Новые технологии в современном сельском хозяйстве

К 2050 году население Земли вырастет до 10 миллиардов, а спрос на продукты питания повысится на 70%. Это ставит перед аграрной отраслью, в частности, в Украине серьезные вызовы — обеспечить продовольствием еще больше людей. Решить эту задачу помогут инвестиции в новейшие подходы к земледелию и агротехнологии. Давайте подробнее поговорим об уже созданных перспективных решениях обработки почвы и не только.

Технологии связи в агросекторе

Современное деревенское хозяйство невозможно без надежной связи, ведь качественное интернет-покрытие является ключевым элементом эффективного управления. Оно позволяет быстро получать данные с «умных» устройств, дистанционно контролировать оборудование, следить за выпасом скота и оптимизировать производственные процессы.

Одним из решений для обеспечения стабильной связи является мобильная сеть как сервис (Mobile Network as a Service). Это возможность создания сотового покрытия стандартов 2G, 3G и LTE с заданными параметрами сигнала на определенной территории. Услуга может быть реализована как частная или публичная сеть в зависимости от бизнеса.

Удаленное управление техникой и процессами через IoT

Использование технологий M2M (Machine-to-Machine) позволяет аграриям управлять оборудованием на расстоянии и получать данные о его состоянии в реальном времени. Устройства, оснащенные датчиками SIM-карт, собирают информацию и передают ее через беспроводную сеть в центр управления.

Это основа для интернета вещей (IoT), который производит обмен данными между устройствами и внешними системами. Благодаря M2M и IoT в агросекторе можно:

• контролировать работу оборудования и его состояние;
• отслеживать уровень влажности почвы;
• регулировать использование ресурсов, например дозировать семена;
• поддерживать оптимальный микроклимат в теплицах;
• наблюдать за перемещением техники и скота;
• автоматизировать процессы, например, выключать оросительные системы во время дождя;
• собирать и анализировать требуемые данные.

Для управления «умными» устройствами используются специализированные IoT-платформы, которые могут дистанционно контролировать работу SIM-карт, отслеживать расходы и получать детальную аналитику. Наличие соответствующего оборудования, адаптированных SIM-карт и экспертной поддержки помогает бизнесу внедрять современные технологии для повышения эффективности сельскохозяйственных процессов.

Дроны

Беспилотные летательные аппараты уже давно применяются в разных областях, и с каждым годом их возможности растут, а стоимость снижается. В сфере земледелия дроны стали незаменимыми помощниками, ведь позволяют собирать и анализировать важные данные для эффективного управления фермами и полями.

С помощью беспилотников фермеры могут:

• оценивать состояние урожая, почвы и поля,
• проводить опрыскивание посевов,
• отслеживать выпас скота.

Однако для мониторинга домашней птицы дроны не подходят, поскольку могут ее испугать. В других случаях устройства очень востребованы и эффективны.

Точное земледелие

Этот метод управления хозяйством базируется на использовании современных технологий для детального анализа состояния полей и своевременного реагирования на изменения.

Поскольку разные участки могут иметь неоднородный состав почвы, разный уровень влажности и поражения вредителями, применение инновационных решений позволяет оптимизировать использование ресурсов и повысить урожайность.

Благодаря доступности беспилотников и развитию спутниковых навигационных систем GPS и GNSS стало возможным получать точные топографические карты, помогающие фермерам контролировать:

• изменения урожайности,
• уровень влажности,
• состояние почвы,
• микроклимат.

Использование современных технологий в земледелии способствует экономии ресурсов, повышению эффективности работы и улучшению качества урожая.

RTK-технология

Аграрии, стремящиеся к внедрению точного земледелия, не могут ограничиться только стандартными GPS-системами. Сегодня фермеры создают подробные карты полей с сантиметровой точностью для поддержания стабильного движения техники в пределах одной полосы по принципу RTK. Технология улучшает работу спутниковых навигационных систем GNSS, позволяя исправлять ошибки в определении координат в режиме реального времени.

Без RTK аграрии часто сталкиваются с проблемой неравномерного прохождения техники по полю, что негативно влияет на его структуру, дренаж и плодородие. С помощью радиосигнала RTK передает точные координаты сельскохозяйственным машинам, например тракторам, чтобы те двигались по строго заданному маршруту без отклонений.

Технология вертикального земледелия

Это, по сути, выращивание растений в помещении слоями – на полках друг над другом. При этом используется светодиодное освещение и система контроля температуры и опрыскивания.

Преимущество такого вида сельского хозяйства в том, что на меньшем участке можно вырастить больше еды. В частности, уменьшается потребность в пестицидах, ведь растения растут внутри помещения, куда может проникнуть меньше вредителей. Часто растениям в вертикальном земледелии не нужна даже почва, ведь они могут быть гидропонными или аэропонными.

1. Гидропоника – практика садоводства, при которой растения выращивают в воде и питательных растворах.
2. Аэропоника — практика садоводства, при которой корни растений остаются в воздухе и периодически опрыскиваются водой и питательными веществами.

Аграрии уже применяют на практике такой метод, однако продолжают его совершенствовать.

Аграрная робототехника

Современное сельское хозяйство сталкивается с острой нехваткой рабочей силы, поэтому все больше фермеров обращается к робототехнике. Инновационные решения помогают в сборе урожая, посадке, опрыскивании, прополке и других задачах, упрощая труд аграриев.

Автоматизация повторяющихся процессов становится нормой: автономные и полуавтономные тракторы с автопилотом оптимизируют навигацию по полю и улучшают производительность.

Робототехника активно внедряется и на животноводческих фермах: автоматизированные системы кормления, доения, инкубаторы и весы повышают эффективность работы и уменьшают физическую нагрузку на работников. Это способствует более точному контролю процессов и повышению общей производительности хозяйства.

Искусственный интеллект

Искусственный интеллект — не совсем новинка, ведь такие технологии уже иногда применяются, чтобы успевать обрабатывать большие объемы данных, принимать обоснованные решения и оперативно реагировать на изменения. С AИ можно в режиме реального времени получать информацию о состоянии посевов, прогнозировать урожайность, изменение погоды и колебания цен.

Современные алгоритмы анализируют снимки с дронов, выявляют болезни растений и скота и автоматически распознают аномалии. Если система обнаружила проблемы, сообщает о ней, а также предлагает варианты решения. Такие инновации позволяют фермерам вовремя принимать необходимые меры, предотвращая распространение болезней и снижая риски потерь.

Какие могут быть помехи

Развитие цифровых решений в области сельского хозяйства находится на начальной стадии и существует множество факторов, которые могут замедлить или даже помешать дальнейшему распространению таких методов.

Главная проблема – нестабильный доступ к интернету во многих фермерских хозяйствах. Поскольку эффективность решений на основе Интернета вещей зависит от постоянного обмена данными, ограниченное или ненадежное соединение значительно усложняет их использование. Дополнительно следует учитывать потребность в энергоснабжении: датчики и устройства, покрывающие большие площади, нуждаются в значительных ресурсах для непрерывной работы. Интеграция таких систем требует тщательного планирования и значительных инвестиций в инфраструктуру.

Также устройства, работающие в открытых пространствах, должны быть устойчивы к погодным условиям и иметь возможность быстрого ремонта. Кроме того, для их установки и обслуживания необходимы квалифицированные специалисты, что увеличивает затраты на внедрение технологий. Еще одна сложность состоит в совместимости новых устройств с уже имеющимися системами. В случае несоответствия это может привести к дополнительным затратам на обновление техники.