Пермские ученые ищут решение, как сократить затраты в растениеводстве — на помощь придут геоинформационные системы

Большинство агротехнологий устарело, а инновационные мировые практики еще не прижились на территории России. Сегодня на обработку почвы приходится до 40% затрат при выращивании сельскохозяйственных культур. Какие технологии помогут сделать почву более плодородной, а урожаи — стабильными при оптимальных затратах, а заодно помочь обеспечить продовольственную безопасность страны и региона? Идеями поделились ученые региональной исследовательской группы ООО «Предуралье».

Внедрение новых высокотехнологичных способов обработки почвы, внесения удобрений и средств защиты растений при ведении сельского хозяйства будет способствовать не только повышению плодородия почв и получению стабильных урожаев при оптимальных затратах, но также позволит всему агропромышленному комплексу региона выйти на новый инновационный путь развития, что просто необходимо. В Пермском крае этим занимаются в исследовательской группе ООО «Предуралье», учредителем которой является ПФИЦ УрО РАН.

По мнению ученых, оптимизировать расходы в растениеводстве помогают геоинформационные технологии. Они стали основой инновационного способа ведения сельского хозяйства — precision agriculture (точное земледелие), или precision farming (точное хозяйствование).

Важное отличие от классических технологий заключается в том, что точное земледелие привязано к конкретным координатным данным. Оно позволяет анализировать каждый элементарный участок, а не целое поле как единый объект. Точные характеристики участка можно получить с помощью глобальной спутниковой навигационной системы. Ученые получают информацию о рельефе, плодородии почв, состоянии растительности на основе данных дистанционного зондирования земли. Обработка полученных данных и их интерпретация позволяют применять на каждом из участков, строго определенных научно и экономически аргументированных приемов выращивания конкретных сельскохозяйственных культур.

Систему точного земледелия реализуют в несколько стадий. Начальная стадия — дистанционный сбор информации с использованием космической съемки крупных сельскохозяйственных объектов с большими площадями, в том числе имеющих труднодоступные и опасные участки, применяют спутниковые технологии. На высотах от нескольких сотен метров до нескольких сантиметров подключают беспилотные летательные аппараты для детальных съемок посевов. Следующая стадия — создание на основе полученных аэрофотоснимков точных цифровых карт полей и состояния посевов, что позволяет оценивать состояние растительности на сельхозугодиях. На стадии принятия решений результаты анализа передают аграриям для внедрения в сельскохозяйственную технику.

— Управление продукционным процессом сельского хозяйства — сложная задача, решение которой определяется регионом сельскохозяйственной деятельности, физиологическими особенностями культуры, ее требованиями к условиям произрастания, почвенными показателями, отношением к агроклиматическим условиям. Частичное игнорирование данных требований отрицательно отражается на продуктивности растений, что приводит к нарушению продукционного процесса, снижению показателей и, следовательно, к уменьшению прибыли предприятия, — говорит руководитель региональной исследовательской группы ООО «Предуралье», кандидат сельскохозяйственных наук Денис Фомин.

Главным механизмом агробизнеса стали цифровые технологии. С их помощью можно сделать производство максимально эффективным, повысить качество и увеличить количество продукции, а человеческий фактор и негативное воздействие на окружающую среду — снизить.

— Рынок заполонило большое число программных продуктов. Они позиционируют себя как системы агроуправления или фарм-менеджер системы (FMS), но в основном работают они либо как простые информационные системы регистрации, сбора, хранения информации и формирования отчетов для отдельных небольших хозяйств, либо как громоздкие информационно-аналитические системы для крупных агропредприятий. Такие системы, хотя и значительно облегчают управление агропредприятиями, не позволяют в полной мере решить задачи специалистов-агрономов. В том числе из-за отсутствия квалифицированных специалистов в сельхозотрасли, — считают исследователи.

Среди основных рисков и узких современных информационных систем эксперты называют зарубежное производство, сложный для агронома небольшого фермерского хозяйства интерфейс и отсутствие поддержки принятия решений по управлению продуктивностью посевов и процессами точного земледелия.

Детальное рассмотрение программных продуктов позволяет выделить несколько ключевых общих функциональных возможностей, которые являются важными при выборе цифровых решений для сельского хозяйства:

1. Составление цифровых карт и мониторинг состояния полей.

2. Интеграция кадастрового учета в систему.

3. Ведение истории полей и контроль вегетации.

4. Мониторинг и учет техники.

5. Облачные вычисления, отчетность и аналитика данных.

6. Скаутинг и «помощник агронома».

В Пермском крае занимаются разработкой таких систем в молодежной лаборатории прецизионных технологий в сельском хозяйстве. Лаборатория — часть Пермского НИИСХ, филиала Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук.

— Многолетние результаты исследований полевых экспериментов показывают преимущество отдельных элементов технологии точного земледелия. В частности посева, обработки почвы, проведения подкормок озимой ржи, озимой пшеницы, дифференцированного внесения гербицидов в посевах зерновых культур, определение пигментов в растениях и составление карт продуктивности. Поэтому разработка информационно-аналитических систем для конкретного региона — это необходимая задача, стоящая перед исследователями, — говорят ученые.

Каждая почвенно-климатическая зона нуждается в собственных разработках из-за индивидуальных особенностей. Сотрудники научной группы учитывают изменения агроклиматических условий в Пермском крае. Например, увеличение территории с более благоприятными условиями климата, в связи с чем можно расширить посевы зерновых культур на северо-западе региона.

По мнению ученых, широкое внедрение систем принятия решений, основанных на научных исследованиях и практико-ориентированных технологиях с учетом изменяющегося климата, помогут повысить эффективность агропромышленного комплекса Пермского края. Именно на это и направлен реализуемый научный проект исследовательской группы компании «Предуралье».

За подробностями о проекте можно обратиться по телефону: +7 (342) 297 62 40.