CC BY
27
АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА
УДК 631.58:631.421.1
ВНЕДРЕНИЕ И ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
В ПОЛЕВОМ ОПЫТЕ
А.Ю. Тюмаков, У.М. Сабо, А.И. Беленков, д.с.-х.н.
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, e-mail [email protected]
В статье приводится информация по внедрению и освоению технологии точного земледелия в полевом опыте Центра точного земледелия РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. К числу определяющих элементов технологии точного земледелия, реализуемых в полевом опыте, относятся: внесение удобрений в зависимости от состояния культурных растений, наличия и обилия сорняков на отдельных участках поля с применением специальных сканеров и сенсоров, а также оценка уровня урожайности культур с учетом привязки к отдельным частям поля.
Ключевые слова: точное земледелие, система GPS, автопилот, пестрота почвенного плодородия, дифференцированное внесение удобрений и пестицидов, картирование урожая.
INTRODUCTION AND ADAPTATION OF PRECISION AGRICULTURE TECHNOLOGY
AT FIELD EXPERIMENT
A.Yu. Tyumakov, U.M. Sabo, Dr. Sci. A.I. Belenkov
Russian Timiryazev State Agrarian University, e-mail: [email protected]
The article provides information on the implementation and development of technology in precision farming field experiment Precision Agriculture Centre of RT SAU. Among the defining elements of precision agriculture technologies implemented in the field experiment are: agricultural crop cultures using navigational equipment: autopilot, fertilizer and herbicides depending on the crop, the availability and abundance of weeds in some areas of the field with special scanners and sensors and also assessment of crop yields, taking into account the binding spot on the field and preparation of electronic maps.
Keywords: precision agriculture, GPS, autopilot, fish aisle, diversity of soil fertility, differentiated fertilizer and pesticides, crop mapping, electronic maps yields.
В 2007 г. в рамках инновационного общеобразовательного проекта РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева впервые в стране был создан научный Центр точного земледелия (ЦТЗ) в составе Полевой опытной станции. Основу ЦТЗ представляет полевой опыт по сравнительному изучению точного и традиционного земледелия. В рамках четырехпольного зернопропашного севооборота (викоовсяная смесь на корм - озимая пшеница с пожнивным посевом горчицы на сидерат - картофель - ячмень) изучают три фактора: технологии возделывания полевых культур (фактор А), приемы основной обработки почвы (фактор В) и подкормка озимой пшеницы аммиачной селитрой в период вегетации (фактор С) [1].
Традиционная технология возделывания культур основана на использовании современной импортной техники германской фирмы AMAZONE с соблюдением рекомендуемых параметров и нормативных показателей их выполнения. Технология точного земледелия основана на использовании околоземной спутниковой системы GPS, с помо-
щью которой корректируется выполнение отдельных агроприемов [2, 3].
Основная обработка почвы включают отвальную, минимальную и нулевую. Первую обработку проводят оборотным плугом Eur Opal на 20-22 см под все культуры, вторую - культиватором Pegasus на 12-14 см под картофель и ячмень. Вариант «нулевой» обработки предусмотрен под викоовсяную смесь и озимую пшеницу.
В период вегетации озимой пшеницы в фазе весеннего кущения и колошения дают две подкормки аммиачной селитрой дозой 70 кг д.в./га на делянках традиционной технологии сплошным методом, по точной - дифференцированно с учетом биомассы культурных растений.
Для сканирования посевов используют оптический датчик RT-200 GreenSeeker (США) и N-Sensor® ALS (Германия), установленный на трактор John Deere. Это уникальные, запатентованные оптические системы излучающие свет на двух длинах волн, которые измеряют отражение и выводят
стандартизированный индекс различий растительного покрова (NDVI) - значение, показывающее количество и мощность растительного сообщества в полосе захвата системы. Датчики работают как при солнечном свете, так и в темное время суток. Формат данных, скорость и вторичные индексы растительности могут настраиваться непосредственно пользователем. Номинальная область захвата датчиков составляет от 60 см и до 12-15 м. Данные устройства позволяют экономить 450 руб. с 1 га и повышать урожайность примерно на 15%, экономия удобрений составляет 25-30 кг д.в. азота с 1 га.
В результате создания NDVI - карты вся биомасса, находящаяся в пределах заданного полигона, условно распределяется по цветовой гамме - от светло-зеленого до темно-зеленого. Темно-зеленый цвет показывает здоровые растения и зоны с большой биомассой - с этих участков можно ожидать большую урожайность [2, 4] (табл. 1).
На каждом поле существует свой рисунок пространственной неоднородности почвенных свойств, зависящий от рельефа, внесения удобрений, возделываемых культур и т.п., а учетные площадки для учета урожайности не совпадают с почвенной неоднородностью. Поэтому для анализа их взаимосвязи бывает необходимо повторить компьютерные расчеты с разными размерами и ортогональными формами ячеек, благо программа SMS Advanced предоставляет для этого любые возможности.
Величины показателей содержания фотосинтетических пигментов и значения ряда других физиологических параметров могут значительно колебаться даже в пределах одного поля. Следовательно, очень важно закрепить точки на поле. На основании распределения биомассы по полю, которая определяется по NDVI-карте, построенной по спутниковому снимку, достаточно взять 2-3 пробы с поля в тех местах, где наблюдаются отклонения цвета. На основе NDVI-карты можно быстро и точно определить участки на поле, нуждающиеся в дополнительном внесении удобрений или проведении других мероприятий, что позволит выровнять агрофон на всей площади поля.
Необходимо отметить, что нормализованный относительный (вегетационный) индекс, указывая на распределение фотосинтетически активной биомассы в точках отбора, также свидетельствует и о фитосанитарном состоянии посева, позволяя учесть очаги развития сорных растений, спланировать локальные операции по борьбе с ними именно на конкретных участках [1, 2, 5]. В соответствии с биомассой озимой пшеницы в течение нескольких лет проводили двукратную подкормку посевов озимой пшеницы аммиачной селитрой дозой 70 кг д.в./га в фазах весеннего кущения и колошения. В случае традиционного земледелия удобрение вносили сплошным способом, на делянках точного земледелия - дифференцированно, с учетом заранее определенного индекса NDVI биомассы озимой пшеницы, фиксируемого согласно координат, и в соответствии с величиной которого в дальнейшем вносили разные дозы аммиачной селитры. Дозировка составляла от 55 до 70 кг/га, что позволяет экономить порядка 15-20% кг минеральных удобрений с каждого гектара.
Элементом точного земледелия также служит оценка плодородия почвы каждого конкретного участка поля. Один из способов такой оценки - отбор огромного количества почвенных проб, после чего каждый образец анализируют на содержание в нем NPK и микроэлементов, в результате чего формируется карта плодородия. Эту карту загружают в специальную программу SMS Advanced, формирующую задания для бортового компьютера машины по внесению удобрений. В результате на каждый квадратный метр поля будет внесено то количество удобрений и микроэлементов, которые необходимы именно этому участку [3].
Можно идти от обратного и анализировать не состояние почвы, а во время уборки оценивать урожайность не в среднем, а на каждом конкретном участке. Исходя из этих данных, составляется карта урожайности того или иного поля, что позволяет выявить проблемные участки поля, требующие внесения удобрений, особенно там, где урожайность низкая [4, 6, 7].
1. Стандартизированный индекс различий растительного покрова ^БУГ) посева озимой пшеницы по вариантам опыта в 2011-2012 гг. (начало кущения - начало выхода в трубку)
Точки Точная технология Традиционная технология
отбора отвальная обработка нулевая обработка отвальная обработка нулевая обработка
проб NDVI 2011 NDVI 2012 NDVI 2011 NDVI 2012 NDVI 2011 NDVI 2012 NDVI 2011 NDVI 2012
1 0,74 0,72 0,56 0,58 0,67 0,73 0,45 0,51
2 0,85 0,83 0,71 0,73 0,75 0,65 0,39 0,43
3 0,80 0,81 0,58 0,55 0,63 0,60 0,24 0,37
4 0,83 0,90 0,49 0,50 0,49 0,59 0,38 0,40
5 0,87 0,89 0,57 0,60 0,38 0,46 0,40 0,45
6 0,81 0,75 0,62 0,69 0,50 0,49 0,32 0,39
7 0,89 0,87 0,75 0,73 0,84 0,87 0,30 0,35
8 0,90 0,91 0,78 0,81 0,72 0,77 0,68 0,70
2. Содержание общего азота по слоям дерново-подзолистой почвы _под озимой пшеницей (29.04.2013 г.), %_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
Отвальная обработка Нулевая обработка Отвальная обработка Нулевая обработка
N70+70 0 N70+70 0 N70+70 0 ^N70+70 0
0-10 см: средняя ± ошибка средней 0,167±0,015 0,134±0,024 0,162±0,027 0,139±0,019 0,168±0,028 0,131±0,030 0,160±0,026 0,153±0,030
10-20 см: средняя ± ошибка средней 0,164±0,021 0,131±0,027 0,128±0,028 0,130±0,017 0,165±0,031 0,127±0,032 0,154±0,029 0,145±0,024
0-10 см: 0,152 ± 0,030 (0,122 - 0,182)%; 10-20 см: 0,143 ± 0,032 (0,111 - 0,175)% 0-10 см: НСР0 05(А) = 0,03%; НСР0 05(В) = 0,075%; НСР0 05(С) = 0,040% 10-20 см: НСР0,05(А) = 0,01%; НСР0,05(В) = 0,045%; НСР0,05(С) = 0,042%
Информация по содержанию элементов минерального питания и гумуса представлена картами, по которым можно выявить динамику параметров плодородия дерново-подзолистой почвы под зерновыми культурами как в слое 0-10 см, так и в слое 10-20 см. Чтобы оценить влияние того или иного приема основной обработки, той или иной технологии приводятся результаты статистической обработки массива данных по каждому конкретному сроку и возделываемой культуре.
Комплексный подход к агрохимическому обследованию и картирование позволяют оперативно установить дефицит элементов питания и гумуса на вариантах опыта, принять соответствующие меры (табл. 2).
Ошибка среднего значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под озимой пшеницей указывает на высокую пестроту плодородия на вариантах прямого посева, как по традиционной, так и по точной технологии - вплоть до 0,030%. В слое 10-20 см ситуация меняется: увеличивается и ошибка выборки по вариантам отвальной обработки почвы - до 0,032%. С вероятностью 5% значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под озимой пшеницей выйдут за пределы интервала 0,122-0,182%. С такой же вероятностью данные по содержанию общего азота в слое 10-20 см почвы под озимой пшеницей находятся вне интервала 0,111-0,175%.
Различия по содержанию общего азота в слое почвы 0-10 см между технологиями возделывания озимой пшеницы, вариантами основной обработки
почвы, а также удобренными и неудобренными делянками были соответственно 0,03%, 0,075 и 0,040%. С увеличением глубины, в слое 10-20 см, различия по технологиям сводились к минимуму (0,01%), становились исчезающе малыми в отличие от вариантов основной обработки почвы (до 0,045%) и подкормок (достоверные различия в пределах 0,042%). Таблица 3 демонстрирует данные содержания общего азота в слоях 0-10 и 10-20 см дерново-подзолистой почвы во вторую дату отбора. Можно отметить, что ошибка среднего значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под озимой пшеницей свидетельствует о высокой неоднородности его распределения на вариантах традиционной технологии возделывания озимой пшеницы, как на отвальном фоне, так и на варианте прямого посева - вплоть до 0,045%. В слое 10-20 см ситуация изменяется: ошибка выборки по вариантам опыта уже не такая высокая - максимальное значение - 0,040%. С вероятностью 5% значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под озимой пшеницей выйдут за пределы интервала 0,093-0,183%. С такой же вероятностью данные по содержанию общего азота в слое 10-20 см почвы под озимой пшеницей находятся вне интервала 0,085-0,165%.
Различия по содержанию общего азота в слое почвы 0-10 см между технологиями возделывания озимой пшеницы, вариантами основной обработки почвы, а также удобренными и неудобренными делянками были в пределах соответственно 0,14%, 0,035 и 0,021%. С увеличением глубины отбора образцов
3. Содержание общего азота по слоям дерново-подзолистой почвы _под озимой пшеницей (13.09.2013 г.), %_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка нулевая обработка отвальная обработка нулевая обработка
^N70+70 0 ^N70+70 0 ^N70+70 0 ^N70+70 0
0-10 см: средняя ± ошибка средней 0,143±0,012 0,129±0,014 0,151±0,019 0,132±0,013 0,139±0,034 0,125±0,032 0,145±0,045 0,141±0,039
10-20 см: средняя ± ошибка средней 0,121±0,016 0,117±0,018 0,126±0,028 0,115±0,011 0,128±0,036 0,120±0,037 0,137±0,040 0,134±0,032
0-10 см: 0,138 ± 0,045 (0,093 - 0,183)%; 10-20 см: 0,125 ± 0,040 (0,085 - 0,165)% 0-10 см: НСР005(А) = 0,14%; НСР00з(В) = 0,035%; НСР00з(С) = 0,021%; 10-20 см: НСР005(А) = 0,03%; НСР0 05(В) = 0,018%; НСР005(С) = 0,017%
4. Содержание общего азота по датам отбора образцов и слоям дерново-подзолистой почвы под ячменем (2013 г.), %_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка мин. об аботка отвальная обработка мин. об аботка
29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09
0-10 см: средняя ± ошибка средней 0,175±0,013 0,149±0,015 0,173±0,018 0,142±0,019 0,167±0,029 0,127±0,035 0,172±0,040 0,164±0,046
10-20 см: средняя ± ошибка средней 0,165±0,010 0,134±0,017 0,158±0,015 0,136±0,016 0,156±0,033 0,120±0,031 0,168±0,043 0,138±0,048
0-10 см: 0,159 ± 0,046 (0,113 - 0,205)%; 10-20 см: 0,147 ± 0,048 (0,099 - 0,195)% 0-10 см: НСРо,о5(А) = 0,01%; НСР0,05(В) = 0,04%; 10-20 см: НСР0,05(А) = 0,008%; НСР0,05(В) = 0,03%
почвы (в слое 10-20 см) различия становились менее резкими - в пределах 0,03%), по вариантам обработки почвы расхождение составило 0,018%, подкормок - 0,017%. Наблюдалось уменьшение содержания общего азота ко второй дате отбора. На делянках, где подкормки не проводили, снижение по слоям почвы происходило умеренными темпами.
В таблице 4 приведены данные содержания общего азота по датам отбора образцов и слоям почвы под ячменем.
Благодаря ошибке среднего значения содержания общего азота по датам отбора образцов и слоям почвы под ячменем можно судить о том, что на вариантах минимальной обработки почвы и традиционной технологии существует гетерогенная зависимость к уменьшению содержания элемента питания. С вероятностью 5% значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под ячменем выйдут за пределы интервала 0,113-0,205%. С такой же вероятностью данные по содержанию общего азота в слое 10-20 см почвы под ячменем находятся вне интервала 0,099-0,195%. Наблюдались различия по содержанию общего азота в слое 0-10 см почвы между технологиями возделывания ячменя, а также вариантами основной обработки почвы в пределах 0,01 и 0,04% соответственно. С увеличением глубины (в слое 10-20 см), различия нивелировались (0,008%) в отличие от вариантов основной обработки почвы (до 0,03%).
Исходя из значения ошибки среднего значения содержания общего азота по датам отбора образцов и слоям почвы под ячменем, можно судить о том, что на вариантах минимальной обработки почвы и
традиционной технологии существует гетерогенная зависимость к уменьшению содержания элемента питания. С вероятностью 5% значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под ячменем выйдут за пределы интервала 0,113-0,205%. С такой же вероятностью данные по содержанию общего азота в слое 10-20 см почвы под ячменем находятся вне интервала 0,099-0,195%.
Наблюдались различия по содержанию общего азота в слое 0-10 см почвы между технологиями возделывания ячменя, а также вариантами основной обработки почвы в пределах 0,01 и 0,04 процентов соответственно. С увеличением глубины, в слое 10-20 см, различия нивелировались (0,008%) в отличие от вариантов основной обработки почвы (до 0,03%).
Ошибка среднего значения содержания гумуса под озимой пшеницей уменьшается от слоя 0-10 см к слою 10-20 см на отвальном фоне. Наивысшие значения ошибки отмечены на вариантах традиционной технологии. С вероятностью 5% значения содержания общего азота в слое 0-10 см почвы под озимой пшеницей выйдут за пределы интервала 1,4-3,2%. С такой же вероятностью данные по содержанию общего азота в слое 10-20 см почвы под озимой пшеницей находятся вне интервала 1,32,9% (табл. 5).
Наблюдали различия по содержанию общего азота в слое 0-10 см почвы между технологиями возделывания озимой пшеницы, вариантами основной обработки почвы, а также удобренными и неудобренными делянками в пределах 0,2; 0,4 и 0,3% соответственно. С увеличением глубины (в слое 10-
5. Содержание гумуса по слоям дерново-подзолистой почвы _под озимой пшеницей (29.04.2013 г.), %_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка нулевая обработка отвальная обработка нулевая обработка
N70+70 0 N70+70 0 ^N70+70 0 ^N70+70 0
0-10 см: средняя ± ошибка средней 2,6±0,4 2,2±0,2 2,3±0,5 2,1±0,7 2,5±0,6 2,3±0,8 2,4±0,9 2,2±0,6
10-20 см: средняя ± ошибка средней 2,4±0,3 2,1±0,1 2,1±0,4 1,9±0,6 2,3±0,8 2,1±0,7 2,2±0,7 2,0±0,8
0-10 см: 2,3 ± 0,9 (1,4 - 3,2)%; 10-20 см: 2,1 ± 0,8 (1,3 - 2,9)% 0-10 см: НСРо05(А) = 0,2%; НСР005(В) = 0,4%; НСР005(С) = 0,3% 10-20 см: НСРо,05(А) = 0,1%; НСР0,05(В) = 0,7%; НСР0,05(С) = 0,5%
6. Содержание гумуса по слоям дерново-подзолистой почвы _под озимой пшеницей (13.09.2013 г.), %_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка нулевая обработка отвальная обработка нулевая обработка
^N70+70 0 ^N70+70 0 ^N70+70 0 ^N70+70 0
0-10 см: средняя ± ошибка средней 2,4±0,5 2,1±0,3 2,5±0,3 2,3±0,4 2,3±0,5 2,2±0,6 2,5±0,7 2,4±0,8
10-20 см: средняя ± ошибка средней 2,2±0,4 2,0±0,2 2,3±0,2 2,1±0,5 2,1±0,7 2,0±0,7 2,3±0,6 2,2±0,9
0-10 см: 2,3 ± 0,8 (1,5 - 3,1)%; 10-20 см: 2,2 ± 0,9 (1,3 - 3,1)% 0-10 см: НСР0 05(А) = 0,1%; НСР0 05(В) = 0,3%; НСР005(С) = 0,4%; 10-20 см: НСР0 05(А) = 0,09%; НСР0,05(В) = 0,7%; НСР0,05(С) = 0,5%
20 см), различий по технологиям возделывания не наблюдалось (0,1%), в отличие от вариантов основной обработки почвы (до 0,7%) и подкормок (достоверные различия в пределах 0,5%).
Таблица 6 представляет содержание гумуса по слоям 0-10 см и 10-20 см почвы под озимой пшеницей осенью 2013 г.
Ошибка среднего значения содержания гумуса в слое 0-10 см почвы под озимой пшеницей повышается в условиях прямого посева и традиционной технологии, как в слое 0-10 см, так и в слое 10-20 см от даты к дате отбора образцов, так как с вероятностью 5% значения содержания гумуса в слое 010 см почвы под озимой пшеницей выйдут за пределы интервала 1,5-3,1%. С такой же вероятностью данные по содержанию гумуса в слое 10-20 см почвы под озимой пшеницей находятся вне интервала 1,3-3,1%.
Наблюдались различия по содержанию общего азота в слое 0-10 см почвы между технологиями возделывания озимой пшеницы, вариантами основной обработки почвы, а также удобренными и неудобренными делянками в пределах 0,1; 0,3 и 0,4% соответственно. С увеличением глубины (в слое 1020 см), различия по технологиям возделывания сводились к минимуму (0,09%), становились недостоверными в отличие от вариантов основной обработки почвы (до 0,7%) и подкормок (доказанные различия в пределах 0,5%). Существует обратная тенденция.
Прослеживается отрицательная динамика содержания гумуса от даты к дате отбора образцов по
слоям почвы, особенно на вариантах отвальной обработки и традиционной технологии возделывания ячменя. Процессы минерализации и гумификации растительных остатков еще не компенсировали вынос гумуса урожаем культуры (табл. 7).
Ошибка опыта значительно вырастает при анализе данных с вариантов традиционной технологии и минимальной обработки почвы, что связано с неоднородностью проявления факторов локального характера. Вероятность нахождения содержания гумуса вне пределов 1,7-3,5% составила 5% в слое 0-10 см и 5% в слое 10-20 см для интервала 1,3-2,9%.
Технология возделывания не сыграла значимой роли в распределении содержания гумуса в почве под ячменем, однако между вариантами основной обработки различия были до 0,3% в слое 0-10 см и до 0,4% в слое 10-20 см.
Содержание подвижных форм фосфора по датам отбора образцов и слоям почвы менялось несущественно и независимо от вариантов технологии возделывания озимой пшеницы и основной обработки почвы, что связано не с умеренно высокой ошибкой выборки на прямом посеве и традиционной технологии, а с изменением биологических параметров плодородия почвы в узких пределах. Интервалы значений содержания подвижных форм фосфора под озимой пшеницей 188,4-201,8 и 186,6201,6 фактически перекрывают друг друга (табл. 8).
Таблица 9 дает возможность рассмотреть динамику содержания подвижных форм фосфора по датам отбора образцов и слоям почвы под ячменем в 2013 г.
7. Содержание гумуса по датам отбора образцов и слоям _дерново-подзолистой почвы под ячменем, %_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка мин. об аботка отвальная обработка мин. об аботка
29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09
0-10 см: средняя ± ошибка средней 2,7±0,3 2,4±0,5 2,8±0,2 2,5±0,4 2,6±0,7 2,4±0,9 2,7±0,6 2,3±0,7
10-20 см: средняя ± ошибка средней 2,5±0,2 2,3±0,4 2,6±0,1 2,4±0,5 2,4±0,8 2,2±0,5 2,4±0,8 2,1±0,5
0-10 см: 0-10 см: 2,6 ± 0,9 (1,7 - 3,5)%; 10-20 см: 2,1 ± 0,8 (1,3 - 2,9)%; НСР0,05(А) = 0,1%; НСР0,05(В) = 0,2%; 10-20 см: НСР0,05(А) = 0,3%; НСР0,05(В) = 0,4%
8. Содержание подвижных форм фосфора по датам отбора образцов и слоям _дерново-подзолистой почвы под озимой пшеницей, мг/кг почвы_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка нулевая обработка отвальная обработка нулевая обработка
29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09
0-10 см: средняя ± ошибка средней 189,7±3,5 175,4±2,7 205,8±3,0 202,5±2,3 194,6±4,3 190,0±4,9 201,8±5,3 200,9±6,7
10-20 см: средняя ± ошибка средней 191,3±3,2 176,1±3,4 203,2±3,1 200,7±3,6 193,0±4,8 187,4±4,7 201,6±5,4 199,3±7,5
0-10 см: 195,1 ± 6,7 (188,4 - 201,8) мг/кг; 10-20 см: 194,1 ± 7,5 (186,6 - 201,6) мг/кг; 0-10 см: НСР0,05(А) = 3,2 мг/кг; НСР0,05(В) = 8,5 мг/кг; 10-20 см: НСР0,05(А) = 1,0 мг/кг; НСР0,05(В) = 5,1 мг/кг
9. Содержание подвижных форм фосфора по датам отбора образцов и слоям _ дерново-подзолистой почвы под ячменем, мг/кг почвы_
Точки отбора проб Точная технология Традиционная технология
отвальная обработка мин. об аботка отвальная обработка мин. об аботка
29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09 29.04 13.09
0-10 см: средняя ± ошибка средней 182,6±1,3 180,4±1,5 186,1±1,2 183,2±1,4 188,0±2,7 185,3±2,9 199,4±3,4 195,7±3,7
10-20 см: средняя ± ошибка средней 183,7±1,0 176,2±1,7 184,3±2,1 181,5±1,5 186,9±2,8 184,1±2,6 200,6±3,0 193,8±3,5
0-10 см: 187,6 ± 3,7 (183,9- 191,3) мг/кг; 10-20 см: 186,4 ± 3,5 (182,9 - 189,9) мг/кг; 0-10 см: НСР0,05(А) = 4,6 мг/кг НСР0,05(В) = 3,4 мг/кг; 10-20 см: НСР0,05(А) = 3,5 мг/кг; НСР0,05(В) = 2,7 мг/кг
Интервалы 183,9-191,3 мг/кг и 182,9-189,9 мг/кг, совпадая, указывают на слабую динамику содержания подвижных форм фосфора, но вместе с тем - в сторону его уменьшения, что служит следствием увеличения ошибки выборки, а также потерь подвижных форм фосфора через вынос с основной продукцией ячменя. Обнаруживаются существен-
ные различия между вариантами обработки почвы в пределах 3,4 и 2,7 мг/кг.
В таблице 10 представлена средняя урожайность зерновых культур по вариантам полевого опыта за 2011-2013 гг. Анализ усредненных урожайных данных зерновых культур позволяет выявить влияние различных факторов полевого опыта на их зна-
10. Урожайность зерновых культур по вариантам полевого опыта ЦТЗ
Технология (А)
Обработка почвы
(В)
Подкормка и последействие (С)
Урожайность по годам, т/га
2011
2012
2013
средняя
Озимая пшеница
Точная
Отвальная
Нулевая
без подкормки
N70 + N7,
без подкормки
N70 + N7,
3,69
4,13
3,57
3,95
5,43
5,71
4,94
5,63
5,28
5,68
5,16
5,47
4.80
5.17
4.56
5.02
Традиционная
Отвальная
без подкормки
3,81
5,34
N70 + N7,
4,01
5,58
Нулевая
без подкормки
3,52
4,84
N70 + N7,
3,80
5,52
5,20
5,51
5,12
5,33
4.78
5,03
4,49
А
0,20
0,17
НСР05, т/га
В
0,13
0,24
С
0,27
0,30
0,11
0,19
0,23
Ячмень
Точная
Отвальная
Минимальная
без подкормки
последействие
без подкормки
последействие
2,97
3,13
2,90
3,06
3,83
4,23
3,94
4,37
4,90
5,00
5,07
5,18
3,90
4,12
3,97
4,20
Традиционная
Отвальная
без подкормки
3,05
3,87
последействие
3,25
4,02
Минимальная
без подкормки
2,97
4,00
последействие
3.24
4,32
4,91
4,95
5,06
5,20
3,94
4,07
4,01
4,32
А
0,18
0,10
НСР05, т/га
В
0,11
0,20
С
0,15
0,30
0,04
0,13
0,07
4
чения. Так, озимая пшеница по-разному реагировала на технологию возделывания, имея только в некоторых случаях существенное различие. Наиболее заметна она при сравнении вариантов с подкормкой и без подкормки. В целом же технология практически не влияла на величину прибавки урожая в пользу той или иной. Сравнение обработок почвы позволило установить положительное влияние вспашки на урожайность озимой пшеницы в сравнении с нулевой обработкой. По большинству сравнений разница математически доказана. Наиболее характерны различия между делянками озимой пшеницы с двумя подкормками аммиачной селитрой и без таковой. Разница в урожайности превышает величину НСР. За три года максимальная урожайность озимой пшеницы сформирована на вариантах с применением двух подкормок, как по отвальной, так и нулевой обработкам независимо от технологии. Варианты без подкормки уступали в среднем на 0,3-0,5 т/га.
На ячмене сравнивали те же варианты. Фактор (С) - последействие удобрений подразумевает последовательное влияние подкормок озимой пшеницы по цепочке чередования: пожнивная горчица -
картофель - ячмень. Здесь практически не проявляется влияния технологии возделывания. Преимущество минимальной обработки культиватором Pegasus отмечается на делянках с последействием подкормок. Их влияние на урожайность ячменя не всегда находит статистическое подтверждение и проявляется только в отдельные годы, превышая НСР.
В среднем за 3 года наибольшая урожайность ячменя отмечена на вариантах с последействием удобрений под озимую пшеницу по минимальному фону обработки почвы. Разница между вариантами по фактору С составляет 0,15-0,20 т/га, по фактору В - 0,10-0,15 т/га. Технология возделывания обеспечивает практически одинаковую
урожайность, различаясь в пределах 0,05 т/га.
Таким образом, прослеживается
необходимость продолжения и расширения комплексных исследований по изучению и внедрению отдельных элементов точного (координатного) земледелия в рамках инновационных программ аграрных вузов с целью качественной подготовки современных специалистов сельскохозяйственного производства.
Литература
1. Беленков А.И., Железова С.В., Березовский Е.В., Мазиров М.А. Элементы технологии точного земледелия в полевом опыте РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева // Известия ТСХА, 2011, Вып. 6. - С. 90-100.
2. Балабанов В.И., Железова С.В., Березовский Е.В., Беленков А.И., Егоров В.В. Навигационные технологии в сельском хозяйстве. Координатное земледелие: Учебное пособие. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2013. - 148 с.
3. Точное сельское хозяйство (precision agriculture) / Под ред. Д. Шпаара, А.В. Захаренко, В.П. Якушева. - СПб-Пушкин, 2009. - 400 с.
4. Березовский Е.В., Железова С.В., Самсонова В.П. Опыт составления карт для точного земледелия // Аграрное обозрение, 2010, № 2. - С. 43-46.
5. Личман Г.И., Марченко Н.М. Перспективы развития и введения в сельское хозяйство точного земледелия. В сб. «Перспективные технологии современного сельскохозяйственного производства». - СПб., 2007. - С. 91-100.
6. Афанасьев Р.А., Беленков А.И. Особенности внутрипольной вариабельности: плодородия почв, состояния посевов, урожайности полевых культур в точном земледелии // Нива Зауралья, 2013, № 11. - С. 58-60.
7. Боровкова А.С., Цирулев А.П. Дифференцированное внесение минеральных удобрений в условиях лесостепи Самарской области // Агрономия и защита растений, 2012, № 3. - С. 11-15.
References
1. Belenkov A.I., Zhelezova S.V., Berezovskiy E.V., Mazirov M.A. Elementy technologii tochnogo zemledeliya v polevom opyte RGAU-MSHA imeni K.A. Timiryazeva // Izvestia TSHA, 2011, Vol. 6. - P. 90-100.
2. Balabanov V.I., Zhelezova S.V., Berezovskiy E.V., Belenkov A.I., Egorov V.V. Navigacionnye technologii v sel'skom khozyaystve. Koordinatnoe zemledelie: Uchebnoe posobie. - M.: Izd-vo RGAU-MSHA imeni K.A. Timiryazeva, 2013. -148 p.
3. Tochnoe sel'skoe khozyaystvo (precision agriculture) / Pod redakciey D. Shpaara, A.V. Zakharenko, V.P. Yakusheva. - Spb-Pushkin, 2009. - 400 p.
4. Berezovskiy E.V., Zhelezova S.V., Samsonova V.P. Opyt sostavleniya kart dlya tochnogo zemledeliya // Agrarnoe obozrenie, 2010, Vol. 2. - P. 43-46.
5. Lichman G.I., Marchenko N.M. Perspectivy razvitiya I vvedeniya v sel'skoe khozyaystvo tochnogo zemledeliya. V sbornike «Perspektivnye technologii sovremennogo sel'skokhozyaystvennogo proizvodstva». - Spb., 2007. - P. 91-100.
6. Afanasiev R.A., Belenkov A.I. Osobennosti vnutripol'noy variabel'nosti: plodoriya pochv, sostoyaniya posevov, urozhaynosti polevykh kultur v tochnom zemledelii // Niva Zaural'ya, 2013, Vol. 11. - P. 58-60.
7. Borovkova A.S., Tsyrulev A.P. Differencirovannoe vnesenie mineral'nykh udobreniy v usloviyah lesostepi Samarskoy oblasti // Agronomiya i zashchita rasteniy, 2012, Vol. 3. - P. 11-15.
