Альтернативные системы обработки почвы в условиях реализации АЛСЗ. Лекция 3 презентация

План лекции
1. Совершенствование систем обработки почвы в адаптивно-ландшафтном земледелии
2. Современные системы основной обработки почвы в севооборотах.
3. Система предпосевной и послепосевной обработки почвы под яровые культуры и весенне - летнего ухода за парами для озимых культур
4. Особенности обработки почвы и перспективы ее совершенствования в точном земледелии

Обработка почвы, наряду с севооборотами, является важнейшей составной частью адаптивно-ландшафтных систем земледелия, так как определяет ее интенсивность и затратность, уровень антропогенной нагрузки на агроландшафт и устойчивость почвы к эрозии, особенности применяемых машин и орудий в агротехнологиях и в конечном итоге – характер процессов массо - и энергообмена в агроэкосистемах.
При высоком уровне интенсификации земледелия (внесение удобрений, гербицидов, мелиорантов) изменяются функции обработки и доля ее в варьировании урожайности не превышает 8-12%. Это характерно для почв с высоким потенциальным уровнем плодородия и благоприятными для растений агрофизическим свойствами. В этих условиях воздействие на почву можно минимализировать и роль обработки свести к технологическим функциям заделки удобрений, мелиорантов, гербицидов, семян и т.д. Главная задача заключается в поддержании воспроизводства плодородия, регулировании водного и воздушного режима, защите почв от эрозии.
При низком уровне интенсификации земледелия, недостаточном применении удобрений, средств защиты растений и т.д. роль обработки возрастает и заключается в мобилизации потенциального плодородия, повышении доступности питательных веществ, поддержании благоприятного для растений сложения почвы и хорошего фитосанитарного состояния

Функции механической обработки почвы

Под системой обработки понимают совокупность научно обоснованных приемов основной, предпосевной и послепосевной обработок почвы, последовательно выполняемых при возделывании культур или в паровом поле севооборота.
Проектирование системы обработки осуществляют в такой последовательности:
1. Проводят агроэкологическую оценку земель, в частности геоморфологических условий (крутизна, форма склонов, микрорельеф), почвенного покрова, физических и физико-химических свойств почв.
2. Определяют место глубоких обработок под культуры в севообороте и их периодичность с учетом биологических особенностей культур. Планируют приемы минимализации обработок под культуры севооборота;
3. Определяют последовательность и сроки выполнения приемов основной, предпосевной обработок с учетом предшественников, способов и сроков внесения удобрений, мелиорантов, гербицидов. Подбирают состав почвообрабатывающих агрегатов, не вызывающих переуплотнения почвы и обеспечивающих качество ее обработки;
4. Рассчитывают потребность хозяйства в почвообрабатывающих и посевных агрегатах с учетом продолжительности выполнения технологических операций и интенсивности использования сельскохозяйственной техники.

направлен на предупреждение развития водной и ветровой эрозии почвы с использованием почвозащитных агрегатов и орудий
Принципы построения системы обработки почвы в севооборотах

обработка орудиями со специальными приспособлениями с нарезкой гребней и гряд
Классификация систем обработки почвы

Поверхностная обработка почвы АПУ-5,6, АМП-4, БДМ 6х4 и др. на 16-18 см
Примерная схема комбинированной основной обработки почвы
в 8-польномом севообороте

Примечание: О, П, С, Б, А – основная обработка почвы под культуры севооборота соответственно отвальным плугом, плоскорезом, сибирскими стойками, бороной дисковой, агрегатом комбинированным на 25-27 и 10-12 см.
Экономическая и энергетическая оценка системы обработки почвы на примере севооборота клевер 1 .п. – оз. пшеница – картофель– ячмень с подсевом клевера

Через 5 дней
Система обработки дерново-подзолистой почвы в ЦР НЧЗ

По определению Д. Шпаара и др. (2007) под точным земледелием понимают «совокупность технологических приемов для целенаправленной дифференцированной обработки отдельных частей поля с учетом мелкомасштабных особенностей природных условий для создания наиболее благоприятных условий роста и развития культурных растений в связи с неоднородностью поля по плодородию, распространению вредителей, болезней и сорняков, на основе концентрации технологических операций в пространстве, в оптимальные сроки и при рациональной дозировке с целью создать основу для экономически эффективного и экологически обоснованного землепользования».
Точное земледелие включает:
-проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ) и агротехнологий на основе электронных геоинформационных систем (ГИС);
-выделение производственных участков с достаточно однородным почвенным покровом и оптимальными условиями увлажнения, теплообеспеченности и почвенного плодородия;
-прецизионную предпосевную обработку почвы, точный посев, дифференцированное внесение удобрений и других агрохимических средств в соответствии с микроструктурой почвенного покрова и состоянием посевов;
-регулирование продукционного процесса специальных сортов растений по микропериодам органогенеза с использованием самонастраивающихся автоматизированных средств на основе электронных систем управления;
-идентификацию состояния посевов, прогноз урожайности и качества продукции на основе автоматизированных дистанционных систем наблюдения, картирование урожайности в процессе уборки.

Для точных технологий необходимы:
1. Навигационная система – глобальная система позиционирования (ГСП) с вводом данных в бортовой компьютер.
2. Комбайны для уборки урожая с постоянным измерением его величины, в соответствии с которой бортовой компьютер задает скорость движения агрегата, оборотов молотильного барабана и другие необходимые параметры. Использование таких комбайнов – первый шаг в пе­реходе к точному земледелию.
3. Аппаратура для исследования изменчивости характеристик почвы в пределах поля с использованием автоматизированных средств, размещаемая на самом движителе, или на прицепном устройстве.
4. Рабочие органы сельскохозяйственных машин с компьютерным управлением технологическими опе­рациями (норма высева, дозы внесения удобрений и средств защиты растений).
5. Стационарный компьютер с программным обеспечением, выполняю­щий следующие функции:
- ведение картотеки полей с использованием геоинформационных систем (ГИС);
- анализ вариабельности почвенного и растительного покро­вов;
- формирование программы и ее запись на диск, дискету и др.
6. Бортовой компьютер с программным обеспечением, реализующим про­грамму управления, осуществляющий:
- прием сигналов от ГСП и других датчиков в процессе движения агрегата по полю;
- накопление данных с использованием ГИС-технологии;
- управление технологическими операциями

Системы параллельного вождения подразделяются на:
- курсоуказатели
- системы подруливания
- системы автопилотирования.
Определение местоположения производится через сигнал глобальной системы позиционирования (GPS). Точность зависит от используемой технологии ДГСП (DGPS - дифференцированная глобальная система позиционирования).
Курсоуказатели показывают отклонение от требуемой траектории движения на светодиодной панели или на LED-экране. С их помощью:
-водитель корректирует направление движения.
-отображается требуемая траектория – водитель управляет машиной
Точность работ зависит от качества показа траектории и опыта водителя
Система быстро монтируется и переставляется в другие машины
Система является практичной при большой ширине захвата (разбрасывание удобрений по сенокосам и пастбищам)
Низкая стоимость 1500 - 4500 EUR

Системы подруливания подключаются к рулевому гидроцилиндру машины и активно включаются в управление. После заезда на заданную направляющую система самостоятельно ведет машину по траектории.
-автоматическое управление лишь при начале движения по направляющей
-точность в поле 5-30 см
-стоимость от 15 000 EUR (включена стоимость корректирующего сигнала)
-значительная разгрузка тракториста
-зачастую S-образные и извилистые линии в начале пути
-хорошо подходят к длинным, без больших уклонов участкам (от 700 м) и большой ширине захвата машин
Системы автопилотирования являются частью трактора и выполняют дополнительные функции. Управление агрегатом происходит, в основном, автоматически.
-точность в поле 2-5 см
-автоматическое управление также при разворотах агрегата
-стоимость до 45 000 EUR
-разгрузка тракториста также при разворотах
-возможно выполнение всех работ, включая посев
-возможна более полная интеграция с трактором
В зависимости от оборудования возможны различные способы работы:
-параллельное движение
-обработка контура (движение по заданным траекториям)
-междурядная обработка (параллельное движение на заданном расстоянии ширины захвата или междурядий)

СОВРЕМЕННЫЕ ОРУДИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Современные сеялки фирмы AMAZONE

МАШИНА ДЛЯ ПОСЕВА СИДЕРАТОВ И КУЛИС CATROS

Рис. 1 Структурная схема реализации технологических операций в точном земледелии