ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И СУЩНОСТЬ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

THE MAIN ELEMENTS AND ESSENCE OF PRECISION FARMING

Anastasia Lisina

master's student, Faculty of Agronomy and Forestry, Vologda State Dairy Academy named after N.V. Vereshchagin,

Russia, Vologda, Molochnoye village

АННОТАЦИЯ

Точное земледелие, целью которого является получение максимальной прибыли при условии оптимизации сельскохозяйственного производства, является одним из вариантов решения проблем роста себестоимости производства, падения качества продукции и деградации почв.

ABSTRACT

Precision farming, which aims to maximize profits while optimizing agricultural production, is one of the solutions to the problems of rising production costs, falling product quality and soil degradation.

Ключевые слова: точное земледелие, ресурсосберегающие технологии, агротехнологии, геоинформационные системы.

Keywords: precision agriculture, resource-saving technologies, agrotechnologies, geoinformation systems.

Россия самая большая страна в мире по количеству сельскохозяйственных угодий: здесь находится 10% продуктивной пашни, 55% мировых запасов чернозема, 20 % мировых запасов воды. При этом подавляющее большинство сельскохозяйственных угодий обрабатывается с применением традиционных энергозатратных агротехнологий, что приводит не только к росту себестоимости производства и падению его качества, но и к деградации почв [1].

Одним из вариантов решения этих проблем является развитие ресурссберегающих технологий в сельском хозяйстве, что позволит отрасли выйти на новый уровень производства, который даст возможность сельхозпроизводителям конкурировать с иностранными предприятиями.

Одним из базовых элементов ресурсосберегающих технологий в сельском хозяйстве является «точное земледелие». Точное земледелие – управление продуктивностью посевов с учетом внутрипольной вариабельности среды обитания растений. Условно говоря, то 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.

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

- сбор информации о хозяйстве, поле, культуре;

- анализ информации и принятие решений;

- выполнение решений – техническое исполнение.

Для реализации технологии точного земледелия необходимы современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ и способная дифференцированно проводить агротехнические операции, а также приборы точного позиционирования на местности (GPS-приемники), технические системы, помогающие выявить неоднородность поля (автоматические пробоотборники, различные сенсоры, уборочные машины с автоматическим учетом урожая 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 учетом вариабельности характеристик в пределах возделываемого поля.

Первый этап достаточно развит в плане технического и программного обеспечения: активно используются почвенные автоматические пробоотборники, оснащенные GPS-приемниками и бортовыми компьютерами; геоинформационные системы (ГИС) для составления пространствнно-ориентированных электронных карт полей; карты урожайности обмолачиваемых культур, получаемые сразу после уборки; дистанционные методы зондирования (ДДЗ), такие как аэрофотосъемка и спутниковые снимки.

Второй этап на сегодняшний день интенсивно развивается, на рынке существует ряд программных продуктов, предназначенных для анализа собранной информации и принятия производственных решений. В основном это программы расчета доз удобрений с элементами геоинформационных систем, такие как SSToolBox, Agro-Map, Агроменеджер, ЛИССОЗ, УрожайАгро, АдептИС, FieldRover II, MapInfo и AgroView, SMS Advanced и др.

Этап выполнения агротехнологических операций 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 участке поля). Внесение проводится в дух режимах – off-line и on-line. Стоит отметить, что дифференцированное внесение минеральных удобрений на сегодняшний день является ключевым элементом в точном земледелии.

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

Режим реального времени (online) – доза удобрений определяется непосредственно во время выполнения операции. Агротребования (в данном случае) – количественная зависимость дозы удобрения от показаний датчика, установленного на сельскохозяйственной технике, выполняющей операцию. Датчик в инфракрасном и красном диапазоне света определяет содержание хлорофилла в листьях и их биомассу. На основании этих данных, а также данных по сорту и фенофазе растения определяется доза азотных удобрений. Для использования N-сенсора также необходим портативный прибор N-тестер, определяющий те же параметры. Результаты выполнения операции (дозы и координаты, обработанная площадь, время выполнения и фамилия исполнителя) записываются на чип-карту.

В режиме online 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 offline. В настоящее время активно ведутся разработки различных датчиков, позволяющих использовать режим online. Это оптические датчики, определяющие содержание азота в листьях и засоренность посевов; механические, оценивающие биомассу; электромагнитные и прочие [2].

При внедрении и освоении этих технологий следует учитывать их комплексный характер, необходимо коренным образом изменить подход к традиционной технологии, применяемой в регионе, а внедрение ресурсосберегающих технологий должно сопровождаться постоянным мониторингом почвенного плодородия, фитосанитарного состояния посевов и других факторов.

Список литературы:

1. Курбанов С.А, Магобедов Н.Р, Магамедова Д.С. Ресурсосберегающие технологии в земледелии: учебное пособие для магистрантов направления 35.04.04 / С.А. Курбанов, Н. Р. Магомедов, Д.С. Магомедова – Махачкала: Изд-во Дагестанского ГАУ, 2020. – 141 с. – Текст: непосредственный.
2. Земледелие: учебник для вузов / Н.С Матюк, В.Д Полин, М.А. Мазин, В.А. Николаев. -2-е изд., - Санкт-Петербург: Лань, 2024. – 268 с. – Текст: непосредственный.
3. Ториков В.Е. Агропочвоведенье с научными основами адаптивного земледелия: учебное пособие для СПО / В.Е. Ториков, Н.М. Белоус, О.В. Мельникова; под редакцией В.Е. Торикова. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург: Лань, 2021. - 236 с. – Текст: непосредственный.