Что такое точное земледелие в сельском хозяйстве

Как начать внедрять точное земледелие на предприятии

Около 30% — именно столько предприятий сегодня в Украине внедряют технологии точного земледелия. Впрочем, обычно они ограничиваются лишь одним новшеством — автопилотом или курсоуказателем для предотвращения перекрытий и пропусков на полях.

Но сейчас тенденция начинает меняться. Все чаще нашими Клиентами становятся аграрии, которым уже не нужно внедрять точное земледелие с нуля. Мы помогаем им развить то, что они уже приобрели, но чем пока не научились эффективно пользоваться.

Где нужно точное земледелие

Точному земледелию найдется применение и в крупнейших агрохолдингах страны, и на небольших предприятиях. Точное земледелие становится доступным и эффективным при земельном банке от 500-1000 га.

Пропашные культуры лучше всего подходят для начала работы с точным земледелием: это подсолнечник, кукуруза и сахарная свёкла.

В чем проблема

«Уже 7 лет с этой штуковиной заморачиваюсь, и если еще и вы ничего не сделаете — пусть оно идет лесом, это точное земледелие», — такими словами нас однажды встретил один из Клиентов. Недоверие к перспективному, но все ещё пока встающему на ноги, направлению технологий — главный тормоз на пути к его популярности. Неосведомленность покупателей также стопорит рост спроса на точное земледелие. Часто аграрии покупают дорогостоящее оборудование, не разобравшись в его характеристиках. А когда новая игрушка не может удовлетворить спрос — жалуются на ее поставщика.

Да и команда неохотно знакомится с новыми гаджетами, ведь работать по-старому легче и привычнее. Персонал не желает брать на себя дополнительную нагрузку по анализу накопленных бортовыми компьютерами данных и картограмм на мониторах.

Дальше — больше. В одном хозяйстве застали вот что: картограмма внесения СЗР показывала хорошую ситуацию на полях, как и картограмма внесения удобрений. Только на карте урожайности идеальная картинка стала разваливаться — оказалось, что опрыскиватель вносил просто воду. Удобрения и СЗР — украдены.

Где причина

Ко всем этим досадным ситуациям ведет одна дорога — бессистемное внедрение элементов точного земледелия. Именно системный подход — основа успеха.

Больше примеров? Клиент купил за 20 тыс. евро сенсор для подруливания агрегата при прополке междурядий сахарной свеклы. Полезное приобретение — если культиватор отклоняется в сторону хоть на пару сантиметров, он повреждает немало корнеплодов. Вот только сам трактор ровно не едет, хоть и возит в себе автопилот за 15 тыс. евро. Оказалось, что сотовому оператору не заплатили вовремя за передачу сигнала, вот он и перестал его поставлять. И ни от автопилота, ни от камеры на культиваторе толку нет.

В большинстве случаев проблемы с внедрением точного земледелия сводятся к тому, что люди не умеют замерять результаты своих усилий. Например, предприятие вложило инвестиции в переоборудование сеялок под точный высев. Мы спрашиваем — “Каков результат?”, а в ответ неуверенное «Лучше сеет». Это субъективная оценка агрономов. Объективная оценка эффективности — это проценты, деньги или посевные единицы.

Поэтому, прежде чем заниматься точным земледелием, следует:

  1. расписать четкий план мероприятий: какие процессы мы хотим оптимизировать, кто чем будет заниматься и кто будет отвечать за результат;
  2. расписать алгоритм измерения результатов.

Все вышесказанное мы суммировали в схему, которая демонстрирует исходные характеристиках предприятий, на которых планируется внедрять точное земледелие:

А теперь проиллюстрируем это на примере оптимизации всех процессов поочередно — вождения, посева, опрыскивания и внесения удобрений.

Первый шаг — параллельное вождение

Курсоуказатель или автопилот, с РТК-сигналом или без, сервис или собственная РТК-станция — это второстепенный вопрос. Эти опции позволяют избежать конкретных проблем, таких как пропуски и перекрытия. Но первостепенным заданием является параллельное вождение, так как с отработанным параллельным вождением эти проблемы устраняются практически полностью. Это снижает затраты и потребность в технике, и ускоряет выполнение работ.

Еще одна проблема — качество междурядий, особенно важное на пропашных культурах. Качественные, ровные междурядья достаточной ширины снижают угрозу для растений быть вытоптанными техникой.

Бортовой терминал Hexagon в кабине тракториста

Если РТК-сигнал нужен более пяти машинам одновременно — выгоднее установить собственную станцию. Радиус ее сигнала — 30 км. Так, для предприятия с земельным банком в 20 тыс. га достаточно будет приобрести одну или две такие станции. Если же участок находится в «яме» и сигнала там нет, можно применить мобильную станцию. Она ловит сигнал со стационарной, и раздает его локально.

Обработка почвы

При обработке почвы обычно хватает параллельного вождения даже на бесплатном сигнале, благодаря чему устраняются перекрытия и пропуски. Это позволяет существенно сэкономить на износе техники, времени проведения операций, топливе.

Но глубокую обработку почвы можно ощутимо улучшить только с помощью измерения уплотнения почвы перед глубоким рыхлением. Управлять глубиной обработки не так сложно — достаточно разбить поле на несколько частей, где заложить разную глубину обработки. Это ощутимая оптимизация, ведь лишняя глубина обработки — это лишние траты горючего и амортизация техники.

Посев

Нужно учесть, какая техника занята в процессе, и какой севооборот. Самая простая опция при посеве — возможность отключения секций сеялки на перекрытиях. Если поля неправильной формы, то эта опция обеспечит экономию в 2-3% посевного материала. Так как предприятие получит корректные данные о количестве посеянных зерен, на площади в 1000 га это позволит не только сэкономить $5000 на п.е., но и дать точную информацию для списания ТМЦ не по стандартной норме, а по фактическим данным.

Кроме того, в ходе переоборудования можно установить улучшенные высевные аппараты, это повысит качество/скорость посева. И это без учета увеличения урожайности за счет улучшенного распределения зерен в почве.

Контроль работы сошников во время посева

Карта внесения азотных удобрений, управление с помощью ТІ5

Тем не менее мы не советуем за один заход переоборудовать сразу весь парк сеялок. Эффективнее поставить на все агрегаты системы мониторинга высева, переоборудовать одну сеялку, а одну оставить без апгрейда. Так мы вернемся ко второму пункту плана и сможем измерить результаты. Это возможность получить информацию о количестве высеянных средств в целом, высеянных каждым сошником, о количестве пропусков и тому подобном. Затем над полем взлетает дрон — сейчас аграрные беспилотники могут измерять количество всходов. Эта услуга из достаточно доступного сегмента — около 20 грн/га.

На базе подсчетов стоит принимать решение, выгодно ли переоборудовать другие сеялки.

Подсчет количества всходов подсолнечника. Ортофотоплан создан с помощью дрона DJI Mavic Pro, высота полета 20 метров

Опрыскивание

Эта операция — источник и многих проблем, и путей к их решению. Трудности делятся на собственно внесение в поле и логистику воды и СЗР. У наших партнеров, которые оказывают услуги по внесению СЗР, опрыскиватель за день обрабатывает 800, а то и 1000 га. А у обычного агрария — 300 га. За счет логистики и профессионализма механизаторов в фирме, предоставляющей услуги, опрыскиватель 40 минут работает и 20 минут простаивает. Увы, на большинстве агропредприятий пока что все наоборот. А ведь за опрыскиватель приходится отдать до 300 тыс. евро.

Ключевая задача по переоборудованию опрыскивателей — отключение секций на перекрытиях, так как это не только увеличивает расход СЗР, но и вредит посевам и уменьшает урожайность. Автоматическое отключение секций опрыскивателя экономит от 10% до 20% СЗР в зависимости от геометрии и рельефа полей. У нас есть кейс на эту тему — однажды мы переоборудовали клиенту 6 агрегатов. Экономия СЗР после модернизации машин составила 15%. За сезон наш клиент внес СЗР на 20 млн грн. и смог окупить проект за сезон.

В поле опрыскиватель без автопилота и без езды по междурядью вытаптывает до 3% урожая. Выходит, что одни только автопилот с РТК-сигналом, отработанный посев и внесение по междурядью, спасают на 100 га поля кукурузы урожая на сумму $3000.

Внесение удобрений

Больше всего вопросов всегда вызывает такой элемент внедрения точного земледелия, как внесение удобрений. Во-первых, переоборудовать существующую технику под дифференцированное внесение достаточно сложно и ресурсозатратно. Наиболее эффективное решение — приобрести новую. Во-вторых, успех этого этапа внедрения точного земледелия зависит от учета многих факторов. Это и технология внесения, и время внесения, и тип используемых удобрений, и принятая в хозяйстве технология выращивания культур — переменных множество.

Трудности начинаются уже на этапе лабораторных исследований. Ученые и консультанты настаивают, что рассчитывать норму внесения удобрений нужно по данным агрохимического анализа. Но в своей практике мы столкнулись с тем, что разные лаборатории дают разные результаты при одинаковом наборе образцов. И это не просто разные значения показателей — различаются и карты полей с зонированием по обеспеченности определенным элементом.

Разные способы построения карты распределения магния. Слева картограмма строилась по массиву данных со всех полей. Справа — по конкретному полю

Почему так происходит? Разные лаборатории пользуются различными исследовательскими методами, оборудованием, присутствует человеческий фактор. Поэтому агропредприятию стоит придерживаться результатов той лаборатории, к которой они обратились изначально, дабы получать данные последовательно. На какую лабораторию падет выбор не так важно. Мы говорим о риске изменения агрохимической информации. Она теряет корреляцию со старой, накопленной ранее.

Важный момент — за границей работу над моделью дифференцированного удобрения начинают чаще всего не с агрохимической карты. Сначала создается карта рельефа (так как удобрения всегда вымываются со склонов и накапливаются внутри впадин). Затем анализируется структура почвы, ее плотность и электропроводность. Тогда становится понятным, где на поле песок, а где суглинок и глина и т. д.

Только после анализа структуры почвы создается карта содержания микро- и макроэлементов. Причем построенная сетка не будет одинаковой по всему полю. Карта-задание будет с разными нормами в рамках зон с разной структурой почвы.
У нас этот способ пользуется меньшей популярностью из-за дороговизны и высоких временных затрат.

Резюмируя все вышесказанное мы составили схему, которая поможет не пропустить ни одну из стадий внедрения современных технологий в ежедневный рабочий процесс агропредприятия:

Тем не менее, все вспомогательные гаджеты и операции по переоборудованию не принесут результата без основного инструмента агрария — соответствующего парка сельскохозяйственной техники.

Техника

Сейчас на мировом рынке есть пять ведущих производителей специального оборудования для точного земледелия: Trimble, Raven, Hexagon, John Deere и Precision Planting. Производители сельскохозяйственной техники имеют партнерские соглашения с этими специализированными гигантами. Поэтому наличие в хозяйстве оборудования от разных производителей — дополнительное препятствие при внедрении точного земледелия. Мы советуем брать технику без различных «умных» гаджетов. Так снижается риск переплатить за ненужную технологию. Будет эффективнее сначала определить, в каких технологиях и для решения каких задач предприятие нуждается больше всего, и докупить под них оборудование отдельно. Либо же глубоко изучить и заказывать комплектацию машины в соответствии со своими индивидуальными потребностями.

Что такое точное земледелие

Aggeek отвечает на основные вопросы о точном земледелии.

Точное земледелие — что это?

Точное земледелие (или прецизионное — от precision agriculture) — это комплексный подход к управлению продуктивностью почвы с применением компьютерных и спутниковых технологий. А именно: глобального позиционирования GPS, оценки урожайности YMT (Yield Monitor Technologies), географической информационной системы GIS, дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), переменного нормирования VRT (Variable Rate Technology) и других. Такое земледелие основано на учете дифференцированности среды обитания посевов в пределах одного поля.

Точное земледелие — это спутниковые технологии и компьютеры. Источник: agronews.com

Хорошо, так а суть в чем?

Если говорить кратко, точное земледелие — это управление урожайностью на каждом отдельном участке посевной площади. Ведь условия для развития растений в разных местах одного и того же поля подобные, но не одинаковые. С помощью спутниковой съемки и других современных технологий по каждому участку можно определить реальные потребности всходов в удобрениях, поливе и прочем. После чего — удовлетворить эти потребности, управляя агрегатом с компьютерной точностью. В результате эффект получится максимальным, а расход веществ — оптимальным.


Поля разбиты на единичные участки. Источник: сельхозпортал

Точное земледелие не следует путать с инновационными приемами обработки почвы. Это не просто очередная технология, предусматривающая какой-то определенный перечень технического оборудования и методических рекомендаций. Это общая концепция. Она заключается в использовании разных технологий: GPS, подробного картографирования, параллельного вождения и других. Их можно применять все сразу либо лишь некоторые, на усмотрение руководства. Главное — выполнение поставленных задач и достижение запланированного эффекта.

Читайте также:  Как правильно сделать грядки: полезные советы для дачников

Зачем это нужно?

А есть ли вообще необходимость во внедрении точного земледелия? На полях сейчас работают высокопроизводительные машины, селекционеры выводят новые сорта, в агрофирмах осваиваются передовые технологии. Разве этого недостаточно? К сожалению, нет.

Принципы работы сельского хозяйства аналогичны законам любого другого бизнеса. Эффективность достигается за счет повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции. На рубеже XX-XXI вв. поставленные цели достигаются при помощи таких классических инструментов:

  • Повышение производительности и экономичности сельскохозяйственной техники.
  • Селекция более продуктивных сортов агрономических культур.
  • Применение высокоэффективных удобрений и средств защиты растений.
  • Внедрение рациональных технологических приемов и новых технологий обработки почвы.

Актуальность перечисленных инструментов не оспаривается. Речь не идет о том, чтобы от них отказаться. Вопрос в другом. Все они, за исключением, пожалуй, только новых технологий (ноу-тилл, мини-тилл, стрип-тилл), при современном уровне развития науки работают “на пределе”. Цены на технику, семена, удобрения и СЗР постоянно растут.

Чтобы решить проблему интенсификации агропроизводства, указанный список можно дополнить новыми инструментами, прежде недоступными. Это компьютерные и спутниковые системы. Вот их-то и предлагается использовать для серьезного улучшения результатов труда.

Что лежит в основе такой системы?

Точное земледелие основывается на применении максимально детализированных по участкам и характеристикам карт полей. Имеющиеся кадастровые карты дают мало полезной информации, определяя в основном границы поля на местности. А ведь нужны еще сведения об уровне влажности почвы (в том числе УГВ), химическом составе, преобладающих ветрах, угле наклона поверхности, количестве солнечного излучения, наличии естественных и искусственных объектов и расстояния до них (водоемы, леса, дороги, предприятия и прочее). Чем подробнее получается карта, чем больше факторов в ней учтено, тем точнее будут работать компьютерные и спутниковые технологии. И тем быстрее и эффективнее можно вносить изменения в производственный процесс.

Есть разные методики составления подобных карт. Со спутников получается необходимая информация, на местности берутся пробы грунта, по каждому участку выполняется общий анализ. Карты составляются на компьютере и совмещаются с прочим оборудованием.

Результат работы программы по получению растровых или векторных данных. Источник: zoner.bayer.com

Затем на основе имеющихся электронных карт прописываются точные рекомендации. В них по каждому участку указывается, сколько надо внести семян, воды, удобрений. Эти инструкции загружаются в бортовой компьютер выезжающей в поле сельхозмашины.

Во время работы агрегата участие в процессе человека (механизатора) сводится к минимуму. В основном он контролирует, правильно ли машина выполняет инструкции. Техника, ведомая спутниковой навигацией, движется по полю, вносит в грунт семена и удобрения, регулируя их количество на каждом участке согласно полученным рекомендациям. Благодаря GPS курс прокладывается так, чтобы исключить накладки или просветы между обработанными полосами. Это называется системой параллельного вождения.

Количество вносимых препаратов строго определено для каждого участка поля. Источник: www.deere.ru

Насколько система параллельного вождения точна? В чем ее эффективность?

Параллельное вождение — это движение сельскохозяйственной машины по GPS-сигналу. Если используется бесплатный канал, то точность курса будет равна 30 см. Если платный — то 2,5 см. В последнем случае площадь участков, обработанных дважды (накладки) или совсем не обработанных (просветы), значительно уменьшается. Кроме того, сокращается ширина полосы разворота и длина холостого хода. В результате расход топлива, удобрений и семян снижается до 20%

ПО и приборы для техники точного земледелия. Источник: Phys.org

Важен еще один фактор. Во время опрыскивания при “обычном” вождении механизатор, стараясь работать без огрехов, нередко проходит по соседним полосам с перекрытием, как показывает практика, шириной от 0,5 м до 1,5 м. По разным оценкам, “нахлест” составляет от 5 до 15% площади поля. Это значительно повышает фитологическую токсичность внесенных химикатов и снижает качество продукции. Использование GPS-навигации сводит двойную обработку к минимуму, фактически устраняя данный недостаток.

Возможность выполнять механизированные работы (пахота, культивация, внесение удобрений, посев, уборка) с минимумом “лишних” движений — это не единственное преимущество данной системы. Она позволяет работать ночью так же точно и эффективно, как днем. Это очень важно в годы с неблагоприятными погодными условиями, когда для выезда в поле выпадает несколько подходящих дней и в буквальном смысле слова нельзя терять ни единого часа.

Система параллельного вождения является наиболее популярным элементом точного земледелия по двум причинам. Во-первых, она не требует больших капиталовложений. Окупается за один-два года. Во-вторых, она достаточно простая в технологическом отношении.

Какие технологии применяются в системе точного земледелия?

Описанные выше подробное картографирование и параллельное вождение — это тоже технологии, притом самые распространенные. О прочих можно сказать, что к точному земледелию относятся фактически все технологии, которые основаны на использовании спутниковых и компьютерных систем и применяются для оптимизации расхода ресурсов.

Наиболее популярны следующие:

GPS-мониторинг. При помощи спутниковой навигации можно не только организовать параллельное вождение. Она хорошо подходит для того, чтобы в любой момент определить местоположение сельскохозяйственной машины. Достаточно смонтировать GPS-маяки на весь служебный и технологический транспорт. После этого можно легко контролировать, не расходуют ли водители и трактористы топливо предприятия для поездок по личным делам.

Орошение. Нередко агрофирмы сталкиваются с тем, что в нужное время поливной воды не хватает в достаточном количестве. Благодаря современным технологиям влажность почвы контролируется 24 часа в сутки. Автоматизированная техника дает возможность поливать только критичные участки. В результате вносится столько воды, сколько необходимо. Это более эффективно, чем заливать все поле по графику.

Датчики. Если на полях разместить беспроводные датчики, то контроль важнейших характеристик, таких как влажность почвы, состояние посевов и другие, можно выполнять удаленно в реальном времени. В результате специалисту не нужно каждый день ездить по полям, расходуя топливо и рабочее время. Кроме того, реакция на любые изменения становится более оперативной.

Мобильные гаджеты. В сельском хозяйстве надо широко применять планшеты, смартфоны и прочие девайсы. После инсталляции специальных приложений с их помощью можно, выезжая в поле, сразу отследить состояние грунта и растений, после чего на месте провести первичный анализ.


Ноутбук — помощник агронома. Источник: www.dsnews.ua

Технология SMART (“облака”). Правильная постановка “умной” цели позволяет объединить в общую информационную систему все основные объекты, такие как здания, оборудование, техника. После этого их работу и состояние можно не только контролировать из единого центра — таким образом ими можно даже частично управлять.

Роботизация. Чем дальше развиваются технологии, тем больше появляется машин, способных работать самостоятельно, без постоянного контроля со стороны оператора. Подобные системы уже разработаны практически для всех основных этапов растениеводства: посева, уборки, полива, внесения удобрений.

Агродрон обследует состояние поля. Источник: agropolit.com

В чем достоинства точного земледелия?

  • Значительное уменьшение расхода семян и материалов: удобрений, топлива, воды и прочих. Как следствие — снижение себестоимости продукции.
  • Увеличение урожайности и повышение прибыли.
  • Продукция получается более качественной.
  • Свойства почвы улучшаются.
  • Снижается отрицательное воздействие производства на природную среду.
  • Сельскохозяйственный менеджмент получает и накапливает много полезной информации.

А недостатки?

  • Чтобы внедрить комплексную систему точного земледелия, надо вложить серьезные деньги. Подобные расходы может позволить себе не каждое хозяйство даже из тех, которые работают с немалой прибылью.
  • Точное земледелие, по сути, представляет собой набор довольно сложных компьютерных технологий. В сельской местности могут возникнуть проблемы с подбором специалистов не только для внедрения, а даже для обслуживания девайсов.
  • Система точного земледелия — новая, практический опыт небольшой. Мало того, имеющиеся технологии еще и постоянно совершенствуются, что дополнительно уменьшает опыт их применения. В результате правильно оценить эффективность ее внедрения и использования довольно сложно.

Нетрудно заметить, что перечисленные недостатки являются, скорее, не столько базовыми минусами, сколько проблемами роста. Они не становятся непреодолимым препятствием для тех, кто понимает, что за точным земледелием будущее. И кто раньше его освоит, тот получит преимущества в борьбе за рынок сбыта.

Точное земледелие: принцип работы и и перспективы

Современный мир, каким мы его знаем, во многом стал возможен благодаря революции в сельском хозяйстве. Технологический прогресс многократно повысил производительность труда в этой отрасли, и теперь достаточно небольшой процент людей занятых в сельском хозяйстве способен прокормить все население планеты. Однако прогресс не стоит на месте, и находятся новые методики повышения эффективности отрасли. Одной из самых актуальных технологий современности явля6ется точное земледелие.

Что такое точное земледелие?

Современное сельское хозяйство работает по тем же принципам, что и любой бизнес — постоянное стремление снижать себестоимость единицы продукции и повышать производительность в расчете на единицу затраченных ресурсов.

На протяжение всего XX века достигать этих целей позволял классический инструментарий — использование все более:

  • экономичных сельхозмашин,
  • продуктивных сортов растений,
  • эффективных удобрений,
  • рациональных агротехнологических приемов.

Сегодня эти инструменты по-прежнему актуальны, но их потенциал практически достиг предела, возможного при современном уровне технологий. В то же время появились новые инструменты, недоступные прежде. В частности спутниковые и компьютерные технологии, ставшие общедоступными.

Точное земледелие — это система управления продуктивностью посевов, основанная на использовании комплекса спутниковых и компьютерных технологий. Вместо того, чтобы пахать, сеять, вносить удобрения «на глаз», как это делалось на протяжении всей предыдущей истории сельского хозяйства, сегодня фермеры могут точно рассчитать количество семян, удобрений и других ресурсов для каждого участка поля с точностью до метра.

После того как на основе спутниковых и лабораторных данных составляется точная карта поля с указанием характеристик каждого его участка, фермер получает возможность более рационально распределять ресурсы между ними. Таким образом, удается избежать перерасхода ресурсов там, где они прежде использовались в избытке, и повысить продуктивность тех участков поля, которые ранее недополучали в удобрениях, вспашке или поливе.

При достаточно большом масштабе такой подход позволяет снизить расходы на производство единицы продукции и повысить отдачу с каждого квадратного метра земли. Кроме того, эта технология открывает дополнительные возможности для повышения качества продукции и в глобальном масштабе снижает нагрузку на окружающую среду.

Система точного земледелия — это не строго определенный набор методик и технических средств, а, скорее, общая концепция, основанная на использовании технологий спутникового позиционирования (GPS), геоинформационных систем (GIS), точного картографирования полей и др.

Принцип работы системы точного земледелия

Точное земледелие это множество отдельных технологий, необходимость внедрения которых определяется на усмотрение собственников и руководителей агропредприятия. То есть можно использовать как все технологии сразу, так и лишь некоторые, эффект от которых будет наиболее значительным для данного предприятия.

В основе всей системы точного земледелия лежит использование точных карт полей со всеми их характеристиками. Разумеется, для каждого поля и так существуют кадастровые карты, определяющие его границы на местности. Однако эти карты практически не дают никакой полезной информации в рамках производственного процесса агропредприятия.

Помимо границ участков нужны точные данные о химическом составе почвы, уровне ее влажности (в том числе глубине подземных вод), количестве получаемой солнечной радиации, углу наклона относительно горизонта, преобладающих ветрах, наличии по близости значимых природных и других объектов (лесов, водоемов, промышленных предприятий, жилых домов, дорог и т.п.). Чем больше факторов учтено и чем подробнее карта, тем точнее можно использовать спутниковые и компьютерные технологии точного земледелия, тем адекватнее и оперативнее можно корректировать производственный процесс.

Составление карт осуществляется различными методиками. Это и взятие проб грунта с дальнейшим проведением лабораторных анализов, и получение информации со спутников, и общий научный анализ каждого участка. Разумеется, карты составляются не на бумаге, а в электронном виде с помощью специальных компьютерных программ, которые интегрируют их с остальным оборудованием.

На основе электронных карт создаются точные инструкции по количеству удобрений, семян, воды, которые нужно внести на каждый участок поля. Эти инструкции загружаются в компьютеризированную сельхозтехнику, выходящую в поле. Далее машина обрабатывает поле с минимальным участием человека, который просто контролирует правильность исполнения этих инструкций. Руководствуясь инструкциями и ведомая с помощью спутниковой навигации, машина сама регулирует количество вносимых удобрений и семян на каждом участке поля. При этом исключаются просветы и нахлесты между обработанными участками.

Система параллельного вождения

Одной из самых доступных и в то же время самых популярных технологий точного земледелия является система параллельного вождения. Она требует гораздо меньше затрат на внедрение, чем другие, а эффект заметен сразу.

Читайте также:  Как установить термопривод на форточку теплицы?

Данная система позволяет проводить полевые работы (вспашка, культивация, сев, внесение удобрений, уборка урожая) с максимальной точностью и минимумом «ненужных» движений. Также важным ее преимуществом является возможность обработки поля ночью с той же эффективностью и точностью, что и днем. Значение такой возможности трудно переоценить, когда из-за неблагоприятных погодных условий для проведения полевых работ есть небольшое «окно» в 2-3 дня, из которых нельзя терять буквально ни одного часа.

Система параллельного вождения основана на использовании сигнала спутниковой навигации. При этом, если использовать бесплатный GPS-сигнал, движение сельхозтехники по полю осуществляется с точностью до 30 см. При работе с платным сигналом точность доходит до 2,5 см. Используя платный сигнал, можно радикально сократить площадь пропущенных (необработанных) или дважды обработанных участков поля. Также сокращается длина холостого хода техники и ширина разворотной полосы. В целом сильно снижается (до 20%) удельное количество используемых ресурсов — топлива, семян, удобрений.

Преимуществом системы параллельного вождения является то, что она не требует таких высоких затрат, как другие элементы точного земледелия (например, не нужно составлять подробные карты полей). К тому же она технологически более простая и доступная. При этом система очень быстро окупается — буквально за один-два сезона.

Другие популярные технологии точного земледелия

Как уже было сказано, точное земледелие в сельском хозяйстве — это общая концепция, подход к управлению производственным процессом, а не перечень из нескольких конкретных технологий. По большому счету, к точному земледелию можно отнести все технологии и системы, основанные на компьютерных и спутниковых системах и призванные рационализировать и оптимизировать использование сырья и ресурсов.

Помимо системы параллельного вождения и картографирования полей, о которых мы уже рассказали, стоит упомянуть еще несколько популярных технологий данного направления:

  1. Системы GPS-мониторинга. Спутниковая навигация может использоваться не только для точного управления трактором или комбайном в поле, но и для отслеживания его местоположения на местности вообще. Установив GPS-маячки во всю сельхозтехнику и весь служебный автотранспорт, можно не волноваться, что водитель зерновоза или комбайнер по пути с поля в ангар завернет в соседнее село по личным делам, тратя казенное топливо и время.
  2. Мобильные устройства. Смартфоны, планшеты, ноутбуки и другие подобные девайсы также находят применение в сельском хозяйстве. Используя установленное на них специализированное ПО и приложения, можно более оперативно отслеживать и анализировать состояние полей во время выездов на местность.
  3. Робототехника. По мере развития компьютерных технологий всё больше технологических задач можно поручать автоматизированным и роботизированным машинам, которым не требуется постоянный контроль со стороны человека-оператора. Например, компания Knize разработала автономную тележку, которая самостоятельно следует по полю за зерноуборочным комбайном, не допуская просыпа зерна. Также существуют роботизированные системы посева, внесения жидких удобрений и полива, которые удобны для использования на небольших полях и в тепличных комплексах.
  4. Системы орошения. Всё больше фермеров сталкиваются с возрастающей проблемой нехватки воды для полива полей. Современные технологии позволяют в круглосуточном режиме отслеживать уровень влажности почвы и автоматически поливать только проблемные участки. При этом воды вносится ровно столько, сколько нужно. Это гораздо эффективнее, чем поливать сразу всё поле строго по расписанию.
  5. Смарт-технологии. Технология «умный дом» позволяет управлять всеми инженерными системами здания из единого центра, более рационально расходуя электричество, воду, тепловую энергию и т.д. Тот же принцип можно использовать и в сельском хозяйстве, когда все объекты (техника, оборудование, здания) соединены в общую информационную сеть и могут контролироваться и отчасти управляться удаленно из единого центра.
  6. Система датчиков. Разместив в полях беспроводные датчики, можно в реальном времени контролировать состояние посевов, уровень влажности почвы и другие важные параметры удаленно. Это не только снимает необходимость физически выезжать в поля, тратя время и топливо, но и позволяет более оперативно реагировать на любые изменения.

Использовать эти и другие технологии можно как по отдельности, так и в комплексе. Всё зависит от финансовых возможностей предприятия и проблем, которые стоят наиболее остро перед ним.

Преимущества и недостатки точного земледелия

Отчасти мы уже рассказали о том, какие преимущества несет в себе использование технологий точного земледелия. Если резюмировать, то список достоинств данной системы выглядит так:

  1. Оптимизация (минимизация) затрат сырья и материалов — топлива, семян, удобрений, воды и т.д.
  2. Повышение урожайности используемых полей.
  3. Улучшение качества получаемой продукции.
  4. Повышение качественных характеристик используемой земли.
  5. Снижение негативного влияния на окружающую среду.

Однако на пути внедрения данных технологий стоит несколько препятствий, которые с определенной долей условности можно назвать недостатками. Особенно актуальны эти проблемы точного земледелия в России:

  1. Дороговизна. На внедрение этих технологий нужны немалые средства, которых у большинства сельхозпредприятий и так не хватает. Даже с учетом хорошей окупаемости не каждое хозяйство может позволить себе технологии точного земледелия.
  2. Техническая сложность. По сути речь идет о современных ультра-сложных компьютерных технологиях. В сельской местности не так-то просто найти специалистов, способных не то что внедрить, а хотя бы обслуживать девайсы системы точного земледелия.
  3. Отсутствие практического опыта. Почти все технологии точного земледелия являются совершенно новыми. К тому же они быстро меняются и совершенствуются. Столь быстрый технический прогресс означает, что нет достаточной практики их применения, а следовательно, невозможно адекватно оценить эффективность их применения в тех или иных условиях.

И всё же эти недостатки нельзя считать существенной причиной для отказа от использования точного земледелия в принципе. Очевидно, что за ним будущее, и те предприятия, которые раньше освоят данные технологии, получат существенные преимущества в конкурентной борьбе за рынки сбыта своей продукции.

Точное земледелие — технология в современном сельском хозяйстве

Точное земледелие — это комплекс мероприятий, направленный на оптимизацию процессов контроля за состоянием почвы, а также эффективное использование миллиарационных систем дистанционным способом с использованием геолокационных спутниковых технолологий для достижения максимально качественного показателя урожайности с соблюдением всех санитарно-экологических норм.

С использованием всевозможных датчиков влажности, концентрации пестицидов, веществ свидетельствующих о зрелости урожая, а также видеофиксации текущего состояния роста и одновременного онлайн анализа в режиме реального времени позволяет повысить показатели производства сельскохозяйственной продукции и свести потери на минимальный уровень. В рамках данной статьи стоит цель не показать работу конкретной системы точного земледелия, а описать логическое представления ее работы даже не из соображений рекламной навязчивости, а из-за тенденции этого направления пребывания в активной фазе роста и быстрой утраты актуальности тех или иных разработок.

Проблема растущего потребления продукции населением Земли

С ростом численности населения на Земле и повышением качества жизни требуется все больший объем продуктов питания для людей. Рост потребности современного человека в продуктах питания не может быть сегодня компенсирован за счет увеличения пахотных земель.

Тем более, что один и тот же земельный участок нельзя использовать из года в год для посева сельскохозяйственных культур из-за неизбежного процесса ее истощения. Почва после определенного числа снятия урожаев должна быть оставлена в покое для восстановления с целью накопления необходимых минералов и прочих полезных веществ.

Постоянное использование старых почв на волне освоения новых пахотных земель может привести к нарушению экологического баланса в локальных масштабах с переростанием в глобальный.

В мире сложно найти производство сравнимое по уровню рисков с сельскохозяйственным. Десятки факторов влияют на конечный итог урожайности — от всевозможных погодных до биологических. Роботизированный мониторинг окружающей и почвенной среды с моментальным анализом позволит свести всевозможные риски к минимуму, а в каких-то случаях и вовсе отказаться от сезонного посева во избежание убытков и тем самым деверсифицировать средства в посев иной подходящей культуры.

Технология точного земледелия как инструмент оптимизации

Здесь стоит понимать, что технология точного земледелия зачеркнет все ранее использованные методы роста культур. Нет, это просто оптимизационный инструмент, который использует весь накопленный сельскохозяйственный багаж знаний, который позволит «стрелять без холостых». Так же, как и в традиционных методах будут добавляться в почву пестициды, но не просто из года в год фиксированной дизировкой, а в строгом соответствии с показателями почвы сейчас и сразу.

Грубо систему можно представить в виде связки следующих систем: органы детектирования в виде датчиков, центральный компьютер, который в связке с навигационной системой позволяет принять сигналы с датчиков, и зная их координаты, после соответствующего анализа привести в действие исполнительные функциональные мелиоративные системы для добавления удобрений или воды.

Таким же образом можно организовать сбор урожая только спелого и неиспорченного продукта. Датчики способны анализировать концентрацию вещества, которое говорит о зрелости продукта и после получения компьюетером точных координат с таким продуктом направлять воздушные или наземные дроны для сбора урожая, тем самым не затрагивая участки с недозревшей культурой.

Какие плюсы в использовании технологии точного земледелия

Итак, что же мы имеет положительного в применении точного земледелия:

  1. Оптимальное распределение времени работы систем мелиорации и сбора урожая.
  2. Уменьшение расхода воды для полива сельскохозяйственных культур.
  3. Снижение количества добавляемых удобрений.
  4. Снизить загрязнение через грунтовые воды и дренажи ближайшие водоемы химическими веществами в составе удобрений.
  5. Получить на выходе наибольшую урожайность и прибыль.

Таким образом, точное земледелие позволяет оптимально распределять время, уменьшить использование воды и химикатов и вырастить более здоровый и богатый урожай — все это увеличивает прибыль и сохраняет ресурсы, при этом снижает загрязнение водоемов химическими веществами.

В США зеленый свет в развитии и государственной поддержке дан Министерством сельского хозяйства, также космическим агентством NASA, которое способно обеспечить геолокационной поддержкой. Такие крупные киты как John Deere, DuPunt, Monsanto сегодня активно участвуют в разработке программного и аппаратного обеспечения для успешной работы систем точного земледелия. Также подключаются многочисленные IT компании, которые видят перспективу в данном направлении.

Не остаются в стороне производители семян, которые осваивают новую технологию для улучшения методов детектирования фенотипа выращиваемых культур. В связке с разнообразными датчиками и камерами видеофиксации на протяжении длительного времени имеются шансы на определение связи между реагирующей растущей культуры под влиянием внешних факторов и ее геномом. Зная этот срез данных можно изменять в генетической цепочке семян структуру адаптированную в соответствии с будущей почвой, окружающей средой и погодными условиями региона.

Адаптация технологии точного земледелия

В применении технологии точного земледелия есть проблема, которая состоит в том, что большая часть земледелов — люди с консервативными взглядами, которые не готовы сиюминутно принять новые технологии и инвестировать немалые финансы, которые они могу вложить в уже проверенную годами плодоносную почву.


Фильм о применении технологии точного земледелия фермерским хозяйством в Брянской области

Львиная часть времени, посвященная работе в полевых условиях не оставляет сил на освоение компьютерных технологий. Хотя стоит признать, что сегодня многие прибегают с целью реализации продукции к электронным торговым сельскохозяйственным биржам и площадкам. Многие идут дальше создавая собственные веб сайты и профильные страницы в социальных сетях. Остается надеяться, что под таким же желанием продавать частные консервативные фермеры и прибегнут к новым технологиям с целью снижения рисков неурожая и соответствующих убытков.

Не стоит забывать и о сроках окупаемости дорогостоящего оборудования точного земледелия. Для начинающих фермеров возможно здесь необходимо избежать на старте применения дорогостоящего комплекса, а пойти по пути поэтапного подхода — от применения технологий пошагового снижения одних рисков к другим.

Что такое точное земледелие в сельском хозяйстве

В основе научной концепции точного земледелия лежат представления о существовании неоднородностей в пределах одного поля. Для оценки и детектирования этих неоднородностей используются новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС), специальные датчики, аэрофотоснимки и снимки со спутников, а также специальные программы для агроменеджмента на базе геоинформационных систем (ГИС). Собранные данные используются для планирования высева, расчёта норм внесения удобрений и средств защиты растений (СЗР), более точного предсказания урожайности и финансового планирования. Данная концепция требует обязательно принимать во внимание локальные особенности почвы/климатические условия. В отдельных случаях это может позволить легче установить локальные причины болезней или уплотнений.

На среднем западе США точное земледелие ассоциируется не с концепцией устойчивого земледелия (статья об «устойчивом земледелии» на английском), но с мэйнстримом в агробизнесе, который стремится максимизировать прибыль [источник не указан 425 дней] , производя затраты только на удобрение тех участков поля, где удобрения действительно необходимы. Следуя этим идеям агропроизводители применяют технологии переменного или дифференцированного внесения удобрений на тех участках поля, которые идентифицированы с помощью GPS-приёмников [уточнить] и где потребность в определённой норме удобрений выявлена агротехнологом при помощи карт агрохимобследования и урожайности. Поэтому в некоторых участках поля норма внесения или опрыскивания становится меньше средней, происходит перераспределение удобрений в пользу участков, где норма должна быть выше, и, тем самым, оптимизируется внесение удобрений.

Читайте также:  Как построить дачный туалет

Точное земледелие может применяться для улучшения состояния полей и агроменеджмента, по нескольким направлениям:

  • агрономическое: с учётом реальных потребностей культуры в удобрениях совершенствуется агропроизводство
  • техническое: совершеннее тайм-менеджмент на уровне хозяйства (в том числе, улучшается планирование сельскохозяйственных операций)
  • экологическое: сокращается негативное воздействие сельхозпроизводства на окружающую среду (более точная оценка потребностей культуры в азотных удобрениях приводит к ограничению применения и разбрасывания азотных удобрений или нитратов)
  • экономическое: рост производительности и/или сокращение затрат повышают эффективность агробизнеса (в том числе, сокращаются затраты на внесение азотных удобрений)

Электронная запись и хранение истории полевых работ и урожаев может помочь как при последующем принятии решений, так и при составлении специальной отчётности о производственном цикле, которая всё чаще требуется законодательством развитых стран.

Этапы и технологии

Точное земледелие можно подразделить на четыре этапа, которым соответствуют технологии, позволяющие выявить неоднородности в пределах поля.

Координатная привязка данных

Координатная привязка поля, иначе говоря, электронная карта даёт возможность агроменеджеру сохранить результаты анализа почвы в виде слоя электронной карты. Также могут быть и другие слои: предшествующие культуры, удельное сопротивление почвы, кислотность, грансостав и иные. Существует два способа изготовления электронных карт:

  • оцифровка контуров методом объезда полей с GPS-приемником на автомобиле или тракторе;
  • выделение и оцифровка границ полей по растровым аэрофотоснимкам либо космическим снимкам (данным дистанционного зондирования Земли из космоса). При этом растровый снимок, который подвергается векторизации, должен быть правильно откорректирован и обладать приемлемым разрешением, в противном случае качество векторизации или оцифровки полей по снимку будет неудовлетворительным.

Описание неоднородностей

Неоднородности внутри поля и от поля к полю зависят от ряда факторов: погодных явлений и климата (дождь, засуха и т.п.), характеристик почвы (грансостав, мощность гумусового слоя, обеспеченность азотом. ), способов обработки почвы (нулевая обработка, минимальная обработка), а также засорённости полей и заселённости их болезнями и патогенами. Показатели-константы, главным образом, относящиеся к характеристикам почвы, дают информацию о базовых экологических постоянных. Точечные показатели позволяют отслеживать состояние культуры и биомассы, например, понять, насколько та или иная болезнь влияет на развитие культуры и урожайность, страдает ли культура от недостатка воды, нехватки азота в почве, либо от поражённости какой-либо болезнью, повреждена ли она заморозками и тому подобное. Эта информация может поступать с метеостанций, а также из других источников (сенсоров электропроводности почвы, космических снимков, экспертная оценка агронома и т.д.). Измерение электроповодности почвы, совмещённое с анализом механического и химического состава почвы, позволяет создать точную карту агроэкологических условий.

Принятие решений – две стратегии учёта неоднородностей

Используя карты агрофизико-химических показателей почвы агроменеджер может реализовать две стратегии для оптимизации затрат:

  • основываясь на анализе статических индикаторов (почвенных показателей, электропроводности, истории полей и т.д.) в течение фазы развития культуры спрогнозировать затраты (прогностический подход);
  • контролирующий подход, когда информация от статических индикаторов регулярно обновляется в течение фазы развития культуры в результате:
    • отбора образцов: взвешивания биомассы, измерения содержания хлорофилла в листьях, взвешивания плодов, и т.д.;
    • дистанционного определения параметров: температуры (воздуха/почвы), влажности (воздуха/почвы/листвы), скорости и направления ветра, диаметра стеблей;
    • контактного детектирования: возимые сенсоры биомассы; потребуется объезд полей по контурам;
    • аэро- или космо-съёмки (дистанционного зондирования): обработка мульти-спектрального снимка для выделения биофизических параметров культуры.

На современном этапе принимаемые управленческие решения могут основываться на моделях, описывающих процесс их принятия (симуляторы фаз развития культур и модели рекомендуемых мероприятий для сохранения заданных параметров в каждой фазе), но конкретное решение агроменеджер принимает самостоятельно, исходя из поддержания баланса экономических и экологических целей.

Практика работы с неоднородностями

Новые информационные и коммуникационные технологии позволяют легко и обоснованно управлять культурами на уровне поля. Принятие решений в сфере современного сельскохозяйственного производства требует специальной техники и машин, которые бы поддерживали технологии переменного внесения (VRT), например, переменного дозирования семян либо дифференцированного внесения удобрений и средств защиты растений (VRA). Для внедрения точного земледелия необходимо следующее оборудование (установленное на тракторах, опрыскивателях, комбайнах и т.п.):

  • система позиционирования (например, на основе двухсистемных навигационных спутниковых приемников GPS/GLONASS, которые с высокой точностью позволяют определить местоположение на земной поверхности);
  • географическая информационная система (ГИС), т.е. программное обеспечение, которое интегрирует все доступные данные в разных форматах, в слоях и из различных источников, включая данные с различных датчиков и экспертные оценки агронома;
  • оборудование для переменного дозирования (интегрированное в сеялку, разбрасыватель, опрыскиватель).

Точное земледелие (precision agriculture)

Современная мировая экономика переживает значительные изменения, которые обусловлены, в том числе, существенными изменениями на геополитической карте мира, произошедшими за последние пятнадцать лет. Глобализация экономики, а также стремительное развитие технических и информационных инноваций ставит перед экономикой нашей страны определённый круг задач, от решений которых будет зависеть положение и роль России в ближайшем будущем. Например, вступление России в ВТО в ближайшее время может губительно сказаться на некоторых отраслях нашей экономики (например, на сельском хозяйстве), по крайней мере, в том состоянии, в котором они сейчас находятся. Однако, по некоторым оценкам, Россия может играть одну из ведущих ролей в мировой экономике, несмотря на серьёзные потрясения, переживаемые с постсоветского времени по сей день. Для этого необходим комплекс мер в налоговой, монетарной, территориальной, экспортно-импортной и инновационной политике.

Одна из таких оценок изложена в статье журнала “Эксперт” №45 (491) “Вернуть лидерство”. В статье изложена экономическая доктрина для России до 2025 года, разработку которой заказал «Эксперту» институт общественного проектирования (ИнОП). Примечательно, что группа экспертов, прогнозируя развитие мировой экономики, определяют одним из важных факторов развитие ресурсосберегающих технологий: “Мировое хозяйство следующего тридцатилетия – выравнивание экономического потенциала мира за счёт внедрения новой технологической базы экономики. Этот процесс ориентирован прежде всего на Азию и предполагает:

  • Внедрение новых ресурсосберегающих технологий;
  • Обеспечение доступа высоконаселённых стран к ресурсам;
  • Развитие межрегиональной транспортной, торговой и информационной инфраструктуры;
  • Обеспечение безопасности стран.”

Мы также считаем, что развитие ресурсосберегающих технологий в сельском хозяйстве позволит отрасли выйти на качественно новый уровень производства, который позволит (при определённых изменениях в политике государства, поддерживающих сельское хозяйство) сельхозпроизводителям конкурировать с иностранными предприятиями.

Одним из базовых элементов ресурсосберегающих технологий в сельском хозяйстве является “точное земледелие” (или как его иногда называют “прецизионное земледелие” – precision agriculture). Точное земледелие – это управление продуктивностью посевов c учётом внутрипольной вариабельности среды обитания растений. Условно говоря, это оптимальное управление для каждого квадратного метра поля. Целью такого управления является получение максимальной прибыли при условии оптимизации сельскохозяйственного производства, экономии хозяйственных и природных ресурсов. При этом открываются реальные возможности производства качественной продукции и сохранения окружающей среды.

Такой подход, как показывает международный опыт и опыт Агрофизическго НИИ, обеспечивает гораздо больший экономический эффект и, самое главное, позволяет повысить воспроизводство почвенного плодородия и уровень экологической чистоты сельскохозяйственной продукции. Например, фермер из Германии при внедрении элементов точного земледелия добился повышения урожая на 30% при одновременном снижении затрат на минеральные удобрения на 30% и на ингибиторы на 50%.

В 2007-2010 годах на полях Меньковской опытной станции Агрофизического института, используя элементы точного земледелия, на посевах яровой пшеницы мы сэкономили около 20% минеральных удобрений и получили урожайность на 15% выше, чем при обычной технологии (применяя ту же технику). Урожайность же достигла 60 ц/га (это уже в пересчете на амбарную влажность – 14%)! При этом значительно увеличелось качество зерна – на вариантах посева, где применялись технологии “точного земледелия” мы получили пшеницу 2-го класса, т.е. пригодную для самостоятельного хлебопечения! Такой результат для Ленинградской области является лучшим доказательством эффективности технологий “точного земледелия”.

Точное земледелие включает в себя множество элементов, но все их можно разбить на три основных этапа:

  • Сбор информации о хозяйстве, поле, культуре, регионе
  • Анализ информации и принятие решений
  • Выполнение решений – проведение агротехнологических операций

Для реализации технологии точного земледелия необходимы современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ и способная дифференцированно проводить агротехнические операции, приборы точного позиционирования на местности (GPS-приёмники), технические системы, помогающие выявить неоднородность поля (автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины с автоматическим учётом урожая, приборы дистанционного зондирования сельскохозяйственных посевов и др.) Ядром технологии точного земледелия (второй этап из рассмотренных выше) является программное наполнение, которое обеспечивает автоматизированное ведение пространственно-атрибутивных данных картотеки сельскохозяйственных полей, а также генерацию, оптимизацию и реализацию агротехнических решений с учётом вариабельности характеристик в пределах возделываемого поля.

Первый этап достаточно развит в плане технического и программного обеспечения. За рубежом активно используются почвенные автоматические пробоотборники , оснащенные GPS/ГЛОНАСС-приемниками и бортовыми компьютерами; геоинформационные-системы (ГИС) для составления пространственно-ориентированных электронных карт полей; карты урожайности обмолачиваемых культур, получаемые сразу после уборки; дистанционные методы зондирования (ДДЗ), такие как аэрофотосъемка и спутниковые снимки. Совместно с Агрофизическим НИИ (Санкт-Петербург) мы используем все перечисленные компоненты сбора информации, занимаемся исследованиями и разработкой собственных методов и программного обеспечения.

Второй этап на сегодняшний день наименее развит, однако на рынке существует ряд программных продуктов, предназначенных для анализа собранной информации и принятия производственных решений. В основном это специализированные геоинформационные системы (ГИС), программы расчёта доз удобрений и многое другое. Например, это SSToolBox© , Agro-Map©, Агроменеджер©, ЛИССОЗ©, УрожайАгро©, АдептИС©, Agrar-Office©, а также FieldRover II©, MapInfo© и AgroView© и многие другие.

Этап выполнения агротехнологических операций, также как и первый этап динамично развивается. Здесь самыми “продвинутыми” являются операции по внесению жидких и твердых минеральных удобрений, а также посев зерновых культур.

Внесение удобрений по технологии точного земледелия проводится дифференцированно, то есть, условно говоря, вносим на каждый квадратный метр столько удобрений, сколько необходимо именно здесь (на данном элементарном участке поля). Внесение проводится в двух режимах – off-line и on-line. Стоит отметить, что дифференцированное внесение минеральных удобрений на сегодняшний день является ключевым элементом в точном земледелии. Мы с гордостью можем сказать, что мы одни из первых в России освоили и используем у себя на опытных полях эту технологию.

Режим off-line предусматривает предварительную подготовку на стационарном компьютере карты-задания, в которой содержатся пространственно привязанные, с помощью GPS/ГЛОНАСС, дозы удобрения для каждого элементарного участка поля. Для этого проводится сбор необходимых для расчёта доз удобрений данных о поле (пространственно привязанных). Проводится расчёт дозы для каждого элементарного участка поля, тем самым формируется (в специальной программе) карта-задание. Затем карта-задание переносится на чип-карте (носитель информации) на бортовой компьютер сельскохозяйственной техники, оснащённой GPS/ГЛОНАСС-приёмником и выполняется заданная операция. Трактор оснащенный бортовым компьютером, двигаясь по полю, с помощью GPS/ГЛОНАСС определяет свое место нахождение. Считывает с чип-карты дозу удобрений, соответствующую месту нахождения и посылает соответствующий сигнал на контроллер распределителя удобрений (или опрыскивателя). Контроллер же, получив сигнал, выставляет на распределителе удобрений нужную дозу.

Режим реального времени (on-line) предполагает предварительно определить агротребования на выполнение операции, а доза удобрений определяется непосредственно во время выполнения операции. Агротребования, в данном случае, это количественная зависимость дозы удобрения от показаний датчика установленного на сельскохозяйственной технике, выполняющей операцию. Нами использовался оптический датчик Hydro-N-Sensor производства фирмы Yara ©, который в инфракрасном и красном диапазоне света определяет содержание хлорофилла в листьях и биомассу. На основании этих данных, а также данных по сорту и фенофазе растения определяется доза азотных удобрений. Для использования N-сенсора (Hydro-N-Sensor) также необходим портативный прибор N-tester, определяющий те же параметры. Результаты выполнения операции (дозы и координаты, обработанная площадь, время выполнения и фамилия исполнителя) записываются на чип-карту.

В режиме on-line бортовой компьютер получает данные от датчика, сравнивает их с определенными и записанными в память агротребованиями, и посылает сигнал на контроллер по той же схеме, что и в режиме off-line. В настоящее время активно ведутся разработки различных датчиков, позволяющих использовать режим on-line. Это оптические датчики, определяющие содержание азота в листьях и засоренность посевов; механические, оценивающие биомассу; электромагнитные и прочие.

Ссылка на основную публикацию