Мониторинг влажности почвы и планирование циклов полива

Использование большей части современных технологий в области точного земледелия невозможно без электронных карт полей

Сегодняшние производители достигли точки, когда простое использование их интуиции больше не является жизнеспособным вариантом. Ужесточение правил и ограничений в отношении водных ресурсов привело к необходимости быстрого, легкого и эффективного отслеживания как водных, так и экологических условий на каждом поле. Используя технологию мониторинга микроклимата и влажности почвы на месте, производители теперь имеют простые и эффективные решения для повышения эффективности орошения. Эффективное использование воды при орошении может не только улучшить урожайность, но и сэкономить воду и энергию, улучшить качество сельскохозяйственных культур и сократить вымывание питательных веществ. Способность измерять, контролировать и управлять влажностью почвы в корневой зоны с помощью высоконадежной технологии, которая проста в использовании, имеет решающее значение для максимизации урожайности и качества. Многочисленные исследования наглядно демонстрируют, что управление влажностью с помощью датчиков влажности почвы может повысить урожайность и, в некоторых случаях, снизить затраты на производство кукурузы и сои. Планирование полива должно рассчитываться на основе поглощения воды растениями, суммарного испарения, скорости инфильтрации воды, чтобы обеспечить хороший дренаж и избежать длительного водонасыщения почвы. Метеостанция IMETOS IMT300 Инструменты для эффективного расчета суммарного испарения iMETOS IMT300 или µMETOS ET0 (Вариант LPWAN) являются полезными инструментами для расчета суммарного испарения (ET0). Эти устройства могут записывать измерения температуры воздуха, влажности, скорости ветра и датчиков солнечного излучения. Эталонная эвапотранспирация (ET0) рассчитывается ежедневно и обеспечивает количество воды, потерянное растением и почвой в результате транспирации и испарения. Использование метода водного баланса затем позволяет нам рассчитывать суммарное испарение урожая (ETC) - это общая стратегия, используемая во всем мире при планировании полива. Производители увидят прямую связь между потребностями воды в воде и климатическими условиями. Прогноз погоды для конкретного участка также включен в программное обеспечение Pessl Instruments. Комбинирование измерений микроклимата на уровне поля с датчики влажности почвы необходимо для правильного планирования орошения и позволяет нам лучше оценивать и оптимизировать управление водными ресурсами в течение всего вегетационного периода. Лучшее решение для этого, является полевая метеостанция Pessl Instruments iMETOS ECO D3, которая имеет широкий ассортимент оригинальных датчиков влажности почвы и позволяет разработать лучшее решение для мониторинга влажности почвы, основанное на характеристиках вашей почвы, сельскохозяйственных культур, ирригационных систем, организации местности и управления полем. Программное обеспечение обеспечивают наземным датчикам точные измерения содержания влаги в почве, температуры и засолености почвы на нескольких уровнях по профилю почвы. На фото: слева - iMETOS ECO D3, справа - установка профильного зонда на кукурузном поле Как данные хранятся, рассчитываются и отображаются? Все измеренные данные передаются на платформу Fieldclimate и могут быть доступны как в удобном мобильном приложении, так и через web интерфейс. Справа приведен пример уровня влажности почвы в корневой зоне в режиме реального времени на глубине датчика на каждые четыре дюйма (составной график). Расчет среднего графика влажности почвы корневой зоны определяется пользователем, где верхний полный объем известен как полная точка или полевая емкость, а нижний объем или точка пополнения. Нижний график представляет собой непрерывное измерение дождя и суточного ET0. Влажность почвы и климатические данные с разных точек зрения с платформы Fieldclimate Полив кукурузы и сои - варианты использования 1. Оптимальные результаты от производства орошаемой кукурузы Кукуруза нуждается в большом количестве влаги и отсутствии стресса, чтобы максимизировать урожайность. Правильный выбор времени для этого полива имеет решающее значение. Важно сохранять правильное количество влаги в течение сезона, избегая любого дефицита воды и поддерживая желаемое содержание влаги в активной корневой зоне. Предыдущие исследования показали, что минимизация стресса от влаги в корневой зоне может повысить урожайность на 10-25%, что может принести фермеру более 4: 1 отдачу от инвестиций. Чтобы получить оптимальные результаты от производства орошаемых культур, ирригатор должен быть в состоянии предсказать наступление точек нехватки воды для растений. Он должен рассчитать количество воды, потерянной из корневой зоны, чтобы определить объем, который будет применен при следующем поливе. На диаграмме показаны цветные кодировки по балансу влажности, поэтому пользователи могут четко видеть диапазон влажности почвы для оптимального управления - красный (дефицит), зеленый (зона комфорта) и синий (избыточная влажность почвы). Для того, чтобы иметь возможность получить эти данные и принять правильное решение о том, когда и сколько воды надо применить для поддержания здоровья растений и без лишних потерь ресурсов как раз и нужна такая качественная, точная и надежная технология. 2. Важность сроков полива у сои На соевых бобах также очень важно для урожая время ирригационных событий. В большинстве случаев орошение может происходить очень рано и в конце вегетации, и, в частности, орошение в конце сезона может повысить урожайность и улучшить здоровье растений. Сосредоточив внимание на более тяжелых зонах в каждом поле, производители могут быть спокойны, что, их наиболее подверженные стрессу почвы подвергаются надлежащему орошению и также и остальные зоны будут хорошими. График слева показывает влажность почвы на отдельных глубинах в почвенном профиле в течение четырех недель. Увеличение графика показывает ступеньки, вызванные извлечением воды растениями в дневное время. Это означает, что корни активны на этой глубине, а его отсутствие означает, что корни неактивны. Таким образом, может быть известно количество воды, используемой растением на каждой глубине. В этом примере ступенька присутствует в трех верхних датчиках, но не в трех нижних. Поэтому корни активны только в верхних трех датчиках, и это орошение производилось с нужным количеством воды. Фертигация (одновременное внесение жидких удобрений) должна проводиться также в активной корневой зоне, что позволяет увеличить поглощение питательных веществ культурой и уменьшает вероятность попадания химических веществ в воду и повышает урожайность. Снимок полевого климата, показывающий данные влажности почвы профильного зонда с 6 датчиками - период времени 30 дней. Запас доступной воды (PAW) Платформа Pessl Instruments Fieldclimate имеет расширенные инструменты для дополнительного расчета SUM (суммарной), AVG (среднее значение) и доступной воды для растений (PAW) по корневой зоне, что обеспечивает одно единственное нормализованное значение для каждого датчика влажности почвы с цветовой индикацией (сухой: PAW <0 нормально: PAW 0-100, мокрый: PAW> 100). Датчики в корневой зоне можно суммировать, чтобы получить одно значение. На графике ниже представлены изменения суммарного содержания воды для трех верхних датчиков за четыре дня. После подъема количество воды падает в течение дня и ночи, причем скорость падения в течение дня больше, чем ночью: колебания говорят о том, сколько воды поглощает растение днем и ночью. Когда почвенная вода легко доступна, ежедневные колебания влаги обусловлены погодой, и как только не происходит извлечение воды из растений, культура начинает испытывать нехватку воды. Скриншот FieldClimate с суммированными тремя верхними датчиками В результате избыточного орошения питательные вещества вымываются через почву, и может развиться неглубокая корневая система. Это не помогает растению во время жары или засухи по сравнению с растением с глубоким корневым основанием. Данные по влаге на вертикальном профиле показывают избыточное орошение. Преимущества использования решений для мониторинга влажности почвы и управления орошением Лучшее знание того, когда начинать и останавливать орошение, поможет защитить самый важный ресурс - воду. Запускайте свою систему орошения, когда растения просят питание, чтобы избежать вымывания удобрений и экономии энергии, не жертвуя качеством и урожайностью. Как видно из приведенных выше примеров, используя технологические решения для мониторинга влажности почвы и управления орошением, вы сможете: сохранить воду сохранить удобрения сократить расходы иметь более высокую доходность иметь лучшее качество урожая иметь более здоровый урожай обеспечьте свой урожай сэкономить время меньшее воздействие на окружающую среду. Литература: [1] Р. Суй и др., «Планирование полива с использованием датчиков влажности почвы», журнал «Сельскохозяйственные науки»; Том 10, № 1; 2018 [2] Б. Кобленц, «Датчики влажности помогают прекратить орошение сои», 2016 [3] Пример из практики: Iowa Corn 201 [4] С. Миллер и Ю. Донг, «Использование измерителей влажности почвы для дополнения планирования полива», 2019 [5] Sentek Technology, тематические исследования

Подготовка к посевной – важный процесс, от точности проведения которого зависит качество и объем урожая. Как показывает практика, оптимального результата удается добиться, с использованием инновационного оборудования и цифровых систем автоматизации, обеспечивающих контроль за севом в круглосуточном режиме, что позволяет снизить риск нарушений технологий или хищений. С помощью автоматического контроля, можно повысить точность учета расхода семян и оперативность решения других задач, касающихся посевных работ. Актуализация контуров полей перед посевной Использование неактуальных контуров полей зачастую приводит к тому, что часть территории не обрабатывается и не засевается. Даже при незначительном расхождении старых и фактических данных, например на 2%, получается, что на 1 тыс. га остаются необработанными 20 га. Это приводит к перерасходу семян и потери в денежном эквиваленте могут быть в диапазоне 100–300 тыс. руб. в зависимости от культуры. Особенно серьезные и необоснованные затраты несут хозяйства с большим количеством территориально разбросанных полей. Перерасход семян из-за неточных контуров полей Избежать таких результатов позволит ежегодная актуализация контуров до посевной, путем создания детальных электронных карт с отрисовкой реальных контуров полей следующими способами: по бесплатным или платным снимкам со спутника; съемкой полей с беспилотника; наземным объездом каждого поля на технике с GPS приемником. Из перечисленных вариантов, наиболее эффективным считаются первые два, так как занимают минимум времени, в отличие от наземного объезда, который может затянуться на несколько дней. Помимо этого, они являются менее затратными. Удобство первого и второго способа заключается и в том, что они имеют более высокую информативность, так как в результате, помимо контуров полей, также выгружаются сами снимки, по которым эти контура можно проверить. Планирование посевных работ с учетом метеоусловий Использование всех возможностей систем автоматизации в период подготовки к посевной позволяет точно планировать наиболее подходящее время для посева, в зависимости от метеорологических условий. При этом, не нужно собирать данные вручную по метеосайтам и специальным сервисам. Температура, влажность, скорость ветра, возможные осадки и другие показатели собираются системой автоматически с частных метеостанций и общедоступных источников. Программа не только осуществляет сбор данных, но и производит расчет метеорологических показателей, таких как накопленные осадки, среднесуточная температура и пр. В случае достижения установленных показателей метеопараметров, система может отправлять агроному оповещения. Вся информация отображается наглядными графиками и таблицей, разбитой ячейками на дни и часы за определенный период. Для того чтобы данные легко воспринимались визуально, каждой ячейке присваивается конкретный цвет, определяющий степень благоприятности или неблагоприятности проведения сева. Контроль посевных работ. Системы контроля высева. Возможности системы позволяют точно контролировать все процессы посевных работ и своевременно выявлять проблемы, напрямую влияющие на результат сева: хищения, связанные со сливами топлива, расхождением в данных техники и заправщика в момент заправки, работой на чужом поле, с воровством посевного материала; производственные нарушения, определяемые по простоям техники и нарушению скоростных режимов; агрономические, возникающие из-за перерасхода ТМЦ и отсутствия учета метеоусловий при планировании полевых работ. Из всех перечисленных проблем, чаще всего агрохолдинги и фермерские хозяйства сталкиваются с тремя проблемами: Работа на чужих полях – к этому может привести не только целенаправленное перемещение с целью подработки, но и такие факторы, как неактуальные контура полей или ошибки механизаторов. Своевременное получение данной информации позволяет быстро скорректировать работу техники и пресечь посев на чужой территории. Нарушение скоростного режима – возникает в результате несоблюдения правил эксплуатации транспорта или технологических процессов и приводит к потере до 10% урожая. Простой сельхозтехники – в качестве причины здесь может выступать как невыполнение своих обязанностей механизатором, так и технические проблемы – выход из строя транспорта или посевного оборудования. Постоянная аналитика позволяет своевременно выявлять отклонения в рабочем процессе и выводить их визуально с помощью инфографики с группировкой по определенным причинам. Дополнительно, применение цифровой системы автоматизации контроля посевов дает возможность отслеживать плотность посева и степень заглубления орудия. При этом оборудование для анализа этих параметров состоит из небольшого количества составляющих, поэтому требует минимум времени для монтажа и настройки. Норма высева и возникающие неполадки оборудования отображаются на информативном мониторе гистограммой, оповещающей о: уровне посевного материала, оставшегося в бункере; засорении сошников; степени заглубления орудия сеялки; отклонении или соблюдении нормы высева. Все показатели пересылаются на сервер в режиме реального времени, что позволяет быстро принять решение для исправления отклонений в работе и формировать отчеты с учетом выполненных или запланированных операций. Анализ качества проведенных посевных работ Оперативный сбор и систематизация данных позволяют проводить детальный анализ качества всех осуществляемых работ, и своевременно выявлять: перекрытия посева; фактически отработанную площадь; трек передвижения техники по полю; пропуски. Особое значение для анализа работ и посевов имеет использование беспилотников, которые дают возможность оценить всхожесть, количество пропусков, двойников и расстояние между всходами в кратчайшие сроки.