ПОЧВООТБОРНИКИ
Анализ грунта. Почвоотборные аппараты. Сенсоры уплотнения.
Использование почвоотборников позволяет уменьшить затраты на удобрения и процессы известкования, обеспечивает необходимый мониторинг качественного состава почвы, увеличивает общую урожайность растений, приводит к равномерному созреванию культур, способствует поддержанию экологии в соответствии с природоохранными стандартами, ведет к росту прибыльности растениеводческих процессов.
Пример:
При площади посева - 10000 га, норме азота внесения -100 кг/га, содержании азота в почве - 50 кг/га и стоимости 1 кг азотного удобрения - 5 руб., затраты на приобретение удобрений составят
10000 х (100-50) х 5 = 2500000 руб.
Опыт американских фермеров показывает, что на 1 т ожидаемого урожая кукурузы следует внести 21,4 кг азота.
Результаты внесения 21,4 кг азота на 1 т кукурузы (исследование проведено Университетом Иллинойса в 2005 г.)
| Севооборот | Реакция | Число участков | Среднее внесение азота, кг/га | Средние затраты, долл./га |
| Поля с внесением навоза | Нет | 18 | 78,5 | 42 |
| в течение 1 года | Да | 4 | 71,7 | 69,2 |
| Кукуруза без ротации | Нет |
7 | 204 | 111,2 |
| Да | 16 | 87,4 | 49 | |
| Кукуруза после сои | Нет | 4 | 178,2 | 99 |
| Да | 45 | 54,9 | 40 | |
| Кукуруза после люцерны | Нет | 4 | 113,2 | 62 |
| Да | 1 | 4,5 | 5 | |
| Кукуруза после пшеницы | Да | 3 | 46 | 25 |
| Все участки | Нет | 33 | 121 | 67 |
| Да | 69 | 61,6 | 42 | |
| Итого | 102 | 80,7 | 49 |
13% участков имели недостаток азота от 10 до 52 кг/га.
69 процентов участков имели превышение содержания азота от 9 до 95 кг/га.
Потери удобрений - 80,7 кг/га.
Динамика содержания элементов в грунте складывается из объемов внесенных органических и неорганических удобрений, их потребления растениями, колебаний кислотности грунта, колебаний содержания органики, поступающих осадков.
Фермеры Северной Америки предпочитают анализировать состав грунта не реже 1 раза в 3 года.
Закон снижающегося эффекта:
Отбор проб:
- Традиционная технология.
- По сетке.
- По зонам.
Традиционная технология
| Свойства поля | Площадь, га |
Рекомендуемое число проб |
| Срок предыдущего тестерирования > 4 лет; или поле с сильной реакцией на удобрения | Все поля | Одна проба/ 2 га |
| Поле со слабой реакцией на удобрения; или срок предыдущего тестирования < 4 лет | 2-4 |
Две пробы/ поле |
| 4-10 | Три пробы / поле | |
| 10-16 | Три пробы / поле | |
| 16-24 | Пять проб / поле | |
| 24-32 | Шесть проб / поле | |
| 32-40 | Семь проб / поле |
Поля с сильной реакцией на удобрения имеют высокое и низкое содержание фосфора с калием. Поля со слабой реакцией имеют очень и чрезвычайно высокое их содержание.
Образы проб с 3 полей (по 5 га) с сильной реакцией на внесенные удобрения.
Каждая проба образована 10 уколами.
Технология отбора по сетке целесообразна при покупке/аренде нового поля/участка с неизвестной историей анализов и применима при дифференцированном внесении удобрений. Она позволяет хорошо определить состав элементов, но
требует больших затрат в сравнении с традиционной.
Клетки сетки для взятия образцов имеют площадь по 1 га для почвы, слабо реагирующей на изменения фосфора и калия; и по 0,5 га – для сильно реагирующей почвы. Место пробоотбора регистрируется с помощью системы GPS. Образцы состоят из 10 уколов, произведенных с шагом 0,25 м.
Технология отбора по зонам применима для полей с разными методами обработки.
Границы зон и точки пробоотбора можно выбирать по географическому принципу. Эта технологий дает более точную информацию, которая учитывает топографические и исторические особенности, но требует больши затрат.
Зоны обозначаются, имея в виду:
- карты урожайности, почвенные и топографические;
- прошлую историю.
- карты элементов, составленные при отборе «по сетке».
К каждой зоне применяются те же приемы, какие используются по отношению ко всему полю при традиционном методе отбора проб.
Анализ проб (до 400 в день) производится на содержание натрия, фосфора, калия, цинка, железа, магния и меди, а также на кислотность.
Кузовной пробоотборник АМИТИ «2450» весом около 100 кг устанавливается с учетом высоты кузова пикапа. Он способен осуществлять в автоматическом режиме с дистанционным управлением до 25 автоматических отборов с глубины до 0,61 м, затрачивая на 1 отбор 10-12 сек. Аппарат с деталями из легированной стали работает от э/питания и удобно настраивается в вертикальной и горизонтальной позициях.
Тракторные пробоотборники АМИТИ модификаций «2403» (с глубиной отбора до 0,61 м), «3603» (с глубиной отбора до 0,915 м) и «4803 (с глубиной отбора до 1,22 м) весом около 84 кг агрегатируются с тракторами при помощи их 1-, 2- или 3-точечной навески. Они подключается к тракторной гидравлической системе и 1 пробоотбор осуществляют за 10-12 сек.
Навигационные наборы для обеспечения отбора образцов почвы
Агрохимические карты полей составляются с помощью GPS-системы, полевых компьютеров и учетом результатов полевого, лабораторного и камерального исследования.
Полевые приборы для картирования
| Компьютер Insight | Компьютер SMS | Компьютер Recon |
 |
 |
 |
Агрохимические обследования по 2 методикам
| Агрохимические обследования | Традиционная методика | Методика точного земледелия |
| Отбор объединенной пробы на анализ содержания питательных веществ | с 25 – 40 га | с 1 – 5 га |
| Отбор образцов | ручной бур | автоматический пробоотборник |
| Картографическая основа | почвенная карта, план внутрихозяйственного землепользования | почвенная карта, план внутрихозяйственного землепользования, снимки из космоса с точной географической привязкой |
| Точка отбора проб с помощью | вешки, шпагат, теодолит и пр. (не точно) | приборы GPS (точность до 0,3 м) |
| Восстановление маршрута отбора проб на следующий год | трудоемко | с точностью до 0,3 м |
| Проведение анализа | специализированная лаборатория | специализированная лаборатория; определение содержания питательных веществ в поле мобильной лабораторией |
| Составление картограмм | ручное | автоматическое с программами AgLeader SMS или SSTools |
| Деления на картограммах | 6 классов (рис. 1, 2) | 10 – 16 классов (рис. 3, 4) |
| Расчет доз удобрений по средневзвешенному значению | поля | участки |
| Распределение удобрений | участки с перерасходом и недостатком удобрений | все участки удобрены по потребностям |
| Расчет доз, норм, затрат на удобрения | ручной | автоматический программами AgLeader SMS или SSTools |
| Загрязнение окружающей среды | остаточные удобрения | минимальное |
Дифференцированное внесение удобрений в режиме «off-line» осуществляется после предварительных агрохимических анализов с созданием карт обеспеченности полей питательными элементами с помощью программ SMS, SSToolsbox и пр.
Карты показывают распределение элементов питания по полю с их пространственной привязкой и указанием количественного содержания.
Оборудование для дифференцированного внесения удобрений в режиме «off-line»:
- Навигационная система AgGPS EZ-Guide Plus, AgGPS EZ-Guide 500 XP/HP; Курсоуказатель со встроенным GPS приемником AgGPS EZ-Guide, антенна, крепление, соединительные кабели).
- Полевой компьютер Ag-170; Защищенный полевой компьютер SMS Mobile; Полевой компьютер Insight; Дисплей AgGPS FieldManager Display, крепление, соединительные кабели, выносная кнопка включения
- Программа SMS Advanced Mobile на дисках (годовой срок лицензии).
- Программное обеспечение подготовки планов взятия проб и обработки результатов.
- Автоматический пробоотборник, бур, трехточечное крепление к трактору.
- Мобильная лаборатория.
Порядок отбора образцов:
1. Автоматический пробоотборник транспортируется по контуру поля и выдает карту с его границей (при наличии готового контура он просто вносится в программу).
2. Контур делится сеткой с заданным шагом.
3. По центрам сеточных ячеек намечаются точки отбора образцов.
4. Пробоотборник набирает в определенных точках по 10 образцов для осреднения.
5. Пробу пронумеровывают и направляют на лабораторный анализ.
При отборе проб пользуются ручным, бензиновым ударным, бурильным, электрическим ударным, гидравлическим нажимным и гидравлическим ударным способами и ударными зондами.
Почвоотборник Nietfeld осуществляет процесс забора образца при забивании в землю высокочастотным молотом долота с желовом, которое по достижении требуемого горизонта проворачивается и вытягивается наверх. В процессе подъема почвенные образцы разгружаются, (причем, взятые с разных горизонтов – в свои сборные сосуды).
Бурильная штанга Ø 22 мм состоит из бурового желовка (общей длиной 1,1 м и рабочей – 1 м) с 12-миллиметровой канавкой для приема почвы, и метрового удлинителя с двусторонней внутренней резьбой 5/8. При необходимости наращивания длины штанга соединяется с удлинителем при помощи соединительного болта.
Сверху штанги расположена ударная головка, предназначенная для забивания ручным молотком или ударным механизмом.
Устройство комплектуется парой специальных ключей для жесткого фиксирования штанги, а для ее извлечения - подъемника с зажимной цепью.
Существует дополнительный вариант извлечения штанги 1-рычажным устройством с шариковым зажимом.
Автоматическим пробоотборником Wintex 1000 отбираются однородные образцы с глубины 0,1-0,3 м зондом, спирально вращающимся при проколе с высокой скоростью.
Зонд располагает внутренней полостью на 0,3-0,4 кг почвы для анализа, забираемой за 10-14 проколов. После извлечения зонда наверх пробы автоматически поступают в сборную емкость, извлекаемую вручную. После маркировки пробы направляются на исследования.
140-колограммовый аппарат позволяет при работе с дополнительным GPS-приемником и полевым компьютером (например - Panasonic CF19 с тач-скрином) осуществлять точную привязку данных и составлять почвенные карты полей.
Управление рабочим процессом возможно и с водительского сиденья (например, при монтаже аппарата на мотовездеход Honda TRX 450 FE Foreman). При монтаже на другие транспортные средства надо обеспечить установку гидронасоса на вал двигателя - как это предусмотрено на указанном мотовездеходе. Можно использовать также гидросистему транспортного средства или – его электросеть для подключения специального гидронасоса (последний вариант наименее предпочтителен).
Автоматическими почвоотборниками Fritzmeier удобно пользоваться в технологиях точного земледелия с анализом образцов с каждого гектара и точной топографической привязкой. При этом существенно возрастает производительность труда за счет отказа от ручных усилий.
Серия почвоотборников Profi с веретенообразным буром с гидроприводом может устанавливаться на трактора, прицепы или легковые автомашины. Глубина отбора – до 0,9 м, время взятия 1 образца - 15-25 сек, управление производится из кабины.
Эти аппараты с гидроприводом комплектуются встроенными компьютерами с GPS-приемником и прикладными программами для внесения на карты всех точек отбора образцов и фиксирования в памяти многолетних результатов. Смешанные образцы на 0,3-0,4 кг формируются в автоматическом режиме, а после они могут на месте исследоваться с помощью мобильной почвенненной лаборатории Fritzmeier Laboratory suitcase на содержание основных питательных веществ.
