Информация для плодоовощного бизнеса СНГ
Современные технологии в мониторинге влажности почвы
С самого начала своей сельскохозяйственной деятельности человек пытается понять растение, закономерности его развития и роста, его потребности и слабые стороны. Всё это делается для того, чтобы как-то повлиять на факторы окружающей среды и создать оптимальные условия развития с целью получения дополнительной, качественной прибавки к урожаю. Особенно это важно при использовании орошения, когда растение ещё в большей степени зависит от человека.
Как всем нам известно, существуют различные виды орошения, которые каждый по-своему могут быть не только полезны, но и в некоторой степени пагубны для растения. К негативным последствиям ирригации можно отнести эрозию, разрушение структуры почвы, образование и перемещение солевых горизонтов, создание микроклимата, способствующего развитию болезней, анаэробных условий, стрессовых ситуаций и т.д. Человек получил инструмент, а вот понимать до конца, как его правильно использовать, ещё не научился. Относительно орошения нас всегда волнуют три главных вопроса: где поливать, когда поливать, сколько поливать? Чтобы дать ответы на эти вопросы, человеку необходимо сначала получить точные, достоверные данные о влажности почвы, потом правильно их интерпретировать и на основе полученной информации дать соответствующие рекомендации по поливу.
Начнём с первого вопроса — как получить точные, достоверные данные? На сегодняшний день существует множество способов определения влажности почвы. Наиболее простым, доступным и общепризнанным является объёмно-весовой метод, при котором отобранный образец взвешивается, высушивается, а потом ещё раз взвешивается. Да, этот метод действительно предельно прост и широкодоступен, но к его негативным качествам можно отнести трудоёмкость и отсутствие оперативности. Ведь для того чтобы получить данные, образец нужно правильно отобрать с нужной глубины, доставить в лабораторию, сушить в течение 6 часов и только после этого вы сможете получить какой-то результат. Но к моменту его получения он уже становится неактуальным, и опираться на него для внесения изменений в расписание полива не всегда является правильным.
В полевых условиях можно также пользоваться тензометрическим методом определения влажности почвы. Но этот метод, как правило, дает весьма относительные данные, которые и без того сильно зависят от механического состояния прибора.
Наиболее правильными и точными на сегодняшний день считаются данные, полученные высокотехнологичными электронными приборами, которые воплотили в себе весь передовой опыт традиционной науки и достижений в области электроники. Именно к такой категории приборов и относятся продукты Diviner-2000 и EnviroSCAN австралийской фирмы Sentek.
Первый продукт производства этой компании Diviner-2000 был представлен в Украине в 2000 году компанией "Терра ЛТД", которая вот уже на протяжении 6 лет продолжает удивлять украинских сельхозпроизводителей различными новинками в области интенсивных технологий. Сначала это было капельное орошение, потом простые и комплексные водорастворимые удобрения, после этого пришла техника для интенсивного овощеводства, рассадопосадочные машины с сеялками точного высева, а за ними и дождевальные машины барабанного типа. И вот теперь, когда уровень культуры нашего сельского хозяйства достиг определённой отметки, пришло время Hi-Tech и на наши поля.
После прохождения лабораторных исследований по калибровке и адаптации на базе ОНУ им. И.И. Мечникова г. Одесса на кафедре почвоведения и географии почв Diviner-2000 поступил на службу в распоряжение одного из передовых хозяйств Херсонской области ООО "Тачанка". На протяжении 4 лет управление системой капельного орошения на овощных культурах, а их у ООО "Тачанка" около 80 га, велось, опираясь на данные, полученные с Diviner-2000. За это время, по утверждению руководителя самого хозяйства Осеннего А.А. (нынешнего вице-губернатора Херсонской области по вопросам сельского хозяйства), удалось сэкономить не одну тысячу кубометров оросительной воды, при этом ещё и повысив урожайность овощных культур от 15 до 20% за счёт создания оптимальных условий увлажнения.
Что же собой представляет этот прибор? Он состоит из логического блока памяти с ЖК-дисплеем и зонда, который для снятия показаний погружается в специальную ПВХ трубу с герметической крышкой, установленную непосредственно в поле на глубине корнеобитаемого слоя (для овощных культур — это до 70 см). Труба должна быть установлена в типичном месте как минимум по одной на оросительный блок. Один такой прибор может обслуживать до 99 таких труб, что для одного хозяйства больше чем достаточно. Принцип работы основан на измерении электромагнитной ёмкости почвы — чем влажнее почва, тем выше её электроёмкость. Изначально зонд стандартизируется в двух средах — в воде и в воздухе, и в дальнейшем все снятые показания будут находиться между этими двумя максимумами. Двигаясь по трубе вниз по профилю, зонд излучает электромагнитное поле с частотой более 100 MHz и записывает данные с каждого 10-сантиметрового слоя почвы в блок памяти. В логическом блоке эти данные обрабатываются с возможностью дальнейшего построения таблицы или отдельного графика по каждому профилю. Данные можно получать как относительные, так и абсолютные. При рассмотрении относительных данных мы можем наблюдать распределение воды после полива вниз по профилю, а глядя на абсолютные данные, можем подсчитать запасы воды в рассматриваемом слое почвы, так как прибор может преобразовывать снятые показания в мм воды в 10-сантиметровом слое почвы.
Таким образом, этот портативный, мобильный и простой в использовании прибор представляет собой незаменимый инструмент для правильного управления любым видом орошения на фоне новых интенсивных агротехнологий.
Но, как всем нам известно, всё в мире не стоит на месте, и на смену одним хорошим вещам приходят новые, ещё более совершенные. Так произошло и в случае с Diviner-2000. И вот спустя 4 года новая разработка — прибор EnviroSCAN от австралийской фирмы Sentek был представлен в Украине весной 2005 г. агропромышленной компанией "Терра ЛТД". Всего было закуплено 6 систем, но этот проект не был коммерциализирован. Поэтому данное оборудование сразу же не было предложено широкому кругу потенциальных потребителей. Причиной стало отсутствие опыта использования нового поколения приборов для мониторинга влажности почвы в условиях Украины.
Будучи флагманом в области поставок материально-технических ресурсов, компания "Терра ЛТД" всегда своим клиентам предлагала только качественный испытанный товар и даже не только товар, а и технологию его применения. Следуя своим канонам, компания сочла необходимым самой произвести ряд полевых испытаний системы EnviroSCAN как на открытом грунте, так и в теплицах с целью накопления опыта и практических знаний. На базе всё того же хозяйства "Тачанка" было установлено 3 системы. Наиболее интересными для изучения режима орошения культурами были определены томаты открытого грунта, огурец открытого грунта и огурец в плёночной почвенной теплице. Следует отметить, что в системах, установленных в открытом грунте, была применена как вертикальная, так и горизонтальная установка сенсоров, что позволяло контролировать распространение воды в корнеобитаемом слое почвы в двух направлениях.
Хотелось бы сказать несколько слов о самом приборе. Состоит он из нескольких наиболее важных компонентов — это:
1. Солнечная батарея, обеспечивающая автономное питание прибора в дневное время и подзарядку аккумуляторной батареи, которая поддерживает жизнеспособность системы в тёмное время суток .
2. Логический блок сбора и накопления информации — это хранилище информации имеет достаточный размер, чтобы разместить все данные, полученные с сенсоров на протяжении всего сезона о том, когда вы включили полив, когда выключили, сколько он продолжался, какой объём воды был израсходован и как он распределился в почвенном профиле .
3. Отборник с установленным количеством сенсоров — это сложное электронное устройство стационарно размещается в почвенном профиле в герметической трубе и имеет соединение с логическим блоком посредством кабеля.
Очень важным и ответственным моментом при использовании капельного орошения является правильность установки отборочной трубы с сенсорами в теле почвы по отношению к высаженному растению и размещению капельной линии. Изначально для установки отборочной трубы подыскивается наиболее презентабельный участок (без наличия видимых бугров и углублений). Установочная скважина проделывается путём бурения на необходимую глубину (на овощах до 70 см, на садах до 1,5 м) на расстоянии не более 10 см от самой капельницы к внутренней стороне ряда. После этого извлечённая земля в ведре тщательно смешивается с водой до образования однородной пасты. Потом паста выливается в скважину и за этим погружается ПВХ труба с герметичной крышкой. Этот приём делается для обеспечения наиболее тесного контакта между трубой и прилегающей почвой.
Следующим шагом является определение необходимого количества сенсоров на отборнике и их правильное распределение по вертикали. Как уже говорилось ранее, для овощных культур наиболее интересной является глубина от 0 до 70 см, но основная масса корневых волосков всё же сосредоточена в горизонте 0-30 см. Исходя из этого, сенсоры распределяются в следующем порядке: 10, 20, 30, 50 и 70 см на овощах и 10, 20, 30, 50, 70 и 90 см на садах. Каждый отборник соединяется с блоком памяти кабелем, и здесь есть некоторые технические ограничения: расстояние между наиболее удаленным отборником и блоком памяти не должно превышать 500 м, и один блок памяти способен обслуживать суммарно не более 36 сенсоров, т.е. одна система может состоять, к примеру, из 6 отборников по 6 сенсоров на каждом.
После установки и подсоединения всех отборников производится сканирование и настройка системы. При этом проверяется работоспособность каждого сенсора, и выставляется необходимая периодичность считывания информации от 5 сек. до 7 дней. Далее система работает в полностью автономном режиме и считывает показания со всех сенсоров, установленных на разных глубинах с заданной периодичностью, и записывает их в блок памяти. Теперь остается лишь не реже чем 1 раз в неделю, а ещё лучше 2-3, приходить с ноутбуком и при помощи кабельного соединения (типа СОМ) снимать записанную информацию. На дисплее компьютера эта информация может быть отражена в виде одиночного или суммированного графика.
Рассматривая график каждого отдельного сенсора, мы можем видеть динамику и характер распределения оросительной воды в почвенном профиле. Глядя же на суммарный график, можно определить интенсивность и скорость потребления воды корнями растений. Конечной целью анализа обеих типов графиков является определение оптимальной зоны увлажнения для растения на каждом этапе его развития.
Всё это следует понимать как совершенно новый, более точный подход к режиму орошения, сориентированный не на почву, не на её влагоёмкость, а на растение и на его реальную потребность в воде. Применение этих типов приборов, как уже доказано на практике, позволяет получать не только более высокий и качественный урожай, а делать это на фоне экономии общих затрат на энергоресурсы, труд рабочих, воду, пестициды, ядохимикаты и т.д.
Руслан Наумов,
региональный менеджер компании „Терра Лтд”
Обсудить в форуме