Агрохимическая политика в АПК: уроки прошлого и современные задачи (стр. 11 )

Современные методы дистанционного мониторинга для дифференцированного внесения средств защиты растений

, заместитель директора ГНУ ВИЗР

Одним из путей решения проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды средствами защиты растений является разработка методов дифференцированного внесения пестицидов с учетом гетерогенности распределения вредных объектов на поле. Для этих целей в настоящее время активно ведутся работы по совершенствованию методов дистанционного мониторинга засоренности посевов сельскохозяйственных культур сорной растительностью и поражения вредными организмами. Технологический процесс дифференцированного внесения средств защиты растений включает следующие основные этапы:

– геокодированный съем информации о гетерогенности распределения вредных объектов на поле;

– принятие решения о необходимости применения средств защиты растений;

– дифференцированное внесение средств защиты растений с использованием систем для дискретного управления рабочими органами опрыскивателя.

Значительный прогресс в решении указанных задач достигнут для борьбы с сорной растительностью. Для дифференцированного внесения средств защиты растений для борьбы с вредителями и болезнями из-за сложности съема информации работы находятся на начальном этапе исследования.

Для съема информации о засоренности полей с/х культур используют системы датчиков. В основном для этих целей применяется оптические и оптикоэлектронные датчики, которые способны отличать сорную растительность от культурных растений. При использовании таких систем датчиков технологический процесс съема информации и дифференцированного внесения средств защиты растений происходит в реальном времени. Схема работы опрыскивателя с использованием данной системы датчиков представлена на рис. 1.

Рисунок 1

Схема работы системы дифференцированного внесения средств защиты растений с оптикоэлектронными датчиками

Недостатком использования оптических оптикоэлектронных датчиков является то, что необходимо учитывать время прохождения и обработки сигнала от датчиков о наличии сорной растительности до выдачи команды на работу исполнительных механизмов опрыскивателя. Данный фактор снижает точность работы вышеуказанной системы. В связи с этим используются другие системы для съема информации с помощью видеокамер с высокой разрешающей способностью. При использовании видеокамер для съема информации обеспечивается дигитальная расшифровка полученных изображений участков поля, что позволяет определять видовой состав сорняков. Данная система съема информации повышает точность съема информации и позволяет вносить средства защиты растений с более высокой точностью.

ГНУ ВИЗР совместно с Университетом Аэрокосмического приборостроения разработана система геокодированного съема информации на основе видеокамер с помощью сверхлегких летательных аппаратов, а также принципиально новый метод дешифровки полученных изображений. Суть метода заключается в следующем. Поскольку форма и цвет сорной растительности разнообразны, автоматизированное ее выделение на исходном изображении представляет собой весьма нетривиальную задачу. Проще решить обратную задачу. Как правило, посевы имеют однородно-периодическую структуру и сильно контрастируют с окружающими объектами, следовательно, необходимо удалить с исходного изображения основную культуру, а затем определять степень поражения поля. Для этих целей эффективным оказался метод анализа в частотной области. Для преобразования исходного изображения в частотную область используется прямое дискретное преобразование Фурье.

После фильтрации фурье-образа оптимальным режекторным фильтром на исходном изображении остаются только пораженные области, по площади которых легко определить степень зараженности поля и принять решение о необходимости дифференцированного внесения средств защиты растений. Кроме того, по координатам местоположения участков засоренности можно составить карту и определить оптимальный маршрут движения летательного аппарата или опрыскивателя с бортовым компьютером.

Рисунок 2

Фотография капустного поля до и после обработки
с помощью фильтров

НОВЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ПЛОДОВЫХ И ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ОТ БОЛЕЗНЕЙ

 Д., ведущий научный сотрудник ВИЗР, к. б. н.

Разрабатываемые системы защиты плодовых и овощных культур основываются на интегрированных методах борьбы, где важное значение придается экологически безопасным системам земледелия, новейшим технологиям, сортам интенсивного типа, а также рациональному сочетанию менее опасных для агробиоценозов химических и микробиологических препаратов. Этим и объясняется необходимость формирования ассортимента фунгицидов, соответствующего высокой эффективности и безопасности для окружающей среды. Оптимизация химических обработок достигается путем использования сильных токсикантов широкого спектра фунгицидной активности и пролонгированного эффекта, более низких норм расхода препарата, прогрессивных препаративных форм. Повышение рентабельности проводимых обработок достигается более совершенным и качественным нанесением препарата на обрабатываемую культуру с помощью современной аппаратуры. Другой способ – экономия расхода фунгицида: дозировка препарата и расход рабочей жидкости определяется высотой растения. Получение экологически чистой продукции достигается минимизацией химических обработок культуры, проведением их в оптимальные сроки по прогнозу появления и массового развития инфекции, что позволяет снизить вредоносность болезни.

Современный ассортимент фунгицидов для защиты плодового сада, сформированный в основном для борьбы с наиболее вредоносными заболеваниями как парша и мучнистая роса, представлен разными химическими классами: медь - и серосодержащими препаратами, дитиокарбаматами, фталимидами, бензимидазолами, пиримидинами, сульфамидами, анилинопиримидинами, триазолами, аналогами стробилуринов и микробиологическими препаратами на основе бактерий и продуктов их жизнедеятельности: Bacillus subtilis, Pseudomonas auerefaciens и Pseudomonas fluorescens. Рекомендованные препараты различаются механизмом действия и спектром фунгицидной активности против фитопатогенов. Часть препаратов имеет контактное действие и подавляет только наружную инфекцию, другие обеспечивают системное распределение фунгицида в ткани растения, и таким образом останавливают развитие грибов. Главной мишенью их поражения являются стеролы, необходимые для формирования клеточных мембран гриба, без которых патоген не развивается и погибает. В последнее время ассортимент пополнился препаратами иного механизма действия (аналоги стробилурина), которые не обладают истинно системными свойствами, им свойственен трансламинарный эффект, а также квазисистемное или мезосистемное перемещение действующего вещества по растению. Действующее вещество переносится в процессе диффузии в газообразной фазе, что обеспечивает более длительную защиту. Экологическая целесообразность применения аналогов стробилурина была подтверждена нами в садоводческих районах России (Тамбовской, Ростовской, Московской областях и Краснодарском крае). В результате этого существенно повысилась эффективность проводимых защитных мер: улучшилась товарность плодов и их сохранность в зимний период. На обработанных участках сада была собрана только стандартная продукция, которая более 3-х месяцев практически не поражалась монилиозом и плодовыми гнилями разной этиологии (эффективность составила 100–95%). Наряду с этим увеличился прирост молодых побегов на 28–37% и облиственность кроны на 41–45% и замедлилось старение листьев. Среди нежелательных последствий применения этой группы фунгицидов является появление резистентности. Эту проблему решают новые комбинированные препараты на основе стробилуринов Терсел, ВДГ и Беллис, ВДГ, показавшие высокую эффективность на яблоне.

Большинство рекомендованных фунгицидов для защиты овощных культур представлено микробиологическими препаратами, содержащими антагонисты грибной и бактериальной природы. Овощная продукция в большинстве случаев используется в сыром виде, где не допускается остаточных количеств препарата. В связи с чем очень важным является пополнение крайне бедного ассортимента фунгицидов на овощных культурах открытого и защищенного грунта фунгицидами нового поколения. Нашими исследованиями, проведенными в разных почвенно-климатических зонах России, доказана перспективность использования нового продукта мандипропамид химического класса мандиламиды в борьбе с возбудителями пероноспороза на луке и огурце, фитофтороза на томате. Препарат распределяется по растению трансламинарно и характеризуется некоторой куративной активностью, ингибируя рост мицелия гриба и его спорообразование. Высокую устойчивость к осадкам обеспечивает способность адсорбироваться восковым слоем растений. Расширена возможность применения стробилуринов на ряде овощных культур: морковь, лук, томат открытого грунта.

Таким образом, пополнение ассортимента фунгицидов препаратами нового поколения станет гарантией планируемых урожаев высокого качества и экологически чистой продукции.

Опасность новых эпифитотий стеблевой ржавчины хлебных злаков в связи с распространением расы Ug 99

Ржавчина хлебных злаков, в том числе и стеблевая ржавчина, вызываемая грибом Puccinia graminis sp. tritici исторически являлись самыми вредоносными болезнями пшеницы. Потери урожая от ржавчинных болезней при благоприятных для развития паразитов условий могут достигать 70% (McIntosh, 2009). «Зеленая революция», инициатором которой являлся Нобелевский лауреат Норман Барлауг, привела к значительному увеличению урожайности зерновых культур за счет создания высокопродуктивных сортов. Одной из основных составляющих успеха «Зеленой революции» было создание сортов пшеницы устойчивых к стеблевой ржавчине. Интенсивные исследования, начатые в средине 20 века по поиску эффективных генов устойчивости зерновых культур к ржавчинным болезням, позволили внести в международный каталог около 50 генов устойчивости к стеблевой ржавчине (McIntosh et al., 1998). Чужеродные гены от различных видов пшеницы, а также от пырея и ржи отличались наибольшей эффективностью против существующих рас стеблевой ржавчины. При этом только один, из 50 известных, ген Sr2 , перенесенный в пшеницу от Triticum dicoccum был не расоспецифическим, детерминировал медленное развитие болезни и отличался длительной устойчивостью.