Чи реально вирощувати 180 ц/га кукурудзи за допомогою інтенсивних технологій?

Літаки Air Tractor — найкраще рішення для авіаційного внесення на українському ринку.

1. Основи інтенсивних технологій вирощування:

• Інтенсивні технології – це комплекс агротехнічних прийомів вирощування, технологічних засобів і операцій, які направлені на максимально повне використання біологічного потенціалу продуктивності культур (їх сортів і гібридів).  Фактично, сутність інтенсивних технологій полягає в ефективному використанні природних факторів та мінімізації впливу негативних погодних факторів.
• Основа інтенсивної технології — це біологічний контроль. Його необхідно здійснювати практично на кожній стадії розвитку кукурудзи, щоб вчасно реагувати на порушення, з метою успішного досягнення головної мети – запланованої високої врожайності. 

2. Своєчасне внесення добрив та пестицидів

2.1 Внесення гербіцидів 

Біологічний контроль дозволяє на ранній стадії виявляти проблеми з посівами (наприклад: відповідність сходів запланованої врожайності). Для виконання задач з застосуванням інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур необхідно оперативно реагувати на негативні прояви. І тільки літаки дозволяють в повній мірі виконувати ті задачі: 

• авіаційне внесення може виконуватись при вологому ґрунті, отже не виникатиме проблема забур’яненості полів через затримку при внесенні ґрунтових гербіцидів (на відміну від наземної техніки);
• при авіаційному внесенні не пошкоджуються рослини, що дозволяє вносити препарати як на стадії появи сходів, так і на пізніх стадіях вегетації (наземна техніка залишає витоптування (технологічні колії) — в середньому від 3 до 5%, чим менше поле, тим більший (за рахунок частіших розворотів) відсоток технологічних колій, які значно пошкоджують стеблові рослини;
• значно переважають будь-якого конкурента у швидкості обробки, а саме: БПЛА та наземну техніку – так як вони в середньому спроможні обробити 20-30 га/годину, а літак 200-350 га/годину.

2.2 Внесення фунгіцидів 

На всіх етапах розвитку рослини надважливо контролювати наявність початку появи хвороб (візуально і лабораторний аналіз) та у разі виявлення - проводити обробку рослин фунгіцидами (діюча речовина застосовується – залежно від виду хвороб(и)).

Площі кукурудзи достатньо великі і потребують одночасної обробки, що вимагає оперативного і швидкого внесення фунгіцидів – це питання легко вирішуються з використанням авіаційного методу внесення.

Застосування наземної техніки для цих фаз розвитку може бути ускладненим. Тому для швидкого покриття великих площ без ушкодження врожаю добре підходять літаки.

Для збільшення покриття та ефективності фунгіциди застосовують разом за ад’ювантами та електростатичними форсунками. За дослідженнями, що проводилося в польових умовах у Західному Іллінойсі (Бушнелл, США) у 2008 році — врожайність на оброблених літаком ділянках була на 2 т/га вища, ніж на необроблених. Саме у цьому випадку, для обробки великих площ кукурудзи, використовувався літак Air Tractor 502.

2.3 Внесення добрив 

Годування з ложечки, як важливий елемент інтенсивного вирощування кукурудзи 

Сучасні гібриди рослин відрізняються від тих що були ще в 90-х роках, а тому потребують змін в технологіях живлення. Один з поширених сьогодні підходів — це агротехнологія "Spoon Feed/Годування з ложки". 

Головна мета — забезпечення культур необхідними речовинами на ключових етапах росту, виражається в правилі чотирьох R:

• Right Rate — потрібна кількість;
• Right Source — в потрібній формі;
• Right Placement — в потрібному місці;
• Right Timing — у потрібний час.

Найбільша відмінність від поширених класичних технологій внесення саме у четвертому  R — строках внесення добрив. Дослідження університета Purdue (США) показали що сучасні гібриди кукурудзи мають більшу врожайність при збільшенні густоти посіву (з 20 тис рослин на 0,4 га (1 акр) у 90-х роках, до 30 тис рослин на 0,4 га сьогодні), попри збереження середньої норми внесення азотних добрив. Але при цьому, більша кількість азоту стала засвоюватись рослинами на пізніх стадіях вегетації. Якщо раніше після появи тичинкових ниток на верхівках качанів (під час цвітіння) рослина споживала до 30% азоту, то в сучасних гібридів ця потреба зросла до 37%.

Агротехнологія "годування з ложечки" передбачає розділене внесення добрив протягом всього періоду вегетації, замість разового великого весняного внесення. Використовуючи аналогію з харчовими потребами людини, необхідність в підгодівлі протягом розвитку культур можна порівняти з триразовим прийомом їжі, замість того, щоб з’їсти все під час сніданку.

Примітка: Серед американських фермерів поширений саме метод кратного внесення азотних добрив.

Цей підхід на практиці продемонстрував ряд позитивних ефектів, а саме:

• Агрономічний (збільшення врожайності завдяки забезпеченню рослини азотом в ключові фази росту);
• Екологічний (зменшення забруднення водойм через вимивання добрив з ґрунту);
• Економічний (збільшення ефективності використання добрив, завдяки чому планова врожайність досягається більш гарантовано).

Економічний ефект — надважливий, у світлі поетапного подорожчання синтетичних добрив через порушення логістичних шляхів (спочатку через пандемію COVID, а потім через повномасштабне вторгнення московії в Україну).

Експерти кажуть, що ми починаємо втрачати азот щойно він потрапляє до ґрунту (під землею відбувається до 70% втрат азоту). Тому внесення добрива має бути синхронізовано зі здатністю рослини його поглинути.

Вплив зміни часу підживлення рослин було випробувано в численних дослідженнях:

• Так врожайність кукурудзи зростала на 1,14 т/га, якщо підживлення безводним аміаком застосовували під час посадки, замість передпосівного внесення.
• Від 0,94 до 2,15 т/га до врожайності додавав розподіл внесення КАС на два етапи (під час посадки та додаткового підживлення). 
• До 3,09 т/га додавало кратне підживлення карбамідом замість одного передпосівного внесення.

Також відомо про зростаючу потребу кукурудзи в азоті з моменту формування качана (37% спожитого азоту засвоюється під час наливу зерна) ще до цвітіння. Дослідження показали збільшення врожайності на 1,5 т/га коли частину азоту вносили перед початком інтенсивного росту (у фазі 38 за шкалою ВВСН) кукурудзи.

3. Як можливо реалізувати інтенсивні технології в Україні?

Реалізації агротехнології «Spoon Feed/Годування з ложки» в Україні заважала відсутність техніки – здатної виконувати підживлення рослин на пізніх стадіях росту – без механічного пошкодження. Однак завдяки реалізації методу повітряного внесення ця агротехнологія набула поширення у штатах "зернового поясу" США.

Для цих цілей там широко використовуються літаки (обладнані виробниками, які на цьому спеціалізуються) що мають можливість якісно вносити рідкі розчини та сипучі суміші, такі як: 

• Добрива;
• Гербіциди;
• Фунгіциди;
• Інсектициди;
• Десиканти;
• та інше.

Згідно зі статистикою, своєчасне підживлення культур (здебільшого завдяки використанню повітряного внесення) дозволяє виробникам кукурудзи зі штатів "зернового поясу" США досягти врожайності на 35—51% вище — при збільшенні використання азотних добрив лише на 8—18%. Таким чином, ефективність використання азоту агровиробниками зростає на 29-35%.

4. Як вирощують кукурудзу в Україні?

Кукурудза — це стратегічно важлива культура, яку вирощують практично у всіх регіонах. Серед деяких аграріїв поширена думка, що кукурудза нескладна у вирощуванні. Ну і інтенсивні технології по вирощуванню цієї культури в Україні практично не застосовуються. 

Однак для отримання високої врожайності необхідно ретельно підходити до технології вирощування кукурудзи. Середня врожайність кукурудзи в Україні в 2021 році складає 8 т/га. Найвища врожайність спостерігалась в Хмельницькій, Тернопільській та Вінницькій областях — 10-11 т/га. Саме цей регіон й взяли за основу для наших порівняльних розрахунків для впровадження стандартної для України технології вирощування кукурудзи і інтенсивних технологій з залученням агролітака. 

Агрокомпанія знаходиться в Тернопільській області. Запланована врожайність — 10 т/га. Площа вирощування кукурудзи 1200 га.

Для внесення ЗЗР та мікродобрив використовують два власних обприскувачі John Deere 4730 та 4830 моделі.

За впровадженою технологією вирощування кукурудзи на підприємстві, під задану врожайність (10 т/га), плануються:

Розрахункова вартість обробки 1 га поля (на даному підприємстві), складає - 4$/га.

Зокрема:

• 1 $/га — заробітна плата двох працівників з податками (механізатор на обприскувач і механізатор трактора для підвозу розчину);
• 1,1 $/га — витрати закладені на технічне обслуговування техніки;
• 1,5 $/га — витрати на дизельне пальне (для підвозу і внесення);
• 0,4 $/га на інші супутні витрати.

Примітка: Так як техніка вже понад 5 років експлуатується - амортизація не включалась в розрахунки.

При виконанні п’яти обробок — це 20 $/га.

При такій схемі, витрати на препарати складають: 448,3 грн/га.

Ну і загальні витрати на 1200 га складають — 537,94 тис. грн.

При плановій врожайності 10 т/га і вартості кукурудзи 8390 грн/т (на квітень 2023 р), валовий дохід складає: 2,72 млн. грн.

5. Інтенсивна технологія вирощування кукурудзи в Україні з використанням літака

Запланована врожайність для даного регіону при впровадженні інтенсивних технологій врожайності складатиме 18 т/га.

При використанні інтенсивних агротехнологій, важливо розуміти: яких умов необхідно надати, щоб досягти запланованої врожайності. Для цього в спеціалізованій лабораторії необхідно провести аналіз ґрунту, щоб визначити ефективну дозу внесення добрив.

Перше внесення добрив здійснюється разом з основною обробкою ґрунту - перед посівом. Потім добрива вносяться під час посіву (з обов'язковим виконанням вимоги — так щоб в подальшому не було обпікання кореневої системи рослин). 

Примітка: У рядок вноситься добрива – тільки з низьким сольовим індексом.

Посів важливо здійснити в оптимальні терміни, при прогріванні грунту на глибині посіву до 8-10° С. Густота посіву визначається біологічними особливостями гібридів (під заплановану врожайність) і грунтово-кліматичними умовами вирощування. Потрібно створити оптимальну площу живлення рослин.

5.1. Сходи

Перше внесення гербіцидів здійснюється перед сходами по вологому ґрунту.  Важливо перевірити якість спрацювання грунтового гербіциду. Для цього на контрольних ділянках здійснюється перевірка на наявність бур’янів: вид, кількість, фаза розвитку. Також необхідно контролювати рівномірність внесення по поверхні.

При внесенні літаком – норма витрати робочого розчину 10 л/га, це з використанням електростатичних форсунок (умови: ґрунт вологий – роса або після опадів).

5.2. Розвиток листків

На кожній фазі розвитку листків необхідно обстежувати поля і моніторити стан культури. Аналізувати густоту сходів рослин на відповідність запланованій урожайності. Після чого скорегувати план внесення добрив (кількість рослин може не відповідати запланованій врожайності). Здійснювати моніторинг шкідників, якість спрацювання грунтового гербіциду, наявність бур'янів та фітотоксичності від промивки грунтового гербіциду. Стрес у цих фазах впливає на кількість рядів зерен у качані.

Найбільш правильним періодом для внесення страхових гербіцидів є фаза 3–4 листків культури, коли точка росту в землі та до настання спеки, що теж впливає на виведення гербіциду з рослини і його фітотоксичність.

Починаючи з 7-го листка, кутикула кукурудзи змінюється, підвищується її здатність поглинати вологу. Внаслідок цього при однаковій нормі застосовуваного гербіциду частина, яка вбирається рослиною, буде істотно більшою, ніж при більш ранньому внесенні препарату. 

Інактивація гербіциду рослиною залежить від погодних умов, які складуться до або після 2 днів від дати проведення обробки. Кожен гербіцид потребує конкретних температурних режимів застосування. Оптимальна температура повітря для гербіцидів – 17–18°С (у крайньому випадку 8–10…25°С).

Примітка: Завжди уважно читайте інструкції від виробника препаратів.

Якщо культура зазнала будь-якого стресу (високі температури, холод, надлишок вологи тощо) перед застосуванням післясходового гербіциду слід дати мінімум два дні на їх відновлення. Слід побоюватися чинників стресу протягом 48 годин до або після застосування гербіцидів (температура вище 30°С, значний перепад між мінімальними і максимальними температурами). 

Примітка: Для зниження впливу стресів на розвиток рослин - рекомендується внесення антидепресантів.

Вилив робочого розчину гербіциду - 10 л/га (при наявності роси з 4 до 8 годин ранку) з використанням електростатичних форсунок.

На 1 га поля (у ранкові часи) утворюється до 30-60 т/га роси, при внесенні літаком вона покращує покриття рослин.

Кількість зародків (майбутніх зерен) в одному рядку качана, можливо вже побачити та порахувати на стадії випуску чоловічого суцвіття (у фазі 57-59 за шкалою ВВСН), коли за тиждень до цвітіння починає з’являтися максимальна кількість насіннєвих зародків. Якщо у цей період, рослина переживатиме стрес, кількість зародків може зменшитися. Кількість запліднених і збережених зародків визначатиме кількість зерен у рядку качана кукурудзи. 

Листове підживлення азотом. Потреба у листовому підживленню визначається за результатами листової діагностики та за фактичною кількістю опадів протягом весняно-літнього періоду. Норма виливу на 1 га може змінюватися від 100-200 л/га в залежності від необхідної потреби кількості азоту на даному етапі розвитку рослини для отримання запланованої врожайності. 

Для отримання 39%-го робочого розчину карбаміду (сечовини), треба розчинити у 100 л води - 65 кг карбаміду. Вилив літаком проводиться на рівні 100 л робочого розчину на 1 га. При цьому на 1 га внесеться біля 17,9 кг д.р. азоту.

Позакореневе внесення розчину карбаміду літаком важливо проводити після дощу та/або при наявності роси з 4 до 8 годин ранку. У цих випадках восковий захисний шар листя рослин стає пористим — і добриво проникає через нього (що особливо важливо у зоні недостатнього зволоження), це значно підвищує ефективність засвоєння рослинами добрив.

Для ефективного поглинання карбаміду листками дуже важливо забезпечити добре розпилення розчину та розмір краплі, оскільки великі краплі під час висихання утворюють великі кристали, які не утримуються на поверхні листка й обсипаються на землю. Проте занадто малі краплі розчину карбаміду можуть переноситися потоком повітря і втрачати вологу ще до потрапляння на поверхню листка.

Процес проникнення розчину карбаміду крізь кутикулу листка має певні особливості. Якщо у звичайну погоду розчин карбаміду нанести на поверхню листка вдень, його краплі висихають через 10-15 хв. При цьому на поверхні листка утворюються кристалики карбаміду, які зберігаються до випадання вечірньої роси. Вночі вони адсорбують вологу з повітря і листки знову вкриваються тонкою плівкою розчину, що створює умови для дифузії карбаміду в тканини листка. Такий процес може тривати кілька діб. 

Азот карбаміду найліпше засвоюється листками рослин уночі за високої вологості повітря. Тому позакореневе підживлення найдоцільніше проводити вранці та ввечері. У прохолодну й похмуру погоду цю роботу можна виконувати впродовж усього дня. Однак підживлювати рослини за температури понад 20 °С й низької відносної вологості повітря у сонячний день не рекомендується, оскільки з’являється небезпека опіків поверхні листків. Краплі мають бути розміром 100-200 мкм (бо крупніші стікають, а дрібніші — не досягають рослин). Великі краплі розчину також значно сильніше обпікають листки, ніж дрібні. 

Примітка: Стрес у цій фазі також суттєво впливає на кількість зерен в ряді качана.

Ті ж рекомендації діють і при наступних внесеннях азоту по листу. Всього може бути 6 таких підживлень за період вегетації рослини. Рішення про кожне внесення добрив, має визначатися тільки - за відповідними результатами листової діагностики. 

Також проводиться листова діагностика для визначення вмісту макро- і мікроелементів, хвороб та шкідників для прийняття своєчасного  рішення по захисту  чи внесення добрив на даному етапі розвитку рослин для отримання запланованої урожайності. Стрес у цій фазі впливає на кількість зерен в ряді. 

Внесення ЗЗР на стадії викидання волості. Виконуючі поетапно всі біологічні контролі: візуальні та лабораторні аналізи – отримуємо чудову можливість завчасно (до досягнення економічного порогу шкодо чинності) виявити шкідників та хвороби.

У випадку виявлення:

• Шкідників – застосовуємо відповідний інсектицид (діюча речовина застосовується - залежно від виду шкідників).
• Хвороб – застосовуємо відповідний фунгіцид (діюча речовина застосовується - залежно від виду хвороб(и)).

Вилив робочого розчину гербіциду – 10 л/га (при наявності роси з 4 до 8 годин ранку) з використанням електростатичних форсунок.

5.3. Запилення

Справжнім початком етапу запилення кукурудзи вважається не поява чоловічих квіток (тобто вимітування мітелок на верхівці рослин, добре помітних при наближенні до поля), а поява жіночого суцвіття (тичинкових ниток на верхівках качанів (рильця)), які видно при заглибленні в посадки.

Стрес під час запилення критично впливає на урожайність: 85% урожаю залежить від кількості зерен, сформованих на 1 га і тільки 15% — від ваги індивідуальних зерен на момент збирання.

Під час запилення/цвітіння рослин кукурудзи не рекомендовано проведення  будь-яких робот по внесенню добрив та/або пестицидів.

5.4. Утворення зерна кукурудзи 

Триває від появи зерна  біля основи качана до формування їх у всіх частинах качана. Фактично саме у цю фазу відбувається формування майбутнього врожаю.

Перші 3 тижні після запилення клітини ембріону швидко ростуть, диференціюються, діляться та формують тканини, які необхідні для ембріону (розташованому у зернівці). Решта часу йде на накопичення крохмалю та речовин, що забезпечуватимуть ріст рослин кукурудзи з цього покоління зерен. Всі зернівки з’єднані із стрижнем і конкурують за воду та поживні речовини.

Виживають тільки зернівки, які отримують достатнє живлення. Зазвичай, зернівки в основі качана розвиваються раніше і знаходяться ближче до джерела енергії, ніж зернівки на кінчику качана. В разі негативного зовнішнього впливу, зернівки на кінчику качана припиняють розвиток – з метою щоб зернівки в основі мали змогу дозріти. Зернівки будуть відмирати починаючи з верхівки качана доти, поки тим, що залишилися, не буде достатньо живлення.

Формування зернівок або їх відсутність свідчить про час стресу: до або протягом запилення чи під час наливу зерна. 

• Якщо частина качана пуста без слідів зернівок – мав місце стрес перед або під час запилення. 
• Якщо ж частина зерен недорозвинені або відмерлі – мав місце стрес під час наливу зерна. 
• Якщо зернівки на кінчику качана не припинили розвиток, але мають низьку натуру – мав місце стрес на пізніх етапах наливу зерна.

Листове підживлення азотом. На цьому етапі здійснюється сьоме внесення азоту. Потреба у листовому підживленню визначається за результатами листової діагностики та за фактичною кількістю опадів протягом весняно-літнього періоду.

Внесення ЗЗР. Також виконуємо поетапно всі біологічні контролі: візуальні та лабораторні аналізи – з метою завчасно виявити шкідників та хвороби.

5.5. Десикація 

Десикація – висушувати (походить від лат. Desiccare). Ця частина агротехнології допомагає прискорити терміни збирання врожаю (особливо якщо ділянки забур'янені або дощова погода заважає досягти потрібної вологості зерна) - затягування зі збиранням кукурудзи може призвести до того, що врожай взагалі залишиться зимувати в полі, та будуть частково або повністю втрачені.

Умови проведення десикації: вологість зерна не більше 36% та наявність вегетуючого листового апарату. 

Вилив робочого розчину гербіциду - 10 л/га з використанням електростатичних форсунок.

При обстеженні полів і стану рослин необхідно фіксувати розмір, розташування та виповненість качана. Ці показники відображають час та інтенсивність стресу під час розвитку рослин кукурудзи. Знання особливостей розвитку качана допомагає  визначити, коли мав місце той чи інший стрес та є основою для розробки заходів по запобіганню негативних впливів у майбутньому. Такі заходи сприятимуть більш успішному запиленню та наливу зерна і, таким чином, отриманню більш високих урожаїв.

5.6. Збирання на зерно

Вага зерна, разом із розміром зерна, формою та щільністю, впливає на його натуру. Натуральна вага визначає яку масу кукурудзи можна помістити в певний об’єм. Ринковий стандарт складає 56 фунтів на бушель (720 г/л) для жовтих зубовидних гібридів кукурудзи.

Економічна доцільність застосування інтенсивних технологій вирощування кукурудзи з застосуванням літака

Може видатись, що використання літаків та запровадження інтенсивних технологій значно дорожче, але це хибна думка. Ми прорахували, якою буде собівартість вирощування кукурудзи на тому ж підприємстві при використанні зазначеної (з використанням авіації) інтенсивної технології. Порівняльна характеристика вказана на інфографіці.

Насправді ж, витрати на препарати вищі всього на 35%, якщо порівняти з технологією, яку підприємство застосовує. Однак валовий дохід більший на $2,18 млн. Розрахунки проводились для площі 1200 га. 

В Україні, також вже є можливість впровадження інтенсивного вирощування агро культур за допомогою сучасних літаків.

З 1 вересня 2022 ТОВ "Хімічні авіаційні технології" стали офіційним дилером американської компанії Air Tractor, яка виготовляє найпопулярніший сільськогосподарський літак у світі - AT-502B (з 1987 року було випущено понад 1000 літаків 502 серії) з корисним навантаженням у 1,893 м3. Також компанія Air Tractor випускає найбільший серійний одномоторний сільськогосподарський літак у світі AT-802А з ємністю бункера 3,028 м3.

Окрім цих компанія пропонує й ряд інших моделей.

Практика використання найкращих моделей літаків з сучасним устаткуванням доводить, що авіаційне внесення є найбільш ефективним, так як є - своєчасним і високоточним. Всі технології, які зараз використовується на сучасних наземних обприскувачах, спочатку використовувались на літаках, а потім вже були перенесені на наземну техніку.

Для дотримання технологій внесення препаратів літаки Air Tractor оснащені системами:

• GPS-позиціонування;
• контролю висоти штанги обприскувача над полем;
• системою змінної швидкості;
• технологією точного внесення;
• можливістю контролю витрати препаратів;
• системою скорочення довжини штанги під час виконання внесення препарату,
• технологією широтно-імпульсної модуляції (контроль тиску, відключення форсунок тощо).