Коллектив авторов - Устойчивое развитие особо охраняемых природных территорий и сохранение биологического разнообразия. Материалы Международной научно-практической конференции (г. Ставрополь, 23 апреля 2013 г.)

Экологические аспекты полевого опыта ЦТЗ в рамках природоохраняемой территории РГАУ МСХА имени К. А. Тимирязева как объекта культурного и исторического наследия

Аннотация:в полевом опыте ЦТЗ решаются вопросы внедрения и освоения технологии точного земледелия, позволяющие экономить затраты, стабилизировать урожайность с.-х. культур и вести экологически безопасное производство растениеводческой продукции.

Ключевые слова:точное земледелие, исторический объект, экология, системы GPS, индекс NDVI, гербициды, удобрения, урожай.

В 2007 году в рамках инновационного общеобразовательного проекта в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева впервые в стране в учебном ВУЗе был создан научный Центр точного земледелия (ЦТЗ). В задачу Центра входит разработка и освоение технологии точного земледелия в рамках полевого опыта, демонстрация основных элементов точного земледелия, обучение студентов, бакалавров, магистров и всех заинтересованных лиц новым современным технологиям, внедрение результатов исследований в производство, проведение семинаров и курсов повышения квалификации.

Основу Центра составляет полевой опыт общей площадью около 6 га по сравнительному изучению технологий точного и традиционного земледелия в четырехпольном зернопропашном севообороте с чередованием культур; викоовсяная смесь на корм – озимая пшеница с пожнивным посевом горчицы на сидерат – картофель – ячмень. В опыте изучаются два фактора – технологи возделывания полевых культур (фактор А) и приемы основной обработки почвы (фактор В). Традиционная технология возделывания культур (А 1) основана на использовании современной техники с соблюдением рекомендуемых параметров, сроков и нормативных показателей их выполнения. Технология точного земледелия (А 2) основана на принципах использования спутниковой навигационной системы GPS, с помощью которой корректируется выполнение агроприемов. Изучаемые приемы обработки различаются между собой по интенсивности и характеру воздействия на почву: отвальная (В 1), минимальная (В 2) и «нулевая» (В 3).

Опытные поля РГАУ – МСХА имени К. А. Тимирязева в составе Полевой опытной станции расположены вблизи университетских корпусов в черте крупного столичного мегаполиса. Данная территория, называемая Петровско-Разумовское, согласно Указа Президента РФ № 1343 от 11 сентября 2008 г., признана территорией культурного и исторического наследия. Она охраняется Федеральным законом и Правительством г. Москвы. Здесь запрещено строительство высотных жилых зданий и промышленных объектов. Тем ни менее, на ограниченной территории, размещены опытные поля кафедр и факультетов агроуниверситета, в т. ч. и Центра точного земледелия. В связи с указанными обстоятельствами на территории Полевой опытной станции запрещено или ограничено применение извести и навоза в качестве мелиоранта и удобрения соответственно. Возможно использование минеральных удобрений, только в гранулированном виде. Это определяет некоторые особенности на условия проведения полевых исследований. Так, в качестве органического удобрения под картофель в опыте предусмотрена заделка горчицы на сидерат, выращенной после уборки предшественника. Незначительную кислотность почвы устраняют использованием соответствующих комплексных минеральных удобрений с правильным подбором культур.

В полевом опыте ЦТЗ пестициды, в первую очередь гербициды, на варианте точного земледелия вносят локально и адресно с учетом обилия и распространения сорных растений на полях. Это то же способствует уменьшению вредного влияния химических препаратов на окружающую среду. Приводимые нюансы позволяют отнести Центр точного земледелия в разряд экологически безопасных объектов на территории города Москвы.

Принципиальными элементами технологии точного земледелия, отработанными и используемыми в полевом опыте ЦТЗ на протяжении пятилетнего срока являются следующие (1):

1. Адаптация и внедрение элементов технологии точного земледелия, которая подразумевает:

а) возможность проведения агротехнических операций, связанных с посевом и уходом за посевами, в условиях ограниченной видимости (ночь, туман, пыль, задымление и т. д.);

б) решение вопросов облегчения работы механизатора при применении автопилота, которые сводятся к отслеживанию и корректировки движения агрегатов с помощью системы GPS/GNSS;

в) организацию труда в три смены, что позволяет использовать работу МТА круглосуточно, в лучшие агротехнические сроки, повышая суточную выработку на 25–30 %;

г) создание оптимальныех конструкций посевов и посадок с.-х. культур, не допускающих огрехи и перекрытия смежных рядков, что дает экономию семян в сравнении с посевом по маркеру;

д) повышение производительности работы МТА на 10–15 % за счет более качественного и ускоренного выполнения агроприемов.

2. Агроэкологическая эффективность технологий точного земледелия , подразумевающее:

а) локальное и адресное внесение удобрений и пестицидов, позволяющих рационально их использовать и экономить средства химизации на 20–25 %;

б) проведение разовых подкормок культур с учетом состояния посевов и экономией удобрений в пределах 15–20 %;

в) установление взаимосвязей между показателями биомассы растений, засоренностью посевов и индексом вегетации NDVI для прогнозирования урожайности культур.

3. Оценка содержания питательных веществ в почве в системе точного земледелия , включающая:

а) определение содержания элементов питания в почве с составлением электронных картограмм и дифференцированном внесении удобрений на различные участки поля, что экономит расход удобрений на 20–30 %;

б) установление взаимосвязей между продуктивностью культур, агрофизическими и агрохимическими свойствами почвы;

в) составление электронных карт урожайности с учетом обеспеченности почв элементами питания, их электроповодности и другими показателями.

Конкретным примером экологически обоснованного метода использования пестицидов, а следовательно, уменьшения гербицидной нагрузки на единицу площади служит дифференцированное их внесение в посевах зерновых культур на полях ЦТЗ. Гербицид ковбой на посевах озимой пшеницы и ячменя вносили в режиме on-line. Предварительно были проведены замеры индекса NDVI в посевах и в зависимости от этих показаний выставлены нормы расхода рабочей жидкости для опрыскивателя. Анализ данных показал, что индекс изменялся от 0,29 до 0,58. Подсчитав коэффициент корреляции между показателями индекса NDVI на учетных площадках с сорняками и без них, была установлена тесная связь, коэффициент корреляции составил 0,86.