Современные технологии внесения гербицидов

Борьба с сорными культурами на полях отнимает много времени, сил и средств. Чтобы обеспечить чистоту посевов, необходимо неоднократно и своевременно удалять сорняки, оказывающие негативное влияние на развитие культурных растений, а в результате на качественные и количественные показатели их урожайности. На смену наиболее древнему и трудоемкому ручному методу удаления сорных растений пришли современные способы борьбы с сорняками, среди которых выделяют три основных направления: механическое, севооборотное и химическое.

Механический способ предусматривает применение метода глубокой заделки семян сорных растений в грунт с последующей культивацией или метода провокации. Предварительное проведение осенней вспашки приводит к попаданию семян сорняков на значительную глубину, а корневой системы – на поверхность, в результате чего корни уничтожаются действием зимних морозов, а проростки семян не могут пробиться на поверхность почвенного слоя. Провокационный метод заключается в создании наиболее благоприятных условий для прорастания семян сорных растений и дальнейшего их развития с последующим максимально возможным уничтожением всходов и ростков. Проводится на участках с высоким уровнем засорения, в теплое время года и при отсутствии посадок культурных растений.

Севооборот – один из основных методов борьбы с сорняками. Он заключается в мероприятиях, направленных на соблюдение основных правил чередования сельскохозяйственных культур с различными технологиями выращивания. При этом возможно использование всех возможных механических, биологических и химических приемов, способствующих ликвидации засоренности полей и участков до экологически безопасного уровня.

Химический способ борьбы с сорняками, начало которому было положено в двадцатом веке – наиболее результативный и популярный среди остальных. Хотя активное применение в земледелии химических веществ оказало большое влияние на развитие сельского хозяйства, принося существенные выгоды, оно также вызвало много побочных эффектов, негативно влияющих на здоровье человека, животных и окружающей среды. Легкость, доступность и простота применения, невысокая стоимость в сочетании с недостаточным знанием о последствиях чрезмерного использования гербицидов и других препаратов СЗР (средств защиты растений) привели к опасным последствиям. Чтобы уменьшить количество химических веществ, применяемых в земледелии, ведутся разнообразные исследования, в результате которых разрабатываются более эффективные методы распыления, способные снижать дозу препаратов и контролировать направленность их действия, максимально уменьшая токсичное воздействие рабочих растворов на окружающую среду.

С развитием эры точного земледелия, технологии обработки полей гербицидами претерпевают некоторые изменения. Сегодня в передовых фермерских хозяйствах, в частности, на востоке штата Вашингтон (США) применяется точечное распыление гербицидов, позволяющее экономить от 20% до 90% рабочего материала.

Усовершенствованная нидерландской компанией технология WEEDit основана на применении сенсорных датчиков, инфракрасного излучения и специальных форсунок, разбрызгивающих раствор гербицида предельно точно на сорное растение. 

Действующая жидкость покрывает площадь не более 3,5 см2, обрабатывая лишь обнаруженный датчиками сорняк. При этом остальная почва остается чистой от гербицида. Технология WEEDit усовершенствовала доступный ранее метод точной обработки сорняков путем внедрения автоматической калибровки. Если раньше калибровка системы зависела от точных действий оператора, то теперь система калибруется самостоятельно, с частотой до 50 раз в секунду. Это позволяет очень точно, с нужной скоростью и направлением распылять гербицид на сорняки, избегая влияния скорости движения и колебаний самого распылителя.

Подобное оборудование можно устанавливать на любой тип опрыскивателя. Большое преимущество новой технологической системы состоит в том, что она может использоваться в любое время суток, как днем, так и ночью, поскольку сенсоры обнаруживают сорняки благодаря инфракрасному излучению. Технология WEEDit рассчитана на скорость движения опрыскивателя до 24 км/час. Система очень проста в управлении. Несмотря на ее довольно высокую стоимость (порядка 100 тыс. $), она полностью окупается уже через 2 года эксплуатации.

Эта же технология (WEEDit) и подобная ей технология WeedSeeker в последние годы успешно применяются аграриями Бразилии, и получили их полное одобрение. Системы отличаются лишь способом распознавания сорняков. Если WEEDit идентифицирует растения по свечению хлорофилла в инфракрасных лучах, то WeedSeeker реагирует на коэффициент отражения в двух спектральных полосах. Обе технологии характеризуются сверхвысокой скоростью работы клапанов, регулирующих открытие-закрытие форсунок, производящих распыление гербицидов.

Все же точность распознавания сорных растений этими системами не вполне удовлетворяет требования аграриев. В настоящее время американской компанией Blue River Technology продолжаются разработки «умной машины», вооруженной искусственным интеллектом, которая способна идеально распознавать сорные растения с помощью изображения RGB (параметры листьев) и анализа данных гиперспектральных камер (световое отражение растений).

Параллельно с этими разработками некоторые британские компании проводят испытание аналогичных систем, оснащенных устройствами визуализации, которые не только идентифицируют растения, но и определяют их размер, и в зависимости от этого регулируют необходимое количество препарата, достаточное для уничтожения сорняка.

Таким образом, внедрение передовых технологий и методов распыления гербицидов направлено не только на получение экономического эффекта за счет уменьшения расходов препаратов, но и на улучшение экологической ситуации, поскольку ощутимо снижает губительное действие химических соединений на окружающую среду.