Точность прогноза - залог успеха!

Готтфрид Пессл, президент Pessl Instruments, Австрия

Картофелеводство и инновации давно "шагают" рука об руку. И судя по письмам в редакцию, где вы просите рассказать о тех или иных новинках, это действительно так. Именно поэтому данный выпуск рубрики «Дневника наблюдений» мы решили посвятить метеостанциям - теме не новой, но в последнее время особенно популярной среди картофельных хозяйств. Мы попросили рассказать о зарубежном опыте устройства метеостанций президента компании «Пессл Инструменте» Готтфри- да Пессла.

Первое применение систем поддержки принятия решений



Первая СППР (система поддержки принятия решений) была разработана в 1908 году доктором Карлом Мюллером. Его система была основана на таблицах, которые публиковались в газетах, чтобы ими могли воспользоваться производители винограда. В своём календаре инкубационного периода милдью винограда он показал связь между средней дневной температурой и продолжительностью инкубационного периода. Календарь показывал, когда можно ожидать появления симптомов заболевания, и помогал определить время следующего опрыскивания. До 1986 системы поддержки были основаны на таблицах, и все расчёты делались вручную. Наиболее удачные и распространённые системы заражения и инкубационного периода милдью были опубликованы Мюллером и Слоймером в 1935 г. А в 1945 Миллзом и ЛаПлантом были представлены модели парши. До 1960 года производители были вынуждены выходить на участки и проверять периоды увлажнения листа и температуры при помощи термометров. С 1960 года термогиграфы и регистраторы увлажнением листа выводили кривые на бумаге. Это оборудование давало информацию за 7 дней.

Первые системы поддержки принятия решений для фитофтороза 

В 70-е годы прошлого века на­циональные метеослужбы могли собирать данные со своих метео­станций при помощи телефонных служб в течение короткого перио­да. Это позволило начать работу по предоставлению первых агро­метеорологических услуг для за­щиты растений. В Великобрита­нии и Германии фитофтороз кар­тофеля был признан как самое важное заболевание растений. Агрометеорологи разрабатыва­ли модели расчёта даты перво­го опрыскивания против этого за­болевания на основе данных о по­годе. В 1972 году в Великобрита­нии была разработана модель, ко­торую назвали «Периодами Сми­та». В Германии - «Отрицатель­ный прогноз Шрёдера и Уллриха». Эти модели используются и в наши дни. «Отрицательный про­гноз» широко применялся в кон­тинентальной Европе для опре­деления даты первого опрыски­вания против фитофтороза. Успех этой модели был также обеспе­чен представлением в этот пери­од «Металаксила» - первым пол­ностью систематическим и лечеб­ным препаратом против возмож­ных патогенов.

Смена поколений, электроника в сельском хозяйстве

С 1986 по 1990 год четыре ком­пании стали первыми использо­вать электронные регистраторы метеоданных для СППР. Это были «Люффт» и «Бергхоф» в Германии и «Паар» и «Пессл» в Австрии. Не­мецкие компании первыми разра­ботали СППР для контроля мил­дью винограда, австрийские же компании искали решение для парши яблок. Все приборы необхо­димо было объединить в одну си­стему для измерения, расчёта и предоставления данных и прогно­зов заболеваний. Технологии вы­вода информации были очень сла­бо развиты в тот период, и поэтому использовались небольшие прин­теры для вывода информации. С этими устройствами производи­тели винограда и яблок Германии и Австрии начали использовать электронные приборы измерения метеоданных гораздо ранее и ин­тенсивнее, чем метеорологиче­ские службы в других странах.

«Пессл», а сейчас «Пессл Ин­струменте ГмбХ», была первой и единственной компанией, которая предоставляла подобные техноло­гии и для производителей карто­феля. В основном для английского рынка была представлена модель «Периоды Смита».

В следующие 10 лет анализ данных и расчёты с полей были перенесены на компьютер в офи­сы консультантов и производите­лей винограда и яблок. Электрон­ные метеостанции были подсоеди­нены к телефонной линии, радио­сетям, а позднее и к мобильным телефонам, использующим стан­дарт GSM. Наступила эра компью­терных СППР. Но это были «экс­пертные системы», мы же пыта­лись найти «разумную модель». Программирование находилось в развитии, и специалисты хотели создать программу, которая мог­ла бы принимать решение о необ­ходимости химической обработ­ки. В Германии «Проплант» начал с основанной на правилах эксперт­ной системы для защиты растений в сельском хозяйстве. В Нидерлан­дах «ОптиКроп» и «ДаКом» созда­ют централизованную экспертную систему, в которой они объединя­ют знания людей и программы. До­ступ к этой системе производите­ли картофеля могут получить че­рез модем.

В этом десятилетии было раз­работано множество программ для оптимизации контроля фитофтороза. Большинство этих моделей основаны на работах Вилльяма Фрая. Бесплатные модели «НегФрай» («NegFry») и «НоуБлайт» («NoBlight») полезны в определе­нии следующей даты опрыскивания против данного заболевания. В 1989 году патоген стал невос­приимчив к «Металаксилу». Этот способ контроля стал невозмож­ным во многих странах, и теперь программы контроля заболева­ния должны были основываться на препаратах, содержащих хлороталонил. Они могли помочь в оптимизации контроля. В Нидерлан­дах «ОптиКроп» и «Даком» нача­ли работать через Интернет. В Гер­мании «Симхит» и «Баварская модель прогноза фитофтороза» так­же стали доступны для производи­телей и консультантов.

Основная задача-контроль фитофтороза

Фитофтороз картофеля уже более 150 лет является заболева­нием, наносящим разрушающие поражения листве. Возбудителем фитофтороза картофеля является Phytophthora infestans, гриб, кото­рый остаётся в заражённых клуб­нях, остатках и заражённых са­мосевных растениях. Фитофтороз является общим заболева­нием и до сих пор остаётся опас­ным. Производителям необходи­мо тщательно следить за свои­ми участками. Основной источник инокулянта - растительные остат­ки или заражённый семенной ма­териал. Наиболее эффективный и экономически выгодный способ контроля заболевания - это кон­троль инокулянта. Поэтому про­изводители картофеля должны быть очень внимательны ко всем источникам инокулянта, включая семенной материал, раститель­ные остатки и другие источники самосевного картофеля. Способ­ность патогена распространяться на большие расстояния вынужда­ет создавать защитные програм­мы опрыскивания.

Контроль фитофтороза в основном зависит от правильного применения препаратов: времени, количества и площади. Исполь­зование предупреждающих мо­делей позволяет проводить мень­шее количество опрыскиваний с большими интервалами, что по­могает уменьшить затраты.

Расчёт вероятности фитофтороза (на основе модели «НоуБлайт»)

Применение фунгицидов должно основываться  на климатических условиях, а не на календаре. Многие годы полагались на календарь, начиная еженедельную обработку в мае, слишком рано. Поэтому часто случалось так, что еженедельной обработки было недостаточно, или наоборот - слишком много. Таким образом, пришли к выводу, что применение препаратов  должно основываться на предупреждающих моделях (таблица 1)

В штате Мэн (США) вероятность фитофтороза была определе­на значениями тяжести заболева­ния (числовое представление ско­рости аккумулирования заболева­ния - прим. ред.). Значения тяжести основываются на климатических условиях, и суммируются, когда условия ведут к развитию патогена. Благоприятные условия окружаю­щей среды для развития фитоф­тороза - влажная и тёплая погода. Модель «НоуБлайт», разработан­ная в штате Мэн, используется для определения первого и последу­ющих опрыскиваний. «НоуБлайт» основана на модели «Блайткаст» («Blitecast»), которая использует мо­дель накопления значений тяже­сти. Значения тяжести рассчитыва­ются из различных комбинаций ча­сов с относительной влажностью 90% и выше и средней температу­рой в эти периоды. Отслеживает­ся продолжительность периодов с относительной влажностью 90% и выше, и высчитывается средняя температура за это время. Значе­ния тяжести основаны на этих из­мерениях и расчётах. Они склады­ваются так, как показано в таблице 1.  Первое появление фитоф­тороза предполагается через 7-10 дней после того как будет достигну­то значение 18. Модель «НоуБлайт» начинает суммировать значения тя­жести, как только появляются 50% всходов растений.

«НоуБлайт» принимает значе­ния относительной влажности как более тяжёлое, чем значения осад­ков, в прогнозе времени опрыски­ваний. Из таблицы 2 видно, что ин­тервалы опрыскиваний становятся короче при сумме осадков в 25 мм при той же сумме значений тяже­сти. «НоуБлайт» принимает отно­сительную влажность в 76.5% как значение, при котором прекраща­ются благоприятные для зараже­ния условия.

Однако 18 часов влажности выше 90% ведут к суммированию значений тяжести. В зависимости от температуры в этот период, зна­чения могут быть 3 при 18.3°С, 2 при 13.3°С, 1 при 10°С и 0 при 4.4°С или 29.4°С. Как только сумма зна­чений тяжести достигает 18 после появления, рекомендуется прово­дить защитную обработку. После этого следует придерживаться ин­тервала опрыскиваний, основыва­ясь на дополнительных значениях в следующие 7 дней, как показано в таблице 1. Необходимо при­менение предупреждающих фун­гицидов, если заболевание разви­вается в семенном материале или было замечено на вашем участке, либо на близлежащих полях.

Доступность всей информации, время мобильного Интернета

Сегодня СППР появились и в Интернете. Благодаря GPRS и простому мобильному телефону появилась возможность посылать данные с полей, измеряемые на­шими метеосенсорами, датчика­ми влажности почвы и сенсорами для растений сразу на веб-сервер Интернете, где к ним можно получить доступ из любой точки мира с любого устройства, которое мо­жет выйти в Сеть.

iMETOS ® - интернет-метеостанции для сельского хозяйства

Среди огромного разнообра­зия систем предлагаем вашему вниманию системы iMETOS® ав­стрийской компании «Пессл Ин­струменте». Данные, собранные этими системами, посылают­ся на сайт www.fieldclimate.com, где каждый пользователь стан­ции имеет свою учётную запись, защищённую паролем, что обе­спечивает их сохранность и кон­фиденциальность. Вся информа­ция представлена в виде таблиц и графиков. В своей учётной записи пользователь может настроить станцию по собственному усмо­трению (задать интервал сохране­ния данных, время передачи дан­ных на сайт, координаты место­положения станции). По причи­не того, что метеостанции связа­ны с Интернетом, нет необходи­мости в специальном программ­ном обеспечении, что значитель­но облегчает работу. Оборудова­ние «Пессл Инструменте» рабо­тает от солнечной батареи и авто­номно подзаряжается.

Помимо метеорологических данных пользователь метеостан­ции может применять такие систе­мы поддержки принятия решений как модели заболеваний, кон­троль орошения, дневник опры­скиваний и т.д.

Так, «Пессл Инструменте» предлагает несколько моделей по фитофторозу: отрицательный прогноз, модель «ФРАЙ» («FRY»), модель «НоуБлайт», периоды Смита. При помощи этих моделей можно определить дату первого опрыскивания, а также интерва­лы между обработками. Для того чтобы решить, нужно ли опрыски­вать поля или нет, не обязательно выезжать на участки. Достаточно зайти на сайт, где можно увидеть, есть ли вероятность появления за­болевания, а также степень тяже­сти, если заболевание уже есть.

Модель заражения фитофторозом от «Пессл Инструменте»

 Целью этой модели является предоставление актуальной ин­формации производителям кар­тофеля для принятия решений об опрыскивании. Модель облегчает и оптимизирует контроль за забо­леванием. Для того, чтобы опреде­лить, когда начать опрыскивание, существует простое правило. Если трактор не смог въехать в поле из- за влажности почвы в течение 3-х дней, и температура держалась выше 10°С, то заболевание уже появилось на участке. Это прави­ло отражает систематический рост патогена в возможно заражённых семенах при большой влажности. Как и другие оомицеты P.infestans может образовывать споры толь­ко в ночное время. Для споруляции необходима высокая относи­тельная влажность и температура выше 10°С. Если эти условия удо­влетворяют споруляцию, она будет завершена после 50 градусо-часов. После чего заражение произойдёт, если будет присутствовать увлаж­нение листа. Если увлажнение ли­ста продлится недостаточно дол­го для заражения, споры погибнут. При солнечной погоде споры так­же погибают. Для заражения тре­буется 40 градусо-часов увлажне­ния листа.

Эта модель показывает очень точные данные заражения. Темпе­ратура и относительная влажность могут использоваться для расчёта тяжести этого заболевания. Осно­вываясь на этой информации и ин­формации о программе опрыски­ваний, росте культуры и актуаль­ной площади поражённых листьев, можно принять верное решение об обработке.

Как составить план работы так, чтобы затраты, время и прочие издержки не были напрасными

«Пессл Инструменте» также предлагает локальный прогноз по­годы, который поможет специали­сту выбрать наиболее оптималь­ную стратегию. Каждому агроному важно знать, какой будет погода в ближайшие несколько дней. Но то­чен ли общий прогноз погоды отно­сительно вашего участка? Основ­ная проблема прогнозов заключа­ется в том, что он рассчитывается на большие территории, что зна­чительно снижает точность. Для того чтобы каждый пользователь мог получать точный прогноз по­годы именно для своего участка, компанией «Пессл Инструменте» и швейцарской фирмой «Метеоблю» («Meteoblue») в сотрудничестве с NCAP и Базельским университетом была разработана собственная ма­тематическая модель. Эта система может рассчитать прогноз погоды для любой точки мира. Локальный прогноз погоды, который предлага­ет «Пессл Инструменте», рассчиты­вается на пять дней. Данные обнов­ляются каждые 12 часов. Точность прогноза обеспечивается тем, что в расчёте прогноза учитываются ме­теоданные, тип почвы, ландшафт и т.д. именно того участка, где нахо­дится метеостанция.

Орошение является неотъем­лемой частью производства и по­рой требует больших расходов энергии и воды. Вот только всег­да ли мы орошаем, когда это тре­буется и в том ли количестве, ко­торое является оптимальным? Ис­пользуя информацию о суммарном испарении, водном балансе и влаж­ности почвы, можно повысить эф­фективность орошения и уменьшить количество используемой воды до 40%. Модуль IRRIMET - програм­ма водного баланса и контроля за полем. Метеостанции iMETOS® мо­гут посылать смс-предупреждение, которое подскажет, когда включить или выключить оросительную систе­му. Программа IRRIMET поддержи­вает релевантные значения, осно­вываясь на таблице факторов, раз­работанной Продовольственной и Сельскохозяйственной Организаци­ей ООН (FAO). Таблица коэффици­ентов культур, которая предлагает­ся в программе, может редактиро­ваться пользователем. Исходя из фактора культуры и дневного исхо­дного суммарного испарения (ЕТО) рассчитывается дневное потребление воды растениями, скорректованное данными о количестве осад­ков со станции iMETOS® и данными об орошении. IRRIMET выводит таблицу с данными о водном балан­се на протяжении всего сезона для всех полей. В конце сезона можно увидеть, насколько эффективным было орошение, также даются реко­мендации для того, чтобы скоррек­тировать полив.

Урожай собран, и теперь возни­кает вопрос с хранением. Как до­биться, чтобы в хранилище были са­мые оптимальные условия для кар­тофеля? С системами мониторин­га хранилищ можно проследить за условиями, в которых хранится кар­тофель. Все данные представляют­ся в виде таблицы, а если возникнет критическая ситуация, iMETOS по­шлёт смс-предупреждение.

От редакции журнала:

...и это далеко не все современные разработки, которые могут оказать неоценимую услугу современному агроному и производи­телю картофеля. Бесспорно, работать стало намного легче, инте­реснее и продуктивнее, но в то же время не стоит слепо следовать инструкциям. Всегда необходимо помнить, что СППР - это всего лишь системы поддержки принятия решений, а не само решение. Его, исходя из данных, которые предоставила вам система, при­дётся принимать самостоятельно, опираясь, прежде всего, на соб­ственный опыт и знания. И тогда у вас обязательно всё получится!