Сельскохозяйственные технологии, о которых мы могли только мечтать

Мир вокруг нас меняется удивительно быстро. Даже в такие персистентные отрасли, как сельское хозяйство раз в несколько лет проникают новые технологии. Благодаря им, возможности, о которых мы могли только мечтать, становятся повседневной реальностью. Промониторив последние публикации, касающиеся тенденций технического развития агропромышленного комплекса, мы составили рейтинг самых ожидаемых инноваций, которые в скором времени будут применять во всех развитых странах.

Интеллектуальные машины

Интеллектуальная техника стремительно проникает в различные сферы жизнедеятельности. Агросектор не стал исключением – всё чаще профильные издания пишут об интеллектуальном сельском хозяйстве, которое будет во многом обеспечиваться роботизированными машинами.

Неизбежность перехода к интеллектуальному хозяйству объясняется тем, что традиционные технологические решения в скором времени не смогут обеспечить достаточный рост производительности и качества конечной продукции. В частности, большинство современных машин разрабатываются с учётом наличия у оператора определённых профессиональных навыков. Из-за этого на реальном производстве две однотипные машины демонстрируют разную производительность, в то время, как роботизированные системы способны полностью использовать доступный потенциал техники.

Другой важной проблемой является неспособность человека оптимально воспринимать скоротечные факторы. Из-за этого часть времени сельхозмашины работают в неоптимальных режимах. Кроме того, автоматизированные системы способны работать в любое время суток без выходных, останавливаясь лишь на обслуживание. При этом контроль над несколькими машинами может осуществлять один оператор.

Два этапа автоматизации сельского хозяйства

Процесс создания интеллектуальной техники можно разделить на два этапа: автоматизацию отдельных функций и полную роботизацию техники. Интеллектуальные тракторы, комбайны и другие виды частично автоматизированной техники сегодня выпускаются многими зарубежными компаниями, в том числе John Deere, Mc-Cormick, Valtra, Claas и т.д. Отечественные производители не отстают от иностранных конкурентов. Например, «Ростсельмаш» выпустил линейку комбайнов с интегрированными блоками цифрового контроля параметров работы привода и приводимых в движение им агрегатов. В целом разработка ростовского завода позволяет контролировать до четырёх десятков различных параметров.

Что же касается полностью роботизированных моделей, то рабочие образцы пока имеются только у отдельных компаний. Ярким примером таких машин является Robot Tractor, представленный на последней выставке IREX японской компанией Yanmar. Робот способен выполнять те же функции, что и обычный трактор. При этом оператор может находиться на значительном удалении от обрабатываемого участка и одновременно контролировать работу сразу нескольких тракторов. На IREX также были представлены другие образцы сельскохозяйственной робототехники, например, робот, предназначенный для высаживания семян.

Точное земледелие

О концепции точного земледелия впервые заговорили в семидесятых годах, когда на околоземную орбиту были выведены первые навигационные спутники. Однако, реализация практических аспектов началась лишь во второй половине 80-х годов, когда американская система GPS, которая изначально являлась военной разработкой, стала доступна для гражданских лиц. Сегодня точное земледелие представляет собой полностью сформированную концепцию, которая активно внедряется в сельское хозяйство развитых стран и базируется на следующих действиях:

• Мониторинг сельскохозяйственных земель и урожая с использованием беспилотных летательных аппаратов и систем глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС);
• создание электронных карт сельскохозяйственных земель на основе данных полученных со спутников, метеорологических станций и результатов наземных исследований;
• практическая реализация решений, принятых в результате анализа данных, об обрабатываемом земельном участке.

В России активно развивается точное земледелие. Для этого используются все доступные средства: от беспилотников, до орбитальных спутников. В ближайшие годы отечественные институты и научные организации запустят в космос группировку малых сельскохозяйственных спутников, которые позволят с высокой точностью определять и зондировать сельскохозяйственные земли, а также осуществлять мониторинг природных и биологических условий для выращивания отдельных культур.

Биоземледелие

Техногенные методы ведения сельского хозяйства всё больше поддаются критике со стороны специалистов. Применение пестицидов и химических удобрений негативно сказывается на качестве продуктов. Кроме того, техногенные методы практически исчерпали свои ресурсы и в скором времени станут бесполезными для дальнейшего увеличения производства сельхозпродукции.

Поэтому в ближайшие десятилетия на смену им придёт биологизация сельхозпроизводства. Уже сегодня в Европе построены экологически чистые фермы, в которых вместо традиционной «химии» используются удобрения растительного происхождения и натуральные средства для борьбы с паразитами. Россия тоже активно формирует концепцию биоземледелия, однако, до её практического применения отечественным аграриям ещё далеко.

Автоматизированное управление процессами жизнедеятельности

В последние годы авторитетные учёные коллективы всё чаще демонстрируют опытные образцы систем автоматизированного управления жизнедеятельностью биосистем. Они позволяют контролировать продукционные процессы и способны полностью раскрыть генетический потенциал выращиваемых культур.

Одной из лучших на сегодняшний день систем управления продукционными процессами (далее СУПП) является разработка известной компании John Deere, которая позволяет в режиме реального времени собирать информацию о температуре грунта, влажности, электропроводимости, метеорологических условиях, а также состоянии зелёных насаждений. Отдельный электронный блок анализирует полученные данные и автоматически вносит изменения в проводимые технологические операции.

Благодаря этому обеспечивается практичное использование доступных ресурсов, чем не могут похвастаться традиционные методы управления. В настоящее время практическое применение подобных технологий возможно только на крупных предприятиях, но в ближайшие 10 лет не исключено, что СУПП начнут появляться на небольших фермах и даже частных угодьях.

Сельское хозяйство идёт в ногу со временем, в него всё сильнее проникают новые технологии, которые помогают эффективнее взаимодействовать с природой и делают аграрную отрасль более управляемой, предсказуемой и, как следствие, прибыльной.