Зворотній дзвінок
Зворотній дзвінок

Ключовий принцип точного землеробства – обробляти поле відповідно до його особливостей та існуючих неоднорідностей. В першу чергу це стосується внесення добрив та ЗЗР. Сьогодні кожен агровиробник може проводити ці операції диференційовано зі змінними нормами на різних ділянках поля. Звичайно, для цього необхідно використовувати сучасну техніку та проводити дослідження власних полів для виявлення неоднорідностей. Кожне поле має свої особливості і відрізняється за рівнем вмісту гумусу, кислотністю, рельєфом, вологозабезпеченістю і десятком інших параметрами, що впливають на кінцеву врожайність. В рамках концепції точного землеробства можливо достатньо точно виявляти зони та ділянки з різними характеристиками. Для цього використовуються дрони та супутникові знімки, карти врожайності, проводиться агрохімічне обстеження. На основі зібраних даних створюються карти-завдання, за допомогою яких техніка може працювати зі змінними нормами. Проте ми живемо в час технологічного буму, і вже сьогодні на заході активно експерементують з технологіям, що дозволяють збирати, обробляти дані і одночасно з цим проводити диференційованого внесення добрив.

Як працюють оптичні сенсори в агро

Перші оптичні сенсори для сільського господарства почали з’являтись більше 20 років тому та були призначені виключно для вимірювання вмісту азоту в рослинах. Ок, «вимірювання» це не зовсім точне формулювання. Насправді такі оптичні сенсори не «вимірюють» вміст азоту чи його поглинання рослинами, як це відбувається в лабораторних умовах. Жоден сучасний оптичний датчик не визначить концентрацію азоту, фосфору, сірки чи будь якого іншого елементу в біомасі. Технологія працює простіше та розумніше – достатньо зрозуміти загальний стан біомаси. Фактично, такі сенсори оцінюють показники побічно, через співвідношення відбитого світла в декількох діапазонах і кількості хлорофілу в рослинах, розраховуючи вегетаційні індекси. Наприклад, індекс біомаси.Здорові, добре сформовані рослини при фотосинтезі поглинають більше червоного і синього світлового спектру та відбивають зелений. Цю особливість рослин і було покладено в основу роботи оптичних сенсорів. Для функціонування сенсорам необхідне джерело світла. Пасивна технологія передбачає використання сонячних променів, в той час, як активна технологія функціонує на штучних джерелах світла, таких як світлодіодні або ксенонові лампи. Як це завжди буває, кожна з технологій має свої як переваги, так і недоліки. Наприклад, пасивні сенсори можна використовувати лише вдень. Активні можуть застосовуватися як вдень так і вночі, проте якість обстеження сильно залежить від відстані між джерелом світла і рослиною, що не завжди можна досягти при роботі на полі.

Використання оптичних сенсорів

Як відбувається застосування оптичних сенсорів на практиці? Якщо говорити про внесення азоту, наприклад під озиму пшеницю, то зазвичай оптичні сенсори використовуються на весні починаючи з другого підживлення. Кількість біомаси, яку можна виміряти під час першого підживлення є відносно низькою і зазвичай недостатньою для внесення з використанням оптичних сенсорів, та і ризикувати з нормою внесення добрив на даному етапі розвитку рослини не варто. В такому випадку прийнято перше підживлення проводити за стандартною технологією.

На період, коли починається друге підживлення азотом і перед виходом рослини в трубку, є сенс використовувати оптичні сенсори для розрахунку оптимальної норми внесення. В цьому випадку підживлення проводиться диференційовано, а норма буде не фіксована та коливатись в рамках 20-100 кг/га діючої речовини. Виявлені під час сканування слабкі рослини підживлюються більше, а на ділянках з достатньо розвинутими посівами норма внесення зменшується. Таким чином проводиться розподіл азотних добрив та підвищується потенціал врожайності. Третє підживлення проходить також зі скануванням біомаси оптичними сенсорами. На цьому етапі підживлюються вже добре розвинені рослини з сильним колосом, для того щоб не обмежувати розвиток зерна та досягти більшого вмісту білка по всій площі. Слабші рослини підживлюються відповідно нейтрально. Норма внесення як і при другому підживленні буде коливатись 20-80 кг/га діючої речовини в залежності від стану рослин.

Зони сканування для сенсора, що встановлюється на даху техніки.

Що стосується використання технології восени, то тут потрібно підходити індивідуально, оскільки в цей період біомаси на полі зазвичай недостатньо. За інформацією DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft), в Німеччині осіннє внесення добрив та регуляторів росту з використанням оптичних сенсорів найчастіше відбувається при вирощуванні ріпаку. Це пов’язано з тим, що весною, після зимового обмерзання листків сенсор може некоректно аналізувати їх стан, при тому, що коріння та стебло будуть достатньо розвинуті. Тому часто дослідження стану посівів проводиться восени, а диференційоване внесення на його основі – весною. На ділянках, де восени була розвинута біомаса вноситься нижча норма азоту та навпаки.

Результатом використання оптичних сенсорів при внесенні азоту буде економія добрив на рівні 5-10% та приріст врожайності до 5%. Рівномірний розподіл азоту в залежності від стану вегетації дозволяє отримувати більш однорідні посіви та вищі значення протеїну рамках + 0,5%.

Внесення засобів захисту рослин

Якщо перші сенсори створювались саме з метою оптимізації внесення азоту, то у сучасних апаратів більш широке застосування. В першу чергу це стосується внесення засобів захисту рослин. І хоча для виявлення шкідників та захворювань технологія вважається експериментальною, то застосування оптичних сенсорів для боротьби з бур’янами, особливо в міжрядді просапних культур є досить ефективним. Наприклад, сенсори WeedSeeker встановлюються на кожну з форсунок обприскувача і під час руху полем автоматично і безперервно сканують рослинний покрив. Виявляючи бур’яни, комп’ютер подає робочий розчин на форсунки, під якою вони були виявлені. Таким чином препарат попадає точно на бур’ян. При внесенні гербіцидів контактної групи це дозволяє отримувати колосальну економію ЗЗР.

Встановлені на штанзі сенсори WeedSeeker регулюють подачу робочого розчину на форсунки під якими знаходиться бур’ян.

Інший напрямок, де використання оптичних сенсорів є виправданим – внесення регуляторів росту. Їх застосування залежить від багатьох параметрів – сорту, густоти посівів, їх стійкості, рівня забезпечення поживними речовинами, часу посіву і т.д. В залежності від цього оптимальне дозування регуляторів росту буде сильно коливатись. Неправильно підібрана норма внесення може призвести до деградації кореневої системи, порушення колосіння, деформації колосків у зернових культур. 

Карта поля озимого ріпаку з розрахованим індексом вегетації (зліва) та картограма на диференційне внесення регуляторів росту (зправа)

Правило диференційованого внесення регуляторів росту з використанням оптичних сенсорів формулюється наступним чином: слабкі рослини з низьким індексом біомаси отримують меншу кількість регуляторів росту, ніж в середньому по полю. На більш розвинутих ділянках доза зростає, що дозволяє приглушити розвиток рослини перед зимівлею. Таким чином аграрій отримує вищий потенціал врожайності та економить на препаратах.

Які сенсори доступні на ринку?

Якщо говорити при використання оптичних сенсорів в Україні, то господарств, де технологія використовується, сьогодні можна нарахувати не більше двох десятків. Це пов’язано як зі складністю та новизною технології, так і достатньо високою вартістю сенсорів. Взагалі, оптичні сенсори це не той інструмент з якого зазвичай починають впроваджувати точне землеробство. В Україні ще не всі аграрії використовують базові технології, такі як паралельне водіння, відключення секцій обприскувача та рядків сівалки. Оптичні сенсори – це як вишенька на торті для господарств що відпрацювали базові технології і прагнуть максимально підвищити свою ефективність. Якщо це про ваше господарство і ви розглядаєте можливість вносити азот чи ЗЗР диференційовано використовуючи оптичні сенсори, то обов’язково зверніть увагу на наступні апарати:

Yara N-Sensor

Перший комерційний сенсор на ринку, який Yara представила ще в 1999 році. Сам апарат монтується на даху техніки і складається з двох діодних спектрометрів, волоконної оптики і мікропроцесора. Спектрометри сканують рослини на площі 50 м2 збираючи відбивну здатність з довжиною світлової хвилі в діапазоні від 350 до 1100 нанометрів з чотирьох точок навколо трактора. Сьогодні компанія Yara випустила дві моделі сенсора – N- Sensor та N- Sensor ALS. Модель ALS має вбудоване джерело світла, що дозволяє працювати техніці вночі.

Yara N-Sensor встановлений на даху трактора John Deere

Isaria/CLAAS Crop Sensor

Isaria Crop Sensor був розроблений німецькою компанією Fritzmeier Umwelttechnik разом з Мюнхенським технічним університетом. Пізніше до проекту приєднався CLAAS, інтегрувавши сенсор під ISOBUS. Isaria Crop Sensor має вигляд алюмінієвої штанги шириною 6,9 м, на кронштейнах якої кріпляться дві сенсорні головки на висоті 40-100 см над рослинами. Розміщення сенсорів під прямим кутом до посівів дозволяє отримувати вищу точність результатів сканування. Кожна сенсорна головка обладнана фотодіодами, що уловлюють відбите світло від чотирьох LED діодів. Розрахунковий індекс вегетації REIP (Red edge inflection point) базується на чотирьох довжинах світлових хвиль від червоного до інфрачервоного спектру та відображає стан вегетації рослин. Окрім дослідження стану вегетації рослин, Crop Sensor має можливість підгружати історичні карти врожайності та дані агрохімічних досліджень, коригуючи норму внесення при  роботі техніки.

Claas Crop Sensor встановлений перед трактором

OptRx Crop Sensors

Компанія Ag Leader є розробником сенсора OptRx на основі системи CropCircle від Holland Scientific. OptRx це активна система з власними світлодіодами, що може працювати незалежно від денного світла. Три фотодіода вловлюють та вимірюють відбите рослинами світло на від 60 до 160 см. OptRx працює на основі вегетаційних індексів NDVI і NDRE з комбінації трьох довжин хвиль в NIR діапазоні – 670, 730 и 780 нм. Електронні карти і зібрані дані можна передавати в програмне забезпечення SMS ™ або AgFiniti Mobile, без необхідності купувати ПО для зшивання фотографій.


Консультант
Отримайте безкоштовну консультацію

Телефонуйте за номером +380 67 829 10 80
або залиште свої контактні дані і ми з вами зв'яжемося

Зворотнiй дзвінок