CC BY
109
ОСВОЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В ПРАКТИЧЕСКОЙ АГРОХИМИИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
П.А. ЧЕКМАРЁВ, член-корреспондент РАСХН, директор Департамент растениеводства, химизации и защиты растений министерства сельского хозяйства Российской Федерации
А.А. ЛУКМАНОВ, директор ФГУ «ЦАС «Татарский»
E-mail: [email protected]
Резюме. В статье изложены результаты освоения элементов точного земледелия в Республике Татарстан. На сегодняшний день ФГУ ЦАС «Татарский» может обеспечить хозяйства методикой дифференциированного внесения удобрений. Развитие этого направление сдерживает отсутствие соответствующей техники и приборов.
Республика Татарстан расположена в Среднем Поволжье в зоне рискованного земледелия из-за часто повторяющихся засух. Поэтому получение устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в регионе возможно только при грамотном ведении производства с использованием всех приемов эффективного накопления и сохранения влаги при рациональном применении минеральных удобрений, обеспечивающем гармоничное развитие растений с оптимальным соотношением надземной массы и корневой системы. Достичь этого можно только при сбалансированном питании растений с учетом их биологических особенностей и агрохимических показателей почвы.
Татарстан расположен на стыке лесной и лесостепной зон и характеризуется значительным разнообразием почвенного покрова. Наиболее широко представлены черноземы - 1731,4 тыс. га и серые лесные почвы - 1617,4 тыс.га, дерново-подзолистые - занимают площадь 292,6 тыс.га. Это обусловливает широкую вариабельность агрохимических показателей почвы, особенно содержания гумуса, определяющего азотное питание растений. В среднем по районам оно колеблется от 2,0 до 7,1 % (см. табл.), а коэффициент вариации составляет 36,7 %. Среднее содержание подвижного фосфора по районам варьирует от 102 до 174 мг/кг почвы, а обменного калия - от 109 до 166 мг/кг почвы. Причем колебания величин этих показателей между отдельными полями намного больше, чем средних по районам. Кроме того, опыт стран с более развитым сельским хозяйством показывает, что даже при внесении на каждом поле своих доз элементов питания, рассчитанных с учетом их среднего содержания, эффективность удобрений проявляется далеко не в полной мере. Объясняется это значительной внутриполевой вариабельностью содержания элементов питания. Поэтому дифференцированное внесение удобрений в соответствии с внутрипольной пестротой агрохимических показателей способствует наиболее экономному и рациональному их использованию и обеспечивает наиболее высокую окупаемость урожаем.
Переход на принципы точного земледелия - это революционный шаг в сельском хозяйстве. Для точного земледелия необходимы следующие условия:
специальная сельскохозяйственная техника, оснащенная бортовыми компьютерами и спутниковой навигационной системой;
электронные карты с тематическими информационными слоями;
использование системы глобального позиционирования (GPS) и геоинформационных систем (ГИС) [1].
Достижения науки и техники АПК, №03-2011
На первом этапе освоения элементов точного земледелия ФГУ «ЦАС «Татарский» проводится оцифровка полигонов хозяйств с использованием космических снимков, их деление на элементарные участки с помощью программы AgLeader SMS и экспорт на устройства GPS. Отбор почвенных образцов с координатной привязкой осуществляется ручным и машинным способом. В первом случае его проводят с использованием GPS устройств GARMIN Legend HCX с экспортированными картами хозяйств. В процессе работы на каждом элементарном участке ставится путевая точка. Машинный отбор осуществляют с использованием автоматического пробоотборника Nitfild с GPS приемниками Trimble 252 и программы ГеоПлан, а также КПК AgLeader Technology Field PC GPS приемник Wintec G-Rays I, работающего с программой SMS Mobile. Для проведения работ у ФГУ «ЦАС «Татарский» есть 13 GPS навигаторов, 2 автоматических пробоотборника Neetfield. Это дает возможность при следующем агрохимическом обследовании отбирать образцы в тех же точках и контролировать изменения со-
Таблица. Агрохимические показатели почв РТ
на 01.01.2011 г.
Район Агрохимические показатели
рН гумус, % Р2О5 К2О
мг/кг почвы
Агрызский 5,4 3,3 109,0 116,2
Азнакаевский 5,9 6,8 120,9 129,7
Аксубаевский 5,3 5,6 115,3 130,4
Актанышский 5,6 6 130,7 133,9
Алексеевский 5,5 5,3 109,3 131,4
Алькеевский 5,4 4 101,5 112,4
Альметьевский 5,9 6,1 139,0 140,3
Апастовский 5,6 4,6 150,1 155,9
Арский 5,4 2,7 133,4 131,8
Атнинский 5,4 2,5 138,9 120,5
Бавлинский 5,9 6,6 104,9 113,4
Балтасинский 5,6 3,2 133,4 138,2
Бугульминский 5,9 7,1 133,5 142,2
Буинский 5,5 5,9 127,3 137,1
Верхнеуслонский 5,7 2,8 130,0 164,8
Высокогорский 5,7 2,7 142,5 125,2
Дрожжановский 5,2 7,1 113,0 147,4
Елабужский 5,5 2,4 131,4 126,7
Заинский 5,6 4,8 153,4 150,4
Зеленодольский 5,6 2,9 171,3 142,8
Кайбицкий 5,5 4,2 130,8 154,9
Камско-Устьинский 5,7 4 131,3 155,3
Кукморский 5,5 2,6 135,7 122,4
Лаишевский 5,5 2,9 173,6 126,4
Лениногорский 5,9 6,8 105,9 134,3
Мамадышский 5,4 2 137,4 140,1
Менделевский 5,5 2,9 135,0 124,5
Мензелинский 5,5 5,5 143,4 147,6
Муслюмовский 5,7 5,4 126,0 129,8
Нижнекамский 5,5 4,3 134,9 131,0
Новошешминский 5,6 6,4 108,1 143,5
Нурлатский 5,5 6,1 129,4 132,5
Пестречинский 5,6 2,3 154,4 136,8
Рыбно-Слободский 5,4 2,6 131,7 154,2
Сабинский 5,2 2,5 114,7 137,3
Сармановский 5,7 5,7 125,9 160,1
Спасский 5,7 4,8 125,5 109,1
Тетюшский 5,6 4,4 141,7 166,3
Тукаевский 5,6 5,1 145,2 128,7
Т юлячинский 5,5 2,5 130,0 127,9
Черемшанский 5,7 6,7 106,6 132,9
Чистопольский 5,6 6,4 111,6 132,7
Ютазинский 5,9 6,9 113,0 136,1
Итого 5,6 4,5 130,5 139,3
3
держания элементов питания в пространстве внутри поля. Кроме того, на основании полученных данных можно создавать электронные картограммы реального содержания элементов питания в почве.
Затем в лаборатории ФГУ «ЦАС «Татарский» осуществляется определение кислотности содержания основных макро- (N, P К) и микроэлементов (Zn, Mn, Cu, B, Co).
В ходе реализации следующего этапа в автоматизированном режиме с помощью программного обеспечения AgLeader SMS составляются картограммы. Затем при помощи программы «Агрохимик» осуществляется расчет доз удобрений под конкретную культуру на планируемый урожай с учетом факторов биологизации (внесение навоза, запашка соломы, сидератов и др.), агрохимических и агрофизических показателей полей (тип и гранулометрический состав почвы, предшественник и его удобренность, увлажнение). В заключение при помощи программы AgLeader SMS в автоматизированном режиме формируются карты дифференциированного внесения удобрений.
В первый год освоения элементов точного земледелия (2008 г.) по зоне обслуживания центра машинным способом было обследовано 33429 га пашни, ручным - 319571 га, в 2009 г - 42262 и 317738 га, в 2010 г - 153245 и 230055 га соответственно. В начале электронные картограммы изготавливали только при машинном отборе образцов, а начиная с 2010 г - для всех хозяйств на всей площади проведения агрохимического обследования почв.
Расчеты показывают, что затраты на комплект оборудования для дифференцированного внесения удобрений окупаются в течение 1 года.
Продемонстрировать справедливость этого тезиса можно на примере одного из полей ООО «Бирюли» Высокогорского района РТ площадью 194 га. Анализ содержания элементов питания в образцах почвы отобранных с элементарных участков площадью по 20 га показал, что содержание подвижного фосфора в почвах этого поля колебалось от 35 до 230 мг/кг средняя его величина составила 130 мг/кг, коэффициент вариации - 57 %. Концентрация обменного калия варьировала от 96 до 285 мг/кг почвы, а в среднем она была равна 201 мг/кг коэффициент вариации - 27 %.
Расчет потребности в элементах питания, выполненный балансовым методом, показывает, что для получения на этом поле урожая яровой пшеницы 30 ц/га по средним величинам обеспеченности Р2О5 и KjO требуется внести 34 кг/га д.в. фосфора и 15 кг/га д.в. калия.
Для определения доз дифференцированного внесения удобрений с помощью программы AgLeader SMS Advanced была составлена электронная картограмма распределения элементов питания по полю, демонстрирующая пространственную изменчивость их содержания по контурам [2]. Согласно выполненным на ее основе расчетам потребности элементов питания на планируемый урожай для каждого контура необходимые дозы фосфора колеблются от 2,4 до 97,8 кг/га д.в., калия - от 0 до 29 кг/га д.в. (см. рисунок).
Сравнительный анализ доз элементов питания по каждому контуру показал, что при внесении фосфора по сред-
Пр*ДПи£а™м* о подкормке (сухой) Фосфор 3009 - 2
Рисунок. Электронные карты внесения удобрений.
ним величинам его недостаток на площади 68 га составит 2783 кг д.в., а избыток на 126 га - 2836 кг д.в. Дефицит калия на площади 114 га будет равен 786 кг д.в., а его перерасход на 80 га - 846 кг
Это приводит к снижению урожайности по разным контурам фосфора на 2,7.. .12,1 ц/га, калия - на 0,5.. .4,3 ц/га. В целом по полю недобор зерна из-за дефицита фосфора составит 590 ц, из-за недостатка калия с учетом наложения площадей, где возможен недобор урожая, как по фосфору, так и по калию - 231 ц. В общей сложности сбор зерна по всемуполю снизится на 821 ц в год. В денежном выражении это составит 492600 руб., или около 2,5 тыс. руб./га. Такой суммы вполне достаточно для приобретения дополнительного оборудование для дифференцированного внесения удобрений (система Tronic) к имеющимся в хозяйствах разбрасывателям AMAZONE ZA-M.
Выводы. Дифференцированное внесение удобрений с учетом внутриполевой вариабельности плодородия почв, будучи элементом точного земледелия в области агрохимии, обеспечивает значительное повышение окупаемости удобрений и экономической эффективности производства продукции сельского хозяйства. На сегодняшний день в России есть все условия для использования этой передовой технологии - системы GPS, ГИС, программные пакеты, специальная техника и др. Затраты на приобретение специального оборудования окупаются в течение одного года.
Литература.
1. Якушев В.П. Агрофизика и точное земледелие // Агрофизика XXI века. Труды международной научно-практической конференции. - С. 15-17.
2. Самсонова В.П., Железова С.В., Березовский Е.В. Картограммы почвенных свойств для целей точного земледелия// Проблемы агрохимии и экологии. - 2010. - №4. - 20 с.
ADOPTION OF PRECISION AGRICULTURE ELEMENTS IN PRACTICAL AGRICULTURAL CHEMISTRY
IN REPUBLIC OF TATARSTAN
P.A. Chekmarev, A.A. Lukmanov
Summary. The article presents results of the adoption of precision agriculture elements in Republic of Tatarstan. To date FSE CAS “Tatarskij” could provide farms with a method of differential fertilizer application. Development of this area is held back by the absence of adequate equipment and appliances.
^ Достижения науки и техники АПК, №03-2011
