Агрохимическая политика в апк: уроки прошлого и современные задачи
| Вид материала | Урок |
- Президенте Российской Федерации, доктор юридических наук Через 60 лет после завершения, 166.35kb.
- Информационное обеспечение апк россии требует развития, 12.53kb.
- Міжнародний науково-виробничий журнал „Економіка апк” №1’2009(171), 62.11kb.
- И адрес банка, 34.14kb.
- Вопросник к экзамену по курсу «Мировая политика и международные отношения» для студентов-политологов, 43.48kb.
- Уроки прошлого мы должны вынести,чтобы в дальнейшем не по- вторять старых ошибок, 219.96kb.
- Тест. Определите, к какому звену апк относятся указанные отрасли : Отрасли апк звенья, 13.23kb.
- товарно сбытовая политика предприятий апк как эффективный инструмент в системе, 416.02kb.
- Учебник «Современные международные отношения и мировая политика», 389.27kb.
- В. Ф. Чешко Август 48 Урок, 10161.74kb.
Осипов А. И., д. с.-х. н., профессор
Северо-Западный научный центр Россельхозакадемии
Многочисленные научные исследования и большой практический опыт ведения сельского хозяйства свидетельствует о том, что кислотность почв оказывает определяющее влияние на подвижность большинства химических соединений, почвенные биохимические и микробиологические процессы, а через них и на поступление элементов питания в растения. Интенсивное возделывание сельскохозяйственных культур сопровождается выносом кальция и магния с урожаем, что приводит к обеднению почвы этими элементами. Следует помнить, что коэффициенты использования азота из удобрений, а следовательно и их окупаемость на сильнокислых почвах в 1,4–2,7 раза ниже, чем на слабокислых и нейтральных. При разбросном внесении фосфорных удобрений на сильнокислых почвах коэффициенты использования их составляют всего 1,7–2,0%. На почвах с благоприятной реакцией – 10–15%, а при локальном внесении – 30%. Поэтому, для более эффективного использования азотных удобрений разумнее их применять только на почвах с благоприятным уровнем реакции среды (рНксl не ниже 5,1), а фосфорные удобрения вносить только на известкованных почвах или почвах, имеющих от природы благоприятную реакцию среды.
Программа известкования, осуществляемая в нашей стране с 1969 года, позволила за 20 лет создать положительный баланс кальция в земледелии и существенно уменьшить площади сильнокислых почв. Однако к началу третьего тысячелетия экономические условия функционирования сельского хозяйства нашей страны изменились. Резко снизилась государственная поддержка работ по поддержанию почвенного плодородия, а большинство хозяйств не имеют достаточных финансовых ресурсов для организации известкования. В результате этого, с 1988 года темпы известкования почв начали резко падать и к настоящему времени его объемы сократились более чем в двадцать раз.
Темпы известкования в ряде регионов значительно сдерживаются также из-за недостатка природных известковых материалов. Поэтому одной из важнейших задач по повышению обеспеченности земледелия известковыми удобрениями с меньшими затратами является более широкое использование местных карбонатных материалов, применение которых для известкования известно давно и доказано практическим и научным опытом стран мира. Другим весьма важным и довольно дешёвым источником пополнения запасов природных известковых материалов являются отходы промышленности, к которым относятся некоторые виды шламов, шлаков, золы сланцев, бурых углей, отходный мел, известково-доломитовые отходы, дефекат и др. Многие из шлаков и зол обладают высокой активностью взаимодействия с почвой, чем существенно превосходят природные карбонаты, а содержащиеся в них примеси микроэлементов часто оказывают положительное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений.
Известкование существенно изменяет свойства почвенного поглощающего комплекса в сторону увеличения емкости ее поглощения. Скорость взаимодействия известковых удобрений с почвой и продолжительность их действия в сильной степени зависит от химических свойств извести и ее гранулометрического состава. С увеличением диаметра известковых частиц взаимодействие их с почвой замедляется. Поэтому для того, чтобы уровень реакции почвы поддерживался относительно постоянным в течение продолжительного времени, известковые материалы должны содержать широкий спектр частиц различного размера. Изменение почвенной реакции в большей мере зависит от дозы внесения извести и буферных свойств почвы, которые определяются содержанием органических и минеральных коллоидов. Чтобы сдвинуть реакцию в легких почвах, требуется значительно меньше извести, чем в тяжелых.
При крайнем недостатке извести оправдано применение половинных доз известковых удобрений, так как окупаемость 1 т извести в них выше, чем при внесении полных. Действие полной дозы извести продолжается не менее 7–10 лет и потери извести из почвы в течение этого периода, как правило, не приводят к снижению урожая сельскохозяйственных культур, за исключением овощных, которые характеризуются высокой чувствительностью к кислотности. Исследованиями ученых Ленинградского НИИСХ установлено, что сорта одной и той же культуры различаются по устойчивости к кислотности и требуют разные по количеству оптимальные дозы извести. Ими в 2005 году переданы на Государственные сортоиспытания кислотоустойчивые сорта ярового ячменя Ленинградский и Северянин. В области земледелия при современных экономических условиях для более экономного использования известковых материалов целесообразно несколько изменить подходы к составлению севооборотов. В севообороты должны входить культуры по возможности с одинаковым или близким отношением к кислотности и ее составляющим. Необходимо отказаться от чистых паров и использовать повторные посевы для уменьшения потерь кальция, магния и других элементов питания за счет вымывания. В настоящее время хорошо известна важная роль микроорганизмов в восстановлении и повышении почвенного плодородия. На различных почвах урожаи растений тем выше, чем лучше в них развита деятельность групп микроорганизмов, способных превращать органические вещества почвы – перегной – в простые соединения, доступные для усвоения их растениями. В кислых почвах данная группа микроорганизмов развита очень слабо, что и является одной из основных причин низких урожаев сельскохозяйственных культур. Таким образом, проблема рационального, наиболее эффективного применения минеральных удобрений весьма актуальна и требует дальнейших глубоких исследований.
^ ИЗМЕНЕНИЕ ИОНООБМЕННОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ АГРОХИМИКАТОВ
Яковлева Л. В., Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства (ГНУ ЛНИИСХ Россельхозакадемии)
Ионообменная поглотительная способность является фундаментальным свойством почвы, а ионообменные процессы – универсальными физикохимическими механизмами, регулирующими перераспределение ионов между поверхностью почвенных частиц и почвенным раствором. Ионообменные механизмы очень динамичны и быстро реагируют на изменение внешних условий, изменение состава различных фаз почвы в результате естественных или антропогенных воздействий.
Предшествующими исследованиями нами установлено, что на произвесткованных почвах наблюдается значительная миграция кальция и других элементов питания растений по профилю почвы и вымывание их в нижележащие слои и грунтовые воды. В результате этого изменяется агроэкологическая обстановка региона и сокращается срок действия извести, возрастают непроизводительные затраты мелиорантов. При фильтрации через почву растворов определенного химического состава в результате ионного обмена, возникающего между протекающим раствором и почвенным поглощающим комплексом, может произойти коренное изменение химических и физических свойств почв вплоть до изменения их типоморфной принадлежности.
Изменяя тем или иным способом емкость поглощения почвы, можно регулировать емкость как катионного, так и анионного обмена, а значит регулировать миграцию веществ в почвах с потоками атмосферной влаги, что будет способствовать увеличению срока действия извести, сохранению плодородия почвы. При внесении в почву ионообменников (веществ как природного, так и искусственного происхождения), мы можем увеличить емкость поглощения почвы и снизить вымывание кальция, то есть увеличить продолжительность действия извести.
В результате проведенных экспериментов:
1) получены оригинальные материалы по возможности увеличения ионообменной способности дерново-подзолистых пахотных почв с целью повышения их плодородия и снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду;
2) выявлены новые аспекты влияния минеральных удобрений на формирование структуры почвенной кислотности и продолжительности действия известкования;
3) изучена миграция веществ в дерново-подзолистых почвах и выявлено влияние на этот процесс извести, минеральных удобрений и сорбентов-ионообменников;
4) установлена возможность сохранения плодородия почвы путем внесения веществ, повышающих ЕКО и ЕАО.
^ СОВРЕМЕННЫЕ НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ГИГИЕНЫ И ТОКСИКОЛОГИИ ПЕСТИЦИДОВ
Ракитский В. Н., НИИ гигиены, токсикологии пестицидов и химической безопасности ФНЦГ им. Ф. Ф. Эрисмана, Москва
С медицинских позиций химические средства защиты растений оцениваются во всем мире наиболее строго в силу их особенностей: преднамеренность внесения в окружающую среду, непредотвратимость циркуляции в среде обитания, возможность контакта с остаточными количествами пестицидов больших масс населения, высокая биологическая активность.
В связи с этим, во всех странах новые пестициды подлежат обязательной государственной регистрации. При этом регистрационные требования по вопросам безопасности из года в год усложняются путем постоянного совершенствования научно-методических подходов их изучения по различным аспектам гигиены применения, токсикологии, классификации опасности, оценки риска для работающих и населения и др. (IUTOX-2003, 2007; IUPAC-2006, EUROTOХ, 2005, 2006 и др.). Необходимо отметить, что отечественная гигиена и токсикология пестицидов также продолжает активно развиваться, широко обсуждая свои научные результаты как в нашей стране, так и за рубежом. Хотелось бы остановиться на основных научных разработках в последние годы.
Продолжается работа по совершенствованию и дополнению гигиенической классификации пестицидов, которая широко используются в последние 10 лет в практике при оценке опасности пестицидов. В этой связи, гармонизированы с принятыми в мире критерии оценки дермальной токсичности, стойкости в почве, а также введены дополнения по оценке раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки, уточнены некоторые аспекты оценки канцерогенного действия.
Постоянно ведется работа по дальнейшему совершенствованию отечественной модели оценки риска пестицидов для работающих, основанной на изучении закономерностей поступления пестицидов в организм операторов в натурных условиях с использованием различных способов и средств применения препаратов. Итогом работы является подготовка новой редакции документа по оценке риска пестицидов для операторов, основанная на принципе лимитирующего критерия опасности при расчете риска с использованием фактических экспозиций и величин гигиенических нормативов, а также этих же соотношений с использованием фактических поглощенных и допустимых поглощенных доз.
Заслуживает внимания разработка нового метода определения приоритетных пестицидов по степени опасности для здоровья людей, основанного на расчете ассортиментного индекса территориальной нагрузки пестицидов. Расчет производится исходя из показателя среднегодовой территориальной нагрузки пестицидов (кг/га) и среднего оценочного балла, характеризующего свойства вещества по 9 показателям отечественной гигиенической классификации пестицидов и отражающих степень выраженности общетоксического действия, отдаленных эффектов и стойкости в почве. Установлена достоверная корреляционная зависимость между величиной ассортиментного индекса территориальной нагрузки пестицидов и состоянием здоровья населения, проживающего в обследованных регионах России.
Активно развиваются исследования по установлению механизмов токсического действия на организм теплокровных при комбинированном и сочетанном воздействии пестицидов и тяжелых металлов, пестицидов и радиоактивных факторов. В результате этих фундаментальных исследований удалось раскрыть свободно-радикальный механизм потенцирующего токсического воздействия на организм 2,4-Д и соединений ртути.
Разработана принципиальная схема оценки опасности обработок пестицидами генетически модифицированных культур. В связи с появлением на рынке большого количества пестицидов-дженериков с 2005 года внедрена система определения эквивалентности действующих веществ пестицидов, согласно соответствующей Европейской директиве (2005), которая, в свою очередь, основана на Спецификации ФАО-ВОЗ (1999). Кроме этого, в последние годы активизирована работа по гармонизации отечественных и зарубежных нормативов (МДУ/MRL) в пищевых продуктах.
Таким образом, дальнейшее развитие научно-методических подходов, в том числе оригинальных оценки опасности пестицидов различных химических классов в тесном взаимодействии с международным научным сообществом является основой надежной охраны и улучшения здоровья населения нашей страны.
^ Технология комплексного применения регуляторов роста растений с удобрениями и фунгицидами
Шаповал О. А., д. с.-х. н., Вакуленко В. В., к. б. н., Можарова И. П.,
к. с.-х. н., ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова
В настоящее время разработаны и рекомендованы производству технологии, обеспечивающие получение достаточно высоких урожаев основных продовольственных культур. Дальнейшее повышение урожайности соответствующее максимально возможной продуктивности сорта ограничено возможностью оптимизации фитосанитарного состояния посевов и почвенно-климатическими условиями выращивания культуры. Оптимизировать этот процесс, возможно применяя комплексные технологии, предусматривающие использование регуляторов роста растений, повышающих как иммунный потенциал растений, так и их способность усиливать поглощение растениями элементов питания при корневой и внекорневой подкормке.
Особенностью действия многих регуляторов роста растений, интенсифицирующих физиолого-биохимические процессы в растениях, является их полифункциональность, проявляющаяся как в регуляции роста и развития растений, так и в повышении их устойчивости ко многим заболеваниям. Их антигрибковая, антибактериальная и противовирусная активность приводят к повышению продуктивности культуры и качества выращиваемой продукции. Высокая физиологическая и фунгицидная активность ряда препаратов проявляется в достаточно низких концентрациях – 10–200 мл/га. Являясь, в основном, естественными соединениями, они включаются в метаболизм растений, не оказывая отрицательного влияния на почву и окружающую среду. В эту группу входят эпибрассинолид, ауксины, гиббереллины, гидроксикоричные кислоты, гуматы, терпены, производные хлоруксусной кислоты, силатраны, дигидрокверцитин и т. д. Кроме того, регуляторы роста растений, обладая разносторонним спектром действия, могут способствовать значительному снижению объемов применения средств защиты растений от болезней. А их совместное использование позволяет снять фитотоксический эффект ряда препаратов, а также уменьшить пестицидную нагрузку на растения за счет снижения их норм расхода.
В 2005–2008 годах был проведен ряд исследований по изучению комплексных технологий применения регуляторов роста растений, удобрений и фунгицидов.
С этой целью были проведены производственные испытания по совместному применению регулятора роста растений Карвитол и карбамидаммиачной селитры (КАС-2) в различных нормах расхода. На озимой пшенице эффективность некорневой подкормки удобрением КАС-2 как отдельно, так и в смеси с Карвитолом выявила существенные различия. Применение удобрения КАС-2 в дозе 25 кг д.в./га обеспечило урожайность пшеницы 25,6 ц/га, а совместное применение КАС-2 и Карвитола (10 мл/га) повысило урожайность на 0,6 ц/га. Совместное применение КАС-2 и Карвитола (20 мл/га) повысило урожайность на 3,8 ц/га; совместное применение КАС-2 и Карвитола (30 мл/га) повысило урожайность на 2,5 ц/га. Такая же закономерность наблюдалась при использовании доз удобрений 50 и 75 кг д. в./га.
Использование Карвитола с нормой расхода 20 мл/га при пониженных и средних нормах внесения удобрения способствовало получению урожая зерна на том же уровне, что и внесение повышенных норм удобрения. В вариантах с использованием только КАС-2 с нормами расхода 50 и 75 кг/га урожайность зерна озимой пшеницы составила 27,4 и 28,2 ц/га. Таким образом доказана достоверная возможность снижения нормы расхода удобрения при использовании регулятора роста. В опытах на яровом ячмене, кукурузе и картофеле прослеживалась аналогичная тенденция влияния КАС-2 и Карвитола на величину урожая.
В исследованиях по изучению совместного применения регуляторов роста и фунгицидов высокая иммунопротекторная эффективность отмечена у препарата лариксин (д. в. – дигидрокверцетин). Лариксин, являясь биологическим элиситором, в малых концентрациях действует на иммунную систему растений, вызывая в ряде случаев продолжительную неспецифическую устойчивость к болезням. На зерновых культурах применение лариксина позволило снизить поражаемость растений мучнистой росой, септориозом, гельминтоспориозами на 30–50%. Причем, в ряде опытов отмечались только одиночные симптомы поражения. Препарат оказывал существенное влияние на снижение развития ржавчины, головни и корневых гнилей. На культуре картофеля лариксин снижал поражение растений фитофторозом, альтернариозом, паршой на 40–60%.
Существенную роль в повышении иммунитета растений играют тритерпеновые кислоты, выделенные из хвои пихты сибирской. На их основе созданы такие препараты как Новосил, Биосил, Вэрва. В состав этих препаратов кроме тритерпеновых кислот входят фенолы, флавоноиды и ряд других биологически активных соединений. Комплекс этих веществ проявляет и свойства фитоалексинов, действующих как биогенные элиситоры – вещества, индуцирующие защитную реакцию растений. Причем, эти вещества в большей степени влияют на повышение физиологической устойчивости растений к инфекциям, а не на патоген. Применение тритерпеновых кислот на яровой и озимой пшенице и ячмене позволило снизить поражение растений мучнистой росой в 2–3 раза, корневой гнилью на 70%, септориозом – на 60%. Обработка регулятором роста растений регулятором роста биосил озимой пшеницы в баковой смеси с дифезаном (160г/га) в фазе конца кущения способствовала получению прибавки урожая в размере 10,3ц/га или 18,4%, масса 1000 зерен превышала контрольные показатели на 2,2г. Кроме этого улучшалось качество клейковины относительно контроля на 2,6%.
Высокими иммунопротекторными свойствами обладают гуминовые вещества (Бигус). На зерновых культурах Бигус снижал развитие и распространение таких болезней как корневая гниль на 30–50%, бурая ржавчина в 2 раза, септориоз в 1,5–2 раза, мучнистая роса – 40–60%. На картофеле препарат повышал устойчивость растений к фузариозу и мокрым гнилям.
Заслуживает внимания вопрос поэтапного применения в течение сезона различных регуляторов роста растений в баковых смесях с фунгицидами при выращивании одной культуры. Поэтапное применение регуляторов роста циркон и лариксин, а также крезацин и лариксин на культуре картофеля в сочетании с фунгицидами со сниженной в 2 раза нормой расхода дает лучший защитный эффект против болезней в период вегетации, чем использование только одних фунгицидов с полной нормой расхода или регуляторов роста растений. Использование лариксина при опрыскивании вегетирующих растений совместно с фунгицидами (со сниженной в два раза нормой расхода) подавляло развитие альтернариоза почти в два раза по сравнению с контрольным вариантом и составляло 4,6–4,7%, в эталоне развитие болезни составляло 4,8%, фитофтороза до 12,9–15,6%, против 18,6% – в эталоне.
Применение регуляторов роста, как без фунгицидов, так и на фоне фунгицидов со сниженной нормой расхода способствовало повышению урожайности на 23,0–59,1% (31,6–40,9 т/га), лучшие показатели наблюдались в варианте с обработкой посадочных клубней цирконом (5 мл/т) и двукратного опрыскивания вегетирующих растений лариксином (100 мл/га) совместно с фунгицидами со сниженной в два раза нормой расхода. Этот эффект достигался прежде всего за счет разнонаправленной биологической эффективности препаратов. Циркон обладает противовирусной активностью, а лариксин более эффективно повышает устойчивость растений к грибным и бактериальным заболеваниям.
Таким образом, комплексные технологии применения регуляторов роста растений с удобрениями и фунгицидами позволяют повысить урожайность выращиваемых культур и снизить нормы расхода, как удобрений, так и фунгицидов. А это обеспечивает прежде всего снижение затрат на производство единицы продукции.
^ ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ И ДРУГИХ УДОБРЕНИЙ
Мерзлая Г. Е., профессор, заслуженный деятель науки РФ,, д. с.-х. н.
Всероссийский НИИ агрохимии им. Д. Н. Прянишникова
В связи с острым дефицитом минеральных и органических удобрений возникает необходимость более полного использования местных источников питательных веществ для растений, включая жидкие удобрения птицефабрик, животноводческих ферм и комплексов, отходы растениеводства, коммунального хозяйства, деревообрабатывающей промышленности и другие, которые часто при избыточном накоплении могут стать источниками загрязнения окружающей среды.
Птичий помет повышенной влажности вполне можно считать ценным сырьем для переработки в эффективные органические и органо-минеральные удобрения. Так, согласно анализу, выполненному лабораторией агрохимии органических удобрений ВНИИА, помет влажностью 80–84%, хранящийся в течение 3 лет и более в накопителях птицефабрики «Мирная» Московской области, содержал в расчете на сухую массу 65,9–71,7% органического вещества, 1,5–2,5% общего азота, 5,9–7,6% фосфора (Р2О5), 2,1–2,3% калия (К2О) при рН 6,5–6,8.
Необходимо иметь в виду, что при нарушении технологий хранения птичий помет может представлять серьезную опасность в экологическом отношении и выступать как загрязнитель природной среды. В этих случаях целесообразна переработка сырого птичьего помета, которая может осуществляться путем ферментации с получением компостов, включая биокомпосты и вермикомпосты, а также путем термической или вакуумной обработки.
Исследованиями ВНИИА и других научно-исследовательских учреждений установлен эффект компостирования помета с торфом, древесными опилками и другими наполнителями, позволяющего снизить потери азота до 7–10% и более. Применение торфопометных компостов в дозе 40 т/га, или 300 кг/га по содержанию азота, даже в северных условиях на мерзлотной почве, обеспечивало в среднем за годы исследований ежегодную прибавку урожая картофеля 6 т/га, что составляло 29% по отношению к контролю без удобрений, т. е. такую же прибавку, как от внесения куриного помета или навоза крупного рогатого скота в чистом виде в аналогичной дозе.
В последние годы получает распространение способ ускоренного компостирования органического сырья в специальных ферментерах в контролируемых условиях влажности, температуры компостной смеси, снабжения кислородом, соотношения углерода к азоту. Производимые при этом удобрения отличаются благоприятным химическим составом и высокой удобрительной ценностью. По обобщенным данным ВНИИ агрохимии, биокомпосты, в зависимости от перерабатываемого сырья, имеют рН 6,7–8,4, содержат в сухой массе 62–87% органического вещества, 2–3% общего и 1–2% аммонийного азота, 1–3% общего фосфора (Р2О5) и 0,4–1,8% калия (К2О). Наряду с макроэлементами, в компостах ускоренной ферментации содержатся важные для растений микроэлементы: медь, цинк, молибден, бор и др. В то же время содержание тяжелых металлов в биокомпостах, по данным обобщения, невысокое – кадмия 0,1–0,8 мг/кг, никеля 5–12 мг/кг, свинца 27–34 мг/кг, ртути 0,11 мг/кг, что значительно ниже ПДК (ОДК) для почв.
Положительные результаты от внесения биокомпоста получены и при выращивании овощных культур во ВНИИ агрохимии. Биокомпост готовили на птицефабрике «Вельская» из куриного помета с добавлением древесных опилок. В биокомпосте содержалось 37,8% сухого вещества, 77,7% органического вещества, 2% общего и 0,8% аммонийного азота, 1,5% общего фосфора, 0,8% калия, рНkcl 7, C:N=19. Биокомпост на основе куриного помета достоверно повышал урожайность овощей, обеспечивая прибавку к контролю без удобрений при выращивании томата – 53%, огурца 108%. Установлены оптимальные дозы биокомпоста, которые составили при локальном внесении под томат и огурец по 100–125 г/растение. При этом содержание нитратов в овощной продукции не превышало допустимых уровней.
Исследованиями, выполненными в условиях Московской области, установлена эффективность использования на удобрение сухого птичьего помета. В полевом опыте на ЦОС ВНИИА изучали действие сухого куриного помета на величину и качество урожая кормовых культур в 5-польном севообороте (кукуруза на силос – 2 года, кормовая свекла, ячмень с подсевом клевера, клевер). В результате исследований получены высокие урожаи зеленой массы кукурузы. Однако наиболее отзывчивой на внесение сухого помета была кормовая свекла. В то же время последействия сухого помета, которое испытывали на клевере, не было отмечено.
В настоящее время разрабатываются способы вакуумной обработки птичьего помета. Удобрение, полученное на вакуумной установке в результате переработки длительно хранящегося помета на территории подмосковной птицефабрики «Мирная», характеризуется как высокоценное. При влажности 20% в удобрении в расчете на сухую массу содержится 86,9% органического вещества, 1,8% общего азота, 0,9% аммонийного азота, 6,9% фосфора (Р2О5),0,4% калия (К2О) при рН 6,5 и соотношении углерода к азоту, равном 23.
Одним из способов переработки помета служит вермикомпостирование. Вермиудобрения, как показывает имеющийся опыт, могут успешно использоваться в защищенном грунте при выращивании овощей. В тепличном хозяйстве ОПХ Якутского НИИСХ внесение вермикомпоста из птичьего помета в дозе 100 г/растение позволяло получать, по трехлетним данным, урожайность плодов томата сорта Верлиока 7,6 кг/м2, что на 24,6% превышало контроль без удобрений. При этом качество овощной продукции по содержанию витамина С и нитратов характеризовалось как достаточно высокое. Важно указать также, что нитратов в плодах томата содержалось значительно меньше гигиенического норматива по данному показателю для защищенного грунта.
^ Экономическая эффективность ресурсосбережения при хранении и внесении навоза повышенной влажности
Суровцев В. Н., заведующий отделом, Пономарёв М. Н., научный сотрудник, Северо-Западный НИИ экономики и организации сельского хозяйства
В молочном животноводстве Ленинградской области происходит переход на новые технологии беспривязного малоподстилочного содержания животных с доением коров в доильных залах. Данные технологии, как правило, связаны с образованием навоза повышенной влажности и, следовательно, с увеличением его объема. Этот тип навоза требует внедрения адекватных технологий хранения, транспортировки и внесения его на поля. Традиционный вывоз органических удобрений на поля в зимний период и внесение разбрасывателями под вспашку ведут не только к значительным потерям питательных веществ, но и снижению экологической безопасности производства, загрязнению водных объектов.
Инновационные технологии хранения и внесения навоза повышенной влажности обеспечивают не только экологическую безопасность в соответствии с жесткими международными требованиями, но и существенную экономию дорогостоящих минеральных удобрений, улучшая почвенное плодородие, позволяют вносить жидкие органические удобрения в период роста растений (например, по многолетним травам после 1-го укоса). Для условий Северо-Запада России это крайне актуально, так как большинство посевных площадей в регионе заняты многолетними травами (в среднем в сельхозорганизациях Ленинградской области более 70%). Однако данные технологии являются достаточно капиталоёмкими.
Для проведения сравнительного экономического анализа современных технологических решений хранения и внесения навоза повышенной влажности необходимо учитывать не только капиталоёмкость, но и ресурсосберегающий эффект, производительность техники и текущие затраты.
На практике в большинстве случаев основным критерием выбора технологий утилизации навоза является минимальный объём капиталовложений при удовлетворительном решении экологических проблем, без учета их экономической эффективности.
Расчёт ресурсосберегающего эффекта технологий хранения и внесения навоза должен основываться на оценке учета альтернативных издержек и экономии минеральных удобрений, которая определяется как стоимость азота, фосфора и калия навоза, сохранённых и «доставленных» до растений, по ценам минеральных удобрений. В хозяйство молочной специализации основная масса питательных веществ поступает не с минеральными удобрениями, а с покупными кормами. Следовательно, необходимо повысить сохранность питательных элементов не только при внесении, но в полном цикле производства животноводческой продукции и утилизации навоза. Для этого осуществляют расчёт т.н. хозяйственного баланса питательных веществ (БПВ), широко распространённого в странах ЕС и служащего одной из форм отчётности предприятия. Принцип его расчёта достаточно понятен экономистам, но с ним не соглашаются агрохимики, т. к. он определяет «вход-выход» по питательным веществам, но не позволяет оценить прямое влияние на плодородие почвы. Его расчёт преследует иные цели, показывает уровень общей эффективности сельскохозяйственного производства с позиции ресурсосбережения и позволяет:
– оценить нагрузку на окружающую среду от сельскохозяйственного производства;
– оценить результативность и повысить эффективность использования питательных веществ;
– определить и устранить источники нежелательных потерь питательных веществ в цепочке: удаление, хранение, транспортировка и внесение навоза;
– повысить сохранность питательных веществ и снизить покупку минеральных удобрений, что позволит компенсировать часть затрат на внедрение ресурсосберегающих технологий.
При расчёте хозяйственного БПВ учитывают все поступающие в хозяйство за год ресурсы, содержащие питательные вещества (семена, корм для скота, минеральные удобрения, приобретаемые животные и т.п.) и выходящую из него растениеводческую и животноводческую продукцию. Также при расчёте учитывается поступление биологического азота от возделывания азотофиксирующих культур, например бобовых (горох, клевер). Зерновые и навоз, произведённые в хозяйстве и используемые в нем, не включаются в расчёты – эти продукты находятся в обращении внутри хозяйства.
Если выходящие из хозяйства валовой азот, фосфор и калий разделить, соответственно, на валовой азот, фосфор и калий, поступающие в него, то в результате мы получим процентное выражение утилизации питательных веществ. Если питательные вещества не утилизированы (взяты) продуктами, вывозимыми за пределы хозяйства, они могут либо залегать в почве, либо быть потеряны со стоками или при испарении в виде аммиачного газа. Азот утилизируется на 15–50%. Процент утилизации фосфора и калия имеет больший разброс – от 30–40% вплоть до дефицитного содержания. Важными факторами здесь являются виды растениеводческой продукции, производимые в хозяйстве, и число животных из расчёта на гектар площади. Для растениеводческих хозяйств доля утилизируемых питательных веществ выше, чем для животноводческих хозяйств, не производящих растениеводческую продукцию для продажи.
Для расчёта сохранности питательных веществ используются данные о количестве голов скота, произведённом навозе (т/год), питательной ценности навоза. Потери происходят на трёх стадиях: в коровнике, в хранилище и при внесении. Существуют сводные справочные таблицы, в которых представлены потери на каждом из этапов. От 4 до 20% азота могут быть потеряны в коровнике, в зависимости от вида навоза. При хранении могут быть потеряны 15–30%. При внесении потери могут колебаться от 2 до 30%. Определяющими факторами в потере питательных веществ являются вид навоза, его влажность, техника для внесения и время внесения. Совокупный объём потерь может колебаться от 20 до 80%.
Экономия питательных веществ может считаться экономией денежных средств, если за основу расчёта взять стоимость килограмма азота и фосфора в составе минеральных удобрений. Сэкономленные таким образом средства могут быть включены в расчёт инвестиций в новую систему навозообращения.
Хранение навоза. Инвестиционные затраты на строительство навозохранилища, зависят от его объёма, типа, вида, применяемых материалов, используемого оборудования, стоимости строительно-монтажных работ и др.
На практике при выборе навозохранилища в большинстве случаев учитывается только показатель, характеризующий уровень инвестиционных затрат на 1 м3. Объем хранилищ должен обеспечить хранение навоза в хозяйстве в течение периода, установленного нормативами (минимум 6 мес.). Для экономического обоснования выбора хранилища необходимо оценивать не только инвестиционные затраты на 1 м3, но и такие показатели как: срок эксплуатации, текущие затраты, в т. ч. дополнительные расходы на очистку хранилища и поддержание его полезной ёмкости в период эксплуатации, сохранность питательных веществ, загрязнение воздушного пространства.
Кроме того, необходимо учитывать, что в открытое навозохранилище попадают атмосферные осадки, повышая влажность навоза и увеличивая объем хранения, т. е. необходимые инвестиции и затраты на внесение органических удобрений до 15%.
Транспортировка и внесение навоза. Производительность зависит от применяемой технологии (разбрасыватели, внутрипочвенное внесение, напочвенное междурядное внесение), дозы внесения навоза, типа почвы, расстояния от хранилища до поля. Решающее влияние на производительность оказывает фактор расстояния. При сравнении производительности технологий напочвенного внесения (разбрасыватели) с внутрипочвенными (инжекторы) с увеличением расстояния транспортировки разница в производительности нивелируется.
Расчёты показывают, что для внесения всего объёма жидких органических удобрений от 1000 голов дойного стада одним агрегатом (трактор с цистерной 11 тонн) потребуется 140 дней, что превышает нормативный срок внесения. Если транспортировкой и внесением занят 1 агрегат, то в структуре затрат времени транспортировка навоза занимает около 70% от общих затрат времени. С целью повышения производительности работ рекомендуется включить транспортные цистерны, которые обеспечат сокращение сроков внесения навоза в 1,5–2 раза без необходимости приобретения дополнительного дорогостоящего оборудования для внесения навоза. Также возможно использование мобильной промежуточной цистерны большой ёмкости, что позволит избежать простоев агрегатов для транспортировки и внесения, сократить издержки на топливо и оплату труда.
По нашим расчётам хозяйство, построившее современное хранилище для жидкого навоза, оборудованное трубопроводной системой, приобретая технику для внесения жидких органических удобрений под многолетние травы с помощью междурядных напочвенных аппликаторов (гибких шлангов), способно снизить потери по азоту с 78 до 24%, тем самым хозяйство сможет сократить расходы на покупку аммиачной селитры примерно в 3 раза.
В современных экономических условиях (цены на ресурсы, стоимость техники и оборудования) и при существующих формах государственной поддержки (субсидии на минеральные удобрения) размер экономии, достигнутый в результате повышения сохранности питательных веществ навоза, не возмещает инвестиционные затраты на современную систему хранения и внесения органического удобрения. Поэтому необходима дополнительная государственная поддержка сельскохозяйственных организаций, осуществляющих внедрение ресурсосберегающих технологий.
^ Применение циркона на посевах сельскохозяйственных культур
Дорожкина Л. А., Нарежная Е. Д., ННПП «НЭСТ М»
В последние годы регуляторы роста находят широкое применение как при возделывании культур в открытом грунте, так и в защищенном. Это связано с их полифункциональностью, низкими нормами расхода препаратов, с быстрым включением в обмен веществ растений и высокой деградацией в почве. Действующие вещества многих регуляторов роста присущи самим растениям, поэтому их применение является безопасным как для растений, так и для окружающей среды. Они используются прежде всего для повышения устойчивости культур к неблагоприятным факторам среды и урожайности.
Высокий уровень засорения многих сельскохозяйственных культур обуславливает обязательное включение в технологию их возделывания гербицидов. Для снятия негативного действия прежде всего гербицидов, а также инсектицидов и фунгицидов на культуру предложено их использование в баковых смесях с Цирконом, Эпином-Экстра и кремнийсодержащим удобрением – Силиплантом.
На основании результатов производственных опытов, проведенных на посевах озимой и яровой пшеницы, сахарной свеклы, подсолнечника, сои, рапса, льна-долгунца, картофеля и других культур установлены оптимальные нормы расхода Циркона, Эпина-Экстра и Силипланта при совместном применении с пестицидами, биологическая эффективность смесей и их влияние на урожайность культур.
Введение в рабочий раствор гербицида Элант регулятора роста Циркона увеличивало степень гибели сорняков как однолетних, так и многолетних.
Однократное применение циркона (20 мл/га) на посевах озимой пшеницы в период кущения или колошения уменьшало развитие бактериоза, а двукратное применение в фазы кущения и колошения (20+20 мл/га) и септориоза, степень развития которого снижалась с 50,5 до 35,5%. В условиях засухи наиболее эффективным на посевах яровой пшеницы является применение циркона в фазу кущения 10 мл/га совместно с гербицидом и затем в фазу цветения 20 мл/га. Такое применение циркона обеспечило рост её урожайности в 2 раза (с 10,9 до 22,96 ц/га).
Применение одного циркона в условиях засухи на посевах озимой пшеницы было менее эффективным. Повышение урожайности с 38,6 до 41,1 ц/га (на 6%) достигнуто только при двукратном его использовании в фазы кущения и колошения (10+20 мл/га и 20+20 мл/га). Разовая обработка в фазу кущения или колошения не оказала влияния на урожайность культуры.
Использование Силипланта для обработки клубней (30 мл/т) и затем в период вегетации (1л/га) в смесях с актарой и фунгицидами (1/2 нормы расхода) в посадках картофеля снизило пестицидную нагрузку в 2 раза и повысило сбор клубней на 30% по сравнению с применением одних пестицидов в рекомендованных нормах расхода. Повышение урожайности картофеля на 14–50% достигнуто при обработке клубней Эпином-Экстра (5 мл/т) и вегетирующих растений в период бутонизации (50мл/га) и на 30–50% при аналогичном применении циркона в нормах расхода 1 мл/т и 25 мл/га.
Высоко эффективным было применение Циркона (40 мл/га), а также Эпина-Экстра (50 мл/га) и Силипланта (0,6 л/га) в посевах сахарной свеклы совместно с гербицидами (Бетанал Эксперт ОФ и др.), норма расхода которых снижалась на 20–30%. Обработка свеклы смесью гербицида с Цирконом способствовала повышению выхода сахара с 1 га на 18%, с Эпином-Экстра или Силиплантом – на 12%. Это достигнуто за счет увеличения урожайности и содержания сахаров в корнеплодах.
Обработка посева рапса в фазу бутонизации смесью Циркона (40мл/га) с Циткором повышала урожайность на 69% и содержание масла в семенах Опрыскивание только одним Цирконом (25 мл/га) в фазу бутонизации в условиях засухи повышало урожайность на 32% и Силиплантом (0,6л/га) – на 33%.
Хороший эффект получен от обработки сои в фазу всходов и затем в фазу бутонизации Цирконом (40 мл/га и 40 мл/га) соответственно в смеси с гербицидами Хармони (6 г/га) и Селектом (0,6 л/га) прибавка урожая составила 8,8 ц/га (77%). При двукратном опрыскивании растений в фазу всходов и бутонизации только Цирконом (40мл/га и 30 мл/га) урожайность повысилась на 30–34%.
Таким образом, наиболее эффективным является совместное применение регуляторов роста Циркона и Эпина-Экстра, а также кремнийсодержащего удобрения Силипланта с пестицидами, что указывает на необходимость их включения в технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
^ Регуляторы роста и микроудобрения фирмы «НЭСТ М» на лекарственных культурах
Пушкина Г. П., Всероссийский НИИ лекарственных и ароматических растений
В последние годы возрастает спрос на лекарственное сырье, которое широко используется в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.
Для повышения урожайности лекарственных культур и улучшения качества получаемой продукции необходимо применение современных биорегуляторов и микроудобрений, к которым относятся Циркон, Эпин-Экстра, микроудобрения Феровит, Цитовит и Силиплант фирмы «НЭСТ М».
Выбор данных регуляторов роста связан с их природной основой, микроудобрений – с сбалансированностью по содержанию основных питательных элементов в легкоусвояемой форме, тем более, что применение в большом количестве традиционных минеральных удобрений на лекарственных культурах порой приводит к нежелательным последствиям – загрязнение полученного урожая нитратами и нитритами.
Комплексное использование вышеназванных препаратов для обработки семян лекарственных культур и вегетирующих растений (валериана лекарственная, ноготки, эхинацея, мелисса, пустырник, мята перечная, змееголовник, шиповник и др.) приводит к получению более ранних и дружных всходов, обеспечивает усиление роста растений, увеличение урожайности сырья (24–38%) и улучшение его качества. Так, применение Циркона, Эпина-Экстра, Цитовита и Феровита повышало на эфиромасличных культурах (мята, мелисса, змееголовник) выход эфирного масла на 15–24%, в плодах шиповника содержание витамина С – на 16–18%. Применение Эпина-Экстра на эхинацее пурпурной увеличивало содержание оксикоричных кислот (18–24%), Циркона и Эпина-Экстра на белладонне алкалоидов – на 15–18% и на ноготках алкалоидов – на 25–32%.
Наряду с росторегулирующей активностью, препараты фирмы «НЭСТ М» обладают и иммуномодулирующими свойствами. Их применение способствует повышению устойчивости лекарственных культур к повреждению вредителями и болезнями, усилению конкурентоспособности к сорнякам, что позволяет снижать нормы расхода традиционных пестицидов, а в ряде случаев избегать их применение, тем самым, получая экологически чистую продукцию.
Регулятор роста Циркон с успехом используется при размножении облепихи и шиповника зелеными черенками и корнеотпрысками. Обработка препаратом приводит к усилению ризогенеза, обеспечивает 100% приживаемость черенков и корнеотпрысков. Для дальнейшего активного роста и развития саженцев и повышения устойчивости растений к стрессовым ситуациям (погодные условия, болезни) целесообразно проводить обработки универсальным стимулятором фотосинтеза Феровит. Благодаря использованию системы росторегулятор – микроудобрение увеличивается выход стандартных саженцев на 16–21%.
^ Защитно-стимулирующие препараты фирмы «НЭСТ-М» и их применение в овощеводстве
Алексеева К. Л., Всероссийский НИИ овощеводства РАСХН
В современных технологиях выращивания и защиты овощных культур от болезней и вредителей все более широкое применение получают биорегуляторы с ростостимулирующими, стрессопротекторными и иммуномодулирующими свойствами. Они способствуют максимальной реализации биологического потенциала сорта и мобилизации природных механизмов устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, действуют в сверхнизких концентрациях (до 50 мл/га), нетоксичны, не вызывают развития резистентности у патогенов. Как показали многочисленные научные исследования и богатый производственный опыт в различных почвенно-климатических условиях, наилучшим образом зарекомендовали себя препараты фирмы «НЭСТ М» (Россия) – ЭПИН-ЭКСТРА (0,025 г/л эпибрассинолида) и ЦИРКОН (0,1 г/л гидроксикоричных кислот), которые производятся по оригинальным технологиям на основе природных аналогов гормонов растений и экстрактов активных компонентов растительного сырья. В настоящее время ЭПИН-ЭКСТРА и ЦИРКОН зарегистрированы на более чем 60 сельскохозяйственных культурах и находят всё более широкое применение, в том числе при выращивании основных овощных культур открытого и защищенного грунта.
Предпосевная обработка семян препаратом ЭПИН-ЭКСТРА обеспечивает повышение всхожести и энергии прорастания семян овощных культур, улучшает качество рассады и её приживаемость. Опрыскивание растений повышает продуктивность и устойчивость к неблагоприятным факторам среды, в т. ч. к болезням, улучшает вкусовые качества продукции и её биохимический состав. Также отмечено ускорение созревания плодов, снижение содержания в продукции солей тяжёлых металлов, нитратов и радионуклидов.
Использование препарата ЦИРКОН на овощных культурах при обработке семян увеличивает на 13–18% полевую всхожесть и густоту стояния растений, активирует физиолого-биохимические процессы. Опрыскивание рассады после высадки и вегетирующих растений в период бутонизации стимулирует цветение и плодообразование. Например, у растений томата ЦИРКОН способствует заложению как простых, так и полусложных кистей, сокращает опадение завязей, увеличивает размер и массу плодов, тем самым, повышая до 50% урожайность томатов сортов Ранний, Оверлок, Дубок и др. Немаловажным достоинством препарата является увеличение семенной продуктивности растений. Его применение на капусте белокочанной F1 Колобок в баковой смеси с половинной нормой расхода Карате пролонгирует срок действия препарата против листогрызущих вредителей и уменьшает в 2 раза пестицидную нагрузку на агробиоценоз. Кроме того, ЦИРКОН способствует снижению пищевой активности листогрызущих гусениц. Ускоряется формирование кочана. При этом урожайность увеличивается на 11,3% в сравнении с рекомендованной нормой расхода инсектицида и на 30,2% в сравнении с контролем. Преимущество препарата ЦИРКОН перед многими регуляторами роста, применяемыми на различных овощных культурах, заключается в более низкой (как минимум в 2 раза) оптимальной концентрации этого препарата, необходимой для достижения такой же хозяйственной эффективности.
Особое значение имеют иммуномодулирующие и адаптогенные свойства препаратов ЭПИН-ЭКСТРА и ЦИРКОН, что позволяет получать более высокие урожаи овощной продукции в зонах рискованного земледелия при уменьшении пестицидной нагрузки на агробиоценоз.
^ ЛУГОВОЙ МОТЫЛЕК – ПЕРИОДИЧЕСКАЯ УГРОЗА СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ РОССИИ
Фролов А. Н., Малыш Ю. М., Токарев Ю. С.
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург – Пушкин
Луговой мотылек Pyrausta sticticalis L. – особо опасный вредитель, массовые размножения которого происходят в Евразии с регулярной периодичностью (Зверозомб-Зубовский, 1931; Мельниченко, 1934; Пятницкий, 1936; Čamprag, 1976; Трибель, 1989; Кнор, 1993, и др.). Этому насекомому свойственны не только широкая многоядность и лабильность популяционной структуры, но также крайне широкий диапазон колебаний численности (от плотности, близкой к 0, до 1000 и более гусениц на кв. м.), природная очаговость (т. е. вторичность агроценозов, как стаций обитания в сравнении с естественными ценозами), способность к дальним миграциям, фазовая изменчивость. В прошлом веке было зарегистрировано две мощных вспышки размножения вредителя: в 30-х годах, когда переползавшие через железную дорогу гусеницы останавливали поезда (Пузырный, 1932), и в середине 70-х, когда борьбу пришлось проводить на площади более 10 млн. га (Поплавский, 1975). Новый очередной подъем численности вредителя начался в России в прошлом 2008 г., когда в Забайкальском крае плотность гусениц, превышающую экономический порог вредоносности, отметили на 80% заселенных площадей, причем в ряде районов пришлось объявить чрезвычайную ситуацию. Сходная картина наблюдалась и в Республике Бурятия. В Приморском крае от лугового мотылька погибло 6,8 тыс. га посевов, а нанесенный ущерб оценен в 70 млн. руб. В южных районах Хабаровского края нападению луговым мотыльком подверглось более 9 тыс. га, то есть четверть посевов. В Амурской области около 30% посевов полностью уничтожены вредителем. В Еврейской автономной области по самым скромным оценкам ущерб от вредителя составил не менее 7 млн. руб.
Поскольку долгие годы численность лугового мотылька была низкой, ассортимент применяемых против него инсектицидов практически не обновлялся. В связи с этим «Список химических и биологических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками, разрешенных для применения в сельском хозяйстве» 2008 г. включает лишь довольно старые пиретроидные препараты (11), ФОС (14), и 4 микробиологических препарата (на основе Bacillus thuringiensis) против этого вредителя. Очевидно, что Список необходимо пополнить новыми препаратами. Впрочем, сложность борьбы с луговым мотыльком заключается не в отсутствии высокоэффективных препаратов, а в необходимости вести постоянный контроль за численностью как местных, так и залетных популяций, а также быстро организовать проведение истребительных мероприятий. В этой связи оказывается крайне важной надежно организованная и слаженная работа службы сигнализации и прогнозов.
Полагают, что многолетняя периодичность размножений насекомого связана с колебаниями солнечной активности (Кнор, Рябко, 1981; Трибель, 1989; Huang et al., 2008 и др.) и наш анализ многолетних материалов подтверждает этот вывод (Фролов и др., 2009). До недавнего времени считали, что динамика численности лугового мотылька зависит почти исключительно от колебаний физических факторов среды (Пятницкий, 1936а; Макарова, Доронина, 1980 и др.). Однако проведенное нами изучение динамики численности вредителя на Северном Кавказе свидетельствует, что помимо погодных факторов серьезное воздействие на насекомого способны оказывать также патогенные микроорганизмы, в частности микроспоридии (Малыш, 2006; Фролов и др., 2008). Высокий уровень зараженности имаго лугового мотылька микроспоридиями приводил к снижению численности в следующем поколении, а освобождение популяции от микроспоридиоза способствовало ее нарастанию (Токарев и др., 2007; Фролов и др., 2008). Точность модели сезонного прогноза значительно повышалась, если помимо гидротермических показателей она учитывала заражённость предшествующего поколения микроспоридиями (Малыш, 2006). К сожалению, микроскопический метод анализа трудоемок и не позволяет выявлять заражение на ранних этапах развития и определять видовой состав патогенов. В этой связи технология ПЦР-диагностики на основе апмлификации фрагментов рибосомальной ДНК адаптирована нами для оценки зараженности микроспоридиями лугового мотылька. Применение этой системы значительно ускоряет и упрощает проведение массовых анализов, а также повышает чувствительность диагностики примерно в два раза. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 06-04-48265 и № 09-04-00619).
^ Современные методы дистанционного мониторинга для дифференцированного внесения средств защиты растений
Лысов А. К., заместитель директора ГНУ ВИЗР
Одним из путей решения проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды средствами защиты растений является разработка методов дифференцированного внесения пестицидов с учетом гетерогенности распределения вредных объектов на поле. Для этих целей в настоящее время активно ведутся работы по совершенствованию методов дистанционного мониторинга засоренности посевов сельскохозяйственных культур сорной растительностью и поражения вредными организмами. Технологический процесс дифференцированного внесения средств защиты растений включает следующие основные этапы:
– геокодированный съем информации о гетерогенности распределения вредных объектов на поле;
– принятие решения о необходимости применения средств защиты растений;
– дифференцированное внесение средств защиты растений с использованием систем для дискретного управления рабочими органами опрыскивателя.
Значительный прогресс в решении указанных задач достигнут для борьбы с сорной растительностью. Для дифференцированного внесения средств защиты растений для борьбы с вредителями и болезнями из-за сложности съема информации работы находятся на начальном этапе исследования.
Для съема информации о засоренности полей с/х культур используют системы датчиков. В основном для этих целей применяется оптические и оптикоэлектронные датчики, которые способны отличать сорную растительность от культурных растений. При использовании таких систем датчиков технологический процесс съема информации и дифференцированного внесения средств защиты растений происходит в реальном времени. Схема работы опрыскивателя с использованием данной системы датчиков представлена на рис. 1.
Рисунок 1
Схема работы системы дифференцированного внесения средств защиты растений с оптикоэлектронными датчиками
Недостатком использования оптических оптикоэлектронных датчиков является то, что необходимо учитывать время прохождения и обработки сигнала от датчиков о наличии сорной растительности до выдачи команды на работу исполнительных механизмов опрыскивателя. Данный фактор снижает точность работы вышеуказанной системы. В связи с этим используются другие системы для съема информации с помощью видеокамер с высокой разрешающей способностью. При использовании видеокамер для съема информации обеспечивается дигитальная расшифровка полученных изображений участков поля, что позволяет определять видовой состав сорняков. Данная система съема информации повышает точность съема информации и позволяет вносить средства защиты растений с более высокой точностью.
ГНУ ВИЗР совместно с Университетом Аэрокосмического приборостроения разработана система геокодированного съема информации на основе видеокамер с помощью сверхлегких летательных аппаратов, а также принципиально новый метод дешифровки полученных изображений. Суть метода заключается в следующем. Поскольку форма и цвет сорной растительности разнообразны, автоматизированное ее выделение на исходном изображении представляет собой весьма нетривиальную задачу. Проще решить обратную задачу. Как правило, посевы имеют однородно-периодическую структуру и сильно контрастируют с окружающими объектами, следовательно, необходимо удалить с исходного изображения основную культуру, а затем определять степень поражения поля. Для этих целей эффективным оказался метод анализа в частотной области. Для преобразования исходного изображения в частотную область используется прямое дискретное преобразование Фурье.
После фильтрации фурье-образа оптимальным режекторным фильтром на исходном изображении остаются только пораженные области, по площади которых легко определить степень зараженности поля и принять решение о необходимости дифференцированного внесения средств защиты растений. Кроме того, по координатам местоположения участков засоренности можно составить карту и определить оптимальный маршрут движения летательного аппарата или опрыскивателя с бортовым компьютером.
Рисунок 2
Фотография капустного поля до и после обработки
с помощью фильтров