Šiuolaikinių skaitmeninių įrankių ir tiksliųjų technologijų integracija sukuria papildomą pridėtinę vertę, didina ūkyje taikomų technologijų efektyvumą ir skatina konkurencingumą. Taikant tiksliąsias skaitmenines technologijas efektyviau naudojami ūkio ištekliai, sutaupoma trąšų, gaunama papildoma nauda – gausesnis ir kokybiškesnis derlius.

Azotą augalai pradeda naudoti nuo sėklos sudygimo ir tai tęsia iki visiškos brandos. Azoto pasisavinimas yra nulemtas augalų genetinių veiksnių, o jo efektyvumas priklauso nuo aplinkos veiksnių ir technologinės strategijos: tręšimo būdų, normų ir laiko. Teigiama, kad žieminiams kviečiams iki pirmo bamblio reikia apie 30 proc., nuo pirmo bamblio iki vėliavinio lapo – 40 proc., nuo vėliavinio lapo iki žydėjimo pabaigos – 20 proc., o po žydėjimo – 10 proc. azoto.

Tiksliųjų technologijų sprendimai leidžia integruoti į žemės ūkio techniką įvairius jutiklius ir skaitmeninius įrankius, kurie padeda įvertinti pasėlio būklę kartu atliekant augalų priežiūros (tręšimo, purškimo) darbus.

Norėdami tuo įsitikinti, jau antrus metus vykdome gamybinius bandymus su skirtingais lazeriniais jutikliais ir skaitmeniniais įrankiais (sprendimais), skirtais optimizuoti augalų tręšimą azotu realiu laiku. Bandymas įrengtas demonstraciniame „Ateities ūkyje“, Radviliškio r. Pasirinktas tolygus laukas, kuriame užtikrintos vienodos sąlygos, auginti žieminiai kviečiai.

Azoto jutikliai – tai aktyvios skenavimo sistemos, montuojamos ant traktoriaus stogo. Šie prietaisai turi savo šviesos šaltinį, todėl natūralus apšvietimas (saulė, debesys, tamsus paros metas) nedaro įtakos rezultatams. Tręšimo darbus galima atlikti bet kuriuo paros laiku.

Bandymas vykdomas pagal šią schemą:

• Įprastas tręšimas – pasėlis tręšiamas vienoda nustatyta norma.
• CropSpec azoto jutiklis. Tikslinės normos algoritmas. Pasėlis tręšiamas kintama norma pagal nurodytą tikslinę normą, kuri susieta su CropSpec skenavimo verte.
• CropSpec azoto jutiklis. Dviejų taškų algoritmas. Pasėlis tręšiamas kintama norma pagal nustatytas dviejų vidurkių (gerų ir prastų lauko vietų) normas, susietas su CropSpec skenavimo verte.
• Kitas azoto jutiklis. Pasėlis tręšiamas kintama norma pagal jutiklio skenavimo duomenis.
• Skaitmeninis įrankis Agro247. Pasėlis tręšiamas kintama norma, sugeneravus tręšimo žemėlapį, pagal naujausius NDVI palydovinius duomenis.

Rudeninis tręšimas per sėją ir pavasarinis tręšimas, atsinaujinus augalų vegetacijai (krūmijimosi pabaiga), visuose bandymo variantuose buvo vienodas. 2022 metų ankstyvą pavasarį buvo išberta 115 kg ha^-1, o 2023 metais – 124,8 kg ha^-1 azoto veikliosios medžiagos.

Augalų azoto poreikis buvo vertinamas kas dvi savaites. Rankiniu azoto testeriu SPAD-502Plus išmatuotas chlorofilo kiekis augalo lapuose ir apskaičiuotas azoto poreikis. Matavimai buvo atlikti visuose tiriamuosiuose laukuose (variantuose), 4-iose skirtingose vietose ir išvestas reikšmių vidurkis. Papildomai tręšta azotu augalų bamblėjimo ir plaukėjimo tarpsniais. Kiti pasėlio priežiūros darbai atlikti pagal augalų apsaugos ir tręšimo per lapus technologijas.

Azoto poreikis pavasarį ir tręšimas

Augalai ima intensyviai maitintis prasidėjus aktyviai vegetacijai pavasarį. Mūsų tyrimų duomenys rodo, kad azoto poreikis skirtingais augalų išsivystymo tarpsniais nevienodas. Iš pateikto grafiko matyti, kad daugiausia azoto augalams reikėjo bamblėjimo tarpsniu.

2022 metų pavasarį žieminių kviečių azoto poreikis 3–4 bamblio augimo tarpsniu (BBCH 33–34) skirtinguose tręšimo variantuose svyravo nuo 42,5 iki 67,5 kg ha^-1. Didžiausias azoto poreikis nustatytas variantuose, kuriuose tręšta pasitelkus azoto jutiklius. Naudojant CropSpec jutiklius buvo išberta 48,3 kg ha-1 azoto pagal tikslinės normos algoritmą ir 44,5 kg ha^-1 azoto dviejų taškų kalibravimo laukeliuose.

Taikant kito gamintojo azoto jutiklį augalams skirtas azoto kiekis (48,3 kg ha^-1) buvo toks pat, kaip ir CropSpec tikslinės normos laukeliuose, o azoto poreikis buvo 60,0 kg ha^-1. Mažesnė azoto trąšų norma išberta, nes pasitelkus jutiklius pasėlis buvo tręšiamas kintama norma.

Didžiausia azoto norma (50,4– 51,6 kg ha^-1) išberta tręšiant įprastai arba naudojant Agro247 programos tręšimo žemėlapius, nors šiuose laukeliuose azoto poreikis nustatytas mažiausias (42,5– 45,0 kg ha^-1).

Kitas tręšimas azotu atliktas plaukėjimo tarpsnio pabaigoje (BBCH 55–57), tačiau azoto reikėjo jau per pusę mažiau, palyginti su intensyvios fotosintezės laikotarpiu. Mokslininkai teigia, kad augalai intensyviausiai mitybos elementus pasisavina bamblėjimo-vamzdelėjimo tarpsniais ir per dieną sunaudoja nuo 2,4 iki 3 kg ha^-1 azoto.

Kitokia situacija susiklostė 2023 metais. Ankstyvą, tačiau ilgą ir šaltą pavasarį augalams reikėjo daug daugiau azoto krūmijimosi pabaigoje (70–82,5 kg ha^-1). Šis poreikis buvo patenkintas anksti pavasarį tręšiant azoto trąšomis (124,8 kg ha^-1 azoto veikliąja medžiaga). Pasibaigus krūmijimuisi azoto poreikis buvo panašus kaip ir 2022 metais. Mažiausiai azoto augalams buvo išberta tręšiant kintama norma variantuose su CropSpec azoto jutikliais, naudojant dviejų taškų arba tikslinės normos algoritmą (46,4–48,5 kg ha^-1). Naudojant kito gamintojo azoto jutiklį augalams išbertas azoto kiekis (48,5 kg ha^-1) buvo panašus, kaip ir dirbant su CropSpec.

Žieminių kviečių stiebų pokyčiai

Iš diagramose pateiktų duomenų matyti, kad azoto poreikis buvo patenkintas ir jo užteko iki stiebų augimo pabaigos (BBCH 39–41) abejais tyrimų metais. Tačiau pastebėta, kad 2023 m. gegužės pabaigoje prasidėjęs sausringas laikotarpis išdžiovino viršutinį dirvožemio sluoksnį ir sparčiai besivystančių javų mityba sutriko. Tai rodė ir smarkai didėjantis augalų azoto poreikis (BBCH 47–51). Tačiau dėl sausų ir karštų orų nuo gegužės pabaigos iki birželio vidurio papildomai nebuvo tręšta plaukėjimo tarpsniu. Vyko natūrali šoninių ūglių redukcija. Kadangi ūkyje taikyta ir intensyvi tręšimo per lapus technologija, šis procesas vyko lėčiau, net užsitęsus sausrai buvo prarasta mažiau stiebų (žr. diagramą). Mūsų tyrimai patvirtino teiginį, kad per žydėjimą ir vėlesniais augalo tarpsniais azoto pasisavinimas per šaknis sulėtėja. Po žydėjimo mitybos elementų per šaknis pasisavinama tik apie 10–20 proc.

Vertinant taikytas tręšimo azotu technologijas, matyti, kad 2022 metais stiebų skaičius nuo bamblėjimo pradžios (BBCH 31–32) iki vamzdelėjimo pradžios (BBCH 41–43) sumažėjo nuo 28 iki 34 proc., 2023 metais – 21–26 proc. Daugiau apie žieminių kviečių krūmijimąsi ir galimybes išlaikyti produktyvius stiebus rašėme lapkričio mėn. žurnalo numeryje.

Azoto jutiklių efektyvumo vertinimas

Kviečiai buvo nukulti 2022 m. rugpjūčio 18 d. ir 2023 m. rugpjūčio 4 d. Derliaus apskaita buvo atlikta apskaitiniuose laukeliuose, kurių plotas išmatuotas rankiniu GPS matuokliu, technologinės vėžės eliminuotos, o kiekvieno apskaitinio laukelio derlius sveriamas atskirai.

2022 m. gauti derliaus duomenys parodė, kad naudojant CropSpec jutiklius galima gauti nuo 3 iki 6 proc. derliaus priedą ir sutaupyti nuo 2 iki 13 proc. trąšų, palyginti su įprasta tręšimo technologija. Panašūs derliaus duomenys gauti ir taikant kito gamintojo azoto jutiklį ir programą Agro247, tačiau trąšų 7 proc. sunaudota mažiau, kai tręšiant buvo panaudoti NDVI palydoviniai duomenys (Agro247). Dėl trąšų ekonomijos (13 proc.) labiausiai pasiteisino dviejų taškų kalibravimo CropSpec jutiklio technologija, nors čia derliaus priedas sudarė tik 3 procentus.

Panaši tendencija buvo ir 2023 metais. Derliaus priedai svyravo nuo 5 iki 6 proc., o trąšų sutaupyta nuo 6 iki 10 proc. Mažiausiai azoto trąšų sunaudota tręšiant augalus CropSpec jutiklio dviejų taškų kalibravimo variante. Tręšti panaudojus NDVI palydovinius duomenis (Agro247), 2023 m. buvo kur kas sunkiau. Dėl netipinių oro sąlygų susidūrėme su iššūkiais gaunant naujus ir patikimus NDVI indekso duomenis. Kokybiškiems palydoviniams vaizdams gauti reikia tinkamų sąlygų, o šių metų pavasarį vyravę kontrastingi orai neleido surinkti kokybiškų duomenų. Tai rodo, kad palydoviniai duomenys yra mažiau patikimi, palyginti su realiu laiku dirbančiais jutikliais, kurių pranašumas šiais metais buvo akivaizdus.

Norėdami palyginti azoto jutiklių panaudojimo atsiperkamumą, atlikome šio tyrimo analizę per kitas naudas. Gauti duomenys rodo, kad, patręšus augalus pagal pasirinktą algoritmą, gautas derlius buvo didesnis 3–6 proc., trąšų sutaupyta iki 13 proc., grūdų baltymingumas padidėjo 0,2–0,4 proc. Taip pat buvo suvaldytas pasėlių išgulimas dėl tręšimo per didelėmis azoto trąšų normomis (išgulimas sumažėjo nuo 80 iki 100 proc.).

Atlikus ekonominį skaičiavimą, gavome, kad, kuliant 7 t ha^-1 javų derlių, galime gauti papildomų pajamų iš derliaus priedo – 75,65 Eur ha^-1, sutaupyti 9 Eur ha^-1 trąšoms, taip pat gauti dar papildomai iki 42 Eur ha^-1, jeigu įvertinsime ir padidėjusį baltymų kiekį grūduose. Skaičiavimai atlikti remiantis šiais įkainiais: 2 klasės grūdų kaina – 217 Eur t^-1, amonio salietros kaina – 450 Eur t^-1.

Apibendrinimas

• Pasitelkus jutiklius azoto trąšos pasėlyje paskirstomos tiksliai ten, kur reikia, ir tiek, kiek reikia, užtikrinama tolygesnė augalų mityba. Taip patręšus augalus, padidėja jų derlingumas nuo 2 iki 7 proc. Subalansavus augalų mitybą azoto trąšomis, pasėlis neišgula, subręsta vienodesnės kokybės ir aukštesnės kokybės klasės grūdai, sutaupoma iki 13 proc. trąšų. Pinigine išraiška – galima gauti papildomai iki 126,65 Eur ha^-1 pajamų.
• Nors skaitmeniniai įrankiai ir tręšimams generuoti skirtos programėlės yra pigesnės, tačiau jų grąža ne visuomet užtikrinta ir gali kisti dėl palydovinių duomenų netikslumų. Palydovinius duomenis iškreipti gali netinkamos oro sąlygos (apšvietimas, debesuotumas, lietus ir pan.).
• Ūkiuose tiksliųjų technologijų įdiegimas atsiperka per skirtingą laiką, atsižvelgiant į jų naudojimo intensyvumą, ūkio dydį ir tikslus.