Головні зміни в АПК відбуваються у контексті цифрової трансформації. Це не просто впровадження нового софту
Інтернет речей (Internet of Things, IoT)
Датчики допомагають у режимі реального часувимірювати характеристики ґрунту, відстежувати опади, температуру, вологість, рух техніки. За рахунок цього у фермерів з'являється можливість збирати величезну кількість даних, агрегувати їх в інформаційній системі, аналізувати та приймати усвідомленіші рішення. Це призводить до економії ресурсів та грошей, що важливо для такої низькомаржинальної сфери, як сільське господарство. До розповсюдження інтернету речей це було неможливо.
Наприклад, можна встановити датчики на техніку тазрозуміти, де вона знаходиться, яким маршрутом йде, чи не відхиляється від нього, чи не простоює без діла. Агрогосподарство за рахунок цього оптимізує витрати на бензин, запобігає крадіжці. Датчики у ґрунті та метеодатчики не так швидко дають ефект, але допомагають контролювати зростання рослин, вирішувати, коли внести добрива, поливати культури, обробляти їх пестицидами, щоб отримати більше врожаю.
Глобальний ринок IoT у сільському господарствіоцінювали у $22 млрд 2021 року. Він зростатиме на 10% щорічно, перевищивши $35 млрд до 2026 року. Але розвиток IoT, зокрема у сільське господарство, сильно впливає якість зв'язку. Часто угіддя віддалені від вишок стільникового зв'язку, отримати стабільний потік інформації з датчиків складно. Нове покоління 5G має полегшити це завдання. Але масового поширення у Росії мереж 5G поки заважають зайнятість частот, припинення поставок імпортного телеком-оборудования і відсутність вітчизняних базових станцій.
Дистанційне зондування землі
За допомогою супутників і дронів можна моніторити ізондувати землю без ручної праці. Супутникові знімки дозволяють оцінити ситуацію на полях на великих відстанях, тоді як дрони більше підходять для точкового та точного моніторингу. Головна перевага дистанційних методів — велике охоплення та можливість швидко отримати необхідні дані. При наземному зондуванні трудовитрати набагато вищі, а весь процес довше.
Супутникові знімки є у трьох основнихпровайдерів - європейське сімейство супутників Sentinel, американська програма Landsat та Роскосмос. У Росії її переважно користуються Sentinel. Роздільна здатність знімків Sentinel-2 сягає 10 метрів на піксель. У дронів роздільна здатність набагато вища - до 2 см на піксель, але кожен файл може важити кілька гігабайт, так що їх складно обробляти. Зазвичай для моніторингу посівів достатньо супутників.
Як дрон бачить поле
Об'єднуючи супутникові дані та інформацію здатчиків, які закладені у землі на глибині кілька сантиметрів, можна, наприклад, скласти температурний профіль грунту. Це позбавить агронома необхідності перевіряти вручну за допомогою термометра, чи досягла температура в полі оптимальних значень для посіву. Дистанційні методи також враховують особливості окремих ділянок у межах одного поля.
Геоінформаційні системи (ГІС)
Для працівників АПК важливо візуалізувати інформацію у вигляді карток. Сьогодні ГІС — це основа та серце інформаційних систем, пов'язаних із управлінням сільгосппідприємством.
Агрохолдинг створює макет цифрової місцевості,полів та техніки. Іноді вони розкидані у кількох регіонах та навіть країнах. Інформація складується в інформаційну систему та відображається у вигляді шарів. Шар - це атрибут поля, наприклад, вологість, рельєф, перепади висот, гідромеліоративні споруди, сільськогосподарські культури. Перемикаючись між різними атрибутами, агрогосподарство може сформувати загальну картину того, що відбувається на полях.
У ГІС можна подивитися, як проходить збиральнакампанія, на яких ділянках урожай вже зібрали, а де роботу поки що не розпочали. Агропідприємства можуть побачити, які поля обробили пестицидами, а які ні, чи опади випадали, чи з'явилися шкідники. Або візуально відстежити переміщення техніки, оцінити мотопробіг, витрати паливно-мастильних матеріалів, зрозуміти причини, через які відбувається перевищення норми.
«У ГІС можна подивитися, як відбувається збиральна кампанія»
Точне землеробство
Точне землеробство - це високоточна системауправління агропідприємством, що включає різні технології: це і інтернет речей, і ГІС, і дистанційне зондування землі. Воно базується на інформації, отриманій від провайдерів та датчиків.
Землеробство передбачає розбивку поля на ділянкивиходячи з їх показників і, як наслідок, диференційований посів, полив, обробку пестицидами. Якщо на одній ділянці поля врожай зазвичай багатший, можна посадити там більше насіння. А якщо ґрунт у якомусь місці бідніший, збільшити обсяг добрив. Кінцева мета – зібрати більше врожаю та заощадити на всіх етапах.
У класичних підходах сільського господарства полеобробляють як єдине ціле. Тим часом агрофізичні та агрохімічні показники ґрунту можуть різнитися в рамках одного поля, особливо, якщо йдеться про угіддя у кілька тисяч гектарів. Агрооперації з урахуванням таких особливостей дають змогу заощадити агрогосподарству 15-20% ресурсів.
Сьогодні багато агрохолдингів проводятьекспериментальні роботи, пов'язані з точним землеробством. Зазвичай вони виділяють землі для пілотних проектів, а розбивки їх у ділянки використовують індекс NDVI. Він розраховується за знімками із супутників та БПЛА та дає можливість дізнатися про стан посівів у різних частинах поля.
Штучний інтелект та математичне моделювання
Спектр застосування ІІ та математичних моделей всільському господарстві досить широке. Наприклад, вони дозволяють спрогнозувати кількість зібраного врожаю протягом усього циклу сільськогосподарських робіт. Завдяки цьому агрогосподарства можуть оцінити скільки грошей вони зароблять наприкінці сезону.
Інший затребуваний напрямок — сівозміна.Так називають практику вирощування різних видів культур на одній і тій самій землі протягом кількох вегетаційних сезонів. Для кожної сільськогосподарської культури характерні свої мікроорганізми у кореневій системі, баланс хімічних елементів, які вона забирає із землі. Так що якщо садити одні й ті ж рослини на полі протягом кількох років, з кожним роком родючість ґрунту падатиме. Можлива ситуація, коли землю доведеться вивести із сільськогосподарського обороту, щоби дати їй відновитися. А якщо грамотно підібрати послідовність культур, можна не лише вирівняти баланс мікроелементів у ґрунті, а й покращити його стан.
Агрогосподарство може побудувати оптимізаційнуматематичну модель, яка з урахуванням різних факторів (культури-попередники, врожайність культури тощо) дає рекомендації щодо майбутніх посадок. Подібні математичні моделі можуть максимізувати прибуток. Для цього необхідно збагатити їх даними щодо ціноутворення та продажу.
Датчики допомагають в режимі реального часу вимірювати характеристики грунту, відстежувати опади, температуру, вологість, рух техніки.
Перспективи та складності
Розвитку технологій у сільському господарстві заважаютьбагато чинників: висока імпортозалежність російської промисловості з погляду елементної бази, розрізненість даних, і відсутність єдиних протоколів їх передачі, питання кібербезпеки (у разі IoT).
Більше того, використовувати технології в сільськомугосподарстві поки що можуть дозволити собі здебільшого великі агрохолдинги, адже впровадження таких інструментів потребує вкладень не лише у купівлю «заліза», а й у навчання людей. Невеликі агрогосподарства часто практично не впроваджують інновації і досі зберігають інформацію у кращому разі на папері. Чим більше стає компанія, тим більше явно виражена її потреба в оптимізації внутрішніх процесів та підвищення продуктивності.
Навести лад в інформаційній системінеможливо, поки цього порядку немає у бізнесі. Щоб приймати рішення на основі інформації, необхідно спочатку розібратися у своїх процесах: зрозуміти, де взяти цю інформацію, яких даних не вистачає, що зробити для того, щоб їх отримати, як подолати опір співробітників, які не захочуть ділитися знаннями або вже звикли працювати в певному режимі. Тому цифрова трансформація відбувається зверху донизу і починається з топ-менеджменту.
Читати далі:
НАСА розкрило походження Хаумеї — найзагадковішої планети Сонячної системи
Живі організми зробили Марс непридатним для проживання.
Печінка може працювати понад 100 років: вчені розповіли, як це можливо