Перечислите технологии растениеводства какие технологии вы можете назвать перспективными кратко
Обновлено: 02.07.2024
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.
§ 34. Культурные растения
Каждый день мы едим, одеваемся, умываясь, пользуемся мылом. Подумайте, что даёт нам эти возможности.
Сельское хозяйство – древнейшая отрасль хозяйства, обеспечивающая людей пищевыми продуктами, а различные отрасли промышленности – сырьём.
Сельское хозяйство включает в себя две основные отрасли: растениеводство и животноводство. Между собой отрасли тесно связаны, растениеводство, например, обеспечивает кормами животноводство.
Растениеводство – это отрасль сельского хозяйства, которая занимается выращиванием культурных растений, она включает в себя несколько подотраслей (рис. 1).
Рис. 1. Структура растениеводства
Важнейшей особенностью растениеводства является его зависимость от природных условий, так как они определяют способ выращивания растений: в закрытом или открытом грунте.
На первом месте среди продукции растениеводства находится зерно, которое является основным пищевым продуктом. Часть его идёт на производство кормов, оно является также сырьём для ряда отраслей промышленности. В России возделываются пшеница, рожь, овёс, кукуруза, просо, гречиха, рис, а также зернобобовые – горох, фасоль, чечевица и другие культуры. Современное производство зерна в мире достигает 1,9 млрд т. в год, причём 4/5 приходится на пшеницу, рис, кукурузу. По сравнению с другими группами растений выращивание зерновых является наименее трудоёмким и наиболее механизированным.
Для получения высоких урожаев используют различные технологии, которые включают в себя несколько технологических приёмов. К этим приёмам относятся основная и предпосевная обработка почвы, внесение удобрений, подготовка семян к посеву, посев, уход за посевами, уборка урожая.
Существует два вида технологий возделывания сельско-хозяйственных культур : традиционные и интенсивные. Интенсивные технологии отличаются от традиционных тем, что используют современные технические, агрохимические, биологические методы. Интенсивные технологии обеспечивают необходимый уровень минерального питания растений, их защиту от сорняков, болезней и вредителей, предпосевную обработку почвы с помощью специальных машин, посев на одинаковую глубину, уход за посевами с использованием опрыскивателей, уборку урожая высокопроизводительными техническими средствами.
При поливе растений в открытом и закрытом грунте используется современная технология капельного орошения . При таком способе полива вода доставляется по шлангам или пластиковым трубам малыми порциями (каплями). Это позволяет значительно сократить расход воды и удобрений, уменьшает риск возникновения эрозии почвы и делает невозможным недолив или перелив воды. В закрытом грунте применяется аэрозольное орошение почвы. Вместе с водой при таком поливе могут подаваться и удобрения. Автоматизация процесса подкормки позволяет внести рассчитанное количество полезных элементов в разные моменты роста культур, в соответствии с их жизненным циклом.
При выращивании растений в закрытом грунте используется метод гидропоники — выращивание растений без почвы в водном питательном растворе. Преимущества этого метода следующие: растения питаются раствором, который хорошо насыщен минеральными веществами; получают всё необходимое в доступном виде; быстро растут и дают хороший урожай; существует возможность выращивания экологически чистых овощей и ягод; экономится пространство, материалы, вода; отсутствуют грызуны; выращивание может быть круглогодичным.
В технологии борьбы с сорной растительностью используются биоразлагаемые химические препараты , действие которых направлено на угнетение роста сорняков.
Для борьбы с вредителями разработаны технологии ограничения проникновения вредителей в тепличное хозяйство; биоразлагаемые препараты применяются в малых концентрациях. Учёными разрабатываются биологические методы борьбы с применением новых видов бактерий и грибков, которые паразитируют на вредителях и способны уменьшать их численность.
Для получения хорошего урожая совершенствуются технологии разработки новых видов культур. В настоящее время создают генетически модифицированные культуры , которые могут обладать нужными свойствами, например устойчивостью к засухе и вредителям.
Основные понятия и термины:
сельское хозяйство, растениеводство, капельное орошение, аэрозольное орошение, гидропоника.
? Вопросы и задания
- Перечислите технологии растениеводства. Какие технологии вы можете назвать перспективными?
- Перечислите инновационные технологии сельского хозяйства. Как вы думаете, почему их можно считать инновациями?
Найдите в Интернете информацию о наивысшей продуктивности при выращивании пшеницы. Объясните, почему, на ваш взгляд, пшеница является основной продовольственной культурой на Западе.
Найдите в Интернете информацию о новых необычных технологиях сельского хозяйства, используемых в разных странах. Подготовьте рассказ о них.
Найдите информацию о какой-либо безотходной технологии сельского хозяйства. Объясните, где она применяется в сельском хозяйстве.
Сельское хозяйство является одной из крупнейших и наиболее важных отраслей на планете. Благодаря применению автоматизации, цифровизации, искусственного интеллекта и других технологий фермеры могут сокращать издержки на топливо, удобрения и многие другие затраты. Цифровизация сельского хозяйства дает возможность развиваться и повышать производительность. Сегодня мы расскажем вам о нескольких самых известных современных технологиях в сельском хозяйстве. Берите на заметку!
Искусственный интеллект
С каждым годом все больше компаний внедряют технологии искусственного интеллекта. Сюда относятся различные программные обеспечения, а также роботизированные комплексы, которые существенно улучшают и облегчают жизнь фермера. Искусственный интеллект – это большие данные, машинное обучение и многие другие технологии, о которых мы поговорим в нашей статье.
Автоматизация
Благодаря нее фермеры автоматизируют и упрощают производственные, технологические и бизнес-процессы. Вместе с этим увеличивается производительность работы. Автоматизацию применяют в животноводстве и земледелии. Например, существуют устройства автоматического создания микроклимата, отопления и вентиляции, системы водоснабжения, поточные системы первичной обработки молока. Уже появились роботы, которые сами доят и кормят коров, убирают за животными.
Что касается растениеводства и земледелия, то некоторые приборы могут анализировать вегетативный уровень растений, количество удобрений, почвенные пробы. Созданы навигационные GPS-системы, мониторы и карты урожайности, датчики влажности и температуры воздуха, грунта. Машины уже могут спокойно полоть сорняки и собирать урожай без участия человека, а некоторые системы – следить за количеством полива и посева.
Беспилотники
Наиболее перспективным направлением применения технологии использования дронов является сельское хозяйство. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) используют для планирования и контроля этапов сельскохозяйственного производства, для химической обработки посевов и различных растений. Фермер может в любое время получить необходимую информацию и проанализировать различные процессы в сельском хозяйстве.
Летающие беспилотники могут орошать плантации, оценивать состояние здоровья растений, анализировать засаженные культурами участки. Комбайны-беспилотники способны вспахивать поля, сеять и убирать урожай.
Internet of Things (от английского – интернет вещей) – это сеть умных гаджетов, которые помогают фермерам контролировать важную информацию о поле и растениях. Например, датчики определяют температуру воздуха, качество почвы, повышение урожайности, делают прогнозы на будущие посевы. Благодаря интернету вещей биологи изучают геномы и микроклимат, тем самым улучшая качество получаемого урожая. Фермеры также могут использовать спутниковые снимки для мониторинга сельскохозяйственных операций и определять местоположение техники. Датчики могут помочь и в животноводстве – они следят за биоритмами и активностью животных.
Машинное обучение
Компьютерное зрение
Камеры записывают происходящее и анализируют, что происходит на местности. В растениеводстве компьютерное зрение может распознать заболевания растений, выявить их признаки или же распознать вредителей по данным аэрофотосъемки. Это делается благодаря сверхточным нейронным сетям, которые являются основным подходом к компьютерному зрению. При этом программа орошает только те участки, которые в этом нуждаются.
В современном сельском хозяйстве технологии определяют многое, а технология растениеводства сегодня имеет значительные отличия от того, чтобы было несколько десятилетий назад.
Даже в то время, когда сельское хозяйство только зарождалось, люди пытались придумать, как можно повысить эффективность труда и снизить затраты. В частности, люди на собственном опыте узнавали, каким образом лучше обрабатывать землю, какие удобрения подходят для тех или иных культур, какие культуры совместимы, а какие нет и так далее. Со временем опыт накапливался, что позволяло повышать урожайность. Многие правила, которыми руководствовались земледельцы много веков назад актуально и сегодня.
Российская технология растениеводства была перенята у Советского Союза, что создавало определенные проблемы. Дело в том, что в СССР первостепенной задачей являлось обеспечение максимальной занятости населения. Для этих целей зачастую затягивался процесс модернизации аграрного сектора. Малая эффективность труда с лихвой компенсировалась масштабами сельскохозяйственного производства. После Распада СССР российской сельское хозяйство столкнулось с тем, что республики, получившие независимость, теперь были основными конкурентами российских аграриев.
Под технологией растениеводства подразумевается совокупность всех способов организации работ, направленных на обеспечение максимального урожая определенных культур. Однако сюда включается не только процесс непосредственного посева и сбора урожая. Также этот процесс включает в себя сопутствующие работы: внесение минеральных удобрений, механическая обработка почвы, селекционные работы.
Если говорить об удобрении почвы, то люди очень давно заметили, что определенные вещества могут оказывать позитивное влияние на урожайность, однако современные технологии позволяют производить удобрения, идеально подходящие для конкретной культуры. Что касается обработки почвы, то здесь чего-то принципиально нового человечеству изобрести за последние несколько десятков лет не удалось. Все изменения касаются скорости процессов. Всю самую тяжелую работу взяла на себя техника, что позволило людям обрабатывать огромные площади. Наибольших достижений, безусловно, удалось достичь в селекции.
Одной из сложностей современного аграрного хозяйства является тот факт, что малый бизнес зачастую не может на равных конкурировать с государственными компаниями, так как на развитие приходится тратить огромные деньги. Зачастую технология растениеводства может серьезно меняться в течение нескольких лет. Но, так или иначе, именно современные технологии могут позволить обеспечить население всего мира продовольствием.
Читайте также: