Агрохимическая политика в АПК: уроки прошлого и современные задачи (стр. 14 )

Плодородие почвы – это основа устойчивого развития, определяемого как развитие, которое обеспечивает потребности ныне живущего поколения и не лишает будущие поколения возможности удовлетворять свои потребности. Основой устойчивости и сбалансированности агросистем является их биологизация, что предполагает прежде всего оптимизацию циклов биофильных элементов, в первую очередь азота.

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В ПРОИЗВОДСТВО В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

 П., директор АФИ, член-корреспондент РАСХН, д. с.-х. н., профессор,  В., заведующий сектором, к. т. н.,
, заведующий отделом, д. с.-х. н.,
, заведующий лабораторией

Точное земледелие (ТЗ) – фундаментальная наука, занимающаяся разработкой стратегии и тактики земледелия, а также оперативным управлением продукционным процессом сельскохозяйственных растений с учётом биологических особенностей культуры и сорта, локальных условий почвенного питания растений и микроклиматических особенностей территории. Точное земледелие ещё называют топоориентированным земледелием, земледелием по предписанию, точным сельским хозяйством, корректным сельским хозяйством и т. д. ТЗ является одним из самых современных и перспективных направлений в земледелии. В мировом сельскохозяйственном производстве практическим внедрением технологий точного земледелия (Precision Agriculture) занимаются немногим более 10 лет. Но уже сейчас около 80% фермеров в США используют эту технологию или её отдельные элементы. В России, как и в Украине, с ТЗ познакомились сравнительно недавно, около 5 лет назад. С 2009 г. формируется государственная программа развития точного земледелия и в Беларуси.

В настоящее время на международном уровне действует несколько проектов и программ внедрения ТЗ в производство. Одним из таких успешных проектов является проект Farmstar, обеспечивающий создание таких информационных продуктов для сельскохозяйственных кооперативов и фермеров, которые помогают им улучшить контроль за посевами, используя идеологию ТЗ.

Проект Farmstar разработала компания EADS (Astrium) совместно с аграрными институтами, такими как ARVALIS (для пшеницы и кукурузы), Cetiom (для рапса) и ITB (для сахарной свеклы). Основными заказчиками, использующими разработки ТЗ, выступают крупные сельскохозяйственные кооперативы разных стран. Система взаимоотношений между разработчиками проекта и заказчиками действует на договорной основе. Только за 2003–2004 гг. услугами Farmstar воспользовались 800 фермеров, обрабатывающих 37 000 га. За счет реализации ТЗ увеличение валовой прибыли по пшенице у них составляло в среднем €25–35/га.

Разработкой и внедрением информационных технологий ТЗ АФИ занимается последние пять лет. Практическое внедрение начато с 2006 г на опытных полях Меньковской опытной станции (600 га).

За три года исследований, только за счет дифференцированного внесения средств химизации на участках, где использовалось ТЗ, сэкономили более половины от обычно вносимых минеральных удобрений. При этом получили урожайность яровой пшеницы на 22% выше, чем при высокоинтенсивной технологии, в которой применяли ту же технику, но использовали средства химизации традиционным способом. Урожайность в производственных посевах яровой пшеницы достигла 40–51 ц/га и могла быть увеличена еще более, но сдерживалась продуктивностью сорта. Однако не только высокий экономический эффект за счет увеличения урожайности, но воспроизводство почвенного плодородия, высокое качество урожая, уменьшение сброса питательных веществ в водотоки и водоемы обеспечивают совокупный эколого-экономический эффект внедрения ТЗ в производство.

Практическое внедрение ТЗ в хозяйствах Ленинградской области начато совсем недавно. В прошедшем 2008 г. силами специалистов АФИ были обследованы два хозяйства общей площадью около 200 га. В 2009 г. Комитет по АПК Ленинградской области заказал АФИ обследовать уже более 7000 га сельхозугодий. Подобное обследование, проведенное по методике ТЗ, позволяет получить электронные карты полей и разбить поля на элементарные участки заданных размеров. Для проведения почвенно-агрохимического обследования использовался мобильный автоматизированный комплекс, позволяющий осуществлять отбор проб почвы по заданному маршруту с одновременным составлением электронной карты отбора проб. Устройство отбора почвенных проб с GPS-привязкой реализовано на базе автомашины «Нива». Только такой тип обследования может обеспечить последующую навигацию прецизионной техники внесения удобрений по выбранному маршруту.

Для своевременного представления данных агрохимического обследования институтом сформирована лаборатория почвенно-агрохимических исследований, получившая аккредитацию в системе СААЛ. Лаборатория оснащена и продолжает оснащаться новейшей приборно-аналитической техникой, предназначенной для проведения детальных научных исследований. Кроме того, для проведения массовых агрохимических анализов обследованных почв лаборатория имеет соответствующее оборудование, а также аппаратуру и для экспресс-анализов по растительной и почвенной диагностике.

В настоящее время в АФИ разрабатываются новые управляющие элементы системы ТЗ, включая как новые приборы и оборудование, так и новые удобрения и средства регуляции роста и развития растений (препарат «Стимулайф»).

Дальнейшие этапы формирования ТЗ предусматривают разработку систем оперативного (полевого) контроля за состоянием почв и растений. В настоящее время в АФИ осуществляется разработка приборов и оборудования ТЗ нового поколения, призванных оценивать изменения агрохимических и агрофизических показателей пахотного слоя почвы не только в стационарном режиме, но и во время движения сельскохозяйственных агрегатов.

ПУТИ И ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АГРОФИЗИЧЕСКОЙ АМС КАК ЭЛЕМЕНТА ТЕХНОЛОГИИ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

 В., ведущий научный сотрудник Агрофизического НИИ,
к. т. н., старший научный сотрудник, , старший научный сотрудник Агрофизического НИИ, , ведущий инженер Агрофизического НИИ

В мире производится большое количество автоматизированных метеорологических станций для обслуживания объектов различных отраслей, деятельность которых зависит от погодных условий. В ряду этих отраслей сельское хозяйство занимает одно из первых мест. АМС поставляют на рынок фирмы ELE International Ltd. и Delta-T Devices (Англия), Vaisala (Финляндия), Dinamax Inc.(США), A. Paar (Австрия). В России АМС для метеорологических наблюдений разработаны Центральным конструкторским бюро гидрометеорологического приборостроения (г. Обнинск) – «Метеорологический комплекс МК», ВНИИ измерительной техники (г. Королев) – «Устройство контроля метеопараметров Модель МС-1». Имеется также совместная разработка ИРАМ и Vaisala – «Автоматизированная ИИС «Погода». В Главной Геофизической обсерватории (Санкт-Петербург) разработана АМС типа АМИИС-2000 для замены метеостанций в сети Роскомгидромета. Основное назначение таких АМС в агрометеорологии – это получение информации для локального прогноза опасных для культурных растений метеоусловий, таких как заморозки, гололед, пыльные бури, условия возникновения и развития болезней и вредителей.

Как правило, измерительная информация агрометеостанций используется в математических моделях и алгоритмах прогноза опасных метеоусловий, являющихся чисто эмпирическими (регрессионными). В Агрофизическом научно-исследовательском институте проводятся также работы по использованию локальной агрометеоинформации для предсказания критических явлений в агроландшафтах на основе динамических моделей, которые являются более точными и универсальными. Разработанная а Агрофизическом институте АМС-АФИ за счет обеспечения градиентных (двухуровневых) измерений температуры и влажности воздуха (парциального давления водяных паров), скорости ветра пригоден для выполнения названных функций. Разработка и применение агрометеорологических информационно-измерительных систем (ИИС) и информационно-вычислительных комплексов (ИВК) на протяжении десятилетий являлась одной из центральных проблем в системе научных направлений Агрофизического института. При формировании требований к создаваемым системам одним из руководящих принципов служило четкое понимание системного характера рассматриваемых вопросов. Возникшее в рамках системного подхода понятие инструментального контроля (ИК) полевых агротехнологий и, в частности, его центральная часть – текущий контроль, под которым понимается, в основном, локальная агрометеорологическая информация, получаемая при реализации технологического процесса в полевых условиях, является основной сферой приложения и назначения агрометеорологических агрофизических ИИС, автоматических метеорологических станций (АМС) и ИВК.

Обозначенный ряд проблем и, в том числе, место и роль текущего ИК в общей проблематике точного земледелия, направлен на возрождение агрофизического приборостроения на базе современных технических и технологических достижений и системного подхода. В рамках решения поставленных задач нами разработан и испытан в полевых условиях в течение вегетационного периода сезона 2007 г. (май – октябрь), макет агрофизической полевой агрометеорологической ИИС. По результатам испытаний разработана структура, подготовлен и испытан в сезон 2008 г. макет многофункциональной 32-канальной автоматической агрометеорологической станции. Оба комплекса реализованы как распределенная система, могущая включать от одного до нескольких узлов (модулей) и центрального управляющего процессора. Каждый узел – модуль удаленного сбора информации (МУСИ) является самостоятельным устройством и выполняет несколько функций: прием команд от центрального процессора (ЦП); съём показаний датчиков; оцифровку данных; связь с персональным компьютером (ПК) для пересылки результатов измерений. Очевидным преимуществом выбранной распределенной системы является сведение множества кабелей от датчиков к одной «витой паре», увеличение надежности, гибкости и эффективности. Возможность цифрового канала зависит только от оконечных устройств, информация канала становится двунаправленной. Появляется возможность удаленной параметризации и калибровки датчиков и чувствительных элементов. Наличие единой базы параметров (ПК), обслуживание всех подключенных к цифровому каналу передачи данных оконечных устройств с одного места позволяют выполнять обслуживание и управление на более высоком уровне.