Plant Counting. Як та навіщо рахувати сходи рослин після посіву

Кажуть, хороший агроном може оцінити стан посівів, лише окинувши поле своїм досвідченим оком. А якщо він не достатньо досвідчений? А якщо обсяг посівних площ такий, що особисто їх оглянути й оцінити неможливо фізично? Щоб бути ефективним в рослинництві важливо в своїй повсякденній роботі опиратись не на суб’єктивні оцінки, а працювати з використанням об’єктивних чисельних та якісних показників. Одним з ключових показників для методик оцінки ефективності посіву є кількість культурних рослин на одиницю площі, яку отримують шляхом їх об’єктивного підрахунку в різних фазах вегетації. Проте, одного арифметичного підрахунку кількості рослин на одиниці площі, зазвичай, недостатньо. Для проведення якісного та комплексного аналізу часто необхідно додатково оцінити: точність висіву та наявність двійників або пропусків, рівномірність сходів (нормою є наявність 80% рослин в однаковій фазі вегетації), розподіл густини рослин по площі поля, а також кількість, видовий стан, фази розвитку, розподіл по площі бур’янів, тощо.

Кількість культурних рослин на одиницю площі є одним з ключових факторів формування врожаю. Їх підрахунок, проведений в різні строки й для різних фаз розвитку рослин, дозволяє об’єктивно оцінити багато факторів і показників, які необхідні для корегування поточної агротехнології, а також всілякого врахування в роботі:

• Якість роботи сівалки, за результатами оцінки якої може обґрунтовано прийматися рішення щодо перекалібрування техніки, її ремонту, або заміни;
• Якість проведення передпосівних робіт і посівної: щодо оптимальності обраних строків проведення, виконаних операцій підготовки ґрунту, норми та глибини висіву, тощо. Зроблені за результатами проведеного аналізу висновки використовуються при плануванні наступних посівних кампаній.
• Оцінка схожості насіння, яка дозволяє дослідним шляхом визначити, чи відповідають показники посівного матеріалу тим, що заявлені виробником;
• Якість виходу посівів з зимівлі (для озимих культур), вплив на них тих чи інших кліматичних умов;
• Як інтегральний показник – повнота сходів (густота стояння рослин до фази кущіння), яка дозволяє виявити необхідність пересіву площ або їх окремих ділянок, а також спрогнозувати врожайність (кількість рослин/га на нормативну продуктивність однієї рослини);
• Оцінка рівномірності розвитку та густоти стояння рослин в наступних фазах вегетації дозволяє цілеспрямовано планувати агротехнічні заходи догляду за посівами, визначати потребу в зрошенні, оперативно уточнювати прогноз врожайності;
• Оцінка забур’яненості посівів, що проводиться паралельно з підрахунком, дозволяє визначати потребу та можливі строки внесення гербіцидів.

Як рахувати сходи на полі?

Традиційний підрахунок

Полягає в перерахунку особисто агрономом кількості рослин, що проводиться на декількох дослідних ділянках одного поля. Методиками передбачено, що для вузькорядних посівів одна дослідна ділянка має бути ¼ кв.м, загалом на поле – не менше 4-х таких ділянок, розташованих по діагоналі, або в найбільш характерних його місцях. На широкорядних культурах в якості дослідної ділянки вибираються 10 сусідніх рядків довжиною по 40 метрів кожен.

Перевагою традиційного підрахунку є його абсолютна доступність, бо його може проводити спеціаліст без застосування складної техніки. Але його недоліки на сьогоднішній день занадто очевидні:

• дуже усереднений показник повноти сходів (густоти стояння рослин), що не дає повної інтегральної картини по всій площі поля, яке може мати складний рельєф або різну структуру ґрунтів, різні умови зволоження, тощо;
• швидкість (продуктивність) підрахунку рослин «вручну» досить обмежена, особливо за великих обсягів посівних площ, що не завжди дозволяє своєчасно реагувати на критичний стан посівів;
• значний «людський» фактор, коли агрономи, що проводять підрахунок рослин вручну, часом можуть бути зацікавлені в наданні необ’єктивної проміжної інформації про стан посівів, щоб приховати власні помилки;
• результати «ручного» підрахунку складно «оцифрувати» та реалізувати в рамках сучасних технологій та техніки точного землеробства.

Підрахунок сходів з POGO Stiсk від Precision Planting

Комплекс технічних засобів Pogo Stick, що складається з рулетки 30 м, датчика для вимірювання шляху, планшета з програмним забезпеченням, дозволяє автоматизувати визначення сингуляції висіву та густоти стояння сходів рослин. Комплекс POGO Stiсk був створений компанією Precision Planting для контролю якості посіву переобладнаними сівалками. При проведенні оцінки сходів, дані на планшет передаються через bluetooth та обробляються за допомогою застосунку “Pogo”.“Pogo” автоматично рахує дружність сходів та у відсотках давати оцінку якості сингуляції та розкладки насіння в рядку. POGO Stiсk може виявити відхилення номінальної відстані між рослинами та оцінювати кількість рослин, які мають потенціал до повноцінної врожайності.

Щоб розпочати роботу з приладом, агроному потрібно ввести локацію та назву господарства, статистичні дані: ряди сівалки, вказати рядок вимірювання, тип провідного апарату та культуру посіву в мобільний додаток “Pogo”.

У додатку наявні 4 кнопки, які фермер натискає під час оцінки кожної рослини:

• good — наявні всі листки на рослині на першій фазі розвитку рослини;
• LE1 — відхилення від фази на 1 листок;
• LE2 — відхилення від фази на 2 листки;
• No germ — насіння не зійшло.

Якщо сівалка посіяла насінину, але з якихось причин вона не зійшла, фермер повинен зазначити це у планшеті: ввести сівалку і рядок, де виявили проблему.

POGO Stiсk рахує у відсотках сингуляцію, інтервали, сходи рослин, кількість. Пристрій дозволяє агроному не використовувати щоденників, оскільки прилад включає всі необхідні  аспекти для точного підрахунку сходів рослин та одразу видає статистику по рядку.

Підрахунок сходів дроном

Для цього використовуються агродрони, що оснащуються цифровими камерами надвисокої роздільної здатності (0,5 – 1 см на піксель) та здійснюють обліт посівів на низькій висоті (близько 20 м). Продуктивність роботи БПЛА порівняно висока, становить 20 га за годину. За даними аерофотозйомки складається ортофотоплан з точною геодезичною прив’язкою, який дозволяє визначати кордони та площі окремих ділянок, розпізнавати кожну рослину на полі, підраховувати загальну кількість рослин, середню їх густоту стояння по кожній з ділянок. Крім того, можливості спеціалізованих програмних комплексів, що обробляють результати аерофотозйомки БПЛА (наприклад, серверні сервіси Hummingbird) додатково дозволяють:

• визначати нерівномірність розвитку рослин за фазами вегетації (потреба в зрошенні, внесенні добрив
• встановлювати інтегральні показники забур’яненості посівів (кількість, густота, видовий склад, фази розвитку) для планування та реалізації комплексу агротехнічних заходів боротьби з бур’янами;
• інтегрувати отримані результати Plant Counting в цифрові карти, що використовуються сучасною технікою точного землеробства (планування роботи високоточних оприскувачів, зрошувальних агрегатів та ін.).

В якості недоліків Plant Counting з використанням БПЛА слід зазначити:

• неякісне розпізнавання двійників, що не дозволяє використовувати отримані результати для точного обрахунку сингуляції висіву (оцінки ефективності сівалок);
• недостатня розподільча здатність для роботи на вузькорядних культурах (злакові, зернобобові та ін.), що обмежує сферу застосування дронів для Plant Counting лише широкорядними культурами (соняшник, кукурудза, цукрові буряки та ін.).

Проте, заради справедливості, наявні недоліки слід віднести до «хвороб росту» технічного та програмного оснащення БПЛА для Plant Counting. Які, швидше за все, в близькому майбутньому будуть подолані.

Plant counting з використанням БПЛА на сьогодні є найбільш «просунутим» і перспективним методом оперативного й комплексного аналізу стану посівів. Він дозволяє отримувати максимально точну, повну та своєчасну інформацію на різних (в т.ч. ранніх) етапах росту рослин, планувати заходи догляду за ними, своєчасно приймати рішення щодо внесення змін в агротехнологію, на ремонт або оновлення парку сільгосптехніки, використання нових сортів насіння, пересів площ в разі поганої схожості, та ін. В свою чергу, комплексний аналіз повноти сходів надає можливості для раннього прогнозування врожайності, зниження витрат матеріальних засобів (ПММ, поливної води, гербіцидів) в процесі догляду за культурами, підвищення економічної ефективності агровиробництва.