сотрудник
Казань, Россия
сотрудник
сотрудник
В настоящее время цифровизации экономики в Российской Федерации отводиться особая роль. Сельское хозяйство является одним из главных секторов экономики, которая обеспечивает продовольственную безопасность страны получило активное развитие в этом направлении в последние годы. Внедрение цифровых инструментов в сельскохозяйственное производство идет повсеместно, но в то же время применяется в каждом хозяйстве частично или имеющиеся элементы не связаны с друг с другом. Во всех случаях внедрение элементов точного земледелие направлено на сокращение расходов, что в конечном счете должно привести к экономической выгоде. В то же время хозяйствующим субъектом не стоит забывать о самом главном – получая выгоду сохранить и улучшить существующее состояние экосистем подверженных антропогенному воздействию. Внедрение точного земледелия в сельское хозяйство невозможно без качественного информационного и технического обеспечения. В работе рассмотрено современное состояние и проблемы внедрения элементов точного земледелия. Основной из проблем, в настоящее время, является отсутствие полной и достоверной информации о качественном и количественном состоянии земель в сельском хозяйстве, что влияет на их уровень и эффективность использования в производстве. Одним из путей для организации рационального использования земель является учет агроландшафтных особенностей территории при внедрении точного земледелия.
точное земледелие, поле, карта, урожайность, цифровая карта, мониторинг
Введение. В настоящее время ввиду исчерпывания традиционных возможностей для повышения урожайности и снижения расходов на производство для сельскохозяйственных производителей внедрение «точного» земледелия является одним из основных для решения этих проблем.
Анализ использования элементов точного земледелия показывает, что наибольшее распространение получили картирование урожайности, применения подруливающих устройств и параллельного вождения, мониторинг состояния растений дистанционными методами мониторинга, дифференцированное внесение удобрения и средств защиты растений. Применение технологий точного земледелия в мире идет ускоренными темпами и по масштабам применения среди всех можно выделить США, Японию и Бразилию. По данным Министерства сельского хозяйства Россия по степени цифровизации входит только во вторую десятку [1].
По мнению вице-президента по корпоративному развитию и инвестициям российского разработчика беспилотников Cognitive Technologies Альфии Каюмовой, в настоящее время «точное» земледелиев сельском хозяйстве в России в целом не превышает порядка 5 процентов. В отрасли растениеводства цифровизацией охвачено максимум 10% посевных площадей и применяемые решения не комплексные. Рассматривая статистику, по прогнозу ВВП развитых стран, к 2024 году может вырасти за счет «цифровой экономики» на 1,5 %, а развивающихся стран – на 3,4 процента [2].
Поэтому цифровизация сферы сельского хозяйства является актуальной задачей современной экономики.
Цель исследований. Изучение состояния и проблем развития точного земледелия в практической деятельности АПК России.
Результаты и обсуждение. Внедрение точного земледелия в России сталкивается со множеством проблем, одной из которых является слабое покрытие сельских территорий сетями передачи данных.
В то же время основной из проблем цифровизации сельского хозяйства является отсутствие или низкий уровень применения электронных карт и паспортов полей. Говоря о современном применении цифровых технологий по состоянию и перспективе развития точного земледелия можно сказать следующее что при составлении цифровых карт полей для рекомендаций в сельскомхозяйстве необходимо обратить внимание на элементы точного земледелия, например, картирование полей при проведении технологических операций [3].
На стадии внедрения системы точного земледелия производители сталкиваются с рядом проблем. Одними из проблем, среди множества, являются неоднородность контура полей, а также отсутствие морфометрических данных территории. Для введения цифрового сельского хозяйства в первую очередь необходимо актуализировать данные о качественных и количественных свойствах полей севооборота.
Для того чтобы получить достоверные сведения о границах поля необходимо создавать векторный контур поля в системах агрономического учета. Ведение системы агрономического учета позволяет уменьшить трудоёмкость выполнения работ по внесению, хранению и обработки наполняемой информации, а одновременная интеграция с устройствами установленных на машины и оборудования исключает необходимость внесения данных и накопления ошибок при их вводе.
Практика показывает, что имеющаяся информация у специалистов не всегда достоверна и часто не совпадает с реально обрабатываемыми площадями из-за устаревших сведений и учета необрабатываемых участков внутри контуров полей.
Эти объекты уменьшают продуктивную площадь поля, и этот факт важно учитывать при планировании полевых работ и расчета необходимых ресурсов (удобрения, СЗР и так далее).
Повсеместное распространение неточностей в данных, представленных на рисунке 1 ведут к негативным последствиям, которые отражаются на технологии возделывания культуры. Несоответствие данных приведет к неправильным показателям в техническом плане, к неточным данным по урожайности и неправильного внесения питательных веществ. Неточные данные также приводят к нарушению технологии внесения удобрения иснижению урожайности [4, 5, 6, 7].
На рисунке 1 представленпример отличия учетных данных о площади поля.
Рис. 1 - Пример отличия учетных данных о площади поля (красный контур) и реально обрабатываемой площади (заштриховано черным).
Следующим важным ограничивающим фактором для ведения современного сельского хозяйства является отсутствие данных об агроэкологическом состоянии полей. Например, отсутствие информации об уклонах и экспозиции склоновне позволяет правильно разместить сельскохозяйственные культуры с учетом агроландшафтных условий территории.
Влияние на перераспределение влаги в почве для увеличения урожая оказывает прежде всего рельеф территории, крутизна рельефа и склона.
Рельеф является решающим фактором в развитии эрозионных процессов. При создании карты крутизны склона требуется копия плана землепользования с горизонталями [8, 9, 10].
Современные географические информационные технологии позволяют комплексно оценить агроландшафты для разработки агротехнологии под условия конкретных территорий. На рисунке 2 представлены результаты геоморфологического анализа территории.
Рис. 2 -3D моделирование уклонов полей
Современное применение цифровых моделей рельефа при картографировании являются также одним из элементов по показателям в моделировании процессов перераспределения поверхностного и внутрипочвенного стока, определении эрозионных процессов [11, 12].
Стоит отметить, что на эффективноеприменение элементов точного земледелия влияетнеоднородность агрохимических показателей внутриполя, которая связана со сложной формой рельефа участка. Это в свою очередь становится проблемой придифференцированном внесении удобрений.По нашему мнению, без предварительной оценки эрозионных процессов на каждом участке невозможно определить дозу внесения минеральных удобрений, так как каждый год отличается своими климатическими показателями, и отсутствие учёта смыва приведет к усилению пестроты показателей почвы.
Поэтому внедрение цифровых технологий должно проводиться одновременно с внедрением агроландшафтного земледелия. [13].
Вывод. Как показали проведенные исследования, использование системы точного земледелия является эффективным в современных условиях. Применение научного подхода при внедрении элементов точного земледелия позволит в последующем не только повысить урожайности и снизить расходы благодаря применению инновационных инструментов, но и создать экологически стабильную территорию. Кроме того, внедряя цифровые инструменты, являющиеся частью элементов точного земледелия землепользователь должен позаботиться об экологической стабильности территории организовывая производство с применением адаптивно-ландшафтного подхода к земледелию.
1. Захарова Г. П., Сафиуллин И. Н. Развитие цифровых технологий в Республике Татарстан // Воспроизводство плодородия почв и продовольственная безопасность в современных условиях: Сборник трудов международной науч.-практ.конф., посвященной 100-летию кафедры Агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ и 80-летию члена-корреспондента АН РТ доктора сельскохозяйственных наук, профессора Ильшата Ахатовича Гайсина. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2021. С. 335-341.
2. Лагун А. А., Шилова И. Н. Предпосылки и экономическая эффективность внедрения системы точного земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Вологодской области // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 2(57). С. 217-226. DOIhttps://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2018.2.217.
3. Трофимов Н. В., Сочнева С. В. Землеустройство - основа рациональногоиспользования сельских территорий в условияхцифровой трансформации АПК // Международный форум KAZAN DIGITAL WEEK - 2021: Сборник материалов. Казань: ГБУ «НЦБЖД», 2021. С. 706-715.
4. Логинов Н. А., Сабирзянов А. М. Применение ДЗЗ при точечном внесении минеральных удобрений на посевах яровой пшеницы // Экономика в меняющемся мире: сборник научных статей, Казань, 17-26 апреля 2019 года. Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2019. С. 14-16.
5. Сабирова Р. М., Салехов Д. М., Гисматуллин Р. Р. Влияние почвенно-климатических условий на продуктивность овса // Современные достижения аграрной науки : научные труды всероссийской (национальной) научно-практ. конф., посвященной 80 летию д.с.-х.н., профессора, член-корр. РАН, почетного члена АН РТ, академика АИ РТ, трижды Лауреата Государственных и Правительственной премии в области науки и техники, Заслуженного деятеля науки РФ, Заслуженного работника сельского хозяйства РТ Мазитова Назиба Каюмовича. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2020.С. 432-436.
6. Sosnowska D. Precision agriculture in Polish integrated plant protection // Защитарастений. 2016.№ 40. P. 346-354.
7. Prospects for the use of a new non-traditional culture spring tritical in the precise agriculture system in the North-Kazakhstan region / А. К. Kurishbayev, B. К. Kanafin, N. А. Shestakova et al. // Herald of Science of S. Seifullin Kazakh Agrotechnical University. 2020.№ 2(105). P. 4-12.
8. ГариповИ. Р., Сулейманов С.Р. Использование аэро-фотоикосмической съемки при проведении мониторинга земель // Студенческая наука - аграрному производству: Материалы 79 студенческой (региональной) научной конференции. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2021. С. 53-58.
9. GIS-technology and data of earth remote sensing to identify and predict ravine erosion development / A. Sabirzyanov, M. Panasyuk, N. Trofimov, S. Sochneva // International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2020): International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2020). Vol. 27.Kazan: EDPSciences, 2020.P. 00113.
10. Сафиуллин Н. А., Миронов А. Г. Использование цифровых технологий в сельскохозяйственной технике // Инновационные тенденции развития Российской науки: материалы XIII международной науч.-практ. конф. молодых ученых. Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2020. С. 221-223.
11. Сафиуллин И. Н., Амирова Э. Ф. Состояние и тенденции использования земельных ресурсов в сельском хозяйстве Республики Татарстан // Актуальные вопросы использования земельных ресурсов, геодезии и природопользования: Сборник трудов всероссийской (национальной) науч.-практ. конф. кафедры землеустройства и кадастров Казанского ГАУ. Казань: Казанский государственный аграрный университет, 2021.С. 157-163.
12. Гохман В. В. Точное земледелие и ГИС // // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 11: Естественныенауки. 2015.No 1(11).P. 45-54. - DOIhttps://doi.org/10.15688/jvolsu11.2015.1.4.
13. Afanasyev, R. A. Use of the regularities of within-field variability of arable soil fertility in precision agrotechnologies// ArcReview. 2016. № 3 (78) [Электронныйресурс]. - Режимдоступа: https://www.esri-cis.ru/news/ arcreview/detail.php?ID=24059&SECTION_ID=1095
