Один з елементів точного землеробства — диференційоване застосування ресурсів: посівного матеріалу, засобів захисту рослин, меліорантів чи добрив. Основна мета диференційованого внесення — не економія ресурсів, а досягнення якнайвищого економічного ефекту з кожного «клаптика» поля. Іншими словами: застосувати на конкретних ділянках стільки ресурсу, скільки потрібно для оптимальних умов росту і розвитку сільськогосподарських культур. Хоча здебільшого під час впровадження технології диференційованого внесення ресурси також додатково заощаджуються.
Диференційоване внесення добрив (ДВД) — інструмент реалізації даних аналізу ґрунту або рослин завдяки індивідуальному підходу до живлення культур на кожній ділянці поля. Як і будь-який інструмент, він потребує певних налаштувань для коректної роботи. Спробуємо розібратися в організаційних та агрохімічних нюансах цього підходу до застосування добрив.
Перше запитання: як визначити, чи потрібно впроваджувати ДВД на конкретному полі? Відповідь на нього може дати досвід господарювання. Якщо строкатість урожайності на полі висока, впроваджувати ДВД дійсно потрібно.
Строкатість можна оцінити за картами врожайності або за допомогою моніторингу (супутникового чи безпілотного) протягом вегетації культур. У пригоді стануть індекси NDVI, LAI або RGB-зображення. Інколи навіть візуально в полі виокремлюються ділянки, які щороку вимокають. Можливість отримати врожай невисока, проте ці ділянки засівають посівним матеріалом, обробляють пестицидами, удобрюють… Площа таких «вимочок» може бути від декількох квадратних метрів до кількох гектарів.
Оцінивши строкатість, переходимо до визначення ділянок, на яких відбиратимемо зразки ґрунту. Є два шляхи: 1) виділення зон поля; 2) формування сітки відбору з певною деталізацією.
Для зонального відбору необхідно зібрати максимально можливу кількість шарів інформації: карти врожайності за останніх 3–5 років, розподілу індексу NDVI, рельєфу, ґрунтів, картограми електропровідності, вмісту елементів живлення тощо. Ідеальний варіант: що більше шарів задіяно, то краще.
Карта розподілу індексу NDVI поля озимої пшениці станом на 03.05.2018
Зональний відбір найбільш прийнятний для виявлення проблемних ділянок поля, перевірки ефективності добрив і створення карт-завдань для ДВД. Одна із цілей відбору за зонами — визначення доз добрив для підживлення зернових культур. Це пояснюється можливістю оперативно відбирати зразки й ідентифікувати неоднорідні ділянки поля на конкретному етапі росту і розвитку культури. У точному землеробстві зональний відбір не задовольняє потребу в деталізації картограм вмісту елементів живлення. Зазвичай площа зони на полі становить орієнтовно 15–30 га. Як показує практика, в її межах рівень забезпеченості елементами живлення може варіювати від низького до дуже високого.
Дозу добрива для підживлення визначають за результатами аналізу ґрунту або рослинного матеріалу. В ідеалі — поєднують ґрунтову і рослинну діагностику. ДВД можна провести і завдяки безконтактному аналізу рослин. Зокрема, прилад Greenseeker, встановлений на трактор або самохідну машину, у режимі реального часу визначає стан рослин (за індексом NDVI), їх потенціал і відповідну дозу азотного добрива.
Порівняння підходів до відбору зразків
Сформувати сітку відбору із чітко визначеною площею елементарної ділянки — оптимальний варіант для впровадження точного землеробства. Якою має бути площа однієї комірки? Однозначної рекомендації немає. А відповідь така: що більш детальна сітка відбору, то з більшою ймовірністю дані лабораторного аналізу відображатимуть реальну картину на полі. Зважаючи на реалії сільського господарства України, для «початківців» у точному землеробстві достатньо 10-гектарної сітки відбору. Така деталізація дасть змогу побачити строкатість показників родючості ґрунту. Аграріям, які активно використовують елементи точного землеробства (зокрема ДВД), доцільно аналізувати хоча б п’ятигектарну сітку.
Фахівці з точного землеробства рекомендують аналізувати ґрунтовий покрив з елементарною ділянкою в 1 га (щонайбільше 2–3 га). Дослідники одного з провідних університетів світу стверджують, що якісні картограми елементів живлення на декілька років можна отримати, відбираючи один зразок на 0,4–0,6 га. Загальне правило таке: що більш неоднорідні умови (рельєф, ґрунти), то густішу сітку потрібно застосовувати. Більша деталізація необхідна також у разі використання зрошення, особливо крапельного. Лише за таких умов можлива найбільша ефективність ДВД.
Ключова позиція для ДВД — аналіз ґрунту. Без якісного аналізу, правильно підібраного методу інтерполяції і практично обґрунтованої інтерпретації даних дістати ефект від ДВД неможливо. Кожен із перелічених далі факторів є критично важливим:
- достовірні дані з лабораторії = коректні норми добрив;
- правильний метод інтерполяції = коректні межі зон внесення;
- практично обґрунтована рекомендація = висока продуктивність культури.
На основі результатів аналізу для кожної комірки сітки відбору розраховують норму добрив (меліорантів) для внесення кожного елемента живлення. Для такого розрахунку зважають на певні шари інформації, якими послуговуються під час зонального відбору. Окрім того, норми добрив обчислюють на кінцевий рівень урожайності культури: плановий показник або потенціал у конкретному регіоні.
Родючість ґрунту оцінюють на основі аналізу широкого спектра показників: фізико-хімічних, фізичних, агрохімічних тощо. Їх може бути 10–20 і більше. Навіщо стільки, якщо, в основному, вносять азотні, фосфорні і калійні добрива?
Живлення культури — складний багатофакторний процес. Кожна зона, виділена за ступенем кислотності або рівнем забезпечення елементами живлення, потребує індивідуального підходу.
Основна проблема роботи з матеріалами комплексного агрохімічного обстеження — нехтування певними показниками родючості ґрунтів або виведення середньозваженого показника на поле. Для прикладу візьмемо картограму кислотності. Середньозважений показник на поле — 6,4, що відповідає нейтральній реакції ґрунтового розчину. Проте картограма показує проблемні ділянки, де рН дорівнює 5,5–5,7 (кислі ґрунти). Якщо тут раніше вирощували культури, «толерантні» до кислої реакції, проблем могло й не бути. Карти врожайності деяких культур (озимого жита, люпину, льону, картоплі) могли бути більш-менш однорідними. Інша справа — чутливі культури, зокрема цукрові буряки, соя, ріпак… На ділянках жовтого і помаранчевого кольору із високою ймовірністю можна втратити від 10–15% врожаю. А таких площ — близько 50%. Така ось математика економічних збитків.
Тому нехтувати «точковими» результатами не варто. У наведеному прикладі ДВД не дасть позитивного ефекту без попереднього диференційованого внесення вапнякових матеріалів. Така картина характерна і для мікроелементів. У певній комірці сітки відбору показники цинку можуть бути критично низькими для кукурудзи, або міді — для пшениці. Тоді без виправлення «точкових» проблем про ефективність ДВД із макроелементами можна не мріяти.
Елементи живлення, що потрібно вносити диференційовано, є суто індивідуальними для поля або масиву полів. Серед найбільш «строкатих» елементів — фосфор. Картограми розподілу цього макроелемента в межах господарства включають зони від дуже низького до дуже високого.
Для прикладу візьмемо ще одне поле. Як бачимо на рисунку, картограми розподілу NDVI у 2016–2018 рр. на різних культурах свідчать про наявність певної зони з нижчим потенціалом: жовтуватого відтінку — у 2016–2017 рр. та помаранчевого — у 2018-му.
Картограми розподілу індексу NDVI
Аналіз шарів інформації показує корелятивні зв’язки з формами рельєфу, а матеріали комплексної агродіагностики (10-гектарна сітка відбору) — із вмістом рухомих сполук фосфору. Як відомо, цей елемент живлення найпотрібніший на початкових етапах росту і розвитку. Аналіз динаміки NDVI показав, що на ділянках із нижчим вмістом фосфору рослини відставали у рості й розвитку на початкових етапах. У процесі вегетації ці показники вирівнювалися, але продуктивність культура частково втрачала. Коли виникають такі проблеми, ДВД є необхідністю.
Наступний етап — створення карти-завдання. До цього етапу елементи живлення для ДВД визначили, зони внесення за картограмами виділили, норми добрив для кожної точки порахували. Залишилося вибрати добрива. Диференційоване внесення комплексних добрив передбачає вплив на зони внесення всіх елементів, що входять до його складу. Наприклад: вносимо сульфоамофос і закриваємо потребу у фосфорі. Відповідно, внесені елементи впливають на норму внесення азоту і сірки.
Динаміка NDVI на полі кукурудзи на ділянках із різним вмістом фосфору, 2017 р.
На карті-завданні є зона, де не потрібно вносити фосфорні добрива. Ця площа становить 11% всієї площі. Якщо на цю зону внести середньозважену норму сульфоамофосу, дістанемо надлишкове внесення 254 кг/га. Якщо внести 222 кг/га, надлишок становитиме 32 кг/га, а в зоні, яка потребує 319 кг/га, – нестача становитиме 65 кг/га. Загалом за ДВД економія сульфоамофосу становить 1,35 тонни. При цьому на ділянки буде внесено стільки, скільки потрібно для оптимізації умов росту і розвитку.
Відсутність техніки для ДВД також не є великою проблемою. Можна орієнтовно розбити поле на ділянки й розробити маршрут техніки для наближення фактичного внесення до потреби за зонами. Це може дати певний економічний ефект.
Диференційоване внесення добрив — вже не інновація. Це життєва необхідність, щоб отримувати максимальну економічну віддачу від вкладеного в поле ресурсу. Його ефективність підтверджують виробничі результати. На жаль, ДВД істотно залежить від «диференційованого внесення» дощу. То ж нехай Ваша планова врожайність забезпечується можливостями поля і погоди.
Оцінка ефективності диференційованого внесення сульфоамофосу
Олексій ТАРАСЕНКО, канд. с.-г. наук, головний агрохімік компанії AgriLab
