Ответы к ига понятие и стратегия инновационной деятельности в агрономии
 Скачать 307.26 Kb.
|
Технология полосного земледелия Strip-TillПолосное рыхлениеStrip-Till- это метод обработки почвы, который является многообещающим для современных земледельцев. Он соединяет в себе преимущества нулевой технологии и традиционной обработки почвы. В Северной Америке популярна технология полосного земледелия Strip-Till, которая уже много лет используется на выращивании таких пропашных культур как кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, соя. При этой технологии рыхлится только полоса, в которую затем при помощи машин, оснащенных навигационными приборами и подруливающими устройствами, высеваются культурные растения, а около двух третей поля остается необработанной. Как правило, при полосном рыхлении обработка почвы состоит только из двух операций: рыхление осенью или весной и посев во взрыхленные полосы. Преимуществом данной технологии является то, что одновременно с рыхлением почвы вносятся удобрения на глубину обработки. Благодаря такой системе применения удобрений, растения получают подкормку в период активного роста, именно тогда, когда формируется будущий урожай. При этом у растений развивается мощная корневая система. Особенно актуально использование Strip-Till в засушливые годы - мощные корни уходят в нижние слои почвы и растения приобретают возможность получать влагу с более глубоких горизонтов, давать хорошие урожаи. Полосная технология сохраняет естественное плодородие, снижает эрозию почвы, позволяет значительно экономить. Так, в течение трех лет в фермерских хозяйствах США, работающих по технологии Strip-Till, расходы на минеральные удобрения и средства защиты растений снижаются на 30-40%, урожайность многих культур увеличивается в среднем на 15-20%. Технология Strip-Till:
В Северной Америке предварительная подготовка почвы и точное внесение удобрений проводится в основном орудиями Orthman. Orthman ltRIPr® оценивается пользователями, как передовая сельскохозяйственная машина для работы по технологии полосовой обработки почвы Strip-Till. ltRIPr® - устройство, позволяющее осуществлять полосовую подготовку почвы и точное внесение удобрений за один проход. HORSCHдля посева и обработки почвы Компания HORSCH разработала и с 2001 года активно внедряет полосовую технологию Strip-Till, используя опыт США в Западной Европе. Для реализации этой технологии был разработан агрегат HORSCH Focus CS, который состоит из бункера для удобрений и секции глубокорыхлителя. Этот агрегат осенью производит рыхление почвы, чтобы за зиму почва, накопив достаточное количество влаги, «просела» и восстановила капиллярность. Глубина рыхления зависит от типа и влажности почвы и находится в диапазоне 20-35 см. Весной с использованием системы GPS и Автотрака, в созданные полосы высеваются кукуруза или сахарная свёкла, другие пропашные культуры. Продолжением дальнейшего совершенствования реализации полосной технологии являются разработки HORSCH Focus TD, комбинация машин Focus Pronto. Этот агрегат применяется для возделывания зерновых культур и рапса. Он осуществляет полосное рыхление, освобождает посевное ложе от пожнивных остатков, закладывает на регулируемой глубине удобрения, дисковые выравниватели формируют ложе и гребень, после чего колесный уплотнитель производит уплотнение почвы, а дисковые сошники укладывают семена на заданную глубину. Оптимальное расстояние между рыхлящими стойками составляет 35 см. Ширина междурядий на полосе - 15 см, между полосами - 20 см. Глубина рыхления (в зависимости от типа и влажности почвы) составляет 10-30 см. В качестве рабочих органов для рыхлителя применяется долотообразный наконечник стойки шириной 40 мм. Форма рыхлителя заставляет почву буквально «кипеть» в местах разреза. Полученная комбинация полос твердой и взрыхленной поверхности показала себя очень устойчивой по отношению к эрозии: взрыхленные полосы выполняют дренажную функцию, а твердые - придают поверхности желаемую стабильность. Уже в первые годы использования технологии, удалось достичь положительных результатов: эрозия почвы была сведена к минимуму, а урожайность увеличилась. Технология полосного земледелия Strip-Till идеально подходит для многих регионов Центральной зоны России. У нас сложные почвенно-климатические условия: значительно короче вегетационный период, чем в Западной Европе, заплывающие почвы, низкое плодородие с малым содержанием органики, обилие сорняков с широким ботаническим составом, тонкий плодородный слой. Перечисленное не позволяет применить технологию прямого сева No-Till, а традиционная пахотная технология не решает всех проблем борьбы с сорняками, эрозионно опасна, требует больших материальных затрат. Полосная технология Strip-Till под яровые зерновые и яровой рапс может быть такой: после уборки предшествующей культуры проводится дискование почвы или боронование тяжелыми пружинными боронами. Это спровоцирует на прорастание сорняков и падалицы, которые потом необходимо обработать гербицидами сплошного действия. Весной, с наступлением оптимальных сроков для каждой конкретной культуры, проводится посев семян в оптимально разделанную почву, эффективное прикатывание, внесение минеральные удобрения. Борьба с сорняками в посевах проводится гербицидами избирательного действия. Особенно интересна новая технология для возделывания озимых ржи, пшеницы, тритикале и рапса. Таких хороших предшественников, как клевер, однолетние травы, очень мало и для озимого сева недостаточно. Другие традиционно возделываемые в этой зоне культуры дают очень малый период между уборкой предшественника и посевом озимой культуры. При пахоте много времени уходит на работу с плугом, разделку пахоты. Почва не всегда успевает осесть, что приводит к выпиранию посевов. При полосной технологии Strip-Till всё просто: после уборки предшественника необходимо обработать поле по стерне гербицидами сплошного действия и через две недели проводить посев в стерню. 9.Технология точного земледелия. Цели, их преимущества использования Точное земледелие — это система управления продуктивностью посевов, основанная на использовании комплекса спутниковых и компьютерных технологий. Вместо того, чтобы пахать, сеять, вносить удобрения «на глаз», как это делалось на протяжении всей предыдущей истории сельского хозяйства, сегодня фермеры могут точно рассчитать количество семян, удобрений и других ресурсов для каждого участка поля с точностью до метра. После того как на основе спутниковых и лабораторных данных составляется точная карта поля с указанием характеристик каждого его участка, фермер получает возможность более рационально распределять ресурсы между ними. Таким образом, удается избежать перерасхода ресурсов там, где они прежде использовались в избытке, и повысить продуктивность тех участков поля, которые ранее недополучали в удобрениях, вспашке или поливе. При достаточно большом масштабе такой подход позволяет снизить расходы на производство единицы продукции и повысить отдачу с каждого квадратного метра земли. Кроме того, эта технология открывает дополнительные возможности для повышения качества продукции и в глобальном масштабе снижает нагрузку на окружающую среду. Система точного земледелия — это не строго определенный набор методик и технических средств, а, скорее, общая концепция, основанная на использовании технологий спутникового позиционирования (GPS), геоинформационных систем (GIS), точного картографирования полей и др. Принцип работы системы точного земледелия Точное земледелие это множество отдельных технологий, необходимость внедрения которых определяется на усмотрение собственников и руководителей агропредприятия. То есть можно использовать как все технологии сразу, так и лишь некоторые, эффект от которых будет наиболее значительным для данного предприятия. В основе всей системы точного земледелия лежит использование точных карт полей со всеми их характеристиками. Разумеется, для каждого поля и так существуют кадастровые карты, определяющие его границы на местности. Однако эти карты практически не дают никакой полезной информации в рамках производственного процесса агропредприятия. Помимо границ участков нужны точные данные о химическом составе почвы, уровне ее влажности (в том числе глубине подземных вод), количестве получаемой солнечной радиации, углу наклона относительно горизонта, преобладающих ветрах, наличии по близости значимых природных и других объектов (лесов, водоемов, промышленных предприятий, жилых домов, дорог и т.п.). Чем больше факторов учтено и чем подробнее карта, тем точнее можно использовать спутниковые и компьютерные технологии точного земледелия, тем адекватнее и оперативнее можно корректировать производственный процесс. Составление карт осуществляется различными методиками. Это и взятие проб грунта с дальнейшим проведением лабораторных анализов, и получение информации со спутников, и общий научный анализ каждого участка. Разумеется, карты составляются не на бумаге, а в электронном виде с помощью специальных компьютерных программ, которые интегрируют их с остальным оборудованием. На основе электронных карт создаются точные инструкции по количеству удобрений, семян, воды, которые нужно внести на каждый участок поля. Эти инструкции загружаются в компьютеризированную сельхозтехнику, выходящую в поле. Далее машина обрабатывает поле с минимальным участием человека, который просто контролирует правильность исполнения этих инструкций. Руководствуясь инструкциями и ведомая с помощью спутниковой навигации, машина сама регулирует количество вносимых удобрений и семян на каждом участке поля. При этом исключаются просветы и нахлесты между обработанными участками. Система параллельного вождения Одной из самых доступных и в то же время самых популярных технологий точного земледелия является система параллельного вождения. Она требует гораздо меньше затрат на внедрение, чем другие, а эффект заметен сразу. Данная система позволяет проводить полевые работы (вспашка, культивация, сев, внесение удобрений, уборка урожая) с максимальной точностью и минимумом «ненужных» движений. Также важным ее преимуществом является возможность обработки поля ночью с той же эффективностью и точностью, что и днем. Значение такой возможности трудно переоценить, когда из-за неблагоприятных погодных условий для проведения полевых работ есть небольшое «окно» в 2-3 дня, из которых нельзя терять буквально ни одного часа. Система параллельного вождения основана на использовании сигнала спутниковой навигации. При этом, если использовать бесплатный GPS-сигнал, движение сельхозтехники по полю осуществляется с точностью до 30 см. При работе с платным сигналом точность доходит до 2,5 см. Используя платный сигнал, можно радикально сократить площадь пропущенных (необработанных) или дважды обработанных участков поля. Также сокращается длина холостого хода техники и ширина разворотной полосы. В целом сильно снижается (до 20%) удельное количество используемых ресурсов — топлива, семян, удобрений. Преимуществом системы параллельного вождения является то, что она не требует таких высоких затрат, как другие элементы точного земледелия (например, не нужно составлять подробные карты полей). К тому же она технологически более простая и доступная. При этом система очень быстро окупается — буквально за один-два сезона. Другие популярные технологии точного земледелия Как уже было сказано, точное земледелие в сельском хозяйстве — это общая концепция, подход к управлению производственным процессом, а не перечень из нескольких конкретных технологий. По большому счету, к точному земледелию можно отнести все технологии и системы, основанные на компьютерных и спутниковых системах и призванные рационализировать и оптимизировать использование сырья и ресурсов. Помимо системы параллельного вождения и картографирования полей, о которых мы уже рассказали, стоит упомянуть еще несколько популярных технологий данного направления:
Использовать эти и другие технологии можно как по отдельности, так и в комплексе. Всё зависит от финансовых возможностей предприятия и проблем, которые стоят наиболее остро перед ним. Преимущества и недостатки точного земледелия Отчасти мы уже рассказали о том, какие преимущества несет в себе использование технологий точного земледелия. Если резюмировать, то список достоинств данной системы выглядит так:
Однако на пути внедрения данных технологий стоит несколько препятствий, которые с определенной долей условности можно назвать недостатками. Особенно актуальны эти проблемы точного земледелия в России:
И всё же эти недостатки нельзя считать существенной причиной для отказа от использования точного земледелия в принципе. Очевидно, что за ним будущее, и те предприятия, которые раньше освоят данные технологии, получат существенные преимущества в конкурентной борьбе за рынки сбыта своей продукции. 10.Нанотехнологии в растениеводстве Нанотехнологии в сельском хозяйстве предполагают использование для защиты растений препаратов новейшего поколения, которые отличаются максимальным проникновением в листья, стебли и корни активных действующих веществ за счет необычайно малых размеров. Проводится разработка проектов с использованием наноматериалов для более точной и безопасной доставки пестицидов к биологическим мишеням, питательных веществ – к растениям. В этих проектах используются следующие технологии: транспортные процессы, биоселектирующие поверхности, биоразделение, и микроэлектромеханические системы, нанобиопроцессинг, биоинженерия нуклеиновых кислот, адресовка веществ. Размер частиц этих веществ в десятки и даже сотни раз меньше, чем микроны (10-9). Их применение дает возможность при минимальных дозах препаратов достигать гораздо больших эффектов и экономить деньги. Использование наноэлектротехнологии в растениеводстве связало молекулярную и клеточную биологию с помощью внешних электромагнитных полей и биополей живых клеток в общем нанопроцессе, что должно привести к внедрению в практику АПК принципиально новых технологий по производству сельскохозяйственного сырья, материалов, продовольственной пищи и кормов. В сельскохозяйственных научных организациях России, в том числе и в Московском государственном агроинженерном университете им. В. П. Горячкина (МГАУ), получены результаты использования наноэлектротехнологий в производстве продуктов растениеводства. |