Prezentace

Yara N-Sensor - šestý smysl pro zemědělství

Co je N-Sensor

N-Sensor je unikátní technologie přesného zemědělství, určená pro variabilní dávkování N-hnojiv na základě dálkového (remote) pozemního optického měření obsahu chlorofylu a hustoty porostu. Optické senzory měří „za pohybu“ intenzitu a spektrální složení světla odraženého od porostu a na základě těchto údajů je palubním počítačem podle kalibrační křivky stanovena podle dávkovací funkce stanovena optimální aplikační dávka dusíku pro příslušnou část pozemku. Tato dávka je „on-line“ přenesena do řídicího počítače rozmetadla či postřikovače a umožňuje tak variabilní aplikaci dusíku.

Funkce

N-Sensor je namontován na kabině traktoru nebo samochodného postřikovače/rozmetadla tak, aby nevadil v provozu, ale mohl nerušeně snímat porost. Nyní již existují tři varianty - Classic a Win - měřící parametry přirozeného slunečního světla odraženého od porostu a ALS s umělým zdrojem světla pro měření. Verze Classic i Win snímají údaje o plodině čtyřmi čidly, po dvou po levé a pravé straně jízdy, verze ALS dvěma čidly, vždy ve dvou širokých pruzích ve směru jízdy. N-Sensor funguje při jakékoli běžné provozní rychlosti. Údaje o odrazu světla od porostu plodiny se zpracovávají každou sekundu, za tuto dobu se změří plocha asi 50 m2. Další senzor u verze Classic a Win je orientován svisle vzhůru a měří intenzitu okolního slunečního světla, což umožňuje provádět kompenzaci různých světelných podmínek v průběhu dne. Díky tomu je N-Sensor schopen pracovat i tehdy, když jiné systémy, založené na satelitním pozorování, nemohou sbírat údaje, protože je zataženo. N - Sensor je třeba kalibrovat pro každý pozemek. Kalibrace je jednoduchá a rychlá, spočívá ve změření malé referenční části pozemku. Na této ploše se pro příslušnou plodinu, odrůdu a růstovou fázi stanoví pomocí ručního chlorofylmetru N-Tester optimální dávka N a ta se poté přiřadí k hodnotě zbarvení zjištěné Sensorem. Jak se potom bude N-Sensor pohybovat po pozemku, bude průběžně měnit aplikovanou dávku N nad nebo pod průměrnou dávku podle potřeb plodiny v jednotlivých částech pozemku. Kalibrace N-Sensoru je pouze relativní (sklon kalibrační přímky), absolutní člen v dávkovací rovnici se nastaví výše uvedenou metodou. Je-li N-Sensor vybaven GPS anténou, umožňuje zpracovat naměřená hrubá data do barevných map doporučených dávek N, skutečně aplikovaných dávek N a relativní hustoty biomasy (hustoty porostu), které lze vytisknout.

Ukázky map hustoty porostu a doporučených dávek N

Pokusy

V několika zemích (Německo, Velká Británie, Dánsko, Švédsko, Francie, USA, Česká republika, Maďarsko) bylo úspěšně provedeno rozsáhlé testování, jehož součástí byl mj. provozní pokus s ozimou pšenicí v České republice v roce 1999 na pozemcích zemědělských podniků v okrese Znojmo na celkové výměře přes 400 ha. V tomto pokusu se porovnávala variabilní aplikace dusíku prostřednictvím N- Sensoru s uniformní aplikací stejné dávky dusíku. V pokusu se zjišťoval výnos a kvalita zrna. Obě pokusné kombinace (variabilní i uniformní aplikace) byly na každém pozemku čtyřikrát opakovány. Plocha sklizňových parcel byla přesně změřena opticky a hmotnost sklizeného zrna zvážena na polních tenzometrických vahách s přesností na 1 kg. Sklizeň byla provedena kombajnem s monitorem výnosu. Ze zrna sklizeného z jednotlivých opakování byly odebrány vzorky pro stanovení potravinářské kvality. Hlavní výsledky tohoto pokusu byly následující.

Výnos

Ke zvýšení výnosu došlo kromě jednoho na všech pokusných pozemcích. Nejvyšší zvýšení výnosu činilo 12,3 %. V průměru se výnos ozimé pšenice na 13 pokusných pozemcích zvýšil o 3,52%, tj. o 197 kg zrna/ha. Podobného zvýšení výnosu zrna ozimé pšenice bylo dosaženo i ve všech ostatních zemích, ve kterých pokus probíhal.

Zvýšení výnosu při variabilní aplikaci N podle N-Sensoru ve srovnání se stejnou dávkou N aplikovanou uniformně - polní pokus Česká republika; ozimá pšenice, 13 pozemků, rok 1999.

Kvalita zrna

Zajištěním optimální dodávky dusíku ve všech částech pozemku se napomůže vyrovnání variability v obsahu lepku a dalších kvalitativních parametrů na celém pozemku a docílí se lepšího zpeněžení sklizně.

V průměru zmíněného pokusu na Znojemsku bylo variabilní aplikací dusíku podle N- Sensoru dosaženo mírného zvýšení obsahu lepku v zrnu, a to o 0,1 procentního bodu (z 28,6 % na 28,7%). Obsah bílkovin se zvýšil ze 14,18 na 14,33 %. Při obdobném provozním pokusu v Německu v roce 1999 bylo dosaženo průměrného zvýšení obsahu bílkovin v zrnu potravinářské pšenice o 0,14 procentního bodu.

Výsledky pokusů ve Velké Británii ukázaly, že při použití N-Sensoru byla variabilita obsahu bílkovin v zrně potravinářské pšenice o třetinu nižší než při aplikaci hnojiva podle současné zemědělské praxe. Snížení variability obsahu bílkovin bylo v testech zaznamenáno i u krmné pšenice.

Účinnost dusíku

N-Sensor má nejen pozitivní vliv na obsah bílkovin a výnos, ale navíc je i šetrný k životnímu prostředí, protože zvyšuje účinnost dodaného dusíku. Dodáváním optimálního množství dusíku do všech částí pozemku se snižuje množství dusíku, které v půdě zůstane po sklizni. Variabilní aplikací podle N-Sensoru se minimalizují potenciální ztráty povrchovým smyvem, vyplavováním a únikem plynného amoniaku. N-Sensor podstatně zvyšuje podíl plochy pozemku, kde množství dusíku dodávaného do půdy odpovídá množství dusíku odebranému zrnem a slámou.

Toto potvrzuje např. britský pokus na jedné z lokalit testovaných v roce 1998. Při aplikaci hnojiva podle současné zemědělské praxe byla aplikační dávka dusíku v rovnováze s potřebou pouze na 35% plochy. Na zbytku plochy aplikační dávka dusíku převyšovala potřebu plodiny. Naproti tomu při použití N-Sensoru se účinnost dusíku zlepšila. Aplikovaná dávka dusíku byla v rovnováze na 44% plochy a nadměrná dávka byla aplikována na pouze nepatrné ploše.

Polehání

Zmenšení plochy na níž je dusík aplikován v nadměrném množství, může rovněž snížit náchylnost obilnin k poléhání, které jinak může mít značný dopad na ziskovost produkce v podobě snížené kvality, menšího výnosu, vyšších předsklizňových i sklizňových ztrát, prodloužené doby sklizně a vyšších nákladů na sušení. Ztráty způsobené poléháním mohou dosahovat v extrémních případech až 50% výnosu. Vizuální vyhodnocení lokalit testovaných v roce 1998 ve Velké Británii, v roce 2000 ve Švédsku a v roce 2001 v České republice ukázalo, že N- Sensor má jednoznačný vliv na redukci polehání.

Provozní přínosy N-Sensoru

N-Sensor byl uveden na trh v roce 2000. Počet N-Sensorů používaných v ČR každoročně stoupá - v roce 2005 již byla touto technologií pohnojena plocha okolo 100 tisíc ha na více než 100 zemědělských podnicích, a to buď vlastním N- Sensorem, nebo N-Sensorem provozovaným službami. Každoročně se zjištují dotazníkem výsledky použití N-Sensoru na zemědělských podnicích v ČR. V průměru respondentů byl výnos pšenice ozimé dosažený na pozemcích hnojených N-Sensorem v těchto podnicích vyšší v r. 2000 o 260 kg/ha, tj. o 5,3%, v r. 2001 o 460 kg/ha, tj. o 8,5% a v r. 2002 o 560 kg/ha, tj. o 10% než výnos z ploch hnojených v těchto podnicích tradičním uniformním způsobem. Tento výsledek potvrzuje větší zvýšení výnosu ve srovnání s běžnou zemědělskou praxí, než je zvýšení, kterého bylo dosaženo v pokusu. Důvodem je to, že ve zmíněném pokusu se porovnává pouze rozdíl mezi variabilní a uniformní aplikací správné dávky dusíku. Na rozdíl od toho, v běžné zemědělské praxi se často aplikační dávka N stanovuje pouze empiricky, což je většinou zdrojem určité chyby. N-Sensor však dokáže jak stanovit optimální průměrnou dávku N pro pozemek, tak i její plošné variabilní rozmístění, čímž eliminuje obě chyby při aplikaci N, ke kterým dochází v běžné praxi. Navíc dochází v mnoha případech při aplikaci podle N-Sensoru k úsporám dusíku ve srovnání s dávkou stanovenou dle zkušenosti.

Ekonomika N-Sensoru

Zhodnotíme-li investici do N-Sensoru pomocí metody IRR (internal rate of return - vnitřní výnosové procento) v období 5 let s použitím údajů uvedených v předešlých částech této prezentace, dojdeme k hodnotě vnitřního výnosového procenta okolo 90% pro velký zemědělský podnik s výměrou ozimé pšenice a ječmene 1000 ha a k hodnotě přes 40% pro podnik služeb, který provede aplikaci na 3000 ha ročnč. Tato čísla jsou velmi výrazně nadprůměrná, nicméně vycházejí při výpočtu IRR pro zemědělské podniky pouze ze zvýšení výnosu plodin. Pokud započteme všechny další přínosy, dojdeme k ještě mnohem lepšímu výsledku.

Shrnutí přínosu Yara N-Sensoru

Přínos pro zemědělský podnik

zvýšení výnosu plodin
zlepšení kvalitativních parametrů produkce
snížení poléhání porostu
snížení sklizňových ztrát a urychlení sklizně
lepší využití aplikovaného dusíku
omezení ztrát nadbytečného dusíku z půdy
zvýšení vyrovnanosti porostu plodin (výnosově i kvalitativně)
úspora morforegulátorů
možnost tvorby map: potřeby N, hustoty porostu, skutečně aplikované dávky N včetně dráhy pojezdu
získání statistických veličin charakterizujících variabilitu pozemku
přesná evidence hnojení dusíkem
zpětná informace o vlivu předchozích agrotechnických zásahů
image špičkového a úspěšného podniku

Přínos pro podnik služeb

konkurenční výhoda - nabídka unikátní nové služby
získání nových zákazníků - zvýšení podílu na trhu
možnost nabídnout komplexní službu - hnojivo + variabilní aplikace
lepší využití stávajících aplikačních strojů
nabídka dodatečné služby - tvorby map
zvýšení kvalifikace zaměstnanců
image špičkového podniku služeb, udávajícího směr dalšího vývoje

Kontinuální vývoj

Od roku 2003 je k dispozici kalibrace N-Sensoru pro variabilní aplikaci N v ozimých obilovinách, oz. řepce, kukuřici, jarním ječmenu a pšenci a v bramborách. Současně probíhá výzkum využití tohoto zařízení pro cukrovku. Další možností je využití N-Sensoru pro ohniskovou a variabilní aplikaci pesticidů. Od r. 2002 se provádí ohnisková předsklizňová aplikace totálních herbicidů v obilovinách. Rovněž se připravuje ohnisková aplikace herbicidů pro širokořádkové plodiny, variabilní aplikace morforegulátorů a fungicidů na základě množství biomasy změřeného N-Sensorem (pokusy 2003 - 2004, praktické využití se připravuje pro rok 2006).