Технический прорыв повышает эффективность удобрений

Jul 26, 2023

Использование сезонных аэрофотоснимков и сенсорной системы для управления потребностями сельскохозяйственных культур в азоте стало переломным моментом.

16 марта 2023 г.

Цены и доступность удобрений, а также экологические проблемы, особенно в отношении азота и фосфора, вынуждают фермеров применять питательные вещества для сельскохозяйственных культур скупым подходом. Производители хотят, чтобы каждая капля была на счету.

Такое управление питательными веществами становится еще более важным при орошаемой кукурузе. Но, к счастью, за последние пару лет были разработаны новые революционные технологии, позволяющие повысить эффективность фертигации до ранее невиданного уровня.

Использование систем управления фертигацией на основе датчиков, таких как базирующаяся в Небраске компания Sentinel Fertigation, основанная Джексоном Стэнселлом, сегодня настолько развита, что некоторые производители могут фактически сократить общее количество вносимого азота почти вдвое и при этом получать аналогичные урожаи.

«С учетом стоимости удобрений это имеет большое значение», — говорит Джо Лак, инженер точного земледелия штата Небраска. За последние четыре года исследований примерно на 20 полях, даже по сравнению с датчиками, установленными на машинах с высоким клиренсом, проезжающих по полям, системы на основе датчиков, вносящие азот посредством фертигации с центральными кругами, сократили расход азота до 0,55–0,65 фунтов. N (внесенный в качестве удобрения) на бушель произведенной кукурузы, говорит Лак.

«Это не обязательно переменная ставка позволила нам сделать это», — говорит Лак. «Это определение времени и измерение текущего статуса азота сельскохозяйственных культур. Мы часто ориентируемся на прогнозируемую норму, и это нормально, но я думаю, что мы получим больше преимуществ, если будем лучше рассчитывать время и использовать датчики, потому что мы лучше соответствуем потребностям урожая и его усвоению».

В течение многих лет исследователи знали, что внесение питательных веществ в сезон с ложки значительно превосходит потребность в удобрениях с фронтальной загрузкой осенью или в начале вегетационного периода, потому что вы вносите только то, что нужно растению.

По словам Лака, при фертигации или внесении питательных веществ в сезон с помощью датчиков растение в основном используется в качестве инструмента мониторинга, сообщающего производителям, когда им необходимы питательные вещества. «Теперь мы можем получать аэрофотоснимки через день, поэтому у нас есть представление о том, как выглядит азотный стресс», — отмечает он.

По словам Лака, использование растений в качестве биологических датчиков, чтобы сообщать оператору, когда ему нужен азот между V6 и R3, в прошлом году, например, дало 277 бушелей кукурузы на акр при всего 96 фунтах азота, внесенного в виде удобрений, говорит Лак.

«Люди в шоке», — говорит он. «На некоторых полях мы сэкономили до 95 долларов на акр», не отказываясь при этом от урожайности. Теперь даже округа природных ресурсов, такие как Central Platte NRD, ищут способы, с помощью которых такая технология может помочь сократить использование азота в округе и защитить качество грунтовых вод.

Исследования, кульминацией которых стала разработка Sentinel Fertigation, продолжаются уже более 20 лет. В ранних исследованиях использовались ручные датчики для определения азотного стресса для отдельных растений, и они развивались в рамках так называемого проекта SENSE.

«Долгое время препятствием была трудоемкость этого метода», — говорит Лак. «И он собирал точечные данные, поэтому в зависимости от того, какое растение кукурузы вы измеряли, показания сильно различались».

Но в 2018 году исследователи начали понимать часть головоломки дистанционного зондирования, используя датчики БПЛА или спутниковые данные, которые обеспечивают мультиспектральные изображения. Теперь через день над Кукурузным поясом совершаются полеты, которые позволили совершить настоящий прорыв в технологии.

В 2017 году Стэнселл проходил летнюю стажировку в Университете Небраски, где работал над управлением потребностями сельскохозяйственных культур в азоте после покровной культуры ржи посредством оценки в полевых условиях. В исследовании использовались ручные датчики, как упомянул Лак, и камеры, установленные на дронах.

Это исследование привело Стэнселла к идее его концепции. Его магистерские исследования включали разработку и проверку системы управления фертигацией на основе датчиков, разработанной при значительном вкладе Брайана Криенке, бывшего преподавателя почв Небраски, посредством исследований на фермах.