Полное истребление сорняков при меньшем расходе гербицидов возможно в сочетании с умными машинами

Немецкие исследователи изучили влияние сенсорного механического контроля сорняков в сочетании с до- и послевсходовыми гербицидами на интегрированную борьбу с сорняками в посевах зерновых культур.

Исследователи Маркус Сейл, Михаэль Шпет и Роланд Герхардтс с кафедры сорняков Университета Хоэнхайма (Германия) опубликовали результаты своего исследования по комбинированной борьбе с сорняками на пшенице и ячмене в журнале Agronomy 2022 на сайте MDPI.

“Сорняки наносят огромный ущерб зерновому производству, например, в пшенице при заросшем сорняками поле отмечается потеря до 23% урожая. В связи с увеличением популяций сорняков, устойчивых к гербицидам, необходим максимальный контроль. В то же время, комплексная стратегия контроля заключается в сокращении использования пестицидов против механических обработок с использованием современных сельскохозяйственных машин с сенсорным управлением. – Авторы статьи пишут. – На долю гербицидов приходится 60% средств защиты растений, используемых во всем мире.

Послевсходовые гербициды считаются самым распространенным и эффективным методом борьбы с сорняками в посевах. Довсходовые гербициды обычно имеют более низкую эффективность контроля (в среднем 65%) и требуют достаточной влажности почвы для поглощения корнями, но, с другой стороны, они менее подвержены резистентности.

Полевые испытания, проведенные в Европе на озимых зерновых, показали широкий разброс эффективности борьбы с сорняками (ЭБС) от 55% до почти 100% после довсходовых или послевсходовых гербицидов против злаковых и широколистных сорняков, в зависимости от видов сорняков, их состава и используемого гербицида.

Однако постоянное и многократное применение гербицидов с одинаковым механизмом действия в сочетании с изменениями в современном сельскохозяйственном производстве (например, минимальная обработка почвы, монокультуры) привело к селекции специфических сорняков, устойчивых к гербицидам, которые хорошо приспособлены к минимальной обработке почвы и однообразным севооборотам.

Как известно, в ЕС фермерам необходимо сократить использование пестицидов на 50% и увеличить биоразнообразие. Одним из предлагаемых альтернативных методов борьбы с сорняками является механическая прополка, которая позволяет снизить количество используемых гербицидов. Однако результат механической прополки зависит от погодных условий, состояния почвы и растений, а также от человеческого фактора.

В частности, ошибки в управлении или регулировании интенсивности света значительно снижают эффективность. Чтобы избежать этого, можно использовать датчики для автоматического регулирования интенсивности работы или направления движения инструмента, тем самым облегчая труд фермеров.

Доказано, что скарификация или боронование с использованием технологии автоматического контроля/регулирования постоянно снижает плотность сорняков на различных культурах более чем на 85%.

Кроме того, управление на основе датчиков снижает повреждение растений, а скорость движения может быть увеличена, например, при вертикуляции, с 4 км/ч до 8 км/ч.

Тем не менее, одна альтернативная мера (механическая прополка или обработка почвы) не может в достаточной степени заменить химическую прополку – лучшим решением является сочетание до- и послевсходовых гербицидов с механической прополкой с помощью машин с сенсорным управлением.

Поэтому в данном исследовании изучались комбинации до- и послевсходового применения гербицидов с боронованием и скарификацией зерновых культур (ярового овса и озимой пшеницы) путем проведения пяти полевых экспериментов в двух местах на юго-западе Германии с 2019 по 2021 год.

Каждый эксперимент включал контроль без обработки и одну послевсходовую обработку гербицидами по сравнению с комплексным методом IWM. Все эксперименты проводились в виде рандомизированных полных блоков с четырьмя повторами.

На посевах и участках использовались различные пестициды. Довсходовые и послевсходовые гербициды применялись в рекомендованных нормах, в зависимости от культуры. Большинство видов сорняков на момент обработки имели 2-4 настоящих листа.

Автоматическое боронование проводилось с помощью бороны шириной 6 м (Hatzenbichler, Санкт-Андре, Австрия) с гибкими зубьями и с использованием двух камер RGB (цветовая модель для красного, зеленого и синего компонента), установленных впереди и позади бороны, и по этим изображениям рассчитывалось покрытие посевов.

Рыхление с наведением камеры проводилось с помощью мотыги шириной 3 м (KULT-Kress Umweltschonende Landtechnik, Кюрнбах, Германия) с шириной захвата 10 см.

Обнаружение рядов осуществляется в системе реального времени для обеспечения автоматического определения расстояния между рядами растений в 20 мм. Камера, установленная на панели культиватора, сканирует 6 рядов культуры по диагонали и анализирует изображения с помощью подключенного контроллера. Изображения разделены на зеленый (растения) и коричневый (почва и мульча) фоны. В областях с наибольшей плотностью зеленых пикселей ряды сельскохозяйственных культур отслеживаются с помощью усовершенствованного фильтра Калмана. Гидравлический привод бокового смещения автоматически устанавливает зубья No-till точно посередине между двумя рядами культуры.

Было определено влияние различных методов ИВМ на эффективность борьбы с сорняками (ЭБС), плотность посева и урожайность зерна.

WCE для применения гербицидов рассчитывалась на основе плотности сорняков через 14 дней после обработки. Кроме того, при оценке плотности сорняков регистрировался их видовой спектр.

Довсходовое применение гербицидов в сочетании с однократным боронованием с последующим рыхлением почвы (Pre-Herb + Harr + Hoe) привело к самому высокому значению WCE (100%), за ним вплотную следует двойное рыхление почвы (95%).

Напротив, однократное применение довсходового гербицида дало наихудшие результаты, со средним показателем WCE в 25%.

Урожайность зерна на обработанных участках колебалась от 6 т/га до 10 т/га, за исключением однократного применения довсходового гербицида, которое привело к повышению урожайности зерна озимой пшеницы в 2021 году на 2,5 т/га, что в среднем составило 11 т/га, по сравнению с довсходовой комбинацией гербицидов (Герб + Харр + Мотыга), которая в среднем составила 8,5 т/га.

Большинство механических обработок повысили урожайность зерна на 1 т/га по сравнению с контролем.

В сочетании с интеллектуальными машинами можно полностью уничтожить сорняки с меньшим количеством гербицидов

Слева направо: сенсорная борона на поле озимой пшеницы 2020/2021; мотыга с видеокамерой и опрыскиватель, используемые на поле озимой пшеницы 2020/2021 в Энингене. Фото: Маркус Сейл, Михаэль Шпет, Роланд Герхардс.

ВКЭ в данном исследовании был одинаково высоким для всех механических сенсорных обработок, применяемых один или два раза (от 75 до 100%) и может заменить химические меры борьбы с сорняками в первый экспериментальный сезон. Это можно объяснить низкой средней плотностью сорняков (15-48 сорняков на квадратный метр), относительно сухими условиями почвы до и после обработки, неглубокой подпочвой и оптимальным автоматическим контролем интенсивности посева для выборочной механической борьбы с сорняками. Одним из важнейших факторов успеха механической обработки является сухая почва и условия посева.

Результаты показали, что при использовании современных технологий механизации можно сократить применение гербицидов при достижении тех же урожайности и ВСЭ. Однако эффективность механических методов борьбы сильно зависит от условий окружающей среды, что означает, что они не могут полностью заменить химические методы борьбы с сорняками. Комбинация довсходового внесения гербицидов и послевсходового механического контроля с использованием техники с сенсорным управлением обеспечивает наиболее надежное решение”.

Основано на статье группы авторов (Маркус Сейл, Майкл Шпет, Роланд Герхардс), опубликованной на сайте www.mdpi.com.

Фотография в подписи: Анна Медведева.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Читайте также

Back to top button