Категория: Резултати

Финални резултати от проекта „Иновативна система за вземане на решения при полски култури и консервационно земеделие“

По отношение на индикатор 1: Разработване на научнообосновано и статистически доказано сравнение между четирите основни вида обработки на почвата. Извършено е събиране на данни от различните локации и варианти на опитите по отношение на химичен, физичен и биологичен аспект на почвеното плодородие. Установени са нови или не добре проучени биологични индикатори за почвено здраве. Натрупан е практически опит за възможни проблеми и неточности на установени методи за анализ, които могат да компрометират крайния резултат и изводи.
Екстремните засушавания през лятото и есента са трайна тенденция, която води след себе си необходимостта от технологични промени по отношение на избора на култури и датите на сеитба. В тази връзка култури като рапицата стават изключително рискови и станаха неприложими в българското земеделие и респективно в разглеждания проект. Това е причината културата да бъде заместена и резултатите за нея да са ограничени.

По отношение на индикатор 2: Разработване и внедряване на нов организационен метод „Иновативна система за вземане на решения при консервационно земеделие: Създадена е мрежа от звена за мониторинг на въздушно преносими болести при пшеница. Източниците на информация са два основни и допълващи се. Първият включва полски обследвания в критичните за културите фази,което позволява фактическо установяване на първите за страната или региона зарази. Вторият вклщчваше прогноза на риска на база климат, фаза на развитие при културата, последействие от фунгицид, сорт. Обработката на тези данни ставаше със специализиран софтуер в интернет и реално време. В подобна мрежа от климатични станции, модели и точки на обследване бяха допълнително включени непряко свързани с проекта участници. Всички те чрез средствата за комуникация изпращаха снимков материал за бърза диагностика. По така изградената система бе навреме регистрирана първата за сезона поява на ръжди в страната. Проследен бе пътя на някои болести в годините и очертани възможни стратегии за контрол. В крайна сметка бе показано как може да се изгради и практически използва подобна работа в мрежа за вземане на научно обосновани решения в растителната защита. Основните ползи от нейното съществуване са адекватно третиране с химични продукти, установяване на загубена ефикасност при фунгициди и устойчивост на сортове. Характерни за безорните технологии са патогени, които се запазват в растителните остатъци като листен пригор, фузариоза по класа.

Проведените полски обследвания установиха огромен за страната, неизследван до момента и с неясна етиология патологичен проблем. През пролетта на 2022 и 2023 г. бяха получени множество сигнали за базично и кореново гниене при есенните житни култури. Потвърдени бяха два проблема – зараза от гъби от родовете Fusarium и Rhyzoctonia. В почвата и корените допълнително бяха доказани фитоапразитни нематоди. Бе потвърден комплексен проблем, който започва с атака на корените от нематоди и вторична зараза през раните от посочените родове гъби. Загубите достигат от 5-7% до 50-60% засегнати братя и дял от добива. Потенциална поява на микотоксини в зърното също би застрашила пазара на зърно и здраве на потребителите. Настоящият проект постави началото на научно-обоснована и приложима за условията на България комплексна система за контрол на нематодите и почвени болести.

Така създадения екип от експерти и иновативни фермери е важна предпоставка за качеството на получените резултати и предпоставка за бъдещо успешно развитие на консервационните обработки и приложението на покривни /междинни/ култури. Внедреният организационен метод „Иновативна система за вземане на решения при консервационно земеделие“ от една страна служи за пример на успешно колабориране между отделни производители в отдалечени райони на страната, а така също между тях и научни експерти в съответната област. Потвърждение на успеха за така установената практика и нов иновативен начин на работа е проявеният интерес от страна на множество други земеделски стопани, които се включиха в организираните срещи и събития за популяризиране на проекта. Това означава, че реализираният проект за съвместна работа между наука и практика може да се мултиплицира успешно. Натрупания опит и научни данни са добра основа за цялостно разработване на технология за решаване на специфични проблеми в технологиите обект на изследването.

По отношение на Индикатор 3: Редуциране количеството приложен азот (активно вещество) за 1 тон готова продукция с минимум 7 % спрямо предишни практики в стопанството или региона минимум при 5 стопанства от членовете на оперативната група (ОГ) при минимум две култури, предмет на проекта.

  • При различните култури оптимизацията бе постигната в различна степен. Най-съществен прогрес бе реализиран в основната за страната култура пшеница – минимум 10 % активно вещество азот при всички 6 опита и стопанства, провели опит за торене.
  • При царевица са отчетени положителни резултати по отношение оптимизиране на нормата от азотно торене в рамките на 7 до 15%. Тази оптимизация се постига при две стопанства от трите, изпитващи царевица.

В допълнение бяха установени зависимости, които позволяват редуциране и на други макро и микро елементи, които представляват реален разход в технологията. Въведени бяха и допълнителни нови за страната методи за вземане на решения относно необходимостта от торене. Използвани бяха различни източници на оценка, които отразяват химичен, физичен и биологичен състав на почвата, а така също и ролята на климата. Препоръките за торене се базираха на данни от:

  • Полски опити за сортова реакция на пшеница
  • Пълен и неизползван до момента набор от показатели от химичен анализ
  • Механичен състав и почвен тип
  • Катийонен обменен капацитет на почвата
  • Микроорганизми, участващи в кръговрата на веществата
  • Най-съвременен анализ на растителния сок на листата, отразяващ моментното състояние и потребност
  • Спектрален анализ на количеството хлорофил респ. азот в листата
  • Правилно отчитане на икономическото и агрономическо значение на отделните фенофази на растенията във връзка с приложението и разпределението на нормите за торене
  • Софтуерна обработка на по-голяма част от горепосочената информация

В ново за страната направление по отношение хранене /торене/ на растенията, а именно приложение на микробиални и органични продукти също бе постигнат напредък. Добивите бяха повишени както и здравния статус на растенията. В други случаи ефект не бе наблюдаван и възможните причини са анализирани. Наблюденията очертаха една допълнителна и важна тенденция, при която по-високите норми азотно торене намаляват устойчивостта на растенията спрямо неблагоприятни абиотични фактори като напр. пролетно измръзване и засушаване.

По отношение на Индикатор 4: Редуциране на разход за фунгициди като стойност за 1 тон готова продукция с минимум 5 % спрямо предишни практики в стопанството или региона минимум при 5 стопанства от членовете на оперативната група (ОГ) при една от културите, предмет на проекта
В 5 от всички участващи стопанства бе намален броят на третиранията с фунгицид при пшеница от 2 на едно за сезона.

Практически заключения и препоръки в резултат от проекта:

  • Консервационните обработки имат потенциал да подобрят почвеното здраве в посока на биоразнообразие, функционалност и устойчивост на нематоди, кореново гниене, екстремни климатични явления
  • Нулевата обработка се оказва най-ефективна по отношение подобрение физичните свойства на почвата и контрол на нематоди чрез създаване на биоразнообразие, елиминиране на плужна пета, съхранение на почвената влага. Конвенционалните обработки са с най-негативен ефект в посочените направления.
  • Покривните култури общо погледнато имат положителен ефект върху почвеното подобрение, но след засушлива зима и късно унищожаване могат да изчерпят почвената влага и редуцират добива при пролетната култура
  • Комбиниране на полско обследване и прогноза на база климатични модели може да е много полезно за контрола на болести. Национална мрежа, включваща тези практики има голям потенциал и може да бъде доразвита.
  • Преходът към консервационни обработки може да е по-бърз при почви със среден механичен състав, но при по тежки и глинести почви е възможен след предвиждане на правилни решения и времеви период.
  • Преходът е свързан с повишен риск най-вече от дребносеменни житни и многогодишни плевели, фузариози, септориоза по житни, почвени насекомни видове. Устойчиви и комплексни решения за тези проблеми дават най-добър резултат.

Консервационните обработки спестяват разходи основно за гориво. Добивите при есента засята пшеница са като цяло същите при различните обработки, но при нулеви и минимални обраотки на по-тежки кисели почви през първите две години са били по-намалели значително. При средно тежки почви има възможност за двойно повишение на добивите в екстремно сухо лято. Описаните фактори влияят в различна посока на реализираните разходи и печалба на стопанствата.

Междинни и текущи резултати (2023 г.)

Торене

Проучена е реакцията на някои сортове пшеница спрямо азотно торене, за да се установят техните оптимални норми и да не се дестабилизират почвените баланс и равновесие. Интегрирано е в системата за вземане на решения използването на хлорофил метър. Включени са допълнителни култури като слънчоглед, царевица, бакла (покривна култура) в набора за пробовземане и проучване хранителните елементи в растителния сок. Проучват се допълнителни методи като почвен скенер за заснемане на полетата и зониране на места за правилно пробовземане и калибровка на резултатите. Подобен метод ще позволи по-подобно и пространствено проследяване на промените. Точките за базов анализ са много повече и създават редица допълнителни възможности за анализ и проследяване на процесите. Елиминират се грешки, заложени в стандартни методи като този на решеката и др.

Натрупаният опит показва, че ролята на азота и макроторовете е леко преувеличена и често редукцията на добива се дължи на други фактори като екстремни стойности на климата, сорт, вредители и болести, слабо братене и неправилна сеитбена норма.

Мониторинг на болести

През есента на 2022 г. прогнозната платформа успешно сигнализира нетипична но изключително висок риск от кафява листна ръжда. Потвърждение на подадената тревога бе действителната зараза на полетата в района на гр. Враца. Подобни случаи служат за насочване вниманието на фермерите относно нетипично презимуване на патогена и силна зараза рано през пролетта. Опитът продължава през пролетта.

Контрол на неприятели при безорни технологии

Проучени са алтернативни мерки за контрол на вредители, които се развиват особено силно при условията на безорни технологии. Проучват се възможности за приложение на микробилани продукти за контрол на насекомите и интегрирани на подхода към съществуващите практики като напр. засяване на междинни култури през лятото и есента. Подобно системно насищане с паразитни гъби и бактерии в почвата води до постоянно висока тяхна плътност и възможност за атакуване на вредните насекоми в уязвими техни фази, свързани с почвената среда. Концепцията се основава на оптималното използване на кореновата система и живо растение като среда за живот не само за насекоми, но за полезна микрофлора. Освен това есенното прилагане разширява значително периода за развитие и размножаване на тези организми в контекста на оптимална влага и все по-често наблюдаваните меки в температурно отношение есенно зимни периоди. Наличието на биологични процеси може да увеличи по естествен път ефикасността на продуктите ако се приложат правилно и условията позволяват. Това от своя страна би намалило тяхното по-бавно инициално действие в сравнение с химичните продукти в критични фази като поява на кълнове и поникване. Използването на невегетационния период е ключово предвид все по-горещите и сухи пролетно-летни периоди, през които микроорганизмите по-скоро оцеляват. Натрупването на насекоми (щурци, телени червеи, хоботници) при безорните технологии е техен недостатък, който може да се коригира посредством подобреното почвено здраве и среда за развитие на полезна микрофлора.

Влияние на плевелите върху развитието на някои ненасекомни неприятели и заболявания по пшеница

В първите години на преход към обработки без обръщане на почвения слой или нулева обработка води до по-високо заплевеляване, решение за което е приложението на хербициди. Те обаче не се вписват напълно в общата концепция за баланс и развитие на почвената микробиология и биоценологичен подход. Особено внимание се обръща, вкл. в националните програми за подпомагане, на редукцията в използването на глифозат. Механичното изключване на този продукт често води до други още по-големи проблеми и силно заплевеляване. Например плевелите служат за резервоар на вируси и нематоди, които след жътва на есенниците оцеляват и се развиват в тях. През пролетта на 2023 г. екипът в проекта установи и единствен е страната алармира за огромните поражения и почти двойна редукция в добива при пшеница след нападение от мигриращи некротични лезии образуващи почвени нематоди. Същите причиняват рани и „отварят вратата“ за почвени гъбни патогени от р. Fusarium и Rhizoctonia, които на свой ред заразяват и тотално могат да унищожат отделни братя и растения (до 50% показват обследванията). Описаната ситуация логично предполага консервационните хнологии като по-рискови за заплевеляване и развитие на нематоди, но ако плевелите се елимират въпросът остава как самата технология и почвени промени влияят върху проблема. В стопанства, които са приобщени към целите на проекта като индиректни участници са установени любопитни резултати. От една страна има индикации, че при извърщване на оран или поддържане на продължителна угар се натрупва огромно количество (10 пъти над прага за вредност) и нетипично разнообразие на паразитни по растенията нематоди.

Междинни и текущи резултати (2021-2022 г.)

По отношение на индикатор 1: Разработване на научнообосновано и статистически доказано сравнение между четирите основни вида обработки на почвата:

  • Събиране на база данни от провежданите опити с цел изготвянето на научнообосновано и статистически доказано сравнение между четирите основни вида обработки на почвата: оран/дисковане, нулева обработка, минимални обработки и ивична обработка, приложими върху четири култури: пшеница, царевица, рапица и слънчоглед. Промяната в почвените характеристики е относително бавен процес и поради това на този етап все още не се очаква наличието на съществени разлики. Междинните култури оказват директно влияние върху наличната почвена влага при засяване на следваща пролетна култура. Отчетен е негативен ефект при закъсняло терминиране и ограничено количество на валежите. Подобен резултат предполага по-внимателен анализ и преценка за видовете междинни култури и начинът им на отглеждане с оглед реализиране на положителен резултат.

По отношение на индикатор 2: Разработване и внедряване на нов организационен метод „Иновативна система за вземане на решения при консервационно земеделие“:

  • Стартиране на процеса по разработване на нов организационен метод Иновационна система за вземане на решения при консервационното земеделие – система за вземане на решения, мрежа за обмен на информация за пренос на ръжди и развитие на други болести, подобряване на почвеното здраве чрез оптимални или нулеви обработки и междинни култури. Поставено бе началото на координирана и наблюдавана от експертите система за проследяване развитието на болести и вредители. Предвид иновативния характер и подход за решаване на проблема чрез климатични модели и потенциален риск от развитие напр. на болести беше необходим адаптационен период за реорганизация на стопанствата. Календарните пръскания бяха заменени от прецизни намеси само при необходимост. Това от своя страна наложи подобрена организация и по-бърза реакция. Положителни резултати бяха регистрирани в стопанствата в районите на София, Плевен и Враца, където нетипични за всеки сезон, но много опасни инфекции от фузариоза по класа бяха алармирани и ограничени посредством адекватни мерки. В същите стопанства беше извършено едно третиране с фунгицид при стандартни за района две или три такива. По-важното в случая бе правилният избор на момент, продукт и доза, които да осигурят контрол едновременно на кафява листна ръжда и фузариоза. В световен мащаб все по-актуална е темата за микотоксини в зърното. За българските производители това важи с пълна сила предвид износната ориентация на продукцията. Успешният контрол на фузариоза е свързан и с редукция на микотоксините, за които прогнозната система алармира посредством специален модел. Отчетена беше ползата от комбинирането на полско обследване и симулация на риска от болести. Ефектът от работата в мрежа също бе съществен с добри индикации за разширяване през следващата година.

По отношение на Индикатор 3: Редуциране количеството приложен азот (активно вещество) за 1 тон готова продукция с минимум 7 % спрямо предишни практики в стопанството или региона минимум при 5 стопанства от членовете на ОГ при минимум две култури, предмет на проекта.

  • Още през първата година в стопанството на К-ЕИ-Г АД се наблюдава обнадеждаващ междинен резултат. Редуцирана е употребата на азотен тор UAN с 12 л/дка, при което бе постигнат увеличен добив от маслодаен слънчоглед с 15 кг/дка (4 %) спрямо нетретирана контрола. В допълнение бе регистриран интересен резултат, свързан с по-силно начално развитие вкл. цъфтеж при третиране на семената с комбинация от микоризни гъби, полезни бактерии, екстракт от водорасли и органични съединения. Разликата бе видима и от сателитна снимка.
  • Не по-малко любопитен беше резултатът от стопанството на Агротрейд Комерс ООД, където след приложение на същата комбинация бе наблюдавана слаба редукция на добива. Там съществува хипотеза относно това, че през първата година микоризните гъби консумират допълнителен азот за изграждане на своята мрежа от мицел в полето, явление, наблюдавано и научно описано.
  • През есенно-зимният период бе въведена система за вземане на решение чрез комбиниране на различни методи за прецизно торене с азот. Тя включваше подробен почвен анализ, който бе използван в климатичен прогнозен модел. Калибровка през пролетта бе извършена посредством хлорофил метър и листни анализи. Резултатите са обнадеждаващи по отношение на азотното хранене.
  • Интересни резултати са отчетени във всички локации след използването на нов за страната и света анализи на растителния сок. За целта листни проби бяха събирани в ранните часове на деня и изпращани в чужбина. Спецификата на този анализ се състои във възможността да се анализират повече от 20 показателя (макро и микроелементи, захари, обща солева концентрация) за много кратък период (2-4 дни) и адекватна реакция. Скоростта на вземане на анализа на растителен сок, а не тъкан дава възможност за реагиране и коригиране на нуждите на растението. Особено внимание се обръща на излишъците, които установихме, че са по-съществения проблем от недостига в повечето проби. Пример в това отношение е азотът, който се предозира и неправилно позиционира през сезона. Нещо повече формите на азота също оказват влияние като целта на добрите практики е да се реализират високи нива на общ азот, но ниски нива на нитратна и амониева форма в растителния сок. Точно тези три вида азот ни показва анализа и интересни изводи има изведени. Друг съществен проблем отчетен по описаната методология е липсата на балансирано хранене и невъзможността да бъде ефективно преработен в растението азота и някои други елементи. В някои от пробите бе наблюдаван недостиг на молибден, сяра, желязо, магнезий с принос за фотосинтезата и ензимите, които превръщат азота директно като нитрат редуктаза.

Това са нови за широката практика анализи и те допълват спектъра от елементи с молибден (вече бе описана ползата от него), силиций (има роля в контрола на стрес, причинен от суша, екстремни температури, болести и насекоми), алуминий (силно токсичен елемент при кисели почви), хлор.

В някои райони бе установен недостиг на хлор при пшеница като подобна информация не е посочвана, до колкото ни е известно, в страната, а само в Австралия и САЩ. Степента на повредите, особено по горните етажи на посева и потенциалните загуби, ни накараха да разширим и в други стопанства и региони проучването. Резултатите бяха изключително интересни и вече двугодишни като давност. Категоризирани бяха сортовете по отношение реакцията им спрямо недостига на хлор. Приложени бяха с различен успех мерки за почвено и листно торене с хлор – непопулярни в практиката.

Алуминият е тежък метал, който става достъпен за растенията при много ниска киселинност. В едно от полетата се оказа, че нулеви или минимални обработки на почвата в комбинация с неправилен избор по отношение формата на азот се получава вторично вкисляване в повърхностния почвен слой. Подобна токсична за растението зона е възможно обяснение за слабо поникване на междинни и основни култури от сем. Кръстоцветни и потискане на всички култури през вегетацията вкл. плитък и лимитиращ добива корен. Обсъждат се мерки за следващия сезон, а това не е лека задача предвид сложността от финансова и логистична гледна точка на мероприятие като варуване. В литературата има и противоречиви данни за въздействието върху почвената микробиология след внасяне на високи норми варовик.

  • Отчетено е забавено развитие на причинителя на фомоза по рапицата и невъзможност за осъществяване на заразяване през есента. Полученият резултат е довел до отмяна необходимостта от приложение на фунгицид в района на Плевен, Млада Гвардия, Пловдив, Угърчин и Градешница.

Изследванията са все още в начален етап, но има реални изгледи за оптимизиране на разходи и резултати от торене. При наблюдаваното драстичното увеличение при цените на торове, въвеждането на подобни технологии би било от изключително важно значение за индустрията. Целта на проекта е да създаде протокол за работа и анализ в условията на консервационно земеделие и да се минимизират грешките. Отчетена е положителна корелация между добри практики през годините вкл. минимални обработки, внасяне на микроорганизми, междинни култури и показатели като активен въглерод, устойчивост на почвените агрегати, дишане на почвата. Направени са първи стъпки в използване на иновативен почвен тест за определяне на обща микробиална маса и съотношение между гъби и бактерии. Изчакваме в момента наличие на по-влажна почва – условие за теста. Изключително интригуващи и задълбочени са резултатите за почвения микробиом и определяне видовия състав на всички гъби, бактерии и др. организми в почвата. Тези резултати също показват връзка между полезните практики, описани по-горе и разнообразието на гъбите. Нещо, което е в повечето случаи добър атестат за живота в почвата и нейната функционалност като екосистема.

Обнадеждаващи резултати през първата година на проекта

Още през първата година в стопанството на член на Оперативната група се наблюдава обнадеждаващ междинен резултат, по отношение на проведен опит за торене при минимални обработки. Редуцирана е употребата на азотен тор UAN  с 12 л/дка, при което бе постигнат увеличен добив  от  маслодаен слънчоглед с 15 кг. /4 % / спрямо нетретирана контрола. В допълнение бе регистриран интересен резултат, свързан с по-силно начално развитие вкл. цъфтеж при третиране на семената с комбинация от микоризни гъби, полезни бактерии, екстракт от водорасли и органични съединения. Разликата и видима и от сателитна снимка.  Участниците по проекта се надяват в средносрочен и дългосрочен план резултатите да се потвърдят  и да има още много положителни ефекти.