SENSOREM ŘÍZENÁ MÍSTNĚ SPECIFICKÁ PŘEDSKLIZŇOVÁ APLIKACE TOTÁLNÍCH HERBICIDŮ
1.1.2006PAVEL MILATA
Leading Farmers CZ, a.s., Praha, Česká republika
ABSTRAKT
Místně specifická aplikace vstupů je jedním ze základních principů přesného zemědělství (precision farming). Vedle místně specifické aplikace hnojiv, která je již několik let v České republice běžně užívána, se pozornost výzkumu a firem v nyní zaměřuje rovněž na místně specifickou aplikaci pesticidů. Při ní se očekávají úspory nákladů snížením celkového množství aplikované agrochemikálie na jednotku plochy, snížení zatížení prostředí, popř. pozitivní vliv na příslušnou plodinu (omezení případného fytotoxického působení pesticidu či možnost zajištění optimální architektury porostu v případě variabilní aplikace morforegulátorů).
V létě 2002 bylo k ohniskové aplikaci totálních herbicidů v obilovinách před sklizní v několika zemědělských podnicích použito zařízení Hydro N-Sensor, které se jinak používá k variabilní aplikaci dusíku na základě měření optických charakteristik porostu. V tomto případě bylo použito měření relativního množství biomasy tímto zařízením na základě analýzy přirozeného světla v oblasti NIR. Polní kalibrací byla nastavena prahová hodnota množství biomasy, při jejímž překročení (ohniska zaplevelení, která jsou v této době ještě zelená) dával Hydro N-Sensor pokyn k zapnutí aplikace herbicidu. Při vizuálním pozorování reakcí systému na výskyt ohnisek zaplevelení a při porovnání aplikačních map s fotografiemi porostů byla konstatována uspokojivá úroveň spolehlivosti.
ÚVOD
Přesné zemědělství v užším slova smyslu se zabývá variabilním managementem vstupů do rostlinné výroby. Nabízí se tedy zkoumat možnosti uplatňování variabilního dávkování hnojiv, pesticidů, závlahových dávek, variabilní nastavování výsevků, popř. variabilní nastavení pracovních parametrů strojů pro přípravu půdy. Dále se objevují možnosti využít znalosti variability některých parametrů porostu plodiny např. k variabilnímu seřizování sklízecích mechanizmů za jízdy.
V zemědělské prvovýrobě v České republice (a podobně i v ostatních zemích) se však praktické využití možností přesného zemědělství zužuje hlavně na variabilní aplikaci minerálních hnojiv. Zhruba v polovině devadesátých let se začala poměrně masivně uplatňovat variabilní aplikace P, K a Mg hnojiv na základě map obsahu těchto živin v půdě, popř. na základě kvantifikace odběru těchto živin předplodinou pomocí výnosových map. V menší míře se provádí i variabilní vápnění, zde je limitujícím faktorem nízký počet variabilních aplikátorů vápenných hnojiv. V roce 2000 se v ČR poprvé komerčně představil systém variabilního dávkování dusíku na základě analýzy optických vlastností porostu - Hydro N-Sensor. Podle tohoto systému se za tři roky jeho používání v zemědělské prvovýrobě v ČR provedla aplikace na cca 65 000 ha.
Zařízení Hydro N-Sensor však umožňuje použít naměřené hodnoty reflektance porostu plodiny i jako podklad pro jiná rozhodování než pro stanovení optimální dávky dusíku. Proto bylo přistoupeno v červenci 2002 k ověření možnosti použití této technologie při ohniskové aplikaci totálních herbicidů v obilovinách před sklizní.
MATERIÁL A METODY
Zařízení Hydro N-Sensor umožňuje odesílat v pravidelných intervalech řídicímu počítači postřikovače údaj o požadované aplikační dávce, odvozené z měření reflektance porostu. Požadovaní aplikační dávka je potom řídicím počítačem postřikovače nastavena přes regulační ventil.
Hydro N-Sensor poskytuje dvě hodnoty stanovené na základě měření reflektance porostu - hodnota označená S1 koreluje s množstvím chlorofylu na jednotku plochy a hodnota S2 odpovídá relativnímu množství biomasy na jednotku plochy. V našem případě byla pro determinaci ohnisek zaplevelení v dozrávajících porostech obilovin (vlhkost zrna pod 30%) použita hodnota S2. Byla stanovena kritická hodnota, jejíž překročení znamenalo identifikaci ohniska zaplevelení (biomasa obilovin se v této fázi jeví při měření N-Sensorem již jako mrtvá hmota, její hodnota je pod nastavenou kritickou hodnotou, biomasa ohnisek plevelů, v této fázi ještě zelených, překračuje zmíněnou nastavenou kritickou hodnotu).
Hydro N-Sensor byl tedy nakalibrován takovým způsobem, aby řídicímu počítači postřikovače vysílal pouze dvě hodnoty dávky, odpovídající nezaplevelenému a zaplevelenému porostu. Aplikační dávka pro zaplevelený porost byla vždy maximální výrobcem doporučená dávka totálního herbicidu, dávka pro nezaplevelenou část porostu může být buď nulová nebo určité procento dávky maximální. Dávka nenulová pro nezaplevelený porost se používá kvůli desikaci porostu. V našem případě vždy činila aplikační dávka pro nezaplevelenou část porostu 50 % dávky maximální, používané v zaplevelených zónách.
V případě požadavku na aplikaci dávky nulové/maximální na bezplevelných/zaplevelených zónách je třeba rovněž vyřešit rychlost reakce regulačního systému postřikovače. Při přestavování dávky z 0 na maximum a zpět přes regulační ventil postřikovače dochází k určitému zpoždění proti příkazům přicházejícím z N-Sensoru, a to v závislosti na rychlosti přestavení regulačního ventilu. Z tohoto důvodu se jeví jako účinnější řešení, kdy signál z N-Sensoru je předáván na hlavní ventil postřikovače, ovládající přívod postřikové kapaliny do ramen. Tímto způsobem je možno zajistit okamžitou reakci systému stylem postřik zapnut (=max. dávka)/vypnut. Tohoto řešení je však možno použít pouze u některých typů řídicích počítačů postřikovačů, které jsou k tomu hardwarově a softwarově uzpůsobeny. Tato varianta nebyla námi zatím vyzkoušena.
Provedená aplikace byla dokumentována mapami relativní hustoty biomasy a mapami skutečně aplikovaných dávek postřikové kapaliny a částečně i fotograficky.
VÝSLEDKY
Ohnisková aplikace totálních herbicidů v dozrávajících obilovinách dle Hydro N-Sensoru byla provedena v červenci 2002 na cca 500 ha obilovin (převážně ozimá pšenice a ozimý ječmen, v jednom případě v ovsu) v šesti zemědělských podnicích v různých výrobních oblastech ČR. Procentická pokryvnost plochy ohnisky plevelů (jednalo se hlavně o pýr plazivý, pcháč oset a v jednom případě o lopuch) v době aplikace byla různá, od 14 do 90%. Při vizuálním sledování reakce systému na výskyt jednotlivých ohnisek zaplevelení a při empirickém porovnání aplikačních map s fotografiemi porostu byla konstatována uspokojivá citlivost, systém reagoval i na malá ohniska o průměru pod 1 m. Ohniskovou aplikací bylo ušetřeno ve srovnání s plošnou aplikací značné množství herbicidu, odpovídající zastoupení nezaplevelené plochy.
DISKUSE
V jarním období 2003 bude vyhodnocena účinnost tohoto způsobu aplikace ve vztahu k výskytu vytrvalých plevelů, proti nimž byl zásah namířen, na ošetřených pozemcích. Připravuje se zhodnocení reakčních schopností systému na základě porovnání aplikačních map totálních herbicidů dle N-Sensoru s leteckými fotografiemi zaplevelení příslušných pozemků.
ZÁVĚR
Byla ověřena možnost použití Hydro N-Sensoru k řízení ohniskové aplikace totálních herbicidů v obilovinách před sklizní na základě měření relativního množství biomasy. N-Sensor reagoval citlivě i na malá ohniska plevelů a byla prokázána praktická použitelnost systému ve spojení s řídicím počítačem postřikovače. Bylo dosaženo úspor totálních herbicidů odpovídajících procentickému zastoupení nezaplevelených částí pozemků.
Leading Farmers CZ, a.s., Praha, Česká republika
ABSTRAKT
Místně specifická aplikace vstupů je jedním ze základních principů přesného zemědělství (precision farming). Vedle místně specifické aplikace hnojiv, která je již několik let v České republice běžně užívána, se pozornost výzkumu a firem v nyní zaměřuje rovněž na místně specifickou aplikaci pesticidů. Při ní se očekávají úspory nákladů snížením celkového množství aplikované agrochemikálie na jednotku plochy, snížení zatížení prostředí, popř. pozitivní vliv na příslušnou plodinu (omezení případného fytotoxického působení pesticidu či možnost zajištění optimální architektury porostu v případě variabilní aplikace morforegulátorů).
V létě 2002 bylo k ohniskové aplikaci totálních herbicidů v obilovinách před sklizní v několika zemědělských podnicích použito zařízení Hydro N-Sensor, které se jinak používá k variabilní aplikaci dusíku na základě měření optických charakteristik porostu. V tomto případě bylo použito měření relativního množství biomasy tímto zařízením na základě analýzy přirozeného světla v oblasti NIR. Polní kalibrací byla nastavena prahová hodnota množství biomasy, při jejímž překročení (ohniska zaplevelení, která jsou v této době ještě zelená) dával Hydro N-Sensor pokyn k zapnutí aplikace herbicidu. Při vizuálním pozorování reakcí systému na výskyt ohnisek zaplevelení a při porovnání aplikačních map s fotografiemi porostů byla konstatována uspokojivá úroveň spolehlivosti.
ÚVOD
Přesné zemědělství v užším slova smyslu se zabývá variabilním managementem vstupů do rostlinné výroby. Nabízí se tedy zkoumat možnosti uplatňování variabilního dávkování hnojiv, pesticidů, závlahových dávek, variabilní nastavování výsevků, popř. variabilní nastavení pracovních parametrů strojů pro přípravu půdy. Dále se objevují možnosti využít znalosti variability některých parametrů porostu plodiny např. k variabilnímu seřizování sklízecích mechanizmů za jízdy.
V zemědělské prvovýrobě v České republice (a podobně i v ostatních zemích) se však praktické využití možností přesného zemědělství zužuje hlavně na variabilní aplikaci minerálních hnojiv. Zhruba v polovině devadesátých let se začala poměrně masivně uplatňovat variabilní aplikace P, K a Mg hnojiv na základě map obsahu těchto živin v půdě, popř. na základě kvantifikace odběru těchto živin předplodinou pomocí výnosových map. V menší míře se provádí i variabilní vápnění, zde je limitujícím faktorem nízký počet variabilních aplikátorů vápenných hnojiv. V roce 2000 se v ČR poprvé komerčně představil systém variabilního dávkování dusíku na základě analýzy optických vlastností porostu - Hydro N-Sensor. Podle tohoto systému se za tři roky jeho používání v zemědělské prvovýrobě v ČR provedla aplikace na cca 65 000 ha.
Zařízení Hydro N-Sensor však umožňuje použít naměřené hodnoty reflektance porostu plodiny i jako podklad pro jiná rozhodování než pro stanovení optimální dávky dusíku. Proto bylo přistoupeno v červenci 2002 k ověření možnosti použití této technologie při ohniskové aplikaci totálních herbicidů v obilovinách před sklizní.
MATERIÁL A METODY
Zařízení Hydro N-Sensor umožňuje odesílat v pravidelných intervalech řídicímu počítači postřikovače údaj o požadované aplikační dávce, odvozené z měření reflektance porostu. Požadovaní aplikační dávka je potom řídicím počítačem postřikovače nastavena přes regulační ventil.
Hydro N-Sensor poskytuje dvě hodnoty stanovené na základě měření reflektance porostu - hodnota označená S1 koreluje s množstvím chlorofylu na jednotku plochy a hodnota S2 odpovídá relativnímu množství biomasy na jednotku plochy. V našem případě byla pro determinaci ohnisek zaplevelení v dozrávajících porostech obilovin (vlhkost zrna pod 30%) použita hodnota S2. Byla stanovena kritická hodnota, jejíž překročení znamenalo identifikaci ohniska zaplevelení (biomasa obilovin se v této fázi jeví při měření N-Sensorem již jako mrtvá hmota, její hodnota je pod nastavenou kritickou hodnotou, biomasa ohnisek plevelů, v této fázi ještě zelených, překračuje zmíněnou nastavenou kritickou hodnotu).
Hydro N-Sensor byl tedy nakalibrován takovým způsobem, aby řídicímu počítači postřikovače vysílal pouze dvě hodnoty dávky, odpovídající nezaplevelenému a zaplevelenému porostu. Aplikační dávka pro zaplevelený porost byla vždy maximální výrobcem doporučená dávka totálního herbicidu, dávka pro nezaplevelenou část porostu může být buď nulová nebo určité procento dávky maximální. Dávka nenulová pro nezaplevelený porost se používá kvůli desikaci porostu. V našem případě vždy činila aplikační dávka pro nezaplevelenou část porostu 50 % dávky maximální, používané v zaplevelených zónách.
V případě požadavku na aplikaci dávky nulové/maximální na bezplevelných/zaplevelených zónách je třeba rovněž vyřešit rychlost reakce regulačního systému postřikovače. Při přestavování dávky z 0 na maximum a zpět přes regulační ventil postřikovače dochází k určitému zpoždění proti příkazům přicházejícím z N-Sensoru, a to v závislosti na rychlosti přestavení regulačního ventilu. Z tohoto důvodu se jeví jako účinnější řešení, kdy signál z N-Sensoru je předáván na hlavní ventil postřikovače, ovládající přívod postřikové kapaliny do ramen. Tímto způsobem je možno zajistit okamžitou reakci systému stylem postřik zapnut (=max. dávka)/vypnut. Tohoto řešení je však možno použít pouze u některých typů řídicích počítačů postřikovačů, které jsou k tomu hardwarově a softwarově uzpůsobeny. Tato varianta nebyla námi zatím vyzkoušena.
Provedená aplikace byla dokumentována mapami relativní hustoty biomasy a mapami skutečně aplikovaných dávek postřikové kapaliny a částečně i fotograficky.
VÝSLEDKY
Ohnisková aplikace totálních herbicidů v dozrávajících obilovinách dle Hydro N-Sensoru byla provedena v červenci 2002 na cca 500 ha obilovin (převážně ozimá pšenice a ozimý ječmen, v jednom případě v ovsu) v šesti zemědělských podnicích v různých výrobních oblastech ČR. Procentická pokryvnost plochy ohnisky plevelů (jednalo se hlavně o pýr plazivý, pcháč oset a v jednom případě o lopuch) v době aplikace byla různá, od 14 do 90%. Při vizuálním sledování reakce systému na výskyt jednotlivých ohnisek zaplevelení a při empirickém porovnání aplikačních map s fotografiemi porostu byla konstatována uspokojivá citlivost, systém reagoval i na malá ohniska o průměru pod 1 m. Ohniskovou aplikací bylo ušetřeno ve srovnání s plošnou aplikací značné množství herbicidu, odpovídající zastoupení nezaplevelené plochy.
DISKUSE
V jarním období 2003 bude vyhodnocena účinnost tohoto způsobu aplikace ve vztahu k výskytu vytrvalých plevelů, proti nimž byl zásah namířen, na ošetřených pozemcích. Připravuje se zhodnocení reakčních schopností systému na základě porovnání aplikačních map totálních herbicidů dle N-Sensoru s leteckými fotografiemi zaplevelení příslušných pozemků.
ZÁVĚR
Byla ověřena možnost použití Hydro N-Sensoru k řízení ohniskové aplikace totálních herbicidů v obilovinách před sklizní na základě měření relativního množství biomasy. N-Sensor reagoval citlivě i na malá ohniska plevelů a byla prokázána praktická použitelnost systému ve spojení s řídicím počítačem postřikovače. Bylo dosaženo úspor totálních herbicidů odpovídajících procentickému zastoupení nezaplevelených částí pozemků.
S D Í L E T N A : 
