Цифровые технологии: как работает банк данных агрохимических свойств почв Беларуси

IT в помощь агроному

Богатая почва — высокий урожай. Эта прямая зависимость — ключевой фактор продовольственной безопасности. При грамотном земледелии можно достичь рекордных результатов. Но как вести учет и контроль того многообразия полезных веществ, которые необходимы для здоровья почвы? На этот вопрос нашли ответ ученые Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси. Агрохимики составили четкий алгоритм сбора необходимой информации о каждом элементарном участке белорусских пашен и поддержания банка данных в актуальном состоянии. А специалисты в области автоматизации разработали соответствующее программное обеспечение. Система позволяет точно и свое­временно диагностировать любой «недуг» пахотных земель и оперативно передавать эти сведения растениеводам.


С гектара по байту

Сегодня цифровые технологии являются основой многих производственных процессов. В сфере сельского хозяйства цифру впервые применили ученые Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси. Еще в 1980 году белорусские агрохимики разработали методику формирования банка данных агрохимических свойств почвы. Сотрудники Белорусского проектно-технологического института автоматизированных систем управления разработали соответствующее программное обеспечение для ЭВМ ЕС-1022, уже ставшее раритетом. Но тогда это был поистине революционный прорыв в развитии взаимодействия сельского хозяйства и науки. Позже в Институте системных исследований в АПК данное ПО адаптировали к персональным ЭВМ. 

Переходу на цифровые технологии предшествовал большой объем подготовительных работ. Нужно было создать систему кодирования почвенно-агрохимической информации, необходимые планово-картографические материалы, формы документов по учету результатов обследования почвы. 

В банк данных вошел внушительный массив информации, полученной в результате крупномасштабного агрохимического обследования почвы. В электронном архиве учтен каждый элементарный участок полей, площадь которого может колебаться от трех до десяти гектаров. Переведены в коды характеристики почвы: тип, подстилающая и почвообразующая породы, степень увлажнения. Представлены данные о мелиоративном состоянии пахотных земель и глубине пахотного слоя. Внесены результаты агрохимических анализов почвы. Первоначально такие исследования проводились по четырем показателям: кислотность, содержание гумуса и подвижных форм фосфора и калия. Сегодня добавилось еще восемь: дополнительно определяется количество кальция, магния, серы, бора, цинка, меди, цезия-137 и стронция-90.

АСУ не совершит ошибку

Банк данных агрохимических свойств почвы стал основным звеном автоматизированной системы управления плодородием почвы (АСУ). Автоматизированная система на сверхточном уровне ведет учет результатов агрохимического обследования почвы, разрабатывает проектно-сметную документацию на известкование кислых грунтов и планы применения удобрений под рожь, пшеницу, овес, ячмень и так далее. От агрономов требуется только перечень возделываемых культур, планируемая урожайность и номера элементарных участков.

Чтобы исключить ошибки при исследовании почвы и введении информации в банк данных, действует отлаженная система контроля. Специалисты Института почвоведения и агрохимии периодически берут пробы и сравнивают полученные результаты с данными областных проектно-изыскательских станций по химизации сельского хозяйства. Станции химизации осуществляют внутренний контроль, сотрудники института — внешний. В случае ошибки срабатывает своего рода страховочный механизм. Как говорится, достоверность и объективность превыше всего.


В сфере сельского хозяйства цифру впервые применили ученые Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси.

Ежегодно банк данных «тяжелеет» на десятки миллионов знаков. Информация постоянно обновляется. В течение года обследуются сельскохозяйственные угодья в четверти районов страны. В итоге за четыре года происходит полная актуализация данных обо всех пахотных землях. Проводится сравнительный анализ результатов с данными предыдущего обследования. Благодаря анализу совокупности показателей хозяйствам выдаются сводные материалы с характеристиками почвы и агрохимические паспорта полей с учетом положения дел на каждом элементарном участке. Для визуализации результатов исследований агрохимиков составляются совмещенные картограммы по кислотности почвы, содержанию гумуса, фосфора и калия. 

Поле возможностей

Как АСУ решает задачу по достижению запланированных хозяйствами показателей урожайности? Логику автоматизированной помощницы растениеводов расшифровал академик, главный научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси Виталий Лапа:

— В ходе решения этой задачи плановая урожайность дифференцируется по полям, так сказать, с учетом их возможностей. У каждого типа почвы эти возможности свои. Где-то шире, где-то уже. Но почве можно помочь, улучшив ее характеристики с помощью правильно подобранной схемы внесения удобрений.


По мере роста сельскохозяйственных культур происходит вынос полезных веществ из земли. Утраченное нужно возместить. В каких количествах? На помощь агрономам приходит агрохимическая наука и цифровые технологии. Дозы минеральных удобрений определяются балансовым методом с использованием коэффициентов возмещения выноса элементов питания. Здесь важную роль играет содержание фосфора и калия. Для почвы с оптимальным содержанием этих элементов (200—300 миллиграммов на килограмм грунта) дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитываются с учетом стопроцентной компенсации их выноса с будущим урожаем. Там, где содержание фосфора и калия меньше 200 миллиграммов на килограмм, дозы на 20—40 процентов превышают вынос этих элементов. Вносится добавка для обеспечения постепенного повышения их запасов до оптимальных значений. При показателе более 300 миллиграммов на килограмм почвы потери компенсируются частично. Высокий уровень плодородия таких полей позволяет экономить на удобрениях. При расчете доз азотных удобрений есть своя специфика. Учитывается состояние плодородия, уровень планируемой урожайности и гранулометрический состав подкормки. 

План применения удобрений является основным рабочим документом агронома на период весеннего сева и ухода за посевами. Роль агрохимии в борьбе за урожай сложно переоценить. Строго следуя рекомендациям ученых, некоторые передовые хозяйства страны уже получают 100 центнеров с гектара. С помощью новейших технологий одновременно выравнивается плодородие земель и достигается эффективное использование того потенциала, который получен в результате применения удобрений в предыдущие годы.

Внедрение АСУ в систему агрохимического обслуживания сельского хозяйства без преувеличения стало крупным научным достижением в агрохимической науке. Ни в СССР, ни в одной постсоветской республике не было разработок такого уровня. С приходом новых технологий, совершенствованием компьютерной техники и программных комплексов у АСУ плодородия почвы появились новые перспективы развития. В ближайшем будущем ученые планируют расширить возможности системы, усовершенствовать ряд сервисов и в конечном итоге поднять сельское хозяйство страны на более высокий уровень. 

t.shchedrenok@mail.ru
Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter