Точные системы земледелия

Комплексные технологии производства сельскохозяйственной продукции, получившие название «точное земледелие» (рrecision agriculture), стали активно развиваться за рубежом в конце 90-х годов XX в., и признаны мировой сельскохозяйственной наукой как весьма эффективные передовые технологии, переводящие аграрное производство на более высокий качественный уровень. Цель точного земледелия – получение оптимального урожая сельскохозяйственных культур при максимальной экономии ГСМ, удобрений, средств защиты растений при сохранении окружающей среды. Это своего рода модернизированное устойчивое земледелие.

В США точное земледелие ассоциируется не столько с концепцией устойчивого земледелия, сколько с новыми возможностями для максимизации прибыли. Сельскохозяйственные производители применяют технологии дифференцированного внесения удобрений на тех участках поля, которые идентифицированы с помощью GPS-приёмников и где потребность в определённой дозе удобрений выявлена технологом при помощи картограмм агрохимического обследования и урожайности. Поэтому в некоторых участках поля норма внесения или опрыскивания становится меньше средней, происходит перераспределение удобрений в пользу участков, где норма должна быть выше, и, тем самым, оптимизируется внесение удобрений.

Точное земледелие может применяться для улучшения состояния полей и агроменеджмента, по нескольким направлениям:

– агрономическое, учитывающее реальные потребности культуры в удобрениях и средствах защиты растений;

– техническое, предполагающее определение на уровне хозяйства оптимального количества единиц современной техники и оборудования;

– экологическое, подразумевающее сокращение негативных воздействий сельскохозяйственного производства на окружающую среду;

– экономическое, обеспечивающее повышение эффективности аграрного производства на основе роста производительности труда и сокращении затрат.

Другие преимущества точного земледелия могут заключаться в электронной записи и хранении истории полей, полевых работ и урожаев, что может помочь как при последующем принятии решений, так и при составлении специальной отчётности.

В основе научной концепции точного земледелия лежит представления о неоднородности почвенного плодородия в пределах одного поля. Для выявления и этих неоднородностей и детальной агроэкологической оценки почв сельскохозяйственных земель используются новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАС), специальные датчики, аэрофотоснимки и снимки со спутников, а также специальные программы для агроменеджмента на базе геоинформационных систем (ГИС).

Формирование точных систем земледелия обусловлено развитием ГИС-технологии, позволивших создать новую землеоценочную основу для сельскохозяйственных угодий, что ранее было практически невозможно. Преимущества ГИС:

– простота обработки большого количества информации. Так ГИС обеспечивает широкий спектр возможностей по комбинации, сортировке, выборке данных. Значительно упрощен процесс расчета площади и параметры контуров;

– автоматизация процесса создания карт, что дало возможность создания большого числа тематических карт и делает процедуру представления информации более наглядной;

– широкий спектр возможностей применения информации, которая поступает от средств дистанционного зондирования Земли (авиационных и космических);

– эффективное, надежное и удобное хранение информации на любых носителях, а также простота работы с информацией при копировании и воспроизводстве.

Каждое поле в системе точного земледелия рассматривается как неоднородное по почвенному покрову, рельефу, содержанию элементов питания, влагообеспеченности и так далее. Данная концепция требует обязательно принимать во внимание локальные особенности почв и климатических условий. Собранные данные используются для точной оценки оптимумов плотности высева, расчёта доз внесения удобрений и средств защиты растений, более точного предсказания урожайности и финансового планирования.

Реализация точных систем земледелия подразумевает применение сельскохозяйственных машин, способных автоматически настраиваться на различные режимы работы и изменение их по ходу движения агрегата по полю в соответствии с ситуацией, отображаемой ГИС. Эта ситуация фиксируется в точных координатах с помощью глобальной системы позиционирования. С помощью этой системы управляются машинные агрегаты, обеспечивающие дифференцированное проведение технологических операций с учетом неоднородностей почвенного и растительного покрова, различного состояния посевов по обеспеченности элементами питания, пораженности болезнями и вредителями, засоренности и др. Приемники глобальных позиционных систем, устанавливаемые на сельскохозяйственных машинах, пеленгуют сигналы со спутников, находящихся в зоне приема. В комплект оборудования входят антенна, дистанционные и бортовые датчики, компьютерное устройство с программным обеспечением, рабочие органы сельскохозяйственной техники, приспособленные для работы в автоматическом режиме [Каштанов, Булгаков, Голованев и др., 2006].

Продуктивность полевых и овощных севооборотов в системе точного земледелия достигает 8-13 т/га з. ед. при полном соответствии всей товарной и побочной продукции санитарно-гигиеническим требованиям. Реализация генетического потенциала продуктивности отдельных сортов составляет 80-90%.

Главным сдерживающим фактором внедрения точных систем земледелия в практику является высокая стоимость работ по прецизионному агрохимическому обследованию почв.

Контрольные вопросы

1. Смена систем земледелия в историческом развитии человечества.

2. Характеристика примитивных и экстенсивных систем земледелия.

3. Преимущества и недостатки травопольной системы земледелия.

4. Характеристика интенсивных систем земледелия.

5. Преимущества и недостатки зональных систем земледелия.

6. Преимущества адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

7. Научная концепция точного земледелия.

Тема 2.3. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СЕВООБОРОТА(лекция)