Эксперимент по дифпосеву подсолнечника на каштановых почвах
С точки зрения урожайности любое поле неоднородно: ведь на одном участке каждый год вы собираете, скажем, 12 тонн зерна на гектар, а на другом — 4. Чем выше многолетняя урожайность участка, тем он продуктивнее. По логике, если для таких участков норму высева увеличить, урожайность вырастет. В зонах с низкой продуктивностью, напротив, норму высева можно уменьшать — урожайность не изменится. Такой подход к посеву называется дифференцированным. В теории он экономит семена и повышает урожай.
⠀
В прошлом году я решил выяснить, так ли это, и провёл в Украине несколько экспериментов на яровых культурах: кукурузе, сое и подсолнечнике. Сегодня расскажу про один из них — эксперимент на полях с подсолнечником в Херсонской области.
⠀
Оптимальная норма высева подсолнечника — вопрос спорный. Обычно хозяйства придерживаются той нормы, которую им рекомендует местный поставщик семян. Я же решил посеять подсолнечник с переменной нормой, чтобы узнать, как это повлияет на урожайность и удастся ли сэкономить на семенах. Работал на двух полях с разным уровнем влаги: одно поле было на орошении, другое — на богаре, т. е. землях без искусственного орошения.
⠀
Как я проводил эксперимент
⠀
Выделил зоны продуктивности
⠀
Логику эксперимента я выстроил вокруг анализа зон продуктивности. Зоны я выделял с помощью данных о вегетации, которые получил по спутниковым снимкам, и данных фактической урожайности. Ими поделился агрохолдинг, на полях которого и проходил эксперимент.
⠀
Рис. 1 — Зоны продуктивности поля 1 (на орошении). Площадь 45,5 га. Поле орошалось круговыми системами ирригации. Почвы каштановые, суглинистого гранулометрического состава. Рельеф на поле однородный, перепад высот примерно 1−2 метра.
⠀
Рис. 2 — Зоны продуктивности поля 2 (на богаре). Площадь 101 га. Почвы каштановые, суглинистого гранулометрического состава. Рельеф этого поля более неоднородный: здесь перепад высот около 5 метров.
⠀
Сформировал две гипотезы
⠀
Я предположил, что на участках с высокой продуктивностью при увеличении нормы высева урожайность вырастет. На участках с низкой продуктивностью количество питательных веществ меньше, поэтому норму высева для них можно уменьшить — на урожай это не должно повлиять. Но повлияет на расход семян — я сэкономлю. Так была сформирована первая гипотеза.
⠀
Вторая, или обратная, гипотеза родилась из нового предположения. Возможно, на участках с высокой продуктивностью растения конкурируют не за питательные вещества, а, например, за солнечный свет. А на участках с низкой продуктивностью они могут быть равномерно угнетены.
⠀
Тогда, если на участках с высокой продуктивностью снизить норму высева, меньшее количество растений даст больший или такой же урожай, как при высокой норме высева. А на участках с низкой продуктивностью при увеличении нормы высева мы заметим увеличение урожайности. Такой была обратная гипотеза.
⠀
Составил карту-задание для техники
⠀
Чтобы определить количество семян для разных участков и составить карты-задания для техники, я использовал зоны продуктивности.
⠀
На каждую зону продуктивности у меня было три нормы высева. Низкая и высокая — для тестирования двух гипотез. Средняя — та, которую обычно использовали в хозяйстве.
⠀
Чтобы проверить вторую гипотезу, на обоих полях я заложил две тестовых полосы. На первой сеял среднюю норму. На второй — на участках высокой продуктивности норму высева снижал, а на участках с низкой продуктивностью — увеличивал.
⠀
Рис. 3 — Карта-задание для поля 1. Норма, которая обычно использовалась в хозяйстве, — 60 тыс./га. На участках высокой продуктивности норму высева я увеличил, на участках низкой и средней продуктивности — уменьшил. В итоге норма высева варьировалась от 40 до 64,5 тыс. семян на га.
⠀
Рис. 4 — Карта-задание для поля 2. Средняя норма высева в этом регионе — 45 тыс./га. Здесь для эксперимента я использовал нормы в диапазоне 33−45 тыс./га. Другими словами, во всех зонах продуктивности на этом поле норму высева я уменьшал.
⠀
Определил ограничивающий фактор в зонах низкой и средней продуктивности. Это нужно, чтобы верно интерпретировать результаты эксперимента и понимать, что именно могло помешать развитию растений.
⠀
По опыту прошлых экспериментов такими факторами могут быть недостаток влаги, вызванный особенностями рельефа и гранулометрическим составом почвы, аномальные значения кислотности, низкое содержание органики или засоление почвы.
⠀
Если интересно, вот тут можно подробнее прочитать, как я определял ограничивающий фактор для каждого поля: .
⠀
Оценил всхожесть семян
⠀
Для этого я использовал детальные карты полей, полученные с помощью беспилотника. Их тоже предоставил агрохолдинг. Партнёрская компания помогла с подсчётом всходов на полях. Эти значения я сгруппировал по квадратам 10 на 10 метров и соотнёс с фактическим посевом для каждого квадрата. В итоге получил всхожесть в процентах. Это пригодилось для оценки зависимости всхожести семян от нормы высева.
⠀
Проанализировав все данные, я понял, что всхожесть семян не зависит от зоны продуктивности поля и падает при увеличении нормы высева.
⠀
Рис. 5 — Карта всхожести для поля 1. На всех участках с нормой высева 40 тыс./га всхожесть оказалась на уровне 78−93%. На участках с нормой высева 64,5 тыс./га — в диапазоне 60−66%.
⠀
Рис. 6 — Карта всхожести для поля 2. На втором поле для зон высокой продуктивности норма высева была 33 тыс./га. Средняя всхожесть здесь — 82%. При норме высева 45 тыс./га я получил всхожесть 77%. Для участка низкой продуктивности при норме высева 33 тыс./га всхожесть оказалась 82%. При норме высева 45 тыс./га — 77%.
⠀
Проанализировал урожайность
⠀
По картам урожайности с бортовых компьютеров (Рис. 7 и 8 ) и по зонам однородности, которые я выделил вручную.
⠀
Как понимать карты? По картам видно, что урожайность тестовых полос в зонах с разными нормами высева и одинаковой продуктивностью не меняется. В первом приближении это значит, что норма высева на урожайность подсолнечника не повлияла.
⠀
Этот способ хорош, когда нужно дать оценку на глаз, но в таком случае легко не заметить важные зависимости. Поэтому я анализировал урожайность ещё и по зонам однородности.
⠀
Тут важно понимать, почему такое дело нельзя доверить технике. Данные урожайности комбайнов всегда неоднородны, с шумами. Шумы — это аномальные значения урожайности в конкретной точке. Если комбайн во время уборки забуксовал, скорее всего, в этой точке мы увидим аномально низкие значения урожайности. При выгрузке зерна, напротив, — аномально высокие. Если комбайн едет по технологической колее, значения снова будут низкими. Отфильтровать автоматически эти шумы нельзя, поэтому надёжнее сделать ручную обработку.
⠀
К сожалению, прикрепить больше изображений не получается, поэтому оставлю ссылку на подробности: , и перейду к выводам.
⠀
К каким выводам я пришёл
⠀
Ни на богаре, ни на орошении норма высева не повлияла на урожайность подсолнечника. Я предполагаю, что так произошло из-за пластичности самой культуры или из-за гибрида, который я сеял. Чтобы выяснить, есть ли гибриды, которые позитивно реагируют на переменную норму высева, в 2020 году я продолжил эксперименты в ещё больших масштабах. Обязательно буду рассказывать о них дальше!
2 комментария