что такое точное земледелие
Что такое точное земледелие
Aggeek отвечает на основные вопросы о точном земледелии.
Точное земледелие — что это?
Точное земледелие (или прецизионное — от precision agriculture) — это комплексный подход к управлению продуктивностью почвы с применением компьютерных и спутниковых технологий. А именно: глобального позиционирования GPS, оценки урожайности YMT (Yield Monitor Technologies), географической информационной системы GIS, дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), переменного нормирования VRT (Variable Rate Technology) и других. Такое земледелие основано на учете дифференцированности среды обитания посевов в пределах одного поля.
Точное земледелие — это спутниковые технологии и компьютеры. Источник: agronews.com
Хорошо, так а суть в чем?
Если говорить кратко, точное земледелие — это управление урожайностью на каждом отдельном участке посевной площади. Ведь условия для развития растений в разных местах одного и того же поля подобные, но не одинаковые. С помощью спутниковой съемки и других современных технологий по каждому участку можно определить реальные потребности всходов в удобрениях, поливе и прочем. После чего — удовлетворить эти потребности, управляя агрегатом с компьютерной точностью. В результате эффект получится максимальным, а расход веществ — оптимальным.
Поля разбиты на единичные участки. Источник: сельхозпортал
Точное земледелие не следует путать с инновационными приемами обработки почвы. Это не просто очередная технология, предусматривающая какой-то определенный перечень технического оборудования и методических рекомендаций. Это общая концепция. Она заключается в использовании разных технологий: GPS, подробного картографирования, параллельного вождения и других. Их можно применять все сразу либо лишь некоторые, на усмотрение руководства. Главное — выполнение поставленных задач и достижение запланированного эффекта.
Зачем это нужно?
А есть ли вообще необходимость во внедрении точного земледелия? На полях сейчас работают высокопроизводительные машины, селекционеры выводят новые сорта, в агрофирмах осваиваются передовые технологии. Разве этого недостаточно? К сожалению, нет.
Принципы работы сельского хозяйства аналогичны законам любого другого бизнеса. Эффективность достигается за счет повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции. На рубеже XX-XXI вв. поставленные цели достигаются при помощи таких классических инструментов:
Актуальность перечисленных инструментов не оспаривается. Речь не идет о том, чтобы от них отказаться. Вопрос в другом. Все они, за исключением, пожалуй, только новых технологий (ноу-тилл, мини-тилл, стрип-тилл), при современном уровне развития науки работают «на пределе». Цены на технику, семена, удобрения и СЗР постоянно растут.
Чтобы решить проблему интенсификации агропроизводства, указанный список можно дополнить новыми инструментами, прежде недоступными. Это компьютерные и спутниковые системы. Вот их-то и предлагается использовать для серьезного улучшения результатов труда.
Что лежит в основе такой системы?
Точное земледелие основывается на применении максимально детализированных по участкам и характеристикам карт полей. Имеющиеся кадастровые карты дают мало полезной информации, определяя в основном границы поля на местности. А ведь нужны еще сведения об уровне влажности почвы (в том числе УГВ), химическом составе, преобладающих ветрах, угле наклона поверхности, количестве солнечного излучения, наличии естественных и искусственных объектов и расстояния до них (водоемы, леса, дороги, предприятия и прочее). Чем подробнее получается карта, чем больше факторов в ней учтено, тем точнее будут работать компьютерные и спутниковые технологии. И тем быстрее и эффективнее можно вносить изменения в производственный процесс.
Есть разные методики составления подобных карт. Со спутников получается необходимая информация, на местности берутся пробы грунта, по каждому участку выполняется общий анализ. Карты составляются на компьютере и совмещаются с прочим оборудованием.
Результат работы программы по получению растровых или векторных данных. Источник: zoner.bayer.com
Затем на основе имеющихся электронных карт прописываются точные рекомендации. В них по каждому участку указывается, сколько надо внести семян, воды, удобрений. Эти инструкции загружаются в бортовой компьютер выезжающей в поле сельхозмашины.
Во время работы агрегата участие в процессе человека (механизатора) сводится к минимуму. В основном он контролирует, правильно ли машина выполняет инструкции. Техника, ведомая спутниковой навигацией, движется по полю, вносит в грунт семена и удобрения, регулируя их количество на каждом участке согласно полученным рекомендациям. Благодаря GPS курс прокладывается так, чтобы исключить накладки или просветы между обработанными полосами. Это называется системой параллельного вождения.
Количество вносимых препаратов строго определено для каждого участка поля. Источник: www.deere.ru
Насколько система параллельного вождения точна? В чем ее эффективность?
Параллельное вождение — это движение сельскохозяйственной машины по GPS-сигналу. Если используется бесплатный канал, то точность курса будет равна 30 см. Если платный — то 2,5 см. В последнем случае площадь участков, обработанных дважды (накладки) или совсем не обработанных (просветы), значительно уменьшается. Кроме того, сокращается ширина полосы разворота и длина холостого хода. В результате расход топлива, удобрений и семян снижается до 20%
ПО и приборы для техники точного земледелия. Источник: Phys.org
Важен еще один фактор. Во время опрыскивания при «обычном» вождении механизатор, стараясь работать без огрехов, нередко проходит по соседним полосам с перекрытием, как показывает практика, шириной от 0,5 м до 1,5 м. По разным оценкам, «нахлест» составляет от 5 до 15% площади поля. Это значительно повышает фитологическую токсичность внесенных химикатов и снижает качество продукции. Использование GPS-навигации сводит двойную обработку к минимуму, фактически устраняя данный недостаток.
Возможность выполнять механизированные работы (пахота, культивация, внесение удобрений, посев, уборка) с минимумом «лишних» движений — это не единственное преимущество данной системы. Она позволяет работать ночью так же точно и эффективно, как днем. Это очень важно в годы с неблагоприятными погодными условиями, когда для выезда в поле выпадает несколько подходящих дней и в буквальном смысле слова нельзя терять ни единого часа.
Система параллельного вождения является наиболее популярным элементом точного земледелия по двум причинам. Во-первых, она не требует больших капиталовложений. Окупается за один-два года. Во-вторых, она достаточно простая в технологическом отношении.
Какие технологии применяются в системе точного земледелия?
Описанные выше подробное картографирование и параллельное вождение — это тоже технологии, притом самые распространенные. О прочих можно сказать, что к точному земледелию относятся фактически все технологии, которые основаны на использовании спутниковых и компьютерных систем и применяются для оптимизации расхода ресурсов.
Наиболее популярны следующие:
GPS-мониторинг. При помощи спутниковой навигации можно не только организовать параллельное вождение. Она хорошо подходит для того, чтобы в любой момент определить местоположение сельскохозяйственной машины. Достаточно смонтировать GPS-маяки на весь служебный и технологический транспорт. После этого можно легко контролировать, не расходуют ли водители и трактористы топливо предприятия для поездок по личным делам.
Орошение. Нередко агрофирмы сталкиваются с тем, что в нужное время поливной воды не хватает в достаточном количестве. Благодаря современным технологиям влажность почвы контролируется 24 часа в сутки. Автоматизированная техника дает возможность поливать только критичные участки. В результате вносится столько воды, сколько необходимо. Это более эффективно, чем заливать все поле по графику.
Датчики. Если на полях разместить беспроводные датчики, то контроль важнейших характеристик, таких как влажность почвы, состояние посевов и другие, можно выполнять удаленно в реальном времени. В результате специалисту не нужно каждый день ездить по полям, расходуя топливо и рабочее время. Кроме того, реакция на любые изменения становится более оперативной.
Мобильные гаджеты. В сельском хозяйстве надо широко применять планшеты, смартфоны и прочие девайсы. После инсталляции специальных приложений с их помощью можно, выезжая в поле, сразу отследить состояние грунта и растений, после чего на месте провести первичный анализ.
Ноутбук — помощник агронома. Источник: www.dsnews.ua
Технология SMART («облака»). Правильная постановка «умной» цели позволяет объединить в общую информационную систему все основные объекты, такие как здания, оборудование, техника. После этого их работу и состояние можно не только контролировать из единого центра — таким образом ими можно даже частично управлять.
Роботизация. Чем дальше развиваются технологии, тем больше появляется машин, способных работать самостоятельно, без постоянного контроля со стороны оператора. Подобные системы уже разработаны практически для всех основных этапов растениеводства: посева, уборки, полива, внесения удобрений.
Агродрон обследует состояние поля. Источник: agropolit.com
В чем достоинства точного земледелия?
А недостатки?
Нетрудно заметить, что перечисленные недостатки являются, скорее, не столько базовыми минусами, сколько проблемами роста. Они не становятся непреодолимым препятствием для тех, кто понимает, что за точным земледелием будущее. И кто раньше его освоит, тот получит преимущества в борьбе за рынок сбыта.
Точное Земледелие – Суть, Технологии, Эффективность
Точное земледелие – инновационный метод в сельском хозяйстве с использованием новейших технологий для улучшения качества урожая. Технологии точного земледелия предусматривают использование точных данных дистанционного зондирования, таких как снимки или видеоизображения с дронов или спутников. Такие изображения позволяют эффективно наблюдать за состоянием почв и урожаев. Этот метод земледелия привлекает все больше внимания со стороны аграриев, поскольку оно помогает сократить расходы и улучшить состояние окружающей среды.
Что Такое Точное Земледелие И Какие Перспективы Его Внедрения?
Точное земледелие – это вершина современного этапа сельскохозяйственной революции, которая началась в начале ХХ века как результат автоматизации. Она продолжилась в 1990 году, когда были введены новые методы генетической модификации.
Чтобы понять принципы точного земледелия, сначала необходимо определить, что это такое и в чем его преимущества для аграриев. Этот метод также известен под названием точное сельское хозяйство. Это концепция, которая предполагает наблюдение, измерение и реагирование на внешнюю и внутреннюю изменчивость сельскохозяйственных культур на полях с применением информационных технологий (ИТ).
Основная цель системы точного земледелия определяет его преимущества. Этот подход описывает требования к сельскохозяйственным культурам и почвы для оптимальной производительности с одной стороны, и сохранения ресурсов, обеспечения экологической устойчивости и защиты с другой. Этот метод регулярного ведения сельского хозяйства помогает решить важнейшие проблемы земледелия: избыточное использование ресурсов, большие расходы и разрушительное воздействие на окружающую среду.
В наше время новейшие научно-технические открытия облегчают жизнь фермеров и позволяют им справляться с различными вызовами быстрее, чем когда-либо.
Учитывая множество доступных методов, аграрии, естественно, хотят иметь лучший и эффективный продукт за свою цену. Итак, с какого метода лучше всего начать? Оценивая плюсы и минусы каждой конкретной технологии, мониторинг с помощью спутников и другого оборудования для точного земледелия можно рассматривать как наиболее экономичный и доступный вариант.
Пространственные изображения и инструменты для их толкования, используемые в точном земледелии, позволяют фермерам распознать проблемные промежутки, решить, какой метод следует применять в целевой зоне и рассчитать для этого лучшее время.
Базовые Технологии Точного Земледелия
Как Используются Технологии Точного Земледелия?
Точное земледелие позволяет осуществлять удаленный контроль и управление полями с использованием датчиков на самих полях, а также дронов и спутников для наблюдения с неба. Все эти средства подходят для своих конкретных целей, поэтому выбрать их непросто.
Спутниковые изображения изначально кажутся наиболее прибыльным вариантом дистанционного зондирования. И вот почему: как и предполагает это словосочетание, онлайн-программное обеспечение (и, в частности, Crop Monitoring) позволяет собирать, обрабатывать и анализировать данные онлайн.
Использование таких ІТ-продуктов для точного земледелия позволяет сохранять полную информацию в одном месте, получать исторические данные и их сравнительный анализ, составлять отчеты и делиться любой необходимой информацией со всеми участниками процесса управления полями (фермерами, агрономами, аграриями, работающих на полях, страховыми компаниями, трейдерами и т. д.).
EOS Crop Monitoring
Спутниковые снимки с высоким разрешением для аналитики полей – контролируйте здоровье посевов дистанционно!
Среди всего прочего, наш продукт также решает следующие вопросы:
Пространственные Изображения Получены – Что Дальше?
Для эффективности точного земледелия, собрать данные – это еще не все – их необходимо проинтерпретировать. Преимущество онлайн-сервисов в том, что они также включают инструменты для обработки данных.
Основные аналитические инструменты включают:
Индексы Растительности (Вегетационные Индексы)
Этапы Роста
Актуальная информация о цикле роста растений позволяет агрономам, использующим технологию точного земледелия, грамотно выбрать наиболее благоприятное время для полевых работ. Последние включают внесение удобрений, инсектицидов, фунгицидов; распределение ирригационных и дренажных систем. Таким образом, вы можете подбирать самое удачное время для решения задач на своем хозяйстве.
Зонирование Полей По Уровню Производительности
Поскольку поля на вашем хозяйстве различаются по составу почвы, потребности в питательных веществах, способности удерживать воду и многим другими характеристиками, лучший способ – это применение техники зонирования поля. Система точного хозяйства предлагает дифференцированный подход к определению целевого назначения земли и способа ее обработки.
Это делается с помощью спутниковых снимков практически в реальном времени, а также сравнительного анализа исторических данных в определенной ретроспективе. Когда вы замечаете определенное сходство – это, скорее всего, закономерность, которую можно заставить работать на вас с помощью системы точного хозяйства.
Интернет Вещей (англ. Internet of Things)
Интернет вещей и робототехника заменяют людей во многих сферах жизни, и сельское хозяйство не исключение. На данный момент есть несколько приложений, которые могут рассчитывать количество посадочного материала или необходимых питательных веществ на гектар даже точнее, чем человек! Используя технологии точного земледелия, вы можете получать информацию о посевах и прогноз погоды прямо на свой телефон.
Автоматизированные гаджеты достаточно умны, чтобы отличать сорняки от растений и спелые плоды от незрелых.
Геоинформационная Система (ГИС)
Вам необходимо определить точное местонахождение оборудования, а не просто знать, где оно находится. В точном земледелии, ГИС карты улучшают сельскохозяйственные операции и общую производительность. Сеялки и дождевики, управляемые компьютером, не проходят одну и ту же линию дважды, а, значит, не покрывают один участок несколько раз и не допускают пропущенных участков.
Эта инновация точного земледелия в сельском хозяйстве снижает затраты материалов и защищает природу в случае применения химикатов, не говоря уже о том, что чрезмерное удобрение и полив уничтожаю
Crop Monitoring – Ваш Первый Шаг К Системе Точного Земледелия
Упрощая определение точного земледелия, можно сказать, что это получение и обработка точной информации для растениеводства практически в реальном времени с помощью новейших компьютерных технологий.
Конечная цель данной технологии – найти наиболее эффективные решения.
С помощью Crop Monitoring вы можете сохранять весь набор данных в одном месте и получать подробный и всесторонний анализ погодных условий, стадий роста растений, оптимального количества и времени для посева или внесения удобрений, зонирование полей ГИС и многое другое.
Интеллектуальное программное обеспечение уведомит вас о погоде, состоянии урожая и аномалиях его развития заранее, чтобы предотвратить потери.
Обладая релевантной информацией и компетентными рекомендациями относительно точного земледелия, вы сможете максимально эффективно использовать свое хозяйство, уменьшить количество семян и удобрений и внести свой вклад в охрану природы.
Высокотехнологичный инструмент сельского хозяйства, обеспечивает надежную аналитику состояния полей для фермеров, агротрейдеров и страховщиков.
Точное земледелие: принцип работы и и перспективы
Современный мир, каким мы его знаем, во многом стал возможен благодаря революции в сельском хозяйстве. Технологический прогресс многократно повысил производительность труда в этой отрасли, и теперь достаточно небольшой процент людей занятых в сельском хозяйстве способен прокормить все население планеты. Однако прогресс не стоит на месте, и находятся новые методики повышения эффективности отрасли. Одной из самых актуальных технологий современности явля6ется точное земледелие.
Что такое точное земледелие?
Современное сельское хозяйство работает по тем же принципам, что и любой бизнес — постоянное стремление снижать себестоимость единицы продукции и повышать производительность в расчете на единицу затраченных ресурсов.
На протяжение всего XX века достигать этих целей позволял классический инструментарий — использование все более:
Сегодня эти инструменты по-прежнему актуальны, но их потенциал практически достиг предела, возможного при современном уровне технологий. В то же время появились новые инструменты, недоступные прежде. В частности спутниковые и компьютерные технологии, ставшие общедоступными.
Точное земледелие — это система управления продуктивностью посевов, основанная на использовании комплекса спутниковых и компьютерных технологий. Вместо того, чтобы пахать, сеять, вносить удобрения «на глаз», как это делалось на протяжении всей предыдущей истории сельского хозяйства, сегодня фермеры могут точно рассчитать количество семян, удобрений и других ресурсов для каждого участка поля с точностью до метра.
После того как на основе спутниковых и лабораторных данных составляется точная карта поля с указанием характеристик каждого его участка, фермер получает возможность более рационально распределять ресурсы между ними. Таким образом, удается избежать перерасхода ресурсов там, где они прежде использовались в избытке, и повысить продуктивность тех участков поля, которые ранее недополучали в удобрениях, вспашке или поливе.
При достаточно большом масштабе такой подход позволяет снизить расходы на производство единицы продукции и повысить отдачу с каждого квадратного метра земли. Кроме того, эта технология открывает дополнительные возможности для повышения качества продукции и в глобальном масштабе снижает нагрузку на окружающую среду.
Система точного земледелия — это не строго определенный набор методик и технических средств, а, скорее, общая концепция, основанная на использовании технологий спутникового позиционирования (GPS), геоинформационных систем (GIS), точного картографирования полей и др.
Принцип работы системы точного земледелия
Точное земледелие это множество отдельных технологий, необходимость внедрения которых определяется на усмотрение собственников и руководителей агропредприятия. То есть можно использовать как все технологии сразу, так и лишь некоторые, эффект от которых будет наиболее значительным для данного предприятия.
В основе всей системы точного земледелия лежит использование точных карт полей со всеми их характеристиками. Разумеется, для каждого поля и так существуют кадастровые карты, определяющие его границы на местности. Однако эти карты практически не дают никакой полезной информации в рамках производственного процесса агропредприятия.
Помимо границ участков нужны точные данные о химическом составе почвы, уровне ее влажности (в том числе глубине подземных вод), количестве получаемой солнечной радиации, углу наклона относительно горизонта, преобладающих ветрах, наличии по близости значимых природных и других объектов (лесов, водоемов, промышленных предприятий, жилых домов, дорог и т.п.). Чем больше факторов учтено и чем подробнее карта, тем точнее можно использовать спутниковые и компьютерные технологии точного земледелия, тем адекватнее и оперативнее можно корректировать производственный процесс.
Составление карт осуществляется различными методиками. Это и взятие проб грунта с дальнейшим проведением лабораторных анализов, и получение информации со спутников, и общий научный анализ каждого участка. Разумеется, карты составляются не на бумаге, а в электронном виде с помощью специальных компьютерных программ, которые интегрируют их с остальным оборудованием.
На основе электронных карт создаются точные инструкции по количеству удобрений, семян, воды, которые нужно внести на каждый участок поля. Эти инструкции загружаются в компьютеризированную сельхозтехнику, выходящую в поле. Далее машина обрабатывает поле с минимальным участием человека, который просто контролирует правильность исполнения этих инструкций. Руководствуясь инструкциями и ведомая с помощью спутниковой навигации, машина сама регулирует количество вносимых удобрений и семян на каждом участке поля. При этом исключаются просветы и нахлесты между обработанными участками.
Система параллельного вождения
Одной из самых доступных и в то же время самых популярных технологий точного земледелия является система параллельного вождения. Она требует гораздо меньше затрат на внедрение, чем другие, а эффект заметен сразу.
Данная система позволяет проводить полевые работы (вспашка, культивация, сев, внесение удобрений, уборка урожая) с максимальной точностью и минимумом «ненужных» движений. Также важным ее преимуществом является возможность обработки поля ночью с той же эффективностью и точностью, что и днем. Значение такой возможности трудно переоценить, когда из-за неблагоприятных погодных условий для проведения полевых работ есть небольшое «окно» в 2-3 дня, из которых нельзя терять буквально ни одного часа.
Система параллельного вождения основана на использовании сигнала спутниковой навигации. При этом, если использовать бесплатный GPS-сигнал, движение сельхозтехники по полю осуществляется с точностью до 30 см. При работе с платным сигналом точность доходит до 2,5 см. Используя платный сигнал, можно радикально сократить площадь пропущенных (необработанных) или дважды обработанных участков поля. Также сокращается длина холостого хода техники и ширина разворотной полосы. В целом сильно снижается (до 20%) удельное количество используемых ресурсов — топлива, семян, удобрений.
Преимуществом системы параллельного вождения является то, что она не требует таких высоких затрат, как другие элементы точного земледелия (например, не нужно составлять подробные карты полей). К тому же она технологически более простая и доступная. При этом система очень быстро окупается — буквально за один-два сезона.
Другие популярные технологии точного земледелия
Как уже было сказано, точное земледелие в сельском хозяйстве — это общая концепция, подход к управлению производственным процессом, а не перечень из нескольких конкретных технологий. По большому счету, к точному земледелию можно отнести все технологии и системы, основанные на компьютерных и спутниковых системах и призванные рационализировать и оптимизировать использование сырья и ресурсов.
Помимо системы параллельного вождения и картографирования полей, о которых мы уже рассказали, стоит упомянуть еще несколько популярных технологий данного направления:
Использовать эти и другие технологии можно как по отдельности, так и в комплексе. Всё зависит от финансовых возможностей предприятия и проблем, которые стоят наиболее остро перед ним.
Преимущества и недостатки точного земледелия
Отчасти мы уже рассказали о том, какие преимущества несет в себе использование технологий точного земледелия. Если резюмировать, то список достоинств данной системы выглядит так:
Однако на пути внедрения данных технологий стоит несколько препятствий, которые с определенной долей условности можно назвать недостатками. Особенно актуальны эти проблемы точного земледелия в России:
И всё же эти недостатки нельзя считать существенной причиной для отказа от использования точного земледелия в принципе. Очевидно, что за ним будущее, и те предприятия, которые раньше освоят данные технологии, получат существенные преимущества в конкурентной борьбе за рынки сбыта своей продукции.