-минус 2,5 см. За счет этого посевы получаются идеально ровными. Во-вторых, использование сканеров и сенсоров для оценки состояния посевов. На основе этих данных проводится уход за растениями, например такие мероприятия, как дифференцированное внесение удобрений или средств защиты, то есть когда определенное, рассчитанное программой количество удобрений вносится на участки поля. И наконец, третий компонент (наиболее трудоемкий и сложный) — оценка состояния почвы каждого конкретного участка поля. Причем цель у точного земледелия и всех этих мероприятий — не только добиться высокой урожайности, но и нанести меньший вред окружающей среде».

Земледелие online

При традиционном земледелии доза внесения удобрений одинакова для всего поля. В точном земледелии каждый участок поля получает ровно столько удобрений, сколько необходимо растениям. Для этого специальные сенсоры, установленные на тракторе, сканируют посевы. Они могут фиксировать, например, фотосинтетическую активность растений. По этому показателю можно судить об их состоянии, понять, испытывают ли они стресс, а можно рассчитать и величину биомассы. Затем специальная программа обрабатывает эти данные и рассчитывает необходимое количество удобрений, которое тут же вносится на данный участок поля. «Например, на крыше нашего трактора установлен оптический сенсор N-sensor ALS. Прямо по ходу движения он излучает и одновременно принимает отраженный от листовой поверхности свет. Затем специальная программа определяет биомассу растений, и тут же происходит изменение дозы внесения азотных удобрений. На нашей опытной станции для хороших участков поля, например, с посевами озимой пшеницы, где биомасса высока, это количество составляет 66−72 кг азота на га. На модельном участке поля с низкой биомассой — 30−35 кг азота на га. Так происходит ощутимая экономия удобрений», — рассказывает Егор Валерьевич.

Проблемы автоматики

По словам ученых, если приборы находят какие-то неблагополучные участки поля, где биомасса посевов низкая или, например, плохая урожайность, то с ними приходится работать отдельно — офлайн. Ученые составляют карты биомассы и урожайности, на которых выделяют эти проблемные зоны, затем отбирают там пробы почв и анализируют их в лаборатории. «Причин снижения урожайности может быть множество, и наша задача — их выяснить. А потом решить эту проблему. Негативно влиять на растения может недостаток питательных элементов в почве, загрязнение тяжелыми металлами или нефтепродуктами, болезни, вредители, вымокание, полегание или вымерзание и другие причины», — говорит Игорь Заверткин.

Зачем это нужно

На участке поля с озимой пшеницей, где применяются методы точного земледелия, ученые планируют получить 50−60 центнеров пшеницы хорошего качества с гектара. Для средней полосы России эта большая цифра, обычная урожайность озимой пшеницы в этой зоне колеблется в районе 20 центнеров с 1 га. Планируемая урожайность картофеля — не менее 300 центнеров с 1 га.