2 Дәрістік жұмыс
жүктеу/скачать 1,97 Mb.
|
2 Лекция
| 5.1 Топырақты заманауи зерттеу бағдарламалары және бүгінгі таңдағы даму болашағы
Қазіргі заманғы заманауи зерттеу бағдарламаларының бірнеше басым бағыттары бар, олардың ең бастысы мыналар: - астық нарығының жай - күйі және жоғары сапалы өнім өндірудегі дәнді дақылдардың рөлі; - дәлме - дәл егіншілік; - ресурс үнемдейтін технологиялар және топырақ өңдеуді барынша азайту; - өсімдіктердің өсуін реттегіштерді пайдалану; - өсімдік ақуызын өндіру проблемасы және оны шешудегі дәнді-бұршақты дақылдардың рөлі; - далалық және шалғындық жемшөп өндірісінің өнімділігінің жай-күйі мен жолдары. Олардың кейбірін қарастырсақ, қазіргі заманғы өсімдік шаруашылығындағы ресурстарды үнемдейтін технологиялардың негізі ретінде нақты егіншілік болып табылады. Қазіргі әлемдік экономика соңғы он бес жыл ішінде болған әлемнің геосаяси картасындағы өзгерістерге байланысты елеулі өзгерістерді бастан кешуде. Экономиканың жаһандануы, сондай-ақ техникалық және ақпараттық инновациялардың қарқынды дамуы біздің елдің экономикасы үшін белгілі бір міндеттер шеңберін қояды, олардың шешімдеріне Ресейдің таяу болашақта алатын орны мен рөлі тәуелді болады. Ресурсты үнемдейтін жаңа технологияларды енгізу мыналарды қамтамасыз етеді: -халық тығыздығы жоғары елдердің ресурстарға қолжетімділігі; -өңіраралық көлік, сауда және ақпараттық инфрақұрылымды дамыту; -елдердің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Ауыл шаруашылығында ресурс үнемдейтін технологияларды дамыту салаға өндірістің сапалы жаңа деңгейіне шығуға мүмкіндік береді, ол (ауыл шаруашылығын қолдайтын мемлекет саясатындағы белгілі бір өзгерістер кезінде) ауыл шаруашылығы өндірушілеріне шетелдік кәсіпорындармен бәсекелесуге мүмкіндік береді. Ауыл шаруашылығындағы ресурстарды үнемдейтін технологиялардың негізгі элементтерінің бірі - "дәл егіншілік". Нақты егіншілік - бұл өсімдіктердің тіршілік ету ортасының ішкі өзгергіштігін ескере отырып, дақылдардың өнімділігін басқару болып табылмақ. Салыстырмалы түрде айтсақ, бұл егістің әр шаршы метрі үшін оңтайлы басқару көзі болмақ. Мұндай басқарудың мақсаты-ауылшаруашылық өндірісін оңтайландыру, экономикалық және табиғи ресурстарды үнемдеу жағдайында максималды пайда алу болып отыр. Сонымен бірге сапалы өнім өндірудің және қоршаған ортаны сақтаудың нақты мүмкіндіктері ашылады. Мұндай тәсіл, халықаралық тәжірибе мен агрофизикалық ҒЗИ тәжірибесі көрсетіп отырғандай, әлдеқайда үлкен экономикалық әсерді қамтамасыз етеді және ең бастысы, топырақ құнарлылығының молаюы мен ауыл шаруашылығы өнімінің экологиялық тазалық деңгейін арттыруға мүмкіндік беруде. Мысалы, Германиядан келген фермер дәлме-дәл егіншілік элементтерін енгізу кезінде минералды тыңайтқыштарға жұмсалатын шығындарды 30% - ға және ингибиторларға жұмсалатын шығындарды 50% - ға азайта отырып, түсімнің 30% - ға артуына қол жеткізуде. Нақты егіншілік көптеген элементтерді қамтиды, бірақ олардың барлығын үш негізгі кезеңге бөлуге болады: - экономика, егістік алқабы, мәдениет, аймақ туралы ақпарат жинау; - ақпаратты талдау және шешім қабылдау; - шешімдерді орындау, агротехнологиялық операцияларды жүргізу. Дәл егіншілік технологиясын іске асыру үшін борттық ЭЕМ-мен басқарылатын және агротехникалық операцияларды саралап жүргізуге қабілетті қазіргі заманғы ауыл шаруашылығы техникасы; жерге дәл орналастыру құрылғылары (GPS қабылдағыштары); алқаптың әртектілігін анықтауға көмектесетін техникалық жүйелер қажет. Оларға автоматты сынама алғыштар, түрлі сенсорлар мен өлшеу кешендері, егінді автоматты есепке алатын жинау машиналары, ауыл шаруашылығы дақылдарын қашықтықтан зондтау аспаптары және т. б. жатады. Нақты егіншілік технологиясының өзегі (жоғарыда қарастырылғандардан екінші кезең) ауыл шаруашылығы алқаптары картотекасының кеңістік-атрибуттық деректерін автоматты түрде жүргізуді, сондай-ақ өңделетін алқап шегінде сипаттамалардың ауытқушылығын ескере отырып, агротехникалық шешімдерді генерациялауды, оңтайландыруды және іске асыруды қамтамасыз ететін бағдарламалық толықтыру болып табылады. Бірінші кезең техникалық және бағдарламалық қамтамасыз ету тұрғысынан айтарлықтай дамыған. Шетелде GPS/ГЛОНАСС- қабылдағыштармен және борттық компьютерлермен жабдықталған топырақтық автоматты сынама алғыштар, алқаптардың кеңістіктік-бағдарланған электрондық карталарын, жинағаннан кейін бірден алынатын бастырылатын дақылдардың түсімділік карталарын, аэрофототүсірілім және спутниктік суреттер сияқты қашықтықтан зондтау (ДДЗ) әдістерін жасауға арналған геоақпараттық жүйелер белсенді пайдаланылады. Екінші кезең бүгінде ең аз дамыған, бірақ нарықта жиналған ақпаратты талдауға және өндірістік шешімдер қабылдауға арналған бірқатар бағдарламалық өнімдер бар. Бұл негізінен мамандандырылған геоақпараттық жүйелер (ГАЖ), тыңайтқыштардың мөлшерін есептеу бағдарламалары және басқалары. Мысалы, бұл , , , , ,, сонымен қатар , және және басқалары. Агротехнологиялық операцияларды орындау кезеңі, сондай-ақ бірінші кезең қарқынды дамып келеді. Мұнда сұйық және қатты минералды тыңайтқыштарды енгізу, сондай-ақ дәнді дақылдарды егу бойынша операциялар ең озық болып табылады. Тыңайтқыштарды дәл егіншілік технологиясы бойынша енгізу сараланған түрде жүргізіледі, яғни шартты түрде айтқанда, әрбір шаршы метрге дәл осы жерде (алқаптың осы қарапайым учаскесінде) қажетті мөлшерде тыңайтқыш енгізіледі. Енгізу екі режимде жүзеге асырылады- және Айта кететін бір жәйт, бүгінгі таңда минералды тыңайтқыштарды саралап енгізу егіншіліктің нақты кезеңіндегі негізгі элемент болып табылады. Сурет 5.1. Дәл егіншілікке арналған борттық жүйелері бар МТЗ 1221 кабинасы режимі /ГЛОНАСС көмегімен кеңістікте байланысқан тапсырмалар картасын, егістің әрбір элементарлық учаскесі үшін тыңайтқыш мөлшерін стационарлық компьютерде алдын ала дайындайды. Ол үшін тыңайтқыштардың мөлшерін есептеу үшін егіс туралы қажетті мәліметтер жиналады. Егістің әрбір элементарлық учаскесі үшін мөлшерін есептеу жүргізіледі, осылайша (арнайы бағдарламада) карта-тапсырма қалыптастырылады. Содан кейін карта-тапсырма чип-картаға (ақпарат тасығышқа) GPS/ГЛОНАСС-қабылдағышпен жабдықталған ауыл шаруашылығы техникасының борттық компьютеріне ауыстырылады және берілген операция орындалады. GPS/ГЛОНАСС көмегімен далада қозғалатын борттық компьютермен жабдықталған трактор оның орналасқан жерін анықтайды. Орналасқан жеріне сәйкес келетін тыңайтқыштың мөлшерін чип картадан оқиды және тыңайтқыш таратқыштың (немесе бүріккіштің) контроллеріне тиісті сигнал жібереді. Контроллер сигнал алғаннан кейін тыңайтқыш таратқышқа қажетті мөлшерін қояды. Нақты уақыт режиміндегі on-line режимі ауыл шаруашылығына қойылатын талаптарды алдын-ала анықтайды, ал тыңайтқыштардың мөлшері тікелей жұмыс кезінде анықталады. Ауылшаруашылық талаптары, бұл жағдайда тыңайтқыштар мөлшерінің операцияны жүзеге асыратын ауылшаруашылық машиналарына орнатылған сенсор көрсеткіштеріне сандық тәуелділігі болып табылады. Ол үшін Yara © шығарған Hydro-NSensor оптикалық сенсоры қолданылады, ол инфрақызыл және қызыл жарық диапазонында жапырақтар мен биомассадағы хлорофилл құрамын анықтайды. Осы мәліметтер, сондай-ақ өсімдіктің сорты мен фенофазасы туралы мәліметтер негізінде азот тыңайтқыштарының мөлшері анықталады. N-сенсорды (Hydro-N-Sensor) пайдалану үшін сол параметрлерді анықтайтын портативті Ntester құрылғысы қажет. Операцияны орындау нәтижелері (мөлшері мен координаттары, өңделген ауданы, орындау уақыты және орындаушының тегі) чип-картаға жазылады. On-line режимінде борттық компьютер датчиктен деректерді алады, оларды белгілі және жадқа жазылған ауыл шаруашылық талаптармен салыстырады және off-line режиміндегідей схема бойынша контроллерге сигнал жібереді. Қазіргі уақытта on-line режимін пайдалануға мүмкіндік беретін түрлі датчиктерді әзірлеу белсенді жүргізілуде. Бұл жапырақтардағы азот құрамын және дақылдардың арамшөптерін анықтайтын, механикалық, биомассаны, электромагниттік және басқаларды бағалайтын оптикалық сенсорлар болып табылады. Қазіргі заманауи технологиялардың даму тендецияларына келетін болсақ топыртақтың құрамындағы қоректік элементтер қорын анықтау автокөлік корпусына орнатылған үлгісңн алатын арнайы жаңа технологилар қолданылуда. Сынамалар мен агрохимиялық зерттеулер нәтижесінде топырақты талдау өсімдіктің жоғары өнім алумен мен дамуы үшін қажет топырақтың қоректік құрамын анықтау үшін қолданылады. Талдау нәтижелері қолданылатын тыңайтқыштардың түрі мен мөлшерін анықтайды - бұл ауылшаруашылық өндірісінің жетістігіне әсер ететін маңызды факторлардың бірі болып саналады. Жалпы топырақты талдау үш кезеңді қамтиды: атап өтетін болсақ топырақты талдау кезеңіне топырақтың сынамаларын алу кезеңі жатады. Топырақтың үлгілері көлік құралының корпусына немесе кабинасына бекітілген сынамалар арқылы алынады. Сынамаларды іріктеу тереңдігі негізінен 60-тан 120 см-ге дейін, репрезентативті үлгілерді қамтамасыз ететін дұрыс іріктеу әдісін таңдау маңызды болып табылады (сурет 5.2). Сурет 5.2. Автокөлік корпусына орнатылған сынама Бүгінгі таңда еліміздің аграрлық саласын цифрландыру мақсатына көңіл бөліп топыраққа агрохимиялық зерттеу жұмыстарын жүргізу барысында автоматтандырылған WINTEX 1000S техникасын пайдаланады. Топыраққа агрохимиялық зерттеу жұмысын жүргізуде, бірінші кезекте топырақ үлгілері алынатын нүктелерді белгілеуден бастайды. Бұл жұмыстарды негізінен Trimble Field Level 2 бағдарламасы бойынша жүзеге асырады. Планшетте топырақ үлгілері алынатын нүктелерді сызып алған соң, сол сызық бойымен жүріп отырып танаптың 0-30 см тереңдігінен топырақ үлгілері алынатын болады. Белгіленген координаталардан немесе нүктелерден алынған топырақ үлгілері алдын ала сандық көрсеткіштермен белгіленген немесе цифрландырылған қазықтан алынады. Осыдан кейін топырақ үлгілерін агрохимиялық зерттеу зертханасына беріледі. Қазіргі уақытта елдің ауылшаруашылық тауар өндірушілері негізінен топырақтың жағдайын анықтау үшін алты көрсеткішке тапсырыс береді: азот, фософор, калий, күкірт, қарашірік және рН. Зертханалық талдау жұмыстары нәтижелерінде алынған 6 көрсеткіштің мәліметіне сүйене отырып топырақтың агрохимиялық картограммасы жасалынады. Зертханалық талдаулар нәтижесінде алынған мәліметтерден топырақтың агрохимиялық картограммасын жасаумен қатар (біздің) ғалымдар егістік дақылдардың жоспарлы өнім алу үшін минералды тыңайтқыштарды енгізудің оңтайлы мөлшерлерін ұсынатын болады. Агрохимиялық картограммалардың мәліметтері арнайы техникаларға жүктеу немесе енгізу арқылы егістік алқапта топырақтағы қоректік элементтерін ескере отырып минералды тыңайтқыштарды дифференциалды түрге енгізуге болады. Қазіргі кезде минералды тыңайтқыштарды дифференциялдар енгізетін RAUCH секілді бренд маркалары әлемде кең тараған. Егіншілік жүйесінің бір элементі болып табылатын минералды тыңайтқыштарды енгізудің дифференциалды әдісі өсімдіктерге енгізілетін тыңайтқыштарды үнемдеудің бірден-бір жолы болып табылады. Мамандандырылған бағдарламалық қамтамасыздандыруға ең маңызды заттар, ең алдымен N, P, K, сонымен қатар кейбір жағдайларда басқа элементтер мен қосылыстар туралы зерттеулердің нәтижелері енгізіледі, бұл нәтижені өңдеуге және топырақтағы химиялық элементтердің таралу картасын алуға мүмкіндік береді. Бұл карта дифференциалды қолдану үшін технологиялық картаны құру кезінде, сондай-ақ тыңайтқыштар мен өсімдіктерді қорғау құралдарының қажетті мөлшерін есептеу кезінде шешім қабылдау кезінде қолданылады. Өнімділік датчиктеріне келетін болсақ, сымсыз сенсорларды орналастырып, нақты уақытта егістік жағдайын, топырақ ылғалдылығының деңгейін және басқа да маңызды параметрлерін қашықтықтан бақылауға мүмкіндік береді (сурет 5.3). Осы өнімділік датчиктерінің пайдаланудың артықшылықтарына: шикізат пен материалдардың – отынның, тұқымның, тыңайтқыштардың, судың және де сол сияқты басқа да шығындарын оңтайландыру; пайдаланылатын алқаптардың өнімділігін арттыру; алынатын өнімдерінің сапасын жақсарту; қоршаған ортаға тигізетін теріс әсерін төмендету. Алайда, осындай технологияларды енгізу барысында белгілі бір кемшіліктер орын алады. Ең басты кемшілігі заманауи жаңа технологиялардың қымбаттылығы. Бұл технологияларды енгізуге көптеген ауыл шаруашылық кәсіпорындары жетіспейтін аз қаражат қажет. Сонымен қатар, іс жүзінде қазіргі заманғы күрделі компьютерлік технологиялары туралы сөз болып отыр. Ауылдық жерлерде дәл егіншілік жүйесінің девайстарына қызмет көрсете алатын мамандарды табу оңай емес. Осы кемшіліктерінің біріне практикалық тәжірибенің болмауы да жатады себебі, қазіргі заманауи технологиялар мүлдем жаңа, оған қоса олар тез өзгеріп әрдайым жетілдіріп отырады. Осылайша, жылдам техникалық прогресс оларды қолданудың жеткілікті тәжірибесі жоқ, демек, оларды қандай да бір жағдайларда қолданудың тиімділігін барабар бағалау мүмкін емес екендігін білдіреді. Сурет 5.3. Өнімділік датчигі Жүйені кез-келген комбайнға орнатуға болады; оған GPS қабылдағышынан басқа мыналар кіреді: бункердегі астық көлемінің оптикалық сенсоры, дән ылғалдығының датчигі, көлденең және бойлық ауытқулар үшін сенсор, анықтауға арналған электронды есептеу модулі кірістілік, борттық ақпараттық жүйе, жад картасы және калибратор. Датчиктердің көрсеткіштері негізінде комбайн элеваторындағы астықтың көлемдік мөлшері және оның ылғалдылығы анықталады. Жүйені енгізудің оң әсері - агрохимиялық талдау карталары мен шығымдылық карталарын ескере отырып, шашыратқыштар мен жаңбырлатқыштарға арналған технологиялық карталарды дайындауға байланысты жайылған тыңайтқыштар мен химиялық заттардың мөлшерінің азаюы. Талдау компьютерде кірістілік картасы мен ылғалдың таралуына негізделген мамандандырылған бағдарламаны қолдану арқылы жүзеге асырылады. Жалпы қазіргі таңдағы заманауи технологиялары бойынша дифференциалды қолдану жүйелері қолданыста болып жатыр. Тыңайтқыш шығынын азайту және өнімділікті арттыру мақсатында технологиялық картаға сәйкес егістікке сұйық және қатты тыңайтқыштар мен пестицидтерді дифференциалды қолдану дифференциалды қолдану жүйелерімен қамтамасыз етілген, оның ішінде: кіріктірілген DGPS қабылдағышы бар борттық компьютер, EGNOS GPS антеннасы, сыртқы жүйелермен алмасу және бағдарламалық қамтамасыздандыру үшін чип картасы орнатлыған (сурет 5.4). Сурет 5.4. Дифференциалды қолдану жүйесі Бағдарламалық қамтамасыз ету құралдарымен пайдалану процесінде агрохимиялық зерттеу нәтижелері бойынша технологиялық аппликациялық карталар және танаптардың шығымдылығы карталары жасалады. Алынған ақпарат чип-карта арқылы борттық компьютерге жіберіледі. Алынған аппликациялық карта негізінде жүйе агрегаттың мобильді терминалы арқылы дозаторларды автоматты басқаруды қамтамасыз етеді. Жүйені енгізудің оң әсері: шашыраңқы тыңайтқыштар мен химиялық заттардың мөлшерін азайту және өнімділікті арттыру жұмыстарын қамтамасыз етеді. жүктеу/скачать 1,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|