Журнал «Агротехника и технологии»
В Европе перераспределение нормы высева в зависимости от почвенных условий давно стало эффективным инструментом для экономии посевного материала и оптимального баланса урожайности. В России же эта технология делает только первые шаги и пока получила слабый отклик у наших аграриев. В характерных особенностях техники для дифференцированного посева и в том, что необходимо помнить при её покупке, разбирался корреспондент журнала «Агротехника и технологии»
Термином «дифференцированный посев» принято обозначать корректировку нормы высева в соответствии с заранее составленными картами-заданиями в сочетании с привязкой к пространственным координатам. Иными словами, это увеличение или уменьшение количества семян, в зависимости от местоположения сеялки.
«Отчасти дифференцированным посевом занимаются уже давно, однако раньше всё это делалось в ручном режиме, и управлял процессом механизатор, — поясняет продукт-менеджер по посевной технике компании «Квернеланд Груп СНГ», к.т.н. Сергей Марнов. — Технология дифференцированного посева в современном понимании, то есть с точки зрения цифрового земледелия, предполагает автоматическое изменение нормы высева на основе карт-предписаний без участия человека».
Основным фактором, влияющим на дифференциацию посева в той или иной точке, являются почвы, которые могут кардинально различаться своим плодородием, плотностью, кислотностью и влажностью. И если недостаток химических элементов в почвах или переуплотнение зачастую можно исправить внесением удобрений или рыхлением, то такой фактор, как влага, поддаётся корректировке с большими трудозатратами. «И если мы уж пошли на такие затраты, то хотелось бы получить максимум отдачи, — отмечает управляющий продажами компании «КУН Восток» по ЮФО Матвей Пащенко. — Именно это и призвана осуществлять технология диффпосева, которая позволяет увеличить отдачу и производить более загущенный посев в благоприятные для произрастания условия, например, в зону поля, находящуюся под поливом, и разреженный — в менее благоприятные. Тем самым повышается сбор урожая в зоне полива и снижаются риски конкуренции между растениями вне её».
Для чего?
Наиболее часто дифференцированный посев используется на полях под орошением, замечает руководитель направления «Точное земледелие» (Precision Farming) компании «Амазоне», к.с.-х.н. Егор Березовский. «Поливальные установки обычно делаются круговыми, и, соответственно, влага распределяется по определённому и постоянному радиусу, — рассказывает специалист. — А значит, внутри круга — на участке с благоприятным водным режимом — можно сеять растения с высокой или обычной нормой, а за пределами (обычно поля имеют форму прямоугольника, поэтому остаётся довольно много места вне поливаемого ареала) — с заниженной».
Подобная практика, по словам Егора Березовского, довольно широко распространена при посеве кукурузы в засушливых районах. Например, такие рекомендации дают компании-производители гибридов кукурузы (DuPont Pioneer и др.). Согласно их подсчётам, количество семян на орошаемой территории может быть в два раза выше (около 100-105 тыс. всхожих семян на га), чем за её пределами (60-65 тыс. всхожих семян на га), где водный режим более жёсткий.
По наблюдениям специалиста компании «Амазоне», данная технология распространена в Америке, Израиле, Арабских странах
«Для засушливых регионов это прежде всего экономия семян при одновременном увеличении урожайности, — продолжает Егор Березовский. — Дело в том, что на жёстком водном режиме растения начинают конкурировать меду собой и снижать урожайность, соответственно, норму высева там нужно снизить. Но при этом там, где на поле есть более благоприятные места (низины, поймы
Кстати, такая же дифференциация может быть применена в регионах с переувлажнёнными почвами, но алгоритм будет обратным: в вымочках нужно сеять с меньшей нормой и экономить материал.
Кроме того, дифференцированный посев может применяться на полях, имеющих участки слитых и переуплотнённых почв, а также солончаков. «Например, таких почв достаточно в Волгоградской области, — добавляет региональный представитель компании Väderstad в России Павел Вильчинский. — В местах выявления солончаков или слитых почв можно двукратно снижать норму высева».
Генеральный директор компании «Агроноут», к.б.н. Алексей Трубников замечает, что существуют также склонные к самоуплотнению (слитые) почвы. «Это “пояс” на широте 45 градусов к северу и к югу от экватора, площадь полей в мире с такими почвами — 248 млн га, — говорит он. — Из них 80 млн га — в Восточной Австралии, 72,5 млн га — в Индии, а также много таких почв в ЮФО России». Эти почвы особенно трудно разуплотнять, поскольку у них очень узкий диапазон оптимальной для глубокого рыхления влаги, объясняет эксперт. Улучшить их практически нельзя — ни фосфогипс, ни органика не в состоянии изменить их генетическую природу. К ним можно только адаптировать нормы высева и внесения удобрений при помощи технологий точного земледелия, убеждён Алексей Трубников.
В связи с этим одна из ключевых задач агронома — выявить неплодородные зоны и поставить в них минимальные нормы высева, считает Сергей Марнов. «Вообще не сеять в таких зонах тоже не получится, так как иначе эти площади захватит сорняк, — отмечает он. — А если выставить минимальную норму, то можно эффективно сэкономить посевной материал и в тоже время не дать шанса сорнякам».
Начинаем с карты
Алгоритм работы сходен с дифференцированным внесением удобрений: загруженная в компьютер карта-задание, привязка к координатам и соответствующая конкретному участку автоматически меняющаяся норма высева.
Соответственно, первое, о чём нужно позаботиться хозяйствам, планирующим заниматься диффпосевом, — составление карты-задания. В настоящий момент этим занимается довольно много организаций. И критерии составления карт могут быть разные: основанные на статистике урожайности, почвенном анализе, влажностном режиме, радиусе полива
Такие карты уже почти в поточном режиме делаются для дифференцированного внесения удобрений и СЗР, однако, обращает внимание Сергей Марнов, в контексте дифференцированного посева могут возникнуть нюансы с пропашными сеялками. Это связано с тем, что предписания по внесению удобрений и CЗР составляются в кг на гектар, тогда как при посеве пропашных нужно оперировать тысячами семян на единицу площади. Или же в карте должно быть прописано расстояние между семенами (загущенный или разреженный поток).
«Практика показала, что клиенты, желающие применять технологию диффпосева, не могут работать с картами для диффвнесения — сеялка их не читает, точнее не определяет по ним норму высева, — объясняет Марнов из «Квернеланд Груп СНГ». — Особенно это проявляется на пропашных машинах. Поэтому необходимо заранее проговорить данный аспект при составлении карт-предписаний».
Технически это решается довольно просто, замечает региональный представитель по ЮФО компании Horsch Вячеслав Векленко. «Существуют формулы перевода, — говорит он. — Кроме того, на круговом поливе карта урожайности вообще может не понадобиться. Навигация в данном случае делается по расположению поливных кругов».
В свою очередь, Егор Березовский напоминает, что при одновременном высеве культуры и внесении удобрений необходимо иметь карту с «двумя слоями», где отображаются задания на дифференцированный посев и дифференцированное внесение «минералки».
Такой метод уже был опробован в действии. Например, компания «Амазоне» в 2019 году проводила работы с одновременным изменением норм высева и внесения удобрений за один проход (на сеялке DMC Премьера 9001) в Рязанской области, вспоминает Егор Березовский. При этом использовались карты, составленные на основании многолетних спутниковых снимков и анализе почвы.
«Если в хозяйстве нацелены работать с дифференциацией посева, то одной карты урожайности с комбайнов будет недостаточно, — убеждён Матвей Пащенко. — Помимо неё должны быть ещё как минимум данные по минеральному анализу почв и статистика биомассы (спутниковые фото в течение 5 лет). Ну или хотя бы за период его севооборота. А чем больше период отслеживания, тем выше точность карты».
Монитор
Павел Вильчинский обращает внимание, что бортовые мониторы управления у различных производителей техники «читают» карты в определённом формате и с определённым расширением. И перед тем как приступить к работе, необходимо выяснить, в каких форматах «общается» имеющееся в компании оборудование и какие расширения читает, во избежание лишних простоев.
Для универсализации можно применять конвертер или работать с файлами открытых форматов, которые скачиваются в интернет-магазинах для техники любого производителя.
Кстати, у некоторых крупных брендов сельхозтехники уже появились программные продукты, позволяющие адаптировать карты с разными расширениями для своих терминалов.
Например, новая система AG-DATA Integrator на базе 1С (совместный проект «ЦентрПрограммСистем» и разработчиков John Deere) позволяет использовать практически любые карты и читать их на дисплее любого трактора компании John Deere через собственную операционную систему, поделилась Натальи Голик, маркетинг-менеджер компании John Deere в области продуктов по уходу за посевами и точного земледелия в странах СНГ.
Ключ
Павел Вильчинский напоминает, что для осуществления изменения нормы высева в автоматическом режиме помимо самой карты поля необходимо активировать лицензию, то есть приобрести ключ разблокировки программы.
«В связке используются две контролирующие машины, и активировать нужно два лицензионных ключа: на сеялку и на трактор, — добавляет Сергей Марнов. — Это нужно делать как в том случае, если на сеялке есть свой монитор, так и в случае, когда на ней установлен терминал стороннего производителя электроники (например, компаний Trimble или Raven). Кстати, в топовых версиях терминалов производителей электроники (например, у компании Trimble) эти лицензии активируются при покупке.
Трактор
Для экономии средств Матвей Пащенко советует обратить внимание на ISOBUS-совместимые машины. Ведь в этом случае не придётся покупать дополнительный терминал в трактор для сеялки. Как правило, современные тракторы и орудия поддерживают этот протокол.
Если же трактор российский и системы «общения» на нём нет, Павел Вильчинский рекомендует установить сторонние системы управления (например, компаний Trimble или TopCon).
Сергей Марнов советует убедиться, что машина действительно ISOBUS-совместима. «Случается, что клиент полностью уверен, что его трактор работает с ISOBUS-протоколом, и отказывается покупать дополнительный терминал на сеялку, — рассказывает он. — Но при подключении орудий выясняется, что в машине сделана только подготовка под ISOBUS».
Он рекомендует на стадии покупки оборудования предупредить поставщиков техники, что в дальнейшем прицепное орудие будет использоваться без собственного монитора. Также неплохо, по его словам, поставить в известность продавца сеялки о том, какой навигацией клиент будет пользоваться.
«На большинстве тракторов уже установлено автоподруливание, и можно использовать навигацию этой системы, — замечает Сергей Марнов. — Однако под каждый вид навигации сеялка комплектуется разными кабелями и, соответственно, имеет свои разъёмы подключения. Например, для техники John Deere и электроники Trimble они разные. И если в планах стоит подключение к этим системам навигации, то нужно приобрести комплект переходников заранее (в целом это выходит не дороже €50)».
При работе с пропашными сеялками точность должна быть, выше, чем при работе с опрыскивателями или разбрасывателями. Допустимая погрешность сигнала, рекомендуемая Сергеем Марновым, — не более половины междурядья. Так, если междурядье кукурузы составляет 70 см, то реальная погрешность в поле не должна превышать 35 см.
Сеялка
Центральное звено всей системы дифференцированного посева — сеялка. И один из главных технических моментов — это наличие электрического привода дозирующего аппарата, который обеспечивает возможность менять частоту вращения катушки в зависимости от скорости. Это и позволяет управлять нормой высева, а кроме этого, автоматически выключать сеялку на разворотных полосах (что двукратно экономит посевной материал).
По наблюдениям сейлз-инженера компании AGCO-RM Александра Довженко, переход на электроуправление высевающим аппаратом — уже довольно заметный тренд в сельхозмашиностроении, и его развитие прямо пропорционально активному продвижению точного земледелия и работе по картам-предписаниям.
«С гидроприводом дифференцировать нормы семян также возможно, — оговаривается Павел Вильчинский, — но только в том случае, если гидропоток управляется с помощью электроклапанов. Иными словами, поток масла через гидромотор регулируется через электроклапаны, изменяющие обороты высевающих катушек. Что, в свою очередь, варьирует поток семян по всей ширине сеялки». Например, такая схема успешно действует на пропашных сеялках Väderstad Rapid. Однако более гибкое, посекционное, изменение возможно лишь при электрическом приводе.
Пока только пропашные?
На данный момент основное развитие технология дифференцированного посева получила в сегменте пропашных сеялок. «Технически именно на пропашных сеялках управление дозированием посевного материала можно сделать более гибким и эффективным», —объясняет представитель компании «КУН Восток» по Уральскому региону и Сибири Антон Безгодов.
«Кроме того, стоимость пропашных гибридов (в особенности это касается кукурузы и сахарной свёклы) существенно выше, чем основного количества зерновых, — отмечает Наталья Голик. — Поэтому тенденция дифференцированного посева зерновых в России пока не прижилась».
Аграрии в первую очередь инвестируют в то, что поможет сэкономить больше денег, а в наших реалиях — это пропашные, замечает Сергей Марнов. «Но технология диффпосева только заходит к нам. И через пропашные неизменно будет распространяться на зерновые», — убеждён специалист.
Зерновые в перспективе
Если в недалёком прошлом опыты с междурядьем на зерновых культурах, особенно в засушливых зонах, были результативны только в рамках целого поля, то сегодня технологически возможно дифференцировать норму посева в зависимости от зон плодородия.
Например, сеялки точного высева, располагающие электронными системами Row Control (или Section Control), способны индивидуально управлять работой высевающих аппаратов в каждом ряду, разъясняет Вячеслав Векленко. Это позволяет с идеальной точностью контролировать норму высева на ходу на определённом участке поля, тогда как на большинстве серийных машин для сплошного рядкового посева зерновых управление потоком семян возможно пока только по всей ширине захвата.
И хотя сейчас система диффпосева зерновых имеет более грубую форму (изменения происходят по всей длине сошникового бруса), почти все мировые разработчики задумались о посекционном и даже посошниковом контроле высева.
Главным камнем преткновения в этом контексте становится слишком высокая стоимость: при ширине захвата более 12 м количество сошников на зерновых сеялках — более сотни. И рынок пока не готов платить за такие решения.
Тем не менее подобные разработки активно ведутся. Например, об этом говорят представители Amazone, Kverneland и Horsch.
Это подтверждают и в компании «Ростсельмаш»: по мнению её специалистов, тема диффпосева зерновых наиболее интересна именно для наших аграриев, так как Россия, по сути, является зерновой державой. Пропашных культур в нашей стране возделывается совокупно около 15 млн га, тогда как зерновых — примерно 40 млн га, приводит данные руководитель проекта Интегрированных агротехнологий ГК «Ростсельмаш» Олег Александров. Соответственно, фокусировка в данном случае будет уместна на зерновом клине.
«Все помнят, что расстановка семян в рядке сильно влияет на вегетацию пропашных культур, но забывают, что о зерновых можно сказать то же самое, — продолжает специалист компании «Ростсельмаш». — Наши сравнительные опыты посева зерновых культур с различными типами сошника и, соответственно, расстановкой семян в рядке это подтвердили». Данный принцип можно использовать в области дифференцированного посева, где ситуация с финальной урожайностью будет напрямую зависеть от загущенного или разреженного посева в соответствии с уровнем плодородия почвы, считает он.
Кстати, если сравнить масштабы затрат, то двукратное превышение в цене гибридов пропашных с лихвой компенсируется объёмами высеваемых зерновых, замечает Олег Александров. И с точки зрения экономии диффпосев зерновых имеет свой резон.
Более того, в компании «Ростсельмаш» уже активно ведётся работа над созданием сеялки нового концепта, где будет реализовано посошниковое управление высевом. «Подобной системы пока ещё нет на рынке, — уверяет Олег Александров. — Это концепция высочайшей точности, которая позволит вывести технологии цифрового земледелия в зерновом клине на новый уровень».
Настоящее и будущее
В настоящий момент, по наблюдениям участников рынка, технология автоматического дифференцированного посева не сильно распространена на российских полях. В общей сумме таких новаторов не наберётся и 1 % (от количества всех хозяйств). В основном это хозяйства, которые занимаются возделыванием кукурузы и свёклы на поливе.
По данным компании «КУН Восток», перераспределение семян на таких полях позволяет увеличить урожайность кукурузы не менее чем на 10 % и снизить затраты на приобретение гибридов на 15 %. Например, если в зоне полива сеять около 80 тыс. семян/га, а за кругом 65-70 тыс. семян/га.
Среди сдерживающих факторов распространения дифференцированного посева в нашей стране Наталья Голик называет неочевидность результатов на первом этапе. Ведь основная выгода от перераспределения семян будет понятна только после сбора урожая, а говорить о стабильном результате можно будет только после нескольких лет применения посева по предписаниям.
«Во время первого этапа происходит вложение инвестиций: в химанализ полей, составление карт, работу со статистикой, закупку оборудования
И особенно это будет ощутимо на полях, где наблюдается высокая пестрота плодородия, добавляет Егор Березовский.
Так, эксперименты, проведённые компанией KUHN во Франции, показали, что работа по карте-предписанию на диффпосеве позволила увеличить урожайность зерновых в среднем на 10 %.
Но ещё одним аргументом для сомнений Вячеслав Векленко называет трудности выгодной реализации урожая зерновых в большинстве регионов нашей страны. «Да, мы можем получить больший урожай, увеличив производственные издержки, но, учитывая сложности с реализацией, не всякая прибавка урожайности экономически оправдана. «Так всегда ли она нужна аграриям? — задаётся вопросом специалист. — При подобной нестабильности у сельхозпроизводителей нет желания вкладывать средства в сверхнюансы повышения урожайности».
Однако есть и другая сторона — экономия семян, замечает Павел Вильчинский. Гибриды дорожают, а диффпосев может стать очевидным инструментом для снижения расходов посевного материала.
Например, опыты, заложенные компанией «Амазоне» в России (диффпосев зерновых), позволили снизить расход посевного материала на 15 %, в том числе и за счёт автоматического отключения на разворотных полосах, что также могут делать сеялки для дифференцированного посева.
Кроме того, диффпосев актуален для семеноводов, считает Александр Довженко. В данном случае идёт речь о строгой очерёдности посевов женских и мужских растений, которые необходимо высевать с чётко выверенной нормой (в зависимости от пола). И если сейчас данные настройки производятся вручную, то в перспективе всю эту работу можно будет перевести в автоматический режим.
Однако Сергей Марнов скептически оценивает такой вариант развития событий. По его словам, делянки посевов в семеноводческих хозяйствах слишком малы (в среднем около 20 га), и заморачиваться с построением карт и автоматическим нормированием на таких площадях вряд ли будут. Кроме того, крупных семеноводческих проектов в нашей стране мало (около 1-2 % от общего числа растениеводов).
В целом дифференцированный посев будет прогрессивно развиваться, уверены участники рынка. Этому будет активно способствовать внедрение картографирования и цифровых технологий, а также повышение доступности этих сервисов и снижение их стоимости.
«Если сейчас по картам-предписаниям работают или активно переходят на эту технологию не более 20 % хозяйств, то через 5 лет методику освоят не менее половины российских аграриев, — уверен Сергей Марнов. — А через 10 лет число таких предприятий перевалит за 80 %, потому что это реальный способ снизить себестоимость производства».
Опыты, осуществлённые компанией «ЭкоНива АПК» в 2018 году, показали, что при дифференцированном посеве кукурузы (одновременно с дифференцированным внесением) отношение затрат к урожайности уменьшилось в 1,5 раза. То есть эффективность использования посевных материалов и удобрений стала в 1,5 раза выше.
