Использование перспективных технологий в сельскохозяйственном производстве один из путей его инновационного развития

В наше время невозможно представить жизнь без компьютерной техники и современных технологий. Это направление успешно развивается и в такой, казалось бы, консервативной отрасли, как сельское хозяйство. Руководство страны и сами аграрии понимают, что без перехода к инновационным технологиям невозможно совершить качественный скачок в производстве зерна. Только вот одна загвоздка — как из многообразия научных разработок, технологий, предложений существующих на рынке выбрать наиболее оптимальное.
В настоящее время уже много исследований, направленных на изучение возможности применения данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) в сельском хозяйстве. Мировой и российский опыт подтверждает, что в сельскохозяйственном производстве съемки из космоса дают много возможностей: улучшить сбор сельскохозяйственной статистики, повысить точность, однородность, объективность и частоту наблюдений, позволяют существенно усовершенствовать методы оперативного контроля состояния посевов и прогноза урожая.
Однако съемки с космических аппаратов ведутся для получения характеристик состояния земель на федеральном (глобальном) и региональном уровнях. Покупка космических снимков в необходимом, например, для прогноза урожайности количестве и качестве, зачастую недоступна не только обычным сельхозтоваропроизводителям, но и крупным агрохолдингам. Относительно дешево можно приобрести только архивные снимки за ряд прошлых лет, и не всегда сделанные в нужное время, а уж заказ съемки в конкретные даты обойдется в «копеечку».
Еще одним существенным недостатком можно считать то, что дешифрирование физических элементов ландшафта идет пу¬тем распознавания изучаемых объектов по фототону, цвету, геометрическим размерам и другим особенностям изображения, значительное число природных процессов не находит прямого отображения на снимках. Их определение производится на основа¬нии косвенных дешифровочных признаков, по которым, например, дешифриру¬ются подземные воды, некоторые почвенные разности, стадии развития природных процессов, переувлажненные земли и др. Для дешифровки и адекватного анализа космического снимка и, тем более, составления прогнозов и рекомендаций, требуется высококлассный специалист, имеющийся не в каждом хозяйстве.
Недостатком исследований, посвященных ДДЗ также можно считать практически полное отсутствие экономических расчетов окупаемости данных мероприятий. Оправдываются ли эти затраты?
На наш взгляд, для хозяйств любого уровня больше подойдут наземные способы получения разнородной информации о полях при использовании оборудования для точного земледелия.
Существует много определений этого нового направления в сельском хозяйстве. Смысл заключается в том, что каждое поле рассматривается как неоднородное по почвенному покрову, рельефу, содержанию элементов питания, влагообеспеченности и т.д. Для каждого участка в пределах одного поля разрабатываются дифференцированные технологии земледелия, направленные на получение заданных экономически и экологически обусловленных урожаев при максимальной экономии невозобновляемых ресурсов.
Применение точного земледелия основано на информационных технологиях, которые, извлекая данные из множества источников, позволяют принимать решения по управлению посевами.
В Самарской области в течение последних десяти лет проводился ряд областных проектов по изучению и внедрению технологий ресурсосберегающих технологий и технологий точного земледелия:
совершенствование производства зерна в Самарской области с применением ресурсо- и влагосберегающих технологий на период с 1998-2002 год;
спутниковый мониторинг сельскохозяйственных угодий организаций Самарской области осуществляющих внедрение ресурсо- и влагосберегающих технологий при производстве зерна (в 4-х хозяйствах области) 2003-2006 гг;
разработка и внедрение технологии точного земледелия при возделывании сельскохозяйственных культур в лесостепи Самарской области 2006-2007 гг;
разработка методики использования средств точного земледелия для мониторинга сельскохозяйственных угодий Самарской области 2007-2008 гг.
Осуществлением проектов занимались ЗАО «Системы менеджмента и производства», фонд сельскохозяйственного обучения, ЗАО «Евротехника». Поставку оборудования для точного земледелия проводило ООО «Евротехника GPS», которое является официальным дистрибьютором компаний Trimble Agriculture (США), Ag Leader (США), Amity (США), Ntech (США), OmniSTAR (Нидерланды), Pessl (Австрия) в России.
В рамках одного из проектов был изучен навигационный прибор AgGPS EZ-Guide Plus. Показательным примером применения глобальной системы позиционирования может послужить АФХ «Культура» с площадью пашни 4 тыс. га. С 2004 года на полевых работах по возделыванию зерновых как элемент точного земледелия используются 2 спутниковых навигационных прибора AgGPS EZ-Guide Plus. С применением этого прибора ежегодно обрабатывались средствами защиты растений и вносились микроудобрения на площади 3,5 тыс. га, при этом работы проводились круглосуточно. В процессе исследования было выявлено, что площадь перекрытий на всем поле составила 8 га, или 11% от его общей площади. Площадь пропусков на всем поле составила 3 га, или 4% от его общей площади (отношение отклонения на всю длину пропуска к количеству испытанных проходов, умноженное на количество проходов по всему полю). Общая площадь перекрытий и пропусков составила 11 га.
GPS EZ-Guide Plus
В расчете на 1 га затраты на гербициды составили 120 руб, фунгициды — 300 руб, инсектициды — 100 руб, микроудобрения — 192 руб. При использовании навигационных приборов AgGPS EZ-Guide Plus для параллельного вождения экономия средств на защиту растений и удобрения достигала 15%, или 107 руб. на га. Общая экономия на обрабатываемую площадь составила 374,5 тыс. руб.
Проведение работ в ночное время при более благоприятных условиях (повышенная влажность по сравнению с дневной, открытые устьица растений, способные полностью поглотить средства защиты и др.) позволило повысить эффективность действия химикатов. Средняя прибавка урожайности в среднем за 4 года использования навигационных приборов AgGPS EZ-Guide Plus (2004-2007 гг.) составила 1 ц/га. При стоимости дополнительно полученной с 1 га посевов продукции в 300 руб. ежегодная прибавка прибыли от производства зерна превышает 1 млн. руб., т.е. расходы на приобретение приборов GPS окупаются менее чем за год.
На смену этой модели навигационной системы пришли более современные и эффективные — AgGPS EZ-Guide 252, AgGPS EZ-Guide 500, с помощью которых можно вносить удобрения, средства защиты растений, проводить посев, картировать площади полей и др.
На базе ЗАО «Самара-Солана» Ставропольского района Самарской области более высокий эффект показала система параллельного вождения AgGPS EZ-Guide500 вместе с подруливающим устройством EZ-Steer, изученная на всех видах полевых работ — включая обработку почвы, посев и уборку. Установлено, что данный прибор обеспечивает высокий уровень точности до 2 см. При этом, кроме удобрений и средств защиты растений, экономятся семена и топливо на любых операциях, окупаемость также в пределах одного года.
Получить информацию о площади поля и его агрохимическом состоянии можно при использовании мобильного автоматизированного комплекса, состоящего из навигационной системы, полевого компьютера, автоматического пробоотборника и автомобиля.
Используемый мобильный комплекс позволил нам в полном объёме в автоматизированном режиме осуществить с заданным шагом (размер элементарного участка) дискретное полевое обследование. Его начинали с создания электронного контура полевого участка, определения точек отбора проб и навигации по этим точкам. Для этого предварительно объезжали каждое поле и сохраняли в памяти бортового компьютера полевой контур. Затем накладывали на полученный контур сетку, ячейкой которой является элементарный участок поля.
Автоматическим пробоотборником, который перемещался по диагонали участка, отбирали по 10 проб почвы из слоя 0-30 см. Из них была составлена объединенная проба, которая использовалась в агрохимическом анализе. При взятии проб с каждого элементарного участка номеру пробы присваивали порядковый номер участка, географические координаты которого зафиксированы в памяти полевого компьютера.
Таким образом, после проведения агрохимических анализов, кроме карты контура поля и уточнения его площади есть возможность формирования в специализированной ГИС-программе SMS-Advanced картограмм обеспеченности почвы элементами питания. На основании этих картограмм можно проводить дальнейший анализ, планировать мероприятия по улучшению почв, создавать карты для дифференцированного внесения удобрений. При повторном обследовании, благодаря навигационной системе, отбор проб почвы можно проводить из тех же точек, таким образом, за несколько лет уже будет видна картина изменения плодородия данного поля.
Комплексное использование навигационной системы параллельного вождения и дифференцированного внесения удобрений позволило получить экономию по обследованным полям ЗАО «Самара-Солана», руб. на 1 га: 1 горох — 1709,6, 11 рапс — 285, 12 горох — 755, 14 озимая пшеница — 1199,5, 59 ячмень — 288,7, 60 ячмень — 261,1, 66 озимая пшеница — 524,4. Особенно выгодно дифференцированное внесение дорогостоящих комплексных удобрений (аммофос).
Еще одним важным компонентом системы точного земледелия является картирование урожайности. Этот мониторинг позволяет собрать множество разнообразной информации о поле, с помощью которой можно существенно повысить эффективность хозяйственной деятельности.
Так, использование карт урожайности на поле 47 ЗАО «Самара-Солана» позволило снизить количество проб при повторном обследовании в 3,5 раза. При агрохимическом обследовании всего поля площадью 100 га, без использования карты урожайности, затраты на проведение этого мероприятия составляют 8750 руб. При проведении дополнительного обследования только на проблемном участке площадью 17,8 га затраты снижаются до 2800 руб. Особенно важным является контроль влажности зерна, поскольку влажное зерно не пригодно к хранению и требует дополнительных затрат на просушку. Показания датчика позволяют разделить партию зерна на фракции по влажности и спланировать затраты на просушку.
Исследования показали, что картирование урожайности позволяет получить множественные разносторонние данные, которые могут быть использованы для анализа эффективности хозяйственной деятельности и др. Так, на основе карт урожайности можно в соответствующей ГИС-программе (SSTools, SMS) создать карты экономической эффективности каждого поля с расчетом прибылей или убытков при разных ценах на продукцию, колебания которых подвержены условиям рынка. Это позволит сразу после уборки урожая просчитать разные сценарии сбыта продукции, сопоставить затраты и прибыль.
Не менее важен и экологический аспект использования карт урожайности. При уборке зерна с использованием датчика урожайности, наряду с основными данными (урожайность, влажность, сбор продукции, производительность и т.д.), создается карта рельефа поля.
На этой карте наглядно видно развитие эрозионных процессов на пашне (промоина, выделенная красным цветом — пониженный элемент рельефа). Проходящая через все поле промоина является начальным этапом водной эрозии. Зная это, можно планировать изменение направления обработки почвы (поперек склона), изменение норм внесения удобрений и т.д. Сопоставление карты рельефа с картой урожайности позволяет оценить, насколько повлияли эрозионные процессы на урожайность на данном участке поля.
Оборудование комбайнов системами картирования урожайности позволит совершенно по-новому подойти к системе учета выполненных работ механизаторами. Отпадает необходимость использования ручного труда учетчиков, замерщиков, повышается заинтересованность механизаторов, так как электронное картирование позволит им следить самостоятельно за выработкой. С другой стороны, для руководителей организаций системы картирования — мощный рычаг в управлении, позволяющий контролировать количество собранного урожая, снизить хищения продукции.
Карты урожайности могут служить основой для создания карт на дифференцированное внесение удобрений, применение полученных данных способствует более рациональному и экономичному внесению удобрений и использованию средств защиты растений.
Сегодня российские сельскохозяйственные организации уже на собственном опыте все чаще убеждаются, что технологии точного земледелия, начиная от простого параллельного вождения и заканчивая дифференцированным внесением удобрений, действительно работают и приносят немалую выгоду в виде экономии на удобрениях, топливе, повышении урожайности и качества конечного продукта.

Зерно на IDK.RU