Protecție precisă a plantelor - combaterea buruienilor

Protecția plantelor de precizie (specifică amplasamentului) Aplicarea noilor sale metode are mari beneficii economice și de mediu în practică și, pe baza unor experiențe de zeci de ani în străinătate, cantitatea de produse fitosanitare aplicate poate fi redusă cu până la 40%. Introducerea metodelor de precizie are un rol în principal în acele locuri în care apariția organismelor dăunătoare în câmp este eterogenă sau mică.

Problema dezvoltării metodelor de precizie este încă fiul vitreg al protecției plantelor din Ungaria. În ultimul deceniu și jumătate, reprezentanții managementului profesional și ai cercetării și dezvoltării, în ciuda numeroaselor rezultate care au fost dezvoltate, dovedite și publicate în practică, nu s-au „acordat” la suportul teoretic și material al metodelor de precizie. Ca o rază slabă de speranță, am dat peste cele câteva propoziții din Planul național de acțiune pentru protecția plantelor recent publicat, care menționează utilizarea viitoare, dezirabilă, a metodelor de precizie.

Condițiile tehnice pentru punerea în aplicare a protecției plantelor specifice site-ului au fost de mult timp în vigoare. O gamă largă de instrumente și instrumente GIS sunt disponibile, iar instrumentele de aplicare sunt disponibile pentru aplicarea cu precizie a produselor de protecție a plantelor.

Suntem în mod semnificativ în urmă în dezvoltarea metodologiilor de colectare a datelor de intrare și a dezvoltării algoritmilor care rezolvă controlul procesului din relația logică a datelor și a relațiilor.

Dintre cele trei domenii majore de protecție a plantelor - patologia plantelor, zoologia plantelor și combaterea buruienilor - numai acestea din urmă prezintă rezultate tangibile și dovedite în practică. Nu am avea dreptate să uităm grupurile de cercetare care funcționează și astăzi ca insule solitare, care au obținut rezultate în alte domenii de protecție a plantelor, mai ales în dezvoltarea subtaskurilor de control de precizie împotriva dăunătorilor care locuiesc în sol.

Controlul precis al buruienilor se poate face cu controlul proceselor on-line și off-line, există exemple interne ale ambelor. Cu soluția online, colectarea datelor, prelucrarea datelor și aplicarea pesticidelor au loc dintr-o singură dată. În urma evoluțiilor în această direcție în străinătate, putem afirma că cercetarea metodelor online are prioritate față de alte soluții de organizare a proceselor. Avantajul modelului de gestionare on-line este că colectarea datelor de intrare acoperă întregul câmp, nu există nicio problemă metodologică de eșantionare, dar dezavantajul este prelucrarea datelor care consumă mult timp, care este asociată cu performanțe reduse de câmp în aplicația de teren. Un caz special al metodelor online este atunci când vizează diferite specii de buruieni folosind camere și software de recunoaștere a speciilor. Dezvoltarea metodelor de procesare a imaginilor și de recunoaștere a speciilor este costisitoare, consumă mult timp și nu este încă sigură astăzi.

Această problemă metodologică ne-a determinat să dezvoltăm o metodă off-line, în special în combaterea precisă a buruienilor pentru cereale, spre deosebire de soluțiile străine. Esența metodei noastre este de a efectua colectarea buruienilor în zilele anterioare plivirii chimice a bobului și apoi de a procesa datele prin computer și de a crea controlul aplicației folosind algoritmi corespunzători. Știm că eșantionarea reprezentativă este mai inexactă decât înregistrarea totală a datelor optice de suprafață, dar cu patru ani de muncă de dezvoltare metodologică am reușit să adaptăm în mod fiabil cunoscuta metodă de eșantionare a buruienilor Balázs-Ujváros la această sarcină țintă. Putem spune acum că securitatea datelor acestei metode este adecvată, tot ceea ce este necesar este un dispozitiv de hârtie și scris. Scopul nostru este de a rezolva datele și identificatorii de locație ai sondajelor de buruieni în viitorul apropiat, precum și de a transmite datele către așa-numitul Utilizarea „smartphone-urilor”.

O versiune dezvoltată a combaterii buruienilor specifice grâului pentru grâu este descrisă mai jos. GPS-ul, conectat la un computer portabil AgLeader bazat pe cele mai recente dezvoltări, este cel mai potrivit pentru această sarcină (Figura 1).

Folosit fără corectarea semnalului precizia sa de retur este de 1-2 metri, ceea ce este încă în conformitate cu obiectivele noastre. Sesiunea de sondaje de buruieni combinată cu GIS începe cu definirea liniei de graniță a câmpului. Conform studiilor noastre anterioare, densitatea eșantionului pe 0,5 hectare reprezintă vegetația buruienilor din câmp cu încredere ridicată, dar în același timp implică cel mai puțin timp și muncă. Având linia de delimitare a plăcii, dispozitivul împarte placa în celule de 0,5 hectare folosind o grilă raster. Am plasat zonele noastre de probă de 2x2 metri în centrul pătratelor ochiurilor. Locațiile de eșantionare plasate în centrul matricei sunt numerotate și apoi s-au determinat punctul de plecare necesar pentru eșantionarea buruienilor și direcția de deplasare în câmp.

Dispozitivul este apoi plasat în funcția de navigație și eșantionarea buruienilor este pornită de la primul loc de eșantionare. Eșantionarea buruienilor a fost de obicei începută cu speciile de buruieni cu cea mai mare acoperire și apoi a continuat până când a fost determinată acoperirea tuturor speciilor de buruieni din zona eșantionului. După înregistrarea procentului de acoperire a speciilor de buruieni pe hârtie, înregistrăm datele sondajului de buruieni într-o foaie de calcul Excel a unui computer plasat într-un mediu de birou și le atribuim caracteristicile GIS x și y ale eșantionului generat de GPS. O modalitate rezonabilă de a face colectarea buruienilor este ca munca să fie făcută de două persoane. Un specialist navighează la puncte de eșantionare la 71 de metri distanță folosind instrumentul AgLeader, în timp ce celălalt efectuează eșantionarea buruienilor din zona de eșantionare curentă. Esența diviziunii muncii este că colectorul de buruieni parcurge distanța dintre locurile de prelevare și înregistrează 0,1% din speciile de buruieni care nu au fost incluse în zona de eșantionare, dar în zona dintre cele două zone de eșantionare. Cu aceasta, suprafața revizuită de 0,5 hectare poate ajunge la 100 m 2.

Cea mai mare problemă în efectuarea sondajelor de buruieni poate fi estimarea acoperirii suprafeței speciei de buruieni Apera spica-venti. Această specie de buruieni are doar câteva frunze erecte în momentul cercetării, ceea ce are o valoare foarte mică în vizualizarea de sus în ceea ce privește acoperirea. Numărarea buruienilor pe metru pătrat nu ar fi compatibilă cu metoda de colectare a buruienilor de la Balázs-Ujvárosi pe baza acoperirii suprafeței, pe de altă parte, numărarea buruienilor este un proces care necesită mult timp. Pentru a rezolva această problemă, am efectuat următoarea conversie la scară (Tabelul 1).

Trebuie remarcat faptul că finalizarea rapidă a conversiei de mai sus necesită o practică mare de ridicare a buruienilor. Pentru analize GIS pregătim bazele de date cu software-ul MS Excel și MS Access. Am grupat coordonatele punctelor măsurate în câmp, precum și seturile de date ale locațiilor de eșantionare și, în cele din urmă, am salvat tabelele de date în tabelele dBase. Pentru analiza GIS, folosim software-ul ESRI ArcView 8.3 și ArcGIS Spatial Analyst și ArcGIS 2D Analyst. Folosim metoda de interpolare IDW (Inverse Distance Weighting) pentru a genera hărți de acoperire a buruienilor. Pe baza algoritmului, am pregătit instrucțiunea de pulverizare, care este generată pe un suport electronic de date cu software-ul AgLeader SMS și încărcată pe computerul de bord AgLeader Inside al tractorului de pulverizare. În timpul experimentului, tractorul a fost controlat de o stație Trimble RTK cu o precizie de revenire de 2 cm.

Instalăm 2 rezervoare de 70-70 litri pe pulverizatorul de câmp, care sunt echipate cu pompe controlate de GPS (Fig. 2). Într-unul din containere de ex. erbicide monocotiledonate și erbicide dicotiledonate de buruieni în celălalt recipient în cantități precalculate. Rezervorul mare al pulverizatorului (2500-3000 litri) conține lichid de pulverizare care conține întăritor de tulpină.

Rezervoarele de dozare sunt controlate de GPS pompa lor de dozare poate fi programată nu numai pentru a injecta o doză constantă, ci și pentru a schimba doza de la 1 la 40 de ori. Recipientul „A” a fost umplut cu un erbicid împotriva monocotiledonate (Apera spica-venti) și rezervorul „B” a fost umplut cu un dicotiledonat general. Pulverizatorul a fost programat să pulverizeze 300 de litri de apă la hectar. Tractorul distribuie în mod continuu lichidul de pulverizare care conține întăritorul tijei și când ajunge la o celulă unde trebuie să funcționeze conform algoritmului, pornește și distribuie erbicidele pre-proiectate într-o doză predeterminată.

Pulverizatorul efectuează următoarele tipuri de tratament:

- eliberează numai lichior de pulverizare care conține rezistența tulpinii,

- eliberează întăritor de tulpină și erbicid monocotiledonat,

- eliberează întăritor de tulpină și erbicid dicotiledonat,

- aplicarea întăritorului tulpinilor și a erbicidelor monocotiledonate + dicotiledonate.

Rezervoare suplimentare de soluție stoc pot fi montate pe pulverizator, după cum este necesar, astfel încât tratamentele să poată fi rafinate în funcție de flora buruienilor din câmp. Pe baza studiilor din ultimii 5 ani, am reușit să realizăm economii semnificative în domeniul costurilor erbicidelor din grâu (Tabelul 2).

Metoda de combatere a buruienilor chimice de precizie pe care am dezvoltat-o a dat rezultate mai bune la grâu decât metodele utilizate în străinătate. În plus, dezvoltarea sa nu a fost costisitoare, iar performanța zilnică de combatere a buruienilor chimice nu este limitată. În plus față de economiile semnificative de costuri, am redus dramatic încărcătura cu erbicide din mediu.

Introducerea pe scară largă a acestei metode necesită instruirea tehnicienilor și inginerilor care pot aplica metoda de prelevare a probelor de buruieni și organizarea proceselor, deoarece munca are loc în același timp la nivel național și această sarcină trebuie rezolvată de către fiecare fermă. De asemenea, este necesar să se instruiască șoferii de tractoare care pot aplica în mod obișnuit această tehnologie de ultimă generație. Aceste condiții par acum ciudate, dar vor deveni în curând o nevoie reală.

Raportăm despre acest articol despre evoluțiile noastre online în domeniul controlului buruienilor de precizie. Am dezvoltat o varietate de metode on-line care nu se bazează pe recunoașterea speciilor de buruieni, ci doar ia în considerare culoarea verde a plantei, cu ajutorul unui senzor adecvat. Știm că, în unele cazuri, planta verde este aceeași cu buruiana. Un astfel de caz specific este vegetația cultivată pe miriști, deoarece în aceasta toate plantele pot fi considerate buruieni. Combaterea buruienilor de miriște este o parte importantă a practicii de protecție a plantelor, deoarece este o suprafață adecvată pentru distrugerea așa-numitelor specii de buruieni G1 cu rădăcini superficiale, dar și a altor specii de buruieni. Se știe, de asemenea, că buruienile de miriște prezintă o distribuție eterogenă, există câmpuri mari fără buruieni pe care să se aplice erbicid inutil. În acest scop, am adaptat duza de pulverizare „Weed Seeker” dezvoltată în străinătate (Fig. 3).

Unitățile „Weed Seeker” luminează solul cu lumină infraroșie pentru aprox. De la o înălțime de 50 cm. Sistemul optic din ele analizează lungimea de undă a luminii reflectate. Lungimea de undă a luminii reflectate de plantele care conțin clorofilă activează o electrovalvă care închide duza de pulverizare, care se deschide și pulverizează planta de mai jos. Procesul durează zece secunde.

Cu toate acestea, a trebuit să o rezolvăm înainte de tratament aplicarea instantanee a erbicidului, deoarece consumul de lichid spray nu poate fi calculat în prealabil din cauza funcționării intermitente și aleatorii a duzelor Weed Seeker. Apa curată a fost umplută în rezervorul de pulverizare și un erbicid a fost distribuit în volum de la formularea comercială la sistemul de curgere a apei curate. Cu această soluție, nu a rămas niciun lichid de pulverizare în rezervor după finalizarea pulverizării, astfel încât plasarea sa îngrijorătoare pentru mediu nu a fost o sarcină de rezolvat (Figura 4).

Figura 4: Distribuitor de erbicide

Cu echipamentele asamblate în acest mod și un erbicid care conține ingredientul activ glifosat, placa a fost tratată în așa fel încât GPS-ul tractorului să asigure precizia conexiunii de prindere.

Tratamentul a fost evaluat după dezvoltarea efectului și s-a constatat că eficacitatea controlului buruienilor a fost de aproape 100%, cu toate acestea, s-a folosit cu 40% mai puțin erbicid în comparație cu pulverizarea pe toată suprafața.

Mulțumiri

Mulțumim lui László Farkas, M.Sc. economist agricol că a furnizat terenul și utilajele pentru realizarea experimentului nostru și ne-a oferit sfaturi utile.

Péter Reisinger - István Borsiczky