Эффективные системы защиты растений: как обеспечить урожайность и защитить посевы

Сорняки, различные болезни и насекомые-вредители могут значительно повлиять на снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Большие потери урожая приносят убытки сельскохозяйственным предприятиям, снижают запасы сельхозпродукции и могут поставить под угрозу продовольственную безопасность страны. Урожай злаковых культур и овощей будет сохранен при использовании полного спектра защитных мероприятий, ведь защита растений будет эффективнее и обойдется гораздо дешевле, чем их лечение. Учеными и аграриями постоянно проводятся исследования и работы над способами, предотвращающими потери или полное уничтожение урожая культур. Их цель – исключить негативное воздействие на всходы и посевы вирусов, грибковых заболеваний и вредных насекомых.

Основные методы защиты растений

Посевы на полях защищают биологическими, химическими, физическими, агротехническими методами.

Биологические приемы

Наиболее доступный и экологически безопасный способ борьбы с паразитами. Основан на биологическом антагонизме с хищными насекомыми и микроорганизмами. Примитивный, но вполне эффективный способ приводит к сокращению численности или полному уничтожению «обжор», питающихся плодами, стеблями и корнями сельхозкультур. Хищники (энтомофаги) охотятся на вредителей, питаются взрослыми особями или их яйцами.

Благодаря божьим коровкам, жужелицам, клопам, красным лесным муравьям, мухам-журчалкам и златоглазкам поля очищаются от паразитов. Эти «санитары» питаются тлей, мелкими насекомыми и их личинками, а мелкие существа под названием «наездник» умудряются отложить свои яйца в теле гусениц, чем разрушают их и приводят к гибели. Врагами для жуков и прочих вредных «шкодников» становятся и птицы – мухоловки, синицы, скворцы.

Кроме того, промышленность выпускает биологические препараты – инсектициды, имеющие уникальную особенность не влиять на полезных, но отравлять жизнь вредных насекомых, негативно воздействуя на их желудок и нервную систему. Защитить культуры могут и растения, которые отпугивают вредителей своим запахом и одновременно обогащают почву. Это мята, бархатцы, крапива, кориандр, чистотел. Они обладают стойкостью к сорнякам и на небольших участках освобождают от других методов защиты. Биологический метод отличается экологичностью, максимальной безопасностью для зеленых созданий, животных, тем более для человека.

Химические методы

Под химической защитой подразумевается использование фунгицидов, оказывающих губительное воздействие на грибки, микроорганизмы и сорняки. Преимущества ядохимикатов объясняется их эффективностью, но злоупотребление ими негативно влияет на окружающую среду – приводит к загрязнению почвы и водоемов, появлению вредителей, устойчивых к воздействию химических компонентов. Это эффективный способ борьбы, но и самый опасный для качества собранных плодов и здоровья человека. Поэтому использование фунгицидов для опыления посевов необходимо строго контролировать и прибегать к опылению ядохимикатами стоит только тогда, когда обнаружены признаки заражения.

Опрыскивание химическими растворами с применением специального оборудования необходимо проводить при соблюдении следующих условий:

Физические способы борьбы

При таком методе «обороны» применяется тепловое и радиоактивное излучение для обработки семян и стерилизации различных вредных жуков и бабочек, ультразвук и свет с целью отпугивания вредных и привлечения полезных насекомых, а также различные устройства, ловчие пояса и ловушки. Ведут борьбу и механическими способами – убирают поврежденные листья, стебли, ветви, которые могут стать «домом» для вредителей. Крупные сельскохозяйственные предприятия не часто применяют такие методы из-за их малой эффективности, к тому же они слишком кропотливые.

Агротехнические способы

Такие агротехнические приемы, как обработка почвы перед посевом семян и севооборот сельхозкультур, значительно снижают количество их поражений различными недугами. Применение обеспечит неблагоприятные жизненные условия для размножения пагубных букашек и микроорганизмов, появления болезней, повысит защитные свойства растений и стойкость к экстремальным ситуациям. При обработке грунта существенно снижаются популяции вредителей, вирусов, патогенных микроорганизмов, предотвращается их скопление. Важно планировать посадки, выбирать правильные места, использовать здоровый посадочный материал, а также применять принцип пространственной изоляции, то есть не высаживать рядом культуры с общими заболеваниями.

Севооборот повышает санитарное состояние полей в несколько раз из-за исчезания специфических сорняков и болезнетворных микроорганизмов, которые погибнут от недостатка питательных веществ. Многие культуры, кроме кукурузы, не стоит сажать повторно на одном месте. Севооборот способствует улучшению почвы, качеству посевов, экологической безопасности окружающей среды. Для повышения эффективности аграрии часто применяют комплексные методы.

Современные технологии в системах защиты растений

Внимательно следить за состоянием полей необходимо до появления потенциальных проблем. В этом надежными помощниками станут современные технологии.

Использование интернета вещей (ioT): умные датчики и система мониторинга для предотвращения распространения болезней

Интернет вещей (ioT) — это вычислительная сеть, взаимодействующая с внешней средой. Она оснащена встроенными технологиями, благодаря которым с помощью дистанционных датчиков аграрии могут получать информацию о состоянии полей и растений. С ioT возможно выявить влияние вредителей и микроклимата на урожай, что позволяет фермерам использовать полученные данные и генерировать их на свои полях.

Растения имеют уникальную способность предупреждать о стрессе, выделяя химические вещества из корней и листьев для запускания защитных механизмов. Когда растения подвергаются нападению вредителей и грибков, они сигнализируют цветом, который можно определить с помощью оптических устройств со спутников. Такие оптические сигналы предупреждают аграриев за несколько дней или недель до возникновения реальной проблемы, исключают необходимость внесения лишнего количества дорогостоящих удобрений и пестицидов. Информация, которая передается сигналами от растений, помогает предотвратить проблемы и повысить урожайность на 20%, спасая от уничтожения патогенами.

Спутниковые снимки и другие технологии позволяют труженикам полей своевременно принять обоснованные решения и повысить производительность работ от посева до сбора урожая. Информация, отражающая состояние растений, способствует увеличению прибыли и получению качественной и безопасной сельхозпродукции для потребителей.

Искусственный интеллект

Технология ИИ применяется для прогнозирования заболеваний и получения детальных рекомендаций по их устранению. Система позволяет с высокой точностью распознать более 60 видов различных вредителей и заболеваний представителей флоры. Искусственный интеллект используется для сбора и проведения анализа большого объема данных и предоставления информации о текущем состоянии земли в реальном времени. Это важно, потому что только на плодородной и обезвреженной почве вырастут качественные растения, не подверженные влиянию вирусов и вредителей. Система мониторинга нацелена на управление засеянными гектарами с помощью снимков с высоким разрешением, полученных со спутников, и предоставляет возможность для немедленного и оперативного принятия мер по состоянию полей.

Постоянный мониторинг с использованием индексов растительности гарантирует выявление территорий с большим количеством вредоносных мошек и жуков, а немедленный ответ на угрозу ведет к экономии времени и финансовых средств. Большую помощь аграриям оказывают летающие над полями дроны со спектральными камерами, оптические устройства высокого разрешения, установленные на вертикальных фермах или просто приложения в смартфоне, которые по фото могут определить болезни растений. Давно уже применяются технологии по определению недугов разных культур по изображению и тестовому описанию.

Система ИИ прогнозирует и предотвращает заболевания путем анализа текущей температуры, выпавших осадков, влажности почвы. В случае развития болезни поможет вовремя выявить пораженные участки с целью их изолирования и предотвращения дальнейшего распространения. Для поддержания оптимальной влажности почвы применяют биологическое орошение для повышения продуктивности почвы, зоны с низким значением определяется системой Crop Monitoring. Неплодородные земли возникают из-за особенностей рельефа, недостатка влаги в этом районе или, наоборот, сильного затопления, неправильной подкормки побегов и саженцев, а также других факторов, которые ослабляют культурные растения и повышают восприимчивость к различным болезням.

На затопленных участках активно растут сорняки, которые забирают значительную часть питательных веществ у культурных растений, лишают их достаточного количества солнечного света, служат дополнительной кормовой базой для патогенов, распространяют вредителей и переносят болезни. Искусственный интеллект помогает фермерам вовремя выявить и уничтожить сорняки, устранить причины, негативно влияющие на урожайность и своевременно решить вопросы по предотвращению потенциальных угроз.

Современные технологии также помогают правильно использовать воду для полива и управлять погодными рисками – градом, ливнями, ураганами, наносящими серьезную травму растениям. Система предоставляет прогноз погоды на 5 дней вперед и дает возможность подготовить поля к ухудшению условий. Методы защиты применяются в зависимости от способности и скорости распространения вредителей и сорняков. Существуют меры профилактики – карантин, правильная обработка и хранение семян. Многие годы ученые разрабатывают различные способы защиты растений от болезней, которые обеспечат сохранность урожая и не навредят здоровью человека. Использование вегетационного индекса MSAVI платформы Crop Monitoring предоставляет шанс обнаружить сорняки на самой ранней стадии роста сельскохозяйственных культур и вовремя заняться их уничтожением.

Будущее систем защиты

Обеспечение надежной сохранности урожая возможно с использованием перспективных технологий:

Заключение

Выбор правильного метода защиты растений зависит от многих факторов: площади полей, возможностей предприятия или фермера, вида и сорта растений, которые страдают от нападения разных вредителей и подвергаются не одним и тем же заболеваниям. Важным фактором является стадия роста и развития культур – молодые растения атакуют полчища тли, более взрослые повреждаются грибковыми инфекциями.

Большое значение для выбора метода борьбы является климат региона. Одни из вредителей активируются в жаркую погоду, другие – во влажных условиях и прохладе, когда необходимы препараты от грибковых заболеваний. На ранней стадии поражения лучше применять более мягкий биологический метод, на поздней не обойтись без химических препаратов. Важно учитывать и время года. Обрабатывать посевы от вредных насекомых целесообразнее весной, когда они просыпаются и начинают активно действовать.

Если применять современные технологии искусственного интеллекта и Интернета вещей, то получение хорошего урожая гарантировано за счет своевременно принятых мер. Для эффективного ведения сельскохозяйственных работ также задействованы такие методы, как применение лесополос, осушение чрезмерно увлажненных участков, тщательный подбор подходящего сорта культуры, использование качественных обеззараженных семян.