Точное земледелие: Максимизация урожайности и минимизация воздействия с помощью дифференцированного внесения (VRA)

Точное земледелие производит революцию в том, как мы кормим мир. По своей сути, точное земледелие использует передовые технологии для управления посевами с мельчайшей детализацией, адаптируя практики к конкретным условиям поля. Этот подход ведет к повышению эффективности, снижению воздействия на окружающую среду и увеличению прибыльности для фермеров во всем мире. Одним из наиболее значимых компонентов точного земледелия является дифференцированное внесение (VRA).

Что такое дифференцированное внесение (VRA)?

Дифференцированное внесение (VRA) — это технология, которая позволяет фермерам вносить ресурсы – такие как удобрения, пестициды, гербициды и вода – с разной нормой на одном поле. Вместо того чтобы вносить одинаковое количество на всей площади, VRA адаптируется к конкретным потребностям различных зон на поле. Этот целенаправленный подход основан на данных, собранных с помощью различных технологий, что позволяет создавать индивидуальные планы обработки, учитывающие различия в почве, рельефе и состоянии посевов.

Технологии, лежащие в основе VRA

Несколько ключевых технологий играют важную роль в обеспечении работы VRA:

• GPS (Глобальная система позиционирования): Предоставляет точные данные о местоположении для картирования и точного внесения ресурсов.
• ГИС (Географическая информационная система): Используется для анализа пространственных данных, создания карт и выявления различий на полях.
• Картирование урожайности: Собирает данные об урожайности культур, выявляя зоны высокой и низкой продуктивности. Эта информация помогает определить проблемные участки и скорректировать внесение ресурсов.
• Почвенные датчики: Измеряют свойства почвы, такие как влажность, уровень питательных веществ и pH, предоставляя важные данные для управления удобрениями и поливом.
• Дистанционное зондирование: Технологии, такие как дроны и спутники, оснащенные мультиспектральными сенсорами, могут делать снимки посевов и оценивать их состояние, выявляя участки стресса или болезней.
• Контроллеры дифференцированного внесения: Эти устройства являются сердцем системы VRA, получая данные от GPS и датчиков и автоматически регулируя норму внесения ресурсов на основе заранее запрограммированных карт-заданий.

Преимущества дифференцированного внесения

VRA предлагает множество преимуществ для фермеров и окружающей среды:

Повышение урожайности

Обеспечивая нужное количество ресурсов в нужном месте, VRA оптимизирует условия роста и помогает максимизировать урожайность. Например, в таких регионах, как канадские прерии, где изменчивость почвы значительна, VRA продемонстрировало стабильное повышение урожайности пшеницы и канолы.

Снижение затрат на ресурсы

Точное внесение ресурсов минимизирует отходы и снижает общие затраты. Фермеры в Кукурузном поясе США, например, добились значительной экономии на удобрениях благодаря VRA, при этом сохраняя или повышая урожайность.

Улучшение экологической устойчивости

VRA минимизирует риск избыточного внесения удобрений и пестицидов, что может привести к их смыву и загрязнению грунтовых вод. Благодаря точному целевому внесению, VRA помогает защитить водные ресурсы и способствовать оздоровлению экосистем. Это особенно важно в регионах с чувствительными водосборными бассейнами, например, во многих европейских странах.

Повышение качества урожая

Оптимизация доступности питательных веществ и борьбы с вредителями способствует производству более качественного урожая. Это особенно актуально для нишевых культур, где рыночный спрос часто отдает приоритет качественным характеристикам, как, например, на виноградниках во Франции или Калифорнии.

Улучшение процесса принятия решений

Данные, собранные с помощью VRA, предоставляют фермерам ценную информацию об их полях, позволяя принимать более обоснованные решения по управлению посевами. Этот подход, основанный на данных, помогает фермерам адаптироваться к изменяющимся условиям и улучшать общие методы ведения хозяйства. Это приносит пользу фермерам в развивающихся странах, например, в некоторых частях Африки к югу от Сахары, позволяя лучше использовать ограниченные ресурсы.

Внедрение VRA: Пошаговое руководство

Внедрение VRA требует системного подхода:

1. Оценка поля: Проведите тщательную оценку поля, включая отбор проб почвы, картирование урожайности и обследование на наличие вредителей и болезней.
2. Сбор данных: Соберите данные с помощью GPS, ГИС, почвенных датчиков и технологий дистанционного зондирования.
3. Анализ данных: Проанализируйте собранные данные для выявления зон неоднородности на поле.
4. Создание карты-задания: Разработайте карту-задание, в которой указаны нормы внесения для каждого ресурса на основе анализа данных.
5. Настройка оборудования: Оборудуйте технику для внесения (например, разбрасыватели удобрений, опрыскиватели) контроллерами дифференцированного внесения.
6. Калибровка: Откалибруйте оборудование для обеспечения точного внесения ресурсов в соответствии с картой-заданием.
7. Внесение: Внесите ресурсы с предписанными нормами с помощью оборудования для дифференцированного внесения.
8. Мониторинг и оценка: Наблюдайте за состоянием посевов и оценивайте эффективность программы VRA. При необходимости вносите коррективы на основе результатов.

Примеры применения VRA в мире

VRA внедряется фермерами по всему миру. Вот несколько примеров:

• США: VRA широко используется в Кукурузном поясе для производства кукурузы и сои. Фермеры используют VRA как для внесения удобрений, так и для пестицидов, что приводит к значительной экономии средств и экологическим выгодам.
• Канада: VRA распространено в провинциях Прерий для производства пшеницы и канолы. Фермеры применяют VRA для оптимизации внесения удобрений на основе уровня питательных веществ в почве и потенциала урожайности, что приводит к росту урожая и прибыли.
• Австралия: VRA применяется в системах экстенсивного земледелия, особенно для управления азотными удобрениями при выращивании пшеницы и других зерновых культур. Внедрение VRA привело к увеличению урожайности и снижению воздействия на окружающую среду в районах с очень изменчивыми типами почв.
• Бразилия: VRA становится все более популярным при производстве сахарного тростника и сои. Фермеры используют VRA для управления внесением удобрений и гербицидов для этих культур, адаптируясь к различным почвенным условиям и оптимизируя производство.
• Европа: VRA используется по всему континенту. Например, во Франции на виноградниках VRA применяется для внесения воды и удобрений, оптимизируя качество винограда. В Германии VRA используется для целого ряда культур, включая пшеницу и сахарную свеклу, для повышения эффективности использования азота и снижения смыва нитратов.
• Индия: Точное земледелие и VRA являются растущими областями интереса, особенно для производства риса и пшеницы. Эти достижения помогают фермерам использовать дефицитные водные ресурсы и повышать общую устойчивость сельского хозяйства.

Проблемы и соображения

Хотя VRA предлагает много преимуществ, существуют и проблемы, которые следует учитывать:

• Первоначальные инвестиции: Начальные вложения в оборудование, программное обеспечение и обучение могут быть значительными.
• Управление данными: Обработка и анализ больших наборов данных могут быть сложными.
• Техническая экспертиза: Внедрение и обслуживание систем VRA требуют технических знаний.
• Проблемы совместимости: Обеспечение совместимости между различными технологиями может быть сложной задачей.
• Конфиденциальность данных: Фермеры должны учитывать безопасность и конфиденциальность собираемых ими данных.
• Местные климатические условия: Карты-задания для VRA часто требуют адаптации в зависимости от годовых и сезонных изменений.

Будущее VRA

Будущее VRA выглядит светлым. Технологические достижения постоянно повышают точность, эффективность и доступность систем VRA:

• Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение: ИИ и машинное обучение используются для анализа данных, прогнозирования урожайности и оптимизации норм внесения.
• Автоматизация и робототехника: Разрабатываются автономные транспортные средства и роботы для выполнения задач VRA, что снижает затраты на рабочую силу и повышает эффективность.
• Интеграция данных: Системы становятся все более интегрированными, обеспечивая беспрепятственный обмен данными и анализ на разных платформах.
• Повышение доступности: По мере того как технологии становятся более доступными и удобными для пользователя, VRA станет доступнее для фермеров всех размеров.
• Улучшенные сенсорные технологии: Датчики постоянно совершенствуются, обеспечивая более точные измерения и сбор данных.

Заключение

Дифференцированное внесение — это мощный инструмент для оптимизации растениеводства, снижения воздействия на окружающую среду и повышения прибыльности. Применяя VRA и другие технологии точного земледелия, фермеры могут создавать более устойчивые и эффективные системы ведения сельского хозяйства будущего. Глобальное внедрение VRA подчеркивает ключевой сдвиг в сторону сельскохозяйственных практик, основанных на данных, предлагая путь к продовольственной безопасности и охране окружающей среды в мировом масштабе. По мере развития технологий VRA будет играть все более важную роль в формировании будущего сельского хозяйства, обеспечивая возможность накормить растущее население, защищая при этом нашу планету.

Практические советы:

• Оцените свои поля: Начните с анализа ваших полей, чтобы выявить зоны неоднородности.
• Изучите технологии: Изучите доступные технологии и выберите системы, которые наилучшим образом соответствуют вашим потребностям.
• Начните с малого: Рассмотрите возможность начать с небольшого пилотного проекта VRA и постепенно расширяйте его по мере накопления опыта.
• Обратитесь за советом к экспертам: Проконсультируйтесь с агрономами и специалистами по точному земледелию для получения рекомендаций.
• Не прекращайте учиться: Будьте в курсе последних достижений в области VRA и точного земледелия.