Научная статья на тему 'Технология точного земледелия'

Технология точного земледелия Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
4475
937
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
ТОЧНОЕ (ПРЕЦИЗИОННОЕ) ЗЕМЛЕДЕЛИЕ / УПРАВЛЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ ПОСЕВОВ / PRECISE AGRICULTURE / SEED PRODUCTIVITY CONTROL

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Бикбулатова Гульнара Гафуровна

В статье рассказывается о технологии точного земледелия, применение которого позволяет сократить затраты на внесение удобрений, семена, топливо, увеличить урожайность, выровнять физические и агрохимические свойства почвы, что достаточно актуально для сельского хозяйства Омской области.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Бикбулатова Гульнара Гафуровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Technology for precise agriculture

In article recounts the technology of precise agriculture, application of which makes it is possible to reduce costs for fertilization, seeds, fuel, increase productivity, justify physical and agrochemical characteristics of soil, that critical for agriculture of Omsk region nowadays.

Текст научной работы на тему «Технология точного земледелия»

*

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ

НАУКИ

УДК 63158 Г. Г. БИКБУЛАТОВА

Омский государственный аграрный университет

ТЕХНОЛОГИЯ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

В статье рассказывается о технологии точного земледелия, применение которого позволяет сократить затраты на внесение удобрений, семена, топливо, увеличить урожайность, выровнять физические и агрохимические свойства почвы, что достаточно актуально для сельского хозяйства Омской области.

Ключевые слова: точное (прецизионное) земледелие, управление продуктивностью посевов.

Одним из базовых элементов ресурсосберегающих технологий в сельском хозяйстве является «точное земледелие» (или как его иногда называют «прецизионное земледелие» — precision agriculture). Точное земледелие — это управление продуктивностью посевов с учётом внутрипольной вариабельности среды обитания растений. Иначе говоря, это оптимальное управление для каждого квадратного метра поля. Целью такого управления является получение максимальной прибыли при условии оптимизации сельскохозяйственного производства, экономии хозяйственных и природных ресурсов. При этом открываются реальные возможности производства качественной продукции и сохранения окружающей среды [3].

Такой подход, как показывает международный опыт, обеспечивает гораздо больший экономический эффект и, самое главное, позволяет повысить воспроизводство почвенного плодородия и уровень экологической чистоты сельскохозяйственной продукции. Точное земледелие позволяет сократить затраты на внесение удобрений, семена, ГСМ в среднем на 30%. Помимо сокращения затрат и увеличения урожайности точное земледелие позволяет выровнять физические и агрохимические свойства почвы, поле

приобретает правильную форму, удобную для проведения агротехнических операций [4].

В 70-х годах XX века наша страна была первопроходцем в разработке системы точного земледелия, после перестройки работы были прекращены. В настоящее время точное земледелие более 20лет активно развивается в Европе, США и Китае, а теперь уже и в Южной Америке.

Пионером освоения точного земледелия в Европе является Великобритания, где на ферме в графстве Сафольк на протяжении трех лет проводили картографирование урожайности, покоординатный анализ почвы в аномальных зонах, а удобрения вносились машиной фирмы Amazone-M-Tronic. Это обеспечило годовую экономию в среднем по 17, 2 фунта стерлингов на каждом гектаре (по сравнению с внесением постоянных доз по всему полю) [2].

Благодаря использованию высокоточной техники в странах с развитым земледелием удалось поднять урожайность зерновых культур до 90 ц/га и получить весомую прибыль. Так, фермеры из Германии при внедрении элементов точного земледелия добиваются повышения урожая на 30% при одновременном снижении затрат на минеральные удобрения на 30% и на ингибиторы на 50%.

«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 2 (71), 2008 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 2 (71), 2008

46

%

Рис. 1. Схема обмена информацией в технологии точного земледелия

Точное земледелие включает в себя множество элементов, но все их можно разбить на три основных этапа:

• сбор информации о хозяйстве, поле, культуре, регионе;

• анализ информации и принятие решений;

• выполнение решений — проведение агротехно-логических операций [3].

Точное земледелие основано на применении геоинформационных технологий, систем глобального позиционирования.

Для реализации технологии точного земледелия необходимы современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ и способная дифференцированно проводить агротехнические операции, приборы точного позиционирования на местности ^РЯ-приёмники). Необходимы технические системы, помогающие выявить неоднородность поля (автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины с автоматическим учётом урожая, приборы дистанционного зондирования сельскохозяйственных посевов и др.). Ядром технологии точного земледелия (второй этап из рассмотренных выше) является программное наполнение, которое обеспечивает автоматизированное ведение пространственно-атрибутивных данных картотеки сельскохозяйственных полей, а также генерацию, оптимизацию и реализацию агротехнических

решений с учётом вариабельности характеристик в пределах возделываемого поля (рис. 1).

Первый этап достаточно развит в плане технического и программного обеспечения. Первый этап внедрения технологии точного земледелия — это разработка базы данных, где будут находиться сведения о площади, урожайности, агрохимических и агрофизических свойствах почвы и уровне развития растений (рис. 2).

Для сбора информации используются почвенные автоматические пробоотборники, оснащенные GPS-приемниками и бортовыми компьютерами; геоин-формационные системы (ГИС) для составления пространственно-ориентированных электронных карт полей; карты урожайности обмолачиваемых культур, получаемые сразу после уборки; дистанционные методы зондирования (ДДЗ), такие как аэрофотосъемка и спутниковые снимки.

В России спутниковые снимки продают компании «Совзонд», «Геонадир» и «СканЭкс» [6, 7]. В Европе существуют специальные консультационные центры, где спутниковые снимки обрабатываются с помощью специальных программ (А1^1в, ENVI), затем выдаются аграриям вместе с рекомендациями в удобном графическом формате. В России подобных центров, к сожалению, пока нет. Агрофизический НИИ России для мониторинга сельскохозяйственных угодий использует беспилотный летательный радиоуправ-

Рис. 2. Данные агрохимического и агрофизического обследования полей

Рис. 3. Тематические слои агрохимического и агрофизического обследования

Рис. 4. Интерфейс программы «Аграр-офис»

Рис. 5. Управление слоями и работа с данными в «Аграр-офис»

«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 2 (71), 2008 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

47

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 2 (71), 2008

Рис. 6. GPS-приемник, процессор и дисплей с курсо-указателем

ляемый аппарат, который позволяет оперативно получать информацию о развитии растений и другие параметры, в результате формируется база данных, имеющая картографическую привязку [4].

По мере поступления информации карта «обрастает» новыми слоями: гидрография, дорожная сеть и т.д. Далее создаются тематические слои: результаты агрохимического и агрофизического обследований, погодные условия, рельеф, севообороты, карта урожайности и т.д. (рис. 3) [4]. Таким образом, электронная карта позволяет контролировать все сельскохозяйственные операции.

Для работы с картами и создания тематических слоев можно использовать такие программы как ArcGis, MapInfo и др. Кроме того, существуют специальные пакеты на базе геоинформационных систем AgroNET NG или «Панорама». Существует модульная система Agromap, в которой пакеты представлены модулями, и, соответственно, пакеты можно приобретать модулями в зависимости от поставленных задач, что влияет на цену пакета [7].

Второй этап на сегодняшний день наименее развит, однако на рынке существует ряд программных продуктов, предназначенных для анализа собранной информации и принятия производственных решений. Системы поддержки принятия решений, экспертные системы, программы, использующие математические модели для АПК, только начинают появляться. В основном это программы расчёта доз удобрений с элементами геоинформационных систем (ГИС). Например, это SSToolBox © , Agro-Map ©, Агроменеджер ©, ЛИССОЗ ©, УрожайАгро ©, АдептИС ©, а также FieldRover II ©, MapInfo © и AgroView © [3].

Кратко охарактеризуем наиболее известные программы данного направления: информационноаналитическая система «Агрохолдинг» от фирмы «ЦентрПрограммСистем», «Аграр-офис» от LandData Eurosoft, John Deere Office.

«Агрохолдинг» от фирмы «ЦентрПрограммСистем». В качестве базовых программных средств в «Агрохолдинге» используется «1С: Управление производственным предприятием 8», а для информационной поддержки — ГИС «Панорама-Агро». С помощью ГИС проводится первичная обработка данных, а 1С обеспечивает управленческий, бухгалтерский и налоговый учет.

«Аграр-офис» от LandData Eurosoft представляет собой интегрированную систему. В пакет «Аграр-

офис» входят программы «Предприятие», «Адвокат», «Растениеводство», «КРС» и «Свиноводство». В частности, для растениеводства существует система Agrowin, состоящая из нескольких модулей: «Землеустройство», «Полевой журнал», «АгроГИС» и «Точное земледелие» (рис. 4, 5) Модуль «АгроГИС» — электронная карта предприятия — предназначен для работы с данными, которые поступают в результате GPS -измерений и составления электронных карт полей. Модуль «Точное земледелие» позволяет обрабатывать любые карты распределения: агрохимобследования, урожайности и т.д.

JD Office от компании John Deere. Предлагается в трех вариантах: JD Reports — для документирования и анализа всех сельскохозяйственных работ, JD Reports Map — JD Reports выполняет функции ГИС и может отображать в графическом виде технологию возделывания культур и JD AgroOffice — для решения экономических задач [1].

На третьем этапе внедрения технологии точного земледелия полученную и проанализированную информацию используют при проведении агротех-нологических операций, в основном, при дифференцированном внесении удобрений, при посеве. Этап выполнения агротехнологических операций, так же как и первый этап, динамично развивается.

Этот этап самый сложный. Здесь не обойтись без специальной техники, снабженной бортовыми компьютерами, GPS-приемниками и различными датчиками, которые позволяют дозировать семена и удобрения с учетом потребностей на конкретном участке поля. Для более точного выполнения операций желательно приобрести системы параллельного вождения. Такие устройства позволяют выполнять агротехнологические операции даже ночью с точностью до нескольких сантиметров [5].

Система параллельного вождения представляет собой GPS-приемник, обрабатывающий данные процессор и дисплей с курсо-указателем (рис. 6). Кроме того, существует автопилот, при использовании которого механизатор практически не участвует в управлении агрегатом. Сигнал от GPS-приемника поступает непосредственно в ходовую часть трактора. Единственное, что требуется от работника, — повернуть трактор в конце гона на определенный угол для следующего прохода. При этом точность выполнения операции значительно возрастает.

Для более точного определения координат существуют дифференциальные поправки. Существуют поправки бесплатные , например, EGNOS, E-Dif, SF1 и оплачиваемые — SF2, Omni STAR HP и Omni STAR XP [6, 7]. У компании John Deere есть собственный сервис дифференциальной коррекции StarFire, работающий с помощью спутниковой системы коррекции SBAS.

По советам специалистов, приобретая технику для точного земледелия, программного обеспечения, необходимо обращать внимание на комплектацию: бортовые компьютеры, GPS-приемники, датчики, совместимость всех этих элементов. Так, например, для техники Amazone необходимо приобретать аппаратуру Amatron + , поскольку некоторые бортовые компьютеры и приемники могут считывать информацию по-разному.

В заключение необходимо отметить, что внедрение точного земледелия требует значительных инвестиций. Однако, как показывает опыт применения технологии точного земледелия, инвестиции эти окупаются, а затем позволяют экономить значительные средства от 30-70%.

Библиографический список

1. Жукова О. Точность на полях / О. Жукова // «Агропрофи»: технологии производства и управления. — 2008. — № 3 (6). - С.12-34.

2. Якушев В. П. На пути к точному земледелию / В.П. Якушев. — Санкт-Петербург : Изд-во ПИЯФ РАН, 2002. — 458 с.

3. Якушев В. П. Информационное обеспечение точного земледелия / В. П. Якушев, В. В. Якушев. — Санкт-Петербург : Изд-во ПИЯФ РАН, 2007. — 384 с.

4. www.agrophys.com

5. www.avtomash.ru

6. www.geomir.ru

7. www.navgeocom.ru

БИКБУЛАТОВА Гульнара Гафуровна, кандидат сельскохозяйственных наук, кафедра эффективных технологий и управления в АПК.

Дата поступления статьи в редакцию: 20.12.2008 г.

© Бикбулатова Г.Г.

УДК 631.146: 631.6 (571.13) т. А. ЧИЖИКОВА

Омский государственный технический университет

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ МЕЛИОРАЦИИ ЗЕМЕЛЬ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

В статье предложена концепция развития мелиорации в степных районах Омской области. Эффективное использование земельных ресурсов и мелиоративного фонда является надежным средством восстановления производства важнейших видов сельскохозяйственной продукции, увеличения плодородия земель сельскохозяйственного назначения.

Ключевые слова: концепция, мелиорация, программа, развитие, совершенствование, управление.

С переходом к рыночным отношениям произошли существенные изменения во многих сферах деятельности агропромышленного комплекса России. За последние десятилетия произошла значительная трансформация в организационных структурах, земельных отношениях, приведшая к сокращению уровня естественного плодородия и снижения темпов мелиорации земель [1].

Следует отметить, что в сельском хозяйстве степной зоны, как и в целом в Омской области, за годы реформ наблюдается ряд негативных тенденций, к которым можно отнести сокращение площади сельскохозяйственных угодий, и как следствие — пашни (табл. 1).

Таким образом, площади сельскохозяйственных угодий в степной зоне за изучаемый период сократились на 251,2 тыс. га, или 11,5 %. Это произошло за счет сокращения используемых земель. Так площади пашни уменьшилась на 108,5 тыс. га, или 5,6%, а сенокосы и пастбища на 44,7 тыс. га, или 60,8% и на 115 тыс. га, или 73,2% соответственно.

В значительных размерах увеличились залежные земли на 77,4%, или 16,8 тыс. га, а площади многолетних насаждений на 16,6%.

Сокращения коснулись также и животноводческой отрасли (табл. 2).

Так, в сравнении с 1990 г. в 2007 г. поголовье крупного рогатого скота уменьшилось на 289 тыс. голов,

или 63,0%, свиней — 7,7 тыс. голов, или 7,0 %, овец — 567,4 тыс. голов или 92,6 %, лошадей на 11,5 тыс. голов, или 47,3%, птицы — 2342,4 тыс. голов, или 77,4 %. Следует заметить, что в сравнении с 2005 г. в 2007 году незначительно, но все же произошел рост поголовья практически всех видов животных и птиц, крупного рогатого скота на 6,7 %, свиней — 16,8 %, овец — 26,6 %, птицы — 14,7 %, лошадей 0,7%.

В степной зоне Омской области происходит старение и сокращение материально-технической базы. Так, количество тракторов уменьшилось на 57,4 %, комбайнов на 81,4 8%. При этом наблюдается рост затрат на производство сельскохозяйственной продукции на 67,2 %.

Обеспечение развития мелиорации в степной зоне Омской области связано с преодолением отрицательного влияния природных и экономических факторов. Поэтому составляющими для решения данной проблемы выступают применение стратегических и управленческих решений и широкое использование современных научно-технических достижений при проведении мелиоративных мероприятий.

Сельскохозяйственный природно-ресурсный потенциал степной зоны позволяет удовлетворить потребности населения в основных продуктах питания за счет местного производства, отсюда формируется генеральная цель развития мелиорации земель в степной зоне на ближайшую и отдаленную перспективу.

«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 2 (71), 2008 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.