Точное земледелие

[[File:Daedelus comparison, remote sensing in precision farming.jpg|thumb|upright|В [[:en:False-color image|условных цветах (на англ.)]] показана карта дифференцированного внесения для точного земледелия, полученная с помощью данных [[:ru:Дистанционное зондирование Земли|дистанционного зондирования Земли]]. Источник: [[:en:NASA Earth Observatory|Обсерватория Земли НАСА (на англ.)]]<ref> {{cite web |url=http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=1139 |title=Precision Farming : Image of the Day |publisher=earthobservatory.nasa.gov |accessdate=2012-08-31 }}</ref>]] == Точное земледелие == В основе научной концепции точного земледелия лежат представления о существовании [[структура почвенного покрова|неоднородностей в пределах одного поля]]. Для оценки и детектирования этих неоднородностей используются новейшие технологии, такие как системы глобального позиционирования ([[GPS]], [[ГЛОНАСС]]), специальные датчики, аэрофотоснимки и [[космоснимки|снимки со спутников]], а также специальные программы для агроменеджмента на базе [[Геоинформационная система|геоинформационных систем]] (ГИС). Собранные данные используются для планирования высева, расчёта норм внесения удобрений и средств защиты растений (СЗР), более точного предсказания урожайности и финансового планирования. Данная концепция требует обязательно принимать во внимание локальные особенности почвы/климатические условия. В отдельных случаях это может позволить легче установить локальные причины болезней или уплотнений. На среднем западе [[США]] точное земледелие ассоциируется не с концепцией устойчивого земледелия ([[:en:sustainable agriculture|статья об «устойчивом земледелии» на английском]]), но с мейнстримом в агробизнесе, который стремится максимизировать прибыль{{нет АИ|18|08|2011}}, производя затраты только на удобрение тех участков поля, где удобрения действительно необходимы. Следуя этим идеям агропроизводители применяют технологии переменного или дифференцированного внесения удобрений на тех участках поля, которые идентифицированы с помощью GPS-приёмников{{уточнить}}<!-- идентифицируют датчиками и фотосъемкой, находят точку навигацией (или рулеткой) --> и где потребность в определённой норме удобрений выявлена агротехнологом при помощи карт агрохимобследования и урожайности. Поэтому в некоторых участках поля норма внесения или опрыскивания становится меньше средней, происходит перераспределение удобрений в пользу участков, где норма должна быть выше, и, тем самым, оптимизируется внесение удобрений. Точное земледелие может применяться для улучшения состояния полей и агроменеджмента, по нескольким направлениям: * агрономическое: с учётом реальных потребностей культуры в удобрениях совершенствуется агропроизводство * техническое: совершеннее тайм-менеджмент на уровне хозяйства (в том числе, улучшается планирование сельскохозяйственных операций) * экологическое: сокращается негативное воздействие сельхозпроизводства на окружающую среду (более точная оценка потребностей культуры в азотных удобрениях приводит к ограничению применения и разбрасывания азотных удобрений) * экономическое: рост производительности и/или сокращение затрат повышают эффективность агробизнеса (в том числе, сокращаются затраты на внесение азотных удобрений) Электронная запись и хранение истории полевых работ и урожаев может помочь как при последующем принятии решений, так и при составлении специальной отчётности о производственном цикле, которая всё чаще требуется законодательством развитых стран. == Этапы и технологии == Точное земледелие можно подразделить на четыре этапа, которым соответствуют технологии, позволяющие выявить неоднородности в пределах поля. == Координатная привязка данных == Координатная привязка поля, иначе говоря, электронная карта даёт возможность агроменеджеру сохранить результаты анализа почвы в виде слоя электронной карты. Также могут быть и другие слои: предшествующие культуры, удельное сопротивление почвы, кислотность, грансостав и иные. Существует два способа изготовления электронных карт: * оцифровка контуров методом объезда полей с [[GPS-приёмник|GPS-приемником]] на автомобиле или тракторе; * выделение и оцифровка границ полей по растровым аэрофотоснимкам либо космическим снимкам (данным дистанционного зондирования Земли из космоса). При этом растровый снимок, который подвергается векторизации, должен быть правильно откорректирован и обладать приемлемым разрешением, в противном случае качество векторизации или оцифровки полей по снимку будет неудовлетворительным. == Описание неоднородностей == Неоднородности внутри поля и от поля к полю зависят от ряда факторов: погодных явлений и климата (дождь, засуха и т.п.), характеристик почвы (грансостав, мощность гумусового слоя, обеспеченность азотом...), способов обработки почвы (нулевая обработка, минимальная обработка), а также засорённости полей и заселённости их болезнями и патогенами. Показатели-константы, главным образом, относящиеся к характеристикам почвы, дают информацию о базовых экологических постоянных. Точечные показатели позволяют отслеживать состояние культуры и биомассы, например, понять, насколько та или иная болезнь влияет на развитие культуры и урожайность, страдает ли культура от недостатка воды, нехватки азота в почве, либо от поражённости какой-либо болезнью, повреждена ли она заморозками и тому подобное. Эта информация может поступать с метеостанций, а также из других источников (сенсоров электропроводности почвы, космических снимков, экспертная оценка агронома и т.д.). Измерение электроповодности почвы, совмещённое с анализом механического и химического состава почвы, позволяет создать точную карту агроэкологических условий. == Принятие решений - две стратегии учёта неоднородностей == Используя карты агрофизико-химических показателей почвы агроменеджер может реализовать две стратегии для оптимизации затрат: * основываясь на анализе статических индикаторов (почвенных показателей, электропроводности, истории полей и т.д.) в течение фазы развития культуры спрогнозировать затраты (прогностический подход); * контролирующий подход, когда информация от статических индикаторов регулярно обновляется в течение фазы развития культуры в результате: ** отбора образцов: взвешивания биомассы, измерения содержания хлорофилла в листьях, взвешивания плодов, и т.д.; ** дистанционного определения параметров: температуры (воздуха/почвы), влажности (воздуха/почвы/листвы), скорости и направления ветра, диаметра стеблей; ** контактного детектирования: возимые сенсоры биомассы; потребуется объезд полей по контурам; ** аэро- или космо-съёмки (дистанционного зондирования): обработка мульти-спектрального снимка для выделения биофизических параметров культуры. На современном этапе принимаемые управленческие решения могут основываться на моделях, описывающих процесс их принятия (симуляторы фаз развития культур и модели рекомендуемых мероприятий для сохранения заданных параметров в каждой фазе), но конкретное решение агроменеджер принимает самостоятельно, исходя из поддержания баланса экономических и экологических целей. == Практика работы с неоднородностями == Новые информационные и коммуникационные технологии позволяют легко и обоснованно управлять культурами на уровне поля. Принятие решений в сфере современного сельскохозяйственного производства требует специальной техники и машин, которые бы поддерживали технологии переменного внесения (VRT), например, переменного дозирования семян либо дифференцированного внесения удобрений и средств защиты растений (VRA). Для внедрения точного земледелия необходимо следующее оборудование (установленное на тракторах, опрыскивателях, комбайнах и т.п.): * система позиционирования (например, на основе двухсистемных навигационных спутниковых приемников GPS/GLONASS, которые с высокой точностью позволяют определить местоположение на земной поверхности); * географическая информационная система ([[Географическая информационная система|ГИС]]), т.е. программное обеспечение, которое интегрирует все доступные данные в разных форматах, в слоях и из различных источников, включая данные с различных датчиков и экспертные оценки агронома; * оборудование для переменного дозирования (интегрированное в сеялку, разбрасыватель, опрыскиватель). == См. также == * [[Геостатистика]] * [[Органическое сельское хозяйство]] * [[:en:InfoAg Conference|InfoAg Conference]] Конференция «ИнфоАг» (на английском)\ * [[Спутниковый мониторинг посевов]] == Ссылки == * [http://www.agriculture.purdue.edu/ssmc/ Purdue Site-Specific Management Center]{{ref-en}} Центр геореференцированного управления в Университете Пурду. == Примечания == {{примечания}} [[Категория:Сельское хозяйство]] [[Категория:Агрономия]] [[Категория:Сельскохозяйственное почвоведение]] [[Категория:Бережливое производство]]