Агропрофи » Blog Archive » Комплексное обследование полей
Регистрация

��������� - �������� ��������� �������

Комплексное обследование полей

Анна Гришанова

Для ведения эффективного растениеводства в первую очередь необходимо как можно более детально изучить свои поля и почвы. Эти знания позволяют экономить значительные суммы денег за счет более рационального использования удобрений, помогают снизить риски влияния на бизнес природно-климатических факторов. Помочь в этом могут почвенно-ландшафтные обследования.

Многогранная работа

Высокая и устойчивая продуктивность земледелия невозможна без комплексного учета всех агрохимических и экологических факторов, необходимых для нормального роста и развития растений, формирования урожая и его качества. И в этом аграриям может помочь проведение почвенно-ландшафтного обследования.

Почвенно-ландшафтное обследование включает в себя агроэкологическую оценку земель и агрохимический мониторинг. Методика агроэкологической оценки земель была разработана на кафедре почвоведения РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева. Данная методика позволяет оценить земли хозяйств по совокупности параметров, лимитирующих урожайность и определяющих технологии возделывания культур.

По мнению академика РАН Валерия Кирюшина, чем выше уровень интенсификации земледелия и насыщенность современными наукоемкими агротехнологиями, тем выше должны быть требования к полноте и точности оценки земель.

– Результатом почвенно-ландшафтного обследования являются цифровые карты пригодности полей под конкретные сельскохозяйственные культуры и карты полей севооборотов, – рассказывает Елена Кошелева, заместитель генерального директора компании «Агрокультура». – По нашему опыту, в большинстве хозяйств в разных климатических зонах России и Казахстана ключевым лимитирующим урожайность фактором является влага. Причем в одних случаях это дефицит влаги, а в других, наоборот, ее избыток. Поэтому важное значение имеет оценка не только агроклиматических условий, но и других факторов, которые влияют на запасы продуктивной влаги, – это рельеф как самостоятельный лимитирующий фактор (длина, крутизна и экспозиция склонов) и гранулометрический состав почв и подстилающих пород (пески, суглинки, глины и пр.).

Так, например, согласно наблюдениям почвоведов компании «Агрокультура», очень сильное влияние на выращиваемую культуру и применяемые технологические операции оказывают свойства материнской породы, на которых сформированы почвы. Ими в том числе определяется появление камней в пахотном слое, кислотность, солонцеватость и засоленность почв, гранулометрический состав.

Геоморфология – очень важный показатель, который необходимо учитывать при агроэкологической оценке, подтверждает Алексей Трубников, к. б. н., генеральный директор компании «Агрокультура». Раньше при проектировании систем земледелия этот показатель мало использовался. А характеристика геоморфологии обязательно нужна для выбора культур, стратегии основной обработки (вспашки, Mini-till, No-till), направления движения агрегатов и даже при выделении зон для дифференцированного внесения удобрений.

– Например, на поле есть почвенная комбинация хорошо гумусированных тяжелосуглинистых черноземов с достаточно благоприятными агроэкологическими свойствами, – поясняет Алексей Трубников. – При этом участок расположен на теплом склоне крутизной 3–4 градуса.
В этом случае его топографические особенности начинают оказывать неблагоприятное влияние на культуру и условия работы и приобретают самостоятельное агроэкологическое значение. Помимо проблем с водной эрозией – смыва плодородного слоя и недостатка элементов питания – растения здесь более остро начинают испытывать дефицит влаги из-за повышенного стока. При этом необходимо учитывать форму и экспозицию склона: так, влажность почв вогнутых склонов книзу возрастает, а выпуклых, наоборот, снижается. На отдельных крутых отрезках любых склонов запасы продуктивной влаги уменьшается, и на них можно уменьшать нормы высева и количество удобрений.

Из агрохимических показателей на первом месте стоит реакция среды (pH), дальше по значимости идут фосфор, калий, гумус и др.

Полный комплект

Для агроэкологической оценки земель, по словам Алексея Трубникова, необходимы топографические данные обследуемой территории, сведения о температуре и осадках с ближайшей метеостанции, материалы предыдущих почвенных обследований (карты, пояснительные записки), агрохимические картограммы. Они служат хорошим источником информации о гранулометрическом составе почв (глина, тяжелый суглинок и т.д.) и других показателях. При отсутствии таких материалов необходимо увеличивать количество проб, анализируемых на гранулометрический состав, а стоимость этого анализа достаточно высокая (с подготовкой пробы – 1700 рублей за единицу). Также понадобятся сведения об урожайности культур за последние 3–5 лет с разбивкой по полям.

После ознакомления с хозяйствами и сбора необходимого материала (это может занять 2–3 месяца) начинается полевой этап почвенно-ландшафтной съемки, который включает в себя также полевые агрономические обследования. Они помогают дать оценку состояния поверхности почв, микрорельефа, растений, засоренности, пораженности посевов вредителями и болезнями.

В результате проведения почвенно-картографических обследований земель составляется почвенно-ландшафтная карта, а также различные агрохимические картограммы.

Почвенно-ландшафтные карты обеспечивают учет площади распространения конкретных почв, что необходимо при организации рационального использования территории и при общефедеральном учете почвенных и земельных ресурсов. Кроме того, на их основе формируются оптимальные варианты размещения сельскохозяйственных культур и севооборотов на территории хозяйства.

Обследование полей

Кому и как часто нужно проводить

Почвенно-ландшафтное обследование в современном земледелии включает в себя также агрохимический анализ почвы с последующим созданием электронных почвенных карт полей по NPK (азот, фосфор, калий), макро- и микроэлементам, рассказывает руководитель отдела продаж инженерного центра «Геомир» Анна Завьялова. Обычно агроном сельхозпредприятия сам определяет, какие показатели он считает целесообразным анализировать. В обязательном порядке рекомендуется проводить такие обследования, когда хозяйство приобретает новые земли. Для того чтобы начать сельскохозяйственную деятельность, нужно понимать, что содержится в почве и как это повлияет на будущие результаты.

– Чем точнее и больше параметров оценивается, тем более объективную картину можно получить, – отмечает заведующий сектором агромониторинга в отделе информационных исследований Агрофизического НИИ Андрей Комаров.

По его словам, для хозяйствующих субъектов агрохимические исследования, изменения основных параметров плодородия рекомендовано проводить не реже, чем раз в четыре-пять лет. Но, как правило, фермеры, хозяйства, которые располагают достаточными финансовыми возможностями заказывают такие работы раз в один-два года. И это, по мнению специалиста, оправданно.

На деле каждое сельхозпредприятие само определяет периодичность, с которой ему необходимо проводить такие обследования почвы, говорит Анна Завьялова. «Геомир» работает с крупными клиентами и с небольшими хозяйствами. В Ставрополье, например, есть холдинг, который исследует свои почвы с использованием современных технологий ежегодно, начиная с 2010 года, делится Завьялова. Регулярно проводят мониторинги своих полей фермерские хозяйства в Краснодарском крае, Ростовской области и т.д.

А вот агроэкологическую оценку земель, по мнению Елены Кошелевой, достаточно провести один раз в 30 лет. Это связано с тем, что такие факторы, как гранулометрический состав и рельеф, мало изменяются во времени.

Сами или со специалистами?

Отдельные показатели почв сельхозпредприятия могут отслеживать сами. Для комплексных обследований лучше привлекать специалистов.

При самостоятельной работе можно использовать для изучения глубины грунтовых вод и смены почвообразующих пород хорошо себя зарекомендовавшее голландское оборудование компании Eijkelkamp, рекомендует Кошелева. Можно определить своими силами кислотность, если правильно соблюдать методику исследования.

– Но для составления картинки в целом лучше довериться профессионалам. Сейчас нет недостатка в количестве данных, наоборот, существует проблема, что делать с их огромным массивом, для того чтобы вытащить полезную для принятия решений информацию и повысить эффективность хозяйственной деятельности. Вот главный вопрос, – рассуждает она. – Прежде всего сотрудники хозяйства должны обеспечить специалистов почвенно-ландшафтного обследования достоверной историей полей: информацией о размещении культур, их урожайности по полям и выполненных технологических операциях. Практически все агрономы понимают, что это нужно, но правильно ведут историю полей единицы. Возможно, это связано с неудобством существующих методов и способов ведения истории полей. На бумагу легко записать, но записи потом долго и сложно анализировать. Данные из бухгалтерии, как правило, недостоверны, приходят с большим опозданием, да и достать их агрономам по прошествии времени проблематично. В связи с этим мы разработали программный продукт «Дневник агронома», заполнение истории полей в нем является лучшей самостоятельной подготовкой хозяйств к комплексному обследованию полей.

С развитием технологий появились портативные мини-лаборатории – небольшие чемоданчики на несколько проб, а также различные ручные датчики, добавляет Анна Завьялова. Если агроному нужно оперативно отследить какие-то показатели, он может выйти в поле и провести анализ самостоятельно. Если же необходимо централизованное агрохимическое обследование, то, как правило, привлекаются профессионалы. Крупные холдинги могут позволить себе иметь собственную агрохимическую лабораторию, пробоотборники, специалистов, что позволяет им делать анализы непосредственно у себя в организации.

– За последнее время отмечен повышенный спрос на агрохимические обследования почвы. Если 7–8 лет назад хозяйствам нужно было объяснять, для чего необходимо делать такой анализ именно с привязкой по GLONASS/GPS и что такое дифференцированное внесение удобрений, то сейчас работники сельскохозяйственных предприятий уже знают, что это удобно, правильно и позволяет эффективнее вести бизнес, – констатирует она. – Сейчас вопрос в цене, возможностях сельхозпредприятия и в том, за что оно готово платить. Кроме этого, для работы по новым технологиям каждому современному хозяйству необходимы хорошо обученные сотрудники.

«Геомир» делает такие исследования «под ключ»: специалисты отбирают пробы, обрабатывают данные и выдают хозяйству готовые карты, рассказывает технический директор компании Ильдар Мансуров. Стоимость анализа, например, фосфор-калий-кислотность – от 500 руб. за одну пробу. Количество проб на поле определяется размером клетки. Агроном хозяйства сам решает, с какой площади будет отбираться один образец и по каким параметрам он будет анализироваться. Чем меньше размер клетки отбора, тем более точный будет анализ. Традиционно по полям, где выращиваются зерновые культуры, одна проба берется на 10–20 га. Привлекая данные, полученные с привязкой по GPS, например, картирование урожайности, электропроводность почвы, можно выделить зоны и проводить отбор проб по зональному принципу, что уменьшает количество проб по сравнению с отбором по сетке.

Программы и оборудование

Основным информационным продуктом, который поможет интерпретировать и упорядочить огромный массив данных, является информационная система Agronote, говорит Кошелева. Данный проект ведется с поддержкой инновационного центра «Сколково». Концепт данной системы в прошлом году выиграл конкурс «Агробиотехнологии-2015» в номинации «точное земледелие».

В целом, по ее словам, за последние несколько лет существующая методика агроэкологической оценки земель обогатилась за счет технологии ретроспективного мониторинга, применяемой в Agronote. Раньше было сложно достать спутниковые снимки, сейчас они в избытке, и главная задача – это оперативно обработать гигабайты данных, так называемые Big Data, и выжать из них максимум полезной информации.

– Мы в своей работе анализируем информацию со снимков с 1968 года. Анализ космоснимков помогает нам разделить сельскохозяйственные земли условно на три части. Определить, где урожай в большинстве случаев был хорошим, увидеть поля с плохой урожайностью и выделить переходные зоны, – говорит Кошелева. – Таким образом, мы резко сужаем проблемные зоны. Далее почвенные карты и агрохимические анализы в большинстве случаев помогают понять причинно-следственные связи тех или иных результатов. Такая информация полезна как молодым хозяйствам, так и уже давно существующим.

Отбор проб почвы во время проведения агрохимического обследования осуществляют автоматические почвенные пробоотборники. Сейчас на рынке существуют машины различных фирм: Nietfeld (пробоотборники Easy-Sampler, Duoprob 60 или DP 60, N 2000, NH 90, Concord C 2400, NEPROMAX), Wintex Agro (Wintex 1000, Wintex 2000), Amity, AgriCon. Такие пробоотборники позволяют осуществлять забор почвы в основном на глубинах 0–30 см, иногда до 60 см. Существуют также устройства для автоматизации тяжелой работы по закладке почвенных разрезов (глубины больше метра). Это почвенные пробоотборники Amity 9800 (глубина отбора «почвенного монолита» 0–120 см), Chrestie Engeneering Soiltest 1600 (0–160 см), Nietfeld Multiprob 120 (0–30, 30–60, 60–90 см).

Вышеперечисленные пробоотборники позволяют в разы увеличить производительность труда при отборе почвенных проб по сравнению с ручным методом. Однако не менее важно взять почвенный образец именно там, где это требуется. Для этого существует ряд программных обеспечений для работы на карманном компьютере с GPS-приемником: «Дневник агронома», Farm Works Mobile, SST Stratus, SMS Mobile, AGRO-GPS Mobilbox, «Геоплан».

«Геомир» отбор проб осуществляет при помощи мобильного комплекта для отбора проб почвы, который включает в себя полевую программу «Геоплан», защищенный ноутбук, подключенный к нему GLONASS/GPS-приемник, комплект кабелей и автоматический пробоотборник, который устанавливается либо непосредственно на машину, либо на прицеп. Он позволяет брать пробы с определенной глубины (10–30 см) в определенных заранее, при помощи ПО «Геоплан», точках. Программа «Геоплан» для планирования маршрута объезда по полю – давняя разработка компании «Геомир», но до сих пор пользуется большим спросом. Когда оператор на машине движется по полю, компьютер подает звуковой сигнал, где непосредственно надо брать пробы. Таким образом, отбор образцов почвы осуществляется с привязкой по GLONASS/GPS в конкретных точках, которые фиксируются в программе. Далее пробы пакуются в отдельные пронумерованные пакеты и отправляются в агрохимическую лабораторию, где проводится их анализ. Результаты записываются в таблицу Excel по столбцам по каждому параметру.

Компания «Агрокультура» практикует отбор почвенных проб через свой мобильный сервис «Дневник агронома».

– В этом году на самых проблематичных полях хозяйства «Хреновской конный завод» наши специалисты отобрали с помощью «Дневника агронома» 2300 почвенных проб с площади 5000 га свекловичного севооборота, – рассказывает Алексей Трубников. – Для отбора проб достаточно смартфона (Android или iPhone), никаких внешних антенн не требуется, они уже встроены в мобильное устройство и, как правило, имеют высокую точность позиционирования за счет совмещенного приема GPS и GLONASS.

Агрохимические картограммы обычно создаются в специальном программном обеспечении – ГИС «Панорама», ArcGIS, QGis и другие. Существуют различные зарубежные программы для агрономов, которые позволяют вести базу данных по землевладельцам, хозяйствам, полям, сотрудникам, технике, строениям, скоту, ресурсам (СЗР, удобрениям, семенам, кормам, топливу и пр.) типа Farmworks mapping. По словам Завьяловой, современные ПО довольно просты для восприятия, и сотрудники сельхозпредприятий могут быстро освоить работу с ними.

– Готовые картограммы по исследуемым параметрам хранятся в компьютере, их можно наложить на электронные карты хозяйств, и они содержат показатели, необходимые для составления карт предписания для дифференцированного внесения удобрений, – отмечает Завьялова. – В любой момент карты можно распечатать – как по отдельным, так и по всем полям хозяйства сразу. Это удобный инструмент агронома для контроля состояния почвы, обеспечения равномерности роста растений и повышения урожайности.

Также, по данным компании «ЭКО-Разум», в России активно используются почвенный твердомер DICKEY-John, позволяющий исследовать переуплотненные горизонты почвы на глубине от 0 до 40 см и более. Интерес представляет датчик электропроводности EM38, дающий возможность исследовать гранулометрический (механический) состав почвы, содержание органического вещества, засоленность, влажность без разрушения почвы и отбора образцов, но эта технология еще должна пройти проверку у ученых-почвоведов.

Растет интерес и к портативным лабораториям для анализа почвы и растений. Они обладают меньшей точностью определения, чем стационарная лаборатория, однако позволяют оперативно определить потребность растений в подкормке во всех стадиях их развития. Портативные лаборатории не требуют специального образования для их эксплуатации и позволяют оперативно и недорого выполнять анализ основных агрохимических свойств почвы. Российским сельхозпроизводителям известна портативная лаборатории «РПЛ-Почва», позволяющая осуществлять анализ 11 и более химических свойств почв в полевых условиях.

Ленинградский опыт

В Ленинградской области создана своя модель агромониторинга, разработанная в Агрофизическом НИИ при поддержке Комитета по агропромышленному и рыбохозяйственному комплексу региона.

Целью мониторинга является продолжение системы постоянных наблюдений за состоянием сельхозугодий, плодородием почв, качеством и количеством производимой агропродукции, где производится своевременное выявление деградационных процессов, оценка изменения плодородия почв, обоснование мероприятий по предупреждению и устранению выявленных негативных процессов, происходящих в почвах и окружающей среде, рассказывает заведующий сектором агромониторинга в отделе информационных исследований Агрофизического НИИ Андрей Комаров.

Выполнение работ по мониторингу плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения на тестовых полигонах проводится ежегодно и является плановым мероприятием Государственной программы Ленинградской области «Развитие сельского хозяйства Ленинградской области на 2014–2020 годы», обращает внимание Комаров.

– Чтобы отслеживать все многообразие перечисленных параметров, мы сформировали сеть полигонов (сейчас их уже 12). Средняя площадь каждого полигона от 20 до 50 га. На каждом из полигонов ведется хозяйственная деятельность. «Сеть является отправной точкой оценки состояния окружающей среды в динамике в течение года и нескольких лет, что позволяет сделать выводы об изменениях и принять меры по устранению деградационных процессов, если таковые наблюдаются, или если есть какие-то позитивные сдвиги, доводить их до товаропроизводителей как положительный пример», – говорит ученый.

Таким образом, мониторинг полигонов позволяет проводить объективную оценку, давать ежегодные рекомендации сельхозпроизводителям по обработке почвы, перезимовке озимых, срокам сева и уборки той или иной культуры. На территории каждого полигона производится детальная оценка: отбираются почвенные, растительные образцы, смотрится динамика состояния растений, воды. Все наземные наблюдения совмещаются с дистанционными, при этом используются космические и авиаснимки.

– У нас есть большая база данных, работаем с различными институтами и организациями. Используем периодику космоснимков и можем дешифровать их на наших полигонах, в случае когда необходимые снимки мы не можем получить (облачность, дороговизна и др.), привлекаем свои беспилотники, – делится специалист. – К сожалению подобные мониторинговые системы в России – единичные случаи. Было бы целесообразно вести такой мониторинг всем регионам.

Комментарии практиков

ОАО «Родинский» (Алтайский край, входит в «КДВ Групп»)

Андрей Щербинин, главный агроном

– В каждом хозяйстве нужно проводить диагностику на наличие в почве питательных веществ, микро-, макроэлементов. Почвы все разные, массив большой, где-то есть засоленные почвы, где-то с выходом гипса близко к поверхности, где-то подстилаются песком, и понятно, что работать по одной технологии на разных полях нельзя. Почвенные обследования и дают агрономам полную информацию о почве, что позволяет потом составить грамотно севооборот, определить технологию, подобрать правильные орудия, получать стабильно высокие урожаи в любой год вне зависимости от природно-климатических факторов. Это один из важнейших начальных этапов успешного ведения растениеводства.

Мы комплексный анализ наших полей (всего у нас 15 тыс. га, более 10 тыс. га занимают зерновые) провели три года назад. Привлекли специалистов, потому как самостоятельно провести полное исследование без соответствующих знаний и наличия оборудования невозможно. Получили полные электронные карты наших полей и рекомендации, как использовать имеющуюся информацию, как работать, чтобы повысить эффективность. Буквально по каждому полю, каждым участку, культуре, в целом севообороту и т.д. В итоге нам удалось поднять урожайность зерновых с 10–12 ц/га в среднем до более 20 ц/га, что для нашей зоны очень хороший результат.

Конечно, это дорогое удовольствие, позволить себе комплексное обследование может не каждое хозяйство. У нас в районе, наверное, только мы, так как входим в крупный холдинг. Но тем не менее хотя бы отдельные параметры нужно отслеживать. Например, содержание азота нужно смотреть как минимум раз в год, это очень подвижный элемент. Хотелось бы иметь свою диагностическую машину, чтобы не ждать приезда специалистов, если нужно провести какие-то срочные анализы. Но это тоже все очень дорого.

Компания «Башмаковский хлеб» (Пензенская область)

Фидан Исламов, заместитель генерального директора по экономике:

– На мой взгляд, агрохимический анализ почвы обязательно нужно проводить всем хозяйствам, которые хотят получать высокие урожаи. После уборки культуры забирают с собой многие питательные вещества, и чтобы на этом поле на следующий год получить хорошие результаты, ему нужно дать достаточное питание. Но для этого сперва нужно определить, чего именно не хватает почве, какое именно питание ей нужно. Такой подход позволяет как эффективно расходовать средства на СЗР, удобрения, так и гарантированно получать урожай. Кроме того, очень часто попадаются поля, на которых в принципе нельзя ничего вырастить. У нас, например, один участок земли настолько выщелоченный, настолько там плохой обмен веществ, что сколько в него ни вкладывай, отдачи не получишь. С помощью анализа почвы мы можем найти такие поля и принять правильное решение об их использовании.

Мы впервые провели исследование полей, где планировали выращивать озимую пшеницу, в прошлом году. До этого агрономы работали, что называется, наобум, и результаты были соответствующие – средняя урожайность составляла около 40 ц/га, на лучших полях – не более 55 ц/га. После проведенного анализа мы увидели, чего не хватает почве, и уже обдуманно дали ей именно то питание, в котором она нуждалась. Результаты такие: средняя урожайность выросла до 65 ц/га, а максимально собирали по 82 ц/га!

Я считаю, такой анализ нужно делать если не ежегодно, то не реже, чем раз в два года. Чтобы снизить затраты, можно брать образцы не с каждых 10–20 га, а один с 50 га, например. Мы, в частности, основные показатели смотрели, собирая одну пробу с 20 га, а общий фон почвы – одну со 100 га. Лучше потратить 1–2 млн руб. на исследование, зато потом те 200 млн руб., что хозяйство вложит в удобрения, СЗР, принесут гораздо большую отдачу, и затраты быстро окупятся.

Отправить ссылку другу
Оставить отзыв