В Амурской области с учётом перспективного плана развития животноводства потребность в зерне кукурузы составляет примерно 140…150 тыс. тонн. Министерством сельского хозяйства Амурской области реализуется программа поддержки хозяйств, практикующих возделывание кукурузы на зерно [3].

Рис. 1. Динамика посевных площадей кукурузы 

Предмет исследования – технология возделывания кукурузы на зерно в почвенно-климатических условиях Амурской области.

Цель исследования – проведение анализа применяемых технологий возделывания кукурузы на зерно с учетом зональных особенностей Амурской области.

Методы исследований: в работе использовали аналитический и сравнительный методы исследований.

Результаты и обсуждение. Технологии возделывания кукурузы на зерно в Амурской области в значительной степени схожи с технологиями возделывания сои. Предшественником для кукурузы практически всегда выбирают сою. Обработку почвы в наиболее развитых хозяйствах успевают произвести осенью, сразу после уборки предшественника, которая осуществляется тяжёлыми широкозахватными агрегатами, состоящими из почвообрабатывающей машины (дискаторов, культиваторов или комбинированных машин) и тяжёлого трактора тягового класса 5…7. Предпосевную обработку почвы начинают с весеннего закрытия влаги пружинными и зубовыми тяжёлыми боронами. Также проводят предпосевную культивацию или боронование совместно с внесением почвенных гербицидов. Посев осуществляют в основном специализированными сеялками и посевными комплексами с точным высевом семян с расстоянием междурядий не менее 70 см.

Выбор гибрида кукурузы – вопрос, определяющий успех и эффективность, а рынок сегодня пестрит не всегда убедительными предложениями [2]. Хозяйства области отдают предпочтение районированным и прошедшим испытания на Тамбовском ГСУ и в агроцентре фирмы «BASF» скороспелым сортам и гибридам кукурузы, как отечественной, так и зарубежной селекции: Ладожский-191, Машук-175, Краснодарский-194, Катерина СВ, Машук-175 МВ,Фалькон, Бюрли, Клифтон, ТК-95.

Для уборки кукурузы применяются два основных способа: первый – со сбором очищенных початков и измельчённой листостебельной массы кукурузоуборочным комбайном, второй – со сбором обмолоченного зерна и измельчённых стеблей зерновым комбайном, оборудованным кукурузоуборочной приставкой [1].

В Дальневосточном научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства ведутся исследования по проектированию зональной технологии возделывания кукурузы на зерно с учётом почвенно-климатических особенностей области.

Климатические условия Приамурья (гидротермический режим муссонного климата, неравномерное распределение тепла и влаги, резкие колебания дневных и ночных температур,короткий безморозный период) вносят свои коррективы в технологию возделывания кукурузы.

Таблица – Агроклиматические условия основных сельскохозяйственных зон Амурской области

Характерные особенности весны: поздние от 2 до 13 дней от среднемноголетней даты прекращение заморозков в воздухе и на почве;низкая относительная влажность воздуха в апреле-мае (менее 30%); продолжительность безморозного периода составляет от 90 до 153 дней. Поэтому необходим набор высокопродуктивных холодостойких гибридов и сортов кукурузы с ФАО от 150 до 310 (ФАО – условный показатель спелости кукурузы принятый Международной организацией по продовольствию и сельскому хозяйству при ООН). Лето отличается высоким температурным режимом, засушливыми суховейными условиями, почвенной засухой в течение июня, первой и второй декады июля [4].

Для определения влияния почвенно-климатических условий на технологию возделывания и на состояние растений, заложен хозяйственный опыт в 4-х хозяйствах области (отслеживались технологии). Фенологические наблюдения показали, что в ОАО «Луч» Ивановского района и на полях Белогорского участка ОАО «Амурагрокомплекс» зарегистрирована задержка на декаду сроков посева, замедление роста: в фазу выбрасывания метёлки высота растений составляла в среднем 70-80 см.

Рис. 2. Фазы развития кукурузы в исследуемых хозяйствах

По другим хозяйствам выпавшие осадки нивелировали отставание, но из за низкой влагообеспеченности фаза молочной спелости наступила на 6-11 дней, а фаза полной спелости на 8-11 дней позже оптимального срока.         Результаты наблюдении за фазами развития кукурузы представлены на рисунке 2.

Уход за посевами заключался в опрыскивании гербицидами с внесением удобрений, механическая обработка почвы не применялась. Таким образом, возделывание кукурузы на зерно в Амурской области ведётся по экстенсивным технологиям, имеющим высокий уровень зависимости от складывающихся погодных условий.

Проведенный в 4-х кранной повторности хозяйственный опыт подтвердил влияние особенностей климата на формирование  урожая, для достоверности результатов наблюдений опыт будет продолжаться в течении трех лет по каждому хозяйству.

Но полученные предварительные результаты говорят о том, что в каждом хозяйстве необходимо иметь несколько гибридов с различным числом ФАО. Это стабилизирует урожайность кукурузы в любой год (холодный или тёплый), она меньше подвержена неблагоприятным условиям в критический период, который не совпадает у гибридов разной спелости [5].

В сельском хозяйстве программное обеспечение Exactfarming (точное земледелие) имеет большой потенциал для составления цифровых карт посевных площадей, а также улучшения и управления их производительностью путем обработки данных со спутников Земли. Особенность этой программы в том, что она позволяет получать обновленные изображения поверхности каждые 3-4 дня из-за использования космических данных с нескольких спутников.

Это программное обеспечение автоматически использует NDVI (нормализованный разностный вегетационный индекс). Он позволяет определить состояние развития растений на исследуемой территории, пожароопасных зонах, а также дать эффективную оценку сельскохозяйственной и пастбищной продуктивности сельского хозяйства. Этот метод в основном использует спектральные свойства лучей, падающих на растения.

Согласно программе, после создания цифровых карт посевных площадей, урожайность сельскохозяйственных культур увеличивается за счет регулярного мониторинга, изучения и своевременной корректировки площади в течение нескольких лет на основе тарифных возможностей. За любой культурой ведется наблюдение от урожая до урожая. На рисунке ниже показан анализ состояния нормального роста пшеницы на пшеничных полях согласно снимкам из космоса, сделанным в апреле (Рисунок 1).

Рисунок 1. Демонстрация экспрессии NDVI в выращивании пшеницы

С момента посева 1-го пшеничного поля на 81,05 га на карте (15 октября) до 15 апреля 2019 года на космических снимках расчет NDVI проводится регулярно и урожай нормируется путем исправления недостатков (рисунок 2).

Рисунок 2. Анализ роста пшеницы на основе регулярного мониторинга 1-го пшеничного поля

Последовательность роста пшеницы на рисунке различается по цвету, но цвет на снимке из космоса, созданном 10.02.2019 г., показан красным. Это связано с тем, что 10 февраля выпал снег, и большая часть пшеницы осталась под ним. Каждый цвет в полях сообщает о состоянии роста растений. Эта информация хранится в программе несколько лет. Она гарантирует, что продуктивность и урожайность этих площадей автоматически рассчитывается путем сравнения и анализа данных, собранных о полях.

В 2020 году под посев озимой пшеницы обследовано 14,92 га пшеничных полей в Халачском районе. Это отслеживалось обработкой снимка из космоса, сделанного со спутников 03.11.2020 г. В результате темпы роста пшеницы на посевной площади были разными. Это потому, что в этом районе есть несколько фермеров-арендаторов. Эти области также можно просмотреть на карте расчетов NDVI пшеничного поля. На 1-м и 2-м местах красного цвета на этом пшеничном поле всхожесть пшеницы была хорошей, и зародыши пшеницы были хорошо покрыты. Высота пшеницы также около 5-6 см. Причина, по которой эта земля отличается от других арендодателей, заключается в том, что эти земли были засеяны на 10-15 дней раньше, чем другие земли. Затем были посажены 3-е и 4-е места. Эти участки еще не созрели и невысоки, но скорость роста пшеницы, занявшей 4 место, ниже, чем у других. Последние посевные площади 5, 6, 7 – это участки, которые еще не проросли (Рисунок 3). Расчеты NDVI, проведенные 3 ноября, обрабатывались и контролировались, а также проводились различные эксперименты и анализы.

Рисунок 3. Наблюдение за пшеничным полем Халачского района (03.11.2020 г.)

Затем мы повторно проанализировали снимки из космоса с недавно полученными расчетами NDVI от 8, 13, 18, 23 числа месяца. Согласно исследованию, 8 и 13 числа этого месяца рост пшеницы был нормальным, но 18 ноября погода на этих полях была холодной и пасмурной. Поэтому мы заранее определили его через программу, чтобы не было возможности повторно проанализировать снимки из космоса того дня. 23 ноября погода стояла ясная. Мы проанализировали снимок из космоса, сделанный в тот день (рис. 4).

Рисунок 4. Наблюдение за пшеничным полем Халачского района (23.11.2020 г.)

Как видно из рисунка, скорость роста пшеницы на поле меняется и увеличивается. Кое-где рост хороший, несмотря на то, что пшеницу засевают позже. На первой посевной площади (1-й участок) на пшеничном поле желтые площади, то есть 0,54 га, опережают нормальный рост. Продолжительное пожелтение желтой области означает, что это вызвано технической неисправностью. Вы можете увидеть состояние уровня земли. При этом на участках 5 и 6, засеянных на общей площади 2,46 га, то есть на северо-западной стороне пшеничного поля, а также на восточной стороне 6-го участка, всхожесть и рост ниже. Важно отметить различия и определить причину на основании различных исследований. Исследования показали, что путем исправления недостатков повышается урожайность за счет нормального роста, и принимаются необходимые меры для следующего цикла урожая. Наблюдение за этим пшеничным полем продолжается.

Эта программа предоставляет прогнозы погодных условий на исследуемых полях в разделе мониторинга за 7 дней. В разделе погодных данных программа показывает самую высокую, нормальную, низкую температуры, количество активной температуры, среднегодовую активную температуру, количество осадков, среднегодовое количество осадков, степень влажности и давления в виде чисел и диаграмм. На основе данных о погоде на полях планируется и выполняется ряд мероприятий, таких как подготовка полей к посеву, вспашка, посадка, внесение удобрений, орошение полей и сбор урожая.

Рисунок 6. Мультиспектральный дрон P4

Важность использования дронов в сельском хозяйстве сегодня является одной из ведущих в мире среди сельскохозяйственных стран с созданием цифровой карты посевных площадей, повышающей их продуктивность за счет удаленного мониторинга. По словам специалистов, работающих в этой области, отмечается, что в будущем уровень использования дронов в сельском хозяйстве будет до 80% (Рисунок 6). Сегодня новейший мультиспектральный дрон P4, производимый частной компанией SZ DJI Technology в Китае, очень эффективен в сельском хозяйстве Китая. Этот дрон может летать 30 минут с большой вероятностью полета, удерживая сигнал на расстоянии до 7 км. Устройство имеет 6 специализированных камер высокого класса, каждая из которых работает в соответствующем спектральном диапазоне. Устройство подключается к системе GPS через Интернет 4G или Wi-Fi. Перед запуском цифровая карта поля рисует траекторию направления дрона, так что устройство автоматически переворачивает NDRE (спектральная кривая между красным и инфракрасным спектрами) и сигнал NDVI растений, летя в указанном направлении. Точные данные получаются в результате выполнения этих двух выражений (рисунок 7).

Рисунок 7. Просмотр электронной карты NDRE и NDVI посевных площадей на экране с дрона P4

Разрешение данных, полученных с помощью устройства, очень высокое и варьируется в зависимости от точности, размер каждого пикселя составляет 3-4 см. Это позволяет вам точно видеть онлайн, какие растения растут на фермах, а чего не хватает прямо сейчас.

Использование таких методов в управлении сельским хозяйством нашей страны позволит повысить урожайность за счет своевременного контроля за ходом работ на сельскохозяйственных полях, регулярного мониторинга развития растений, своевременного улучшения управления урожаем, правильного управления землепользованием, обработки почвы, выявления опасных зон, а также перевести сельское хозяйство на цифровую систему.