Особливості точного внесення міндобрив

Внаслідок фактичного подорожчання мінеральні добрива поступово перетворюються на справжній предмет розкоші для аграріїв. Небагато хто може собі дозволити давати по 150−200 кг/га NPK вартістю понад 50 тис. гривень чи не надто дешевших карбаміду та селітри.

Однак цілковито відмовитися від мінерального живлення сільгоспкультур також не можна. Відповідно, доводиться знаходити якесь вимушене оптимальне співвідношення поміж агрономією та економікою. Ефективним інструментом можуть бути інтелектуальні рішення зі сфери точного землеробства.

Донедавна в Україні стрімко впроваджували технології точного або ж диференційованого внесення міндобрив, причому зростання у річному вимірі могло досягати двох і більше разів. Вітчизняні аграрії упевнено замовляли точні аналізи мінерального складу ґрунту, послуговуючись п’яти- та тригектарною сіткою. 

Для реалізації технологій точного землеробства потрібні спеціалізовані технічні засоби, програмне забезпечення та низка сучасних інформаційних технологій. Зокрема, це технологія оцінки стану ґрунтів, за допомогою якої створюють точну карту наявності або дефіциту поживних речовин у ґрунті на кожній ділянці поля, а також технологія змінного нормування, призначена для внесення на кожній ділянці поля оптимальної норми технологічного матеріалу (насіння, добрив тощо).

Комплекс управління технологіями точного землеробства ґрунтується на системі реалізації прийнятих рішень, яка включає створення електронних карт обробітку площ. Ці карти завантажують у бортові комп’ютери агрегатів і за їх допомогою керують нормою висіву чи внесення на кожному агрегаті у відповідний проміжок часу. Усе це дає змогу забезпечити істотну економію технологічних матеріалів і зменшує ймовірність забруднення навколишнього середовища.

На підставі аналізу ґрунту визначають уміст поживних речовин, яких потребує рослина для здорового росту і розвитку, вид і норму внесення добрив.

Основні агрохімічні аналізи визначають уміст у ґрунті гумусу, рухомого фосфору, обмінного калію, азоту, реакцію ґрунтового розчину тощо. Кожну ґрунтову пробу відбирають з прив’язкою до єдиної системи географічного позиціонування за допомогою навігаційної системи GPS. Це дає змогу детально обліковувати у просторі й часі наявність поживних речовин у ґрунтах і забезпеченість рослин основними макроелементами, а також оперативно управляти продуктивністю посівів. 

За допомогою агрохімічних досліджень виявляють просторові відмінності у розподілі показників родючості (гумусу, азоту, фосфору та калію) в межах кожного поля. На основі цих даних розробляють систему диференційованого застосування добрив — одного з найважливіших заходів вирівнювання родючості ґрунту і підвищення врожайності сільськогосподарських культур.

Результати дослідження щодо найважливіших речовин, насамперед NРК, а також за певних обставин інших елементів і сполук, заносять до спеціалізованого програмного забезпечення, яке обробляє показники й створює карту розподілу хімічних елементів у ґрунті. Такою картою користуються під час створення технологічної карти диференційованого внесення і для обчислення необхідної кількості добрив.

Одним з різновидів паралельного водіння є обладнання тукорозподільників системою, що коригує розподіл твердих мінеральних добрив залежно від напрямку і сили вітру. Для цього тукорозподільник обладнують метеостанцією, яка передає дані на бортовий комп’ютер. Далі, змінюючи частоту обертання розсіювальних дисків і, відповідно, зону подання на них добрив, коригують ширину розсівання добрив. Тож завдяки рівномірному розсіванню заощаджують добрива.

Позитивний ефект від впровадження такої системи — зменшення кількості добрив і хімікатів завдяки використанню технологічних карт для розкидачів добрив, карт агрохімічної оцінки і карт урожайності. Аналіз проводять на комп’ютері за допомогою спеціалізованої програми на базі карти врожайності й розподілу вологості.

Сьогодні в Україні, попри всі нинішні негаразди, триває поділ полів на зони родючості із застосуванням різних інструментів, таких як сканування ґрунту на електропровідність, використання супутникових знімків за індексом яскравості ґрунту і визначення вегетаційного індексу NDVI. Досліджують уміст гумусу, макро-, мезо- і мікроелементів, зважаючи на кислотність і механічний склад. 

Результати досліджень поля за зонами неоднорідності дозволяють обчислити потребу окремих ділянок у поживних речовинах і розробити систему живлення та захисту під заплановану врожайність. Складання карт внесення мінеральних добрив дає змогу вирівняти поле за врожайністю, не перенасичуючи окремі ділянки певними елементами й уникаючи їх антагонізму чи блокування.

Ще одним дієвим методом, котрий набуває дедалі більшого поширення в Україні, є листкова діагностика посівів шляхом вимірювання інтенсивності забарвлення рослин. Методами оптичної діагностики можна визначати кількість загального азоту в рослинах — на основі спектрометрії у видимому та інфрачервоному діапазонах і розраховувати дозу азотних добрив для кожного сорту. Вимірюючи вміст загального азоту в рослинах, потрібно мати дані калібрувальної залежності для кожного сорту рослин. 

За відсутності таких даних технічні засоби диференційованого внесення азотних добрив за результатами оптичного зондування стану посівів налаштовують на перерозподіл встановленої дози відповідно до інтенсивності забарвлення рослин. Для цього визначають забезпеченість рослин азотом на найбільш характерній ділянці посіву і за отриманими даними розраховують дозу добрив для цієї ділянки, калібрують оптичні датчики, встановлюють розраховану дозу добрив — мінімальне і максимальне її значення.

У технологіях керованого землеробства широко застосовують такий засіб оптичної діагностики, як N-sensor. Це пасивна оптична система, що складається з чотирьох фотоелементів, які визначають інтенсивність відбитого сонячного світла, й одного фотоелемента — для визначення інтенсивності сонячного світла в діапазоні довжини хвиль 660–800 нм. 

Фотоелементи поєднані з блоком оброблення отриманої інформації і за допомогою бортового обчислювального комплексу видають сигнал для керування роботою розкидача мінеральних добрив (вони змонтовані у полімерний корпус на кабіні енергозасобу). Внутрішня межа зони вимірювання перебуває на відстані 2–3 м від поздовжньої осі, зовнішня — у межах 67 м і сумарно становить приблизно 20 м2 (залежно від висоти встановлення). Недоліком цього сенсора є те, що джерелом світла слугує сонячне світло, тому час роботи приладу обмежується 8–10 годинами денного часу.

Також одним із високоефективних рішень щодо аналізу ґрунту на NРК є КRМ, що дає змогу визначати елементи у ґрунті шляхом фотографування полів у інфрачервоних променях на спеціальну плівку з літака або супутника Землі. Значних успіхів досягли й розробники оптичного числового приладу для агрохімічного аналізу, який шляхом порівняльного вимірювання у двох точках відбитого світла вибраної смуги спектра визначає вміст у ґрунті NРК та інших елементів. Прилад здатен обробляти понад 30 параметрів і запам’ятовувати 50 значень.

Програмне забезпечення дає можливість використовувати комплекс на низці сільгоспкультур і в період декількох фаз їх розвитку. Можна вносити точно визначену кількість добрив в ключових фазах розвитку рослин, саме тоді, коли посіви гостро потребують внесення того чи іншого елементу, наприклад азоту. Якщо вдається «підгадати» внесення в потрібну фазу, наприклад на озимі пшениці, у такому разі навіть відчутно менша норма діючої речовини може справити найвищий ефект. Відповідно, це дасть змогу мінімізувати втрати внаслідок істотного зниження норм внесення міндобрив. 

Сьогодні особливої ваги набуває точне внесення міндобрив за локальних способів мінерального живлення рослин ― стрічкового внесення та припосівного. Закладання міндобрив точно в зону розташування кореневої системи рослин та відмова від удобрення всієї площі полі саме по собі є ефективним засобом економії коштів. Якщо ця технологія базується на точних даних аналізу ґрунту та інших показниках, це дає змогу ще більше оптимізувати витратну частину. Адже сьогодні має значення кожен кілограм дорогих міндобрив.