Plant Counting. Как и зачем считать всходы растений после посева

Говорят, хороший агроном может оценить состояние посевов, лишь окинув поле своим опытным глазом. А если он недостаточно опытен? А если объем посевных площадей таков, что лично их осмотреть и оценить невозможно физически?

Чтобы быть эффективным в растениеводстве, важно в своей повседневной работе опираться не на субъективные оценки, а работать с использованием объективных и качественных показателей. Одним из ключевых показателей для методик оценки эффективности посева является количество культурных растений на единицу площади, получаемой путем их объективного подсчета в разных фазах вегетации. Однако одного арифметического подсчета количества растений на единице площади обычно недостаточно. Для проведения качественного и комплексного анализа необходимо дополнительно оценить:

• точность высева и наличие двойников или пропусков,
• равномерность всходов (нормой является наличие 80% растений в одинаковой фазе вегетации),
• распределение плотности растений по площади поля,
• а также количество, видовое состояние, фазы развития, распределение по площади сорняков и т.д.

Количество культурных растений на единицу площади является одним из ключевых факторов формирования урожая. Их подсчет, проведенный в разные сроки и для разных фаз развития растений, позволяет объективно оценить многие факторы и показатели, необходимые для корректировки текущей агротехнологии, а также учета в работе следующих показателей:

• Качество работы сеялки, по результатам оценки которой может обоснованно приниматься решение о перекалибровке техники, ее ремонте или замене;
• Качество проведения предпосевных работ и посевной: по оптимальности выбранных сроков проведения, выполненных операций подготовки почвы, нормы и глубины высева и т.д. Выводы по результатам проведенного анализа используются при планировании последующих посевных кампаний.
• Оценка всхожести семян, позволяющая опытным путем определить, соответствуют ли показатели посевного материала тем, которые заявлены производителем;
• Качество выхода посевов из зимовки (для озимых культур), влияние на них климатических условий;
• Интегральный показатель – полнота всходов (густота стояния растений до фазы кущения) — позволяет выявить необходимость пересева площадей или их отдельных участков, а также спрогнозировать урожайность (количество растений/га на нормативную продуктивность одного растения);
• Оценка равномерности развития и густоты стояния растений в последующих фазах вегетации позволяет целенаправленно планировать агротехнические мероприятия по уходу за посевами, определять потребность в орошении, оперативно уточнять прогноз урожайности;
• Оценка засоренности посевов, проводимая параллельно с подсчетом, позволяет определять потребность и сроки внесения гербицидов.

Как считать всходы на поле?

Традиционный подсчет

Такой подход состоит в пересчете лично агрономом количества растений, и проводится на нескольких опытных участках одного поля. По методологии, для узкорядных посевов один опытный участок должен быть ¼ кв.м, в целом на поле – не менее 4 таких участков, расположенных по диагонали, или в наиболее характерных его местах. На широкорядных культурах в качестве опытного участка выбираются 10 соседних рядов длиной по 40 метров каждый.

Преимуществом традиционного подсчета является его абсолютная доступность, поскольку его может проводить специалист без применения сложной техники. Однако недостатки метода на сегодняшний день очевидны:

• очень усредненный показатель полноты всходов (густоты стояния растений), не дающий полной интегральной картины по всей площади поля, которая может иметь сложный рельеф или разную структуру почв, разные условия увлажнения и т.п.;
• скорость (продуктивность) подсчета растений «вручную» достаточно ограничена, особенно при больших объемах посевных площадей, что не всегда позволяет своевременно реагировать на критическое состояние посевов;
• значительный «человеческий» фактор, когда агрономы, производящие подсчет растений вручную, могут быть заинтересованы в предоставлении необъективной промежуточной информации о состоянии посевов, чтобы скрыть собственные ошибки;
• результаты «ручного» подсчета сложно «оцифровать» и реализовать в рамках современных технологий точного земледелия.

Подсчет всходов с POGO Stiсk от Precision Planting

Комплекс технических средств POGO Stick, состоящий из рулетки 30 м, датчика для измерения пути и планшета с программным обеспечением, позволяет автоматизировать определение сингуляции высева и густоты стояния всходов растений.

Комплекс POGO Stiсk был создан компанией Precision Planting для контроля качества посева переоборудованными сеялками. При проведении оценки всходов, данные на планшет передаются через bluetooth и обрабатываются с помощью приложения POGO. POGO Stiсk может выявить отклонение номинального расстояния между растениями и оценивать количество растений, имеющих потенциал к полноценной урожайности.

Чтобы начать работу с прибором, агроному нужно в мобильном приложении POGO ввести локацию и название хозяйства, а также  статистические данные:

• ряды сеялки,
• ряд измерения,
• тип ведущего аппарата
• и культуру посева.

В приложении есть 4 кнопки, которые фермер нажимает при оценке каждого растения:

• good — имеются все листья на растении на первой фазе развития растения;
• LE1 — отклонение от фазы на 1 лист;
• LE2 — отклонение от фазы на 2 листа;
• No germ — семена не взошли.

Если сеялка посеяла семена, но по каким-то причинам они не взошли, фермер должен отметить это в планшете: ввести информацию о сеялке и ряде, где обнаружили проблему.

POGO Stiсk считает в процентах сингуляцию, интервалы, всходы и количество растений. Прибор позволяет агроному не использовать дневники, поскольку включает все необходимые аспекты для точного подсчета всходов растений и сразу выдает статистику по ряду.

Подсчет всходов дроном

Для этого метода используются агродроны, которые оснащаются цифровыми камерами сверхвысокого разрешения (0,5-1 см на пиксель) и осуществляют облет посевов на низкой высоте (около 20 м). Производительность работы БПЛА сравнительно высока, составляет 20 га в час. По данным аэрофотосъемки составляется ортофотоплан с точной геодезической привязкой, позволяющий определять границы и площади отдельных участков, распознавать каждое растение на поле, подсчитывать общее количество растений, среднюю густоту их стояния по каждому из участков. Кроме того, возможности специализированных программных комплексов для обработки результатов аэрофотосъемки БПЛА (например, серверные сервисы Hummingbird) дополнительно позволяют:

• определять неравномерность развития растений по фазам вегетации (потребность в орошении, внесении удобрений);
• устанавливать интегральные показатели засоренности посевов (количество, плотность, видовой состав, фазы развития) для планирования и реализации комплекса агротехнических мероприятий по борьбе с сорняками;
• интегрировать полученные результаты Plant Counting в цифровые карты, которые используются современной техникой точного земледелия (планирование работы высокоточных опрыскивателей, оросительных агрегатов и др.).

Среди недостатков Plant Counting с использованием БПЛА:

• некачественное распознавание двойников, которое не позволяет использовать полученные результаты для точного расчета сингуляции высева (оценки эффективности сеялок);
• недостаточное разрешение для работы на узкорядных культурах (злаковые, зернобобовые и др.), что ограничивает сферу применения дронов для Plant Counting только широкорядными культурами (подсолнечник, кукуруза, сахарная свекла и др.).

Однако, справедливости ради, имеющиеся недостатки следует отнести к «болезням роста» технического и программного оснащения БПЛА для Plant Counting, которые, скорее всего, в ближайшем будущем будут преодолены.

Plant counting с использованием БПЛА на сегодняшний день является наиболее «продвинутым» и перспективным методом оперативного и комплексного анализа состояния посевов. Он позволяет получать максимально точную, полную и своевременную информацию на разных (в т.ч. ранних) этапах роста растений, планировать мероприятия по уходу за ними, своевременно принимать решения по внесению изменений в агротехнологию, на ремонт или обновление парка сельхозтехники, использование новых сортов семян, пересев площадей в случае плохой схожести и т.д.

В свою очередь, комплексный анализ полноты всходов предоставляет возможности для раннего прогнозирования урожайности, снижения затрат материальных средств (ГСМ, поливной воды, гербицидов) в процессе ухода за культурами, повышения экономической эффективности агропроизводства.