Författaren är en precisionsjordbruksingenjör och biträdande professor vid Clemson University i Clemson, S.C. Tungmonterad ultraljudssensor som används för att mäta stränghöjden på en prototyp för höavkastningsmonitor från Clemson.
Platsspecifika tekniker och tekniker med variabel hastighet är allmänt kända och tillämpas idag i radgrödor, i många fall drivs av och utvärderas av skördeövervakare. Dessa tekniker är en delmängd av ett bredare ämne som kallas precisionsjordbruk, där grödor är datadrivna. Avkastningsmätare introducerades först i majs- och småkornsproduktion för minst två decennier sedan och har sedan dess blivit standardutrustning på många gårdar.
Avkastningsmonitorn fungerar genom att mäta massflödet för en gröda när den skördas (till exempel pund per timme) och dividera denna massflödeshastighet med skördarens fältkapacitet (till exempel hektar per timme) för att beräkna skördens skörd i termer som pund per tunnland. I kombination med ett globalt positioneringssystem kan dessa skördedata presenteras i form av en karta som visar rumsliga relationer mellan de låg- och högavkastande områdena i ett fält.
En skördeavkastningsmonitor i sig genererar ingen minskning av produktionskostnader, meravkastning eller ökad vinst, så att fastställa en generisk avkastning på investeringen är utmanande. Data som samlas in från avkastningsövervakaren kan dock driva ledningsbeslut som ofta resulterar i högre lönsamhet med utbetalningsperioder på ett till två år.
Foderavkastningsmonitorer
Även om en del arbete har utförts med utvärdering och utveckling av massflödesavkänningssystem för höproduktion, finns endast ett system för skördeövervakning av hö kommersiellt tillgängligt, och skördeövervakningssystem används inte i stor utsträckning i hö. För att sätta detta i perspektiv, bland de 10 amerikanska grödorna per areal och de sex bästa amerikanska grödorna efter värde, är hö tredje i rangordningen och den enda av dessa grödor där en skördeövervakning inte är allmänt implementerad.
Pågående arbete vid Clemson University involverar utveckling av två oberoende teknologier för övervakning av höavkastning:en massflödessensor och ett vägningssystem för rundbal. Clemsons hömassflödessensor (se bilden ovan) fungerar genom att använda ultraljudssensorer för att mäta höjden på strängen efter att den har krattats och relatera denna höjd till en massa hö per enhet stränglängd (till exempel pund per fot), vilket kan kopplas till balpressens markhastighet och räffladen för att bestämma höavkastningen i pounds per acre.
Eftersom detta system fokuserar på mätning av strängen och inte någon fysisk eller mekanisk drift av balpressen, är det anpassningsbart till alla höskördare:rundbalspressar, små fyrkantsbalspressar och stora fyrkantsbalspressar. Tre års forskning om detta system har i allmänhet visat fel på avkastningsprognoser i närheten av 10 procent eller mindre.
För att demonstrera en precisionsjordbruksapplikation för höproduktion kopplade Clemson-forskare sin höavkastningsmonitor med sitt "Directed Prescriptions"-system.
Att använda avkastningsdata
Clemson Directed Prescriptions-systemet är ett system för att integrera avkastningsdata från tester med remsor med jordvariabilitetsdata för att generera ett recept med variabel hastighet för ett fält. Det unika med detta utvecklingssystem för receptkarta är att det är fältspecifikt; receptet "styrs" av avkastningsdata från fältet. Systemet sätter odlarens skördedata i arbete och visar en av många tillämpningar av skördedata för höproduktion.
Testet startade under sommaren 2016 i ett 25 hektar stort bevattnat Tifton 85 bermudagräsfält och var utformat för att utveckla ett kväveföreskrift med variabel hastighet, eller en karta över ett fält med olika kvävehalter som tilldelas olika regioner av fältet. Systemet med riktade recept kräver applicering av ett remsprov, där olika kvävehastigheter appliceras i fasta remsor över hela fältet.
Priserna i denna studie varierade från 40 till 120 pund kväve (N) per hektar i steg om 20 pund. Avkastningsdata som mättes från dessa remsor indikerade att avkastningen förbättrades med högre kvävehastigheter, platågerad med 100 pund N per tunnland, men att vinsten minskade med högre kvävehastigheter, med maximal vinst vid 60 pund N per tunnland.
Figur 1. Avkastningsdata från tester med kväveremsor överlagrade på sandinnehållskartan (a) och resulterande vinst som en funktion av sandhalten vid varje kvävehastighet (b).
Systemet med riktade recept använde i detta fall sandinnehåll som grund för markens rumsliga variabilitet, även om jordens elektriska konduktivitet (EC), höjd och andra egenskaper också kunde eller alternativt användas. Sandhalten konturerades för att dela upp fältet i sju sandinnehållszoner, från ett genomsnitt på 85 procent till 97 procent sandinnehåll i varje zon. Systemet med riktade recept involverade därefter att överlagra utbytesdata från remstestet ovanpå sandinnehållszonerna (Figur 1a) för att bestämma vinsten som en funktion av sandhalten, oberoende för varje kvävehastighet (Figur 1b).
Figur 2. Variabel kväveförskrivning dikterad av
Riktat receptsystem Resultaten av denna analys visade vilka kvävehalter som var mest lönsamma eller högst skördande (beroende på mål) inom varje sandinnehållszon. Detta test visade att högre kvävehalter var mest lönsamma vid de lägsta sandhalterna och lägre kvävehalter var mest lönsamma vid de högsta sandhalterna. Förskrivningen av kväve med variabel hastighet som styrs av detta test visas i figur 2.
Förutom utvecklingen av ett riktat recept för kväve, möjliggjorde resultaten av detta test också utvärdering av den mer allmänt tillämpade zonförvaltningspraxis för höproduktion. I zonförvaltning är fältet uppdelat i två eller flera avkastningsförvaltningszoner, med syftet med att definiera zoner är att maximera avkastningsskillnaderna mellan zonerna och minimera avkastningsskillnaderna inom zoner. Om dessa zoner är korrekt definierade, kan skördinsats och andra beslut justeras för att vara mest lämpliga för de förväntade skördarna.
Att hitta den bästa metoden
För det 25 hektar stora fältet i detta test delades fältet in i tre skötselzoner utifrån sandinnehåll. Resultaten från testet med kväveremsor användes för att skapa ett "tänk om"-scenario där kvävehalten var fixerad inom var och en av dessa zoner men varierade mellan zonerna, särskilt med högre kvävehalter som applicerades i de tyngre jordarna och lägre kvävehalter som applicerades i de lättare. jordar.
Denna studie, som är början på en långtidsstudie som involverar flera grödor, använde höavkastningsmonitorn för att avslöja hur vinsten kan förbättras i höproduktionen. Innan denna studie påbörjades var detta ett intensivt skött, bevattnat Tifton-85-fält med en fast mängd på 100 pund kväve per hektar mellan sticklingar. Avkastningsresultat från detta test tydde på att om en fast kvävehastighet applicerades över fältet, skulle applicering av 60 pounds N per tunnland resultera i $12 per acre mer vinst per stickling jämfört med 100 pounds N-hastigheten.
Om skördehanteringszoner användes för tilldelning av kvävehastighet för zon, tyder data på att vinsten skulle ha varit $4,50 per hektar större per stickling än vid den fasta hastigheten på 60 pund N. Slutligen föreslog Directed Prescriptions-systemet att vinsten skulle ha varit 14,50 $ per acre större per stickning än vid den fasta räntan på 60 pund N per acre. Miljövården förbättras också; när det utövas på rätt sätt, optimerar zonhantering och riktade recept näringsanvändningen i fält, vilket minskar överapplicering.
Värdet av ett system för övervakning av avkastningen beror på hur informationen används för att förbättra förvaltningen. Avkastningen på investeringen måste utvärderas från fall till fall och gård för gård. Med fyra sticklingar per år visade studien som diskuteras här en potentiell nytta på över 50 USD per hektar per år från implementering av avkastningsdata vid ordination av kvävenivåer. Om ett system för övervakning av höavkastning kostade 7 500 USD, tyder de insamlade uppgifterna på att systemet skulle kunna betalas med endast 150 hektar årlig höproduktion med enbart besparingar av kvävegödselmedel.
Den här artikeln publicerades i april/maj numret 2017 av Hö- och foderodlare på sidan 14.
Inte en prenumerant? Klicka för att hämta den tryckta tidningen.
