Практика внедрения: Нарушение водно-воздушного режима почвы может стать причиной снижения до 50% урожайности. Для решения задачи оптимального управления водными ресурсами компания Trimble разработала новую систему Field Level II. Она помогает более эффективно использовать площади полей, а также природное и искусственное орошение.

Из материала вы узнаете:
– Принцип работы системы Field Level II.
– Почему директор компании «Виннеръ» Дмитрий Шуляк считает, что один комплект Trimble заменяет три комплекта планировщиков с лазерным выравниванием.

Максим Скурихин, региональный менеджер Trimble Agriculture в России, Узбекистане и Монголии:

— Экосистема точного земледелия, которую создает Trimble, включает в себя управление курсом (это относится к тракторам, комбайнам, прицепным агрегатам); управление внесением (семян, СЗР, удобрений); различные датчики (урожайности, зеленой массы, азота в почве и т. д.), которые непосредственно собирают информацию; дисплеи и приемники, которые аккумулируют информацию с датчиков и отправляют в облако или на принимающее устройство; и наконец — управление данными, анализ затрат и прибыли. Практически на всех этих этапах огромное значение имеет распределение влаги в почве.

Недостаток влаги — это остановка передачи питательных веществ, избыток — вымокание культуры. И то, и другое приводит к потерям урожайности, увеличению сроков вегетации. Это очень хорошо видно при сопоставлении карт уровня влаги и урожайности

Максим Скурихин:

— Во-первых, вымокание. Это ситуация, типичная для многих областей. В рельефе почвы образуется своеобразное «блюдце», где скапливается влага в замкнутом контуре. Площадь этих водяных «блюдец» весной или после значительных осадков может достигать до 50% суммарной площади поля. Глубина «блюдец» незначительна, в среднем от 5 до 20 см.

Эрозия — тоже следствие неправильного распределения влаги. Многие думают, что причина эрозийных процессов — подпочвенные трещины. Но на самом деле эрозия возникает от неправильного ежегодного стока влаги (сток воды из года в год по одним и тем же руслам вымывает поверхностный почвенный слой).

Еще одна проблема — потери азота. Азот может поступать с естественными источниками (осадки, биологическая фиксация — пожнивные остатки, адсорбция), а также при подкормке и орошении почвы. Азот важно удержать и дать возможность растениям им напитаться, но он имеет свойство «уходить» по нескольким причинам. Это выщелачивание, денитрификация и естественный вынос урожаем — то есть те причины, на которые мы повлиять не можем. Но есть еще физические потери, вызванные эрозией и стоком влаги, а это сегодня возможно контролировать.

Дмитрий Шуляк, директор компании «Виннеръ» (Ростовская область):

— Мы работаем в разных регионах России и зарубежья и можем видеть суть проблемы. В первую очередь она связана с климатом: где-то избыток влаги, где-то засушливые территории.

Я разделяю все территории на три группы. Первая — с избыточным увлажнением. Это Северо-Запад России, Московская, Тверская, Ярославская, Владимирская, Калининградская области, страны Балтии, Камчатка, Приморский, Забайкальский, Хабаровский края. Здесь количество выпадающей влаги превышает испарение, дождь идет через каждые два-три дня.

Следующая группа — Центр, Поволжье и Сибирь. Это территории от Московской до севера Ростовской области, Ульяновская, Саратовская, Тюменская области, Новосибирск и др. Здесь количество годовых осадков составляет до 400 мм. Как правило, наблюдается влажная или снежная зима. Количество осадков неравномерно, в один день может выпасть двухмесячная норма.

Третья группа — Юг России, Закавказье, страны Средней Азии. Здесь много солнца, и выращивание многих культур невозможно без поверхностного орошения. Возникает проблема равномерного распределения воды при орошении.

Максим Скурихин:

— Нарушение водно-воздушного режима на полях чревато проблемами с урожайностью: известны случаи, когда потери достигали половины урожая. В то же время, если влага на поле распределена оптимально, то и корневая система будет развиваться равномерно, т. к. мы получаем равномерный прогрев почвы, равномерное распределение питательных веществ, транспорт кислорода к корням и, как следствие, дружные всходы.

Если влага распределена оптимально, мы получаем хорошую, плотную среду для формирования полезных бактерий, что опять-таки способствует здоровой корневой системе. С помощью распределения влаги мы можем повлиять на сроки вегетации.

Из-за понижения микрорельефа, тех самых «блюдец», вначале мы не можем вовремя выйти в поле, потому что, даже если весной основная площадь поля уже подсохла, участки вымокания удерживают нас от начала обработки.
Когда приходит время собирать урожай, мы видим, что культура созрела неравномерно, на некоторых участках растения отстают в своем развитии, тогда как на основном поле колос уже начинает терять зерно. Это тоже следствие неправильного распределения влаги.

Максим Скурихин:

— Конечно. Это поверхностный и подпочвенный дренаж. И то, и другое давно применяется на полях, но новая технология позволяет сделать это наиболее эффективно и точно.

Поверхностный дренаж может выполняться с помощью планировщиков либо скреперов-планировщиков. Планировщик — ковш без дна, который агрегируется с трактором и, как правило, может захватить небольшой объем земли, максимум — 3–4 м3. Скрепер — более универсальный агрегат, он имеет дно, заднюю сдвижную стенку и может захватить до 10 и более м3. Можно взять грунт на одном участке поля и переместить его на другой.

Позиционирование ножа планировщика или скрепера в последние годы выполняется с помощью лазерного выравнивания. Это происходит так: лазерный построитель плоскости испускает лазерный луч по кругу, дает нам лазерную плоскость, которую передает на лазерный приемник, установленный на орудии. Приемник улавливает луч таким образом, чтобы он попадал между двумя стрелками, и позиционирует орудие исходя из расположения лазерной плоскости.

Лазерный построитель плоскости — передовое решение для своего времени, но при запыленности, высоких температурах, когда возникает марево, при сильном ветре, поднимающем пыль, в ночное время, а также на значительном расстоянии от построителя плоскости его эффективность снижается, потому что теряется луч. Кроме того, прибор требует постоянной поверки (юстировки). Такую поверку нужно выполнять ежедневно. Ведь если мы не закончили работы по выравниванию за один день и убрали прибор, где гарантия, что завтра мы поставим его под тем же углом?

Более современная технология — выравнивание по спутниковым координатам. Система дает новые обширные возможности.

Производственный эффект
✓ Эффективное распределение влаги путем формирования уклонов;
✓ Повышение урожайности благодаря эффективному водоотведению излишков влаги;
✓ Минимизация затрат на водопользование и повышение производительности.

Роман Канаев, инженер по внедрению систем точного земледелия Trimble в России и странах СНГ:

— Расскажу немного, как это работает. Базовая станция улавливает сигнал и добавляет свою вертикальную поправку точности. Она рассылает информацию всем ресиверам в зоне своего действия — в радиусе порядка 3 км. Ресивер получает сигнал и поправку и отправляет данные в дисплей, установленный в кабине трактора. Дисплей фиксирует топографическую карту поля (мы сразу видим на экране топографию, карту, на которой цветом обозначены повышения и понижения рельефа) и посылает данные в модуль управления. Модуль управления передает сигнал на гидроклапан скрепера-планировщика, т. е. управляет агрегатом. Агрегат устанавливает ножи в необходимое положение, и мы добиваемся точного выравнивания, нужной глубины реза в любой точке поля. Точка у нас не сместится ни завтра, ни послезавтра.

В систему входят дисплей, модуль управления гидравликой, гидравлический клапан и антенна. Можно использовать автопилот для облегчения труда механизатора. Система может работать с одной антенной — для горизонтальных поверхностей, ступенчатых срезов (как на рисовых чеках), и с двумя — для обеспечения плавного наклонного среза, если нужно, чтобы вода стекала в одном направлении.

Максим Скурихин:
— Мы проводили сравнительные испытания по выравниванию рельефа поля, перепад высот на котором составлял 35 см. После лазерного выравнивания он составил 20 см, после выравнивания со спутниковой системой Trimble Field Level II на поле в 1,39 га перепад высот составил 2 см для 80% площади и не более 5 см для всего остального поля.

— Как именно осуществляется работа с Trimble Field Level II?

— Система устанавливается на транспортное средство, которое будет объезжать поля. Мы определяем контрольную точку, от которой будет вестись весь отсчет. Объезжаем поле по периметру, затем змейкой, с расстоянием 20х20 м. Таким образом формируем карту топографической съемки, видим объем грунта, который необходимо переместить, карту выемок и отсыпок. После этого работы могут быть выполнены уже в автоматическом режиме.
Лариса Никитина