8. Мировые тенденции и агрономическая наука россии в современный период 435

Следовательно, принципиальное отличие этой технологии от существующих за­ключается в том, что поле рассматривается не как однородный массив, а как система элементарных участков, которые неодинаковы по агрохимическим, агрофизическим, био­логическим, микроклиматическим и другим характеристикам. В связи с этим обработка почвы, нормы удобрений, пестицидов, высева семян, уход за посевами должны осуществ­ляться дифференцированно - с учетом неоднородности почвенного плодородия, состоя­ния посевов, степени их поражения вредителями и болезнями (Якушев В.П., 2007).

Функция сбора, обработки, передачи, отображения и документирования про­странственно распределенной информации о состоянии поля (посева) в заданный момент времени возлагается на геоинформационную систему (ГИС). Для работы с информацией разного уровня ГИС должна поддерживать базовые карты (почвенную, ландшафтную, растительности) соответствующего масштаба. Это направление опирается на компь­ютерные системы генерации агротехнологических решений, глобальные системы пози­ционирования (ГСП), геоинформационные системы, новейшие информационные техноло­гии, дистанционные и бортовые датчики, автоматические исполнительные органы сель­скохозяйственных машин.

Точные технологии включают следующие этапы работы:

1. Создание электронных карт полей.

2. Создание базы данных по полям (площадь, урожайность, агрохими­ческие и агрофизические свойства фактические и нормативные, уровень раз­вития растений и т.д.).

3. Проведение анализа в программном обеспечении и выдача нагляд­ных форм для выработки решений.

4. Выдача команд по принимаемым решениям на чип-картах, которые загружаются в робототехнические устройства на сельскохозяйственные агре­гаты для дифференцированного проведения обработки растений.

При оптимизации процессов исходным пунктом является картирование фактической урожайности, которое производится в бортовых компьютерах с помощью датчиков урожайности, определяющие урожайность культуры в тоннах с 1 гектара с учетом влажности. Эти данные вносятся в программное обеспечение и анализируются. Выделяются участки с низкой урожайностью, принимается решение на дополнительное агрохимическое обследование.

Точные технологии требуют специальной почвообрабатывающей тех­ники, мониторинга изменчивости условий произрастания культур, усовер­шенствования всех средств информационного обеспечения. Разработка их опирается на динамические модели, методы принятия решений, экспертные системы и т. п. Расширению их возможностей способствуют ГИС- и ГСП-технологии.

Специалисты Института с.-х. техники Кильского университета (Германия) изу­чали возможность дифференцирования глубины обработки почвы в пределах поля на базе использования Системы глобального позиционирования (GPS), электронных устройств, компьютерной техники и других современных средств, составляющих основу точного технологии земледелия. В качестве опытного было выбрано одно хозяйство в Нижней Саксонии, где поля обрабатывались по почвозащитной технологии, без плуга, с помощью культиватора, что позволяет, с одной стороны, улучшить состояние почв, а с другой -получить экономический эффект. Однако, как показывает опыт, даже такая обработка почвы культиватором требует значительной тягловой силы и относительно большого расхода топлива.

436 ⁸- МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И АГРОНОМИЧЕСКАЯ НАУКА РОССИИ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД

Предварительное обследование почв опытного поля с помощью датчика электро­проводимости, соединенного с GPS, позволило выявить различие в свойствах почвы в пре­делах поля. С учетом этого разработали алгоритм управления глубиной обработки и компьютерную программу для реализации дифференцированной обработки. Эта про­грамма, введенная в бортовой компьютер трактора, автоматически передает инфор­мацию на рабочие органы культиватора о глубине обработки каждого микроучастка.

Как выяснили, примерно на половине площади поля потребовалось провести глубо­кую обработку почвы, на остальной площади почву оказалось достаточным проведение только поверхностной обработки. По выводам исследователей, изменение глубины обра­ботки почвы с учетом неоднородности плодородия отдельных участков в пределах поля способствует, повышает выработку и снижает расход горючего. В целом экономия за­трат на обработку оценивается в 11 евро/га.

Как полагают исследователи, имеются технические предпосылки для применения новой технологии обработки почвы на практике.

Проектирование агротехнологий осуществляется в рамках проектов адаптивно-ландшафтного земледелия. Оно выполняется на основе материа­лов почвенно-ландшафтного картографирования. Детальность и точность их зависят от интенсивности агротехнологий. Проектирование интенсивных и высоких агротехнологий выполняется в геоинформационных системах (ГИС).

Экологическим адресом технологий высокого уровня сервиса (интен­сивные, точные) являются значительно более высокие, в отличие от нор­мальных, типологические единицы - элементарный ареал ландшафта, агро-экологический тип земель. В связи с этим принципы, положенные в основу агрохимической, агрофизической и др. оценок почв, должны быть переори­ентированы на более мелкие хозяйственные территории - вплоть до элемен­тарного почвенного ареала (комплексов, мозаик, пятнистостей, ташетов и т.д.).

Первый опыт агроэкологического картографирования и типологизации земель выявил необходимость изменения традиционных представлений об оптимальной однородности почв, показал чрезвычайную дифференцирован-ность территории на уровне элементарных ареалов ландшафта, впечатляю­щие резервы перераспределения ресурсов агрохимических средств и матери­альных ресурсов в системе агроэкологический тип земель - вид культуры -пакет технологий и, как следствие, неадекватность наработанных ранее тех­нологических схем.

На этапе выбора технологии, при исключительной неоднородности почвенного покрова, мелкоконтурной пятнистости вопросы агротехнологий, особенно их агрохимического и агрофизического блоков, выходят на первый план. Основными проблемами здесь являются трудоемкость картографиче­ских работ и ревизия данных стационарных опытов, в т.ч. Географической сети опытов с удобрениями.

Для преодоления чрезвычайной пространственной (вертикальной и го­ризонтальной) гетерогенности почв, например по содержанию элементов пи­тания растений, оценки их агрегированное™ как фундаментального генети­чески предопределенного явления, свойственного всем живым биологиче­ским объектам (в отличие от неживых систем), использование теории струк-