О необходимости внедрения системы точного земледелия при производстве зерна

УДК 631.17

О НЕОБХОДИМОСТИ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕРНА

Н. В. Шилова

ABOUT THE NECESSITY OF INTRODUCTION OF PRECISION FARMING IN AGRICULTURAL PRODUCTION

N. V. Schilova

Аннотация. Актуальность и цели. Развитие современных информационных технологий является основой перехода к точному земледелию. Предложенные элементы точного земледелия, наиболее важные для сельскохозяйственных товаропроизводителей, требуют дальнейшей проработки и адаптации к конкретным почвенно-климатическим условиям. Развитие системы точного земледелия является актуальной задачей, так как оно способствует выходу отрасли на качественно новый уровень производства, который при определенных поддерживающих сельское хозяйство изменениях в политике государства позволит сельхозпроизводителям конкурировать с иностранными предприятиями. Цель данной работы - проанализировать основные направления в точном земледелии. Материалы и методы. Отдельные элементы точного земледелия уже имеют место в отдельных сельскохозяйственных предприятиях. Результаты. Приведена сравнительная характеристика (основные преимущества и недостатки) четырех этапов развития сельскохозяйственного производства. Указаны основные преимущества технологий точного земледелия по сравнению с другими технологиями возделывания зерновых культур. Выводы. Проведя сравнительную оценку технологий точного земледелия, нами были сделаны выводы о том, что с использованием технологии точного земледелия сельскохозяйственные товаропроизводители, действительно, смогут повысить эффективность производства зерна.

Ключевые слова: сельское хозяйство, точное земледелие, технология производства.

Abstract. Background. The development of modern information technology contributes to and is the basis of the transition to precision farming. Proposed elements of precision agriculture are the most important for agricultural producers and require further development and adaptation to specific soil and climatic conditions. The development of precision farming is an important ongoing task, as it will allow the industry to reach a new level of production that will allow (under certain changes in state policy that supports agriculture) agricultural producers to compete with foreign enterprises. The aim of this paper is to analyze trends in precision agriculture. Materials and methods. The individual elements of precision agriculture already exist in some agricultural enterprises. Results. The comparative characteristics (advantages and disadvantages) the four stages of the development of agricultural production. The main advantages of precision farming technologies in comparison with other technologies of cultivation of grain crops. Conclusions. After a comparative evaluation of precision farming technologies, we have concluded that using precision farming technology, agricultural producers will actually improve the efficiency of grain production.

Key words: agriculture, precision farming, the production technology.

В наше время невозможно представить жизнь без компьютерной техники и современных технологий. Это направление успешно развивается и в такой, казалось бы, консервативной отрасли, как сельское хозяйство. Руко-

водство страны и сами аграрии понимают, что без перехода к инновационным технологиям невозможно совершить качественный скачок и вывести село из кризиса.

Развитие аграрной науки, сельскохозяйственной техники и информационных технологий двойного назначения, начиная с последней четверти XX в., послужило основой формирования нового направления в мировом земледелии, получившего название «precision agriculture», что в переводе на русский язык означает «точное земледелие» [1, с. 45].

Начиная с 80-90 гг. XX в., сначала в США, а потом и в других странах мира с разной степенью интенсивности началась реализация технических аспектов точного земледелия с использованием американской спутниковой системы GPS, а затем - отечественной ГЛОНАСС и европейского проекта «Га-лилео» [2, с. 12].

Существует много определений этого нового направления в сельском хозяйстве. Смысл заключается в том, что каждое поле рассматривается как неоднородное по почвенному покрову, рельефу, содержанию элементов питания, влагообеспеченности и т.д. Для каждого участка в пределах одного поля разрабатываются дифференцированные технологии земледелия, направленные на получение заданных экономически и экологически обусловленных урожаев при максимальной экономии невозобновляемых ресурсов.

Идеология точного земледелия базируется на трех экспериментально-вычислительно-организационных операциях:

- урожайный мониторинг с применением системы позиционирования на базе глобальных навигационных спутников;

- картирование поля по урожайности убираемой культуры, по наличию в почве химических элементов, влажности и засоренности посевов;

- практическая реализация принятых решений, выполняемая машинно-тракторными агрегатами согласно программам в аппликационных картах, вложенных в бортовой компьютер: по координатной обработке почв, посеву, адресно-дозированному внесению удобрений и др. операциям.

На сегодняшний день широко в мире, а также в некоторых регионах России (около 2 % площади пашни), таких как Самарская, Московская, Оренбургская области и Республика Мордовия, приступили к применению технологий точного земледелия [3, с. 4].

Мировой и российский опыт подтверждает, что в сельскохозяйственном производстве съемки из космоса дают много возможностей: улучшить сбор сельскохозяйственной статистики, повысить точность, однородность, объективность и частоту наблюдений; они позволяют существенно усовершенствовать методы оперативного контроля состояния посевов и прогноза урожая.

Применение точного земледелия основано на информационных технологиях, которые, извлекая данные из множества источников, позволяют принимать решения по управлению посевами.

В Самарской области в течение последних десяти лет реализовывался ряд областных проектов по изучению и внедрению ресурсосберегающих технологий и технологий точного земледелия.

В результате этого при использовании навигационных приборов AgGPS EZ-Guide Plus для параллельного вождения была получена экономия средств на защиту растений и удобрения в 15 %, или 107 руб. / га, а общая экономия на обрабатываемую площадь составила 374,5 тыс. руб.

В 2007 г. в рамках инновационного образовательного проекта в РГАУ -Московской СХА им. К. А. Тимирязева впервые в стране был создан центр точного земледелия, в задачу которого входили разработка, освоение технологии точного земледелия и ее сравнение с традиционной технологией [4, с. 22].

Сравнительная характеристика различных технологий возделывания сельскохозяйственных культур представлена в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительная характеристика различных технологий возделывания сельскохозяйственных культур

Техно- Технологические Суть Преиму- Недостатки

логия характеристики технологии щества

1 2 3 4 5

При данной техно- Применение Простота и Происходит под-

логии применяются агротехниче- доступ- резание и задел-

и оборотные плуги, ских приемов ность ис- ка сорной расти-

переворачивающие на всем с.-х. пользова- тельности в поч-

О ч пласты почвы, от- поле ния ву.

о н х сутствуют свальные Избыточно или

е н гребни и развальные недостаточно

д борозды удобренные

н о площади. Эко-

и я номическая эф-

и и фективность не-

£ определенная, активная деградация почв и ландшафтов

Включает одну или Прямой посев Уменьше- Ухудшение фи-

ряд мелких обрабо- проводится ние прямых тосанитарной

ток почвы культива- по стерне без затрат на ситуации, необ-

торами или диско- всякой обра- сумму от ходимость при-

иг выми боронами. ботки почвы. 165 до 996 менения пести-

о ч ^ Солома и стерня Минимиза- руб./га, цидов, усиление

2 « не И о находятся в виде ция механи- снижение дефицита мине-

ео Н ё мульчи в верхнем ческой обра- расхода рального азота.

§ > Й о слое почвы. Посев ботки почвы топлива в Дифференциация

§ § ля осуществляется по 2-3 раза, пахотного слоя,

а а s J4 мелко обработанной снижение невозможность

S н почве с созданием трудозатрат внесения орга-

и мульчирующего слоя из растительных остатков и мелкокомковатой почвы в 2-2,5 раза нических удобрений и мелиорантов

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5

No-Till - это Всю работу Уменьшение Относительная

значит «без выполняет требуемого сложность и необ-

вспашки». специальная количества ходимость сурового

Предусматрива- сеялка, кото- механизаторов. соблюдения агро-

^ ет прямой посев рая срезает Качество про- культуры, севообо-

о ч семян в почву, пожнивные дукции отвеча- рота и нормы ис-

о и предварительно остатки, рас- ет требованиям пользования ядохи-

X (D ^ обработанную пределяет их переработки и микатов. Происхо-

гербицидами по почве, рынка дит изменение ви-

н делает в ней дового состава сор-

о & (0 н & борозду нуж- ной растительности,

ной глубины, в связи с чем сме-

аккуратно щаются сроки появ-

высаживает ления всходов и их

туда семена и закрывает семенное ложе наличие в течение сезона. Требует послеуборочного применения гербицидов на полях [5, с. 46]

GPS, Глонасс- Каждое сель- Экологическая Высокая цена при-

система, скохозяй- безопасность обретения. В боль-

3D принтер ственное по- окружающей шинстве с.-х. пред-

ле рассмат- среды, произ- приятий нет обору-

ривается как водство про- дования и специа-

неоднород- дуктов задан- листов для обследо-

ное по мно- ного качества, вания территорий

гим критери- сохранение с.-х. назначения по

ям, которые почвенного критериям точного

зависят от плодородия. земледелия

(D К проводимых Сокращение

ч (D агротехноло- расхода ТСМ и

ч (D гических оптимизация

4 5 операций. использования

со Oj Электронные минеральных

о и записи и хра- удобрений,

о нение исто- увеличение

Н рии полевых работ и урожаев производительности труда. Значительное снижение зависимости от погодных условий, получение более высоких и стабильных урожаев*

Примечание. Например, в Германии при использовании систем точного земледелия повышение урожая составило 30 % при одновременном снижении затрат на минеральные удобрения на 30 % и на ингибиторы на 50 % [6].

Разработка методологии точного земледелия не является «революционным скачком» в совершенствовании агротехнологии, но это - следующий шаг в агрономических исследованиях, который должен учесть все достигнутые ранее результаты в этом направлении, включая разработку динамических моделей, методы поддержки решений, экспертные системы и пр.

Технологии, которые включает в себя точное земледелие:

- электронные карты полей и программное обеспечение для работы с

ними;

- высокоточное агрохимическое обследование (анализ почв);

- системы навигации для сельскохозяйственной техники разных уровней точности;

- мониторинг техники (слежение за местоположением, уровнем топлива и другими параметрами) (GLONASS SISTEM);

- лаборатории для анализа почв и продукции;

- метеорологические станции;

- системы картирования урожайности;

- системы дифференцированного внесения удобрений;

- почвенные пробоотборники (неотъемлемая часть дифференцированного внесения удобрений);

- системы автономных заправочных станций;

- датчики, работающие на основе рефлекции света или лазерных лучей.

Конечно, придя на смену ручному труду, традиционная технология облегчила работу аграриев, но она по-прежнему требовала больших затрат - как денежно-материальных, так и трудовых.

Анализ показывает, что экономический эффект только от параллельного вождения достигает 800-1000 руб./га, окупаемость - менее одного сезона.

Основным недостатком традиционной технологии возделывания сельскохозяйственных культур является активная деградация почв, так как почвы распахиваются на больших площадях, а затем плодородный слой выдувается ветром или смывается водой.

Минимальная и нулевая технологии более совершенны по сравнению с традиционной и позволяют хозяйствам сократить затраты труда и ГСМ, но они, в свою очередь, имеют ряд серьезных недостатков. Наиболее существенным из них, на наш взгляд, является смещение сроков появления всходов, что может привести к потере урожаев.

По сравнению с традиционной, минимальной технологиями и технологией No Till основными недостатками системы точного земледелия пока остаются высокая цена приобретения и отсутствие в большинстве сельскохо-зяйственых предприятий специалистов, способных управлять новыми машинами и механизмами. Как показывает практика, в результате внедрения систем точного земледелия эффективнее используется техника, сокращается расход топливно-смазочных материалов, происходит оптимизация использования минеральных удобрений, увеличивается производительность труда, уменьшается требуемое количество механизаторов. При этом значительно снижается зависимость от погодных условий, урожаи становятся более стабильными, а затраты окупаются уже на 3-4 год использования.

Конечно, говорить о размерах экономии нужно в условиях конкретных сельхозпредприятий. Хотя технологии точного земледелия - не панацея от всех бед современного сельского хозяйства, но тем хозяйствам, где уже сложился современный менеджмент, решающий не только текущие задачи, а думающий о перспективе, технологии точного земледелия могут оказать неоценимую помощь и привести к кардинальному прорыву - к выводу хозяйства на качественно новый уровень.

Список литературы

1. Информационно-технологическое обеспечение точного земледелия / В. Г. Сычев, Р. А. Афанасьев, А. Ю. Измайлов и др. // Плодородие. - 2011. - № 3. - С. 44-47.

2. Жалнин, Э. В. Точное земледелие - концепция успеха / Э. В. Жалнин // Сельский механизатор. - 2011. - № 11. - С. 12-47.

3. Заводчиков, Н. Экономические вопросы точного земледелия / Н. Заводчиков, С. Гобов // Главный агроном. - 2013. - № 10. - С. 4-7.

4. Беленков, А. И. Исследование технологии точного земледелия / А. И. Беленков, А. Ю.Тюмаков, А. В. Храмов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - № 11. - С. 22-23.

5. Послеуборочное применение гербицидов. No Till и мозаика гербицидов [материал подготовлен при поддержке компании syngenta] // Новое сельское хозяйство. -2012. - № 2. - С. 46-47.

6. Полухин, А. А. Обоснование применения энергосберегающих технологий в сельском хозяйстве / А. А. Полухин, Н. С. Сорокин // Аграрная Россия. - 2013. -№ 9. - С. 14-17.

Шилова Наталья Владимировна

старший преподаватель, кафедра экономического анализа и информационных технологий, Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия E-mail: natusik198787@mail.ru

Schilova Natalia Vladimirovna senior lecturer,

sub-department of economic analysis and information technologies, Nizhniy Novgorod State Agricultural Academy

УДК 631.17 Шилова, Н. В.

О необходимости внедрения системы точного земледелия при производстве зерна / Н. В. Шилова // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2014. - № 4 (12). - С. 93-98.