Что такое точное земледелие кратко
Обновлено: 03.07.2024
Точное земледелие, уже давно ставшее мейнстримом на западе, никак не может полноценно обрести себя в российском сельском хозяйстве, традиционно отстающем в области цифровизации. Direct.Farm с прошлого года активно работает над этой проблемой и в ближайшее время представит ряд бесплатных программных решений, которые помогут отечественным сельхозпроизводителям опробовать элементы цифровизации в своих хозяйствах уже в этом году и станут для них первым шагом на пути к точному земледелию.
Например, в США уже в 1999 году более 60% фермеров применяли технологии точного земледелия, а к 2006 году этот показатель уже достиг 80%. Наиболее активно точное земледелие используется при возделывании пшеницы, кукурузы и сахарной свеклы.
Но это в США, а в Японии сельскохозяйственная робототехника используется для посева и уборки риса. В Бразилии технологии точного земледелия внедрены на 60% сельхозугодий: за счёт этого урожайность повысилась вдвое за последнее десятилетие, при увеличении посевных площадей всего на 11%.
В Германии большинство хозяйств активно использует систему дифференцированного внесения удобрений, тогда как в Австралии больше внимания уделяется системам точного позиционирования.
Сегодня можно с уверенностью говорить о том, что точное земледелие выполняет поставленные задачи: увеличивает урожай и уменьшает издержки.
В основе точного земледелия лежат цифровые карты полей. Существующие кадастровые карты не дают практически никакой полезной информации. Даже при определении границ поля на местности лучше не привязываться к этим картам, а воспользоваться современными системами позиционирования. А еще необходимо получить, регулярно обновлять и хранить информацию о химическом составе и влажности почвы, наклонах поверхности на различных участках, наличии искусственных и природных объектов и удаленности от них, количестве солнечного излучения, исторические данные о ранее возделываемых культурах, внесённых удобрениях, использованных средствах защиты растений, применяемой технике и так далее. Задача создания карты полей выглядит сложной, а какие-то данные лишними, однако современные аналитические модели используют весь спектр предоставляемой информации: чем больше данных – тем точнее будут их рекомендации.
Составление карты полей – это целенаправленная работа, которая закладывает прочный фундамент в повышение эффективности работы всего хозяйства.
Точное земледелие рассматривает каждое поле как отдельную единицу учета, каждая из которых неоднородна по рельефу, почвенному покрову, агрохимическому содержанию. На основании данных лабораторных и полевых обследований рассчитывается и вносятся дифференцированная доза элементов питания растений, учитывающая разработанную почвенную карты. Происходит оптимизация питания сельскохозяйственных культур, выравнивается их урожайность относительно разных частей поля. Это приводит к экономии удобрений, повышению урожайности и качества сельскохозяйственной продукции, а также создает условия для сохранения окружающей природной среды. Кроме того, снижение химического антропогенного влияния на агробиоценозы, повышает их устойчивость, позволяет получать дополнительную прибавку урожая за счет биологических факторов.
Использование современной техники с сенсорными датчиками и автоматическим включением/отключением секций в зависимости от местоположения машины на поле, а также при развороте, на клиновидных участках, и т.д., без участия механизатора, позволяет дополнительно сократить расходы при внесении СЗР и удобрений на 10-15%.
Регулировка нормы полива или внесения удобрений в режиме реального времени на основе показаний датчиков скорости позволяет учитывать изменяющуюся скорость движения техники и соблюдать точность нормы внесения. Это устраняет перерасход и создаёт экономию до 20% от нормы.
Использование датчиков азота (N-сенсоров) в реальном времени измеряющие состояние культуры позволяет значительно экономить на удобрениях. Количество азота для применения опрыскивателем или разбрасывателем рассчитывается автоматически: в зависимости от показателей датчика на тот или иной участок подается определенная доза агрохимии.
Учитывая ежегодный рост цен на посевной материал и агрохимию, а также стремление к максимальной экономии ресурсов, уменьшению себестоимости продукции при повышении её качества и, следовательно, увеличения прибыльности с гектара, всё больше сельхозпроизводителей приходят к необходимости постепенного внедрения и использования точного земледелия в своих хозяйствах.
Однако, внедрение точного земледелия даёт наилучший эффект, если подразумевается применение интегрированной системы управления всеми процессами, а не отдельными ее разрозненными элементами.
Одним из основных препятствий на пути распространения точного земледелия в России является высокая стоимость оборудования при отсутствии масштабных государственных программ субсидирования и поддержки сельхозпроизводителей, переходящих на современные цифровые технологии. Возникает порочный круг: отсутствие большого числа технологически продвинутых хозяйств формирует определённое недоверие к современным технологиям – не каждый готов на своем хозяйстве проверять достоверность рекламных листовок производителей оборудования и программного обеспечения, безопаснее дождаться результатов у соседей, которые, в свою очередь, так же не спешат переходит на цифру.
Это система ведения сельского хозяйства, которая предполагает внесение разных норм семян, удобрений, гербицидов и других веществ в разные зоны поля. Всё потому, что разные участки поля неоднородны по своим характеристикам, а технологии позволяют определять такие зоны и учитывать их особенности при планировании работ. Благодаря этому фермеры эффективнее расходуют семена, удобрения и пестициды, а также собирают более высокие урожаи. Интуиция и удача значат всё меньше — технологии позволяют принимать решения, основанные на точных данных. Плюс рациональное использование ресурсов помогает сохранить окружающую среду.
Бортовые компьютеры и GPS-навигаторы для техники, которые помогают избегать перекрытий и пропущенных участков при внесении семян, удобрений и пестицидов. Цифровые карты полей по разным характеристикам. Приложения по дифференцированному внесению удобрений, которые рассчитывают нормы для каждого отдельного участка. Дроны и спутники, которые помогают следить за состоянием поля дистанционно. Беспроводные метеодатчики и другие сенсоры, которые определяют температуру, влажность, давление и десятки других показателей на участках поля. Компьютеры, смартфоны и приложения, которые помогают анализировать информацию, вести документацию и грамотно управлять хозяйством. Список всё время дополняется.
Освещены основные элементы системы точного земледелия, такие как глобальные системы позиционирования, географические информационные системы, оценка урожайности, дифференцированное внесение материалов, дистанционное зондирование земли.
Главная цель точного земледелия при производстве сельскохозяйственных культур – максимизация урожая, финансовых выгод и минимизация вложений капитала, воздействия на окружающую среду.
Основой научной концепции точного земледелия являются представления о существовании неоднородностей в пределах одного поля. Для оценки и детектирования этих неоднородностей используют новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС), специальные датчики, аэрофотоснимки и снимки со спутников, а также специальные программы, разработанные для агроменеджмента. Полученные данные применяют для планирования посева, расчета норм внесения удобрений и средств защиты растений, более точного предсказания урожайности и финансового планирования.
В последние годы точное сельское хозяйство распространилось и на динамично развивающееся животноводство – точное животноводство (precision livestock farming) и его отрасли – точное молочное скотоводство (precision dairy farming), точное свиноводство (precision pork farming) и точное птицеводство (precision poultry farming) (рисунок 1).
Применение точного земледелия требует учета дополнительных затрат, среди которых можно выделить категории:
– затраты на сбор данных (карты, глобальные системы позиционирования (ГСП), сенсоры);
– затраты на менеджмент данных (техника и программное обеспечение);
– затраты на специальную технику для точного выполнения агроприемов и навигацию (ГСП-управляемые машины и оборудование для дифференцированной обработки почвы, посева, внесения удобрений, средств защиты растений и др.).
Глобальные системы позиционирования
Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) предназначена для определения пространственных координат, составляющих векторы скорости движения, поправки показаний часов и скорости изменения показаний часов потребителя в любой точке на поверхности Земли, акватории Мирового океана, воздушного и околоземного космического пространства.
Возникновение глобальной спутниковой навигации пришлось на середину 90-х гг. XX в.
На территории России основными видами спутниковых бесплатных дифференциальных поправок являются системы: EGNOS (только европейская территория России, не включая Южный федеральный округ и Поволжье), обеспечивающая точность радиуса действия 40– 50 см; StarFire 1 (фирма John Deere) работает только с фирменным оборудованием и обеспечивает точность 35 см.
Среди платных систем коррекции следует отметить спутниковые дифференциальные сервисы Omnistar, предусматривающие несколько видов поправок:
Omnistar VBS с точностью 15–20 см, Omnistar HP/XP – 8–10 см, а также StarFire 2 – 10–18 см.
Системы спутниковой навигации развиваются в направлении повышения точности, совершенствования предоставляемого пользователям сервиса, увеличения срока службы и надежности бортовой аппаратуры спутников, достижения максимальной совместимости с другими радиотехническими системами и формирования дифференциальных подсистем.
Географические информационные системы
Географическая информационная система (ГИС) обеспечивает сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. ГИС предназначены для решения научных и прикладных задач инвентаризации, анализа, оценки, прогноза и управления окружающей средой и территориальной организацией общества. Они позволяют создавать базы данных с пространственной информацией.
Геоинформационные технологии – это совокупность приемов, способов и методов применения программно-технических средств обработки и передачи информации, позволяющих реализовать функциональные возможности геоинформационных систем. Они включают: методы дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), системы управления базами данных (СУБД), системы глобального позиционирования (GPS), методы анализа, интернет-технологии, системы картографирования, методы цифровой обработки изображений. Геоинформационные технологии применяются для составления тематических карт хозяйства, таких как карты использования земель, уклонов территории и экспозиций склонов, климатических и гидрологических условий, типов и характеристик почв, агрохимических данных, текущего состояния растений, урожайности и др. На основе анализа данных, представленных на перечисленных картах, осуществляется оценка агроклиматических условий данного хозяйства, необходимости внесения удобрений и возможности выращивания конкретной сельскохозяйственной культуры.
Обязательными модулями геоинформационной системы (ГИС) являются: графические и тематические базы данных; преобразование систем координат и трансформация картографических проекций; система управления, анализа и моделирования, система вывода и предоставления данных; взаимодействие с пользователем (рисунок 2).
Оценка урожайности
Основным источником информации для составления прогнозов урожайности служат результаты полевых обследований состояния посевов сельскохозяйственных культур и определение урожайности на отдельных участках поля с обязательной географической привязкой полученных данных.
Для измерения урожайности в процессе движения уборочной техники используют специальное оборудование, которое может отражать такие показатели, как урожайность, влажность и масса собранного зерна, обработанная площадь. В состав этого оборудования входят датчики (оптический датчик объема зерна в бункере, датчик влажности зерна, датчик поперечных и продольных отклонений и др.), представляющие собой набор сенсоров, GPS-приемник, электронно-вычислительный модуль определения урожайности, бортовую информационную систему, карточку памяти, калибратор. GPSприемник определяет координаты комбайна на поле, которые записываются одновременно с сигналами датчиков урожайности зерна, через определенные промежутки времени. После компьютерной обработки данных создается детальная пространственно ориентированная карта урожайности убранного поля с выделенными определенным цветом участками, отличающимися по урожайности. Погрешность при определении урожайности составляет 3–8 %.
Для картирования полей используют специальные многофункциональные компьютерные программы. Среди них следует отметить немецкую программу Agro-Net NG (фирма Agrocom).
Дифференцированное внесение материалов
Технологию дифференцированного внесения материалов применяют в основном при таких технологических операциях, как внесение удобрений и средств защиты растений. Согласно этой технологии предусматривается корректировка нормы внесения питательных веществ и средств защиты растений в зависимости от ситуации на каждом отдельном участке поля.
Традиционная технология предполагает внесение одной усредненной дозы удобрений для всего обрабатываемого поля, без учета особенностей рельефа, почвенного покрова, показателей освещенности, температуры почвы, необходимого количества влаги, минеральных и органических веществ на каждом участке.
Современные способы внесения удобрений должны удовлетворять требованиям экологической безопасности, обеспечивать точное внесение требуемой дозы
удобрения в зависимости от различных агрофизических, агрохимических, фитосанитарных и других показателей, характерных для этого участка. В наибольшей степени
этим требованиям отвечает технология дифференцированного внесения удобрений, которая является основным структурным элементом точного земледелия. Работа по данной технологии осуществляется в двух основных режимах: on-line (режим реального времени) и offline (на основе готовой карты поля). К преимуществам технологии точного земледелия относится возможность электронной записи и хранения информации по истории проведения полевых работ и урожаев, что помогает как при последующем принятии решений, так и при составлении отчетности о производственном цикле.
В режиме off-line предусматривается предварительное проведение агрохимического обследования и создания карт обеспеченности почвы элементами питания, на
которых наглядно представлено распределение по площади поля пространственно обусловленных элементов питания, их неоднородное количественное содержание. Анализ накоплений информации после картирования полей с использованием GPS-приемника осуществляется с помощью соответствующих программ (SMS, SSToolBox, Agro-Map, Arpoменеджер, ЛИССОЗ и др.), которые позволяют сначала рассчитывать дозы вносимых минеральных удобрений под планируемый урожай на каждом участке поля, а затем их нормы в физическом весе. Эти программы создают карту-задание для дифференцированного внесения удобрений, которая переносится на носителе информации в бортовой компьютер сельскохозяйственной техники, оснащенной GPS-приемником.
В режиме on-line, который обычно используют для подкормки растений, доза удобрений рассчитывается непосредственно во время операции за один проход техники по полю. Сенсорные датчики в реальном времени определяют основные параметры состояния почв, плотность травостоя и его жизнеспособность, содержание хлорофилла в листьях и биомассу растений. Информация передается на бортовой компьютер трактора, управляющего дозирующей системой машины для внесения удобрений. С помощью соответствующего программного обеспечения происходит обработка данных, после чего определяются необходимые для внесения дозы удобрений и посылается сигнал на контроллер по той же схеме, что и в режиме off-line.
Дистанционное зондирование земли
В аграрных ГИС основополагающими данными являются карты полей масштаба 1:10000. Эти карты могут создаваться с использованием различных технических и
программных средств. Максимально точное и полное представление о сельскохозяйственных угодьях можно получить с помощью использования данных дистанционного зондирования земли (ДЗЗ). Эта технология позволяет получать информацию о поверхности Земли и объектах, расположенных на ней, атмосфере, океанах, верхнем слое земной коры бесконтактными методами, когда регистрирующий прибор удален от объекта исследований на значительное расстояние.
Процесс сбора данных дистанционного зондирования и их использования в географических информационных системах схематически представлен на
рисунке 3.
Методы дистанционного зондирования основаны на применении сенсоров, которые размещены на космических аппаратах и предназначены для регистрации электромагнитного излучения в форматах, существенно более приспособленных для цифровой обработки, и в более широком диапазоне электромагнитного спектра. В большинстве методов ДЗЗ используют инфракрасный диапазон отраженного излучения, тепловой инфракрасный и радиодиапазон электромагнитного спектра.
Аэрокосмические снимки получают с помощью технических средств малой авиации (самолеты типа Ан-2, Ан-30, Cesna, L-410; вертолеты типа Ми-8Т, Ка-26), беспилотной авиационной системы (беспилотный летательный аппарат (БПЛА) в совокупности с его приборным оснащением) или со спутников (Ресурс-ДК1, WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1, QuickBird и др.).
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) – это летательный аппарат без экипажа на борту, оснащенный двигателем и имеющий полезную нагрузку и продолжительность полета, достаточные для выполнения специальных задач. В его программно-приборное оснащение входят интегрированная навигационная система, приемник спутниковой навигационной системы, накопитель полетной информации. БПЛА запускается вручную, взлетает, садится в автоматическом режиме по заранее спланированному в ГИС маршруту и выполняет цифровую съемку местности. Каждый снимок сопровождается полным набором цифровой информации (географические координаты центральной точки снимка, высота съемки, угол экспонирования) и телеметрических данных для переноса и использования в ГИС-системах.
Применение БПЛА, по сравнению с аэрофотосъемкой, проводимой с помощью самолетов, имеет следующие преимущества : возможность съемки с небольших высот и вблизи объектов; оперативное получение снимков высокого разрешения; возможность применения в зонах чрезвычайных ситуаций без риска для жизни и здоровья пилотов.
Экономические аспекты технологии точного земледелия
При внедрении системы технологий точного земледелия необходимо учитывать предполагаемые затраты на каждую из них и многочисленные факторы и обстоятельства, которые в итоге обеспечивают эффект.
Одни категории затрат реализуются один раз в 5–10 лет, другие – ежегодно. Привлекательность технологий точного земледелия, как и других технологических инноваций, на практике определяется экономической эффективностью.
Большинство современных подходов к экономическому анализу технологии точного земледелия сводится к оценке применяемой техники и соответствующих технологий при выращивании отдельной сельскохозяйственной культуры. Вместе с тем очевидно, что общий агроэкономический эффект от интеграции технологий точного земледелия в масштабах хозяйства с учетом синергетических эффектов будет более высоким по сравнению с применением отдельных технологических комплексов.
В отличие от других современных инновационных процессов, как, например, генной инженерии, отношение населения и потребителей к точному земледелию, как правило, положительное или нейтральное. Повышается наукоемкость сельскохозяйственного производства и привлекательность сельскохозяйственных профессий, особенно среди молодого поколения фермеров и специалистов. Однако технологии точного земледелия внедряются в сельскохозяйственную практику сравнительно медленно.
Экологические аспекты технологии точного земледелия
Внедрение технологии точного земледелия обеспечивает получение положительных экологических эффектов за счет дифференцированного применения химических средств защиты растений на отдельно взятых полях с учетом их дифференциации по плодородию почв и другим условиям роста и развития растений. При этом достигаются экономия материально-технических ресурсов за счет более рационального их использования и положительный экологический эффект.
В научной литературе экологические эффекты от применения технологий точного земледелия определяют при сравнении дифференцированной обработки отдельно взятого поля с традиционными сплошными обработками без учета различий по плодородию, но при одинаковом уровне прикладываемых усилий.
Снижение интенсивности обработки почвы с учетом дифференциации глубины в пределах отдельно взятого поля обеспечивает прежде всего возможность сокращения расхода горючего.
Экологический эффект от применения дифференцированной технологии посева в зависимости от неоднородности поля в целом, вероятно, ниже по сравнению с дифференцированной обработкой почвы, а его количественная оценка гораздо сложнее.
В результате обеспечивается экономия посевного материала, удобрений и средств защиты растений, а также снижается потребность в посевных площадях. Очевидно, что экологический потенциал этого элемента технологии точного земледелия невысок.
Дифференцированное внесение удобрений имеет, несомненно, более высокий положительный экологический эффект. При уменьшении расхода удобрений в связи с дифференцированным их внесением можно ожидать снижение совокупного отрицательного влияния на внешнюю среду, как при их производстве, так и при внесении. При этом сокращаются расход невозобновляемых энергетических ресурсов, а также поступление содержащихся в удобрениях тяжелых металлов (урана, кадмия) в почву. Количественная оценка этих эффектов затруднительна. Кроме того, в ряде случаев применение технологий точного земледелия связано с увеличением доз вносимых удобрений с целью повышения экономической эффективности адаптивно-ландшафтного земледелия.
Эффективное управление популяциями агроценозов обеспечивает повышение уровня их саморегулирования. Благодаря этому применение технологии точного земледелия открывает дополнительные возможности для управления резистентностью популяций вредных организмов к средствам защиты растений.
Яровая пшеница, 2006г.
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.
- 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
МТЗ-1221 с установленным Hydro-N-Sensor и Amazone ZA-M 1500
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.
Кабина МТЗ 1221 с установленными бортовыми системами для точного земледелия
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.
Читайте также: