Экономия средств производства – цель любого фермера. Но для Эрика и Морица Круллей важен не только кошелек, значимы и требования, предъявляемые сегодня обществом к сельхозпроизводству. Использование сенсоров позволяет фермерам работать с СЗР дифференцированно.
Дифференцированное внесение СЗР
Семья Круллей вкладывает в сельское хозяйство всю свою душу. В начале января, несмотря на дождь, снег и ледяной ветер, Эрик вместе с сыном Морицем предпринимает выезд в поле, чтобы оценить состояние озимых. Теперь, по истечении четырех месяцев после посева, пшеница находится в фазе второго узла, и это правильный срок для первой обработки. Но внесение препарата в любом случае будет отличаться от того, что делают коллеги и соседи.
Новая эра
Почти 20 лет семья Крулль обрабатывает свои поля в местечке Мамменсдорф, неподалеку от Магдебурга (ФРГ), с использованием азотных сенсоров Yara. Сначала сенсоры были задействованы на внесении удобрений, затем нашлось им применение при распылении регуляторов роста, а последние шесть лет датчики используются и при проведении мероприятий по фунгицидной защите посевов.
Семейное предприятие Круллей наряду с хозяйствами из Великобритании и Франции участвует в эксперименте по дифференцированному внесению фунгицидов. Такое стремление к прогрессу имеет свое объяснение.
«Сегодня не всегда речь идет о снижении нормы расхода того или иного препарата. Надо позаботиться и о том, чтобы не внести слишком мало. В публичных дискуссиях о применении химических средств защиты растений об этом часто забывают», – отмечает Эрик Крулль. В центре внимания – успех его собственного предприятия, поэтому для Эрика не менее важны проблемы экологии и принятия обществом тех методов работы, которые использует он сам.
Последние годы в Европе широко обсуждаются вопросы допуска и регистрации препаратов. Уже введены серьезные ограничения в обращении с пестицидами. Доктор Гельмут Шрамм, президент профильного союза IVA, представляющего в ФРГ интересы предприятий агрохимической отрасли, признает, что сферу химической защиты растений ждут кардинальные перемены. По мнению д-ра Шрамма, скоро для принятия решений в тех случаях, когда речь идет о внесении СЗР, само собой разумеющимся станет использование широкого набора цифровых инструментов.
Это мнение сходно с оценкой профессора Йенса Карла Вегенера, руководителя факультета технологий внесения СЗР Института Юлиуса Кюна. «Нельзя исключать, – считает профессор, – что очень скоро появятся цифровые инструменты, которые в той или иной форме будут использоваться при принятии решения о допуске препарата на рынок и которые лягут в основу условий его применения. Нечто подобное у нас уже существует в отношении распылителей, снижающих снос препарата: использование специфических средств возможно только при оснащении опрыскивателей определенным типом распылителей».
Идентификация сложна
Аграрная отрасль работает в условиях сильного давления и интеграции в нее цифровизации. «Цель сегодня – уже не просто распределять СЗР как можно более равномерно по всей площади обрабатываемых посевов, – разъясняет профессор Вегенер. – Новые приборы, выступая в качестве технических ассистентов, обеспечивают работу в единой информационной сети и за счет системы датчиков позволяют экономить препараты, вносить их дифференцированно при автоматическом соблюдении нормы».
В рамках одного из научных проектов профессор Вегенер изучает возможности борьбы с отдельными видами сорных растений посредством точной их обработки гербицидами. Цель работы – не просто обработать все поле препаратом сплошного действия, важно внести средство только там, где произрастает конкретное сорное растение, и при этом использовать правильный препарат селективного действия.
«На практике мы часто используем баковые смеси, – говорит профессор. – Для дифференцированного внесения селективных препаратов опрыскиватель должен иметь прямой узел смешивания и питания. В этом случае препарат и вода транспортируются в разных емкостях, а их смешивание производится непосредственно перед подачей в распылитель, дозирование ведется в режиме реального времени».
В сотрудничестве с компанией Dammann Институт Юлиуса Кюна представил прототип такого полевого опрыскивателя на выставке Agritechnica-2017 в Ганновере. И если опрыскиватели с поставленной перед ними задачей уже справляются, то с распознаванием сорняков в режиме реального времени пока есть проблемы. Над поиском наиболее практичного решения в этой области работает целый ряд исследователей.
Бóльшему – бóльшее
Но давайте вернемся к фунгицидам и повседневным заботам в фермерском хозяйстве Круллей. Их подход к дифференцированной защите растений базируется на концепции, что ни на одном поле посевы не развиваются совершенно равномерно.
В зависимости от свойств почвы и условий произрастания количество биомассы в отдельных частях пшеничного поля может отличаться в шесть раз! Между стадиями развития 32 и 39 (ВВСН), когда возникают проблемы с бурой ржавчиной и мучнистой росой, объем биомассы может составлять 2 – 5 кг/м2. Если везде дать одинаковую норму внесения фунгицида, то на участке с биомассой 5 кг/м2 доза внесения будет недостаточной, в то время как на другом участке, не столь плодородном, доза будет, наоборот, завышена. И то, и другое плохо.
Излишний расход СЗР пагубно сказывается на экологии и увеличивает издержки производства, а слишком низкие нормы внесения означают потерю урожая и чреваты развитием устойчивости. Поэтому глава фермерского хозяйства указывает на то, что чем больше объем биомассы, тем больше площадь нанесения, значит, и нормы расхода должны быть больше.
И наоборот, меньшие объемы биомассы требуют меньших норм расхода препаратов. Для сравнения можно привести пример: организму взрослого человека требуется более высокая доза лекарства, нежели ребенку, иначе лекарство не подействует или его эффект будет иметь недостаточно продолжительное действие.
Решающий показатель
Чтобы концепт дифференцированного внесения работал, необходимы умный софт и умное «железо». Отец и сын Крулли выгоняют свой Massey Ferguson из ангара и навешивают на него опрыскиватель Amazone UX 6200, ширина захвата которого составляет 36 м. На крыше трактора девайс серого цвета – это и есть азотный сенсор. Он подключен к системе автоматического вождения с использованием GPS. Также есть возможность вести запись всех данных для последующего их использования в хозяйственной деятельности. Трактор, навесной опрыскиватель, система GPS и сенсор сообщаются между собой посредством терминала ISOBUS.
Как работает азотный сенсор? В зависимости от содержания хлорофилла и объема биомассы посевы по-разному отражают солнечный свет. Сенсор измеряет отраженный спектр и вычисляет фактическое потребление азота. Эти данные являются основой для дифференцированного ухода за посевами, будь то внесение жидких удобрений, регуляторов роста или фунгицидов.
При высоком фактическом потреблении азота биомасса содержит большое количество хлорофилла. Во избежание полегания культуры необходимо ограничить потребление азота именно в фазу второго узла кущения (пшеница на полях Круллей как раз достигла этой фазы). При этом объемы внесения регуляторов роста и фунгицидов лучше увеличить, поскольку площадь нанесения рабочего раствора больше, ведь посевы развиты хорошо. Наши фермеры делают это не на глазок. На основе типовых кривых коэффициента отражения света растениями сенсор в режиме реального времени рассчитывает необходимое для внесения количество препаратов / удобрений и передает эти данные посредством команд на опрыскиватель. Используемый в хозяйстве опрыскиватель оборудован системой пофорсуночного включения GPS-Switch. Однако работа данной системы одновременно с азотным сенсором пока невозможна, так что дифференцированное внесение ведется только по длине участка, но не по ширине обработки.
Весь комплект техники управляется с терминала, расположенного в кабине. За рулем трактора сидит Крулль-младший. При помощи специального модуля Precision Farming Box Мориц анализирует данные, которые отец присылает с головного компьютера.
Крулль-старший работает в офисе с системой управления данными agriPORT, для начала использования которой необходимо ввести данные о конкретном поле, норме расхода воды, норме внесения и пр. Глава хозяйства в этот момент, как никто другой, желает установления лучшего «взаимопонимания» между техникой, софтом и картами урожайности, хотя уже сегодня он выигрывает во многом. «Мы закупаем только половину прежнего объема препаратов, – говорит Эрик, – при этом я полностью отказался от идеи урезания норм внесения. В развитии резистентности сорных растений отчасти виноваты сами фермеры. И не только потому, что склонны давать неполные дозы химических препаратов, но также из-за того, что при высокой плотности стеблестоя работают недостаточными дозами. При сильном давлении патогена одна и та же норма действующего вещества в плотных посевах расходуется быстрее, чем в разреженных. Есть от этого и экономический эффект. Каждый проход по полю стоит мне от 11 до 12 евро на гектар. Реализуя должную обработку за один проход, я экономлю». В качестве научной базы своего подхода фермер приводит результаты исследований, согласно которым внесение фунгицидов по озимой пшенице с использованием специальных сенсоров дает экономию до 33 евро /га: при сравнительно одинаковой интенсивности распространения заболевания расход препаратов снижается на 12%, а урожайность увеличивается на 1,7%.
В то время как при фунгицидных обработках Эрик Крулль старается в плотных посевах зерновых культур дать адекватно высокую дозу препарата, работая регуляторами роста, он больше всего боится превысить норму. «К сожалению, раньше мы допускали подобные ошибки, – вспоминает фермер. – Мы хотели гарантированно избежать полегания. Но излишне высокая норма расхода регуляторов роста укорачивает корни растений, что при засухе негативно отражается на питании, а затем и урожайности. Мой собственный многолетний опыт подтверждает, что при дифференцированном внесении препаратов мы снижаем расход препарата, одновременно способствуем увеличению урожайности и решаем проблему полегания посевов. В среднем за год за счет точного внесения регуляторов роста с гектара получаем на 40 евро больше».
По словам главы хозяйства, инвестиции в сенсорную технологию достигают 20 тысяч евро. К ней потребуются техподдержка и сервис, имеющие свою цену. «Однако преимущества системы перевешивают, – убежден фермер Крулль. – Сегодня мы работаем в растениеводстве гораздо эффективнее, экологичнее и в соответствии с концепцией устойчивого развития».