Azoto panaudojimo efektyvumas. Naudojimo atvejis iš LVA – „John Deere“ atstovo iš Vokietijos.

Dinamiškame šiuolaikinio žemės ūkio pasaulyje ūkininkai susiduria su daugybe iššūkių, įskaitant klimato kaitos poveikį, didėjančias trąšų kainas ir neatidėliotiną poreikį taikyti aplinkai tvarią praktiką. Svarbiausias iš šių iššūkių yra azoto, svarbios maistinės medžiagos, valdymas, kuri, netinkamai valdoma, gali turėti didelių pasekmių aplinkai.

Tačiau šių sudėtingumų fone iškyla du rodikliai, kurie gali būti sprendimai ir pakeisti žaidimo taisykles: azoto panaudojimo efektyvumas (NEU) ir azoto įsisavinimas (NUS). NEU ir NUS siūlo naują žemės ūkio praktikos paradigmą, iššūkius paversdami tvaraus ir efektyvaus ūkininkavimo galimybėmis.

„John Deere“, pirmaujanti žemės ūkio įrangos gamintoja, atlieka esminį vaidmenį sprendžiant šiuos iššūkius. Naudodama savo „HarvestLab GrainSensing“ sistemą, ji teikia svarbius duomenis apie žalius baltymus, kurie leidžia geriau suprasti azoto dinamiką pasėliuose. Be to, „John Deere“ remia modernių technologijų integravimą, kad žemės ūkis taptų tvaresnis.

Šiose paieškose „John Deere“ atstovybės, tokios kaip LVA, yra svarbiausi sąjungininkai. LVA, novatoriška „John Deere“ atstovybė Vokietijoje, glaudžiai bendradarbiauja su ūkininkais, kad integruotų naujas technologijas ir įgyvendintų pažangias agronomines strategijas. Jų vaidmuo yra labai svarbus padedant ūkininkams įveikti šiuolaikinio žemės ūkio sudėtingumą, užtikrinant, kad jie kuo geriau išnaudotų turimas technologijas savo praktikai optimizuoti.

Derlingoje Magdeburgo Bördės dirvoje slypi „Baumgärtel GbR“ – šeimos ūkio, turinčio 30 metų žemės ūkio paveldą, kuriame kviečiai yra vienas iš pagrindinių augalų, istorija. Šiame ūkyje tikslus azoto valdymas yra daugiau nei vien derliaus optimizavimas: tai įsipareigojimas tvariam žemės ūkiui, susiduriant su pasauliniais aplinkosaugos iššūkiais.

„GeoPard“, kaip pirmaujanti tiksliojo ūkininkavimo programinės įrangos tiekėja, veikia kaip jungiamoji grandis, jungianti šiuos ramsčius – „John Deere“, LVA ir tokius ūkininkus kaip „Baumgärtel GbR“. „GeoPard“ supaprastina duomenų valdymą ir automatizuoja analitinius procesus, paversdama duomenis praktinėmis įžvalgomis. Šiuo atveju jų dėmesys azoto naudojimo efektyvumui suteikia galimybę ūkininkams peržiūrėti ir tobulinti savo praktiką, užtikrinant tvarumą ir efektyvumą kiekviename savo veiklos aspekte.

Azoto valdymas Baumgärtel ūkyje

Baumgärtelių šeima, vadovaujama Friedricho Baumgärtelio, išnaudoja duomenimis pagrįsto žemės ūkio potencialą, siekdama tobulinti savo tręšimo strategijas ir diegti naujus metodus, siekdama pagerinti savo agronominę praktiką.

Svarbiausia jų strategijos dalis – azoto valdymas. 2023 metai Magdeburgo miške atnešė drėgną pavasarį ir sausą vasaros pradžią, todėl derlius buvo vidutinis. Kad prisitaikytų prie tokių sąlygų, Baumgärtel šeima naudojo konkrečiai vietai pritaikytus metodus, kad tiksliai pritaikytų azoto naudojimą.

Be to, jie panaudojo „HarvestLab GrainSensing“ sistemą žalių baltymų kiekiui nuimtuose grūduose matuoti. Vėliau, naudojant „GeoPard“, buvo įvertintas pasėlių azoto sunaudojimas, o tai leido labai tiksliai apskaičiuoti azoto panaudojimo efektyvumą (NEU).

Baumgärteliams azoto naudojimo efektyvumas (NDV) tapo esminiu rodikliu. Jis nustato sritis, kuriose reikia pakoreguoti azoto naudojimo strategijas. Zonose, kuriose NNV nukrenta žemiau 80%, jie planuoja kitą sezoną sumažinti azoto naudojimą. Priešingai, vietovėse, kuriose NNV viršija 100%, reikia atlikti išsamią analizę, ir, jų manymu, šiam iššūkiui įveikti reikės kelių sezonų kruopštaus stebėjimo ir mokymosi.

LVA ir „GeoPard Agriculture“ bendradarbiavimas

2022 m. buvo sudaryta strateginė sąjunga tarp „GeoPard“ ir LVA žemės ūkio technikos įmonės „Altenweddingen“, novatoriškos „John Deere“ atstovybės Vokietijoje. Šis bendradarbiavimas gimė iš bendros vizijos panaudoti išsamius „John Deere“ duomenis į praktines įžvalgas lauke.

Nuo to laiko partnerystė plėtėsi, daugiausia dėmesio skiriant novatoriškiems ūkininkavimo praktikos gerinimo būdams, priimant duomenimis pagrįstus sprendimus. Tolesniuose skyriuose apžvelgsime, kaip ūkininkai maksimaliai išnaudoja azotą.

Michaelas Eckhardtas, Tiksliosios žemdirbystės skyriaus vadovas LVA, minėjo: “Sinergiją tarp „GeoPard“ ir LVA sudaro daugiau nei vien verslo partnerystė; tai įsipareigojimas pakeisti taikomąją agronominę praktiką, priimant duomenimis pagrįstus sprendimus.“.

Šis bendradarbiavimas skirtas suteikti ūkininkams geresnes agronomines įžvalgas. LVA, teikdama išplėstas agronomines paslaugas, naudoja „John Deere“ įrangos, tokios kaip „HarvestLab GrainSensor“ sistema, privalumus svarbiausiems duomenims rinkti.

Kita vertus, ’GeoPard” analitinė sistema apdoroja šiuos duomenis ir teikia praktinę informaciją. Kartu ši partnerystė sudaro aljansą, kurio tikslas – gerinti ūkininkų praktiką (pvz., azoto valdymą), derinant geriausius technikos ir programinės įrangos sprendimus.“

Duomenų rinkimas ir paruošimas

Šios duomenimis pagrįstos žemės ūkio evoliucijos centre yra Sklandi „GeoPard“ ir „John Deere“ operacijų centro integracija. Šis bendradarbiavimas iliustruoja esminį „John Deere“ vaidmenį teikiant prieigą prie duomenų per savo API – tai žingsnis, kuris gerokai praturtina iš žemės ūkio laukų gaunamą duomenų srautą.

Integracija užtikrina, kad vos tik operacijos dokumentuojamos „John Deere“ operacijų centre, „GeoPard“ jas greitai surenka. Šis neatidėliotinas duomenų paieškos procesas apima derliaus nuėmimą (įskaitant žalių baltymų ir degalų sąnaudų duomenis) ir tokias sritis kaip purškimas, tręšimas, sėja ir žemės dirbimas.

Šis supaprastintas ryšys nėra išskirtinis „John Deere“; pagrindinis „GeoPard“ platformos principas yra jos suderinamumas su įvairiais technikos duomenų teikėjais, palengvinantis ryšį per API.

Duomenims sklandžiai tekant į „GeoPard“ sistemą, augintojai gali gauti beveik realiuoju laiku gaunamas analitines įžvalgas. Šis greitas duomenų perdavimas yra automatizuotų analitinių rinkinių, tokių kaip azoto panaudojimo efektyvumo analizė, pagrindas, užtikrinantis, kad augintojai turėtų savalaikes ir veiksmingas įžvalgas.

Laukas

2023 m. „Baumgärtel GbR“ susidūrė su iššūkiu optimizuoti augimą lauke. Siekiant šio tikslo, azotas buvo naudojamas keturis kartus, pradedant nuo kietųjų dalelių azoto (SSA) vasario mėnesį, o vėliau tris kartus pavasarį – nuo dirbtinių trąšų (AHL). Šie panaudojimai lauke buvo tiksliai suderinti naudojant konkrečiai vietai pritaikytą metodą. Be to, „HarvestLab GrainSensing“ sistema atliko lemiamą vaidmenį atskleidžiant žalių baltymų pasiskirstymą nuimtuose grūduose.

Derlius

Ištirkite naujausio, 2023-08-08, derliaus subtilybes per toliau pateiktas ekrano kopijas. Šis svarbus duomenų rinkinys, kurį „GeoPard“ automatiškai ir sklandžiai gavo iš „John Deere“ operacijų centro, iliustruoja subtilią pusiausvyrą tarp žalių baltymų ir drėgnosios masės duomenų sluoksnių, užfiksuotų derliaus nuėmimo metu.

Nors derliaus duomenys kartais gali skirtis, jų įgyvendinimas Derliaus kalibravimas žymiai padidina analitinį tikslumą. Tai užtikrina patikimas įžvalgas net ir esant išskirtinėms vertėms, tokioms kaip 19 t/ha kviečių. Kalibruota „WetMass“ (liet. drėgnoji masė) pavaizduota žemiau.

Tręšimo operacijos naudojant azoto produktus

Visą 2023 metų sezoną kviečių pasėliai buvo tręšiami kruopščiai suplanuotu azoto naudojimo režimu, apimančiu keturis skirtingus apdorojimus. Tai apėmė SSA produktų panaudojimą 2023-02-23, po to tris pavasarinius AHL produktų azoto panaudojimus 2023-03-18, 2023-04-06 ir 2023-05-13. Tikslus kiekvieno apdorojimo metu panaudotas kiekis pateiktas pateiktose ekrano kopijose.

„GeoPard“ atliko itin svarbų vaidmenį šiame procese, sklandžiai gaudama šiuos duomenų rinkinius iš „John Deere“ operacijų centro. Šis efektyvus duomenų gavimas sudarė sąlygas atlikti išsamią azoto panaudojimo efektyvumo (NEU) ir azoto įsisavinimo (NU) analizę. Gilindamiesi į šiuos duomenis, mes paverčiame neapdorotą informaciją vertingomis įžvalgomis, atverdami kelią patobulintoms agronominėms operacijoms ir strategijoms.

Bendras panaudotas azotas

Bendras panaudoto azoto kiekis (BAL) apskaičiuoja bendrą lauke panaudoto azoto kiekį, pateikiamą absoliučiais skaičiais kg/ha. Šis rodiklis apskaičiuojamas susumavus faktinį azoto produktų kiekį, panaudotą per visą auginimo sezoną.

Siekiant užtikrinti didžiausią vertinimo tikslumą, buvo naudojami tik faktiniai panaudoti duomenys, neįtraukiant tikslinių ir planuotų skaičių. Toks metodas taip pat atsižvelgia į vietas, kuriose azotas buvo per daug arba per mažai panaudotas.

Atidžiau panagrinėję, ištyrėme kiekvieną kvadratinį metrą, kad augintojai galėtų išsamiau suprasti azoto kiekį, naudojamą vienam hektarui. Žemiau pateiktame žemėlapyje apibendrinta informacija iš visų keturių azoto panaudojimo būdų, pateikiant vieningą sezono panaudoto azoto pasiskirstymo vaizdą.

Visi pateikti statistiniai duomenys yra absoliučiais skaičiais, matuojami kg/ha. Spalvomis koduotas atvaizdavimas padeda lengviau juos interpretuoti: raudona spalva žymi sritis, kuriose azoto panaudota mažiausiai, o žalia – regionus, kuriuose jo panaudota daugiausia.

Azoto įsisavinimas

Azoto įsisavinimas (NA) rodo bendrą azoto kiekį, kurį augalai suvartoja per visą savo augimo sezoną. Norint tiksliai apskaičiuoti NA, atsižvelgiama į du svarbius komponentus: (1) žalių baltymų matavimą, kurį užfiksuoja „HarvestLab GrainSensing“ sistema, ir (2) bendrą nuimto derliaus masę.

Kviečių NU pasiskirstymas pateikiamas absoliučiais skaičiais, matuojant kg/ha. Išsamų geoprinį ir statistinį NU pasiskirstymą visame lauke galima pamatyti pridėtoje ekrano kopijoje.

Azoto naudojimo efektyvumas

Azoto panaudojimo efektyvumas (NEU) išmatuoja sunaudoto azoto ir bendro panaudoto azoto kiekio santykį, išreikštą procentais. Iš anksčiau aprašyto azoto įsisavinimo (NEU) ir bendro panaudoto azoto (TAN) rezultatų išvestinis NEU, artimas 100%, yra idealus rodiklis, rodantis, kad augalai sunaudojo beveik visą panaudotą azotą, taip optimizuodami derlių.

Tačiau NUE vertės, esančios apie 50%, rodo per didelį azoto kiekį dirvožemyje, o vertės, viršijančios 100%, rodo per mažą azoto kiekį, nes augalai semiasi azoto iš ankstesnių metų atsargų.

Abu scenarijai yra nepageidaujami: pirmasis kelia pavojų pertekliniam tręšimui, o antrasis – dirvožemio nualinimui. Ši pusiausvyra vizualiai pavaizduota toliau pateiktame žemėlapyje, kuriame raudonai pažymėtos sritys, esančios netoli 50% NUE, o žaliai – tos, kurios artėja prie 100%.

Azoto perteklius

Azoto perteklius (NS) matuoja skirtumą tarp bendro panaudoto azoto (BNP) ir azoto įsisavinimo (NU), kurį augalai sunaudoja per sezoną, išreiškiant absoliučiais skaičiais kg/ha. Iš esmės tai rodo augalų nepanaudoto azoto kiekį, kuris vaidina lemiamą vaidmenį planuojant azoto naudojimą kitam sezonui.

Šio nepanaudoto azoto, pasklidusio lauke, geoprinį ir statistinį pasiskirstymą galima peržiūrėti toliau pateiktame žemėlapyje.

„YieldMass“ ir „CrudeProtein“ palyginimas

Žalių baltymų duomenų supratimas yra labai svarbus matuojant derlių, nes tai suteikia įžvalgų apie pasėlių maistinę kokybę ir potencialią rinkos vertę. Žalių baltymų kiekiui matuoti naudojama „HarvestLab GrainSensing“ sistema, o atitinkama ekrano kopija, kurioje parodyta jos sąsaja su derliumi, pridedama kaip nuoroda.

Siekdami suskirstyti ir suprasti duomenis, nustatėme konkrečias ribas: baltymų ribą – 12,51 TP3T ir derliaus drėgnosios masės ribą – 7,9 t/ha. Remdamiesi šiomis ribomis, vartojame terminus “aukštesnis” ir “mažesnis”, kad apibrėžtume, kaip stebimi duomenys susiję su šiais nustatytais standartais. Lygindami ir sugretindami šiuos rodiklius, galime išgauti vertingų idėjų, kaip patobulinti ir pagerinti agronomines operacijas vėlesniais sezonais.

Sujungus metrikas viename žemėlapyje, vizualizuojamas ryšys tarp žalių baltymų ir drėgnosios masės. Šis išsamus vaizdas išskiria keturis skirtingus scenarijus:

1. Didesnis 7,9 t/ha derlius su didesniu 12,5% baltymų kiekiu
2. Didesnis 7,9 t/ha derlius ir mažesnis 12,51 TP3T baltymų kiekis
3. Mažesnis 7,9 t/ha derlius su didesniu 12,5% baltymų kiekiu
4. Mažesnis 7,9 t/ha derlius su mažesniu 12,51 TP3T baltymų kiekiu

Išvada

1. Duomenys: Sklandžiai integruodamasi su „John Deere“ operacijų centru, „GeoPard“ užtikrina tikslų duomenų rinkimą realiuoju laiku ir sudaro pagrindą visai vėlesnei analizei. Labai svarbu integruoti faktinius išmatuotus duomenis iš „HarvestLab GrainSensing“ sistemos ir faktinius taikomuosius duomenis. Kartu jie užtikrina neprilygstamą skaičiavimų tikslumą.
2. Azoto įsisavinimas (NU) ir bendras panaudotas azotas (TAN)Šie du rodikliai yra nepaprastai svarbūs augalų augintojams, norintiems suprasti azoto pusiausvyrą ir dinamiką savo laukuose. Kartu jie suteikia išsamų azoto gyvavimo ciklo vaizdą per visą sezoną.
3. Azoto panaudojimo efektyvumas (NŽE): NUE yra pagrindinis rodiklis, skirtas įvertinti bendrą azoto naudojimo efektyvumą lauke. Nustatydami sritis, kuriose NUE vertės skiriasi, augalų augintojai gali nustatyti galimybes patobulinti azoto naudojimo strategijas ir pagerinti bendrą agronominę praktiką.
4. Azoto perteklius (NS): NS teikia svarbių įžvalgų, kurios gali turėti įtakos kintamo kiekio tręšimo (VRA) strategijoms ateinančiam sezonui. Spręsdami nepanaudoto azoto problemą, ūkininkai gali priimti pagrįstus sprendimus ir koreguoti savo tręšimo planus.

Ūkininko požiūriu, tikslaus duomenų rinkimo sujungimas su įžvalgia analitika yra esminis pokytis. Svarbu ne tik pasiekti azoto naudojimo pusiausvyrą. Svarbu suprasti tvaraus augalų auginimo subtilybes, užtikrinti geriausią įmanomą derlių ir išlaikyti žemės sveikatą ateities sezonams.

Apie įmones

GeoPard yra pirmaujanti tiksliojo ūkininkavimo programinės įrangos tiekėja. Įmonė buvo įkurta 2019 m. Kelne, Vokietijoje, ir yra atstovaujama visame pasaulyje. Įmonė siūlo įvairius sprendimus, kurie padeda ūkininkams optimizuoti savo veiklą ir padidinti derlių. Daugiausia dėmesio skirdama tvarumui ir regeneracinei ekonomikai, „GeoPard“ siekia skatinti tiksliojo ūkininkavimo praktiką visame pasaulyje.

Įmonės partneriai yra tokie žinomi prekių ženklai kaip „John Deere“, „Corteva Agriscience“, „Pfeifer & Langen“, IOWA sojų pupelių asociacija ir daugelis kitų.

LVA, žemės ūkio technikos įmonė Altenweddingen, yra ilgalaikė vidutinio dydžio įmonė, turinti filialus Saksonijoje-Anhalte, Brandenburge ir Žemutinėje Saksonijoje. Pagrindinė veikla – pardavimas, eksportas, nuoma, prekybos atstovų dirbtuvės ir atsarginių dalių paslaugos žemės ūkio technikai bei agronominės paslaugos. LVA yra viena sėkmingiausių „John Deere“ prekybos atstovybių Europoje jau daugiau nei 30 metų.

LVA agronomijos skyrius teikia tokias paslaugas kaip tiksliojo ūkininkavimo konsultacijos, dirvožemio skenavimas ir duomenų analizė, RTK tinklas GPS korekcijai.

Šiandien Altenvedingone dirba 100 darbuotojų, o kitose vietose Žemutinėje Saksonijoje, Brandenburge ir Saksonijoje-Anhalte – dar 220 kolegų. Tarp jų yra apie 40 praktikantų.