Efektívnosť využitia dusíka. Prípadová štúdia z LVA – predajca John Deere z Nemecka

V dynamickom svete moderného poľnohospodárstva čelia poľnohospodári mnohým výzvam vrátane dopadov klimatických zmien, rastúcich cien hnojív a naliehavej potreby environmentálne udržateľných postupov. Ústredným bodom týchto výziev je hospodárenie s dusíkom, kritickou živinou, ktorá, ak sa s ňou nesprávne zaobchádza, môže viesť k významným environmentálnym následkom.

Uprostred týchto zložitostí sa však ako riešenia a prevratné faktory objavujú dve metriky: efektívnosť využitia dusíka (NUE) a absorpcia dusíka (NU). NUE a NU ponúkajú novú paradigmu v poľnohospodárskych postupoch a premieňajú výzvy na príležitosti pre udržateľné a efektívne poľnohospodárstvo.

Spoločnosť John Deere, popredný výrobca poľnohospodárskych strojov, zohráva kľúčovú úlohu pri riešení týchto výziev. Prostredníctvom svojho systému HarvestLab GrainSensing poskytujú kľúčové údaje o surových bielkovinách, čo umožňuje podrobnejšie pochopenie dynamiky dusíka v plodinách. Spoločnosť John Deere navyše podporuje integráciu moderných technológií s cieľom zvýšiť udržateľnosť poľnohospodárstva.

V tomto úsilí sú predajcovia John Deere, ako napríklad LVA, kľúčovými spojencami. LVA, inovatívne predajné zastúpenie John Deere v Nemecku, úzko spolupracuje s farmármi na integrácii nových technológií a implementácii pokročilých agronomických stratégií. Ich úloha je kľúčová pri pomoci farmárom zorientovať sa v zložitosti moderného poľnohospodárstva a zabezpečiť, aby čo najlepšie využili dostupné technológie na optimalizáciu svojich postupov.

V úrodnej pôde Magdeburskej oblasti sa nachádza príbeh spoločnosti Baumgärtel GbR, rodinnej farmy s 30-ročnou poľnohospodárskou tradíciou, kde je pšenica jednou z hlavných plodín. Na tejto farme precízne hospodárenie s dusíkom presahuje rámec optimalizácie výnosov plodín: ide o záväzok k udržateľnému poľnohospodárstvu tvárou v tvár globálnym environmentálnym výzvam.

Spoločnosť GeoPard, ako popredný poskytovateľ softvéru pre presné poľnohospodárstvo, pôsobí ako spojivo, ktoré spája tieto piliere – spoločnosti John Deere, LVA a farmárov, ako sú tí v spoločnosti Baumgärtel GbR. GeoPard zjednodušuje správu údajov a automatizuje analytické procesy, čím premieňa údaje na užitočné poznatky. V tomto prípade ich zameranie na efektívnosť využívania dusíka ponúka optiku, cez ktorú môžu farmári nazerať na svoje postupy a zlepšovať ich, čím zabezpečujú udržateľnosť a efektívnosť v každom aspekte svojich operácií.

Manažment dusíka na farme Baumgärtel

Rodina Baumgärtelovcov pod vedením Friedricha Baumgärtela využíva potenciál poľnohospodárstva založeného na dátach na zdokonalenie svojich stratégií hnojenia a zavádzanie nových techník, a to všetko s cieľom zlepšiť svoje agronomické postupy.

Ústredným bodom ich stratégie je manažment dusíka. Rok 2023 priniesol do Magdeburger Börde vlhkú jar a suchý začiatok leta, čo viedlo k priemerným výnosom. Aby sa Baumgärtelovci v týchto podmienkach vyrovnali, využili metódy špecifické pre dané miesto na presné prispôsobenie aplikácie dusíka.

Okrem toho použili systém HarvestLab GrainSensing na meranie surového proteínu v zozbieranom zrne. Následne bola pomocou GeoPard odhadnutá spotreba dusíka plodinou, čo umožnilo výpočet efektívnosti využitia dusíka (NUE) s vysokou presnosťou.

Pre Baumgärtelovcov sa NUE stala základným ukazovateľom. Identifikuje oblasti, ktoré potrebujú úpravy v stratégiách aplikácie dusíka. V zónach, kde NUE klesne pod 80%, plánujú v nasledujúcej sezóne znížiť aplikáciu dusíka. Naopak, oblasti, kde NUE prekročí 100%, si vyžadujú hĺbkovú analýzu, čo je podľa nich výzva, ktorá si bude vyžadovať niekoľko sezón dôkladného pozorovania a učenia sa.

Spolupráca medzi LVA a GeoPard Agriculture

V roku 2022 vznikla strategická aliancia medzi spoločnosťami GeoPard a LVA Altenweddingen, inovatívnym predajcom John Deere v Nemecku, ktorý sa zaoberá poľnohospodárskymi strojmi. Táto spolupráca sa zrodila zo spoločnej vízie využiť rozsiahle údaje spoločnosti John Deere na vytvorenie praktických poznatkov z terénu.

Odvtedy sa partnerstvo rozrástlo a zameralo sa na inovatívne spôsoby zlepšenia poľnohospodárskych postupov prostredníctvom rozhodnutí založených na údajoch. V nasledujúcich častiach sa zameriame na to, ako poľnohospodári čo najlepšie využívajú dusík.

Michael Eckhardt, vedúci oddelenia presného poľnohospodárstva v spoločnosti LVA, uviedol: “Synergia medzi spoločnosťami GeoPard a LVA je viac než len obchodné partnerstvo; je to záväzok k revolúcii v aplikovaných agronomických postupoch prostredníctvom rozhodnutí založených na údajoch.

Táto spolupráca je zameraná na poskytnutie lepších agronomických poznatkov farmárom. LVA so svojimi rozšírenými agronomickými službami využíva silné stránky zariadení John Deere, ako je napríklad systém HarvestLab GrainSensor, na zhromažďovanie kľúčových údajov.

Na druhej strane, analytický nástroj GeoPard spracováva tieto údaje a poskytuje užitočné informácie. Toto partnerstvo spoločne tvorí alianciu zameranú na zlepšenie postupov poľnohospodárov (napríklad v oblasti hospodárenia s dusíkom) kombináciou toho najlepšieho zo sveta strojov a softvéru.’

Zber a príprava údajov

Jadrom tejto poľnohospodárskej evolúcie založenej na dátach je bezproblémová integrácia medzi GeoPard a operačným centrom John Deere. Táto spolupráca je príkladom kľúčovej úlohy spoločnosti John Deere pri poskytovaní prístupu k údajom prostredníctvom ich rozhrania API, čo výrazne obohacuje tok údajov prijímaných z poľnohospodárskych polí.

Integrácia zabezpečuje, že hneď ako sú operácie zdokumentované v operačnom centre John Deere, GeoPard ich rýchlo zhromaždí. Tento proces okamžitého vyhľadávania údajov zahŕňa zber úrody (s podrobnosťami, ako sú údaje o surovej bielkovine a spotrebe paliva) a aplikácie, ako je postrek, hnojenie, siatie a obrábanie pôdy.

Toto zjednodušené pripojenie nie je výhradne dostupné len pre spoločnosť John Deere; základným princípom platformy GeoPard je jej kompatibilita s rôznymi poskytovateľmi údajov o strojoch, čo uľahčuje pripojenie prostredníctvom rozhrania API.

Vďaka bezproblémovému toku údajov do systému GeoPard majú pestovatelia k dispozícii analytické poznatky takmer v reálnom čase. Tento rýchly prenos údajov je základným kameňom spustenia automatizovaných analytických balíkov, ako je napríklad analýza efektívnosti využívania dusíka, ktorá zabezpečuje, že pestovatelia majú k dispozícii včasné a užitočné informácie.

Pole

V roku 2023 čelila spoločnosť Baumgärtel GbR výzve optimalizovať rast na poli. Na dosiahnutie tohto cieľa bol dusík aplikovaný štyrikrát, počnúc SSA vo februári a následne trikrát aplikovanými AHL na jar. Tieto aplikácie na poli boli doladené pomocou metódy špecifickej pre dané miesto. Okrem toho zohral kľúčovú úlohu pri odhaľovaní distribúcie surových bielkovín v zožatom zrne systém HarvestLab GrainSensing.

Žatva

Preskúmajte zložitosti najnovšej žatvy z 8. augusta 2023 pomocou nasledujúcich snímok obrazovky. Tento kľúčový súbor údajov, ktorý spoločnosť GeoPard bezproblémovo a automatizovane načítala z operačného centra spoločnosti John Deere, ukazuje krehkú rovnováhu medzi vrstvami údajov o surovej bielkovine a mokrej hmotnosti zachytenými počas žatvy.

Hoci údaje o zbere úrody môžu občas vykazovať odchýlky, implementácia Kalibrácia výnosu výrazne zvyšuje analytickú presnosť. To zaisťuje spoľahlivé poznatky, a to aj pri výnimočných hodnotách, ako je 19 t/ha pri pšenici. Kalibrovaná hmotnosť WetMass je znázornená nižšie.

Hnojenie aplikovanými dusíkatými produktmi

Počas celej sezóny 2023 bola úroda pšenice ošetrená starostlivo naplánovaným režimom aplikácie dusíka, ktorý zahŕňal štyri odlišné ošetrenia. Zahŕňal aplikáciu produktov SSA 23. februára 2023 a následné tri jarné aplikácie dusíka AHL 18. marca 2023, 6. apríla 2023 a 13. mája 2023. Presné množstvá aplikované pri každom ošetrení sú zdokumentované na poskytnutých snímkach obrazovky.

Spoločnosť GeoPard zohrala v tomto procese kľúčovú úlohu tým, že bezproblémovo načítala tieto súbory údajov z operačného centra spoločnosti John Deere. Toto efektívne načítanie údajov pripravilo pôdu pre komplexnú analýzu efektívnosti využitia dusíka (NUE) a príjmu dusíka (NU). Ponorením sa do týchto údajov transformujeme surové informácie na cenné poznatky, ktoré pripravujú cestu pre vylepšené agronomické operácie a stratégie.

Celkové množstvo aplikovaného dusíka

Celkový aplikovaný dusík (TAN) kvantifikuje kumulatívne množstvo dusíka aplikovaného na pole, vyjadrené v absolútnych číslach ako kg/ha. Táto metrika je odvodená zo súčtu skutočných dusíkatých produktov aplikovaných počas celej vegetačnej sezóny.

Pre zabezpečenie čo najvyššej presnosti pri hodnotení sa použili iba skutočne aplikované údaje, s výnimkou cieľových a plánovaných hodnôt. Takýto prístup zohľadňuje aj miesta s nadmernou a nedostatočnou aplikáciou dusíka.

Pri hlbšom skúmaní sme preskúmali každý štvorcový meter, aby sme pestovateľom poskytli podrobný prehľad o množstvách dusíka aplikovaných na hektár. Mapa nižšie zhromažďuje informácie zo všetkých štyroch aplikácií dusíka a ponúka jednotný pohľad na rozloženie aplikovaného dusíka v sezóne.

Všetky prezentované štatistické údaje sú v absolútnych číslach, merané v kg/ha. Farebné odlíšenie uľahčuje interpretáciu: červená farba označuje oblasti s najmenej aplikovaným dusíkom, zatiaľ čo zelená označuje regióny s najvyššou aplikovanou dávkou.

Príjem dusíka

Príjem dusíka (NU) predstavuje celkové množstvo dusíka spotrebovaného rastlinami počas ich vegetačného obdobia. Pre presný výpočet NU sa berú do úvahy dve kritické zložky: (1) meranie surového proteínu, ako ho zaznamenáva systém HarvestLab GrainSensing, a (2) celková hmotnosť zozbieraného úrody.

V prípade pšenice je rozloženie NU uvedené v absolútnych číslach, merané v kg/ha. Podrobné geopriestorové a štatistické znázornenie NU na poli je možné vidieť na priloženej snímke obrazovky.

Účinnosť využitia dusíka

Účinnosť využitia dusíka (NUE) kvantifikuje pomer spotrebovaného dusíka k celkovému aplikovanému dusíku, vyjadrený v percentách. Odvodená z vyššie opísaného príjmu dusíka (NU) a celkového aplikovaného dusíka (TAN), je ideálna hodnota NUE blízka 100%, čo naznačuje, že rastliny spotrebovali takmer všetok aplikovaný dusík, čím sa optimalizuje výnos.

Hodnoty NUE okolo 50% však naznačujú nadmernú aplikáciu so zvyškovým dusíkom v pôde, zatiaľ čo hodnoty presahujúce 100% naznačujú nedostatočnú aplikáciu, pričom rastliny čerpajú zo zásob dusíka z predchádzajúcich rokov.

Oba scenáre sú nežiaduce: prvý predstavuje riziko nadmerného hnojenia, zatiaľ čo druhý vyčerpáva pôdu. Táto rovnováha je vizuálne znázornená na mape nižšie, kde oblasti v blízkosti 50% NUE sú sfarbené červenou farbou a oblasti blížiace sa k 100% zelenou farbou.

Prebytok dusíka

Prebytok dusíka (NS) meria rozdiel medzi celkovým aplikovaným dusíkom (TAN) a príjmom dusíka (NU), ktorý rastliny spotrebujú počas sezóny, vyjadrený v absolútnych číslach ako kg/ha. V podstate udáva množstvo dusíka, ktoré rastliny nevyužijú, čo zohráva kľúčovú úlohu pri plánovaní aplikácie dusíka na nasledujúcu sezónu.

Geopriestorové a štatistické rozloženie tohto nevyužitého dusíka, rozloženého po celom poli, si môžete pozrieť na mape uvedenej nižšie.

Porovnanie výnosu/hmotnosti vs. surového proteínu

Pochopenie údajov o surových bielkovinách je pri meraní výnosu nevyhnutné, pretože poskytuje prehľad o nutričnej kvalite a potenciálnej trhovej hodnote plodiny. Na meranie surových bielkovín sa používa systém HarvestLab GrainSensing a pre referenciu je priložená zodpovedajúca snímka obrazovky znázorňujúca jeho prepojenie s výnosom.

Na kategorizáciu a pochopenie údajov sme stanovili špecifické prahové hodnoty: prahovú hodnotu pre bielkoviny na úrovni 12,51 t/ha a prahovú hodnotu pre výnos mokrej hmotnosti na úrovni 7,9 t/ha. Na základe týchto prahových hodnôt používame pojmy “vyššia” a “nižšia” na vymedzenie toho, ako pozorované údaje súvisia s týmito stanovenými štandardmi. Porovnaním a kontrastovaním týchto metrík môžeme získať neoceniteľné nápady na spresnenie a zlepšenie agronomických operácií v nasledujúcich sezónach.

Kombináciou metrík na jednej mape sa vizualizuje vzťah medzi obsahom surového proteínu a hmotnosťou mokrého materiálu. Toto komplexné znázornenie identifikuje štyri odlišné scenáre:

1. Vyšší výnos 7,9 t/ha s vyšším obsahom bielkovín 12,51 TP3T
2. Vyšší výnos 7,9 t/ha s nižším obsahom bielkovín 12,51 TP3T
3. Nižší výnos 7,9 t/ha s vyšším obsahom bielkovín 12,51 TP3T
4. Nižší výnos 7,9 t/ha s nižším obsahom bielkovín TP3T 12,51

Záver

1. Údaje: Vďaka bezproblémovej integrácii s operačným centrom John Deere zabezpečuje GeoPard zber údajov v reálnom čase a presnosť, čo tvorí základ pre všetky následné analýzy. Začlenenie skutočne nameraných údajov zo systému HarvestLab GrainSensing a skutočne aplikovaných údajov je nevyhnutné. Spoločne zabezpečujú bezkonkurenčnú presnosť výpočtov.
2. Príjem dusíka (NU) a celkový aplikovaný dusík (TAN)Tieto dve metriky sú kľúčové pre pestovateľov plodín, ktorí sa snažia pochopiť rovnováhu a dynamiku dusíka na svojich poliach. Spoločne ponúkajú kompletný obraz o životnom cykle dusíka počas sezóny.
3. Účinnosť využitia dusíka (NUE): Nutričná účinnosť (NUE) slúži ako kľúčová metrika na hodnotenie celkovej účinnosti využívania dusíka na poli. Identifikáciou oblastí s rôznymi hodnotami NUE môžu pestovatelia plodín identifikovať príležitosti na spresnenie svojich stratégií aplikácie dusíka a zlepšenie celkových agronomických postupov.
4. Prebytok dusíka (NS): NS poskytuje kľúčové poznatky, ktoré môžu ovplyvniť stratégie aplikácie variabilných dávok (VRA) pre nadchádzajúcu sezónu. Riešením problému nevyužitého dusíka môžu poľnohospodári robiť informované rozhodnutia o úprave svojich aplikačných plánov.

Z pohľadu farmára je spojenie presného zberu údajov s prehľadnou analytikou prelomové. Nejde len o dosiahnutie rovnováhy v aplikácii dusíka. Ide o pochopenie zložitosti udržateľného pestovania plodín, zabezpečenie čo najlepších výnosov a udržanie zdravia pôdy pre budúce sezóny.

O spoločnostiach

GeoPard je popredným poskytovateľom softvéru pre presné poľnohospodárstvo. Spoločnosť bola založená v roku 2019 v Kolíne nad Rýnom v Nemecku a má zastúpenie po celom svete. Spoločnosť ponúka širokú škálu riešení, ktoré pomáhajú poľnohospodárom optimalizovať ich prevádzku a zvyšovať výnosy. So zameraním na udržateľnosť a regeneratívnu ekonomiku sa GeoPard zameriava na propagáciu postupov presného poľnohospodárstva na celom svete.

Medzi partnerov spoločnosti patria také známe značky ako John Deere, Corteva Agriscience, Pfeifer & Langen, IOWA Soybean Association a mnoho ďalších.

LVA, podnik zaoberajúci sa poľnohospodárskymi strojmi Altenweddingen, je dlhodobá stredne veľká spoločnosť s pobočkami v Sasku-Anhaltsku, Brandenbursku a Dolnom Sasku. Zameriava sa na predaj, export, prenájom, servis a servis náhradných dielov pre poľnohospodárske stroje a agronomické služby. LVA je už viac ako 30 rokov jedným z najúspešnejších predajcov John Deere v Európe.

Agronomické oddelenie LVA poskytuje služby ako poradenstvo v oblasti presného poľnohospodárstva, skenovanie pôdy a analýza údajov, sieť RTK pre korekciu GPS.

V súčasnosti pracuje v pobočke Altenweddingen 100 zamestnancov a ďalších 220 kolegov v ostatných pobočkách v Dolnom Sasku, Brandenbursku a Sasku-Anhaltsku. Medzi nimi je približne 40 stážistov.