НАЙВАЖЛИВІШІ ТЕХНОЛОГІЇ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

 

Завдяки сучасному стану науково- технічного прогресу аграрії можуть не лише приєднатися до цифрових технологій, а й зробити сільське господарство повністю керованим і прогнозованим. У статті зібрано «точні» технології, які на сьогодні найбільше впливають на аграрний бізнес

 

ВІКТОР ПЕРЕМОЖНИЙ

НАВІГАЦІЙНА СИСТЕМА GPS/GNSS

Доволі складно уявити, у якому б стані було сільське господарство без супутникової навігації. Вже третій десяток років вона дарує жителям нашої планети купу зручностей, а фермерам — можливість бути більш точними й ефективними. На сьогодні система стала більш глобальною, оскільки до неї входять не лише американська GPS, а ще російська ГЛОНАСС і європейська Galileo. Визначення точних координат місця перебування техніки в режимі реального часу з точністю до 2,5 см відкриває широкі можливості для застосування економічно ефективних і природоощадних технологій. Сюди можна зарахувати рядкове внесення добрив, ґрунтообробіток, точний висів й обробку рослин обприскувачами без пропусків і перекриттів, точну роботу комбайнів, створення карт урожайності полів і багато інших технологічних операцій, які виконують якісніше та з меншими витратами часу.

МОБІЛЬНІ ПРИСТРОЇ

За останні 20 років розвиток цієї галузі дав людству значний поштовх для руху в бік збільшення ефективності. З мобільним телефоном оперативність керування збільшилась у рази. Крім того, сучасні телефони перетворилися на багатофункціональні пристрої. Вони здатні виконувати безліч корисних завдань, про що раніше людство могло лише мріяти. Сучасна кількість мобільних пристроїв перевищує кількість людей на планеті, отже, без них важко уявити сучасне життя взагалі й аграрну галузь окремо.

Проте мобільні пристрої є лише інструментарієм, а основну цінність представляють програми, за допомогою яких вирішуються потрібні завдання. Більшість виробників програмного забезпечення для мобільних пристроїв, що спеціалізуються на точному землеробстві, постійно розширюють можливості своїх продуктів. У результаті керівникам зручно контролювати всі виробничі процеси, агрономам набагато легше ухвалювати рішення, інженерна служба може відстежувати в режимі реального часу експлуатаційні параметри техніки й планувати сервісні роботи. На сьогодні існує безліч додатків і програм, які так чи так допомагають фермеру, залишається лише обрати потрібний продукт.

РОБОТОТЕХНІКА

Сьогодні роботи виконують багато завдань у сільському господарстві (хоча якість цих робіт не завжди належного рівня), включно з посадкою парникових культур і обрізуванням виноградників. Однак останнім часом усе більше зусиль докладається в створенні автономних машин саме для масового рослинництва. Наприклад, компанія Kinze створила автономний бункер-перевантажувач, який слідує за комбайном на безпечній відстані й завдяки якому можна вивантажувати збіжжя на ходу.

У 2011 році корпорація AGCO створила на базі тракторів Fendt систему Guide Connect, яка з’єднує дві машини за допомогою радіосигналу й супутникової навігаційної системи. Тож тепер один оператор може одночасно керувати двома тракторами.

Компанія Case IH продемонструвала звичайний трактор, що працює без водія. За допомогою комп’ютера, навігаційної системи та датчиків машина може виконувати роботу взагалі без оператора. Звичайно, на сьогодні це диво, але вже найближчими роками ця технологія, найшвидше, отримає значного поширення.

Протягом найближчих років очікується значний прогрес у певних напрямах. Аграрії зможуть краще контролювати висів, отримають можливість визначати економічні пороги для прийняття тактичних та стратегічних рішень, управляння підприємством вийде на новий, більш динамічний рівень, коли працівники не зможуть зробити помилку окрім ситуацій, коли це робиться навмисне. І навіть тоді в більшості випадків факт буде зафіксовано й вчасно повідомлено відповідні служби. Також очікується збільшення можливостей сенсорів, а саме користувачі отримають більше даних, покращиться точність, зменшиться вага та їх вартість

ПОЛИВ

Інновації в технологіях точного зрошення зростають ще активніше, оскільки виробники стикаються з дефіцитом води через посуху, виснаження водоносних горизонтів і розподілу води. Одним із недавніх успіхів є використання телеметрії. Спеціальне обладнання тепер дозволяє виробникам дистанційно контролювати практично всі аспекти їх іригаційної роботи. Системи заощаджують воду, час, енергію та ресурс транспортних засобів. Крім того, вже нині впроваджують системи, до яких інтегруються датчики вологості ґрунту, використовуються дні про погоду, в результаті чого рослини отримують саме стільки вологи, скільки їм потрібно для кращого розвитку.

Ще одним «точним» досягненням можна назвати подовження шлангів на фронтальних зрошувальних машинах. Їх застосовують для подачі води безпосередньо на поверхню ґрунту. Таким чином значно зменшується відсоток випаровування — фермери значно економлять воду.

ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ

Пов’язані між собою різні пристрої вже використовують в сучасному суспільстві. Наприклад, «розумний будинок» пов’язує власника з побутовою технікою й інженерними мережами. В сільському господарстві це може бути поєднання польових датчиків для реєстрації стану ґрунту (вологості, температури) та погодних умов у режимі реального часу й даних супутникового моніторингу. Зазвичай таке поєднання краще працює в диспетчерських програмах й інших додатках для керування підприємством.

Останнім часом низка нових постачальників обладнання (апаратні засоби, програмне забезпечення тощо) користуються LPWAN (Low Power Wide Area Network — низькопотужна широкосмугова мережа) замість або для розширення стільникових мереж у бездротовій передачі даних. Ці мережі призначено для транспортування невеликих обсягів даних, що переміщуються з перервами в довгих діапазонах. Оскільки пристрої, що спілкуються з мережами LPWA, виконують такі дії з дуже низькою потужністю, їхній термін експлуатації батарей набагато більший, ніж у сучасних мобільних телефонах. Це разом із низькою вартістю користування мережею забезпечує дуже суттєві загальні економічні переваги проти інших варіантів.

Одним з найочікуваніших вдосконалень можна назвати технологію акумуляторних батарей. Сучасні акумулятори лишаються надто важкими, громіздкими й дорогими, а їх ємність надто низька для широкого застосування. І хоча легковики вже почали активно переводити на електричну тягу, інші галузі поки що не бачать можливостей відмовлятись від двигунів внутрішнього згоряння. Потужні трактори та комбайни навряд чи швидко стануть електричними, а от легкі машини що працюють в межах господарства, можна буде перевести на дешеву електротягу. Це ж стосується і безпілотних літальних апаратів, що використовують в аграрній галузі

ДАТЧИКИ

Бездротові датчики застосовують в точному землеробстві для збору даних про наявність ґрунтової води, ущільнення ґрунту, родючості ґрунтів, температури листків, індексу площі листка, статусу рослинної води, місцевих кліматичних даних, зараження комахами/бур’янами тощо. Можливо, у водному господарстві є найсучасніші та найрізноманітніші технології, оскільки в США було значно посилено регулювання водокористування за умов дефіциту води. Відповідно, розвиток саме цього напряму сягнув значного прогресу. Для України це також актуально, оскільки посухи стають системними, рівень ґрунтових вод постійно знижується, що принципово змінює підхід до рослинництва в багатьох регіонах.

Датчики зеленої маси, що застосовують у системах оперативного моніторингу, отримали своє визнання. GreenSeeker (Trimble), OptRx (Ag Leader) і CropSpec (Topcon) збирають інформацію в режимі реального часу для зміни норми внесення добрив.

WeedSeeker — датчик виявлення тростини від Trimble, призначений для точного визначення ділянок, де потрібно застосовувати гербіциди. Ця технологія окупається дуже швидко, якщо на полях є ділянки з бур’янами, що стійкі до певних гербіцидів.

Використання історичних даних та сучасної статистики в прогностичних системах допомагає краще передбачувати умови, у яких буде відбуватись розвиток культур. Відповідно з’являється можливість прогнозувати урожайність і заробітки, що в свою чергу впливає на стабільність аграрного бізнесу загалом.Технологія стає доступною навіть для господарств із малим земельним банком, і це дає надію на збільшення ефективності агровиробництва загалом

ДИФЕРЕНЦІЙНЕ ВНЕСЕННЯ Й ПОСІВ

На початкових стадіях упровадження систем точного землеробства господарства не мають достатньої інформації про стан полів і їх можливості. Проте з часом ця інформація накопичується (дані врожайності, агрохіманаліз ґрунту, супутниковий моніторинг), що дає можливість визначати ділянки поля з різним потенціалом.

Користуючись отриманими картами, можна створювати завдання для диференційного внесення добрив і диференційної сівби. Користуючись змінними нормами, власник отримує з кожного поля максимальний результат за оптимальних витрат. А це означає, що буде зекономлено добрива та насіння, а врожайність збільшуватиметься.

МОДЕЛЮВАННЯ ПОГОДИ

Можливо, жодна інша змінна не є такою важливою й водночас абсолютно непередбачуваною, як погода. Більшість аграріїв окрім використання погодних інформерів і власних метеостанцій нічим не користуються. Проте існують компанії, які моделюють погодні умови на досить великі періоди зі значною ймовірністю.

Наприклад, компанія Iteris створила сільськогосподарську систему ClearAg із прогнозуванням погодних умов і розширила її функціями моделювання використання води, стану ґрунту й перспективної врожайності. Конкретним результатом для фермера може стати чітке планування робіт відповідно до зовнішніх умов без виїзду на поля та фактичної перевірки цих даних.

КЕРУВАННЯ АЗОТОМ

Інтенсивне землеробство спонукає до використання значної кількості мінеральних добив, і насамперед це стосується саме азотних добрив. Проте їх потреба не завжди визначається правильно, якщо взагалі цим хтось опікується. Іноді буває так, що норму використовують таку, яка була ще за радянських часів, і не хочуть змінювати ситуацію просто тому, що все й так непогано росте.

Зрозуміло, що такі підходи абсолютно несумісні з ефективністю. Норма визначається з урахуванням цілої низки чинників (сівозміна, склад ґрунту й уміст корисних речовин, наявна волога тощо). І кожного року вона може відрізнятися лише тому, що попередник і наступна культура різні. Наука давно визначила вплив переважної більшості чинників, що дає можливість легко визначати потрібну кількість азоту в кожному конкретному випадку. Звичайно, що сьогодні користувачам пропонують велику кількість платних і безкоштовних програм, які допомагають агрономам визначатись із потребами в азоті для кожного поля або й навіть ділянки. Результат послуговування такими програмами полягає в збільшенні прибутку з кожного гектара шляхом економії добрив. Крім того, потрібно завжди пам’ятати про екологічну складову. Земля завжди позитивно реагує на зменшення кількості мінеральних добив.

СТАНДАРТИЗАЦІЯ

Сумісність компонентів більшості виробників на сьогодні досягається використанням стандарту ISOBUS. Проте уніфікація, що досягається, не завжди дає можливість користуватися одночасно кількома продуктами. Особливо коли мова йде про виробників-конкурентів. Звісно, що тут працює маркетинг, кожен хоче бути особливим, але й аграрії не завжди можуть отримувати те, що їм потрібно.

Відомі непоодинокі випадки, коли доволі потужні аграрні компанії змушені створювати власне програмне забезпечення лише для того, щоб сумістити роботу обладнання різних виробників. Час і кошти, що на це витрачаються, можна було б витратити на більш корисні або цікаві речі, якби все обладнання було б уніфікованим, сумісним і мало б легкий графічний інтерфейс для керування.

Деякі виробники вже прийшли до застосування звичайних планшетів, із допомогою яких відбувається контроль і керування обладнанням. Однак поки що питання стандартизації електронної частини обладнання повністю не вирішено, роботи тривають, і вже в недалекому майбутньому результат обов’язково буде.

 

 

БОГДАН КРИВІЦЬКИЙ, керівник відділу впровадження точного землеробства Індустріальної Молочної Компанії

Якщо говорити про перспективні технології, які вже найближчими роками ввійдуть у наше життя, можна виділити кілька різних напрямів. Усі вони є продовженням розвитку сучасних технологій, і може здаватися, що особливо нічного не зміниться. Насправді це не так. Розвиток технологій принесе в сільське господарство значне поліпшення його ефективності, виробничі процеси стануть зручнішими, зменшиться залежність від людського чинника. Багато операцій, які сьогодні виконують потужні комп’ютери в офісі фермера, стануть невіддільним функціоналом самохідних машин і причіпного обладнання.

НОВЕ ПОКОЛІННЯ СЕНСОРІВ

Функціональні можливості сучасних датчиків збільшуються чи не щомісяця. Мова йде як про точність, так і про здатність фіксувати одночасно кілька параметрів. Це дає можливість створювати компактні аналізатори, за допомогою яких можна отримувати базові показники й змінювати налаштування знарядь (сівалок, розкидачів добрив, обприскувачів) у режимі онлайн. Як приклад можна навести сенсори Smartfirmer, які компанія Precision Planting ставить на сівалки. Вони в режимі реального часу можуть заміряти вологість ґрунту, вміст органічної речовини та кількість рослинних решток. Тобто, базуючись на цих даних, сівалка здатна відразу змінювати норму висіву. Фермеру не потрібно попередньо збирати купу даних, робити аналіз ґрунту тощо. Економія часу й коштів шалена. На сьогодні технологія проходить фінальну стадію тестування, й уже з 2018 року її пропонуватимуть покупцям. Система являє собою оптичний сенсор, який, власне, й визначає згадані вище параметри ґрунту.

БЕЗПІЛОТНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Роботизовано платформи, які можуть самі чіпляти потрібні агрегати й працювати саме тоді, коли це потрібно, зручно й ефективно. Насправді це вже недалеке майбутнє, оскільки такі машини тільки здаються ненадійними. Навіть сучасний їх потенціал дуже великий і здебільшого ними можна користуватися на повну потужність. Ті самі датчики, що встановлено уцих машинах, через кілька років «бачитимуть» втричі краще. Аналітичний блок теж стане більш адаптованим, і тоді людина-оператор не зможе конкурувати з машинним розумом. Хоча насправді це не буде штучний інтелект, а лише доволі розумна машина, яка виконуватиме певну роботу в заданих межах.

Робочі місця не скоротяться, а перемістяться з поля в офіс. Тобто люди, сидячи за екраном комп’ютера, просто контролюватимуть роботу машин, і лише за потреби втручатимуться у виконання технологічних процесів. Ті, хто раніше любив гратися у комп’ютерні ігри, вже невдовзі зможуть свою гру перетворити на реальну роботу. Такий оператор зможе одночасно контролювати роботу кількох машин або й цілої ланки, оскільки ступінь автоматизації буде практично стовідсотковим, ручне керування застосовуватиметься лише в надзвичайних випадках. За межами офісу працюватиме лише інженерна служба, завданням якої стане підтримання техніки в робочому стані. Всі сервісні й ремонтні роботи виконуватимуть саме ці люди. І це все не далеке майбутнє, а досить близьке. Промине п’ять років, і такі технології з’являться на українських полях.

МАШИНИ, ЩО НАВЧАЮТЬСЯ

Сучасні машини здатні збирати й накопичувати різні дані. Крім того, вони вже вміють їх аналізувати й на основі цього аналізу виконувати певні дії. Наприклад, змінювати норми висіву й норми внесення добрив і ЗЗР, керувати системами зрошення тощо. Прикладом може слугувати американська система See and Spray, що збирає дані з поля, аналізує їх за допомогою власної бази даних, розрізняє культурні рослини від бур’янів й обробляє лише ті ділянки, що цього потребують. З одного боку, така система значно економить ЗЗР, але головна проблема, яку вона має розв’язувати, — це боротьба зі стійкими до гербіцидів бур’янами. За океаном такі бур’яни особливо розповсюдилися на бавовняних полях і становлять щонайменше економічну загрозу фермерам. Отже, система дає можливість застосовувати набагато більший спектр гербіцидів, які вбивають як бур’ян, так і культурну рослину. Звичайно, що це неприємно, але краще й вигідніше знищити одну невелику ділянку поля, яка загалом не вплине на кінцевий результат, ніж стійкі бур’яни розростуться й за кілька сезонів захоплять усе поле.

АНАЛІЗАТОРИ ҐРУНТУ

Нові підходи до проведення аналізів ґрунту приведуть до того, що фермер зможе дуже швидко за допомогою невеликого апаратного комплексу визначати якісний склад. Сучасні процеси дуже складні: спочатку треба багато їздити по полях, збирати зразки, потім відправляти їх за кордон, де за дуже великі гроші зроблять аналіз. Навіть для експрес-аналізу треба збирати зразки й везти їх у місцеву лабораторію. Нові технології, як наприклад у SoilCares, зменшують час отримання результатів до хвилин. Тобто агроном може відразу в полі отримувати результати й створювати карти-завдання для удобрення практично перед виїздом машин із парку.

 

У раз передруку посилання на iFarming обов’язкове. Видавець не несе відповідальність за зміст рекламних оголошень та статей.

Ваші відгуки, пропозиції та зауваження приймаємо на пошту редакції: office@deltamedia.com.ua