Комплексная борьба с сорняками на сахарной свекле: эффект совмещения механической и химической прополки проверили ученые.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей международной группы исследователей из Румынии и Германии, опубликованной в журнале Agronomy 2024, на портале MDPI, в которой говорится о выгодном подходе к борьбе с сорняками на сахарной свекле: «Химическая борьба с сорняками по-прежнему играет основную роль в стратегии защиты сахарной свеклы. Наиболее важные гербицидные смеси содержат следующие действующие вещества: метамитрон, фенмедифам и этофумезат. До вывода из употребления в Европейском Союзе смеси также включали десмедифам. Для сахарной свеклы обычной практикой борьбы с сорняками является применение 3–5 послевсходовых обработок гербицидами на семядольной стадии сорняков.
Тем не менее, последствиями применения гербицидов могут быть высокие экологические риски и повреждение урожая. В связи с увеличением интереса к комплексной защите растений механическая точная прополка может дополнять пестицидную обработку.
Использование точного земледелия является целесообразным способом наведения мотыги близко к ряду сельскохозяйственных культур и открывает новые перспективы для исследований.
Так, в одном научной работе показано, что рыхление под управлением камеры возможно при боковом смещении мотыги всего на 19 мм от ряда культур. Кроме того, скорость движения может быть увеличена до 8 км/ч при эффективности борьбы с сорняками почти 80% и без потерь урожая.
Для точного наведения необходимо использование технологий Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) или цифровой обработки изображений. Системы наведения внутри поля определяют положение рядов посевов, а гидравлическая система бокового смещения направляет мотыгу близко к посевной площади (5 см с каждой стороны) и обеспечивает более высокие скорости движения за счет сокращения рабочего времени фермера.
За последние годы механическая борьба с сорняками в сельском хозяйстве серьезно продвинулась с точки зрения точности и производительности. Связь орудий с сенсорными системами в реальном времени еще больше увеличила потенциал механической прополки.
Существует широкий спектр доступных датчиков, включая анализ изображений с использованием камер, GNSS, лазеров и ультразвуковых систем, которые могут повысить эффективность химической прополки в сочетании с механическими системами. Так, мотыги с камерным управлением и гидравлическим боковым смещением для пропашных культур прочны и надежны и в настоящее время широко доступны от разных производителей.
Преимущества, которые мы ожидали увидеть в ходе эксперимента, заключаются в том, что в регионе исследования фермеры выращивают сахарную свеклу максимум на 100–200 га в севообороте на обычной ферме с пахотной землей в 1000 га, поэтому рыхление можно легко провести за пару дней из-за преимущества на высокой скорости благодаря рулевому управлению и распознаванию ряда сахарной свеклы, а повреждение урожая очень незначительное.
Таким образом, цели этого исследования заключались в том, чтобы объединить химические (до- и послевсходовые гербициды) и механические обработки на основе датчиков (сенсорное рыхление), чтобы оценить эти комбинации для снижения количества используемых гербицидов при сохранении высокой урожайности.
Гипотезы этого исследования были следующими: (i) уменьшить количество химических обработок (довсходовые и послевсходовые гербициды) и снизить стресс растения; (ii) повысить эффективность борьбы с сорняками до 98%, включая прецизионные технологии, и максимизировать урожайность до 60 т/га за счет механического контроля сорняков, представляющих угрозу в регионе Южной Трансильванской впадины, Румыния.
Обработка почвы перед посевом была одинаковой во всех вариантах опыта. Сначала почва вспахивалась осенью на глубину 25–30 см плугом Kuhn Huard MM 150 с 4 корпусами, с последующей предпосевной подготовкой в начале марта комбинатором Horsch Finer 7 SL, оба выполнялись с трактором New Holland T7.190.
Сахарную свеклу высевали в середине марта в 2021–2022 годах при условной густоте 110 000 семян/га , на глубину 4–5 см и междурядьях 45 см; расстояние между растениями в ряду во всех вариантах опыта составляло 18 см.
Эксперимент был организован как многофакторный рандомизированный полный блок с четырьмя повторениями и тремя обработками. Размер делянок во всех опытах составлял 3 × 24 м 2 , причем более длинная сторона делянок располагалась в направлении посева культуры.
Варианты опыта были представлены следующими обработками:
Необработанный контроль (UC);Механический контроль сорняков (MWC)Традиционное применение гербицидов (HWC);Смесь 2× рыхления плюс 3× химического метода борьбы с сорняками (HWC + MWC).Фермеры в Трансильвании обычно распыляют довсходовые гербициды на сахарную свеклу смесью трех гербицидов. Эксперимент по борьбе с сорняками, проведенный на сахарной свекле в 2021 году, включал 6-кратное химическое опрыскивание всего поля, включая довсходовые вещества глифосат и метамитрон, а в 2022 году сократили количество двух химических довсходовых гербицидов и оставили только 4 опрыскивания в качестве послевсходовых -только аварийный контроль.
Система прополки в эксперименте имела одну камеру для распознавания трех рядов экспериментального поля сахарной свеклы и гидравлическую систему бокового смещения. Рыхление проводили параллельно междурядьям сельскохозяйственных культур со скоростью движения 8 км/ ч. Прополка рядка сахарной свеклы осуществлялась двумя лапами (20 см), двумя боковыми ножами и двумя защитными дисками.
Изображения непрерывно снимались с помощью 2D RGB-камеры, сканирующей по диагонали вперед 4 ряда сахарной свеклы. Камера крепилась на отдельном кронштейне на высоте 1,8 м с левой стороны мотыги.
Настройки камеры можно было выбрать в соответствии с цветом или высотой урожая. В 2D-режиме, например, можно выбирать между зеленым/желтым (например, кукуруза), зеленым/синим (например, соевые бобы и овощи) или красным (овощи, например, свекла). Режим 3D можно использовать для кукурузы, сои, подсолнечника и т. д., если ряды растений имеют явное опережение роста над сорняками. Правильная настройка под культуру еще больше повышает точность ведения рядов.
(Einbock GmbH, Шацдорф, Австрия).
Фото группы авторов Серджиу Чока Параска, Майкл Шпет, Теодор Русу, Илеана Богдан.
Если давление сорняков слишком сильное и листья сельскохозяйственных культур перекрываются с листьями сорняков, и линия урожая больше не может быть четко различима, существует дополнительный 3D-режим. Камера автоматически распознает высоту растений и учитывает разницу между структурой рядов высоких культур и мелких сорняков. Это гарантирует быстрое обнаружение рядов, даже если листья культуры частично перекрываются в междурядьях.
Внешний искусственный свет улучшает качество обнаружения рядов. С помощью различных параметров настройки, адаптированных к культуре (междурядье, количество рядов в поле зрения камеры, ширина и высота растений), на изображение накладывается соответствующая сетка. На основании этих данных мотыга центрируется точно по ряду с помощью рамы бокового смещения. Это обеспечивает узкую ленту рыхлителя, что гарантирует максимальный контроль над сорняками.
Наибольшая урожайность корнеплодов сахарной свеклы отмечена при обработке механическая точная прополка плюс агрохимикаты с прибавкой до 12–15% (56,48 т/га ) урожая по сравнению с контролем (50,22 т/га ) и прибавкой урожайности более 35– на 40% по сравнению только с механической прополкой.
В заключение, испытания показывают, что можно повысить урожайность и сократить применение химикатов за счет внедрения новых точных технологий в сельском хозяйстве, включая механическую прополку с сенсорным управлением».
По статье группы авторов (Серджиу Чока Параска, Майкл Шпет, Теодор Русу, Илеана Богдан), опубликованной на портале www.mdpi.com. Фото принадлежит указанной группе авторов.