Нові технології у сучасному сільському господарстві

До 2050 року населення Землі зросте до 10 мільярдів, а попит на продукти харчування підвищиться на 70%. Це ставить перед аграрною галуззю, зокрема в Україні, серйозні виклики — забезпечити продовольством ще більше людей. Вирішити це завдання допоможуть інвестиції в новітні підходи до землеробства та агротехнології. Давайте детальніше поговоримо про вже створені перспективні рішення обробки г'рунту і не тільки.

Технології зв’язку в агросекторі

Сучасне сільське господарство неможливе без надійного зв’язку, адже якісне інтернет-покриття є ключовим елементом ефективного управління. Воно дозволяє швидко отримувати дані з «розумних» пристроїв, дистанційно контролювати обладнання, стежити за випасанням худоби та оптимізувати виробничі процеси.

Одним із рішень для забезпечення стабільного зв’язку є мобільна мережа як сервіс (Mobile Network as a Service). Це можливість створення стільникового покриття у стандартах 2G, 3G та LTE із заданими параметрами сигналу на визначеній території. Послуга може бути реалізована як приватна або публічна мережа залежно від потреб бізнесу.

Дистанційне керування технікою та процесами через IoT

Використання технологій M2M (Machine-to-Machine) дозволяє аграріям керувати обладнанням на відстані та отримувати дані про його стан у реальному часі. Пристрої, оснащені датчиками з SIM-картками, збирають інформацію та передають її через бездротову мережу в центр керування.

Це основа для інтернету речей (IoT), який робить обмін даними між пристроями та зовнішніми системами. Завдяки M2M та IoT в агросекторі можна:

• контролювати роботу обладнання та його стан;
• відстежувати рівень вологості ґрунту;
• регулювати використання ресурсів, наприклад, дозувати насіння;
• підтримувати оптимальний мікроклімат у теплицях;
• спостерігати за переміщенням техніки та худоби;
• автоматизувати процеси, наприклад, вимикати зрошувальні системи під час дощу;
• збирати та аналізувати необхідні дані.

Для управління «розумними» пристроями використовуються спеціалізовані IoT-платформи, які мають змогу дистанційно контролювати роботу SIM-карток, відстежувати витрати та отримувати детальну аналітику. Наявність відповідного обладнання, адаптованих SIM-карток та експертної підтримки допомагає бізнесу впроваджувати сучасні технології для підвищення ефективності сільськогосподарських процесів.

Дрони

Безпілотні літальні апарати вже давно застосовуються в різних сферах, і з кожним роком їхні можливості зростають, а вартість знижується. У сфері землеробства дрони стали незамінними помічниками, адже дозволяють збирати й аналізувати важливі дані для ефективного управління фермами та полями.

За допомогою безпілотників фермери можуть:

• оцінювати стан врожаю, ґрунту та поля,
• проводити обприскування посівів,
• відстежувати випасання худоби.

Проте для моніторингу домашньої птиці дрони не підходять, оскільки можуть її налякати. В інших випадках пристрої дуже затребувані та ефективні.

Точне землеробство

Цей метод управління господарством базується на використанні сучасних технологій для детального аналізу стану полів і своєчасного реагування на зміни.

Оскільки різні ділянки можуть мати неоднорідний склад ґрунту, різний рівень вологості та ураження шкідниками, застосування інноваційних рішень дозволяє оптимізувати використання ресурсів і підвищити врожайність.

Завдяки доступності безпілотників та розвитку супутникових навігаційних систем GPS і GNSS стало можливим отримувати точні топографічні карти, які допомагають фермерам контролювати:

• зміни врожайності,
• рівень вологості,
• стан ґрунту,
• мікроклімат.

Використання сучасних технологій у землеробстві сприяє економії ресурсів, підвищенню ефективності роботи та покращенню якості врожаю.

RTK-технологія

Аграрії, які прагнуть впроваджувати точне землеробство, не можуть обмежитися лише стандартними GPS-системами. Сьогодні фермери створюють детальні карти полів із сантиметровою точністю для підтримки стабільного руху техніки в межах однієї смуги за принципом RTK. Технологія покращує роботу супутникових навігаційних систем GNSS, дозволяючи виправляти похибки у визначенні координат у режимі реального часу.

Без RTK аграрії часто стикаються з проблемою нерівномірного проходження техніки по полю, що негативно впливає на його структуру, дренаж та родючість. За допомогою радіосигналу RTK передає точні координати сільськогосподарським машинам, наприклад тракторам, щоб ті рухалися строго заданим маршрутом без відхилень.

Технологія вертикального землеробства

Це, по суті, вирощування рослин у приміщенні шарами — на полицях один над одним. При цьому використовується світлодіодне освітлення і система контролю за температурою та оприскуванням.

Перевага такого виду сільського господарства в тому, що на меншій ділянці можна виростити більше їжі. Зокрема, зменшується потреба у пестицидах, адже рослини ростуть всередині приміщення, куди може проникнути менше шкідників. Часто рослинам у вертикальному землеробстві не потрібен навіть ґрунт, адже вони можуть бути гідропонні або аеропонні:

1. Гідропоніка — практика садівництва, за якої рослини вирощують у воді та поживних розчинах.
2. Аеропоніка — практика садівництва, за якої коріння рослин залишається у повітрі та періодично обприскується водою і поживними речовинами.

Аграрії вже застосовують на практиці такий метод, проте продовжують удосконалювати його.

Аграрна робототехніка

Сучасне сільське господарство стикається з гострою нестачею робочої сили, тому все більше фермерів звертається до робототехніки. Інноваційні рішення допомагають у зборі врожаю, посадці, обприскуванні, прополюванні та інших завданнях, спрощуючи працю аграріїв.

Автоматизація повторюваних процесів стає нормою: автономні та напівавтономні трактори з автопілотом оптимізують навігацію полем і покращують продуктивність.

Робототехніка активно впроваджується й на тваринницьких фермах: автоматизовані системи годування, доїння, інкубатори та ваги підвищують ефективність роботи та зменшують фізичне навантаження на працівників. Це сприяє точнішому контролю процесів і підвищенню загальної продуктивності господарства.

Штучний інтелект

Штучний інтелект — не зовсім новинка, адже такі технології вже подекуди застосовуються, аби встигати обробляти великі об’єми даних, приймати обґрунтовані рішення та оперативно реагувати на зміни. З AI можна в режимі реального часу отримувати інформацію про стан посівів, прогнозувати врожайність, зміни погоди та коливання цін.

Сучасні алгоритми аналізують знімки з дронів, виявляють хвороби рослин і худоби та автоматично розпізнають аномалії. Якщо система виявила проблеми — повідомляє про неї, а також пропонує варіанти вирішення. Такі інновації дають можливість фермерам вчасно вживати необхідних заходів, запобігаючи поширенню хвороб і знижуючи ризики втрат.

Які можуть бути перешкоди

Розвиток цифрових рішень у галузі сільського господарства знаходиться на початковій стадії, і існує безліч факторів, які можуть уповільнити або навіть перешкодити подальшому поширенню таких методів.

Головна проблема — нестабільний доступ до інтернету в багатьох фермерських господарствах. Оскільки ефективність рішень на основі Інтернету речей залежить від постійного обміну даними, обмежене або ненадійне з’єднання значно ускладнює їхнє використання. Додатково слід враховувати потребу в енергозабезпеченні: датчики та пристрої, що покривають великі площі, потребують значних ресурсів для безперервної роботи. Інтеграція таких систем вимагає ретельного планування та суттєвих інвестицій в інфраструктуру.

Також пристрої, які працюють у відкритих просторах, повинні бути стійкими до погодних умов і мати можливість швидкого ремонту. Крім того, для їх встановлення та обслуговування необхідні кваліфіковані фахівці, що збільшує витрати на впровадження технологій. Ще одна складність полягає у сумісності нових пристроїв із вже наявними системами. У разі невідповідності це може призвести до додаткових витрат на оновлення техніки.