Материал подготовлен на основании авторской статьи, размещённой на сайте «ГлавПахарь» .
Скотников А.В., кандидат техн. наук, консультант, New Ag Systems, Plymouth MN, USA (США)
Клочков А.В., доктор техн. наук, профессор, «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»
Развитие точного земледелия началось в 1990-х годах с появлением глобальной системы позиционирования (GPS) и географических информационных систем (GIS). За это время был также разработан широкий спектр датчиков, мониторов и контроллеров для оборудования, таких как датчики вращения вала, датчики давления и серводвигатели.
Благодаря быстрому развитию и внедрению мобильных вычислительных средств, высокоскоростного Интернета и надежных спутников использование технологий точного земледелия за последнее десятилетие выросло настолько, что теперь они затрагивают практически все области деятельности сельскохозяйственных предприятий.
Эксперты полагают, что к настоящему времени ресурс традиционных методов и решений, применяемых в сельском хозяйстве, исчерпан и уже не справляется с современными требованиями к эффективному возделыванию культур.
К 2050 году, чтобы прокормить растущее население планеты, понадобится производить минимум на 70% больше продовольствия. Сделать это экстенсивным путем невозможно: свободные земли, пастбища, водные ресурсы в дефиците. К тому же увеличивается нагрузка на экологию.
Перспективными направлениями решения возникающих задач являются программы «точного земледелия» , «умного фермерства» , которые действуют в десятках стран.
Внедрение технологий «искусственного интеллекта» в АПК сегодня растет на 22,5% в год. Согласно данным Markets and Markets, в 2025 году объем этого рынка составит 2,6 млрд долларов.
Основным принципом точного земледелия (ТЗ) является оптимизация технологий выращивания и управления производством для каждого конкретного участка поля. Таким образом, ТЗ позволяет не только получить существенную экономию средств, повысить производительность и урожайность, но и эффективно охранять окружающую среду.
В США GPS начали применять в сельском хозяйстве с 2001 года, когда производитель тракторов John Deere добавил датчики на каждую свою новую машину. Система GreenStar от John Deere позволяет эффективно использовать не только вложенные в оборудование средства, но и сократить рабочее время, увеличить производительность, обеспечить при этом экономию топлива.
Впечатляющие цифры демонстрирует анализ рынка ТЗ, проведенный компанией J’son & Partners Consulting. Если в 2010 году существовало не больше 20 компаний, поставлявших новые технологичные решения для автоматизации управления сельским хозяйством, то в настоящий момент их порядка 2 000.
Образовался отдельный сегмент «Агротех» (AgTech), который несколько лет подряд обгоняет по темпам роста инвестиций FinTech. На долю США, где уровень проникновения новых технологий в сельское хозяйство самый большой (40-50% хозяйств), приходится более 40% мирового рынка. При этом постоянно повышается уровень изучения практиками возможностей ТЗ.
На основе интеграции технологий ТЗ и инноваций достигается оптимизация сельскохозяйственных производственных процессов: обработка почвы, посев, внесение удобрений, защита растений и др. с учетом дифференцированных почвенно-климатических условий, мелкомасштабной неоднородности и вариации различных параметров в пределах отдельного поля.
Развивая ТЗ и его элементы, можно реализовать на более высоком уровне концепцию адаптивно-ландшафтного земледелия и планирования урожайности. Для того чтобы лучше понять, что такое ТЗ, рассмотрим реализуемую при этом систему управления производством.
Главные компоненты такой системы — земля, технологии возделывания культур или выращивания животных на ней, машины и службы поддержки. Все они должны быть взаимосвязаны, и вся эта система может контролироваться и управляться с помощью телефона.
Современное сельское хозяйство США стоит перед тремя глобальными вызовами:
- Реальные урожаи сельскохозяйственных культур далеки от биологического потенциала: рекордный урожай силосной кукурузы (2011 год) составил 269 ц/га, а средний урожай фермеров — 113 ц/га.
- Использование сельскохозяйственной техники в большинстве случаев недостаточно эффективно: в странах Европы наработка на трактор достигает 2000 часов, а в США — 1000 часов.
- Растет объем знаний, требуемых для повышения эффективности земледелия.
Согласно отчету Министерства сельского хозяйства США, за 2016 год при выращивании кукурузы и сои более 50% сельскохозяйственных предприятий США использовали картографические системы на базе GPS, включая мониторы урожайности.
Системы автоматизированного управления и навигации применяли примерно 33% фермерских хозяйств, а технологии дифференциального внесения агрохимикатов использовали 16-26% фермеров.
В нашем материале на сайте «ГлавПахарь» Вы найдёте ответы на следующие вопросы:
- Какие основные направления в применении систем ТЗ американскими фермерами?
- Насколько российские аграрии знакомы с системами точного земледелия?
- Какие факторы являются препятствующими к внедрению таких технологий в России?
Технологии точного земледелия получают все большее распространение в США и других странах мира. Они основаны на современных способах получения и использования объективной информации о состоянии поля, растений и способствуют реализации программируемой урожайности сельскохозяйственных культур.
В Беларуси и других странах с достаточно высоким уровнем сельскохозяйственных технологий вполне реализуемы устройства для курсоуказания и автовождения машинно-тракторных агрегатов, системы определения и внесения оптимальных доз минеральных удобрений и средств защиты растений.
В конкретных условиях следует учитывать экономическую эффективность элементов технологии точного земледелия и достигаемой рентабельности.
Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2021 г., № 1-2).
Узнавайте первыми самые актуальные новости сельхозтехники России и мира на нашем сайте «ГлавПахарь» , а также на наших страницах в Facebook и ВКонтакте и на каналах в Telegram и YouTube.
