Експрес діагностика вмісту елементів живлення як елемент цифрових технологій точного землеробства вирощування озимої пшениці

В останні роки відбувається глобальний перегляд світових аграрних технологій і стратегій. На зміну звичайній моделі вирощування рослин “більше і дешевше” приходить принципова нова – “якісніше і безпечніше”. Дедалі через збільшення собівартості вирощування культур  більше уваги приділяється тренду на “економіє ресурсів”.

У 2015 році почалася четверта сільськогосподарська революція, повязана з використанням точного землеробства, велику роль у якій займають безпілотні літальні апарати (БПЛА). Безпілотники змінюють обличчя глобального сільського господарства, надаючи величезні можливості для точного управління сільськогосподарськими ресурсами (добрива, засоби захисту) та природними ресурсами (ґрунт, вода).

Сьогодні агровиробникам через  подорожчання засобів захисту рослин для обробки полів, добрив, палива, запчастин для техніки, сушки зерна, логістики, зниження рентабельності виробництва сільськогосподарської продукції варто звертати увагу на кожен елемент агротехнології, що дає змогу зменшити витрати на вирощування культур. Пошук шляхів здешевлення елементів агротехнології приводить до розгляду  розширення використання дронів-обприскувачів у обробці полів  для підвищення врожаю с/г культу та розробки сучасних ресурсозберігаючих дроноагротехнологій вирощування культур.

Існує багато обмежень, які спричиняють низьку урожайність сільськогосподарських культур, які можна подолати за допомогою технології дронів у сільському господарстві (с/г). Дрони не тільки екологічні і дозволяють скоротити кількість викидів вуглекислого газу, але вони також економічні у термінах часу та фінансових витрат. За останні 10 років відбулися суттєві зміни в будові дронів, розробці датчиків для збору даних, сталися інновації в дронах-обприскувачах для розпилення засобів захисту, впровадження глибокого навчання та штучного інтелекту (ШІ) в дистанційному моніторингу посівів. Застосування БПЛА у с/г  зростає. Це пов’язано зі зменшенням ваги, вартості БПЛА та збільшенням можливостей корисного навантаження. БПЛА використовуються в основному для розпилення засобів захисту  або  внесення добрив через їх високу вантажопідйомність. Дрони є кращим варіантом для точкового розпилення через більшу стабільність у польоті. Технології дронів постійно переходять від напівкерованих до повністю автоматизованих систем завдяки прогресивним дослідженням вбудованих систем, передачі й аналізу даних.

До теперішнього часу в різних частинах світу використовуються переважно звичайні методи застосування засобів захисту. Самохідний обприскувач є найпоширенішим інструментом для звичайного застосування засобів захисту. Самохідне обприскування та ручне внесення засобів захисту впливає на людей і може призвести до таких захворювань, як рак, гіперчутливість, астма та інші розлади. Крім того, звичайні методи мають кілька інших недоліків, таких як додаткове використання засобів захисту, дефіцит робочої сили, менша рівномірність розпилення, забруднення навколишнього середовища та гірше покриття поверхні. Ці звичайні методи зумовлюють вищу вартість застосування засобів захисту і меншу ефективність у контролі зі шкідниками та хворобами. Для усунення цих недоліків використовуються дрони-обприскувачи. Застосування в полі БПЛА покращує здатність покриття, підвищує хімічну ефективність, полегшує та пришвидшує роботу з обприскуванням культур. Сьогодні дрон здатний перевозити до 40-літрів бака із засобами захисту та слідувати заздалегідь прокладеним маршрутам для обприскування посівів відповідно до вимог. Безпілотники демонструють великий потенціал для покриття важкодоступних для тракторів та авіації полів.

Найліпшим азотним добривом для позакореневого підживлення є карбамід, але його поступово через маркетинг витіснив КАС, який за ефективністю в підживленні по листку поступається карбаміду. На відміну від інших форм азотних добрив, розчин карбаміду у воді має нейтральну реакцію навіть за підвищених концентрацій (20-30 і навіть до 40%), він не обпікає листків, добре засвоюється рослинами, тоді як 2-5% розчин аміачної селітри спричинює на них сильні опіки. Карбамід концентрацією понад 5%, надійшовши в клітини, зумовлює плазмоліз, що не супроводжується некрозом тканини.

Важливо розуміти, що внесення дроном карбаміду і засобів захисту по листку малими дозами виливу робочого розчину 5-40 л/га відрізняється від внесення КАС і засобів захисту самохідним обприскувачем, де вилив робочого розчину становить 100-200 л/га. Позакореневе внесення розчину карбаміду дроном-обприскувачем важливо проводити після дощу і при росі 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 для ефективної роботи добрива. Крім того, на 1 га поля у ранкові часи утворюється до 30-60 т/га роси, яка покращує при внесенні дроном покриття рослин малими дозами виливу робочого розчину 5-40 л/га. Під час внесення розчину карбаміду треба намагатися, щоб утворювалися краплі розміром не більше 50-100 мк, тому що більш великі стікають, а дрібні не долітають до рослини. Підживлення пшениці, як правило, проводять у другій половині дня за похмурої погоди або у ночі. Не рекомендується проводити підживлення за температури повітря понад 20 °С, оскільки в цих випадках можливі опіки листків. Необхідність проведення підживлення та дози азотних добрив визначають за вмістом азоту в листках рослин.

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. Тому для ефективного поглинання карбаміду листками дуже важливо забезпечити добре розпилення розчину, оскільки великі краплі під час висихання утворюють осколки кристалів, 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.

Навпаки, при внесенні самохідним обприскувачем не можна вносити КАС під час дощу і при росі. У цих випадках восковий захисний шар листя рослин стає пористим — і добриво проникає через нього і викликає опіки. Існує правило при роботі самохідним обприскувачем, що за наявності роси на листі рослин — обробка засобами захисту не проводиться. Таких вимог необхідно дотримуватися при обробці гербіцидами на основі гліфосату, клетодиму, бетанальної групи та деяких інших діючих речовин, для високої ефективності яких необхідна відповідна концентрація робочого розчину. Обприскування по росі призведе до істотного зниження концентрації діючих речовин і відповідно до зниження ефективності обробки. Також такі обробки проводять з урахуванням випадіння роси за 2-3 години до обприскування посівів.

Проте, за обробки більшою кількістю фунгіцидів як дроном, так і самохідним обприскувачем, за незначної присутності роси, що не стікає з рослин при їх коливанні від вітру або проходу техніки, може навпаки підвищити ефективність обробки через більш рівномірний розподіл препарату листком та через довше перебування на листі у зволоженому стані.

При внесені КАС для підживлення дроном-обприскувачем потрібно дотримуватися низки правил. В нерозведеному вигляді при обприскуванні КАС озимою пшеницею працювати потрібно великої краплею при температурі не більше 10 С, що не викликає опіків.  Не вносити КАС при температурі нижче 0 °C. Вносити КАС потрібно без сонця вночі, після заходу сонця. У денний час краплі розчину КАС можуть створювати ефект лінзи, пропалюючи тканини листка. Не вносити КАС під час дощу і при росі. У цих випадках восковий захисний шар листя рослин стає пористим — і добриво проникає через нього і викликає опіки.

Як приклад, у таблиці 1 наведено одну із систем захисту озимої пшениці від бур’янів, хвороб і шкідників з використанням дрона-обприскувача  за інтенсивної технології вирощування для Лісостепу і Полісся у сівозміни кукурудза – кукурудза – соняшник – озима пшениця або соя – кукурудза – соняшник – озима пшениця), де для контролю від падалиці класичного соняшнику використовують гербіцид Триатлон (трибенурон-метил, 300 г/кг, тифенсульфурон-метил 300 г/кг, флорасулам 100 г/кг).

Таблиця 1
Технологічна карта вирощування озимої пшениці з використанням дрона-обприскувача   з урожайністю 8 т/га (112 кг/га азоту д.р.)

Головна роль у системі добрив озимої пшениці відводиться азотним добривам. Нітрати в ґрунті дуже мобільні, слабо в ньому фіксуються і на легких ґрунтах можуть бути легко вимиті з кореневого горизонту. Нітратний азот здатний губитися в газоподібному вигляді після проходження процесу денітрифікації. Амоній, на відміну від нітрату, здатний обмінно поглинатися та утримуватися ґрунтом. За сприятливих умов нітрифікація амонійного азоту починається через 2–3 дні після внесення добрива й у середньому займає 5–6 тижнів.

Втрати азоту ґрунту та добрив відбуваються внаслідок денітрифікації – процесу відновлення нітратного азоту до вільного молекулярного азоту (N2) або до газоподібного окису та закису азоту (NО та N2О) або його вимивання у нижні шари.

Втрати азоту при денітрифікації нітратів із ґрунту та добрив дуже суттєві. Втрати азоту амонійних добрив становлять 20%, а нітратних – до 30%, у грунту, що парує, вони можуть досягати 40–50%. У польових умовах рослини засвоюють із добрив лише 30–50% азоту. Важливим завданням є зменшення втрат нітратного азоту внаслідок денітрифікації та його промивання в нижні шари ґрунту. У ЄС на законодавчому рівні з 2019 р. дозволено застосування лише обробленого інгібітором карбаміду, що значно збільшує його ефективність та зменшує екологічне навантаження.

У системі удобрення озимої пшениці важливо забезпечити оптимальне азотне живлення. Восени необхідно спочатку уникнути його надлишку, а навесні забезпечити інтенсивне азотне живлення рослин шляхом дробового його внесення в кілька прийомів Це дозволяє знизити втрати азоту від вимивання і денітрифікації нітратів, підвищити коефіцієнт використання рослинами азоту із добрив та дає 30-50% економії при застосуванні азотних добрив.

Період максимального споживання азоту рослинами настає на початку фази інтенсивного росту та триває досить довго. Тому для забезпечення рослин азотом протягом тривалого періоду та зменшення його втрат від денітрифікації та вимивання в нижні шари ґрунту часто використовують дробове внесення азотних добрив. Озима пшениця інтенсивно споживає азот та фосфор від фази весняного кущіння до початку колосіння, тобто в період інтенсивного росту вегетативних органів. До настання фази колосіння пшениця може поглинати до 78% азоту, 76% фосфору та 95% калію.

Одним зі способів розумного застосування добрив є поділ загальної кількості азоту, яку потрібно внести, на дві або більше обробок добривами. Цю практику іноді називають “годуванням з ложечки”. “Ложкове” підживлення добривами кукурудзи, озимої  пшениці в різні моменти вегетаційного періоду підвищує суттєво урожайність.  Це також краще для довкілля, тому що якщо ви внесете азот одразу, то більша його частина буде втрачена.

Через подорожчання засобів захисту рослин для обробки полів, добрив, палива, запчастин для техніки, сушки зерна, логістики, зниження рентабельності виробництва сільськогосподарської продукції  і виникнення тренду на економіє ресурсів важливо впроваджувати принципи управління поживними речовинами “4 R” для поліпшення якості води та підвищення прибутковості фермерських господарств. Концепція “4 R” полягає в застосуванні правильного джерела поживних речовин у відповідній кількості у необхідний час у правильному місці.

Кожен з макро- і мікроелементів має свої характерні симптоми дефіциту, які можуть бути пов’язані з певними фізіологічними функціями. Симптоми недоліку елементів, що розвиваються на рослинах, є остаточним проявом неоптимального постачання поживних речовин. У класичному підживленні рослин ці візуальні симптоми широко використовуються як інструмент для характеристики стану підживлення рослин і оптимізації удобрення, що не є досконалим через обмеження і помилки окомірного визначення недоліків елементів живлення.

Сучасними приладами для автоматичної експрес діагностики є сканер AgroCares Handheld Scanner, експрес лабораторія Soil Scan, лабораторія листової функціональної діагностики «Агровектор ПФ-014» тощо. Також молоде листя рослин для визначення в них  вмісту елементів живлення можно відправляти в стаціонарні агрохімічні лабораторії. Вартість листової діагностики для визначення недоліків хімічних елементів у рослин коштує набагато дешевше менше 1%, ніж вартість азотного добрива або мікродобрива з внесенням.

Посіви можна удобрювати відповідно до їх фізіологічних потреб, а не на основі класичної практики, коли масове внесення добрив часто призводить до внесення або занадто малої, або занадто великої їх кількості, з негативним впливом на навколишнє середовище, клімат та економіку фермера. Працювати макро- і мікродобривами “в сліпу” по листу чи вносити їх у грунт без аналізу забезпеченості теж не можна. При цьому відбувається марна витрата коштів. Через це спостерігається не ефективне використання ресурсів. Внесення добрив профілактично, не розуміючи їх вмісту у рослині, не дає можливості отримати прибавку по урожайності, при тому тільки збільшує необґрунтовані витрати на вирощування культур. Постійно виникають ситуації, коли рослини потребують зовсім інших елементів, ніж вносяться “наосліп” без експрес діагностики.

Найбідніші на мікроелементи зональні ґрунти Полісся, а максимальний уміст валових і рухомих форм характерний для ґрунтів Степової зони. Вміст заліза, цинку, міді і кобальту знижується від ґрунтів легкого гранулометричного складу з підвищеним рівнем кислотності до ґрунтів важкосуглинкових і глинистих із нейтральною реакцією ґрунтового розчину, тоді як вміст мангану, бору і молібдену навпаки збільшується від ґрунтів малобуферних до ґрунтів високобуферних від Полісся до Лісостепу і Степу. Зменшення вмісту заліза, цинку, міді і кобальту на карбонатних ґрунтах Степу і Лісостепу пов’язано з фіксацією їх кальцієм. Дефіцит міді спостерігається на торф’яниках, молібдену — на кислих дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах, бору і молібдену — на червоноземах, мангану, заліза і цинку — на карбонатних ґрунтах. Знаючи тип грунту можна розуміти про вміст мікроелементів і потребу в підживлені мікроелементами по листу.

Дрони-обприскувачі оптимально підходять для тренда на економію ресурсів та концепції “годування рослин з ложечки” за результатами експрес діагностики за недоліком мікроелементів живлення  і частого внесення добрив з повітря під дождь, відразу після опадів по вологому грунту або зранку по росі, оскільки вони можуть швидко та ефективно вносити їх на посіви незалежно від польових умов, забезпечуючи рослини потрібною кількістю макро- і мікроелементів саме тоді, коли їм це потрібно, не викликаючи ущільнення ґрунту та не пошкоджуючи витоптуванням колесами 5-10% посівів. Найбільший ефект від застосування добрив отримується на рослинах, коли вони вносяться під дождь, відразу після опадів по вологому грунту або зранку по росі. Ефект від внесення добрив вище, чим вологіше грунт. Самохідним обприскувачем та розкидачем добрив технологічно не можна вносити добрива по сирому перезволоженому грунту, відразу після опадів по вологому грунту або зранку по росі, що знижує їх поглинання грунтом,  рослиною, листям та ефективність дії на 20% і  більше.

Безпілотники і розроблені під їх використання дроноагротехнології вирощування культур з урахуванням їх сильних сторін і особливостей культур змінюють обличчя глобального сільського господарства, надаючи величезні можливості для точного управління сільськогосподарськими ресурсами (добрива, засоби захисту) та природними ресурсами (ґрунт, вода).

На ринку України є різні моделі дронів-обприскувачів XAG, DJI AGRAS тощо. Цікавим конструкторським підходом володіють дрони-обприскувачі XAG, що  підходить під інноваційну концепцію “техніка-трансформер” або “агродрон-трансформер” і її універсальність та багатоцільовість при застосуванні, яка може здійснювати різні операції: зйомку та картографування, обприскування засобами захисту та розкидання добрив і посів насіння.  Це дозволяє відмовитися від зайвих агрегатів, все уніфікувати та робити одним агрегатом декілька технологічних операцій в полі. Такий підхід дає можливість знизити амортизацію і витрати на ремонт в перерахунку на витрати на 1 га та обслуговування непотрібної техніки.

Велику грузопідйомність має дрон XAG P100. У цій моделі реалізована можливість розділяти літальну платформу та платформу для виконання різних завдань, таких як точне обприскування та розкидання. Особливістю дрона XAG P100 є 40-літровий бак для обприскування полів засобами захисту, а  для внесення сипучих добрив і насіння встановлюється бак ємкістю 60 кг. За 2 разовий проліт по полю можа внести 120 кг/га гранульованих добрив, а 3 разовий – 180 кг/га добрив у фізичній вазі.

При наявності свого дрона економічно вигідно вносить гранульовані добрива або добрива по листу декілька разів за одну агрооперацію, збільшуючи сумарну дозу внесення елементів живлення на 1 га у порівнянні із внесенням самохідним обприскувачем чи розкидачем добрив.  Дрони-обприскувачі поступово витісняють самохідні обприскувачі у обробці полів через збільшення грузопід’ємності і цілу низьку важливих переваг.

Застосування дронів-обприскувачів  у технологіях вирощування має певні переваги перед наземними самохідними обприскувачами: 1.  висока продуктивність (один дрон-обприскувач практично здатен замінити один наземний обприскувач; денне 8 годинне напрацювання дроном становить 100-200 га, а за 1 годину 12,5-25 га посіву), 2. дрібнокрапельне внесення препарату і ультрамалооб’ємне обприскування дозволяє знизити дозу витрати води при приготуванні робочого розчину і його виливу на 1 га у 40 раз з 200 до 5 л/га, 3. можливість за висоти польоту 1,5-5 м проводити агротехнологічні заходи у біологічно сприятливі терміни та дотримуватися оптимальних строків підживлення в складних метеорологічних умовах, 4. виключення ущільнення ґрунту, яке знижує урожайність культур мінімум на 20%, 5. відсутність пошкодження 5-10% посівів колесами наземних обприскувачів, 6. один дрон може закрити усі проблеми з обробки полів розміром господарства 2-4 тис. га, 7. по вартості дрон-обприскувач ( наприклад XAG Р100) без додаткового обладнання коштує в 22 рази дешевше, ніж самохідний обприскувач, який має ціну на рівні $230-250 тис, 8. на дрон у 8 разів витрачається менше палива на 1 га у порівнянні з самохідним обприскувачем. Росхід палива у самохідного обприскувача дорівнюється 1 л/га, а при зарядці акумуляторів дрона-обприскувача витрачається 3 літри палива  на 25 га посіву. Зменшення витрат на паливо актуально через його здорожчання через повернення оподаткування ( літр бензину буде коштувати 60 грн, дизелю – 55 грн).

Використання самохідних обприскувачів при внесенні засобів захисту на озимій пшениці, інсектицидів кукурудзі від стеблового метелика, фунгіцидів, інсектицидів і десікантів на соняшнику, ріпаку та інших високорослих культурах є на разі малоефективним через витоптування колесами значної кількості рослин (5-10 % або наприклад 0,5 т/га зерна кукурудзи), що дорівнює або перевищує тот поріг, що може нанести шкоди сам шкідник.

Дрону-обприскувачу  немає рівних при обробці високорослих рослин інсектицидами і фунгіцидами від хвороб і шкідників. При внесенні дроном-обприскувачем препаратів на озимій пшениці не утворюються технологічні колії, на долю яких припадає 5-10 % поля чи урожаю. Це приблизно на 5 тис га землі приходиться 500 га технологічних колій, культура на цій площі просто витоптується. При урожайності 6 т/га зерна озимої пшениці і вартості 1 тони 3 класу 6880 грн,  виходить недоотримання 3000 т зерна з 500 га вартістю 20 640 000, або 516 тис. $ (курс 40 грн/1$ ). На 1 га з урожайністю 6 т/га при витоптуванні 10% виходить втрата 0,6 т/га зерна вартістю 4128 грн/1 га (103,2$/1га). Покупку дрона-обприскувача (наприклад XAG Р100) без додаткового обладнання і його використання можна окупитися за 1 рік тільки за рахунок відсутності технологічних колій на площі озимої пшениці 110 га, не беручи до уваги інші моменти економії при його застосуванні.

Серед факторів врожайності є й такі, на які навіть фахівці не завжди звертають належну увагу. До таких факторів належить щільність ґрунту. Використання важкої техніки і ґрунтообробних знарядь можуть значно ущільнити ґрунт та привести до суттєвих втрат врожаю. Висока щільність грунту ускладнює (при дуже високих ступенях щільності, взагалі може унеможливити) нормальний розвиток кореневої системи рослини, обмежує рух води вниз, викликає утворення блюдець або вимочок на полі і брак кисню коренів,  знижує доступність поживних речовин, таких як азот і марганець. В анаеробних умовах денітрифікація може привести до серйозної втрати азоту шляхом виходу оксиду азоту і газоподібного азоту в атмосферу. Збільшення щільності ґрунту порівняно з оптимальною на 0,1–0,3 г/см³ через використання важкої техніки призводить до зниження урожаю сільськогосподарських культур на 20–40%. Деякі дослідники рахують, що ущільнення ґрунту може знизити врожайність на 60%. Діапазони дій ущільнення на врожайність є дуже широкими, тому що результат ущільнення є змінним в результаті багатьох факторів. Ефекти ущільнення неоднакові по всьому полю. Для зниження щільності ґрунту потрібно використовувати потужні трактори і дорогі спеціальні  ґрунтообробні знаряддя.

Проте глибокий обробіток ґрунту (понад 45 см) не завжди здатний руйнувати так звану «плужну підошву», якщо ущільнення розташовується на великій глибині (так зване підґрунтове ущільнення). Найкращим способом управління ущільненням ґрунту є запобігання його утворенню. Використання дронів-обприскувачів виключає утворення ущільнення грунту, витрат на покупку та застосування дорогих спеціальних  ґрунтообробних знарядь, які знижують щільність грунту і так звану «плужну підошву».

Підживлення озимої пшениці дроном-обприскувачем  передбачає внесення азоту в 3-5 строків в зимово-весняний період:

• 1-ше весняне азотне підживлення по мерзлоталому грунту або у фазу початку весняного кущення ВВСН 20-25 (регенеративне);
• 2-ге весняне азотне підживлення, що проводиться в стадію кінець весняного кущення – початок виходу в трубку ВВСН 27-32 ( 1 продуктивне);
• 3-тє азотне підживлення з появою верхівкового листка до початку колосіння ВВСН 37-49 (2 продуктивне);
• 4-те азотне  підживлення у період колосіння ВВСН 51-59 – на початку молочної стиглості зерна ВВСН71-75  (якісне);
• 5-те азотне підживлення у фазу тістоподібного стану зерна: середина-кінець молочної стиглості ВВСН 75-80, початок-середина воскової стиглості ВВСН 80-85 (сеникація).

Часто 2-ге весняне азотне підживлення (стадія кінець весняного кущення – початок виходу в трубку ВВСН 27-32)  та  3-тє азотне  підживлення ( поява верхівкового листка до початку колосіння ВВСН 37-49) об’єднують в одне 2-ге весняне азотне підживлення, яке проводиться в стадію кінець весняного кущення – початок виходу в трубку ВВСН 27-32.

Ефективність позакореневого підживлення пшениці озимої азотом залежить від вмісту його в листках, впливу різних кліматичних чинників, запасів у ґрунті рухомих сполук елементів живлення під час формування зерна та неоднаковим ступенем реутилізації азоту рослинами різних сортів. Під час встановлення норми внесення азоту весною за даними ґрунтової діагностики розрахунок ведеться так, щоб на момент другого підживлення в ґрунті знаходився необхідний запасу мінерального азоту на заплановану урожайність. Друге,  третє і четверте підживлення коригується листовою діагностикою (пристроєм для експрес діагностики) відповідно до результатів оцінки вмісту доступного азоту у грунті і листі (2 і 3 підживлення) та рівня азоту і фосфору у рослинах (4 підживлення).

Залежно від терміну внесення і агрегатного стану добрив (рідка, гранульована), як приклад, можливі такі протоколи підживлення азотом озимої пшениці за допомогою дрона-обприскувача з баком обприскування на 40 л/га і 60 кг/га для сипучих добрив.

Перша схема:

1-ше підживлення — аміачна селітра (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 41 кг/га  д.р. азоту ( за один і другий проходи дроном вноситься по 60 кг/га селітри), сульфат амонію (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 25 кг/га  д.р. азоту (два проходи дроном);

2-ге (ВВСН 27-32) – аміачна селітра (кінець кущення / ВВСН 27-32) 120 кг/га / 41 кг/га  д.р. азоту ( за один і другий проходи дроном вноситься по 60 кг/га селітри);

3-тє (ВВСН 37-49) і 4-те підживлення (ВВСН 51-59 до ВВСН 71-75) — 5% розчином карбаміду (2 кг карбаміду на 38 л води, вилив робочого розчину 40 л/га).

Друга схема:

1-ше підживлення – карбамід (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 60-120 кг/га (28-55 кг/га д.р. азоту) в залежності від стану посівів 1-2 прольоти дроном  (густоти, розкущення рослин, терміну поновлення весняної вегетації), сульфат амонію (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення) 120 кг/га / 25 кг/га  д.р. азоту (два проходи дроном);

2-ге (ВВСН 27-32) – карбамід (кінець кущення / ВВСН 27-32) 120 кг/га / 55 кг/га д.р. азоту 2 прольотами дроном;

3-тє (ВВСН 37-49) і 4-те підживлення (ВВСН 51-59 до ВВСН 71-75) — 5% розчином карбаміду (2 кг карбаміду на 38 л води, вилив робочого розчину 40 л/га).

Третя схема:

1-ше підживлення — карбамід (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 60-120 кг/га (28-55 кг/га д.р. азоту) в залежності від стану посівів 1-2 прольоти дроном  (густоти, розкущення рослин, терміну поновлення весняної вегетації), сульфат амонію (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення) 120 кг/га / 25 кг/га  д.р. азоту (два проходи дроном);

2-ге (ВВСН 27-32) – ам. селітра (кінець кущення / ВВСН 27-32) 120 кг/га / 41 кг/га  д.р. азоту ( за один і другий проходи дроном вноситься по 60 кг/га селітри);

3-тє (ВВСН 37-49) і 4-те підживлення (ВВСН 51-59 до ВВСН 71-75) — 5% розчином карбаміду (2 кг карбаміду на 38 л води, вилив робочого розчину 40 л/га).

Четверта схема:

1-ше підживлення – КАС-32 (мерзлоталий грунт або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 38 кг/га д.р. азоту 3 прольотами дроном ( за один, другий і третій прохід дроном вноситься по 40 кг/га КАС-32), сульфат амонію (мерзлоталий грунт або ранньовесняне кущення) 120 кг/га / 25 кг/га д.р. азоту;

2-ге підживлення  – КАС-32 (кінець кущення / ВВСН 27-32) 120 кг/га / 38 кг/га д.р. азоту 3 прольотами дроном;

3-тє (ВВСН 37-49) і 4-те підживлення (ВВСН 51-59 до ВВСН 71-75) — 5% розчином карбаміду (2 кг карбаміду на 38 л води, вилив робочого розчину 40 л/га).

П’ята схема:

1-ше підживлення – аміачна селітра (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 41 кг/га д.р. азоту ( за один і другий проходи дроном вноситься по 60 кг/га селітри), сульфат амонію (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 25 кг/га  д.р. азоту (два проходи дроном);

2-ге підживлення  – КАС-32 (кінець кущення / ВВСН 27-32) 120 кг/га / 38 кг/га д.р. азоту 3 прольотами дроном ;

3-тє (ВВСН 37-49) і 4-те підживлення (ВВСН 51-59 до ВВСН 71-75) — 5% розчином карбаміду (2 кг карбаміду на 38 л води, вилив робочого розчину 40 л/га).

Шоста схема:

1-ше підживлення  – аміачна селітра (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 41 кг/га  д.р. азоту ( за один і другий проходи дроном вноситься по 60 кг/га селітри), сульфат амонію (по мерзлоталому грунту або ранньовесняне кущення ВВСН 20-25) 120 кг/га / 25 кг/га  д.р. азоту (два проходи дроном);

2-ге підживлення  – карбамід (кінець кущення / ВВСН 27-32) 120 кг/га / 55 кг/га д.р. азоту 2 прольотами дроном;

3-тє (ВВСН 37-49) і 4-те підживлення (ВВСН 51-59 до ВВСН 71-75) — 5% розчином карбаміду (2 кг карбаміду на 38 л води, вилив робочого розчину 40 л/га).

Таблиця 2
Азотне підживлення озимої пшениці дроном

Через листя озимій пшениці доступні 38% розчини сечовини з низьким вмістом біурету (15 кг карбаміду на 25 л води, вилив робочого розчину 40 л/га): за три підживлення можна дати рослинам 45 кг карбаміду (21 кг/га д.р. азоту), що аналогічно 60 кг карбаміду прикореневого внесення. За комплексного внесення макро- і мікроелементів коефіцієнт використання азоту підвищується на 25-30%.

Біурет – амід алофанової кислоти, який утворюється при грануляції карбаміду. Біурет є забруднюючую домішкою, яка має фітотоксичні властивості, і таким чином знижує якість карбаміду як добрива. Біурет нестійкий і швидко розпадається на органічні складові. Однак при закладенні насіння з карбамідом не виключено знищення врожаю. Для позакореневого використання вміст біурету не повинен перевищувати 1,5%. По іншим даним вміст біурета в карбаміді не повинен перевищувати 1%, інакше він буде впливати на рослини як гербіцид суцільної дії.

При вмісті 3% біурет є токсичним для рослин, тому внесення безпосередньо перед посівом негативно впливає на розвиток рослин. У ґрунті біурет повністю розкладається за 10-15 днів. Цей інтервал рекомендують витримати між внесенням карбаміду в ґрунт і посівом. При вмісті біурета 0,8% і нижче він не здійснює негативного впливу на проростки рослин незалежно від терміну внесення добрива (можна безпосередньо перед посівом).

Різні рослини по-різному переносять біурет. Яра пшениця відчуває його токсичну дію при 5% вмісту, а негативно реагує вже при 3% концентрації. Чутлива до біурета кукурудза. При вмісті його в карбаміді в кількості 5,3% відбувається пошкодження стебел, кукурудзяне листя скручується, а між прожилками виникають жовті хлоротичні плями, листові краї розтріскуються.

В європейських країнах використовують карбамід з вмістом біурета не більше 0,8%. У той час як середній вміст біурета в добриві, яке виробляють українські компанії, становить 1,4%. Туркменістанський карбамід містить всього 0,7% біурета. Таким чином, дане добриво можна використовувати без шкоди для врожаю.

За ДСТУ 7312 до: 2013 зміст карбаміду не повинен перевищувати 1,4%, тому що концентрація вище даного показника може серйозно нашкодити культурам. Через це карбамід рекомендують використовувати на 10-15 днів раніше, ніж починається посівна і вкопувати на 10 – 12 см нижче насіння. При таких умовах, якщо карбамід має високий відсоток вмісту біурету, його негативний вплив буде мінімальним.

Досить широко карбамід використовують і для фоліарного внесення. Перевагою листового живлення даним добривом є високий вміст діючої речовини та відсутність опіків листя порівняно з пошкодженням солями за використання інших форм N. Додавання невеликої кількості сечовини в бак з мікроелементами допомагає поліпшити засвоєння мікроелементів рослинами, допомагаючи відкривати продихи в листі, через які мікроелементи надходять у рослину. Карбамід цікавий своєю особливістю проникати через листок практично у незмінному стані, без розкладання на іони.

У рослинах карбамід має високу рухомість і вже через 2 доби після обприскування азот з добрива входить до складу білка рослин. Для поглинання 50% внесеного карбаміду потрібно від 1-4 до 12-24 год.

Гарні результати на рослини і прибавку в урожайності при підживленні озимої пшениці декілька разів дає 4-5% розчин карбаміду або бакова суміш 2,5% розчину сечовини з 1,5% розчином  сульфат магнію 7 водним. Для виливу дроном 40 л/га 5%  робочого розчину карбаміду потрібно узяти 2 кг сечовини на 38 л води, а для внесення 40 л/га робочого розчину бакової суміші 2,5% розчину сечовини з 1,5% розчином  сульфат магнію 7 водним необхідно 1 кг/га  сечовини і 0,6 кг/га сульфат магнію на 38,4 л води.

Внесення одночасно з карбамідом сірчанокислого магнію зменшує небезпеку опіків від карбаміду та забезпечує ефективне використання азоту. Необхідно враховувати, що розчинення 20 кг карбаміду в 100 л води знижує температуру розчину приблизно на 9 С. Дуже холодний розчин може спричинити термічний стрес рослин.

Є рекомендації, що разом з гербіцидом на озиму пшеницю можна вносити 3% розчин карбаміду, а сумісно з фунгіцидом  розчин сечовини не повинен перевищувати 5%.

Потреба у дозі листкового підживленні збільшується залежно від вмісту азоту у листі озимої пшениці. Від 2,6 до 3% азоту у листі відмічається сильная потреба у азотному підживленні, 3-3,5% – середня потреба, а вище 3,5 до 4,5% – підживлення не бажані через ризик підпала листя.

Рослинна діагностика проводиться зазвичай для сортів пшениці, які можна класифікувати як «сильні», з нормальним розвитком і густотою стояння. Необхідність 3 і 4 підживлення озимої пшениці важливі для отримання зерна з вмістом білку 14 і вище %. Діагностика виконується від фази кінець кущення, поява прапорцевого листа до виходу колоса. Відбираються верхніх 3 листки з кожної рослини (навіть якщо один з них почав засихати або засох).

Таблиця 3
Рослинна діагностика: інтерпретація даних

Позитивний вплив підживлень 4-5 % розчином карбаміду або баковою сумішшю 2,5% розчину сечовини з 1,5% розчином  сульфат магнію 7 водним  спостерігається на активність у листях ферменту рибулозобісфосфаткарбоксилаза/оксигеназа (РуБісКО), який є ключовим ферментом фотосинтезу, що каталізує дві конкуруючі реакції: карбоксилювання та оксигенування п’ятивуглецевого цукру рибулозо-1,5-бісфосфату (РуБФ). Рибулозобісфосфаткарбоксилаза вважається найпоширенішим і найважливішим ферментом на Землі. В кожен момент часу на нашій планеті знаходить приблизно 40 мільярдів тонн RuBisCo.

Виявлено, що фермент РуБісКО складає приблизно половину всього білку в листках рослин. РуБісКО в листках є чинником, що визначає інтенсивність асиміляції СО2, тому активність РуБісКО вважають основним лімітуючим внутрішнім фактором фотосинтезу. Існує припущення, що екологічні зміни спричиняють зсув ланок лімітування продуктивності фотосинтетичного апарату, серед яких на перший план вийдуть транспорт електронів і функціонування ферменту РуБісКО.

Таким чином, в технології вирощування озимої пшениці багато чого залежить від якості, виду, способу і строків внесення азотних добрив, а також від ступеня їх засвоєння кореневою системою рослин. Річ у тім, що для того аби розраховувати на отримання зерна 1 класу в Лісостепу, Поліссі потрібно вносити прикореневим не менш, аніж 200 кг азоту в діючій речовині на 1 га. У фізичній вазі мінеральних добрив це приблизно дорівнює 600 кг/га аміачної селітри. Наприклад, внесення 3 центнерів (100 кг/га д.р.) аміачної селітри забезпечує отримання щонайбільше 3 класу.  В Степу вносити більше 100 кг/га азоту в д.р. прикореневим способом не можна через обмежене вологозабезпечення у фазах поява (кінець виходу в трубку) та ріст прапорцевого листка (37-49), колосіння (50-59), цвітіння (60-69) і молочна стиглість (70-79), що лімітує формування високого урожаю 2-го, 3-го класів якості. Проте за рахунок використання дрона-обприскуавча і дробного 3-5 разового позакореневого підживлення озимої пшениці по  з 4 до 8 годин ранку під час роси у вигляді 10-30-40 % розчину карбаміду дозволяє підвищити в Степу урожайність на 50% з 3  до 6 т/га 1-2-3-го класів, в Лісостепі і Поліссі – з 6 до 12 т/га 1-2-3-го класів, а також збільшити в зоні Степу внесення азоту більше 100 кг/га в д.р., знизити у всіх кліматичних зонах втрати азоту від вимивання і денітрифікації нітратів, підвищити коефіцієнт використання рослинами азоту із добрив до 50% та дає 30-50% економії при застосуванні азотних добрив.