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.
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».
