Ražība

Precīzā lauksaimniecība, izmantojot GPS

Datorizācija mūsu laikmetā ir kļuvusi par svarīgu cilvēces attīstības sastāvdaļu. Grūti iedomāties kādu dzīves sfēru, kas nebūtu saistīta ar elektrokibernētikas iezīmēm. Pirms nedaudz gadiem dominējošo preču un pakalpojumu tirgu ir pārņēmis informācijas tirgus. Informācijas tehnoloģiju attīstība to patērētājiem radījusi iespēju sīki plānot, ekonomēt savu laiku un līdzekļus, automatizējot un atviegloti kontrolējot ikdienišķos procesus.
Arvien vairāk mēs izmantojam dažādu veidu sensorus, procesorus, mikročipus un ierīces ar elementiem, kas kalpo dažādu mērījumu veikšanai ar datu nolasīšanu, uzkrāšanu, apstrādi un analīzi matemātisko modulāciju ceļā. Līdz ar to paveras iespējas palielināt iegūstamās un apstrādājamās informācijas apjomus, kā arī padziļināt tās analīzi un izmantot šo informāciju pamatotu lēmumu pieņemšanā norišu precīzākai vadīšanai un citu uzdevumu risināšanai. Šajā ziņā arī lauksaimniecība nav izņēmums. Viens no šādiem risinājumiem ir tā dēvētā precīzā lauksaimniecība, izmantojot globālās pozicionēšanas sistēmu (GPS). Kas tad īsti slēpjas zem šī termina? To labākai izpratnei neliela vēsturiska atkāpe.
Kas ir GPS
ASV valdība 1973. gadā militāriem nolūkiem uzsāka projektu, kura mērķis bija radīt mākslīgos pavadoņus, lai līdz ar to palaišanu orbītā ap zemi izveidotu globāla mēroga novērošanas sistēmu - nodēvētu par StarFIX. Pirmais šā tipa pavadonis tika palaists orbītā 1978. gadā (aptuveni 22350 km augstumā). Sistēmas izveide un pilnveidošana risinājās līdz 1994. gadam, un tās pilnvērtīga izmantošana tika uzsākta 1995. gadā. Pašlaik jau ir 28 šādi pavadoņi. No tiem pozicionējošo koordināšu noteikšanā tiek izmantota 24 OmniSTAR pavadoņu kopa, kas raida L-joslas frekvencēs (L1 1575,42 MHZ; L2 1227,60 MHZ) un ir paredzēta Global Position System (GPS) nodrošināšanai. Civiliem nolūkiem šo signālu ASV sāka lietot 1997. gadā, bet pirmo reizi tas tika izmantots Austrālijā 1995. gadā.
OmniSTAR L-joslas signāls ir brīvi pieejams visā pasaulē, izņemot Antarktiku. Lai izmantotu GPS signālu, tā lietotājam nepieciešams attiecīgs signāla uztvērējs, kā arī dators ar atbilstošas programmatūras nodrošinājumu. Signālu uztvērējā ir uztveršanas modulis un mazgabarīta antena ar pastiprinātāju. GPS ierīces parasti ir aprīkotas ar 12 kanāliem, kas ļauj vienlaikus uztvert būtībā visus uztveršanas zonā esošos pavadoņus. Vienlaikus iespējams atrasties 7-8 pavadoņu signāla pārklājuma zonā.
GPS patlaban visā pasaulē tiek lietota kā militārajā, tā arī civilajā sfērā. Ar tās palīdzību tiek kontrolēti militārie procesi, vadīta ieroču darbība, koordinēti pārvadājumi, meklēti nolaupīti transporta līdzekļi, novērota dzīvnieku migrācija, kontrolēti kosmosa aparāti, veikta zemes virsmas precīza kartēšana utt. To arvien plašāk izmanto arī lauksaimniecībā precīzākai un efektīvākai saimniekošanai.
GPS un zemkopība
Precīzās lauksaimniecības (konkrētāk - precīzās zemkopības) jēdziena būtība ir tā, ka lauki netiek uzskatīti par auglības ziņā viendabīgām (homogēnām) platībām, kuru auglību raksturo vidējie rādītāji, bet katrs konkrēts lauks tiek uztverts kā sastāvošs no dažāda auglības līmeņa nogabaliem, kuru vēlamās (plānojamās) auglības nodrošināšanai nepieciešami atšķirīgi (specifiski) tehnoloģiskie risinājumi (mēslojuma veidi un devas, nezāļu apkarošanas paņēmieni, melioratīvie pasākumi, augsnes apstrādes veidi u.c.).
Precīzās lauksaimniecības (konkrētāk, precīzās zemkopības) jēdziena būtību vissaprotamāk izteikuši vācieši, nosaucot to par ortsspecifische Pflanzenbau, ko latviski varētu dēvēt par "nogabalu specifikai atbilstošu augkopību". Lai šādu augkopības sistēmu realizētu, no lauka kopplatības jāizdala un precīzi jāfiksē (izmantojot GPS) tā atšķirīgie nogabali, jānosaka to specifika, tiem atbilstoša agrotehnika un jānodrošina tās īstenošana, t.i., jāveido atbilstoša saimniekošanas vadības sistēma. Tādējādi precīzā lauksaimniecība ir saimniekošanas veids, kas, izmantojot GPS, ļauj konstatēt, analizēt un attiecīgi reaģēt uz apstrādājamās zemes platības nogabalu kvalitatīvajām īpašībām.
Precīzās zemkopības sistēmas galvenie elementi (sastāvdaļas) un to sasaiste shematiski parādīti attēlā. Tos iedala ilgstoša cikla un sezonāla cikla pasākumos. Pirmo uzdevums ir celt augsnes potenciālo auglību, otro - sezonālo vajadzību nodrošināšana konkrētu laukaugu augšanai un attīstībai, lai sasniegtu plānoto ražību un iegūtu kvalitatīvu produkciju.
Kā izpaužas precīzā zemkopība
Kā rīkoties, lai ieviestu precīzo zemkopību? Parasti sāk ar audzējamās kultūras (galvenokārt graudaugu) ražības nevienmērības noteikšanu, reģistrējot koordinātu sistēmā noteiktā intervālā novāktā laukuma augu (graudu) ražību. Šim nolūkam tiek izmantots kombains, kuram ir uzstādītas ierīces, kas vienlaikus fiksē divus rādītājus: kombaina atrašanās vietu laukā, vadoties no GPS signāliem, ar precizitāti līdz vienam metram, un kulšanas procesā iegūto graudu birumu. Tālāk, ievadot šos datus personālajā datorā, ar speciālas programmas palīdzību iegūst lauka ražības karti ar dažāda ražības līmeņa nogabaliem, kas attēloti dažādās krāsās, atkarībā no graudu biruma attiecīgajā vietā (sk. attēlu) un nosacīti raksturo šo nogabalu auglības līmeņus.
Pēc tam seko nākamie informācijas ievākšanas posmi lauka raksturošanai. Tiek ņemti augsnes paraugi ķīmiskā sastāva analīzei, augsnes reakcijas, mehāniskā sastāva u.c. augsni raksturojošo parametru noteikšanai, kas varētu ietekmēt tās auglību. Katra parauga ņemšanas vieta ar GPS signālu uztvērēju tiek fiksēta attiecīgās koordinātās. Līdztekus tiek apsekots viss lauks, lai raksturotu un GPS koordinātu sistēmā fiksētu tā reljefa, struktūras u.c. īpatnības. Piemēram, zemas, mitras ieplakas, nezāļainas un akmeņainas vietas, koku grupas, krūmu pudurus, bijušo ceļu vietas, augstsprieguma līnijas utt. Tad seko visas iegūtās informācijas apstrāde ar datora palīdzību. Datorā, izmantojot attiecīgas programmas, papildus jau minētajai nogabalu ražības kartei tiek veidotas vairākas citas dažādu krāsu un to mainīgas intensitātes toņu analizējamā lauka kartes: topogrāfiskā, kas ietver uzskatāmu informāciju par lauka reljefu un tipoloģisko struktūru, augsnes ķīmiskā sastāva kartes atkarībā no pētīto elementu (kālija, fosfora u.c.) satura, augsnes mehāniskā sastāva, humusa satura un blīvuma (apstrādes pretestības) variāciju kartes (neviendabīgos laukos) u.c. pēc vajadzības.
Kad kartes ir gatavas, tās attiecīgi savietojot (sk. attēlu), iespējams uzskatāmi vērot un vērtēt situāciju. Proti, auglības kartē, redzot vietas ar zemāku ražību, skaidrot tās iemeslus pēc attiecīgās vietas raksturojuma augsnes ķīmiskā sastāva (barības vielu nodrošinājuma, reakcijas), humusa satura, mehānisko īpašību (blīvuma) un topoloģiskajā kartē. Tādējādi ir iespēja konstatēt ražu ietekmējošos (pazeminošos) faktorus, piemēram, kāda ķīmiskā elementa pazeminātu līmeni augsnē, paaugstinātu augsnes blīvumu, kā arī erozijas skartu apvidu, zemu, mitru vietu u.c.
Kad ražību ietekmējošo faktoru analīze ir veikta, tiek skaidroti nepieciešamie pasākumi plānojamā ražības līmeņa sasniegšanai katrā konkrētā lauka nogabalā: mēslojuma devas, augsnes apstrādes un nezāļu apkarošanas veidi, melioratīvie pasākumi. Balstoties uz tiem, tiek izstrādāts un datu reģistrācijas kartēs fiksēts rīcības plāns, kas attiecas uz noteiktās platības mehānisko apstrādi, mēslojuma veidu un devu, kā arī paredzētās kultūras sēklu izsējas daudzuma koriģēšanu u.c. pasākumiem, vadoties pēc vēlamā rezultāta (piemēram, sk. attēlā mēslojuma devu karti). Turpmāk, izmantojot šo datu reģistrācijas kartes un GPS iespējas, ar attiecīgu izmantojamo mašīnu aprīkojumu tiek panākts, ka, lai kāpinātu ražu, kā arī ietaupītu līdzekļus, vajadzīgie pasākumi tiek precīzi izpildīti (variēti) atbilstoši konkrētās vietas vajadzībām. Piemēram, augsnes mehāniskās apstrādes procesā var mainīt tās apstrādes raksturu, proti, atkarībā no atrašanās vietas laukā dažādot aršanas vai kultivēšanas dziļumu; mēslošanā - atkarībā no barības vielu vajadzības variēt mēslojuma devas, sējā - mainīt izsējas normas utt.
Precīzās zemkopības ieviešanas praksē atzīts - lai iegūtu objektīvus rādītājus un gūtu vēlamos rezultātus, nepietiek ar vienas sezonas novērojumiem; kā zināms, liela loma ražas veidošanā ir laika apstākļiem attiecīgās kultūras veģetācijas periodā.
GPS izmantošanas priekšrocība
Precīzās zemkopības sistēmas lietderības pamatojumam tiek minēti četri galvenie aspekti.
1. Ražas apjoma kāpināšana. Tā panākama galvenokārt ar lauku racionālu mēslošanu. Piekopjot līdzšinējo praksi, kad visai lauka platībai tiek dota vienāda mēslojuma deva, vietās, kur augsnes sastāva vai kādu citu apstākļu dēļ attiecīgā elementa saturs ir stipri zem vēlamā, tas pēc mēslošanas tā arī nesasniedz vajadzīgo daudzumu. Savukārt vietās, kur barības vielu daudzums jau pirms mēslošanas ir bijis vēlamajā līmenī, to koncentrācija augsnē tiek pārdozēta. Tādējādi veidojas situācija, kad pēc platības mēslošanas vēlamo ķīmisko elementu saturiskā izkliede lauka ietvaros nav vienmērīga: vietām ir pārmēslots, vietām - nepilnīgi mēslots. Tātad situācijā, kad mums ar minēto iekārtu palīdzību ir iespēja apzināt attiecīgās platības nogabalu augsnes auglības līmeni, kā arī iespēja datorizēti koriģēt minerālmēslu izsējas devas atkarībā no atrašanās vietas tīrumā (to ir iespējams panākt ar GPS un attiecīgas lauksaimniecības tehnikas palīdzību), nepalielinot (vai pat samazinot) minerālmēslu izsējas apjomu, bet to attiecīgi koriģējot, kopražu ir iespējams paaugstināt.
2. Materiālo ieguldījumu samazināšana. Zinot ražu samazinošos faktorus lokālā mērogā lauka ietvaros, ir iespēja aprēķināt konkrētā nogabala ražas kāpināšanas optimālo risinājumu. Piemēram, zinot, kur atrodas nezāļu pārņemtās vietas labības laukā, ir iespēja apstrādāt tikai šīs vietas ar attiecīgiem herbicīdiem atbilstošās devās, tādējādi tos ietaupot. Līdzīgi iespējams ekonomēt mēslojumu, degvielu u.c. materiālos resursus.
3. Ekonomiskais izdevīgums. Iegūstot ražu ar mazāku materiālo līdzekļu ieguldījumu, panāk augstāku produkcijas ražošanas rentabilitāti. Esošā programmatūra dod iespēju kalkulēt arī ekonomiski pamatotu investīciju līmeni, līdz kuram tās vislabāk atmaksājas, izveidot prognozējamo un gūto ienākumu karti pa lauka nogabaliem.
4. Ekoloģiskie apsvērumi. Ņemot vērā, ka šādas precīzas saimniekošanas rezultātā tiek http://www.diena.lv/bizness/lasit.php?id=194570novērsta atsevišķu platību pārmēslošana, augu aizsardzības ķīmikāliju pārdozēšana un citāda nevēlama neapzināta rīcība, tas atstāj pozitīvu iespaidu uz apkārtnes ekoloģisko situāciju, samazina lauksaimnieciskās darbības nevēlamo ietekmi uz apkārtējo vidi.