ТОЧНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ: ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ В СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

В настоящее время совершенствование систем земледелия на эколого-ландшафтной основе связано с поиском и обоснованием путей повышения устойчивого сельскохозяйственного производства, снижения последствий негативных воздействий на почвенный покров, создания ресурсосберегающих и энергоэкономных агротехнологий, а также улучшения качества получаемой продукции. Современные задачи повышения устойчивости сельского хозяйства, в конечном итоге, могут быть эффективно решены в рамках технологий точного земледелия.

Точное земледелие – это комплексная высокотехнологичная система сельскохозяйственного менеджмента, направленная на управление продуктивностью посевов с учетом внутрипольной изменчивости среды обитания растений. Главной целью точного земледелия при производстве сельскохозяйственных культур является максимизация урожая, финансовых выгод, при условии оптимизации сельскохозяйственного производства, экономии хозяйственных и природных ресурсов [1].

Точное земледелие включает в себя множество элементов, среди которых можно выделить [2]:

– технологии дистанционного зондирования (ДЗЗ) с составлением тематических электронных карт;

– спутниковые системы высокоточного позиционирования местоположения;

– технологии автоматизированного картирования и автоматизированного отбора проб почв для выделения границ неоднородных по своим свойствам почвенных контуров, точного их отображения на электронной карте;

– землеустройство, основанное на выделении однородных по агрофизическим и агрохимическим свойствам почв и агротехнологическим характеристикам участков пашни (рельеф, крутизна и экспозиция склонов, их конфигурация);

– современная земельно-информационная система для обеспечения управления сельскохозяйственным производством;

– технологии параллельного вождения машинно-тракторных агрегатов при выполнении технологических операций;

– технологии дифференцированного внесения минеральных удобрений, средств защиты растений;

– уборочные машины с автоматическим учетом урожая и системой его картирования.

Применение технологий точного земледелия создает возможности для управления продуктивностью сельскохозяйственных угодий с учетом неоднородности агрохимических параметров внутри поля, позволяет обеспечить экономический эффект одновременно с повышением воспроизводства почвенного плодородия и степени экологической чистоты получаемой продукции.

Но несмотря на доказанную эффективность внедрения таких систем в мировую практику земледелия, где лидерами являются такие крупные сельхозтоваропроизводители, как США, Великобритания, Австралия, Новая Зеландия, разработка технологий и технических средств для адресного дифференцированного воздействия на систему «почва–растение» с учетом различных условий возделывания сельскохозяйственных культур в России находится лишь в начальной стадии своего развития [3, 6].

Широкое и быстрое внедрение в сельскохозяйственное производство технологий точного земледелия сдерживается рядом причин. Среди них можно выделить социально-экономические, агрономические и технологические [4].

Социально-экономические причины. Внедрение технологий точного земледелия, в особенности, технологий дифференцированного внесения минеральных, органических удобрений и средств защиты растений, технологий дистанционного зондирования требует дополнительных финансовых затрат. Это является одной из главных причин, сдерживающих применение данных технологий в нашей стране, особенно при низких закупочных ценах на сельскохозяйственную продукцию.

Затраты, в первую очередь, связаны с приобретением дополнительного оборудования, такого как системы мониторинга урожайности, системы позиционирования GPS, программного обеспечения (GIS) для сбора информации о параметрах плодородия поля, урожайности, состоянии посевов, а также для хранения, обработки и принятия оптимальных управленческих решений. Главным препятствием к внедрению технологий дифференцированного применения минеральных, органических удобрений и средств защиты растений является высокая стоимость получения информации, которая необходима для составления электронных карт распределения элементов питания на обрабатываемом поле. Большинство сельхозтоваропроизводителей не имеют достаточной квалификации и ресурсов для применения данной технологии.

Очевидно, что для решения этих проблем необходима финансовая поддержка государства в области ресурсосберегающих технологий, а также модификация организационно-правового механизма государственной поддержки данной отрасли.

Основными направлениями совершенствования механизма государственной финансовой поддержки должны стать субсидирование сельскохозяйственных товаропроизводителей для возмещения затрат на приобретение техники и оборудования, а также льготное кредитование.  

Агрономические причины. Как показала практика, применение элементов точного земледелия, в частности таких, как мониторинг урожайности, сеточный отбор проб почвы для определения содержания элементов питания на определённых участках поля, современной земельно-информационной системы, позволяет сельхозтоваропроизводителям значительно повысить эффективность своего производства за счет повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. При этом они столкнулись со сложностями, связанными с отсутствием методических рекомендаций по дифференцированному внесению удобрений, а также почвенных карт необходимого масштаба.

Решение этих проблем возможно, при условии использования современных технологий, таких как GIS, GPS, ГЛОНАСС, дистанционное зондирование земли, с помощью которых будут составляться новые электронные почвенные карты определённого масштаба.

Существующие рекомендации по применению удобрений не позволяют оптимизировать дозы при дифференцированном их внесении. Отсутствуют рекомендации по дифференцированному внесению удобрений с учетом плодородия, рельефа местности и возделываемой культуры. Для разработки таких рекомендаций необходимо проведение экспериментальных исследований в учебно-опытных хозяйствах, на конкретном поле.

Как показывает опыт применения систем точного земледелия, данные о рельефе местности имеют большое значение. Существует сильная корреляционная зависимость между рельефом местности, дозами внесения удобрений, распределением сорняков и урожайностью. Топографические карты необходимого масштаба в хозяйствах или отсутствуют, или устарели. Решением этой проблемы является обновление существующего картографического материала, при разработке которого должны быть использованы современное геодезическое оборудование, высокоточные системы позиционирования и системы дистанционного зондирования.

Технологические причины. Технологии точного земледелия предусматривают разработку методики и технических средств необходимых для их реализации. За последние годы зарубежные страны достигли определенного прогресса в разработке новых технологических и технических решений для точного земледелия. Отечественные производители также имеют некоторый опыт в этой области, однако всё еще существует необходимость в совершенствовании таких элементов точного земледелия, как машины для дифференцированного внесения расходного материала, системы позиционирования и навигации сельскохозяйственных агрегатов, датчики, географические земельно-информационные системы, программное обеспечение.

Большинство существующих агрегатов в хозяйствах предназначены только для поверхностного сплошного внесения удобрений. При их модернизации они могут быть использованы для дифференцированного внесения минеральных, органических удобрений и средств защиты растений.

Отсутствуют датчики, позволяющие получать информацию при движении агрегата по полю. Особенно для измерения параметров поля, которые быстро меняются во времени (содержание минеральных веществ в почве, влажность почвы и тд.).

В настоящее время мировыми производителями разрабатываются датчики оценки свойств почвы, оценки состояния посевов, мониторинга урожайности, контроля дифференцированного внесения расходного материала. Однако на российском рынке они достаточно дорогостоящие и не каждый сельхозтоваропроизводитель может себе их позволить, особенно в условиях роста иностранной валюты. Поэтому необходима разработка отечественных датчиков, доступных по цене для мелких и средних фермерских хозяйств.

Широко применяются в сельском хозяйстве системы позиционирования типа GPS. Для их использования в точном земледелии необходимы станции для корректировки сигналов с целью обеспечения требуемой точности. В большинстве случаев такие станции отсутствуют, а если и имеются, то плата за пользование ими значительна. Для успешного внедрения технологий точного земледелия необходимо, чтобы сельхозтоваропроизводитель имел доступ к системам позиционирования с высокой точностью.

Практическое применение технологий точного земледелия предусматривает также необходимость получения и комплексного использования разнообразной информации, такой как изменение почвенных и погодных условий, распространение заболеваний, вредителей и сорных растений на полях, обеспеченность полей основными питательными веществами и многие другие факторы. Получение этих данных невозможно без использования геоинформационных систем [5].

В настоящее время на российском рынке программных продуктов имеется большой выбор аппаратных средств для сбора, хранения, обработки и представления в системе GIS необходимой информации о площади и состоянии посевов, зонах плодородия, урожайности сельскохозяйственных культур, рельефе. Однако в связи с развитием технологий точного земледелия требования к геоинформационным системам возрастают. Необходимо, чтобы программное обеспечение включало в себя системы принятия решений и модели, необходимые для прогнозирования урожайности с учетом агрономических, климатических и экологических факторов. На сегодняшний день такие GIS менее развиты, однако существует ряд программных продуктов, предназначенных для анализа собранной информации и расчёта доз удобрений с элементами геоинформационных систем [6].

В заключение необходимо отметить, что несмотря на все существующие проблемы, внедрение систем точного земледелия в сельское хозяйство, как показывает опыт применения, полностью оправдывает себя, так как все значительные затраты окупаются. А сельскохозяйственный производитель значительно снижает свои затраты на ГСМ, посадочный материал, минеральные и органические удобрения, средства защиты растений.

В России накоплен определенный научный и некоторый практический опыт по внедрению систем точного земледелия. Однако недостаток финансирования со стороны государства, отсутствие необходимого картографического материала, а также недостаток производства отечественной аппаратуры (датчиков, навигационных систем, механизмов и агрегатов) безусловно сдерживает практическое применение точного земледелия в нашей стране.

Развитие работ по точному земледелию будет способствовать сбору новых сведений о сельскохозяйственных землях, плодородии почв, урожайности, размещении культур, что позволит сельскохозяйственной отрасли выйти на более высокий уровень.

Список литературы:

1. Труфляк Е.В., Е.И. Трубилин. Точное земледелие: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2017. – 376 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
2. Алакоз В.В. Землеустройство и точное земледелие / В. В. Алакоз // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2015. - № 3. - С. 6-8
3. Измайлов, А.Ю., Точное земледелие: проблемы и пути решения / А. Ю. Измайлов, Г. И. Личман, Н. М. Марченко // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. - №5. - С. 9-14
4. Личман Г.И. Перспективы развития и освоения точного земледелия в стране и мире / Г. И. Личман, А. И. Беленков // Нивы Зауралья. 2014. - №6. – С. 62-65
5. Соловьева Н.Ф. Опыт применения и развитие систем точного земледелия [Электронный ресурс]: научно-аналитический обзор/ Соловьева Н.Ф.— Электрон. текстовые данные.— М.: Росинформагротех, 2008.— 100 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/15752.html.— ЭБС «IPRbooks»
6. Шуравилин А.В. Ресурсосберегающие технологии в земледелии [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Шуравилин А.В., Бушуев Н.Н.— Электрон. текстовые данные.— М.: Российский университет дружбы народов, 2010.— 200 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/11558.html.— ЭБС «IPRbooks»