Контроль содержания белка анализатором - ключевой компонент повышения урожайности зерна

Увеличивающийся спрос на продукты питания по всему миру, при ограниченности посевных площадей, усиливающаяся конкуренция – все это приводит к поиску путей интенсификации в сельскохозяйственной отрасли, в выращивании зерновых, злаковых, бобовых культур, в частности к покупке анализаторов.
Наряду с многопрофильными вертикально-интегрированными холдингами, часть продукции поставляют на рынок и фермеры, перед которыми стоит та же задача – минимизация затрат, увеличение урожайности и максимизация прибыли.

Говорят, что фермер за свою жизнь собирает до 40-ка урожаев, от начала активной деятельности и до времени, когда пора отходить от дел и передавать свои наработки следующему поколению.
Но опыт фермера, приобретенный за последние десятилетия, какой бы он ни был ценным, можно и нужно поставить “на новые рельсы”, с учетом появившихся современных технологий, методов анализа и высокотехнологичного измерительного оборудования, причем за пределами лаборатории.

И важней задачей является баланс белка в различных зерновых культурах, увеличение урожайности и дохода с одного гектара.

Применение NIR-анализаторов для точного измерения компонентов зерна

Белок, азот и урожай

Растительные белки представляют собой полимерные цепи, образованные из пептидов, которые в свою очередь состоят из аминокислот.

1. В целом, белок - это общий термин, используемый для характеристики широкого спектра биологических молекул, имеющих общие химические характеристики.
2. Выращиваемые растения: пшеница, солодовый ячмень, кукуруза, рис, бобовые и др., содержат белок в той или иной пропорции с остальными компонентами.
3. При употреблении в пищу, продуктов с белком, он перерабатывается.

В результате высвобождается энергия, необходимая для восстановления тканей, кожи, органов, мышц. Протеины, содержащиеся в семенах растения, содержат приблизительно 16-18% азота.

Справочно – как считается белок.

Анализ содержания белка в продуктах производится методом Кьельдаля путем минерализации серной кислотой и титрированием аммиака и подсчетом содержания азота.

Для пересчета последнего уже в белок, существуют специальные формулы (массовая доля азота в молекуле белка). Согласно с ДСТУ 7169:2010, переводной коэффициент, позволяющий подсчитать содержание сырого протеина составляет:

• для сои, пшеницы: 5.5;
• шроты, комбикорма и соевые жмыхи: 6.25.

Для экономии нескольких часов времени, без применения дорогой энергоемкой высокотемпературной техники, агрессивных химических реактивов, посуды, все чаще используют БИК анализатор зерна и продуктов, определяющий белок, влажность, золу и ряд других компонентов за 1 минуту, без размола.

Но такой инструментарий не всегда доступен для фермеров по стоимости, да и применяются ИК-анализаторы преимущественно в стационарных, а не полевых условиях.

Пример.

Если содержание белковой составляющей в соевых бобах составляет 20 процентов, в каждой тонне 200 кг является белком.
В свою очередь, в этих 200 кг содержится азот в количестве 16% или 32 кг.
Этот азот поступает из почвы (в которую вносятся азотные удобрения) вместе с водой на всех этапах произрастания: проращивание зерна, кущение, цветение и созревание урожая. Наряду с другими компонентами, азот относится к ключевым факторам развития растений.

Собранные семена содержат генетическую информацию, которая влияет на последующие урожаи.
Это эволюционный процесс и если на разных стадиях формирования имеет место недостаток питательных веществ, растения будут уменьшать количество стеблей, головок или даже зерен, чтобы минимизировать использование ограниченного количества питательных веществ.

Следствие – валовый сбор зерна будет меньше.
Для некоторых культур, потребуется действительно ювелирная точность в содержании белка, в пределах ± процента.

Пример.

Белок в солодовом ячмене должен быть не выше 13% и не меньше 12%.

Как увеличить урожайность зерновых

Чтобы получить сбалансированное содержание белка и соответственно максимальный урожай зерна с одного гектара, необходимо:

1. Применение специализированных инфракрасных спектрофотометров.
2. Сбора статистики, в том числе корреляции между сортом зерна и агрохимическими показателями.
3. Внесение азотных удобрений в строго заданном количестве в зависимости от собранных данных.

Ключевой задачей является снижение вариативности урожайности.

Это значит, что на большой площади существуют участки с большей или меньшей урожайностью. Там где урожайность меньше, это реальные финансовые потери, недобор зерна. Выход с единицы площади может и должен быть больше.

Проблема состоит в том, что в лаборатории, анализ содержания белка достаточно сложный и долгий. Исследование проводится в целом всей партии. А необходим именно точечный подход, чтобы выяснить на какие участки внести больше или меньше удобрений, что позволит сделать урожайность равномерной, "подтянув" до среднего уровня проблемные участки. Тем самым получив дополнительный доход.

Предлагается следующая методика, с накоплением данных за несколько последних лет:

Таким образом удается снизить вариативность урожая до 40 %. То есть начинают давать отдачу даже те участки, прежде не радовавшие своей урожайностью.

Ключевым инструментом является применение многофункционального портативного анализатора для фермера Grainsence – который способен по малому объему засыпанного образца зерна сразу измерить содержание белка, влажность и масляничность.

При определении зон пониженной урожайности чрезвычайно важным конкурентным преимуществом Grainsence являются коммуникационные функции – интеграция со смартфоном и передачей собранных данных в облачное хранилище.
Это основа для дальнейшей аналитики и принятия организационных агрономических мероприятий, грамотного распределения ресурсов.

Это внедрение наукоемкого подхода для фермеров, прежде доступного только крупным сельхозпроизводителям