Що вища варіабельність полів, то вищою буде ефективність та окупність сівби зі змінною нормою. Особливо корисно застосовувати змінну норму на неоднорідних полях із різною здатністю утримувати вологу або з різним вмістом органічної речовини в ґрунті
Це ключовий висновок дослідження «Висів зі змінною нормою в точному землеробстві: останні досягнення та перспективи» (Variable Rate Seeding in Precision Agriculture: Recent Advances and Future Perspectives, 2022), яке провели науковці Університету Вітаутаса Магнуса в Литві. Основною метою дослідження став аналіз методів висіву зі змінною нормою (VRS) та критичне оцінювання їхньої ефективності у розв’язанні завдань у польових умовах.
Дослідники проаналізували та оцінили 92 методики висіву зі змінною нормою, їхній вплив та економічні вигоди залежно від основних параметрів ґрунту та довкілля. При цьому аналізували результати досліджень, проведених у 1998‒2021 роках.
Вони зазначають, що метод сівби, орієнтований на конкретну ділянку (зі змінною нормою висіву для кожної ділянки поля) дає змогу оптимізувати густоту висіву для отримання найкращих агрономічних і економічних результатів. Для визначення характеристик ґрунту та особливостей культури сьогодні використовують різні системи датчиків, контактне та безконтактне обладнання, технології картографування і VRS-моделювання.
Дослідники наводять численні приклади з практики, які демонструють ефективність висіву зі змінною нормою. Занадто низька норма висіву може збільшити ризик зниження врожайності, а надто висока ― збільшити загальну собівартість продукції.
Сівалка для VRS: Väderstad Spirit 400C
Окупність
Згідно з дослідженням німецьких учених, VRS ефективно застосовувати, коли електропровідність ґрунту змінюється на полі в середньому кожні 25 м, а диференційне внесення NPK (азоту, фосфору, калію), коли рН змінюється в середньому кожні 50 м.
Ділянки з різною електропровідністю, вмістом органічної речовини та рельєфом потребують різної густоти рослин. Саме тому корисно застосовувати змінну норму для внесення азоту. Дослідники пояснюють: якщо фермер заробляє в середньому 100 євро на гектар, то використання змінних норм на 400 га окупиться за один рік.
Найефективніше і найприбутковіше застосовувати VRS, коли розмір господарства перевищує 150 га. Однак це також залежить від вирощуваних культур і технологій, які використовують для створення карт завдань (зокрема, якості супутникових знімків).
Урожайність
У дослідженні на півдні Бразилії дослідники оцінювали VRS шляхом створення зон на основі даних від виробника про рівень продуктивності полів (кукурудзи), а також даних про врожайність за вісім років. Норма висіву на потенційно низьковрожайних ділянках зменшилася, а врожайність зросла на цих ділянках на 1,2‒1,9 т/га. У зонах із високою родючістю ґрунту врожайність зросла в середньому на 0,9 ц/га.
Прибутковість
Рентабельність є ключовим питанням для фермерів, зацікавлених у VRS. Потенційна економія від застосування VRS може становити близько 6,25 дол. на гектар і вона може зростати в умовах зростання цін на насіння.
В експерименті з висівом пшениці було отримано дані, що сівба 120 кг насіння на гектар дає найвищий чистий прибуток, тоді як 60 кг на гектар ― найнижчий. Найвищий чистий прибуток спостерігали за умови поєднання норми висіву 120 кг/га та кількості добрив 120 кг N/га, тоді як мінімальний прибуток був отриманий за норми висіву 120 кг/га, коли азотні добрива не вносили.
Трактор Case IH із системою SoilXplorer, що має систему зондування ґрунту в режимі реального часу, яка автоматично регулює робочі параметри знаряддя
Заощадження ресурсів
В іншому дослідженні (Bullock and others) було встановлено, що оптимальна густота висіву насіння кукурудзи може становити від 44 до 104 тис. насінин на гектар, а врожайність ― від 5,1 до 18,3 т/га. Моделювання показало, що за допомогою VRS фермери можуть збільшити свій дохід до 12 дол. на гектар у порівнянні з рівномірною нормою висіву.
Економічний аналіз показав, що VRS є цінним інструментом для зменшення втрат через надлишок поживних речовин у посівах низької якості. Висів зі змінною нормою забезпечує оптимальне використання інших сільськогосподарських ресурсів, таких як добрива.
VRS усуває подвійний висів на поворотних смугах і перерозподіляє оптимальну кількість насіння на неоднорідних полях. На однорідних полях рентабельність інвестицій у VRS буде низькою, тоді як на неоднорідних полях з диференційованими зонами продуктивності ґрунту рентабельність інвестицій буде набагато вищою.
Автоматичне керування секціями
Ще одне дослідження свідчить про те, що автоматичне керування секціями дає змогу в середньому заощадити 4,3% насіння, а також зменшити втрати врожаю кукурудзи на 17% у порівнянні з методами сівби, які неминуче призводять до подвійного висіву через перекриття і висів на поворотних смугах.
Завдяки VRS загальна кількість насіння, що використовують на полі, може бути меншою, що призводить до зниження викидів парникових газів від насінництва. Позитивний вплив VRS на викиди парникових газів також може бути зумовлений вищою врожайністю та меншою кількістю пального, необхідного для виробництва тієї самої кількості врожаю.
Дослідники акцентують на потребі розробити нову методологію досліджень з урахуванням неоднорідності ґрунту, використовуючи телеметричні системи та багатофункціональні методи ультрафіолетової (УФ), оптичної (VIS) та ближньої інфрачервоної (NIR) спектроскопії для оптимізації кількості насіння на одиницю площі та глибини його загортання під час сівби.
Вісім фактів про висів зі змінною нормою
- Висів зі змінною нормою особливо корисний на неоднорідних полях.
- VRS ефективно застосовувати, коли електропровідність ґрунту змінюється на полі в середньому кожні 25 м, а диференційне внесення NPK (азоту, фосфору, калію), коли рН змінюється в середньому кожні 50 м.
- Дослідники пояснюють: якщо фермер заробляє в середньому 100 євро на гектар, то використання змінних норм на 400 га окупиться за один рік.
- Висів зі змінною нормою забезпечує раціональне використання інших сільськогосподарських ресурсів, таких як добрива.
- Найефективніше і найприбутковіше застосовувати VRS, коли розмір господарства перевищує 150 га.
- Оптимальна густота рослин може підвищити врожайність, одночасно максимізуючи прибутки фермерських господарств.
- Автоматичне керування висівними секціями може в середньому заощадити 4,3% насіння кукурудзи, а також зменшити втрати врожаю кукурудзи на 17%.
- Майбутні багатофункціональні моделі для сталого контролю технології точного висіву, засновані на ультрафіолетовій (UV), оптичній (VIS) та ближній інфрачервоній (NIR) спектрометрії, дадуть змогу фермерам економити насіння, краще використовувати можливості ґрунту, підвищувати продуктивність рослин, зменшувати енергоспоживання і економічні витрати.