iнтелектуальні рішення в агробізнесі

Технологічні колії: за і проти

23.10.2024
Автор матеріалу

Джанет Бікман

Широке впровадження постійних технологічних колій стримує низка факторів

Технологічні колії: за і проти iFarming

Використання постійних технологічних колій (також відоме як контрольоване землеробство, або CTF — Controlled Traffic Farming) може дати істотні переваги: техніка може проводити більше робочих днів у полі, зменшується ущільнення ґрунту і навіть зростає врожайність. Проте дослідження показують, що це не завжди гарантовано, а помітний ефект з’являється лише через кілька років після впровадження.

До того ж висока вартість переобладнання техніки (тракторів, сівалок, обприскувачів, комбайнів), складність логістики, а також низка організаційних та агрономічних обмежень стримують масове застосування CTF.

Незважаючи на численні переваги CTF, його глобальне впровадження залишається низьким. Це видно з австралійського дослідження Діогена Антілле, яке він провів у 2019 році. Винятком є Австралія, де приблизно 30% виробників зерна використовують CTF.

«Серед основних перешкод до широкого впровадження — несумісність техніки, потреба у модифікаціях, які можуть призвести до втрати гарантії, а також зростальна залежність від підрядників і обмеження, пов’язані з правилами дорожнього руху», — зазначає Діоген Антілле.

 Універсальна платформа Nexat для проходу полем технологічними коліями    використовує лише 5% ґрунту
Універсальна платформа Nexat для проходу полем технологічними коліями використовує лише 5% ґрунту

Чому це важливо

Сучасна сільгосптехніка стає дедалі важчою, що призводить до ущільнення ґрунту, навіть за умови використання шин низького тиску. За оцінками, близько 50% сільськогосподарських земель у Нідерландах уже ущільнені. Це небезпечно, бо ущільнений ґрунт:

  • гірше вбирає воду (знижується інфільтрація);
  • слабше підтягує вологу з глибших шарів (зменшується капілярний підйом);
  • гірше забезпечує живлення культури.

У періоди сильних дощів з ущільнених полів збільшується поверхневий стік, довше застоюється вода, швидше вимиваються поживні речовини та ЗЗР. Результат — втрата врожаю і погіршення якості поверхневих вод.

Ущільнення і деградація ґрунту — один із ключових чинників зниження врожайності. Досвід показує, що на ділянках, де техніка не працює, ґрунт зберігає природну структуру, а з часом навіть покращує її. Це позитивно впливає на продуктивність культур.

Технологія CTF передбачає, що вся техніка рухається лише чітко визначеними коліями (однакова ширина, прив’язка до GPS), а решта площі поля не зазнає механічного ущільнення.

На практиці також розрізняють:

  • сезонні технологічні колії — використовують впродовж одного сезону, але вони «зникають» після збирання чи основного обробітку;
  • постійні технологічні колії (CTF) — техніка їздить лише ними протягом усього виробничого циклу: сівба, підживлення, обприскування, збирання.

GPS-навігація робить цей підхід реальним — і точним.

 «Ферма майбутнього» в Лелістаді з 2009 року перейшла на постійні технологічні колії
«Ферма майбутнього» в Лелістаді з 2009 року перейшла на постійні технологічні колії

Постійні колії — не для кожного

Використання постійних технологічних колій має сенс лише тоді, коли вся техніка має однакову ширину захвату або її кратні розміри. Тобто сівалки, обприскувачі, розкидачі добрив та комбайни мають рухатися одними й тими самими коліями — інакше сенс CTF втрачається.

Це означає:

  • значні інвестиції у переоснащення наявної техніки або купівлю нової;
  • необхідність точної координації ширини агрегатів;
  • часто потреба в перебудові логістики в господарстві.

Наприклад, CTF добре працює, коли сівалка має 3 м ширини, обприскувач — 30 м, а комбайн — теж кратну ширину захвату. Але якщо хоча б один агрегат «вибивається» з цієї логіки — доведеться або змінювати його, або погоджуватися на порушення схеми CTF.

 Прополювання за принципом постійних технологічних колій на дослідній фермі    SPNA
Прополювання за принципом постійних технологічних колій на дослідній фермі SPNA

Що говорять дослідження

Системи постійних технологічних колій ще не стали масовим явищем у Нідерландах. Йост Рійк, керівник господарства «Ферма майбутнього» в Лелістаді, оцінює, що CTF практикують приблизно 60 фермерів. Переважно це органічні господарства, адже їм потрібно частіше виходити в поле для механічного контролю бур’янів, і ущільнені колії тут спричиняють більше збитків.

У Нідерландах найпоширенішими є технологічні колії завширшки 3,15–3,20 м, з культиваційним ложем 3 м. Це пов’язано з тим, що більшість стандартних сільгоспмашин мають саме таку ширину, і при цьому їх ще дозволено перевозити дорогами загального користування без спецдозволів.

На думку дослідників з Вагенінгенського університету (WUR), впровадження CTF потребує щонайменше п’ять років, щоб побачити стійкий приріст урожайності та поліпшення ґрунтових характеристик. Протягом перших років зміни можуть бути непомітними або навіть мати зворотний ефект через зміни в налаштуваннях логістики та агрегатів.

Також є географічні й ґрунтові обмеження. Зокрема, CTF краще працює на легких та середніх ґрунтах, а на важких, глейових ґрунтах потрібне ідеально налаштоване водовідведення, інакше постійні колії можуть накопичувати воду.

У різних країнах дослідження показують, що CTF може збільшити врожайність на 10–70%, але це залежить від багатьох чинників:

  • культури: чутливі до ущільнення культури (наприклад, морква чи салат) дають більший приріст;
  • типу ґрунту: на глинистих ґрунтах ефект сильніший, ніж на піщаних;
  • тривалості використання CTF: що довше фермер працює в цій системі, то виразніші позитивні зміни в структурі ґрунту;
  • початковий стан ґрунту: що більшим було ущільнення, то більше можна виграти.

Переваги постійних технологічних колій:

  • поступове підвищення врожайності. Що довше ґрунт залишається необробленим технікою, то кращою стає його структура — і вищим може бути врожай. Ефект особливо помітний після кількох сезонів;
  • покращення ґрунтового середовища. У зоні між коліями формується стабільна структура: краще розвивається коренева система, зростає активність ґрунтових організмів;
  • сумісність з мінімальним і нульовим обробітком. Технологія CTF добре поєднується з безплужним або поверхневим обробітком. Якщо ж застосовують оранку, потрібен час, щоб сформувались ущільнені технологічні смуги;
  • більше робочих днів у сезон. Завдяки ущільненим коліям техніка може виходити в поле раніше навесні й пізніше восени, навіть за вологих умов;
  • стабільне насіннєве ложе — ефективна боротьба з бур’янами. Культивація без переущільнення грядок дає змогу точніше працювати міжрядною технікою;
  • менше втрат вологи — більше доступної води. Зменшується поверхневий стік, отже більше води лишається в полі, особливо в посушливі періоди;
  • економія пального. Машини рухаються по твердому, ущільненому ґрунту, що знижує опір і зменшує витрати на обробіток;
  • краща стійкість культур до екстремальних умов. Рослини, що ростуть на структурованому ґрунті, краще витримують спеку, засуху і сильні дощі.

Недоліки:

  • зниження врожайності по краях і в зонах колії, що особливо помітно на полях після оранки, де крайові ряди частіше зазнають переущільнення;
  • складніший агрономічний менеджмент. Безплужний обробіток потребує ретельного планування і доброї технічної дисципліни — «сіли і поїхали» не працює;
  • потрібна системність. Якщо періодично переходити на звичайний обробіток, ефект CTF втрачається;
  • висока вартість переобладнання. Модифікація наявної техніки або закупівля нової з відповідною шириною захвату — дорого і не завжди доступно;
  • вимога до GPS-навігації. Система працює лише за автоматичного супутникового керування з високою точністю;
  • проблеми з підрядниками. Не всі сервісні компанії мають техніку, пристосовану до ширини колій вашого поля, тому співпраця ускладнюється;
  • логістика збирання та вивезення врожаю ускладнюється. Постійні колії не завжди зручні для транспорту, тож можуть знадобитися додаткові рішення або інвестиції;
  • якщо агрегати ширші за 3 м, потрібен спецдозвіл на пересування дорогами загального користування.
 Господарство ван Хутегемів вже 25 років працює за принципами постійних    технологічних колій (CTF)
Господарство ван Хутегемів вже 25 років працює за принципами постійних технологічних колій (CTF)

Варто чи ні?

Чи справді постійні технологічні колії — це майбутнє для сільгоспвиробника? Відповідь залежить не лише від техніки, а й від типу господарства, структури ґрунту, сівозміни та розміщення полів.

Брам Ломмертс зі SPNA наголошує, що основна перевага CTF в органіці — це не так урожай, як точніше планування польових робіт, ранній і ефективний механічний контроль бур’янів.

«Ми не бачимо активного переходу на CTF у традиційному землеробстві. Фермери залишаються на стандартних технологіях, доки є ефективні гербіциди й механічна боротьба з бур’янами не стала нормою», — зазначає Ломмертс. Альтернатива для зменшення ущільнення ґрунту — це легші машини та ширші агрегати, які зменшують кількість проходів.

Масове впровадження CTF стримує ще один чинник — висока ціна переоснащення техніки. Наприклад, розширення одного трактора під CTF може коштувати 25–40 тис. євро. Розширення трактора передбачає його переобладнання під задану ширину колії для системи CTF. Це охоплює переналаштування міжколісної відстані (мостів), заміну або модифікацію коліс і шин, а також часто встановлення високоточних GPS-систем. Така сама ситуація із сівалками, культиваторами, обприскувачами — ширші агрегати дорожчі.

Якоб ван ден Борне із Ройзеля вирішив інакше: він не модифікує стару техніку, а поступово переходить на ширшу. «Моя мета — усі операції на ширині 6 метрів із технологічними коліями не ширше 2 м. Це дає 4-метрові грядки, де машини не їздять — і ґрунт залишається неущільненим», — пояснює фермер. Він почав у 2020 році з 6-метрового навісного агрегата, поступово переводить усе господарство під 6-метрову логіку.

Тепер картопля четвертий рік росте на 6-метрових смугах, і на 4-метрових ділянках без заїзду техніки урожайність зросла на кілька відсотків.

Отже, CTF — не панацея, але й не модна іграшка. Це стратегія, яка потребує адаптації, грошей і терпіння. Фермер також тестує автономні машини, зокрема AgXeed і Nexat. Проте навіть тут усе впирається у ширину робочої смуги: «Для таких машин потрібні системи на 6–9 м, адже 14 м — занадто багато для наших компактних полів», — зазначає Якоб ван ден Борне.

SPNA: результати використання сезонних технологічних колій неоднозначні

Фонд SPNA Agroresearch провів дослідження на замовлення BO Akkerbouw, щоб оцінити ефективність сезонних технологічних колій у сівозміні. Досліди відбувалися на дослідній фермі Ебельсхерд (Ebelsheerd) на важкому глинистому ґрунті. У межах експерименту протягом трьох років на органічних посівах використовували постійні технологічні колії завширшки 3,20 м. Досліджували такі культури:

  • 2020 — гарбуз;
  • 2021 — горох, озима пшениця;
  • 2022 — яра пшениця, озима пшениця;
  • 2023 — озимий ячмінь.

Урожайність у цих варіантах порівнювали зі смугами, висіяними за стандартної ширини технологічних колій 2,00 м.

За словами Брама Ломмертса (SPNA), результати були дуже різними. Для органічного гарбуза, озимої пшениці та озимого ячменю різниця в урожайності між широкими й стандартними коліями була незначною. Водночас у 2021 році органічний горох показав суттєво вищий урожай у системі із широкими технологічними коліями. Натомість у 2022 році яра пшениця в органіці дала кращий результат за стандартної ширини колії. Утім, ці результати не стосуються комплексно впроваджених систем CTF, де всі операції, включно зі збиранням, виконують чітко визначеними коліями.

Застосування сезонних технологічних колій завширшки 3,20 метра також не призвело до вищої врожайності насіннєвої картоплі у порівнянні з вужчими коліями завширшки 1,5 м. Однак ширші технологічні колії призвели до економії насіннєвої картоплі приблизно на 6%, просто тому, що для ширшої колії потрібно було менше посадкового матеріалу.

«Сезонні технологічні колії можуть мати перевагу в органічному землеробстві, особливо на культурах, чутливих до структури ґрунту, як-от горох», — зазначає Брам Ломмертс. Для традиційного землеробства такі висновки поки що не доведені, хоча гіпотетично ефект можливий. Особливо важливо довгострокове спостереження. SPNA припускає: «Якщо досліджувати впродовж 10–20 років, дуже ймовірно, що CTF покаже стабільне підвищення врожайності».

Приклад господарства

Емієль ван Хутегем (33 роки) разом із батьками Алексом (66 років) та Аннеке (63 роки) керує 140-гектарним господарством у Нідерландах. Це одне з небагатьох фермерських господарств, яке вже 25 років працює за принципами постійних технологічних колій (CTF). Станом на 2025 рік усі польові операції — від посіву до збирання — виконують винятково по технологічних коліях.

Перші спроби систематизувати рух техніки в полі родина робила ще до появи GPS: позначали колії стовпами, маркерними смугами й навіть лазерами. Утім, ці методи не давали потрібної точності. Перехід до технологічних колій був зумовлений легким, схильним до заболочування глинистим ґрунтом із вмістом мулу 15–30%. А у 2007 році в господарстві повністю відмовилися від оранки, щоб підтримувати структуру ґрунту.

Нині ферма працює із шириною колії 3,20 м, використовуючи шини завширшки 38 см і культиваційні грядки завширшки 3 м. Для цього довелося розширити три трактори, а також вісь розкидача добрив. Залежно від конфігурації, модернізація кожної машини коштувала від 25 до 40 тис. євро. «Але постійні технологічні колії — це не швидке рішення для деградованого ґрунту. Це стратегія, яка працює роками», — наголошує Емієль ван Хутегем.

За два десятиліття ґрунт у полі помітно змінився. Вміст органічної речовини на деяких ділянках зріс із менш ніж 2% до 4%. Посіви залишаються зеленішими у порівнянні із сусідніми полями, і в роки екстремальної погоди — спеки чи злив — господарство демонструє стабільні результати. У вологу осінь фермери можуть вийти в поле, не ризикуючи пошкодити структуру ґрунту, а навесні після кількох простих операцій отримують якісне насіннєве ложе. За словами Емієля, урожай у критичні сезони залишається на рівні, а іноді й перевищує середні показники по країні. До того ж у господарстві помічають менше хвороб і шкідників.

Найбільший ризик для структури ґрунту — збирання коренеплодів. Тому обробіток, боронування й розпушування тут проводять лише за сухої погоди, а машини для цих операцій обирають якомога легші.

У 2022 році господарство модернізувало гусеничний бункерний комбайн для роботи на колії 3,20 м. Тепер картоплю і столові буряки збирають лише по технологічних коліях із розвантаженням на краю поля. Родина також планує адаптувати молотарку для зернобобових і косарку, залучаючи для цього машинобудівні компанії. «Рим не за один день будувався, — усміхається Емієль. — Але кожен крок — це інвестиція у майбутнє. Вологої осені 2022 року ми змогли зібрати весь урожай, не пошкодивши ґрунт. Це окупає всі витрати. І головне — я завжди можу вийти в поле, не завдаючи шкоди землі. А це безцінно».

 Створення картопляних гряд на вузьких, необроблених смугах завширшки 3 м    з постійними технологічними коліями
Створення картопляних гряд на вузьких, необроблених смугах завширшки 3 м з постійними технологічними коліями

Ферма майбутнього

«На „Фермі майбутнього” ми працюємо за системою технологічних колій із 2009 року», — розповідає Йост Рійк, керівник дослідного господарства у Лелістаді. Тут із використанням постійних технологічних колій вирощують картоплю, цибулю, моркву, озиму пшеницю, кормові боби та злаково-бобові суміші — переважно у поєднанні з безполицевим обробітком ґрунту та смуговим висівом. Значну частину органічного блоку господарства також обробляють за принципом технологічних колій, хоча іноді йдеться про сезонні варіанти.

Уся техніка — трактори, комбайн, бункер для рідких добрив, розкидачі, картоплезбирач та прес-підбирач — налаштована на ширину колії 3,15 м. Завдяки цьому навіть під час збирання врожаю міжряддя залишаються неущільненими, що все ще залишається рідкістю. Утім, Рійк визнає: значні витрати на переоснащення техніки є стримувальним фактором для звичайних фермерських господарств, тому збір урожаю часто залишається останнім етапом, що не виконується по постійних коліях.

За словами Рійка, впровадження системи CTF забезпечує не лише покращення структури ґрунту, а й ранній доступ до полів і економію пального завдяки зменшенню обсягів обробітку. Щовесни ґрунт краще піддається культивації, а культури ростуть активніше, що логічно з огляду на кращу структуру, дренаж та ефективніше засвоєння поживних речовин. Водночас керівник ферми зізнається: потенційне підвищення врожайності складно оцінити об’єктивно, адже на базі не проводять прямих порівняльних випробувань із традиційними технологіями.

Досвід «Ферми майбутнього» доводить, що система колій на базі ширини 3,15 м може працювати ефективно, але її впровадження значною мірою залежить від специфіки господарства. Розмір і конфігурація поля, довжина гону, наявність власної техніки та рівень залучення підрядників — усе це важливо. Для господарств із віддаленими ділянками або нестандартною формою полів така система може виявитися менш практичною. За словами Рійка, навіть вужчі колії — 1,80 або 2,25 м — можуть бути цілком виправданими для певних культур.

Сезонні колії можуть бути хорошою стартовою точкою. Але істотний ефект для структури ґрунту можливий лише тоді, коли і збиральна техніка працює строго по тих самих технологічних слідах. Інакше, особливо в роки з вологими осенями, переваги швидко нівелюються. Надмірні надії на широкі шини низького тиску не завжди виправдані. Сучасна тенденція до дедалі важчих тракторів і машин із ширшим захватом, які забезпечують високу продуктивність, часто досі призводить до погіршення стану ґрунту. І щоразу виникає запитання: чи компенсує підвищена продуктивність ті втрати врожаю, які спричиняє деградація ґрунту?

Один зі способів зменшити навантаження — використовувати носії знарядь на кшталт NEXAT або робота із широкими агрегатами, такими як 15-метровий культиватор Zocon, що дає змогу скоротити кількість проходів і так знизити ступінь ущільнення.

Водночас через відносно вологий клімат у Нідерландах експлуатація дедалі важчих машин, таких як Nexat, залишається проблемою, особливо для збору врожаю восени. У сухішому кліматі зі значно більшими полями використання Nexat видається набагато більш доцільним.

Висновки і перспективи

Система постійних технологічних колій (CTF) — це не модний тренд, а довгострокова інвестиція в родючість ґрунту, стабільність урожаю і ефективність роботи в полі. Її переваги — особливо в умовах кліматичних коливань — доведені як у дослідженнях, так і практикою десятків господарств. Водночас повноцінне впровадження потребує чіткої стратегії, значних фінансових витрат і зваженого підходу до вибору техніки. Сезонні колії можуть стати хорошим першим кроком, але справжній потенціал CTF розкривається лише тоді, коли вся техніка, включно зі збиральною, працює точно визначеними слідами. Для частини фермерів це може бути викликом, але ті, хто вже перейшов на систему постійних технологічних колій, найчастіше не уявляють собі повернення назад.

Матеріали по темі