Какие новшества появились в сельском хозяйстве кратко
Обновлено: 05.07.2024
Точное земледелий – тренд, набирающий обороты на Западе, понемногу приходит и в Россию. Одна из важных отраслей производства и промышленности в условиях современной реальности просто не может больше работать по-старому!
Важная проблема существующего сельского хозяйства заключается в том, что площади используются неравномерно, каждая культура и участок требуют определенного ухода. С практической точки зрения внедрение инновационных технологий приведет к значительному снижению расходов и масштабной экономии как площадей, так и средств.
В чем инновации?
На практике уже сейчас использование дронов и наземных датчиков позволяет вести фото- и видеосъемку в режиме реального времени, выявляя проблемы на месте. К примеру, расходовать удобрения только на те места, где это необходимо.
По прогнозам правительства Канады уже в 2020 году датчики и дроны, применяющиеся для отслеживания состояния почв, посевов станут нормой. На основании поступающей с них информации, интеллектуальные системы могут самостоятельно принимать решения о необходимости применения тех или иных агротехнических мероприятий.
Сейчас разрабатываются специальные системы, помогающие фермерам отслеживать самочувствие животных на ферме.
Новые дроны: помощь агроботов и как это происходит
Применение в сельском хозяйстве агроботов способно значительно повысить производительность и результативность труда. Учитывая, что даже сегодня доильные аппараты, дозаторы и раздатчики кормов практически полностью заменили тяжелую работу животноводов, перспективы применения агроботов в других отраслях сельского хозяйства вырисовываются довольно радужные.
К началу следующего десятилетия планируется массовое внедрение роботов, способных проводить большое количество работ: вспашку, прополку, полив, внесение удобрений и сбор урожая. Умные системы, управляющие сегодня парой-тройкой дронов, будут контролировать и регулировать деятельность целого парка сообщающихся роботов.
Другие современные разработки
Для каждой из проблем человечества, касающихся питания, ученые ищут и находят решения:
· Источники еды. Быстрыми темпами разрастающееся количество людей в очень скором будущем может спровоцировать проблему поиска новых источников пищи. По заверению ученых, одним из решений является использование насекомых в пищу, тем более, что в некоторых странах этот метод практикуется уже давно. В земледелии планируется освоение высокогорных склонов для выращивания киноа и проса, а достойную конкуренцию злаковым могут составить водоросли.
· Селекция, как еще один способ борьбы с голодом. Это относится к выведению новых растений, в частности зерновых культур, устойчивых к поражению различными заболеваниями. При этом особое внимание будет уделяться высокой скорости селекции, то есть, использовать роботов для обработки результатов.
· Зеленая энергия. Выработку электроэнергии в будущем доверят экологичным и эффективным ветряным мельницам и солнечным батареям. Именно они и будут питать роботов, при этом помогут экономить средства, которые сейчас хозяйства пускают на оплату электричества и тепла.
· Вертикальные сады. Для многих и сегодня это понятие знакомо, однако в большинстве случаев применяются такие сооружения в декоративных целях. Уже через несколько десятилетий выращивание плодовых и овощных культур может быть реально даже в мегаполисах. Вертикальные фермы не требуют больших площадей и позволят собирать урожай круглый год.
Уже сегодня в лабораториях Лондона идут работы по выращиванию искусственного мяса. Первые добровольцы совсем недавно попробовали гамбургеры, изготовленные из этого продукта. По их оценкам мясо было жесткое и пресное, однако работы не прекращаются, поскольку это не прихоть ученых, а вполне обоснованная необходимость.
Сама система животноводства неустойчива и неэффективна в том виде, в каком она существует в современной реальности. Выпас скота занимает массу полезных площадей, а сами сельхозживотные потребляют огромную часть выращиваемого зерна. Плюс, продукты жизнедеятельности животных на фермах выделяют в атмосферу более 20% углекислого газа, что в разы превышает выхлопные.
Согласно исследованию компании Deloitte, 89% представителей агропромышленных комплексов видят необходимость повышения экономической эффективности путем автоматизации ключевых процессов. Рассмотрим пять изобретений, способных перевести сельское хозяйство на новый уровень.
Аэропоника — это процесс выращивания растений в воздушной среде без использования почвы. Удобрения и полив поступаю прямо к корням в виде аэрозоля. Поэтому аэропоника является самым безопасным и экологически чистым способом выращивания сельхоз культур естественным способом.
Эта технология известна уже 40 лет, однако компания Green IQ создала удобный комплекс на основе аэропоники для выращивания зелени в промышленных масштабах. Это специальные многоярусные контейнеры с интеллектуальной системой управления, которая следит за температурой и влажностью воздуха, количеством солнечных лучей, получаемых зеленью за день, контролирует полив растений и вентиляцию воздуха в теплице и собирает данные о работе всего оборудования.
Кроме автоматизированности, аэропоника позволяет эффективно использовать пространство. Например, Green IQ обещают, что с 1м2 их теплиц можно собрать урожай как с обычных 4м2. Также, культуры в среднем растут в 2-2,5 раза быстрее, чем при земельном выращивании, поэтому это еще и экономия времени.
Пустынная саранча — самый опасный перелетный вредитель в мире. Колонии интенсивно размножаются, быстро перемещаются на дальние расстояния и съедают все на своем пути. В худшем случае это коснется 20% всей суши на Земле.
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН инициировала создание eLocust3 — приложения для мониторинга и оперативного выявления саранчи пустынной. В приложении последние наработки в области информационных, коммуникационных и спутниковых технологий объединены в единую систему мониторинга и раннего предупреждения.
Система состоит из надежного планшета и специально разработанного программного обеспечения, которое позволяет производить мониторинг в труднодоступных и удаленных местах, где нет интернета. Полевой персонал собирает данные и передает их в реальном времени через спутник с поля в свои национальные саранчовые центры, прежде чем передать их в Информационную службу пустынной саранчи (DLIS) в штаб-квартире Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН в Риме.
После тестирования системы было сложно измерить результаты, потому что не все потери урожая происходят из-за саранчи. Но в 2013 году благодаря eLocust удалось локализовать шесть значительных вспышек чумы и не дать им перерасти в эпидемию. Во время чрезвычайной ситуации 2003–2005 годов в Западной и Северо-Западной Африке понадобилось 570 миллионов долларов США, чтобы взять ее под контроль. Ежегодная стоимость профилактики в зоне ЧС составляет 3,3 миллиона долларов. Поэтому деньги, потраченные в 2003-2005 годах, были эквивалентны 170 годам профилактического контроля.
Transport Genie создало систему сенсоров для транспортных средств, которые оценивают условия птиц во время перевозки. Система предусматривает контроль температуры и влажности, уровень двуокиси углерода и аммиака, вибрации кузова и температуры поверхности. Также, анализируется поведение водителя. При нарушении условий транспортировки, предупреждение автоматически отправляется заинтересованным сторонам.
Датчики передают информацию в режиме реального времени с помощью спутников, поэтому система работает бесперебойно даже в удаленных местах. Она может использоваться переработчиками для улучшения условий содержания птиц во время погрузки, перевозки и в птичниках.
F5 PMM — cистема предиктивной аналитики от Factory5 вовремя замечает критическое состояние того или иного узла комбайна и оповещает об этом оператора машины. Это позволяет не проводить излишние технические осмотры, а производить вмешательство тогда, когда это действительно необходимо.
Система формирует перечень рекомендуемых работ и оценивает качество их устранения, показывает общий коэффициент технической готовности комбайна. Это поможет приблизить его к единице к моменту зерноуборочного периода и эффективно использовать технику.
Чтобы такое стало возможным, F5 PMM использует все накопленные данные о комбайне, анализирует их, выстраивает закономерности и использует их для предсказания будущего. Результаты этой работы система выдает оператору на понятном ему языке в наглядном визуальном формате.
F5 Explorum — это платформа для распознавания объектов на снимках дистанционного зондирования земли. Система на базе компьютерного зрения и искусственного интеллекта анализирует ортофотопланы, определяет и выделяет границы зарослей борщевика меньше чем за минуту (на фотографиях разрешением 256 Мп). Она обучена на тысячах фотографий и умеет дообучаться в процессе работы.
F5 Explorum интегрируется в любые системы, frontend-интерфейс через веб-приложение и QGIS, и работает следующим образом:
1) Ортофотоплан поступает в программу.
2) Заранее обученные нейросети анализирует его и распознают объекты на фото.
3) Они же выделяет границы зарослей борщевика и отдельно стоящих сорняков и выдают ортофотоплан с четкими границами.
Тестовые испытания системы показали точность распознавания борщевика на ортофотопланах более 95%. Комплексная система, которая выявляет территории, зараженные борщевиком, определяет плотность сорняка, прокладывает маршруты обработки и подбирает эффективные гербициды, сэкономит 20-30% средств агрохимии. Система, также, ускоряет обработку участков более чем в два раза.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Сельское хозяйство в России в начале 20 века
Эта задержка, помимо вышеупомянутых причин, была вызвана прежде всего тем, что аграрный сектор не был включен в новые гражданские отношения. Сельское хозяйство во многом определяло общую картину страны, оно приносило почти половину национального дохода и включало 70,8% от общего числа работников в стране (промышленность: 20,3%, торговля и транспорт: 8,9%).
Усиливая промышленное развитие страны, царизм одновременно проводил политику, направленную на сохранение д отношений (п земельных владений, в платежей до 1906 года) Конечно, сельское хозяйство не отличалось от общих процессов, протекавших в экономике страны: производство зерна росло за счет лучшего использования сельскохозяйственной техники, использования сельскохозяйственной техники, увеличения посевных площадей, специализации отдельных районов и т. д. Но этот процесс был медленным, противоречивым, сложным. В конце XIX века в сельском хозяйстве сложилась кризисная ситуация: крестьянское хозяйство, низкая производительность труда, голод в неурожайные годы.
Только в годы первой русской революции самодержавие было вынуждено к преобразованиям в деревне, что дало отражение в аграрной реформе Столыпина.
Основные меры Столыпинской аграрной реформы таковы: во-первых, разрешался, поощрялся и поощрялся выход крестьян из общины на хутора и вырубки; во-вторых, фермы, помещики и государственные земли могли свободно отчуждаться, покупаться и продаваться; в-третьих, правительство организовало массовое переселение крестьян в Сибирь и другие районы. Программа П.А. Столыпина не ограничивалась только этими мерами. Он хотел внедрить систему начального образования для крестьян, создать единоличную крестьянскую собственность, организовать государственное страхование для крестьян, ввести подоходный налог и реформировать местное самоуправление. Огромные усилия правительства были достаточно сильными: техническое оснащение сельского хозяйства, производство зерна и доля России в мировом производстве и экспорте (в 1912 году российский экспорт зерна на 30% превысил экспорт Аргентины, Канады и Соединенных Штатов вместе взятых).
Результаты столыпинских реформ можно оценить по-разному: в 1914 году 25% крестьянских хозяйств вышли из общины, 60% из них продали свои доли. Слой зажиточных деревенских хозяев, который хотел создать Столыпин, не успел превратиться в большую силу. В Сибири за 10 лет переселилось более 3 миллионов человек, 17% из них вернулись на свои прежние места жительства. Аграрная реформа Столыпина считается довольно спорной. Некоторые Исследователи (Rybas S., L. Тараканова) считают Столыпина великим реформатором, который вывел страну на путь процветания и решения сложных проблем. Другие (А. Аврех, В. Дякин, П. Они согласны с тем, что столыпинская реформа была обречена на провал, потому что она проводилась вне демократии и против нее, сохраняя самодержавие, помещика. При всех значительных усилиях со стороны правительства община сохраняла свои позиции, только 18,7% крестьян хотели вести самостоятельное хозяйство. В целом российская экономика начала 20 века представляла собой довольно сложный, многослойный комплекс, в котором сосуществовали капиталистическая и докапиталистическая, промышленная и доиндустриальная экономические формы.
Несмотря на ускоренное развитие промышленности, аграрный сектор оставался лидером по удельному весу в экономике страны. 82% его населения было занято в этой отрасли. Он занял первое место в мире по объему производства: на его долю приходилось 50% мирового урожая ржи, 25% мирового экспорта пшеницы. Особенности сельского хозяйства:
■ зерновая специализация сельского хозяйства, которая привела к перенаселению сельского хозяйства и расточительству земель;
■ зависимость от цен на зерно на внешнем рынке в условиях растущей конкуренции со стороны США, Аргентины и Австралии;
■ Маломощная большая часть крестьянских хозяйств, рост производства наблюдался только в п betrieben хозяйствах и домохозяйствах зажиточных крестьян (не более 15-20% всех крестьян);
Положение России - это "зона рискованного сельского хозяйства", что привело к хроническим урожаям и голоду при низких технологиях сельского хозяйства;
сохранение полупустынных и патриархальных остатков в сельском хозяйстве аграрный сектор был лишь частично вовлечен в процесс модернизации. Именно проблемы сельского хозяйства стали основным ядром экономической, социальной и политической жизни страны начала века.
Таким образом, Россия встала на путь модернизации с отставанием от Западной Европы. Противоречия в развитии российской экономики были обусловлены недостаточным включением ее отдельных секторов в модернизацию. Самодержавие и политическое господство знати были серьезным тормозом экономического развития.
Датчики изменяют сельское хозяйство, позволяя в режиме реального времени отслеживать и диагностировать состояние выращиваемых культур, скота и сельскохозяйственных машин. Нужные продукты питания можно получить, используя генетические данные, или вообще начать производство мяса непосредственно в лаборатории. Автоматизация с помощью крупных и мелких роботов дает возможность контролировать зреющий урожай и ухаживать за ним. Инжиниринг обеспечит сельскому хозяйству новые средства, новые места и даже новые области экономики. В обзоре представлены рассчитанные экспертами даты, когда каждая технология будет жизнеспособной с научной точки зрения, когда в нее начнут активно инвестировать венчурные капиталисты, и когда технология станет финансово жизнеспособной.
В растениеводстве это прежде всего датчики воздуха и почвы, в животноводстве – температурные датчики, датчики движения, которые позволят в реальном времени увидеть, понять и оценить ситуацию на поле или внутри фермы. Такие датчики были научно обоснованы уже в 2013 году, активно получали инвестиции с 2015, а к 2016 году эта технология стала финансово жизнеспособной.
Датчики телематики сельхозоборудования на тракторах, комбайнах, других машинах и устройствах, позволяющие предупреждать механизаторов и механиков о том, что вскоре может произойти поломка. Научное обоснование технология получила в 2013 году, инвестиции - в 2016 году, а финансовую жизнеспособность в 2017 году.
Биометрия сельхозживотных с помощью ошейников с GPS, которые могут автоматически определять и передавать жизненно важную информацию в режиме реального времени. Технология получила научное обоснование в 2017 году, инвестиции с 2018, финансово жизнеспособной технология станет к 2020 году.
Датчики урожайности позволяют применять дифференцированное внесение удобрений, а также определять состояние посевов по всему полю, например, с помощью инфракрасного света. Научная идея получила подтверждение в 2015 году, стала мейнстримом в 2018 году, а в 2019 году станет и финансово жизнеспособной технологией.
Датчики работоспособности для мониторинга вибраций и общего состояния материалов в зданиях, фермах и другой инфраструктуре. Возможность напрямую передавать важную информацию прямо в бригады технического обслуживания. Научное обоснование технология получает сейчас, ожидается, что работы будут завершены к 2021 году. С 2025 года ожидается активное инвестирование, а к 2027 году - полная финансовая жизнеспособность этого направления.
Создание новых штаммов животных и растений для лучшего удовлетворения биологических и физиологических потребностей. Отказ от генетически модифицированных продуктов питания. Научное обоснование технология получила в 2016 году, активное инвестирование запланировано на 2021 год, финансовая жизнеспособность технологии будет достигнута в 2022 году.
Возможность регулирования переменной скорости для отдельных технологических операций на сельхозмашинах. Предварительное вычисление формы поля с учетом производительности различных узлов сельхозтехники обеспечит точность и дифференцированность выполнения отдельных операций. Научная жизнеспособность направления была обоснована в 2013 году, активное инвестирование началось в 2014 году, в 2016 году технология стала финансово жизнеспособной.
Быстрое итеративное селекционное разведение сельхозживотных. Анализ продуктивности потомства на генном уровне позволяет точно определить характеристики будущего потомства, а также предложить алгоритм улучшения характеристик потомства. Научная жизнеспособность технологии доказана в 2014 году, основные инвестиции начались в 2017 году, к 2018 году технология стала финансово жизнеспособный.
Сельскохозяйственные роботы или агботы. Автоматизация сбора фруктов, вспашка полей, уход за почвой, прополка, посадка, орошение и другие необходимые технологические операции. Научная жизнеспособность доказана в 2018 году, основное инвестирование предполагается в 2020 году, достижение финансовой жизнеспособности - в 2021 году.
Точное земледелие, основанное на наблюдении и реагировании возникающих полевых изменений. Благодаря спутниковым снимкам и датчикам фермеры могут оптимизировать издержки при большей сохранности ресурсов. Понимание изменчивости культур, анализ данных о геолокации и с различных датчиков максимально автоматизирует процесс принятия решений для сельхозпроизводителя. Научное подтверждение технология получила в 2019 году, активное инвестирование ожидается в 2023 году, финансовая жизнеспособность - в 2024 году.
Роботизированные фермерские рои - комбинация десятков или сотен сельскохозяйственных роботов с тысячами микроскопических датчиков, которые вместе могли бы отслеживать, предсказывать, выращивать и собирать урожай практически без вмешательства человека. Научная жизнеспособность направления, как ожидается, будет доказана в 2023 году, основное инвестирование и финансовая жизнеспособность запланированы на 2026 год.
Создание закрытых экологических систем, которые не зависят от обмена веществ вне системы. Такие замкнутые экосистемы способны превращать отходы в кислород, пищу и воду, чтобы поддерживать формы жизни, населяющие систему. Такие системы уже существуют в небольших масштабах, но технологические ограничения не позволяют им масштабироваться. Научная жизнеспособность технологии получила подтверждение в 2015 году, основные инвестиции в это направление ожидаются в 2020 году, финансовая жизнеспособность - в 2021 году.
Синтетическая биология - программирование живых систем с использованием стандартизированных частей по аналогии с тем, как сегодня программируются компьютеры с использованием стандартизированных библиотек. Конечная цель - способность проектировать, создавать и восстанавливать инженерные биологические системы, которые обрабатывают информацию, манипулируют химическими веществами, производят материалы и структуры, производят энергию, обеспечивают пищу, поддерживают и улучшают здоровье человека и его окружения. Научная жизнеспособность доказана в 2013 году, основные инвестиции ожидаются в 2023 году, возможная финансовая жизнеспособность технологии будет достигнута в 2024 году.
Вертикальное земледелие как естественное продолжение городского сельского хозяйства. Вертикальные фермы будут культивировать растения или животных в специализированных или смешанных небоскребах в городских условиях. Используя методы, подобные стеклянным домам, вертикальные фермы увеличивают естественное освещение. Обеспечение круглогодичного растениеводства, защиту от непогоды, поддержку городской продовольственной автономии и снижение транспортных расходов. Научная жизнеспособность будет окончательно достигнута в 2023 году, инвестирование и проект, и достижение его финансовой жизнеспособности ожидаются к 2027 году.
Читайте также: