CC BY
40
ОБРАБОТКА ПОЧВЫ
&-
СсИ 10.24412/0044-3913-2022-3-32-36 УДК 631.58:551.5
Основная обработка почвы и формирование азотного режима в системе точного земледелия
Н. В. АБРАМОВ, доктор
сельскохозяйственных наук,
профессор (e-mail:
vip.anv.55@mail.ru)
С. А. СЕМИЗОРОВ, кандидат
сельскохозяйственных наук,
доцент
А. М. ОКСУКБАЕВА, аспирант
Государственный аграрный университет Северного Зауралья, ул. Республики, 7, Тюмень, 625003, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения роли основной обработки почвы в формировании азотного режима при использовании систем спутниковой навигации в технологических процессах возделывания яровой пшеницы. Работу выполняли в 1978-2020 гг. в северной лесостепи Тюменской области. Схема опыта предусматривала следующие системы основной обработкилугово-чернозёмной почвы: отвальная - вспашка под однолетние травы на глубину 25...27см, под яровую пшеницу - на 20. 22 см (контроль); дифференцированная - отвальная под однолетние травы на 25.27см, мелкая на 10.12 см культиватором под яровую пшеницу; безотвальная - глубокое рыхление на 45 см под однолетние травы, культивация на 10.12 см под яровую пшеницу; нулевая - без основной обработки почвы (прямой посев). Работу выполняли в зерновом севообороте с занятым паром (горох с овсом на сенаж - пшеница -пшеница). Отбор почвенных проб с привязкой к географическим координатам, параллельное вождение агрегатов при выполнении технологических операций, дифференцированное внесение удобрений проводили с использованием систем спутниковой навигации. Дифференцированное внесение минеральных удобрений в режиме off-line с учётом содержания сч азота в нитратной форме снижало его О пространственную вариабельность при N посеве яровой пшеницы на 7,8 %, кфазе ^ кущения -на9,3%со средним уровнем Z обеспеченности культурных растений ® N-NO3 (10,2.12,7 мг/кг) в пахотном слое. q Безотвальная обработка и ее отсутствие де увеличивали урожайность яровой пше-® ницы на 0,46...0,47т/га, по сравнению со 5 вспашкой. Оптимизация минерального ® питания, несмотря на увеличение нормы
азотных удобрений в указанных вариантах повышала прибыль на 5808.8596руб./га при уровне рентабельности производства зерна 59,3. 78,7 %.
Ключевые слова: система основной обработки почвы, азотный режим, дифференцированное внесение, минеральные удобрения, системы спутниковой навигации, яровая пшеница (ТгШоит аеэШит).
Для цитирования: Абрамов Н. В., Се-мизоров С. А., ОксукбаеваА. М. Основная обработка почвы и формирование азотного режима в системе точного земледелия // Земледелие. 2022. № 3. С. 32-36. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-32-36.
Система основной обработки почвы в севообороте один из решающих факторов, которые оказывают влияние на обеспеченность культурных растений нитратным азотом. Вопрос о применении отвальной или безотвальной обработки почвы в различных почвенно-климатических условиях очень важен, так как связан с воспроизводством плодородия почвы [1, 2, 3].
Азот часто выступает одним из основных агрохимических факторов почвенного плодородия в системах питания культурных растений [4, 5]. Он входит в простые и сложные белки, в состав нуклеиновых кислот, содержится в хлорофилле, фосфати-дах, алкалоидах и других органических веществах растительной клетки [5, 6]. Уровень содержания азота в почвах определяет продуктивность и качество сельскохозяйственных культур. Основные факторы регулирования азотного режима почвы -научно-обоснованные севообороты, обработка почвы, органические и минеральные удобрения.
Увеличение доли химической энергии в энергетическом балансе интенсивного земледелия создает предпосылки для сокращения затрат механической энергии на обработку почвы. Это определяет мировые тенденции минимализации основной обработки почвы по мере наращивания химизации земледелия. Однако
замена вспашки безотвальной обработкой и уменьшение ее глубины приводит к снижению биологической активности почвы и минерализации ее органического вещества [7]. Как результат, обработка почвы без оборота пласта проигрывает традиционной отвальной по накоплению нитратного азота в слое 0... 30 см [8, 9]. Общепринятая же схема внесения минеральных удобрений усредненной нормой по вариантам изучаемых систем основной обработки почвы изначально ставит их в неравные условия по обеспеченности культур азотом. Цифровые технологии открывают возможности для автоматизации производственных процессов при возделывании сельскохозяйственных культур. Это новое направление в аграрном секторе набирает обороты [10, 11]. Цифровое земледелие (Digital Farming) использует всю имеющуюся информацию о состоянии агроценозов, технических параметров механизмов для выработки инновационных технологий выращивания культур с применением систем спутниковой навигации [12, 13, 14]. В сочетании с тематикой и управлением банком данных точное земледелие повышает точность операций и позволяет управлять вариабельностью параметров плодородия внутри поля [15, 16, 17]. В результате для агроценозов формируются оптимальные условия продуцирования. Использование космических систем в технологических процессах возделывания сельскохозяйственных культур изменяет функцию обработки почвы в формировании азотного режима [17, 18, 19].
Цель исследований - изучить роль основной обработки почвы в формировании азотного режима при использовании систем спутниковой навигации в технологических процессах возделывания яровой пшеницы. В задачи исследований входило: установить влияние основной обработки почвы на динамику накопления нитратного азота в период вегетации яровой пшеницы;
изучить обеспеченность культурных растений N-N03 при дифференцированном внесении азотных удобрений в режиме off-line;
дать агроэкономическую оценку инновационного подхода к проведению основной обработки почвы с использованием систем спутниковой навигации.
Рис. 1. Картосхема с элементарными участками.
Эксперименты по изучению различных систем основной обработки почвы проводятся с 1978 г В этой публикации анализируются результаты 2019-2020 гг., в сравнении с формированием азотного режима в 1978-1991 и 2009-201 1 гг. Почва опытного поля - лугово-черноземная, осолоделая, маломощная, тяжелосуглинистая, характеризующаяся высоким естественным плодородием. Содержание гумуса в слое 0...30 см составляет 7,96 %, актуальная кислотность -6,9 ед. рНводн. Содержание подвижного фосфора и калия по шкале Чирикова классифицируется как повышенное и очень высокое - соответственно 120.140 и 124.175 мг/ кг, что обеспечивает формирование хороших урожаев зерновых культур даже без применения фосфорных и калийных удобрений.
Метеоусловия 2019 г. были благоприятными для выращивания яровой пшеницы. Сумма активных температур составила 2180 °С, осадков за вегетационный период - 324 мм, ГТК равнялся 1,49. В 2020 г. погода была менее благоприятной, так как при сумме активных температур 2463 °С и 226 мм осадков ГТК составил 0,92.
Нитратный азот определяли по Грандваль-Ляжу (ГОСТ 27894.4-88) перед посевом, в фазе кущение - выход в трубку, перед уборкой яровой пшеницы по слоям 0.10, 10...20. 20.40 см.
Урожайность яровой пшеницы учитывали прямым комбайнированием Sampo-500 в 3-кратной повторности с пересчетом на 100 %-ную чистоту и 14 %-ную влажность. Экономическую эффективность обработки почвы и минерального питания рассчитывали по общепринятой методике. Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием про-
граммных продуктов «Oda 1», «Oda 2», разработанных на кафедре ЭМ и ВТ ГАУ Северного Зауралья.
Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов систем основной обработки почвы зернового севооборота с занятым паром (горох с овсом на сенаж - яровая пшеница - яровая пшеница):
отвальная - вспашка плугом на глубину 25.27 см под однолетние травы, на 20.22 см под яровую пшеницу (контроль);
дифференцированная - отвальная под однолетние травы на 25. 27 см, мелкая обработка на 10.12 см стерневым культиватором KOS под яровую пшеницу;
безотвальная - глубокое рыхление на 45 см чизельным плугом ПЧН-2,3 под однолетние травы и мелкое на 10.12 см стерневым культиватором KOS под яровую пшеницу;
нулевая - без основной обработки почвы (прямой посев).
Эффект от положительного влияния ресурсосберегающих систем основной обработки будет более сильным при достижении внутри-польной выровненности по агрохимическим показателям почвенного плодородия, так как на отдельных участках они могут быть фактором, ограничивающим формирование хороших урожаев. В системе точного земледелия предполагается переход на дифференцированное внесение минеральных удобрений с учётом содержания элементов питания по элементарным участкам (в нашем опыте - по вариантам обработки и повторностям). При пространственной неоднородности полей по почвенному плодородию необходим иной подход к составлению агрохимических картограмм и их дальнейшему использованию. Алгоритм управления продукционными процессами агроценозов в режиме off-line предусматривает детальное агрохимическое обследование почвы поля. Для этого создаётся картосхема с элементарными участками, которые фиксируются в географических координатах (рис. 1).
Отбор почвенных проб проводили автоматически пробоотборником
Рис. 2. Картограмма содержания нитратного азота в почве, мг/кг.
СО (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
Ы
О м м
см см о см со
ш ^
Ф
Ч
ш ^
2
ш м
Рис. 3. Карта задания дифференцированного внесения удобрений.
конструкции ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья (г Тюмень), позволяющим отбирать смешанную пробу в слое 0.. .40 см за 4.. .7 с в зависимости от плотности почвы. Почвенные пробы отбирали мобильным комплексом на базе автомобиля УАЗ-23632.
Полученные данные по содержанию элементов питания неусредняли по полям севооборота, а учитывали при внесении минеральных удобрений по микроучасткам. Агрохимическую картограмму в цветовой гамме с фактическими данными по содержанию нитратного азота составляли по элементарным участкам (рис. 2).
После создания электронной карты опытного поля, его агрохимического обследования составляли карту задания для дифференци-
1. Содержание нитратного азота в почве в зависимости от систем основной обработки почвы при традиционном применении азотных удобрений (среднее
за 1978-1983 гг.), мг/кг
Система основной обработки почвы До внесения удобрений В фазе кущения пшеницы после внесения 1\1ю„ 60
0.20 см 20.40 см 0. 40 см 0.20 см 20.40 см 0. .40 см
Отвальная 10,1 5,7 7,9 16,6 6,9 11,8
Дифференцированная 11,8 5,8 8,8 15,2 7,7 11,5
Безотвальная 8,0 4,1 6,1 10,8 5,0 7,9
Нулевая 6,3 3,0 4,7 10,1 4,2 7,2
НСР05 1,8 1,2 1,5 2,3 1,7 1,9
рованного внесения удобрений, которую экспортировали в бортовой навигационный компьютер (БНК) трактора (рис. 3).
Дифференцированное внесение азотных удобрений перед посевом зерновых культур выполняли в автоматическом режиме при движении посевного агрегата по делянкам опыта. Приёмник навигационных сигналов передавал сигнал о местоположении агрегата на поле бортовому навигационному компьютеру, содержащему в себе электронную карту задания. БНК, обработав информацию, подавал сигнал о заезде
до среднего мг/кг. Одним из
на элементарный участок (повтор-ность опыта). Блок управления БНК передавал задание линейному ак-туатору размера выхода (закрытия) рабочей части катушки для внесения аммиачной селитры согласно карте задания. Этот процесс обеспечивал дифференцированное внесениеудобрений с учетом содержания нитратного азота в почве и планируемой урожайности культуры по повторно-стям и вариантам опыта.
Согласно результатам опытов, проведенных ранее, система основной обработки почвы без оборота пласта снижала накопление нитратного азота до внесения минеральных удобрений перед посевом яровой пшеницы в слое 0.40 см до 4,7. 6,1 мг/кг (табл. 1).
Ежегодная отвальная и дифференцированная системы обработка способствовали увеличению содержания N-NО3 в слое 0.40 см к посеву зерновых до внесения азотных
удобрений до 7,9.8,8 мг/кг почвы, что также соответствовало низкому уровню величины этого показателя. Однако в слое 0.20 см эти системы основной обработки почвы обеспечивали накопление N-N0, уровня - 10,1 и 11, основных источников пополнения почвы азотом для растений выступает внесение минеральных удобрений. Врезание перед посевом яровой пшеницы аммиачной селитры в дозе 60 кг/га д.в. способствовало увеличению содержания нитратного азота в слое 0.20 см к фазе кущение - выход в трубку в вариантах отвальной и дифференцированной систем основной обработки до высокого уровня (15,2.16,6 мг/кг). Преимущество этих систем по содержанию N-N03 отмечено и в слое 0.40 см - 11,5 и 11,8 мг/кг почвы. Рост количества нитратного азота после внесения минеральных удобрений отмечен также при безотвальной обработке и в варианте с ее отсутствием, но только до среднего уровня обеспеченности в слое 0.20 см (10,1.10,8 мг/кг) и низкого в слое 0.40 см (7,2. 7,9 мг/кг).
То есть, в вариантах с отвальной и дифференцированной системами основной обработки формировался более благоприятный в опыте азотный режим почвы для культурных растений, по сравнению с безотвальной и нулевой, при которых зафиксировано снижение урожайности яровой пшеницы на 0,30 и 0,95 т/га при абсолютных значениях 3,45 и 2,82 т/га соответственно против 3,77 и 3,78 т/га по вспашке и дифференцированной обработкам. Между величиной этого показателя и содержанием нитратного азота в пахотном слое на фоне изучаемых систем основной обработки почвы отмечена средняя положительная связь (г=0,472). Согласно коэффициенту детерминации нитратный азот в фазе кущение -выход в трубку определял величину сбором зерна яровой пшеницы всего лишь на 22,3 %.
По многим водно-физическим свойствам (содержание продуктивной влаги, интенсивность испарения с поверхности поля, структура почвы, её водопрочность и др.)почвы, варианты с обработкой почвы без оборота
2. Содержание нитратного азота в слое почвы 0...30 см в зависимости от основной обработки почвы при дифференцированном внесении азотных удобрений (среднее за 2009-2011 и 2019-2020 гг.), мг/кг
Система обработки почвы Сроки отбора почвенных образцов
перед посевом после внесения удобрений кущение -выход в трубку перед уборкой
Отвальная 10,1 10,2 6,0
Дифференцированная 8,2 11,9 5,8
Безотвальная 10,4 11,9 7,3
Нулевая 9,1 12,7 6,6
НСР05 1,2 1,4 1,0
3. Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы при различных системах основной обработки с дифференцированным внесением минеральных удобрений (среднее за 2009-2011 и 2019-2020 гг.)
Система основной обработки почвы Урожайность, т/га Затраты, руб./га Прибыль, руб./га Себестоимость, руб./т Рентабельность, %
Отвальная 3,56 26446 9154 7428 34,6
Дифференцированная 3,63 24889 11410 6857 45,9
Безотвальная 4,02 25238 14962 6278 59,3
Нулевая 4,03 22550 17750 5596 78,7
НСР05 0,27
пласта имели преимущество перед вспашкой [20, 21].
Дифференцированное внесение азотных удобрений в режиме off-line с использованием систем спутниковой навигации по вариантам изучаемых систем основной обработки почвы способствовало снижению пространственной вариабельности N-N03 уже в период посева яровой пшеницы (табл. 2). Варьирование содержания нитратного азота до внесения минеральных удобрений по вариантам опыта составляло 3,6.29,0 %. Применение аммиачной селитры дифференцированно с использованием систем спутниковой навигации в режиме off-line позволило уменьшить пространственную пестроту N-N03 по изучаемым системам основной обработки почвы до 2,9.21,2 % с абсолютным его содержанием в слое 0.30 см 8,2.10,4 мг/кг.
Пространственная вариабельность содержания нитратного азота в фазе кущение-выход в трубку продолжала снижаться до 1,4.19,7 %, или на 2,2.9,3 % относительно периода до внесения удобрений. При этом явно просматривалась закономерность роста величины этого показателя по вариантам обработки почвы без оборота пласта. В важный период для яровой пшеницы, когда идет закладка колоса, обеспеченность культурных растений N-N03 во всех изучаемых вариантах систем основной обработки почвы соответствовала среднему уровню (10,2.12,7 мг/кг). К уборке яровой пшеницы содержание нитратного азота составляло 5,8.7,3 мг/кг с его пространственной пестротой 9,6.20,6 %.
Инновационные технологии внесения минеральных удобрений с использованием систем спутниковой навигации решали вопросы формирования равномерного азотного режима по различным системам основной обработки почвы. Ресурсосберегающие системы основной обработки почвы, имея преимущество перед традиционной вспашкой по формированию водно-физических свойств, при снижении пространственной вариабельности содержания нитратного азота в пахотном слое, становятся более предпочтительными для продуцирования
яровой пшеницы. Урожайность яровой пшеницы на фоне дифференцированной системы обработки почвы в среднем за годы исследований составляла 3,63 т/га и превышала таковую по вспашке на 0,07 т/га, а рентабельность производства зерна
- на 7,4 % (табл. 3).
Оптимизация азотного питания при дифференцированном внесении минеральных удобрений по безотвальной мелкой обработке с чизелеванием на глубину 45 см под однолетние травы и в варианте без основной обработки почвы обеспечила формирование наибольшей в опыте урожайности яровой пшеницы
- 4,02.4,03 т/га.
В структуре затрат по ресурсосберегающим системам основной обработки почвы азотные удобрения занимали до 12 % (при дифференцированной - 2214 руб./га, безотвальной - 2502, нулевой - 2700 руб./га, что было выше, по сравнению с отвальной обработкой, на 18.504 руб./га).
Затраты на выполнение основной обработки почвы снижались относительно вспашки - по безотвальной на 1514 руб./га, дифференцированной
- на 1575, нулевой - на 4700 руб./га. При цене реализации яровой пшеницы 10000 руб./т (в ценах 2019-2020 гг.) наибольшая в опыте чистая прибыль (14962.17750 руб./га) отмечена в вариантах без основной обработки почвы и при безотвальной системе. Несмотря на увеличение издержек на применение азотных удобрений, дифференцированное их внесение с использованием систем спутниковой навигации и снижение затрат на проведение обработки почвы, повышало рентабельность производства яровой пшеницы в этих вариантах, по сравнению с отвальной обработкой, на 11,3.44,1 %.
Таким образом, при безотвальной и нулевой системах обработки почвы накопление нитратного азота было менее интенсивным, чем при отвальной и дифференцированной. В вариантах с обработкой почвы без оборота пласта содержание N-NО3 в слое 0.20 см до внесения удобрений было низким (6,3.8,0 мг/кг), а по вспашке и дифференцированной обработке - средним (10,1. 11,8 мг/кг).
Традиционный способ применения минеральных удобрений усредненной нормой не устранял пространственной вариабельности содержания нитратного азота по изучаемым системам основной обработки почвы. В фазе кущения яровой пшеницы на отвально и дифференцированно обработанных полях в слое 0.20 см оно составляло 15,2.16,6 мг/кг, что соответствовало высокой обеспеченности растений, тогда как в вариантах без основной обработки и при безотвальной обработке - средней (10,1.10,8 мг/кг).
Дифференцированное внесение минеральных удобрений с учетом содержания нитратного азота по вариантам основной обработки почвы снижало пространственную пестроту почвы по величине этого показателя перед посевом яровой пшеницы на 7,8 %, к фазе кущение - выход в трубку - на 9,3 % с преимуществом накопления N-NO3 по ресурсосберегающим обработкам: 11,9.12,7 мг/кг почвы.
Оптимизация минерального питания при дифференцированном внесении азотных удобрений с использованием систем спутниковой навигации позволила сформировать наибольшую урожайность яровой пшеницы 4,02. 4,03 т/га по ресурсосберегающим системам обработкам почвы.
Эффективность ресурсосберегающих систем основной обработки почвы повышается в системе точного земледелия при внесении минеральных удобрений с использованием систем спутниковой навигации. Производство зерна в этих вариантах характеризовалось низкой себестоимостью (5596.6857 руб./т) и более высокой рентабельностью (45,9.78,7 %), по сравнению с отвальной обработкой.
Литература.
1. Вильямс В. Р. Собрание сочинений. Утрата почвой условия плодородия и система его восстановления. М.: Московский рабочий. 1948. С. 180-281.
2. Мальцев Т. С. Вопросы земледелия. М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. 1955. 432 с.
3. Власенко А. Н., Власенко Н. Г. Возможности экологизации технологий в земледелии Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 9. С. 21-24.
4. Гамзиков Г. П. Агрохимия азота в агроценозах. Новосибирск: Новосибирский е государственный аграрный университет, м 2013. 790 с. е
5. Ермохин Ю. И. Метод «испрод» оптимальных уровней содержания и ионного л равновесия в почве и растениях. Агра- е рию быть. Омск: ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. 2 П. А. Столыпина, 2021. 420 с. з
6. Демина О. Н., Еремин Д. И. Влияние м минеральных удобрений на нитратный 0 режим и нитрификацию чернозема выще- 2
лоченного в Северном Зауралье // Агрохимический вестник. 2021. № 2. С. 10-14. doi: 10.24412/1029-2551-2021-2-002.
7. Власенко А. Н., Власенко Н. Г. Система no-till на черноземных почвах Северной лесостепи Западной Сибири // Плодородие. 2021. № 3 (120). С. 81-83. doi: 10.25680/ S19948603.2021.120.15.
8. Сдобников С. С. Вопросы земледелия в целинном крае. М.: Колос, 1964. 256 с.
9. Перфильев Н. В., Вьюшина О. А., Власенко А. Н. Эффективность систем основной обработки темно-серой лесной почвы при возделывании ячменя // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2021. Т. 51. № 1. С. 11-17. doi: 10.26898/03708799-2021-1-1.
10. Цифровое земледелие / В. И. Кирю-шин, А. Л. Иванов, И. С. Козубенко и др. // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2018. № 5. С. 4-9.
11. Петриков А. В. Использование инновационных технологий различными категориями хозяйств и совершенствование научно-технологической политики в сельском хозяйстве // АПК: экономика, управление. 2018. № 9. С. 4-11.
12. Bauer V. P., Podvoisky G. L., Kotova N. E. Adaptation Strategies of the U.S. Companies to the Digitalization of Production // The world of new economy. 2018. Vol. 12. No. 2. P. 78-89. (In Russ.) https://doi. org/10.26794/2220-6469-2018-12-2-78-89.
13. Якушев В. П., Жуковский Е. Е., Якушев B. B. Вариограммный анализ для обоснования технологий точного земледелия // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2009. № 3. С. 16-20.
14. Афанасьев Р. А. Агрохимические принципы точного земледелия // Геоинформационные технологии в сельском хозяйстве: Сб. статей. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2013. С. 3-7.
15. Информационное обеспечение современных систем земледелия в России / В. П. Якушев, В. В. Якушев, С. Ю. Блохина и др. // Вестник Российской академии наук. 2021. Т. 91. № 8. С. 755-768. doi: 10.31857/ S0869587321080090.
16. Application of photometry for crops online diagnostics of the nitrogen nutrition of plants / O. A. Shchuklina, N. N. Langaeva, I. N. Voronchikhina, et al. // IOP conference series: earth and environmental science : Agriculture, field cultivation, animal husbandry, forestry and agricultural products Сер. 2, Smolensk, 25 января 2021 года. URL: https://www.researchgate. net/publication/356714135_Application_of_ photometry_for_crops_online_diagnostics_ of_the_nitrogen_nutrition_of_plants (дата обращения 19.01.2022).
17. Агротехническая диагностика потребности полевых культур в азотных удобрениях / В. М. Красницкий, И. А. Бо-бренко, А. Г. Шмидт и др. // Плодородие.
N 2020. № 6 (117). С. 40-44. doi: 10.25680/ О S19948603.2020.117.12. N 18. Шарипов Ш. И., Мутуев Ч. М., Кур-^ банов З. М. Цифровая трансформация Z сельского хозяйства: тенденции и пути сти-jji мулирования // Достижения науки и техники =: АПК. 2019. Т. 33. № 11. С. 88-90 ц 19. Абрамов Н. В., Семизоров С. А., Шерстобитов С. В. Земледелие с использо-S ванием космических систем // Земледелие. $ 2015. № 6. С. 13-17.
20. Боронтов О. К., Косякин П. А., Ел-фимов М. Н. Эффективность основной обработки почвы под сахарную свёклу в ЦЧЗ // Земледелие. 2013. № 4. С. 20-23.
21. Боронин А. А., Лощина А. Э. Перспективные технологии обработки почвы // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2015. № 2 (42). С. 130-135.
Main tillage and formation of nitrogen regime in precision farming system
N. V. Abramov, S. A. Semizorov, A. M. Oksukbaeva
State Agrarian University of the Northern Trans-Urals, ul. Respublici, 7, Tyumen', 625003, Russian Federation
Abstract. The research was carried out to determine the role of main tillage in the formation of the nitrogen regime when using satellite navigation systems in the technological processes of spring wheat cultivation. The work was carried out in 1978-2020 in the northern forest-steppe of the Tyumen region. The design of the experiment provided for the following systems of main processing of meadow-chernozem soil: moldboard - ploughing for annual grasses to a depth of 25-27 cm, for spring wheat - at 20-22 cm (control); differentiated - moldboard ploughing for annual grasses at 25-27 cm, shallow tillage at 10-12 cm with a cultivator for spring wheat; non-moldboard - deep loosening at 45 cm for annual grasses, cultivation at 10-12 cm for spring wheat; zero - without main tillage (direct sowing). Soil sampling with reference to geographical coordinates, parallel driving of aggregates during technological operations, differentiated fertilization was carried out using satellite navigation systems. Differentiated application of mineral fertilizers in the off-line mode, taking into account the nitrogen content in the nitrate form reduced its spatial variability by 7.8% when sowing spring wheat, and by the tillering phase - by 9.3% with an average level of availability of cultivated plants by N-NO3 (10.2-12.7 mg/ kg) in the arable layer. Non-moldboard tillage and its absence increased the yield of spring wheat by 0.46-0.47 t/ha compared to ploughing. Optimization of mineral nutrition, despite the increase in the rate of nitrogen fertilizers in these options, increased profit by 5808-8596 rubles/ha with a profitability level of grain production of 59.3-78.7%.
Keywords: main tillage system; nitrogen regime; differentiated application; mineral fertilizers; satellite navigation systems; spring wheat (Triticum aestivum).
Author Details: N. V. Abramov, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail: vip.anv.55@mail.ru); S. A. Semizorov, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof.; A. M. Oksukbaeva, postgraduate student.
For citation: Abramov NV, Semizorov SA, Oksukbaeva AM [Main tillage and formation of nitrogen regime in precision farming system]. Zemledelie. 2022;(3):32-6. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-32-36.
Сок 10.24412/0044-3913-2022-3-36-41 УДК 004.9
Интеллектуальная
технология
контроля
качества
обработки
почвы в
системе точного земледелия
С. А. ВАСИЛЬЕВ, доктор технических наук, зав. кафедрой (e-mail: vsa_21@mail.ru)
Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова, Московский просп, 15, Чебоксары, 428015, Российская Федерация
Цель исследования - разработать интеллектуальную технологию и технические средства оценки агротехнических показателей качества проведения обработки почвы в системе точного земледелия. Для ее выполнения предварительно модернизировали полевой профилограф. Этот прибор имеет основание с установочными стержнями и стойкой, на которой смонтирован угловой датчик и подвижный корпус, внутри которого размешены источник питания и блок управления; неподвижное опорное колесо и взаимодействующий с ним стеллит, лазерный датчик положения, установленный на направляющей с возможностью горизонтального и кругового движения, два электродвигателя, соединенные блоком управления, который с использованием Bluetooth-соединения связан с ноутбуком, оснащенным программой информационной системы измерения и компьютерного управления для согласованной работы электродвигателей прибора и датчиков. При модернизации полевой интеллектуальный профилограф оснастили приемником GPS и компасом, установленными в одном корпусе с акселерометром и гироскопом, а в нижней его части разместили термогигрометр окружающего воздуха и влагомер почвы. Разработали программное обеспечение и реализовали интеллектуальный алгоритм измерений. Измерения проводили в производственных условиях на контрольных обработанных полях СПК «Оринино» Мор-гаушского района Чувашской Республики. Работа полевого интеллектуального про-филографа реализована в трех режимах: определение агротехнических показателей обработанной почвы; определение основных агротехнических показателей по открытой борозде при обработке; построение цифровой модели поверхности обработанной почвы. Интеллектуальная информационно-измерительная система
