Učinkovitost uporabe dušika. Primer uporabe podjetja LVA – prodajalec John Deere iz Nemčije

V dinamičnem svetu sodobnega kmetijstva se kmetje soočajo s številnimi izzivi, vključno z vplivi podnebnih sprememb, naraščajočimi stroški gnojil in nujno potrebo po okoljsko trajnostnih praksah. Osrednji del teh izzivov je upravljanje dušika, ključnega hranila, ki lahko ob slabem upravljanju povzroči znatne okoljske posledice.

Vendar se sredi teh kompleksnosti pojavljata dve metriki kot rešitvi in prelomnici: učinkovitost rabe dušika (NUE) in absorpcija dušika (NU). NUE in NU ponujata novo paradigmo v kmetijskih praksah, ki izzive spreminjata v priložnosti za trajnostno in učinkovito kmetovanje.

John Deere, vodilni proizvajalec kmetijske opreme, igra ključno vlogo pri reševanju teh izzivov. S svojim sistemom HarvestLab GrainSensing zagotavljajo ključne podatke o surovih beljakovinah, kar omogoča bolj natančno razumevanje dinamike dušika v pridelkih. Poleg tega John Deere podpira vključevanje sodobnih tehnologij za bolj trajnostno kmetijstvo.

V tem prizadevanju so trgovci John Deere, kot je LVA, ključni zavezniki. LVA, inovativen trgovec John Deere v Nemčiji, tesno sodeluje s kmeti pri vključevanju novih tehnologij in izvajanju naprednih agronomskih strategij. Njihova vloga je ključnega pomena pri pomoči kmetom pri krmarjenju po kompleksnosti sodobnega kmetijstva in zagotavlja, da kar najbolje izkoristijo razpoložljive tehnologije za optimizacijo svojih praks.

V rodovitni zemlji Magdeburger Börde se skriva zgodba o podjetju Baumgärtel GbR, družinski kmetiji s 30-letno kmetijsko dediščino, kjer je pšenica eden glavnih poljščin. Na tej kmetiji natančno upravljanje dušika presega optimizacijo pridelka: gre za zavezanost trajnostnemu kmetijstvu kljub globalnim okoljskim izzivom.

GeoPard, kot vodilni ponudnik programske opreme za precizno kmetijstvo, deluje kot vezivo, ki povezuje te stebre – John Deere, LVA in kmete, kot so tisti v podjetju Baumgärtel GbR. GeoPard poenostavlja upravljanje podatkov in avtomatizira analitične procese, s čimer podatke spreminja v uporabne vpoglede. V tem primeru njihov poudarek na učinkovitosti rabe dušika ponuja lečo, skozi katero lahko kmetje pregledajo in izboljšajo svoje prakse, s čimer zagotavljajo trajnost in učinkovitost v vseh vidikih svojega delovanja.

Upravljanje z dušikom na kmetiji Baumgärtel

Družina Baumgärtel pod vodstvom Friedricha Baumgärtla izkorišča potencial kmetijstva, ki temelji na podatkih, za izboljšanje strategij gnojenja in uvajanje novih tehnik, vse z namenom izboljšanja svojih agronomskih praks.

Osrednjega pomena za njihovo strategijo je upravljanje z dušikom. Leto 2023 je v Magdeburger Börde prineslo mokro pomlad in suho zgodnje poletje, kar je povzročilo povprečne donose. Za obvladovanje teh razmer so Baumgärteli uporabili metode, specifične za posamezno lokacijo, za natančno prilagajanje uporabe dušika.

Poleg tega so uporabili sistem HarvestLab GrainSensing za merjenje surovih beljakovin v požetem zrnju. Nato so z uporabo programa GeoPard ocenili porabo dušika v pridelku, kar je omogočilo natančen izračun učinkovitosti rabe dušika (NUE).

Za Baumgärtlove je NUE postala bistvena metrika. Določa območja, ki potrebujejo prilagoditve v svojih strategijah uporabe dušika. Na območjih, kjer NUE pade pod 80%, načrtujejo zmanjšanje uporabe dušika v naslednji sezoni. Nasprotno pa območja, kjer NUE presega 100%, zahtevajo poglobljeno analizo, kar bo po njihovem pričakovanju zahtevalo več sezon skrbnega opazovanja in učenja.

Sodelovanje med LVA in GeoPard Agriculture

Leta 2022 je bilo sklenjeno strateško zavezništvo med GeoPardom in podjetjem za kmetijsko mehanizacijo LVA Altenweddingen, inovativnim prodajalcem John Deere v Nemčiji. To sodelovanje se je rodilo iz skupne vizije, da bi obsežne podatke John Deere izkoristili za uporabne terenske vpoglede.

Od takrat se je partnerstvo razširilo in se osredotoča na inovativne načine za izboljšanje kmetijskih praks z odločitvami, ki temeljijo na podatkih. V naslednjih razdelkih bomo predstavili, kako kmetje kar najbolje izkoristijo svojo porabo dušika.

Michael Eckhardt, vodja oddelka za precizno kmetijstvo pri LVA, je omenil: “Sinergija med GeoPardom in LVA ni le poslovno partnerstvo; gre za zavezo k revoluciji v uporabnih agronomskih praksah s pomočjo odločitev, ki temeljijo na podatkih.«.

To sodelovanje je namenjeno opolnomočenju kmetov z izboljšanim agronomskim vpogledom. LVA s svojimi razširjenimi agronomskimi storitvami izkorišča moč opreme John Deere, kot je sistem HarvestLab GrainSensor, za zbiranje ključnih podatkov.

Po drugi strani pa GeoPardov analitični mehanizem obdeluje te podatke in zagotavlja uporabne informacije. To partnerstvo skupaj tvori zavezništvo, ki se osredotoča na izboljšanje kmetijskih praks (na primer pri upravljanju dušika) z združevanjem najboljšega iz sveta strojev in programske opreme.’

Zajem in priprava podatkov

V središču te podatkovno vodene kmetijske evolucije je brezhibna integracija med GeoPardom in operativnim centrom John Deere. To sodelovanje ponazarja ključno vlogo podjetja John Deere pri zagotavljanju dostopa do podatkov prek njihovega API-ja, kar znatno obogati pretok podatkov, prejetih s kmetijskih polj.

Integracija zagotavlja, da GeoPard takoj, ko so operacije dokumentirane v operativnem centru John Deere, te podatke hitro zbere. Ta takojšnji postopek pridobivanja podatkov zajema žetev (s podrobnostmi, kot so podatki o surovih beljakovinah in porabi goriva) in uporabo, kot so škropljenje, gnojenje, setev in obdelava tal.

Ta poenostavljena povezava ni ekskluzivna za John Deere; osnovno načelo platforme GeoPard je njena združljivost z različnimi ponudniki podatkov o strojih, kar omogoča povezave prek API-ja.

Z nemotenim pretokom podatkov v GeoPardov sistem so pridelovalci opolnomočeni s skoraj realnim časom analitičnih vpogledov. Ta hiter prenos podatkov je temelj uvedbe avtomatiziranih analitičnih paketov, kot je analiza učinkovitosti rabe dušika, ki zagotavlja, da imajo pridelovalci pravočasne in uporabne vpoglede na dosegu roke.

Polje

Leta 2023 se je podjetje Baumgärtel GbR soočilo z izzivom optimizacije rasti na polju. Da bi to dosegli, so štirikrat uporabili dušik, začenši s SSA februarja, nato pa spomladi trikrat AHL. Te uporabe na polju so bile natančno prilagojene z metodo, specifično za posamezno lokacijo. Poleg tega je sistem HarvestLab GrainSensing igral ključno vlogo pri odkrivanju porazdelitve surovih beljakovin v požetem zrnju.

Žetev

Raziščite podrobnosti zadnje žetve z dne 8. avgusta 2023 s pomočjo naslednjih posnetkov zaslona. Ta ključni nabor podatkov, ki ga je GeoPard brezhibno avtomatizirano pridobil iz operativnega centra John Deere, prikazuje občutljivo ravnovesje med podatkovnimi plastmi o surovih beljakovinah in mokri masi, zajetimi med žetvijo.

Čeprav se podatki o žetvi lahko občasno razlikujejo, je izvajanje Kalibracija pridelka znatno izboljša analitično natančnost. To zagotavlja zanesljive vpoglede, tudi pri izjemnih vrednostih, kot je 19 t/ha za pšenico. Kalibrirana mokra masa je prikazana spodaj.

Gnojenje z uporabljenimi dušikovimi proizvodi

V sezoni 2023 je bil pridelek pšenice tretiran s skrbno načrtovanim režimom nanašanja dušika, ki je vključeval štiri različne tretmaje. To je vključevalo nanašanje proizvodov SSA 23. 2. 2023, ki mu je sledilo tri spomladansko nanašanje dušika AHL 18. 3. 2023, 6. 4. 2023 in 13. 5. 2023. Natančne količine, uporabljene pri vsakem tretmaju, so dokumentirane na priloženih posnetkih zaslona.

GeoPard je v tem procesu odigral ključno vlogo, saj je te nabore podatkov brezhibno pridobil iz operativnega centra John Deere. To učinkovito pridobivanje podatkov je postavilo temelje za celovito analizo učinkovitosti rabe dušika (NUE) in privzema dušika (NU). Z analizo teh podatkov surove informacije pretvorimo v dragocene vpoglede, kar utira pot izboljšanim agronomskim operacijam in strategijam.

Skupni uporabljeni dušik

Skupni uporabljeni dušik (TAN) količinsko opredeli kumulativno količino dušika, uporabljenega na polju, predstavljeno v absolutnih številkah kot kg/ha. Ta metrika je izpeljana iz vsote dejanskih dušikovih produktov, uporabljenih v celotni rastni sezoni.

Za zagotovitev najvišje natančnosti pri ocenjevanju so bili uporabljeni le dejansko uporabljeni podatki, brez ciljnih in načrtovanih podatkov. Takšen pristop upošteva tudi mesta s prekomerno in premalo uporabljenim dušikom.

Da bi pridelovalcem zagotovili podrobnejši pregled nad količinami dušika, uporabljenimi na hektar, smo poglobili vsak kvadratni meter. Spodnji zemljevid združuje podatke iz vseh štirih vrst gnojenja z dušikom in ponuja enoten pregled porazdelitve uporabljenega dušika v sezoni.

Vsi predstavljeni statistični podatki so v absolutnem smislu, merjeni v kg/ha. Barvna predstavitev omogoča lažjo interpretacijo: rdeča barva označuje območja z najmanj uporabljenega dušika, zelena pa regije z največ uporabljenega.

Vnos dušika

Vnos dušika (NU) predstavlja skupno količino dušika, ki ga rastline porabijo v celotni rastni sezoni. Za natančen izračun NU se upoštevata dve ključni komponenti: (1) meritev surovih beljakovin, kot jo zajame sistem HarvestLab GrainSensing, in (2) skupna masa požetega pridelka.

Pri pšenici je porazdelitev NU predstavljena v absolutnem smislu, merjena v kg/ha. Podroben geoprostorski in statistični prikaz NU na polju si lahko ogledate na priloženem posnetku zaslona.

Učinkovitost uporabe dušika

Učinkovitost rabe dušika (NUE) kvantificira razmerje med porabljenim dušikom in skupno uporabljenim dušikom, izraženo v odstotkih. Iz prej opisane absorpcije dušika (NU) in skupno uporabljenega dušika (TAN) je idealna vrednost NUE blizu 100%, kar kaže, da so rastline porabile skoraj ves uporabljeni dušik, kar optimizira pridelek.

Vendar pa vrednosti NUE okoli 50% kažejo na prekomerno uporabo s preostalim dušikom v tleh, medtem ko vrednosti, ki presegajo 100%, kažejo na premajhno uporabo, saj rastline črpajo iz rezerv dušika iz prejšnjih let.

Oba scenarija sta nezaželena: prvi tvega prekomerno gnojenje, drugi pa izčrpava tla. To ravnovesje je vizualno predstavljeno na spodnjem zemljevidu, kjer so območja blizu 50% NUE obarvana rdeče, območja blizu 100% pa zeleno.

Presežek dušika

Presežek dušika (NS) meri razliko med skupno uporabljenim dušikom (TAN) in absorpcijo dušika (NU), ki jo rastline porabijo v sezoni, izraženo v absolutnem smislu kot kg/ha. V bistvu kaže količino dušika, ki ga rastline ne porabijo, kar igra ključno vlogo pri načrtovanju uporabe dušika za naslednjo sezono.

Geoprostorska in statistična porazdelitev tega neizkoriščenega dušika, razpršenega po polju, si lahko ogledate na spodnjem zemljevidu.

Primerjava donosa mase in surovih beljakovin

Razumevanje podatkov o surovih beljakovinah je bistvenega pomena pri merjenju pridelka, saj ponuja vpogled v hranilno kakovost in potencialno tržno vrednost pridelka. Za merjenje surovih beljakovin se uporablja sistem HarvestLab GrainSensing, za referenco pa je priložen ustrezen posnetek zaslona, ki prikazuje njegovo povezavo s pridelkom.

Za kategorizacijo in razumevanje podatkov smo določili posebne pragove: prag beljakovin pri 12,51 t/ha in prag pridelka mokre mase pri 7,9 t/ha. Na podlagi teh pragov uporabljamo izraza “višji” in “nižji”, da bi opredelili, kako se opazovani podatki nanašajo na te določene standarde. S primerjavo in soočenjem teh meritev lahko pridobimo neprecenljive ideje za izboljšanje in izboljšanje agronomskih operacij v naslednjih sezonah.

Z združitvijo metrik na enem samem zemljevidu se vizualizira razmerje med surovimi beljakovinami in mokro maso. Ta celovita predstavitev opredeljuje štiri različne scenarije:

1. Višji pridelek 7,9 t/ha z višjo vsebnostjo beljakovin 12,51 TP3T
2. Višji pridelek 7,9 t/ha z nižjo vsebnostjo beljakovin 12,51 TP3T
3. Nižji pridelek 7,9 t/ha z višjo vsebnostjo beljakovin 12,51 TP3T
4. Nižji pridelek 7,9 t/ha z nižjo vsebnostjo beljakovin 12,51 TP3T

Zaključek

1. Podatki: Z brezhibno integracijo z operacijskim centrom John Deere GeoPard zagotavlja zajemanje podatkov v realnem času in natančno, kar tvori osnovo za vse nadaljnje analize. Vključitev dejanskih izmerjenih podatkov iz sistema HarvestLab GrainSensing in dejanskih podatkov o uporabi je ključnega pomena. Skupaj zagotavljajo neprimerljivo natančnost izračunov.
2. Vnos dušika (NU) in skupni uporabljeni dušik (TAN)Ti dve metriki sta ključnega pomena za pridelovalce, ki želijo razumeti ravnovesje in dinamiko dušika na svojih poljih. Skupaj ponujata celovito sliko življenjskega cikla dušika skozi celotno sezono.
3. Učinkovitost rabe dušika (NUE): Nujna uporabnost dušika (NUE) služi kot ključna metrika za oceno splošne učinkovitosti rabe dušika na polju. Z natančno določitvijo območij z različnimi vrednostmi NUE lahko pridelovalci prepoznajo priložnosti za izboljšanje svojih strategij uporabe dušika in izboljšanje splošnih agronomskih praks.
4. Presežek dušika (NS): NS zagotavlja ključne vpoglede, ki lahko vplivajo na strategije uporabe spremenljive količine (VRA) za prihajajočo sezono. Z odpravljanjem neizkoriščenega dušika se lahko kmetje informirano odločajo o prilagoditvi svojih načrtov uporabe.

Z vidika kmeta je združitev natančnega zbiranja podatkov s pronicljivo analitiko prelomnica. Ne gre le za doseganje ravnovesja pri uporabi dušika. Gre za razumevanje zapletenosti trajnostne pridelave poljščin, zagotavljanje najboljših možnih pridelkov in ohranjanje zdravja zemljišč za prihodnje sezone.

O podjetjih

GeoPard je vodilni ponudnik programske opreme za precizno kmetijstvo. Podjetje je bilo ustanovljeno leta 2019 v Kölnu v Nemčiji in je zastopano po vsem svetu. Podjetje ponuja vrsto rešitev, ki kmetom pomagajo optimizirati njihovo poslovanje in povečati donose. S poudarkom na trajnosti in regenerativni ekonomiji si GeoPard prizadeva za promocijo praks preciznega kmetijstva po vsem svetu.

Med partnerji podjetja so znane blagovne znamke, kot so John Deere, Corteva Agriscience, Pfeifer & Langen, IOWA Soybean Association in številne druge.

LVA, podjetje za kmetijsko mehanizacijo Altenweddingen, je dolgoročno srednje veliko podjetje s podružnicami v Saški-Anhaltu, Brandenburgu in Spodnji Saški. Poudarek je na prodaji, izvozu, najemu, servisnih delavnicah in rezervnih delih za kmetijsko mehanizacijo ter agronomskih storitvah. LVA je že več kot 30 let eden najuspešnejših prodajalcev strojev John Deere v Evropi.

Agronomski oddelek LVA nudi storitve, kot so svetovanje o preciznem kmetijstvu, skeniranje tal in analiza podatkov, omrežje RTK za korekcijo GPS.

Danes je na lokaciji v Altenweddingenu 100 zaposlenih, na drugih lokacijah v Spodnji Saški, Brandenburgu in Saški-Anhaltu pa še 220 sodelavcev. Med njimi je približno 40 pripravnikov.