Ефективність використання азоту. Приклад використання від LVA - дилера John Deere з Німеччини

У динамічному світі сучасного сільського господарства фермери стикаються з численними викликами, включаючи наслідки зміни клімату, зростання цін на добрива та нагальну потребу в екологічно стійких методах. Центральним серед цих викликів є управління азотом, критично важливою поживною речовиною, неправильне управління якою може призвести до значних екологічних наслідків.

Однак, серед цих складнощів, два показники з'являються як рішення та змінюють правила гри: ефективність використання азоту (NUE) та поглинання азоту (NU). NUE та NU пропонують нову парадигму в сільськогосподарській практиці, перетворюючи виклики на можливості для сталого та ефективного сільського господарства.

John Deere, провідний виробник сільськогосподарської техніки, відіграє ключову роль у вирішенні цих проблем. Завдяки своїй системі HarvestLab GrainSensing вони надають важливі дані про сирий протеїн, що дозволяє отримати більш детальне розуміння динаміки азоту в сільськогосподарських культурах. Крім того, John Deere підтримує інтеграцію сучасних технологій для підвищення сталості сільського господарства.

У цьому прагненні дилерські центри John Deere, такі як LVA, виступають ключовими союзниками. LVA, інноваційний дилерський центр John Deere в Німеччині, тісно співпрацює з фермерами для впровадження нових технологій та передових агрономічних стратегій. Їхня роль відіграє важливу роль у допомозі фермерам орієнтуватися в складнощах сучасного сільського господарства, гарантуючи, що вони максимально використовують доступні технології для оптимізації своїх практик.

На родючому ґрунті Магдебурзького Берде лежить історія Baumgärtel GbR, сімейної ферми з 30-річною сільськогосподарською історією, де пшениця є однією з основних культур. На цій фермі точне управління азотом виходить за рамки оптимізації врожайності: це прагнення до сталого сільського господарства в умовах глобальних екологічних проблем.

GeoPard, як провідний постачальник програмного забезпечення для точного землеробства, виступає сполучною ланкою, що поєднує ці стовпи – John Deere, LVA та фермерів, таких як Baumgärtel GbR. GeoPard спрощує управління даними та автоматизує аналітичні процеси, перетворюючи дані на практичні висновки. У цьому випадку їхня зосередженість на ефективності використання азоту пропонує призму, через яку фермери можуть бачити та вдосконалювати свої методи, забезпечуючи сталий розвиток та ефективність у кожному аспекті своєї діяльності.

Управління азотом на фермі Baumgärtel

Родина Баумґертель під керівництвом Фрідріха Баумґертеля використовує потенціал сільського господарства, заснованого на даних, для вдосконалення своїх стратегій удобрення та впровадження нових методів, і все це з метою покращення своїх агрономічних практик.

Центральним елементом їхньої стратегії є управління азотом. 2023 рік приніс вологу весну та сухе раннє літо в Магдебурзькому борде, що призвело до середньої врожайності. Щоб впоратися з цими умовами, Баумґертелі використовували методи, специфічні для конкретної ділянки, для точного коригування внесення азоту.

Крім того, вони використовували систему HarvestLab GrainSensing для вимірювання сирого протеїну в зібраному зерні. Згодом за допомогою GeoPard було оцінено споживання азоту культурою, що дозволило розрахувати ефективність використання азоту (NUE) з високою точністю.

Для Баумґертелів показник NUE став важливим показником. Він визначає області, які потребують коригування стратегій внесення азоту. У зонах, де NUE падає нижче 80%, вони планують зменшити внесення азоту в наступному сезоні. Натомість, області, де NUE перевищує 100%, потребують поглибленого аналізу, і, на їхню думку, це завдання вимагатиме кількох сезонів ретельного спостереження та навчання.

Співпраця між LVA та GeoPard Agriculture

У 2022 році було укладено стратегічний альянс між GeoPard та підприємством LVA Altenweddingen, що виробляє сільськогосподарську техніку, інноваційним дилерським центром John Deere в Німеччині. Ця співпраця виникла завдяки спільному баченню використання великих даних John Deere для отримання практичних знань про польові результати.

Відтоді партнерство розширилося, зосередившись на інноваційних способах покращення сільськогосподарської практики за допомогою рішень на основі даних. У наступних розділах ми розглянемо, як фермери максимально ефективно використовують азот.

Майкл Екхардт, керівник відділу точного землеробства ЛВА, зазначив: “Синергія між GeoPard та LVA — це більше, ніж просто ділове партнерство; це прагнення революціонізувати прикладні агрономічні практики за допомогою рішень на основі даних».

Ця співпраця спрямована на надання фермерам розширених агрономічних знань. LVA, завдяки своїм розширеним агрономічним послугам, використовує потужні можливості обладнання John Deere, такого як система HarvestLab GrainSensor, для збору важливих даних.

З іншого боку, аналітичний механізм GeoPard обробляє ці дані, надаючи практичну інформацію. Разом це партнерство утворює альянс, зосереджений на покращенні практики фермерів (наприклад, у сфері управління азотом) шляхом поєднання найкращого зі світу техніки та програмного забезпечення.’

Збір та підготовка даних

В основі цієї сільськогосподарської еволюції, що базується на даних, лежить безперебійна інтеграція між GeoPard та операційним центром John Deere. Ця співпраця ілюструє ключову роль John Deere у наданні доступу до даних через їхній API, що значно збагачує потік даних, отриманих із сільськогосподарських полів.

Інтеграція гарантує, що щойно операції документуються в операційному центрі John Deere, GeoPard швидко їх збирає. Цей процес негайного отримання даних охоплює збирання врожаю (з такими деталями, як дані про сирий протеїн та витрату палива) та такі застосування, як обприскування, удобрення, посів та обробіток ґрунту.

Таке оптимізоване з’єднання не є ексклюзивним для John Deere; основним принципом платформи GeoPard є її сумісність з різними постачальниками даних про техніку, що спрощує з’єднання через API.

Завдяки безперешкодному надходженню даних до системи GeoPard, виробники отримують аналітичні дані майже в режимі реального часу. Така оперативна передача даних є основою для запуску автоматизованих аналітичних комплексів, таких як аналіз ефективності використання азоту, що гарантує, що виробники матимуть своєчасну та практичну інформацію під рукою.

Поле

У 2023 році компанія Baumgärtel GbR зіткнулася із завданням оптимізації росту в полі. Для досягнення цієї мети азот вносили чотири рази, починаючи з SSA у лютому, а потім тричі навесні вносили AHL. Ці внесення в полі були точно налаштовані за допомогою методу, специфічного для кожної ділянки. Крім того, система HarvestLab GrainSensing відіграла вирішальну роль у виявленні розподілу сирого протеїну в зібраному зерні.

Збір врожаю

Дослідіть тонкощі останнього збору врожаю від 08.08.2023 за допомогою наступних скріншотів. Цей важливий набір даних, безперешкодно отриманий з операційного центру John Deere за допомогою GeoPard автоматизованим способом, демонструє тонкий баланс між шарами даних про сирий протеїн та вологу масу, отриманими під час збору врожаю.

Хоча дані про врожай можуть інколи демонструвати коливання, впровадження Калібрування врожайності значно підвищує аналітичну точність. Це забезпечує надійну аналітичну інформацію, навіть за умови виняткових значень, таких як 19 т/га для пшениці. Калібрована маса вологи зображена нижче.

Удобрення за допомогою внесених азотних продуктів

Протягом сезону 2023 року посіви пшениці оброблялися ретельно спланованим режимом внесення азоту, що включав чотири різні обробки. Це включало внесення продуктів SSA 23.02.2023, а потім три весняних внесення азоту AHL 18.03.2023, 06.04.2023 та 13.05.2023. Точна кількість, внесена під час кожної обробки, задокументована на наданих скріншотах.

GeoPard відіграв вирішальну роль у цьому процесі, безперешкодно отримуючи ці набори даних з операційного центру John Deere. Таке ефективне отримання даних заклало основу для комплексного аналізу ефективності використання азоту (NUE) та поглинання азоту (NU). Заглиблюючись у ці дані, ми перетворюємо необроблену інформацію на цінні висновки, прокладаючи шлях для вдосконалення агрономічних операцій та стратегій.

Загальна кількість застосованого азоту

Загальний внесений азот (ЗВАЗ) кількісно визначає кумулятивну кількість азоту, внесеного на поле, представлену в абсолютних числах у кг/га. Цей показник виводиться із суми фактично внесених азотних продуктів протягом вегетаційного періоду.

Для забезпечення найвищої точності оцінки використовувалися лише фактично внесені дані, за винятком цільових та запланованих показників. Такий підхід також враховує ділянки з надмірним та недостатнім внесенням азоту.

Заглиблюючись глибше, ми дослідили кожен квадратний метр, щоб надати виробникам детальне розуміння кількості азоту, що вноситься на гектар. Наведена нижче карта об'єднує інформацію з усіх чотирьох застосувань азоту, пропонуючи єдине уявлення про розподіл внесеного азоту протягом сезону.

Усі статистичні дані представлені в абсолютних значеннях і вимірюються в кг/га. Кольорове кодування полегшує інтерпретацію: червоний колір позначає ділянки з найменшим внесенням азоту, а зелений — регіони з найбільшим.

Поглинання азоту

Поглинання азоту (НАЗ) відображає загальну кількість азоту, спожитого рослинами протягом періоду росту. Для точного розрахунку НАЗ враховуються два критичні компоненти: (1) вимірювання сирого протеїну, яке фіксується системою HarvestLab GrainSensing, та (2) загальна маса зібраного врожаю.

Для пшениці розподіл НУ представлено в абсолютному вираженні, виміряному в кг/га. Детальне геопросторове та статистичне представлення НУ по полю можна побачити на супровідному скріншоті.

Ефективність використання азоту

Ефективність використання азоту (НВЗ) кількісно визначає співвідношення спожитого азоту до загальної кількості внесеного азоту, виражене у відсотках. Виведена з раніше описаних показників поглинання азоту (НУ) та загальної кількості внесеного азоту (ЗВН), ідеальним значенням НВЗ є близьке до 100%, що вказує на те, що рослини спожили майже весь внесений азот, оптимізуючи врожайність.

Однак значення NUE близько 50% свідчать про надмірне внесення добрив із залишковим азотом у ґрунті, тоді як значення, що перевищують 100%, вказують на недостатнє внесення, коли рослини використовують запаси азоту попередніх років.

Обидва сценарії є небажаними: перший ризикує надмірним удобренням, тоді як другий виснажує ґрунт. Цей баланс візуально представлений на карті нижче, де ділянки поблизу 50% NUE позначені червоним кольором, а ті, що наближаються до 100%, – зеленим.

Надлишок азоту

Надлишок азоту (НЗ) вимірює різницю між загальною кількістю внесеного азоту (ЗВН) та поглинанням азоту (НЗ), яке рослини споживають протягом сезону, виражену в абсолютному вираженні в кг/га. По суті, він показує кількість азоту, що залишився невикористаним рослинами, що відіграє ключову роль у плануванні внесення азоту на наступний сезон.

Геопросторовий та статистичний розподіл цього невикористаного азоту, розкиданого по полю, можна побачити на карті нижче.

Порівняння YieldMass та CrudeProtein

Розуміння даних про сирий протеїн є важливим для вимірювання врожайності, оскільки це дає уявлення про харчову якість та потенційну ринкову вартість культури. Для вимірювання сирого протеїну використовується система HarvestLab GrainSensing, а відповідний знімок екрана, що показує її зв'язок з врожайністю, додається для довідки.

Щоб класифікувати та зрозуміти дані, ми встановили конкретні порогові значення: поріг білка на рівні 12,51 т/га та поріг врожайності вологої маси на рівні 7,9 т/га. Виходячи з цих порогових значень, ми використовуємо терміни “вищий” та “нижчий”, щоб окреслити, як спостережувані дані пов’язані з цими встановленими стандартами. Порівнюючи та зіставляючи ці показники, ми можемо отримати безцінні ідеї для вдосконалення та покращення агрономічних операцій у наступних сезонах.

Об'єднавши показники на одній карті, візуалізується взаємозв'язок між CrudeProtein та WetMass. Це комплексне представлення визначає чотири різні сценарії:

1. Вища врожайність 7,9 т/га з вищим вмістом білка 12,51 тФ3Т
2. Вища врожайність 7,9 т/га з нижчим вмістом білка 12,51 тФ3Т
3. Нижча врожайність 7,9 т/га з вищим вмістом білка 12,51 тФ3Т
4. Нижча врожайність 7,9 т/га з нижчим вмістом білка 12,51 тФ3Т

Висновок

1. Дані: Завдяки безперешкодній інтеграції з операційним центром John Deere, GeoPard забезпечує точний збір даних у режимі реального часу, що формує основу для всієї подальшої аналітики. Інтеграція фактичних виміряних даних із системи HarvestLab GrainSensing та фактичних внесених даних є життєво важливою. Разом вони забезпечують неперевершену точність розрахунків.
2. Поглинання азоту (NU) та загальна кількість внесеного азоту (TAN)Ці два показники є надзвичайно важливими для сільськогосподарських виробників, які прагнуть зрозуміти баланс і динаміку азоту на своїх полях. Разом вони дають повну картину життєвого циклу азоту протягом сезону.
3. Ефективність використання азоту (ЕВАЗ): Ефективність використання азоту (ЕЕ) слугує ключовим показником для оцінки загальної ефективності використання азоту в полі. Визначаючи ділянки з різними значеннями ЕЕ, сільськогосподарські виробники можуть визначити можливості для вдосконалення своїх стратегій внесення азоту та покращення загальних агрономічних практик.
4. Надлишок азоту (НН): NS надає важливу інформацію, яка може вплинути на стратегії внесення змінної норми (VRA) на наступний сезон. Вирішуючи проблему невикористаного азоту, фермери можуть приймати обґрунтовані рішення щодо коригування своїх планів внесення.

З точки зору фермера, поєднання точного збору даних з глибокою аналітикою є революційним рішенням. Йдеться не лише про досягнення балансу у внесенні азоту. Йдеться про розуміння тонкощів сталого вирощування сільськогосподарських культур, забезпечення найкращих можливих врожаїв та збереження здоров'я землі для майбутніх сезонів.

Про компанії

ГеоПард є провідним постачальником програмного забезпечення для точного землеробства. Компанія була заснована у 2019 році в Кельні, Німеччина, і представлена в усьому світі. Компанія пропонує низку рішень, які допомагають фермерам оптимізувати свою діяльність та підвищувати врожайність. Зосереджуючись на сталому розвитку та регенеративній економіці, GeoPard прагне просувати практики точного землеробства по всьому світу.

Серед партнерів компанії такі відомі бренди, як John Deere, Corteva Agriscience, Pfeifer & Langen, Асоціація виробників сої штату Айова та багато інших.

ЛВА, підприємство з виробництва сільськогосподарської техніки Altenweddingen, – це довгострокова компанія середнього розміру з філіями в Саксонії-Ангальт, Бранденбурзі та Нижній Саксонії. Основна увага приділяється продажу, експорту, оренді, дилерським сервісним центрам та постачанню запасних частин для сільськогосподарської техніки, а також агрономічним послугам. LVA є одним з найуспішніших дилерів John Deere в Європі вже понад 30 років.

Агрономічний відділ LVA надає такі послуги, як консалтинг з точного землеробства, сканування ґрунту та аналіз даних, мережа RTK для корекції GPS.

Сьогодні на підприємстві в Альтенведдінгені працює 100 співробітників, а ще 220 колег — в інших місцях у Нижній Саксонії, Бранденбурзі та Саксонії-Ангальт. Серед них близько 40 стажерів.