Современные системы земледелия

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный  аграрный университет»

 

 

 

Кафедра: Земледелия и ТППР.

 

 

 

Реферат на тему: Современные системы земледелия.

 

 

 

Выполнила: Студентка 52 группы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оренбург  2012г.

Содержание 

 

• Введение                                                                                       2
• 1 Точное земледелие                                                                    4
• 2 Этапы и технологии                                                                  5
• 3 Координатная привязка данных                                              5
• 4 Описание неоднородностей                                                      5
• 5 Принятие решений - две стратегии учёта неоднородностей   6
• 6 Практика работы с неоднородностями                                    6
• 7 Ссылки                                                                                       8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение  

 В последнее время становится ясно, что существующие технологии и технические средства давно устарели. В связи с этим все более активно развивается технология точного земледелия. Цель точного земледелия - получение оптимальных урожаев сельхозкультур при максимальной экономии удобрений и соблюдении экологии. 
  Основным принципом точного земледелия является непрерывный процесс отслеживания состояния почвы на том или ином микро участке поля. В частности контролируется плотность и твердость почвы, ее влажность и агрегатный состав, содержание в ней микроорганизмов и микроэлементов и их распределение по площади поля. 
  Агротехнические мероприятия при использовании классических технологий осуществляется по всей площади поля, при этом неравномерность свойств почвы не учитывается. Это приводит к возникновению ряда проблем. 
  Еще одной важной проблемой является точный учет полевых работ, выполняемых сельхозагрегатами. 
  Технологии точного земледелия предусматривают внесение удобрений и обработку почвы с учетом исходного ее состояния, чего при использовании классических технологий добиться невозможно. 
  Для осуществления технологий точного земледелия необходимо использование специального оборудования: датчиков определяющих состояний почвы и содержания в ней минеральных веществ, сельхозмашинах с измеряемыми рабочими параметрами и системы бортовой электроники. 
  Существенной проблемой является наличие сенсорных элементов, то есть датчиков для определения исходного состояния почвы по таким параметрам как твердость почвы, ее агрегатный состав, влажность, удельное сопротивление при обработке, а также содержания азота, фосфора, калия и т.д. 
  Определение удельного сопротивления почвы производится с использованием устройства, включающего культиваторную лапу, то есть идет ее тензометрирование и определение воздействующего на нее в процессе работы усилия. 
  В результате использования разработанных устройств можно получить карту поля, отражающую твердость и удельное сопротивление почвы на каждом микро участке, то есть первичный материал, необходимый для осуществления технологий точного земледелия. Такой подход позволяет не только производить выращивание плодородия почвы последующим выборочным внесением органических и минеральных удобрений, но производить точный учет выполненной работы на каждом отдельном поле. И, как показывает практика, это приводит к 17-20% экономии удобрений и 20-25% экономии ГСМ. 
  Таким образом, использование технологий точного земледелия позволяет не только получить существенную экономию средств, но и эффективно сохранять окружающую среду.

                                          Точное земледелие

В основе научной концепции  точного земледелия лежат представления  о существовании неоднородностей в пределах одного поля. Для оценки и детектирования этих неоднородностей используются новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС), специальные датчики, аэрофотоснимки и снимки со спутников, а также специальные программы для агроменеджмента на базе геоинформационных систем (ГИС). Собранные данные используются для планирования высева, расчёта норм внесения удобрений и средств защиты растений (СЗР), более точного предсказания урожайности и финансового планирования. Данная концепция требует обязательно принимать во внимание локальные особенности почвы/климатические условия. В отдельных случаях это может позволить легче установить локальные причины болезней или уплотнений.

Многие стремятся максимизировать прибыль,производя затраты только на удобрение тех участков поля, где удобрения действительно необходимы. Следуя этим идеям агропроизводители применяют технологии переменного или дифференцированного внесения удобрений на тех участках поля, которые идентифицированы с помощью GPS-приёмников и где потребность в определённой норме удобрений выявлена агротехнологом при помощи карт агрохимобследования и урожайности. Поэтому в некоторых участках поля норма внесения или опрыскивания становится меньше средней, происходит перераспределение удобрений в пользу участков, где норма должна быть выше, и, тем самым, оптимизируется внесение удобрений.

Точное земледелие может  применяться для улучшения состояния  полей и агроменеджмента, по нескольким направлениям:

• агрономическое: с учётом реальных потребностей культуры в удобрениях совершенствуется агропроизводство
• техническое: совершеннее тайм-менеджмент на уровне хозяйства (в том числе, улучшается планирование сельскохозяйственных операций)
• экологическое: сокращается негативное воздействие сельхозпроизводства на окружающую среду (более точная оценка потребностей культуры в азотных удобрениях приводит к ограничению применения и разбрасывания азотных удобрений или нитратов)
• экономическое: рост производительности и/или сокращение затрат повышают эффективность агробизнеса (в том числе, сокращаются затраты на внесение азотных удобрений)

Электронная запись и хранение истории полевых работ и урожаев  может помочь как при последующем  принятии решений, так и при составлении  специальной отчётности о производственном цикле, которая всё чаще требуется  законодательством развитых стран.

Этапы и технологии

Точное земледелие можно  подразделить на четыре этапа, которым  соответствуют технологии, позволяющие  выявить неоднородности в пределах поля.

Координатная  привязка данных

Координатная привязка поля, иначе говоря, электронная карта  даёт возможность агроменеджеру сохранить результаты анализа почвы в виде слоя электронной карты. Также могут быть и другие слои: предшествующие культуры, удельное сопротивление почвы, кислотность, грансостав и иные. Существует два способа изготовления электронных карт:

• оцифровка контуров методом объезда полей с GPS-приемником на автомобиле или тракторе;
• выделение и оцифровка границ полей по растровым аэрофотоснимкам либо космическим снимкам (данным дистанционного зондирования Земли из космоса). При этом растровый снимок, который подвергается векторизации, должен быть правильно откорректирован и обладать приемлемым разрешением, в противном случае качество векторизации или оцифровки полей по снимку будет неудовлетворительным.

Описание неоднородностей

Неоднородности внутри поля и от поля к полю зависят от ряда факторов: погодных явлений и климата (дождь, засуха и т.п.), характеристик  почвы (грансостав, мощность гумусового слоя, обеспеченность азотом...), способов обработки почвы (нулевая обработка, минимальная обработка), а также засорённости полей и заселённости их болезнями и патогенами. Показатели-константы, главным образом, относящиеся к характеристикам почвы, дают информацию о базовых экологических постоянных. Точечные показатели позволяют отслеживать состояние культуры и биомассы, например, понять, насколько та или иная болезнь влияет на развитие культуры и урожайность, страдает ли культура от недостатка воды, нехватки азота в почве, либо от поражённости какой-либо болезнью, повреждена ли она заморозками и тому подобное. Эта информация может поступать с метеостанций, а также из других источников (сенсоров электропроводности почвы, космических снимков, экспертная оценка агронома и т.д.). Измерение электроповодности почвы, совмещённое с анализом механического и химического состава почвы, позволяет создать точную карту агроэкологических условий.

Принятие решений - две стратегии учёта       неоднородностей

Используя карты агрофизико-химических показателей почвы агроменеджер может реализовать две стратегии для оптимизации затрат:

• основываясь на анализе статических индикаторов (почвенных показателей, электропроводности, истории полей и т.д.) в течение фазы развития культуры спрогнозировать затраты (прогностический подход);
• контролирующий подход, когда информация от статических индикаторов регулярно обновляется в течение фазы развития культуры в результате:
• отбора образцов: взвешивания биомассы, измерения содержания хлорофилла в листьях, взвешивания плодов, и т.д.;
• дистанционного определения параметров: температуры (воздуха/почвы), влажности (воздуха/почвы/листвы), скорости и направления ветра, диаметра стеблей;
• контактного детектирования: возимые сенсоры биомассы; потребуется объезд полей по контурам;
• аэро- или космо-съёмки (дистанционного зондирования): обработка мульти-спектрального снимка для выделения биофизических параметров культуры.

На современном этапе  принимаемые управленческие решения  могут основываться на моделях, описывающих  процесс их принятия (симуляторы фаз  развития культур и модели рекомендуемых  мероприятий для сохранения заданных параметров в каждой фазе), но конкретное решение агроменеджер принимает самостоятельно, исходя из поддержания баланса экономических и экологических целей.

Практика работы с неоднородностями

Новые информационные и коммуникационные технологии позволяют легко и  обоснованно управлять культурами на уровне поля. Принятие решений в  сфере современного сельскохозяйственного  производства требует специальной  техники и машин, которые бы поддерживали технологии переменного внесения (VRT), например, переменного дозирования  семян либо дифференцированного  внесения удобрений и средств  защиты растений (VRA). Для внедрения  точного земледелия необходимо следующее  оборудование (установленное на тракторах, опрыскивателях, комбайнах и т.п.):

• система позиционирования (например, на основе двухсистемных навигационных спутниковых приемников GPS/GLONASS, которые с высокой точностью позволяют определить местоположение на земной поверхности);
• географическая информационная система (ГИС), т.е. программное обеспечение, которое интегрирует все доступные данные в разных форматах, в слоях и из различных источников, включая данные с различных датчиков и экспертные оценки агронома;
• оборудование для переменного дозирования (интегрированное в сеялку, разбрасыватель, опрыскиватель).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    

Ссылки

• Purdue Site-Specific Management Center (англ.) Центр геореференцированного управления в Университете Пурду.
• Овсинский И.Е. Новая система земледелия
• Автор: Горячих Юрий Евдокимович . Cистемы земледелия
• НОВАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ " И.Е.ОВСИНСКИЙ ...
• Рубрика: «Сад и огород»