Что такое точное земледелие?

Моя семья занимается агробизнесом с конца 1800-х годов, когда мой прадед основал семейную ферму в районе Бейсекер недалеко от Калгари. За прошедшие годы наш бизнес эволюционировал от выращивания сельскохозяйственных культур до продажи сельскохозяйственного оборудования, где главной задачей для нас стало продвижение современных технологий в сельском хозяйстве.

Сельское хозяйство в целом претерпело аналогичную эволюцию. Технология стала неотъемлемой частью ведения бизнеса для каждого фермера, розничного торговца и агронома. Недавнее исследование, проведенное Hexa Reports, показало, что к 2025 году точное сельское хозяйство должно вырасти до 43,4 миллиарда долларов. Для концепции, которая родилась только в 1990-х годах, это весьма впечатляет.

Растущий уровень внедрения технологий в сельском хозяйстве никого не должен удивлять. Сельское хозяйство высокозатратное и трудоемкое. Фермеры вынуждены использовать современные технологии для повышения эффективности и управления затратами.

Но что именно означает модное словосочетание «точное сельское хозяйство»?

Точное сельское хозяйство также известно как точное земледелие или прецизионное земледелие. Возможно, самый простой способ понять, что такое точность, - это думать обо всем, что делает практику ведения сельского хозяйства более точной и контролируемой, когда речь идет о возделывании сельскохозяйственных культур и выращивании скота. Ключевым компонентом этого подхода к управлению фермой является использование информационных технологий и широкого спектра элементов, таких как GPS-навигация, системы управления, датчики, робототехника, беспилотники, автономные транспортные средства, технологии с переменной нормой внесения, отбор проб почвы на основе GPS, автоматизированное оборудование, телематика и программное обеспечение.

Первая волна точного земледелия

Точное земледелие зародилось благодаря внедрению GPS-навигации для тракторов в начале 1990-х годов, и внедрение этой технологии в настоящее время настолько широко распространено во всем мире, что это, пожалуй, самый наглядный пример точного земледелия на сегодняшний день. John Deere был первым, кто представил эту технологию, используя данные о местоположении трактора с GPS-спутников. GPS-контроллер в фермерском тракторе автоматически управляет оборудованием на основе координат поля. Это уменьшает ошибки рулевого управления водителями и, следовательно, исключает пропуски и перекрытия. В свою очередь, это приводит к меньшему расходу семян, удобрений, топлива и времени.

Точная агрономия

Точная агрономия - еще одна важная часть, соединяющая методологии и технологии. По сути, речь идет о предоставлении более точных методов ведения сельского хозяйства для посадки и возделывания сельскохозяйственных культур. Точная агрономия может включать в себя любой из следующих элементов.

Технология с переменной нормой внесения (VRT). VRT относится к любой технологии, которая обеспечивает переменное применение ресурсов (семян, удобрений, пестицидов) и позволяет фермерам контролировать количество ресурсов, которые они применяют в конкретном месте. Основные компоненты этой технологии включают компьютер, программное обеспечение, контроллер и систему дифференциального глобального позиционирования (DGPS). Существует три основных подхода к использованию VRT: на основе карт, на основе датчиков и в ручном режиме. Принятие технологии с переменной нормой внесения в настоящее время оценивается уже в 15% в Северной Америке и, как ожидается, будет быстро расти в течение следующих пяти лет.

Отбор проб почвы по координатам GPS. Тестирование почвы с поля позволяет выявить уровень доступных питательных веществ, уровень pH и ряд других данных, которые важны для принятия обоснованных и рентабельных решений. По сути, отбор проб почвы позволяет производителям учитывать различия в продуктивности на поле и разрабатывать план, который учитывает эти различия. Затраченные усилия по сбору и отбору проб позволят использовать данные для ввода в приложения с переменной скоростью для оптимизации посева и удобрений.

Компьютерные программы. Компьютерные программы можно использовать для создания точных планов фермы, карт полей, индекса NDVI и карт урожайности. Это, в свою очередь, позволяет более точно применять такие исходные материалы, как пестициды, гербициды и удобрения, что помогает сократить расходы, повысить урожайность и экологичность производства. Сложность этих программных систем заключается в том, что они иногда представляют собой узкую ценность, которая не позволяет использовать данные для принятия более масштабных фермерских решений, особенно при поддержке эксперта-консультанта. Еще одна проблема, связанная со многими программными приложениями, - плохие пользовательские интерфейсы и невозможность интегрировать предоставляемую ими информацию с другими источниками данных, чтобы обогатить и показать значительную ценность для фермеров.

Технология дистанционного зондирования. Технология дистанционного зондирования используется в сельском хозяйстве с конца 1960-х годов. Это может быть бесценным инструментом, когда дело доходит до мониторинга и управления земельными, водными и другими ресурсами, и помочь определить все: от факторов, способных вызывать стресс у культуры в определенный момент времени, до оценки количества влаги в почве. Эти данные обогащают процесс принятия решений на ферме и могут поступать из нескольких источников, включая беспилотники и спутники.

На самом базовом уровне точная агрономия играет роль агронома-аналитика и помогает сделать методы, которые он использует, более точными и масштабируемыми.

Основной целью точного земледелия и точной агрономии является обеспечение рентабельности, эффективности и устойчивости при одновременной защите окружающей среды. Это достигается за счет использования больших данных, собранных с помощью данной технологии, для принятия непосредственных и будущих решений по всем вопросам: от того, где в поле следует применять конкретную норму, до того, когда лучше всего применять химикаты, удобрения или семена.

Хотя принципы точного земледелия существуют уже более 25 лет, только за последнее десятилетие они стали мейнстримом благодаря технологическому прогрессу и внедрению других, более универсальных технологий. Внедрение мобильных устройств, доступ к высокоскоростному Интернету, недорогие и надежные спутники - для позиционирования и съемки - и сельскохозяйственное оборудование, оптимизированное производителем для точного земледелия, являются одними из ключевых элементов новых технологий точного земледелия. Некоторые эксперты предположили, что более 50% современных фермеров используют по крайней мере один из элементов систем точного земледелия.

Пропаганда за совершенство

Инновации в области точного земледелия продолжаются, и все больше и больше фермерских хозяйств внедряют доступные технологии и практики. Как и в любой другой отрасли, нам нужно больше сторонников, чтобы добиться более широкого принятия и, следовательно, повышения эффективности. Производители нуждаются в поддержке, чтобы успешно внедрять новые технологии для обеспечения успеха. В интеллектуальном точном сельском хозяйстве мы поддерживаем наших производителей обучением и экспертной поддержкой фермеров.

Инфографика показывает, как фермеры могут пройти путь внедрения систем точного сельского хозяйства (схема).

Куда мы сегодня идем?

По мере того, как производители будут предлагать все более совершенное оборудование для точного земледелия, будут появляться и более совершенные технологии. Следующим большим достижением станет использование искусственного интеллекта (ИИ). Хотя ИИ никогда не сможет повторить сложные решения, которые фермеры должны принимать на регулярной основе, он вполне может быть использован для облегчения принятия таких решений.

Сегодняшние фермеры имеют доступ к большому количеству данных. При таком обилии данных на самом деле они часто не знают, что с ними делать. ИИ имеет возможность анализировать огромные объемы данных за короткий период и использовать их, чтобы предложить лучший курс действий. Затем эту информацию можно использовать для прогнозирования наилучшего времени для посадки, вспышек вредителей и болезней до их возникновения, а также для обеспечения управления машинами в полевых условиях, которое может предложить прогнозы урожайности и погодных условий во время уборки для эффективного маневрирования.

Я надеюсь, что это даст некоторое представление о точном сельском хозяйстве сегодня и о той важной роли, которую оно будет играть в будущем. Ожидается, что промышленные и технологические компании продолжат изучать возможности, связанные с объединением технологий и ПО, потребностями аграриев в производстве достаточного количества продовольствия, чтобы прокормить 9 миллиардов человек в мире в 2050 году.

Р. ШМАЛЬТЦ
Перевод Д. БЕЛОГО

НАША СПРАВКА

Реми Шмальтц является генеральным директором Decisive Farming, канадской программы для ферм, предлагающей точную агрономию, управление данными, маркетинг сельскохозяйственных культур и телематические услуги. Он обладает обширными познаниями в области сельского хозяйства, после того как вместе со своим братом приобрел агентство розничной торговли своей семьи Dynagra Corp, где начал инкубировать новые технологии в сельском хозяйстве, что привело к запуску проекта Decisive Farming в 2011 году.