В сельском хозяйстве внедрение цифровых технологий стало трендом, как и в других отраслях. В статье кратко рассмотрены недавние исследования в области точного земледелия и преимущества внедрения высокотехнологичных решений.
Последнее исследование University of Nebraska-Lincoln подтвердило интерес фермерских хозяйств к внедрению технологий точного земледелия. В нем анализировались опросы 126 сельскохозяйственных производителей, которые участвовали на выставках Nebraska Extension в 2015 году. В общей сложности они владеют 609,8 га земельных угодий большей частью расположенных в Небраске, штат США.
Из графика выше следует:
- Самый высокий показатель внедрения у агрохимического анализа почвы — 98% и у высокоскоростного интернета — 94%;
- Уровень внедрения мониторинга урожайности, карт, GPS-навигации более 80%;
- Система дифференцированного внесения удобрений — у них 68%;
- Спутниковые и аэроснимки только становятся популярными — их внедрили около 30% опрошенных фермеров.
В целом внедрение точных технологий на высоком уровне. Доступ к интернету или планшеты не обязательно используются только для точного земледелия, но они необходимы для него.
Другое исследование опубликованное Goldman Sachs прогнозирует повышение ожидаемой урожайности на 70% в случае использования технологий точного земледелия. Общий объем целевого рынка к 2050 году должен вырасти до $240 млрд. Из этого исследования ясно, что внедрение точного земледелия будет влиять на развитие агробизнеса.
Отчет Roland Berger оценивает региональные рынки технологий точного земледелия. Наиболее привлекательными рынками в нем названы американский и европейский. Даже несмотря на это спрос на технологии в других частях мира также будет расти из-за снижения стоимости технологий и выгод, которые они приносят.
Оценка рынка включает софтвер (системы управления данных, консультативные услуги и тд) и технику (системы контроля и автоматизации, сбора данных и тд).
Потенциальные выгоды и добавленная стоимость
Потенциальные выгоды внедрения являются прямым следствием применения точных технологий. Преимущества использования точного земледелия:
- эффективность использования ресурсов (химикатов, удобрений, воды, топлива и тд);
- рост количества и качества продукции;
- повышение урожайности на отдельных участках поля;
- минимизация ущерба, нанесенного окружающей среде;
- смягчение рисков.
Добавленную стоимость можно оценить по увеличению урожайности, в исследовании Goldman Sachs она была рассчитана в долларах для каждой отрасли точного земледелия:
- Точное внесение удобрений — $65 млрд (общий объем целевого рынка) с $200 млрд добавленной стоимости, основанной на 18% росте урожайности;
- Точный высев — $45 млрд с добавленной стоимостью $145 млрд, основанной на 13% росте урожайности;
- Минимизация уплотнения почвы (маленькие тракторы) — $35 млрд, добавленная стоимость — $145 млрд на основе 13% приросте урожайности;
- Точная ирригация — $35 млрд с добавленной стоимостью $115 млрд, рост урожайности — 10%;
- Мониторинг полей и управление данными и тд — $35 млрд, добавленная стоимость — $125 млрд;
- Точное опрыскивание — $15 млрд с $50 млрд добавленной стоимости, основанной на 4% росте урожайности.
Цифровые технологии необходимы фермерам для оптимизации продуктивности, повышения управляемости фермерскими операциями и увеличения доходности.
Мониторинг полей
Мониторинг здоровья растений. Обычно здоровье растений определяют на основе индекса NDVI, который создают при помощи дронов или спутниковой съемки.
Индекс базируется на разном диапазоне видимых и невидимых световых волн. Технология позволяет определить общий уровень здоровья культуры и проблемные участки.
Скаутинг также использует индекс NDVI, а еще планшеты или мобильные телефоны. Работник выходит в поле с планшетом или телефоном и собирает необходимые данные там. Программное обеспечение анализирует и дает рекомендации, исходя из полученных результатов. Эта технология помогает отслеживать активность вредителей и распространение сорняков.
Мониторинг урожайности и прогноз погоды. При сборе информации об урожайности обычно используют дроны или спутниковую съемку и датчики, установленные на технику.
Датчики устанавливают на уборочные машины или тракторы и они собирают данные об урожае зерна, уровне влажности и тд. Эта информация помогает в принятии решений о сроке уборки урожая или внесения удобрений, а также разработки планов на следующий сезон, анализа изменений поля и тд.
Диагностирование болезней, вредителей и сорняков. Для этого также используются дроны и сделанные ими гиперспектральные снимки. Gamaya — самая маленькая и легкая гиперспектральная камера из доступных на рынке. Она подходит для дронов и нано-спутников. Камера тесно интегрируется с патентованным софтвером для анализа полученных данных.
Погода, ирригация, качество почв и тд. Датчики в почве и на растениях собирают данные о почве и воде. Почвенные сенсоры фиксируют текстуру, органику, содержание соли и питательность.
Метеорологические станции собирают данные о погоде, которые помогают понять, какое влияние погодные условия окажут на воду и почву.
На сегодняшний день существуют много разных передовых ирригационных технологий. Одна из самых полезных — капельное орошение с использованием клапанов и насосов, контролируемых вручную или автоматически.
Управление данными
Платформы для управления фермой помогают управлять производством сельхозкультур, интегрируя информацию с разной техники и девайсов. Полученные данные анализируются и хранятся одной центральной платформой.
Платформы хранения данных. Такие платформы как Field View от Climate Corporation и Farmers Business Network специализируются на создании информационных ресурсов. Они предоставляют доступ к центральному хранилищу данных, где объединение информации с разных источников создает общую картину происходящего в отрасли.
Системы дифференцированного внесение удобрений
VRA фокусируется на автоматическом внесении гербицидов, химикатов, семян, которое регулируется полученными от датчиков, карт и GPS данными. Этот процесс использует несколько технологий точного земледелия: мультиспектральные и гиперспектральные камеры, спутниковые снимки, оборудование для внесения. VRA помогает оптимизировать расходы на удобрения, химикаты и другие ресурсы.
Автоматизация агротехники
Роботы. Одна из основных задач роботов на ферме это автоматизация борьбы с сорняками. Например Blue River Technology и Ecorobotix создают роботов, которые с помощью камер в режиме реального времени различают сорняк, и способны принять решение каким способом его убрать.
GPS-навигация необходима для автопилотирования, высокоточной навигации и позиционирования технического автопарка фермы.
Телематика — развитие коммуникации machine-to-machine между техникой и датчиками, обеспечивающими автоматизацию. Например камера распознает сорняк и передает эту информации другой части оборудования, чтобы его вырвать или обработать гербицидом.
Точный высев — это автоматизация высева для оптимизации расхода семян, эта технология позволяет контролировать интервал, глубину и состояние корневой системы. Для определения оптимальных условий высева необходимо задействовать точные технологии сбора данных.
Как показывают исследования Roland Berger и Goldman Sachs темп внедрения технологий точного земледелия постоянно растет и на данный момент нет никаких признаков его замедления. Доступные на рынке решения предлагают фермерам комплексное решение их основных задач, потому внедрение цифровых технологий будет происходить в ускоренном темпе.
Подробней о спутниквом мониторинге можно прочитать здесь.
Источник: medium.com.
