Tikslusis tręšimas: pasėlių mitybos optimizavimas siekiant tvarios ateities

Didėjančio pasaulio gyventojų skaičiaus ir ribotų išteklių eroje žemės ūkio sektorius susiduria su esminiu iššūkiu – pagaminti daugiau maisto su mažesniu poveikiu aplinkai. Tikslusis tręšimas, pagrindinė tiksliojo žemės ūkio sudedamoji dalis, siūlo būdą šiam tikslui pasiekti, optimizuojant maistinių medžiagų valdymą, didinant pasėlių derlių ir mažinant poveikį aplinkai.

Kas yra tikslusis tręšimas?

Tikslusis tręšimas – tai tinkamo trąšų kiekio paskleidimas tinkamu laiku, tinkamoje vietoje ir tinkama forma, siekiant patenkinti specifinius pasėlių mitybos poreikius. Skirtingai nuo tradicinių, ištisinio padengimo metodų, tiksliojo tręšimo technologijos atsižvelgia į erdvinį lauko kintamumą, leidžiant taikyti individualizuotas maistinių medžiagų valdymo strategijas, kurios pagerina maistinių medžiagų panaudojimo efektyvumą ir sumažina jų nuostolius į aplinką.

Pagrindiniai tiksliojo tręšimo principai:

Erdvinio kintamumo supratimas: Pripažinimas, kad dirvožemio savybės, maistinių medžiagų lygis ir pasėlių poreikiai lauke skiriasi.
Duomenų rinkimas ir analizė: Įvairių technologijų naudojimas dirvožemio, augalų ir aplinkos sąlygų duomenims rinkti.
Kintamos normos tręšimas (VRA): Trąšų paskleidimas skirtingomis normomis visame lauke, atsižvelgiant į konkrečios vietos poreikius.
Stebėjimas ir koregavimas realiuoju laiku: Nuolatinis pasėlių būklės ir maistinių medžiagų kiekio stebėjimas bei tręšimo koregavimas.

Tiksliajame tręšime naudojamos technologijos

Tiksliajame tręšime naudojama daugybė technologijų, kurių kiekviena atlieka svarbų vaidmenį renkant duomenis, juos analizuojant ir kontroliuojant tręšimą:

Dirvožemio tyrimai ir žemėlapių sudarymas:

Dirvožemio tyrimai yra esminiai norint suprasti maistinių medžiagų būklę lauke. Tradicinis dirvožemio mėginių ėmimas apima sudėtinių mėginių surinkimą iš skirtingų plotų ir jų siuntimą į laboratoriją analizei. Tikslusis žemės ūkis žengia dar vieną žingsnį į priekį, naudodamas tinklelio arba zoninio mėginių ėmimo metodus, kad sukurtų išsamius dirvožemio žemėlapius, atskleidžiančius erdvinį maistinių medžiagų lygio, pH ir kitų svarbių dirvožemio savybių kintamumą. Šie žemėlapiai yra pagrindas kintamos normos tręšimo rekomendacijoms parengti.

Pavyzdys: Argentinos Pampų regione dirvožemio žemėlapiai, sukurti naudojant tinklelio mėginių ėmimo metodus, padėjo ūkininkams nustatyti sritis, kuriose trūksta fosforo ir kalio, leidžiant jiems šias maistines medžiagas naudoti tik ten, kur reikia, taip žymiai sutaupant lėšų ir sumažinant poveikį aplinkai.

Nuotoliniai tyrimai:

Nuotolinių tyrimų technologijos, tokios kaip palydoviniai vaizdai ir aerofotografija, teikia vertingą informaciją apie pasėlių būklę ir gyvybingumą dideliuose plotuose. Normalizuotas skirtuminis augmenijos indeksas (NDVI) yra dažnai naudojamas rodiklis, gaunamas iš nuotolinių tyrimų duomenų, atspindintis augmenijos žalumą, kuris koreliuoja su biomase ir azoto kiekiu. Analizuodami NDVI žemėlapius, ūkininkai gali nustatyti lauko sritis, kuriose augalai patiria stresą arba trūksta maistinių medžiagų, ir atitinkamai koreguoti tręšimą.

Pavyzdys: Australijos kviečių juostoje ūkininkai naudoja dronais atliekamus nuotolinius tyrimus pasėlių būklei stebėti ir nustatyti sritis, paveiktas azoto trūkumo. Tai leidžia jiems tiksliai tręšti azoto trąšomis ten, kur reikia, taip maksimaliai padidinant derlių ir sumažinant azoto nuostolius.

GPS ir GIS:

Pasaulinė padėties nustatymo sistema (GPS) leidžia tiksliai nustatyti įrangos ir mėginių ėmimo vietų padėtį lauke. Geografinės informacinės sistemos (GIS) programinė įranga naudojama erdviniams duomenims integruoti ir analizuoti, kuriant žemėlapius, kuriais vadovaujamasi atliekant kintamos normos tręšimą. GPS valdomi traktoriai ir barstytuvai gali tiksliai paskleisti trąšas skirtingomis normomis, remdamiesi receptūromis, parengtomis pagal dirvožemio žemėlapius, nuotolinių tyrimų duomenis ar derlingumo žemėlapius.

Pavyzdys: JAV Vidurio Vakaruose ūkininkai naudoja GPS valdomus traktorius su kintamos normos aplikatoriais azoto trąšoms paskleisti, remdamiesi dirvožemio žemėlapiais ir derlingumo duomenimis. Ši technologija užtikrina, kad kiekviena lauko dalis gautų optimalų azoto kiekį, maksimaliai padidinant derlių ir sumažinant poveikį aplinkai.

Jutikliai:

Įvairių tipų jutikliai naudojami dirvožemio ir augalų būklei stebėti realiuoju laiku. Dirvožemio jutikliai gali matuoti dirvožemio drėgmę, temperatūrą ir maistinių medžiagų lygį, teikdami vertingą informaciją tręšimo koregavimui. Augalų jutikliai, tokie kaip chlorofilo matuokliai, gali matuoti chlorofilo kiekį lapuose, kuris yra azoto būklės rodiklis. Šie jutikliai gali būti montuojami ant traktorių ar kombainų, kad teiktų realaus laiko duomenis kintamos normos tręšimui.

Pavyzdys: Europoje kai kurie ūkininkai naudoja ant traktorių sumontuotus azoto jutiklius, kad važiuodami per lauką išmatuotų pasėlių azoto būklę. Jutikliai automatiškai koreguoja skleidžiamų azoto trąšų normą, užtikrindami, kad pasėlis visada gautų optimalų azoto kiekį.

Derlingumo stebėjimas ir žemėlapių sudarymas:

Derlingumo monitoriai, sumontuoti ant kombainų, matuoja grūdų derlių skirtingose lauko vietose. Derlingumo žemėlapiai gali būti naudojami nustatyti didelio ir mažo našumo sritis, kurias galima susieti su dirvožemio savybėmis, maistinių medžiagų lygiu ir valdymo praktikomis. Šie žemėlapiai gali būti naudojami kintamos normos tręšimo rekomendacijoms būsimiems pasėliams parengti.

Pavyzdys: Brazilijos sojų pupelių laukuose derlingumo žemėlapiai naudojami nustatyti sritis, kuriose derlių riboja dirvožemio suslėgimas ar maistinių medžiagų trūkumas. Tuomet ūkininkai gali naudoti šią informaciją, kad įgyvendintų tikslines intervencijas, tokias kaip gilusis purenimas ar kintamos normos tręšimas, siekdami pagerinti našumą.

Tiksliojo tręšimo nauda

Tikslusis tręšimas suteikia daugybę privalumų ūkininkams, aplinkai ir visai visuomenei:

Didesnis pasėlių derlius:

Pateikdamas pasėliams tinkamą maistinių medžiagų kiekį tinkamu laiku ir tinkamoje vietoje, tikslusis tręšimas gali žymiai padidinti pasėlių derlių. Tai ypač svarbu regionuose, kuriuose yra ribotas ariamosios žemės plotas ir didėja maisto paklausa.

Pavyzdys: Tyrimai Kinijoje parodė, kad tikslus azoto valdymas gali padidinti ryžių derlių 10–15 %, palyginti su tradiciniais tręšimo metodais.

Geresnis maistinių medžiagų panaudojimo efektyvumas:

Tikslusis tręšimas sumažina maistinių medžiagų nuostolius į aplinką, užtikrindamas, kad pasėliai efektyviau panaudotų maistines medžiagas. Tai sumažina trąšų, reikalingų optimaliam derliui pasiekti, kiekį, taupo ūkininkų pinigus ir mažina žemės ūkio poveikį aplinkai.

Pavyzdys: Tyrimai Jungtinėse Valstijose parodė, kad kintamos normos azoto tręšimas gali sumažinti azoto trąšų naudojimą 20–30 %, nepakenkiant derliui.

Sumažintas poveikis aplinkai:

Trąšų perteklius gali teršti vandens telkinius, prisidėti prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo ir bloginti dirvožemio būklę. Tikslusis tręšimas sumažina šį poveikį aplinkai, nes sumažina naudojamų trąšų kiekį ir apsaugo nuo maistinių medžiagų patekimo į aplinką.

Pavyzdys: Danijoje teisės aktai reikalauja, kad ūkininkai naudotų tiksliojo tręšimo technologijas, siekdami sumažinti azoto nutekėjimą į jautrius vandens telkinius.

Išlaidų taupymas:

Nors pradinės investicijos į tiksliojo žemės ūkio technologijas gali būti didelės, ilgalaikis išlaidų taupymas dėl sumažėjusio trąšų naudojimo, padidėjusio derliaus ir geresnio maistinių medžiagų panaudojimo efektyvumo gali būti reikšmingas. Be to, daugelis vyriausybių siūlo paskatas ir subsidijas, skatinančias tiksliojo žemės ūkio praktikų diegimą.

Pavyzdys: Kanadoje ūkininkai gali pasinaudoti vyriausybės programomis, kurios teikia finansinę pagalbą diegiant tiksliojo žemės ūkio technologijas, tokias kaip kintamos normos trąšų barstytuvai ir dirvožemio tyrimo įranga.

Geresnė dirvožemio būklė:

Tikslusis tręšimas gali prisidėti prie geresnės dirvožemio būklės, skatindamas subalansuotą maistinių medžiagų lygį ir mažindamas dirvožemio rūgštėjimo ar druskėjimo riziką. Sveiki dirvožemiai yra atsparesni sausrai, erozijai ir kitiems aplinkos veiksniams.

Pavyzdys: Užsachario Afrikoje integruoto dirvožemio derlingumo valdymo praktikos, apimančios tikslųjį tręšimą, padeda pagerinti dirvožemio būklę ir padidinti pasėlių derlių.

Iššūkiai ir svarstymai

Nors tikslusis tręšimas suteikia daug naudos, yra ir tam tikrų iššūkių bei svarstymų, kuriuos reikia turėti omenyje:

Didelės pradinės investicijos:

Tiksliojo žemės ūkio technologijų, tokių kaip GPS valdomi traktoriai, kintamos normos barstytuvai ir jutikliai, kaina gali būti kliūtis diegimui, ypač smulkiems ūkininkams besivystančiose šalyse. Tačiau ilgalaikis išlaidų taupymas ir nauda aplinkai gali nusverti pradinę investiciją.

Techninės žinios:

Tikslusis tręšimas reikalauja aukšto lygio techninių žinių, norint rinkti, analizuoti ir interpretuoti duomenis bei parengti ir įgyvendinti kintamos normos tręšimo rekomendacijas. Ūkininkams gali tekti investuoti į mokymus arba samdyti konsultantus, kad jie padėtų kuo geriau išnaudoti tiksliojo žemės ūkio technologijas.

Duomenų valdymas:

Tikslusis žemės ūkis generuoja didelius duomenų kiekius, kuriuos gali būti sudėtinga valdyti ir analizuoti. Ūkininkai turi turėti prieigą prie programinės įrangos ir įrankių, kurie padėtų jiems prasmingai tvarkyti ir vizualizuoti savo duomenis.

Mastelio keitimas:

Tiksliojo tręšimo technologijų mastelis gali skirtis priklausomai nuo lauko dydžio ir topografijos. Kai kurios technologijos gali būti labiau tinkamos dideliems, vienodiems laukams, o kitos – mažiems, nevienalyčiams laukams.

Prieinamumas:

Tiksliojo žemės ūkio technologijų ir paslaugų prieinamumas gali skirtis priklausomai nuo regiono. Kai kuriose srityse ūkininkai gali turėti ribotą prieigą prie dirvožemio tyrimų laboratorijų, nuotolinių tyrimų duomenų ar GPS valdomos įrangos.

Tiksliojo tręšimo įgyvendinimas: žingsnis po žingsnio vadovas

Štai žingsnis po žingsnio vadovas, kaip įgyvendinti tikslųjį tręšimą savo ūkyje:

Įvertinkite savo poreikius: Nustatykite savo konkrečius tikslus ir uždavinius, kuriuos norite pasiekti įgyvendindami tikslųjį tręšimą. Ar norite padidinti derlių, sumažinti trąšų išlaidas ar sumažinti poveikį aplinkai?
Atlikite dirvožemio tyrimus: Paimkite dirvožemio mėginius iš skirtingų lauko vietų ir nusiųskite juos į laboratoriją analizei. Naudokite tinklelio arba zoninio mėginių ėmimo metodus, kad sukurtumėte išsamius dirvožemio žemėlapius.
Analizuokite dirvožemio duomenis: Išanalizuokite dirvožemio tyrimų rezultatus, kad nustatytumėte maistinių medžiagų trūkumo ar pertekliaus sritis. Naudokite GIS programinę įrangą, kad sukurtumėte žemėlapius, vizualizuojančius erdvinį maistinių medžiagų lygio kintamumą.
Parengkite tręšimo rekomendacijas: Remdamiesi dirvožemio tyrimų rezultatais ir pasėlių poreikiais, parengkite kintamos normos tręšimo rekomendacijas kiekvienai lauko sričiai. Pasikonsultuokite su agronomu ar dirvožemio specialistu, kad įsitikintumėte, jog jūsų rekomendacijos yra tinkamos.
Pasirinkite tinkamą technologiją: Pasirinkite tiksliojo žemės ūkio technologijas, kurios geriausiai atitinka jūsų poreikius ir biudžetą. Atsižvelkite į tokius veiksnius kaip lauko dydis ir topografija, auginamų pasėlių tipai ir turimų techninių žinių lygis.
Kalibruokite įrangą: Tinkamai sukalibruokite tręšimo įrangą, kad užtikrintumėte, jog kiekvienoje vietoje paskleidžiamas teisingas trąšų kiekis.
Stebėkite pasėlių būklę: Stebėkite pasėlių būklę ir maistinių medžiagų kiekį viso auginimo sezono metu, naudodami nuotolinius tyrimus, augalų jutiklius ar vizualinius stebėjimus. Prireikus koreguokite tręšimą pagal savo stebėjimus.
Registruokite duomenis: Išsamiai registruokite tręšimo duomenis, derlių ir kitus svarbius duomenis. Naudokite šiuos duomenis, kad įvertintumėte savo tiksliojo tręšimo strategijų efektyvumą ir atliktumėte korekcijas būsimiems pasėliams.
Ieškokite ekspertų patarimų: Nedvejodami kreipkitės patarimo į agronomus, dirvožemio specialistus ar kitus tiksliojo žemės ūkio ekspertus. Jie gali padėti jums išspręsti problemas ir optimizuoti tręšimo valdymo praktikas.

Tiksliojo tręšimo ateitis

Tikėtina, kad tiksliojo tręšimo ateitį apibūdins didesnė automatizacija, duomenų integravimas ir sprendimų palaikymo įrankiai. Jutiklių technologijos, dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi pažanga leis ūkininkams priimti labiau pagrįstus sprendimus dėl tręšimo valdymo ir dar labiau optimizuoti maistinių medžiagų panaudojimo efektyvumą.

Pagrindinės ateitį formuojančios tendencijos:

Didesnis dronų naudojimas: Dronai su multispektrinėmis ir hiperspektrinėmis kameromis taps vis dažnesni stebint pasėlių būklę ir nustatant maistinių medžiagų trūkumus.
Dirbtinis intelektas ir mašininis mokymasis: DI ir mašininio mokymosi algoritmai bus naudojami dideliems duomenų rinkiniams analizuoti ir prognozavimo modeliams kurti, kurie galės optimizuoti tręšimą.
Daiktų internetas (IoT): IoT jutikliai bus išdėstyti laukuose, siekiant stebėti dirvožemio ir augalų sąlygas realiuoju laiku, suteikiant ūkininkams išsamų vaizdą apie jų pasėlių maistinių medžiagų poreikius.
„Blockchain“ technologija: „Blockchain“ technologija bus naudojama trąšų srautui nuo gamintojo iki ūkio sekti, užtikrinant atsekamumą ir atskaitomybę.
Duomenų šaltinių integravimas: Duomenys iš įvairių šaltinių, tokių kaip dirvožemio tyrimai, nuotoliniai tyrimai, orų prognozės ir derlingumo žemėlapiai, bus integruoti į sprendimų palaikymo sistemas, kurios teiks ūkininkams individualizuotas tręšimo rekomendacijas.

Išvada

Tikslusis tręšimas yra esminis įrankis siekiant tvarios žemdirbystės XXI amžiuje. Optimizuodamas maistinių medžiagų valdymą, didindamas pasėlių derlių ir mažindamas poveikį aplinkai, tikslusis tręšimas gali padėti ūkininkams pagaminti daugiau maisto su mažesniu poveikiu aplinkai. Nors yra iššūkių ir svarstymų, kuriuos reikia turėti omenyje, tiksliojo tręšimo nauda yra akivaizdi. Priimdami šią technologiją, ūkininkai gali prisidėti prie tvaresnės ir maistu aprūpintos ateities visiems.

Perėjimas prie tiksliojo tręšimo reikalauja įsipareigojimo nuolat mokytis ir prisitaikyti. Būdami informuoti apie naujausias technologijas ir geriausias praktikas, ūkininkai gali atskleisti visą tiksliojo žemės ūkio potencialą ir prisidėti prie tvaresnės ir našesnės žemės ūkio sistemos.

Galiausiai, tiksliojo tręšimo sėkmė priklauso nuo ūkininkų, tyrėjų, politikos formuotojų ir pramonės suinteresuotųjų šalių bendradarbiavimo ir dalijimosi žiniomis. Dirbdami kartu, galime sukurti tvaresnį ir maistu aprūpintą pasaulį ateities kartoms.