Категория: Точное земледелие

Точное сельское хозяйство, также известное как точное земледелие, - это применение современных технологий, анализа данных и систем поддержки принятия решений для оптимизации сельскохозяйственной деятельности.

Такой подход позволяет фермерам более эффективно контролировать и управлять своими полями, что приводит к повышению урожайности, снижению воздействия на окружающую среду и повышению эффективности использования ресурсов.

В этом разделе, посвященном точному сельскому хозяйству, мы расскажем о важности использования технологий и принятия решений на основе данных для оптимизации производительности сельского хозяйства и обеспечения устойчивого и эффективного использования ресурсов. Здесь вы найдете материалы по широкому кругу тем, включая:

Руководства и учебники: Найдите простые и понятные пошаговые руководства, которые помогут вам сориентироваться в мире точного земледелия: от понимания основ до внедрения передовых методов и технологий ведения сельского хозяйства.
Литература и исследования: Получите доступ к обширной литературе по точному земледелию, включая тематические исследования, обзоры и результаты передовых исследований, которые проливают свет на последние достижения в этой области.
Обновления в отрасли: Будьте в курсе последних событий в области точного земледелия, включая новости о новых технологиях, изменениях в законодательстве и тенденциях рынка.
Экспертное мнение: Получите ценную информацию от экспертов отрасли в виде интервью, статей и гостевых статей, в которых рассматриваются проблемы и возможности точного земледелия.
Истории успеха: Познакомьтесь с вдохновляющими историями фермеров и агротехнологических компаний, успешно внедривших точные методы, и перенесите их опыт.
Обзоры товаров и услуг: Найдите беспристрастные обзоры и сравнения различных инструментов, программного обеспечения и услуг для точного земледелия, чтобы помочь вам принять обоснованное решение о выборе лучших решений для вашей фермы.
Мероприятия и вебинары: Оставайтесь на связи со своим глобальным сообществом, используя наш список предстоящих мероприятий, конференций и вебинаров.
Ресурсы и инструменты: Изучите нашу обширную библиотеку ресурсов, включая загружаемые шаблоны, контрольные списки и инструменты, которые помогут вам начать работу с точным земледелием или оптимизировать существующие методы.

Визуализация экономических последствий устойчивого земледелия с использованием GeoPard в точном земледелии.

Опубликовано June 6, 2024June 17, 2024 Muhammad Farjad

Исследователи из Баварского государственного сельскохозяйственного института (LfL) и компании GeoPard Agriculture объединили усилия для изучения экономической целесообразности полосных смешанных посевов в устойчивом сельском хозяйстве. Свои выводы они представили на мероприятии Университета Хоэнхайм на тему “Содействие биоразнообразию посредством цифрового сельского хозяйства”, сосредоточив внимание на экологически чистых методах ведения сельского хозяйства и их финансовом влиянии.

Их проект “Сельское хозяйство будущего” был направлен на изучение новых способов ведения сельского хозяйства, с особым акцентом на полосное смешанное земледелие. Эта техника предполагает выращивание различных культур бок о бок полосами на одном поле, что может снизить потребность в химикатах и увеличить биоразнообразие. Исследователи хотели найти способы сделать сельское хозяйство более экологичным, оставаясь при этом прибыльным для фермеров.

Это сотрудничество, возглавляемое Оливией Спикман и Маркусом Гандорфером из LfL, а также Викторией Сорокиной из GeoPard, началось в рамках программы EIT Food Accelerator. Используя свои знания в области сельского хозяйства, цифровых инструментов и анализа данных, они приступили к изучению экономической стороны устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Пока Рассматривая вопросы сокращения использования синтетических удобрений и увеличения биоразнообразия, исследователи пришли к выводу, что экологический потенциал полосного смешанного земледелия хорошо изучен. Однако его механизация и трудовые затраты, особенно при использовании автономного оборудования, требуют дальнейшей оценки.

Они обнаружили, что фермеры не уверены в практической применимости этой технологии, особенно в отношении новых методов. Чтобы решить эту проблему, они пообщались с фермерами в полевой лаборатории по полосному смешанному земледелию, чтобы понять их опасения и улучшить взаимопонимание.

Кроме того, изменения ландшафта могут вызывать у фермеров опасения, поэтому важно предоставлять четкую информацию заранее. Таким образом, цифровые инструменты, такие как визуализация, могут облегчить общение между фермерами и их сообществами, способствуя принятию и признанию экологически полезных преобразований ландшафта.

Например, в Новой Зеландии фермеры использовали очки виртуальной реальности (VR) для визуализации подходящих участков для лесопосадок, что помогало планировать работы на уровне фермерских хозяйств, демонстрируя влияние на рентабельность ферм, эстетику ландшафта и сельские общины. Такие визуализации могут повысить понимание фермерами изменений ландшафта и их интерес к ним, хотя успешная реализация также зависит от уверенности фермеров в себе.

Аналогичным образом, в данном исследовании для анализа системы полосного смешанного земледелия с разных точек зрения использовалась облачная программа GeoPard. Уравнения GeoPard были параметризованы с использованием эмпирических данных из проекта Future Crop Farming. Первые результаты включают визуализацию внесения гербицидов и азота, а также урожайности, в планах более сложные расчеты.

Кроме того, система интегрировала различные источники данных, в том числе:

Наборы данных по урожайности и применяемым ресурсам
Информация о ценах на сельскохозяйственные культуры и средства защиты растений (предоставляется пользователем)
Спутниковые снимки (Sentinel-2, Landsat, Planet)
топографические данные
Карты зон исторических данных, доступных в GeoPard.

Между тем, основные использованные методы включали пространственный анализ и эффективную обработку пространственных данных с помощью фреймворка NumPy. Данные были получены из файлов .xlsx и .shp. Однако в файле shapefile отсутствовали подробные сведения об отдельных полосах, что потребовало интеграции различных форматов данных.

GeoPard позволил организовать данные в пространственном отношении, связав детали отдельных полос с их местоположением на местности. Таким образом, интегрированный набор данных, отображающий полосы, послужил основой для описательного анализа испытаний в GeoPard.

Хотя в исследовании не рассматривалось внесение удобрений с переменной нормой, высокоточное картографирование GeoPard (размер пикселя: 3×3 метра) позволило детально визуализировать данные на уровне пикселей, что добавило сложности. Это детальное картографирование ценно для будущих приложений, таких как объединение нескольких слоев или интеграция более пространственно изменчивой информации, например, ‘профилей урожайности’, основанных на данных об урожайности в небольших масштабах, собранных с помощью комбайнов на опытных участках в рамках исследовательского проекта.

Исследователи также обнаружили, что, хотя GeoPard в основном выполнял описательные функции, он обладает потенциалом для более сложных визуализаций. Например, включение данных об урожайности на уровне отдельных участков и информации о ценах может помочь создать карты прибыли, показывающие краевые эффекты между соседними полосами посевов.

Кроме того, интеграция данных об экономике труда может выявить последствия сокращения эффекта масштаба для содействия биоразнообразию. Такие данные могут помочь в моделировании сценариев, позволяя изучать различные севообороты, ширину полос и типы механизации, фокусируясь на результатах, специфичных для конкретного поля, для улучшения управления сельским хозяйством и принятия решений.

Таким образом, система может функционировать как цифровой двойник, обеспечивая передачу данных в реальном времени от полевой техники и датчиков к GeoPard, что уже достижимо с помощью некоторых коммерческих технологий и спутниковых данных. Однако опасения фермеров по поводу совместимости технологий подчеркивают необходимость интеграции дополнительных источников данных для более широкого применения.

Каким образом Университет штата Сан-Диего (SDSU) влияет на революцию в области точного земледелия в штате?

Опубликовано May 5, 2024 Muhammad Farjad

Университет штата Южная Дакота (SDSU) первым разработал программу обучения и оказания помощи фермерам в использовании методов точного земледелия.

В Брукингсе, штат Южная Дакота, новая программа точного земледелия Университета штата Южная Дакота успешно побудила местных и некоторых других фермеров Среднего Запада внедрять больше технологий в свою деятельность. Однако фермеры в других штатах медленнее осваивают эти технологии.

Университет штата Сан-Диего стал первым университетом в стране, создавшим программу, которая обучает и помогает фермерам использовать точное земледелие — науку об интеграции новых технологий и традиционных методов для повышения эффективности работы, что приводит к увеличению урожайности при минимизации воздействия на окружающую среду.

Например, использование спутников глобального позиционирования помогает точно направлять химические вещества и удобрения туда, где они наиболее необходимы.

Али Мирзахани Нафчи, доцент центра точного земледелия, отметил, что школа работает над расширением использования этой технологии посредством образования и исследований, чтобы сделать ее более практичной для фермеров.

“Я очень оптимистично настроен и верю, что это сработает. И мы увидим изменения не только в Южной Дакоте, но и в стране, и во всем мире”, — сказал Нафичи.

Согласно исследованию Министерства сельского хозяйства США, в Южной Дакоте один из самых высоких показателей использования технологий точного земледелия: 531 000 фермеров применяют эти технологии.

Согласно исследованию, проведенному Школой менеджмента и экономики им. Несса при Университете штата Сан-Диего, в других штатах Среднего Запада, таких как Северная Дакота, Айова, Иллинойс и Небраска, более половины фермеров используют точное земледелие.

Однако, согласно исследованию Несса, в масштабах всей страны только 271 фермер использует методы точного земледелия для управления посевами или животноводством.

Преимущества и проблемы внедрения точного земледелия

Технологии точного земледелия (precision ag) становятся все более популярными среди фермеров. Автоматическое управление техникой — одна из широко используемых технологий. Она помогает фермерам управлять своими машинами без необходимости делать это вручную. Еще одна важная технология — “геопривязка”, которая предполагает получение цифровых изображений для точного определения местоположения.

Спутниковые снимки также широко используются: по данным исследования компании Ness, их опробовали почти 601 тыс. фермеров. Эта технология позволяет фермерам наблюдать за своими полями сверху. Исследования показывают, что технологии точного земледелия обычно увеличивают урожайность на 41 тыс. и повышают эффективность внесения удобрений на 71 тыс. Кроме того, точное земледелие сокращает использование гербицидов, пестицидов, ископаемого топлива и воды.

Однако, несмотря на преимущества повышения доходности и урожайности, такие факторы, как стоимость и недостаток общих знаний о точном земледелии, препятствуют широкому применению этих технологий многими фермерами.

Анна Карелс, студентка центра точного земледелия, отметила, что, хотя для начала требуются первоначальные затраты, в долгосрочной перспективе это позволяет сэкономить деньги.

“Многим фермерам трудно понять, что, да, это может увеличить их первоначальные затраты, но в конечном итоге это окупается в течение определенного количества лет”, — сказал Карелс.

Нафчи отметил, что снижение начальной ставки будет стимулировать больше фермеров к использованию этой технологии.

“Первоначальные затраты на применение дифференцированной ставки слишком высоки, — сказал Нафчи. — Поэтому представьте, что мы получим помощь. Возможно, как-то снизим стоимость, или уменьшим первоначальные затраты, или просто предоставим им стимул, инвестицию, и попросим их просто попробовать. И тогда они увидят, что отдача от их инвестиций действительно хорошая. Я очень оптимистично настроен, что они воспользуются этим”.“

Если первоначальные затраты слишком высоки для некоторых фермеров, существуют программы помощи. По данным Управления по подотчетности правительства США, Министерство сельского хозяйства США и Национальный научный фонд выделили почти 1 триллион 200 миллионов долларов на исследования и разработки в области точного земледелия в период с 2017 по 2021 год.

Еще одна причина низкого уровня внедрения — недостаток знаний о новой технологии. Но у фермеров Южной Дакоты есть возможности узнать больше.

“Дилеры, такие как John Deere, организуют множество семинаров, где показывают фермерам, как пользоваться их техникой”, — сказал Карелс.

Центр точного земледелия «Рейвен»

Центр точного земледелия имени Рейвена был создан для того, чтобы помочь студентам, обучающимся по этой специальности, получить практические знания в области точного земледелия.

В здании расположены помещения, заполненные оборудованием и продукцией для точного земледелия, которые студенты используют для практического обучения. Оно открылось в августе 2021 года, его строительство обошлось в 146,2 миллиона долларов, что сделало его первой программой по точному земледелию в стране.

“Мы хотим вывести нашу программу точного земледелия на новый уровень и улучшить условия обучения для наших студентов”, — сказал Мутукумараппан.

Департаменту необходимо продолжать вносить изменения, чтобы идти в ногу с новыми технологиями. По мнению некоторых студентов, это одна из областей, где программу можно улучшить.

“Программа точного земледелия должна постоянно меняться, чтобы адаптироваться ко всем новым технологиям, которые появляются. И я думаю, что, возможно, SDSU могла бы лучше справляться с этой задачей”, — сказал Карелс.

Над этим сейчас ведется работа в рамках программы.

Одно из изменений заключается в добавлении большего количества специализированных направлений для сбора большего объема данных по точному земледелию.

“Раньше у нас был единый подход ко всем студентам, обучающимся по программе точного земледелия, то есть мы объединяли агрономию и технологии, создавая единую эффективную программу”, — сказал Мутукумараппан. “Теперь мы делаем ее более удобной для пользователей. У нас есть три разных направления. Одно — для изучения технологий. Другое — для агрономии. И третье — для работы с данными и электронными средствами обработки почвы”.”

“В настоящее время наши новые преподаватели работают над разработкой биосенсоров и беспилотных летательных аппаратов”, — сказал Мутукумараппан.

Цель программы — проведение дополнительных исследований, которые сделают точное земледелие более практичным для фермеров, что, в свою очередь, может повысить уровень его внедрения.

Цель программы — увеличить количество участников на 201 TP3T в течение следующих пяти лет, чтобы достичь этой цели. Миссия SDSU — упростить эту технологию и сделать ее более практичной для фермеров, сказал Нафчи.

В настоящее время в программе участвуют 66 студентов.

“У нас отличные ресурсы в плане здания. Однако нам не хватало преподавательского состава, человеческих ресурсов для проведения различных мероприятий, предоставления услуг и проведения исследований в этом помещении”, — сказал Мутукумараппан. “За последние два года нам удалось нанять трех новых преподавателей для проведения высококлассных исследований, привлечения дополнительных средств на исследования и развития нашей исследовательской программы”.”

Источник: South Dakota News Watch

Преобразование хлопководства с помощью технологий и точного земледелия

Опубликовано April 21, 2024 Muhammad Farjad

Производитель хлопка: Цель компании Cotton Incorporated — повышение рентабельности производства хлопка посредством исследований. Чтобы наши исследования соответствовали текущим вызовам и опирались на прошлые успехи, мы провели обследования природных ресурсов американских производителей хлопка в 2008, 2015 и 2023 годах.

Эти исследования также служат для демонстрации устойчивости хлопководства и постоянного совершенствования отрасли, предоставляя данные для оценки жизненного цикла. В данной статье конкретно рассматриваются вопросы, касающиеся внедрения технологий точного земледелия хлопководами.

В опросах приняли участие фермеры из всех штатов, производящих хлопок, и доля ответов, как правило, соответствовала площади посевов в штате (например, Техас, с наибольшей площадью посевов хлопка, получил наибольшее количество ответов, за ним следует Джорджия, занимающая второе место по площади посевов).

Во всех опросах респонденты представляли не менее 91 тыс. акров посевных площадей, засеянных в год проведения опроса. Следует отметить, что в этих результатах иногда упоминаются регионы, которые определяются следующим образом: Дальний Запад: Калифорния, Аризона, Нью-Мексико; Юго-Запад: Техас, Оклахома, Канзас; Средний Юг: Миссури, Арканзас, Миссисипи, Луизиана, Теннесси; и Юго-Восток: Алабама, Флорида, Южная Каролина, Северная Каролина, Вирджиния.

Трендовые технологии

Во всех опросах фермеров просили оценить 29 проблем, связанных с производством, как существенные, умеренные или несущественные. Главной проблемой во всех трех опросах была стоимость производства хлопка. Однако, поскольку фермеры не могут контролировать затраты на ресурсы, технологии точного земледелия становятся крайне важными. Эти технологии помогают гарантировать, что используются только необходимые ресурсы, предотвращая неэффективные затраты.

В результате наблюдается рост использования различных технологий, за исключением отбора проб почвы, который остался неизменным на уровне 46%, как показано на рисунке 1. В опросе 2023 года только 4% респондентов сообщили, что не используют технологии точного земледелия.

Важно отметить, что упомянутые здесь картирование почвы и отбор проб почвы относятся к использованию образцов для учета пространственной изменчивости внутри поля, а не к общему отбору проб почвы. Для определения уровня плодородия 771 респондент указал, что использует рекомендации по анализу почвы.

Использование технологии автоматического управления значительно возросло с течением времени. В 2008 году ее использовали всего 461 фермер, но к 2015 году это число выросло до 691, а к 2023 году достигло 861. Эта тенденция к росту демонстрирует растущую зависимость фермеров от автоматического управления.

Аналогичным образом, внедрение технологий автоматического управления и мониторинга урожайности согласуется с результатами исследования, проведенного Экономической исследовательской службой Министерства сельского хозяйства США, о внедрении точного земледелия на фермах США. Исследование охватывало различные сельскохозяйственные культуры, включая хлопок, в 2000, 2003, 2007 и 2019 годах.

В обоих исследованиях темпы внедрения систем мониторинга урожайности и автоматического управления увеличились. Однако внедрение автоматического управления было значительно выше, чем внедрение систем мониторинга урожайности. Как показано на рисунке 1, рост внедрения автоматического управления опередил все остальные рассмотренные технологии и методы.

Система автоматического управления становится стандартной функцией на новом оборудовании и требует минимальной подготовки по сравнению с другими технологиями. В то время как при использовании других технологий карты необходимо загружать, интерпретировать, преобразовывать в карты норм внесения и повторно загружать.

Система автоматического управления снижает стресс оператора и может повысить эффективность использования ресурсов, устраняя пропуски и избыточное применение из-за наложений. Ожидается, что расширение использования беспроводных модемов в сельскохозяйственной технике в конечном итоге будет способствовать внедрению других технологий, когда карты памяти больше не нужно будет переносить из офиса к оборудованию.

Кроме того, новые методы анализа данных автоматизируют интерпретацию почвенных и урожайных карт. Также появляются консультанты по сельскохозяйственным данным, которые помогают фермерам максимально эффективно использовать свои данные.

Есть данные, свидетельствующие о том, что упрощение использования и наличие предустановленных на заводе опций будут способствовать внедрению новых технологий в будущем, как это показано на примере регионального распространения мониторов урожайности на рисунке 2.

Уровень внедрения мониторов урожайности в 2015 году коррелировал с использованием круглых модулей, как показано в исследовании стоимости хлопкоочистки за 2016 год (Valco, TD, H. Ashley, D. Findley, J. Green, R. Isom, T. Price. The Cost of Ginning Cotton – 2016 Survey Results. 2018 Beltwide Cotton Conferences, San Antonio, TX, January 3-5, 2018. National Cotton Council, Memphis, TN. Pp. 528-53).

Это говорит о том, что упрощение использования технологий и предложение предустановленных на заводе опций могут побудить больше фермеров к их внедрению.

В ходе исследования затрат на хлопкоочистку было отмечено, что использование круглых модулей составило 511 тонн на юго-востоке, 611 тонн на юге США, 361 тонну на юго-западе и 291 тонну на дальнем западе, что соответствует рейтингу внедрения мониторов урожайности, представленному на рисунке 2.

Однако, по данным опроса, внедрение технологий мониторинга урожайности увеличилось во всех четырех регионах. Этот рост произошел потому, что системы мониторинга урожайности стали доступны в качестве заводской опции только с появлением комбайнов, предназначенных для модульного производства.

Между тем, ожидается, что расширение внедрения технологий сбора данных на сельскохозяйственной технике приведет к дальнейшему росту использования этих технологий.

Ожидается, что следующий этап развития точного земледелия будет определяться достижениями в области технологий автоматизации. Автоматизация, предполагающая использование машин для автоматического выполнения задач без вмешательства человека, имеет потенциал значительно повысить эффективность и точность сельскохозяйственной деятельности. Одним из примеров является интеграция технологии беспилотных тракторов.

Эта технология может оптимизировать такие задачи, как посадка, опрыскивание и сбор урожая. В результате эти задачи могут выполняться с большей точностью и эффективностью. Однако, несмотря на многочисленные преимущества автоматизации, важно учитывать ее влияние на занятость в сельском хозяйстве.

В ходе опроса 2023 года фермерам, выращивающим хлопок, были заданы новые вопросы о преимуществах и проблемах использования беспилотных тракторов на их фермах. Более 501 респондента указали на экономию трудозатрат как на одно из ожидаемых преимуществ беспилотных тракторов.

Кроме того, в отчете 41% отмечалось повышение эффективности, в отчете 28% – снижение воздействия вредных факторов на работников, а в отчете 34% было отмечено отсутствие преимуществ у данной технологии. Между тем, вполне вероятно, что фермеры, уже инвестировавшие в крупногабаритную валковую технику (например, опрыскиватели с 120-футовыми штангами), получат минимальную выгоду от исключения оператора из состава такой машины.

Ведутся исследования с целью определить, можно ли добиться больших преимуществ от автоматизации за счет уменьшения размеров оборудования, что позволит масштабировать его в соответствии с задачами и размером обрабатываемой территории. Кроме того, наличие нескольких небольших единиц оборудования снижает риск простоев.

Однако, когда выходит из строя крупная единица техники, ежедневно теряется урожайность сотен акров. Масштаб техники, вероятно, будет определяться балансом между количеством единиц, которые необходимо обслуживать, выполняемой задачей и средними размерами и формами полей на ферме.

Препятствия на пути к созданию беспилотных тракторов

В целом, ответы были схожими во всех регионах, за исключением проблем, связанных с препятствиями на полях и транспортировкой между полями. Повышенная обеспокоенность на юго-востоке и в центральной части Юга, вероятно, объясняется большим количеством водных объектов и топографических изменений, влияющих на поля в этих регионах, по сравнению с юго-западом и дальним западом. Во всех регионах существует консенсус относительно того, что стоимость технологии может стать препятствием для ее использования на их фермах.

Возник вопрос о том, какие задачи следует автоматизировать в первую очередь. Люди назвали посадку (40%), опрыскивание (40%), сбор урожая (35%) и предпосевную борьбу с сорняками (35%) основными задачами.

Однако, поскольку мы только начинаем использовать автоматизированную сельскохозяйственную технику, будет интересно посмотреть, как всё изменится в ближайшие пять лет. Между тем, растущее число систем обнаружения и опрыскивания сорняков с использованием машинного зрения демонстрирует, насколько быстро развиваются эти технологии.

Заключение

Опросы компании Cotton Incorporated, проведенные с 2008 по 2023 год, показывают растущее внедрение технологий точного земледелия среди хлопководов, особенно в таких задачах, как посадка, опрыскивание и сбор урожая. Технология автоматического управления значительно расширила свое применение, что свидетельствует о тенденции к повышению эффективности сельского хозяйства. Однако проблемы, такие как масштабируемость оборудования и его стоимость, остаются.

Будущее сельского хозяйства, вероятно, будет связано с технологиями автоматизации, такими как беспилотные тракторы, которые предлагают преимущества, такие как экономия трудозатрат и повышение эффективности, но вызывают опасения по поводу занятости и масштабируемости оборудования.

Источник: Производитель хлопка и Хлопок Инкорпорированная компания. Исследователи: Джейран Байрамова, Стивен Пирес, Джесси Дейстар и Эд Барнс — исследователи из компании Cotton Incorporated.

Как интеллектуальный портал документации GeoPard на основе искусственного интеллекта улучшает точное земледелие?

Опубликовано April 5, 2024 Muhammad Farjad

Окунитесь в будущее сельскохозяйственных технологий с помощью интеллектуального портала документации по искусственному интеллекту GeoPard, доступного теперь по адресу: docs.geopard.tech. Этот инновационный инструмент, благодаря своим возможностям искусственного интеллекта, разработан для ответа на ваши вопросы по точному земледелию с использованием естественного языка.

Независимо от того, являетесь ли вы опытным фермером или новичком в этой области, наша документация на основе ИИ упрощает понимание точного земледелия. Задавая вопросы на понятном языке, пользователи могут получать подробные и интеллектуальные ответы, которые помогут оптимизировать сельскохозяйственные практики с помощью программного обеспечения GeoPard.

Как работает интеллектуальный портал документации GeoPard на основе искусственного интеллекта?

В нашем видео мы демонстрируем практические примеры, которые подчеркивают мощь и гибкость системы документирования GeoPard с использованием искусственного интеллекта, в том числе:

Очистка и калибровка данных об урожайности для обеспечения точности и надежности.
Проведение анализа результатов испытаний для экспериментирования и совершенствования стратегий ведения сельского хозяйства.
Разработка схем посева с переменной нормой высева для улучшения процесса посадки и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Предоставляет ли оно надежные решения технических вопросов в точном земледелии?

Да, платформа разработана для предоставления надежных и заслуживающих доверия решений технических вопросов в области точного земледелия. Она использует передовые технологии искусственного интеллекта для предоставления точной и актуальной информации и рекомендаций фермерам и специалистам в области сельского хозяйства.

Интегрируя данные из различных источников, таких как почвенные карты, данные об урожайности и спутниковые снимки, портал GeoPard предлагает персонализированную информацию, которая может помочь в принятии обоснованных решений. Подход портала, основанный на искусственном интеллекте, гарантирует, что пользователи получают точные ответы на свои технические вопросы, адаптированные к конкретным условиям и потребностям их фермерского хозяйства.

Такой уровень индивидуализации и точности повышает достоверность предоставляемой информации, делая ее ценным ресурсом для всех, кто стремится эффективно внедрять методы точного земледелия.

Вот несколько примеров того, как портал отвечает на технические вопросы и предоставляет пользователям надежную и полезную информацию:

Если вы стремитесь повысить урожайность, оптимизировать производственные процессы или изучить потенциал точного земледелия, интеллектуальная система документирования GeoPard на основе искусственного интеллекта станет вашим надежным помощником.

Автоматизируя рабочие процессы и предоставляя широкий доступ к данным и аналитике, GeoPard позволяет фермерам и агропредприятиям принимать обоснованные решения. Эти возможности способствуют оптимизации стратегий посадки, внесения удобрений и защиты растений, одновременно повышая устойчивость и эффективность сельскохозяйственной практики.

Как партнерство John Deere и SpaceX повлияет на точное земледелие?

Опубликовано February 15, 2024February 18, 2024 Muhammad Farjad

Компания John Deere & Company заключила партнерское соглашение со SpaceX для предоставления фермерам передовых услуг спутниковой связи (SATCOM) с использованием сети Starlink. Это сотрудничество позволит фермерам преодолеть проблемы с подключением к сети в сельской местности и в полной мере использовать технологии точного земледелия для повышения производительности и устойчивости сельского хозяйства.

Партнерство John Deere и SpaceX

16 января 2024 года компания John Deere объявила о стратегическом партнерстве со SpaceX, аэрокосмической компанией, основанной Илоном Маском, с целью предоставления фермерам передовых услуг спутниковой связи (SATCOM).

Благодаря использованию передовой сети Starlink, это решение позволит фермерам, сталкивающимся с проблемами подключения к интернету в сельской местности, в полной мере использовать технологии точного земледелия. Starlink — это группировка из тысяч спутников на низкой околоземной орбите (НОО), обеспечивающих высокоскоростной доступ в интернет с низкой задержкой и доступной ценой в любой точке планеты.

“Ценность связи для фермеров выходит за рамки любой отдельной задачи или действия. Связь открывает огромные возможности, которые ранее были ограничены или недоступны”, — сказал он. Аарон Ветцель, вице-президент по производственным и системам точного земледелия компании John Deere.. “Например, в течение года фермерам приходится выполнять задачи в чрезвычайно сжатые сроки. Это требует выполнения невероятно точных производственных этапов, координации действий между машинами и управления их производительностью. Каждая из этих областей улучшается благодаря взаимосвязи, что делает всю операцию более эффективной, результативной и прибыльной”.”

Благодаря соединению машин через защищенные терминалы, решение SATCOM обеспечит автономность, обмен данными в режиме реального времени, удаленную диагностику и многое другое, оптимизируя сельскохозяйственные операции. Однако эта инициатива, ограниченный запуск которой запланирован на вторую половину 2024 года в США и Бразилии, пока не реализована.

“Компания John Deere более двух десятилетий лидирует в отрасли сельскохозяйственной техники, используя технологии точного спутникового наведения”, — сказал Джами Хиндман, старший вице-президент и главный технический директор John Deere. “Теперь мы предоставляем услуги спутниковой связи для фермерских хозяйств в масштабах, чтобы фермеры, испытывающие проблемы с покрытием сотовой связи, могли максимально использовать преимущества подключения к сети для своих хозяйств. Решение SATCOM открывает доступ к технологическому стеку John Deere, позволяя каждому фермеру в полной мере использовать свои существующие технологии точного земледелия в дополнение к новым инновационным решениям, которые они будут внедрять в будущем. Мы начали этот процесс, уделяя особое внимание предоставлению ценности нашим клиентам, и это партнерство гарантирует, что у нас есть решение, отвечающее их потребностям сегодня и в будущем”.”

Почему возникла необходимость в этом партнерстве?

В самом центре Америки, где простираются огромные поля, насколько хватает глаз, у фермеров есть большая проблема: отсутствие хорошего интернета. Технологии улучшили сельское хозяйство, например, благодаря точному земледелию, но у многих людей, живущих за пределами городов, нет хорошего интернета.

В отчете Министерства сельского хозяйства США за 2022 год показано, что почти 301 000 человек в сельской местности не имеют доступа к качественному интернету. Это затрудняет им подключение к сети и использование новых сельскохозяйственных технологий, для работы которых необходим быстрый интернет.

Цифровой разрыв между городскими и сельскими районами имеет серьезные последствия. Отчет Министерства сельского хозяйства США показывает, что из-за отсутствия хорошего доступа к интернету в сельской местности экономика ежегодно теряет около 14 000 000 долларов. Это означает, что сельские общины упускают возможности для развития и адаптации к современному цифровому миру.

Чтобы понять, насколько велик разрыв, достаточно взглянуть на цифры: почти все городские жители (981 тыс. человек) имеют доступ к широкополосному интернету, а сельские жители — только 701 тыс. человек. Эта огромная разница еще больше усугубляет существующий разрыв. Это затрудняет сельским фермерам использование всех преимуществ точного земледелия для увеличения урожая, защиты окружающей среды и повышения доходов.

Необходимость в этом партнерстве обусловлена тем, что многие фермеры в Соединенных Штатах и Бразилии, двух крупнейших сельскохозяйственных рынках мира, не имеют доступа к надежному сотовому или широкополосному интернету.

Таким образом, наличие хорошего интернета может помочь фермерам выращивать больше урожая и использовать меньше воды и удобрений. Точное земледелие может увеличить урожайность на 10-251 тонну, сэкономить 201 тонну воды и более эффективно использовать удобрения, до 301 тонны.

Благодаря точному земледелию фермеры могут проверять состояние почвы и урожая, вносить необходимое количество воды и удобрений, а часть работы выполнять машинам. Это также помогает им принимать более взвешенные решения. Согласно отчету Grand View Research, к 2025 году рынок точного земледелия может достигнуть объема в 1426,68 млрд рупий и будет расти примерно на 13,11 млрд рупий ежегодно.

Как это улучшит точное земледелие?

Точное земледелие означает использование технологий для улучшения сельского хозяйства и защиты окружающей среды. Речь идёт о сборе и анализе информации из различных источников, таких как спутники, датчики, дроны и техника, для наблюдения и ухода за посевами, почвой, водой и сельскохозяйственными орудиями.

Вот некоторые из ключевых преимуществ, которые это партнерство призвано обеспечить, используя спутниковую сеть Starlink компании SpaceX для предоставления высокоскоростного доступа в Интернет с низкой задержкой фермерам в отдаленных районах, что позволит им использовать программное обеспечение и услуги John Deere для точного земледелия.

1. Сбор и анализ данных в режиме реального времени: Теперь фермеры могут использовать высокоскоростной интернет Starlink для быстрого сбора и проверки данных со своих полей и техники. Им больше не нужно ждать медленного сотового или Wi-Fi соединения.

Это помогает им внимательно следить за такими вещами, как влажность почвы, качество роста урожая и работоспособность техники. Они также могут сохранять всю эту информацию в онлайн-инструменте John Deere, Operations Center, чтобы изучить её позже и поделиться ею со своими помощниками и друзьями.

Между тем, благодаря высокоскоростному подключению, фермеры также смогут получить большую выгоду от... сотрудничество между GeoPard и John Deere. Это позволит им получать информацию о своей сфере деятельности в режиме реального времени, например: Расчеты эффективности использования питательных веществ (NUE) в режиме реального времени. и способность немедленно создавайте карты прибыльности после сбора урожая.

2. Автономные тракторы и оборудование: Машины John Deere оснащены передовыми датчиками, камерами, GPS и искусственным интеллектом (ИИ), что позволяет им выполнять такие задачи, как посев, уборка урожая и опрыскивание, с меньшим участием человека.

Благодаря интернет-соединению Starlink эти машины могут более надежно и безопасно обмениваться данными друг с другом и с операционным центром. Это может улучшить координацию, безопасность и качество работы.

3. Удалённая диагностика и ремонт: Интернет от Starlink может помочь фермерам быстрее находить и устранять неполадки в своей технике. Это означает меньше времени простоя техники и меньше затрат на ее ремонт.

Система удаленного доступа к дисплею (RDA) от John Deere позволяет фермерам видеть экран своей машины на расстоянии и устранять неполадки. Система удаленного сервисного обслуживания ADVISOR от John Deere позволяет дилерам проверять коды ошибок и программное обеспечение машины на расстоянии и устранять неполадки, не выезжая на ферму.

4. Улучшенное управление фермерским хозяйством: Фермеры могут использовать интернет Starlink и программное обеспечение John Deere, чтобы более эффективно распоряжаться ресурсами и принимать решения на основе фактов. Они могут использовать такие инструменты, как Field Analyzer, для сравнения различных ситуаций и прогнозирования возможных изменений погоды, почвы, урожая, затрат и цен.

Они могут использовать такие инструменты, как Field Connect, для управления поливом, проверяя уровень влажности почвы. Также они могут использовать такие инструменты, как JDLink Connect, чтобы отслеживать местоположение техники, расход топлива, время простоя и выявлять ситуации, требующие внимания.

Кроме того, интеграция GeoPard в операционный центр John Deere позволила осуществлять мониторинг в режиме реального времени. Обнаружение сахарной свеклы и сорняков в полевых условиях. Совместно с Хаммом Липштадтом. Благодаря улучшенным возможностям подключения процесс съемки фотографий, их отправки в GeoPard и обнаружения сорняков и сахарной свеклы в режиме реального времени станет быстрым. Это улучшение позволит фермерам оперативно принимать меры по снижению потерь урожая и совершенствованию методов управления посевами.

5. Повышение производительности и прибыльности: Исследования показывают, что точное земледелие может принести фермерам на 5-101 тыс. долларов больше прибыли. Используя интернет Starlink и программное обеспечение John Deere, фермеры могут улучшить качество своих посевов и увеличить урожайность. Это также помогает сократить расходы на семена и удобрения, повысить эффективность работы и расширить географию продаж.

6. Повышение устойчивости: Благодаря точному земледелию фермеры смогут уменьшить свое воздействие на окружающую среду. Используя интернет-соединение Starlink и программное обеспечение и услуги John Deere, они смогут сократить потребление воды до 251 тонны на кубический фут, оптимизировать внесение удобрений до 401 тонны на кубический фут и снизить выбросы до 151 тонны на кубический фут за счет сокращения количества проходов по полям.

Заключение

В заключение, партнерство между John Deere и SpaceX призвано произвести революцию в сельском хозяйстве. Благодаря сети Starlink от SpaceX фермеры в сельской местности получат доступ к высокоскоростному интернету, преодолевая проблемы с подключением. Это достижение позволит им использовать возможности технологий точного земледелия, что приведет к повышению производительности и устойчивости. Это партнерство знаменует собой значительный шаг вперед в преодолении цифрового разрыва в сельском хозяйстве и раскрытии полного потенциала точного земледелия для фермеров по всему миру.

Почему биологические препараты становятся новым трендом в точном земледелии?

Опубликовано February 6, 2024February 6, 2024 Muhammad Farjad

В сельском хозяйстве происходят большие перемены: используются новые и эффективные идеи для улучшения урожая и защиты окружающей среды. Важной частью этих изменений является использование биологических препаратов. Это продукты, изготовленные из натуральных ингредиентов, которые используются для оздоровления растений и улучшения почвы для выращивания сельскохозяйственных культур.

Что такое биологические препараты?

Биологические препараты в сельском хозяйстве — это продукты, используемые для защиты урожая и обработки семян. Они получают из живых или природных материалов, таких как бактерии, грибы, нематоды или растительные экстракты. Фермеры используют их для защиты своих посевов от болезней, вредителей и сорняков, а также для улучшения роста и качества растений.

Кроме того, эти продукты эффективны как в органическом, так и в традиционном земледелии и могут быть частью стратегий интегрированной защиты растений (ИЗР). В то же время они способствуют устойчивому и безотходному производству продуктов питания.

Спрос на них растет из-за предпочтений потребителей в отношении органических продуктов питания, строгих правил регулирования химической продукции, а также необходимости управления устойчивостью и диверсификации сельскохозяйственных культур. По данным Markets and Markets™, объем мирового рынка сельскохозяйственных биологических препаратов в 2020 году оценивался в 9,9 млрд долларов США и, по прогнозам, достигнет 18,9 млрд долларов США к 2025 году.

В 2020 году биопестициды составляли 661 тыс. тонн от общего объема биологических продуктов, биостимуляторы — 281 тыс. тонн, а биоудобрения — 61 тыс. тонн.
Наибольшее количество биологических препаратов было применено для выращивания фруктов и овощей, за ними следовали зерновые и масличные культуры.
Бионематициды показали самый высокий темп роста (17% CAGR).
Среди биопестицидов наиболее часто использовались биоинсектициды, за которыми следовали биофунгициды и биогербициды.
В категории биостимуляторов лидируют микробные биостимуляторы, за ними следуют экстракты морских водорослей и гуминовые вещества.
В категории биоудобрений наиболее значимыми оказались азотфиксирующие биоудобрения, за которыми следовали фосфаторастворяющие биоудобрения.

Кроме того, Европа лидирует на их рынке, за ней следуют Северная Америка и Азиатско-Тихоокеанский регион. Ключевые игроки, такие как Bayer, BASF, Syngenta, UPL, Indigo, Valent BioSciences, PivotBIO и Corteva, играют важную роль в глобальном распространении этого продукта.

Какие существуют виды биологических препаратов?

Существует три основных типа биологических препаратов, каждый из которых имеет свой механизм действия и оказывает различное благотворное воздействие на сельскохозяйственные культуры.

1. Биопестициды

Они получают из природных источников, таких как животные, растения, бактерии и некоторые минералы. Биопестициды — лучший выбор, чем химические пестициды, поскольку они воздействуют на конкретных вредителей, не причиняя вреда другим живым организмам.

Примерами могут служить Bacillus thuringiensis (Bt), используемый для борьбы с гусеницами-вредителями, и экстракты нима, обладающие широким спектром действия. Это живые организмы или вещества природного происхождения, которые помогают контролировать вредителей, таких как насекомые, сорняки, грибы, бактерии, вирусы или нематоды. Они подразделяются на три подкатегории:

Микробиологические биопестициды: В них содержатся микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности, такие как бактерия Bacillus thuringiensis (Bt), которая вырабатывает токсины, смертельные для определенных насекомых.
Биопестициды растительного происхождения: Эти биопестициды, полученные из растений, такие как масло нима, используют природные пестицидные свойства для защиты сельскохозяйственных культур.
Семиохимические биопестициды: Эти методы используют феромоны и другие вещества, изменяющие поведение вредителей, для борьбы с ними, предлагая такие преимущества, как видовая специфичность и снижение развития резистентности.

2. Биостимуляторы

Это вещества или микроорганизмы, которые способствуют росту растений, повышению урожайности и устойчивости, влияя на различные физиологические процессы. К ним относятся, среди прочего, усвоение питательных веществ, фотосинтез и реакция на стресс.

Например, Serenade® Opti — это биостимулятор на основе штамма Bacillus subtilis QST 713, который индуцирует системную устойчивость растений и улучшает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Биостимуляторы подразделяются на следующие категории:

Гуминовые вещества: Органические соединения, образующиеся в результате разложения органических веществ, обогащают почву и стимулируют рост растений.
Экстракты морских водорослей: Содержит полезные полисахариды и фитогормоны из морских водорослей, которые способствуют развитию растений.
Микробные инокулянты: Полезные бактерии или грибы, которые улучшают питание и здоровье растений, колонизируя корни или листья.
Растительные экстракты и аминокислоты: Природные соединения, которые активизируют метаболизм растений.

3. Биоудобрения

Биоудобрения — это особые природные продукты, которые помогают растениям усваивать больше питательных веществ из почвы или воздуха. Существует два типа: азотфиксирующие биоудобрения, Это крошечные организмы, такие как бактерии или цианобактерии, которые превращают азот в воздухе в аммиак или нитрат.

И фосфаторастворяющие биоудобрения, Это крошечные организмы, такие как бактерии или грибы, которые выделяют фосфаты из почвы. Эти биоудобрения могут улучшить здоровье растений и снизить потребность в химических удобрениях, тем самым улучшая состояние почвы.

Между тем, к другим распространенным типам относятся:

БиофунгицидыОни естественным образом контролируют грибковые заболевания. Например, Serifel® содержит Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, обеспечивающую широкий спектр защиты от болезней наряду с химическими фунгицидами.
БиоинсектицидыОни борются с насекомыми-вредителями естественным путем. NemaStrike™, содержащий полезных нематод, уничтожает почвенных насекомых.
БионематицидыОни контролируют нематод, повреждающих корни растений. Velum® Prime, содержащий Bacillus amyloliquefaciens FZB24, снижает численность нематод и улучшает здоровье корней.
БиогербицидыОни борются с сорняками естественным путем. Beloukha® с пеларгоновой кислотой сжигает ткани сорняков при контакте, предлагая экологически чистое решение для борьбы с сорняками.

Каков механизм действия биологических препаратов?

В зависимости от типа и целевого объекта, они действуют различными способами, каждый из которых специализируется на поддержке роста растений, улучшении здоровья почвы и защите от вредителей и болезней. К таким способам действия относятся:

1. АнтагонизмНекоторые из них способны останавливать или уничтожать патогенные микроорганизмы растений, конкурируя за питательные вещества и пространство, создавая антибиотики или ферменты, или повышая устойчивость растений. Например, биофунгицид Serifel® содержит штамм Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, который может предотвращать грибковые заболевания, вырабатывая липопептиды, разрушающие клеточную мембрану патогена.

2. Хищничество и паразитизмПолезные насекомые (например, божьи коровки) или хищные клещи активно ищут и поедают вредных насекомых. Паразитические осы откладывают яйца внутри личинок вредителей, убивая их изнутри.

3. Патогены и контроль микробиотыБактерии, такие как Bacillus thuringiensis (Bt), вырабатывают специфические токсины, которые поражают и уничтожают определенных насекомых-вредителей. Грибы также могут выступать в качестве патогенов, атакуя и уничтожая сорняки или болезнетворные грибы.

4. Антифиданты и репеллентыНекоторые растительные экстракты или природные соединения могут препятствовать поеданию и откладыванию яиц вредителями сельскохозяйственных культур. Например, масло нима может отпугивать тлю и белокрылку.

5. Нарушение развития насекомыхНекоторые биопестициды нарушают гормональный баланс или другие процессы в организме насекомых, участвующие в их росте и размножении. Например, азадирахтин может остановить линьку и откладку яиц у насекомых.

6. Мобилизация питательных веществПолезные бактерии или грибы могут способствовать высвобождению питательных веществ из почвы, делая их легкодоступными для растений. Например, фосфоррастворяющие бактерии могут высвобождать фосфаты из твердых форм в почве.

7. Повышение стрессоустойчивостиБиостимуляторы могут помочь растениям лучше справляться с суровыми условиями, такими как засуха, засоление или жара, активируя их естественные защитные механизмы. Например, экстракты морских водорослей могут повышать уровень антиоксидантов и улучшать осмотическую регуляцию растений.

8. Фиксация азотаБактерии рода Rhizobia образуют симбиотические связи с бобовыми, поглощая азот из воздуха и преобразуя его в форму, пригодную для использования растениями. Другие бактерии, такие как Azospirillum, также могут фиксировать азот с помощью небобовых культур, например, зерновых.

9. Растворение фосфатовНекоторые бактерии вырабатывают органические кислоты, которые растворяют твердые фосфатные соединения в почве, делая их доступными для растений. Например, Bacillus megaterium может растворять фосфатную породу, увеличивая ее доступность для растений.

10. Микоризные ассоциацииМикоризные грибы образуют симбиотические связи с корнями растений, увеличивая их площадь поверхности для поглощения большего количества питательных веществ и воды. Они также могут улучшить доступ растений к таким питательным веществам, как фосфор и цинк, которые трудно перемещаются в почве.

Чем биологические препараты отличаются от органических и традиционных решений?

Они представляют собой уникальную категорию сельскохозяйственных удобрений и средств защиты растений, отличающихся от органических и традиционных решений своим составом и применением. Они изготавливаются из живых организмов или природных веществ, таких как растения или минералы. Фермеры используют их для борьбы с вредителями, болезнями, сорняками или для улучшения роста растений.

Примерами биологически активных веществ являются микроорганизмы, растительные экстракты, феромоны, ферменты и природные минералы. Хотя они в некоторой степени похожи на органические растворы, поскольку оба получены из природы, они не являются абсолютно идентичными.

В органическом земледелии действуют строгие правила использования натуральных или природных веществ, и все используемые в органическом земледелии материалы должны соответствовать определенным стандартам. Органические решения могут быть натуральными, произведенными в лаборатории или биологическими, в зависимости от их происхождения. Например, сульфат меди — это природный минерал, разрешенный в органическом земледелии, в то время как глифосат, синтетический гербицид, — нет.

В отличие от традиционных решений, которые преимущественно состоят из синтетических химикатов, они выделяются как более экологичный вариант. Синтетические вещества, используемые в обычном сельском хозяйстве из-за их широкого спектра действия, могут вызывать такие проблемы, как загрязнение окружающей среды, развитие устойчивости вредителей и нанесение вреда другим живым организмам.

Например, некоторые инсектициды содержат как синтетические химические вещества, так и природные пиретриновые экстракты из цветков хризантемы. С другой стороны, они более целенаправленно воздействуют на определенные объекты, что снижает вероятность нанесения вреда окружающей среде и способствует разработке более эффективных методов борьбы с вредителями.

Как методы точного земледелия могут оптимизировать использование биологических препаратов?

Они рассматриваются как экологически чистая альтернатива синтетическим химикатам, поскольку менее вредны, оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и требуют меньше времени на разработку. Между тем, точное земледелие — это метод ведения сельского хозяйства, основанный на данных и технологиях, таких как картирование почвы, дифференцированное внесение удобрений и дистанционное зондирование, для улучшения управления посевами и внесения удобрений.

Точное земледелие использует высокотехнологичные инструменты, такие как GPS, датчики и анализ данных, для тщательного наблюдения за полями и точного контроля состояния посевов. Благодаря этим технологиям фермеры могут выявлять изменения на своих полях, например, участки с большим количеством вредителей или недостатком питательных веществ, и вносить конкретные изменения для улучшения состояния посевов в этих зонах.

Между тем, по данным Forbes, продажи биологически активных добавок стабильно растут примерно на 17 процентов в год. McKinsey также предполагает, что точное земледелие может увеличить урожайность на 10-15 процентов. Таким образом, объединив эти два направления, фермеры могут повысить производительность и прибыль, одновременно внося свой вклад в создание более устойчивой и восстановительной продовольственной системы.

Кроме того, это расширяет возможности применения биологических препаратов за счет:

Целевой отбор: Анализ образцов почвы и картирование изменчивости позволяют выбрать биологические препараты, соответствующие специфическим потребностям каждого поля или зоны, с учетом таких факторов, как содержание питательных веществ, микробное разнообразие, уровень pH и тип почвы.
Оптимальное время приема и дозировка: Использование дистанционного зондирования и датчиков для мониторинга стадий роста сельскохозяйственных культур, состояния растений и условий окружающей среды позволяет точно определять время и дозировку биологических препаратов для максимальной эффективности и минимизации потерь.
Оценка эффективности: Использование дронов и датчиков для сбора данных об урожайности, качестве и состоянии сельскохозяйственных культур до и после применения биологических препаратов, что помогает оценить их окупаемость и сравнить их эффективность с другими сельскохозяйственными средствами или методами.

Показательным примером такого подхода является использование дронов, оснащенных мультиспектральными камерами и датчиками, для сканирования полей на наличие признаков заражения вредителями или болезнями. После обнаружения эти дроны могут точно наносить биопестициды на пораженные участки, обеспечивая обработку только там, где это наиболее необходимо.

Это отличается от традиционного способа опрыскивания всего подряд, который может привести к значительным тратам ресурсов. Сочетание биологических методов с точным земледелием имеет множество преимуществ. Оно снижает воздействие сельского хозяйства на окружающую среду за счет использования меньшего количества ресурсов и помогает защитить биоразнообразие, сохраняя при этом чистоту водных источников.

Кроме того, их применение там, где это необходимо, может быть более эффективным в борьбе с вредителями и болезнями. Сосредоточение внимания на проблемных участках улучшает здоровье и урожайность сельскохозяйственных культур. Например, исследования показали, что точное нанесение микоризных грибов на участки поля с плохим качеством почвы может значительно улучшить усвоение растениями воды и питательных веществ, что приводит к более высоким урожаям.

Как GeoPard может интегрировать биологические технологии и точное земледелие?

GeoPard Agriculture специализируется на точном земледелии, предлагая передовые решения для целенаправленного применения биологических препаратов с целью улучшения здоровья растений, урожайности и устойчивости сельского хозяйства. Ее аналитическая платформа обрабатывает геопространственные данные, предоставляя важную информацию о изменчивости почвы, что помогает в точном выборе и применении препаратов в зависимости от конкретных сельскохозяйственных потребностей.

Возможность платформы генерировать индивидуальные рекомендации на основе подробных данных по конкретным культурам гарантирует применение наиболее эффективных биологических препаратов в нужное время на различных стадиях роста, от предпосевной подготовки до поздней стадии развития, что максимизирует их воздействие.

Кроме того, ключевыми особенностями GeoPard являются использование карт предписаний на уровне отдельных участков поля для точного внесения препаратов и аналитика испытаний для оценки влияния биологических средств на урожайность. Эти инструменты предоставляют фермерам информацию, основанную на данных, что позволяет принимать обоснованные решения и оптимизировать методы ведения сельского хозяйства.

Как обеспечить точное выполнение рекомендаций по применению биологических препаратов?

Применение этих методов в сельском хозяйстве — сложный процесс, который значительно выигрывает от точных рекомендаций, адаптированных к конкретным потребностям и условиям. Эти рекомендации можно классифицировать по типу продукта, каждый из которых имеет свой набор особенностей, касающихся оценки состояния почвы, требований конкретных культур и сезонных сроков.

Следуя этим рекомендациям, фермеры могут оптимизировать свою работу, улучшая состояние урожая, его урожайность и устойчивость сельского хозяйства.

1. Тип продукта

В сельском хозяйстве существует множество видов биологических препаратов, которые можно использовать для обработки сельскохозяйственных культур. Выбор зависит от принципа действия, вредителей и болезней, на которых они направлены, а также от способа их производства. Вот некоторые распространенные типы:

Биологические агенты контроля
Биостимуляторы
Биоудобрения

Каждый из этих биологических препаратов имеет свои преимущества и недостатки. Выбор следует делать, исходя из потребностей ваших культур и желаемых результатов. Например, средства биологического контроля хорошо справляются с конкретными вредителями или болезнями, но для обеспечения их эффективной работы необходимо соблюдать осторожность при обращении, хранении и применении.

Вот некоторые биопестициды:

Бактерия Bacillus thuringiensis (Bt) используется для выращивания таких культур, как кукуруза, хлопок, соя и овощи.
Грибы рода Trichoderma spp. используются для борьбы с корневыми заболеваниями таких культур, как пшеница, рис, томаты и огурцы.
Масло нима для сельскохозяйственных культур, пораженных сосущими вредителями, таких как цитрусовые, манго, хлопок и овощи.
Феромоны в ловушках используются для снижения численности вредителей на таких культурах, как яблоки, виноград, кукуруза и хлопок.

Теперь о биостимуляторах:

Экстракт Ascophyllum nodosum (ANE) для зерновых, масличных, бобовых и садовых культур.
Гуминовая кислота (ГК) необходима для сельскохозяйственных культур, нуждающихся в микроэлементах, таких как кукуруза, пшеница, рис и овощи.
Глутаминовая кислота (ГК) используется в культурах, подверженных засухе, засолению или высоким температурам, таких как хлопок, сахарный тростник, томаты и картофель.
Bacillus subtilis (Bs) используется для борьбы с грибковыми или бактериальными заболеваниями сельскохозяйственных культур, таких как рис, соя, арахис и виноград.

И наконец, биоудобрения:

Бактерии рода Rhizobium используются для борьбы с бобовыми культурами, такими как соя, арахис, люцерна и клевер.
Фосфаторастворяющие бактерии (ФРБ) используются для подкормки культур, нуждающихся в фосфоре, таких как кукуруза, пшеница, рис и картофель.
Арбускулярные микоризные грибы (АМГ) для сельскохозяйственных культур, получающих пользу от микоризной колонизации, таких как томаты, огурцы, морковь и виноград.
Цианобактерии для использования на рисовых полях в качестве биоудобрения или зеленого удобрения.

2. Оценка состояния почвы

Перед применением любого биологического препарата крайне важно оценить состояние и плодородие почвы на поле. Состояние почвы означает ее способность поддерживать рост растений, сохраняя при этом свои физические, химические и биологические свойства. Тщательная оценка состояния почвы включает в себя:

Отбор проб почвы и анализ образцовОтбор проб почвы включает в себя сбор образцов с различных участков поля и анализ таких параметров, как pH, содержание органических веществ, питательных веществ и микробной активности, в лабораторных условиях.
Показатели качества почвыПоказатели качества почвы, такие как текстура, структура, водоудерживающая способность и потенциал связывания углерода, позволяют получить измеримые данные о состоянии почвы.
Оценка состояния почвы: Комплексный инструмент, упрощающий использование различных показателей качества почвы, помогающий фермерам выявлять сильные и слабые стороны и расставлять приоритеты в методах управления почвой.

Подобная оценка помогает фермерам выбирать подходящие биологические препараты, оптимизировать нормы и сроки внесения для повышения урожайности.

3. Особенности, специфичные для каждой культуры

Различные культуры имеют разные потребности и реагируют на биологические препараты. При выборе препарата следует учитывать тип культуры, сорт, стадию роста и потенциальную урожайность. Ключевые моменты включают:

Совместимость с культурами: Проверяйте этикетки продуктов на совместимость с конкретными культурами, чтобы избежать нежелательных последствий. Следуйте рекомендациям производителя, чтобы предотвратить такие проблемы, как фитотоксичность или снижение эффективности.
Севооборот: Поймите, как севооборот влияет на здоровье почвы, борьбу с вредителями и урожайность. Учитывайте историю севооборота при планировании применения биологических препаратов.
Стресс для растений: Отслеживайте и устраняйте стресс для растений, вызванный такими факторами, как погодные условия, вредители, болезни или дефицит питательных веществ. Корректируйте применение биологических препаратов в зависимости от уровня стресса для повышения устойчивости или восстановления растений.

4. Сезонные особенности

Применение биологических препаратов в нужное время имеет решающее значение для достижения оптимальной эффективности и минимизации воздействия на окружающую среду. Различные стадии развития культуры могут потребовать применения разных типов биологических препаратов. Вот общие рекомендации по сезонным срокам применения:

Подготовка к посадке: Применяйте перед посадкой семян или рассады; идеально подходит для продуктов, хорошо приживающихся в почве или на поверхности семян. Примером могут служить биостимуляторы, улучшающие прорастание семян.
Начальный этап роста: Применяйте удобрения во время всходов и вегетативного роста, чтобы усилить их взаимодействие с растущими тканями растений. Примером могут служить биоудобрения, содержащие вещества, стимулирующие рост.
Средний период роста: Применяется от вегетативной стадии до репродуктивного роста, поддерживая переходный период или защищая от вспышек вредителей или болезней. Примером могут служить агенты биологического контроля, паразитирующие на вредителях.
Поздний рост: Применяется на протяжении всего периода репродуктивного роста и до созревания, повышая конечный урожай или качество. Примером могут служить биостимуляторы, увеличивающие размер плодов.

Интеграция посредством карт рецептов на уровне подполей и анализа клинических испытаний.

Интеграция биологических препаратов с точным земледелием, в частности, за счет использования карт предписаний на уровне отдельных участков поля и анализа опытов, революционизирует способы применения биологических продуктов фермерами и оценки их влияния на урожайность. Такой подход позволяет осуществлять высокоцелевое применение, оптимизируя их эффективность и обеспечивая устойчивые методы ведения сельского хозяйства.

Карты предписаний на уровне отдельных участков поля предлагают точные рекомендации по внесению удобрений и средств защиты растений на основе данных о почве, погоде и культурах, оптимизируя их использование за счет учета изменчивости условий поля. Эти карты улучшают биологическую эффективность и повышают урожайность при применении правильного препарата в правильной дозировке, в правильное время и в правильном месте.

Для анализа результатов испытаний, оценивающего влияние различных методов обработки на урожайность, карты предписаний на уровне отдельных участков поля оказываются очень полезными. Они помогают сравнивать биологические препараты, минимизируя влияние таких факторов, как тип почвы, погода и численность вредителей. Это обеспечивает более однородные зоны обработки, что позволяет более четко оценить воздействие биологического препарата на урожайность.

Применение карт назначения препаратов на уровне подполей обеспечивает согласованность входных данных во всех зонах лечения, за исключением тестируемого биологического препарата, изолируя его эффект. Этот метод повышает точность анализа клинических испытаний за счет увеличения пространственно распределенных точек данных, что позволяет выявлять небольшие, но значимые различия между вариантами лечения.

Кроме того, это снижает погрешности и искажения измерений за счет обеспечения согласованной и репрезентативной выборки в каждой зоне лечения. Чтобы продемонстрировать эти преимущества, ниже приведены несколько опубликованных исследований.

В исследовании, проведенном Университетом штата Северная Каролина, было показано, что составление карт участков поля повысило точность внесения азотных удобрений на 201 трлн тонн на три гектара и снизило изменчивость урожайности кукурузы на 151 трлн тонн на три гектара. Другое исследование, проведенное компанией AgroLiquid в Мичигане, показало, что составление карт участков поля увеличило урожайность сои в среднем на 3,5 бушеля на акр и помогло определить наиболее эффективный биологический препарат для каждого поля.

Заключение

Внедрение интеллектуальных методов ведения сельского хозяйства, в частности использование биологических препаратов, преобразует агротехнику, улучшая здоровье урожая и способствуя экологической устойчивости. Эти препараты, получаемые из живых организмов, таких как бактерии и грибы, предлагают естественный способ защиты урожая и повышения плодородия почвы.

Между тем, точное земледелие дополняет это, позволяя применять препараты целенаправленно с помощью таких технологий, как карты предписаний на уровне отдельных участков поля и анализ опытных участков. Такое сочетание биологических препаратов и точного земледелия приводит к более эффективному использованию ресурсов, снижению воздействия на окружающую среду и повышению урожайности, что является значительным шагом на пути к устойчивому и продуктивному сельскому хозяйству.

Роль эффективности использования питательных веществ в ответственном питании растений

Опубликовано December 21, 2023January 24, 2024 Muhammad Farjad

Эффективность использования питательных веществ (ЭУП) — важнейшее понятие в современном сельском хозяйстве, играющее ключевую роль в улучшении роста растений и оптимизации общей урожайности. По мере роста мирового населения увеличивается спрос на продукты питания, что делает крайне важным для фермеров внедрение устойчивых и эффективных методов ведения сельского хозяйства.

Питательные вещества необходимы для роста, развития и метаболизма растений. Они играют важную роль в различных физиологических процессах, таких как фотосинтез, дыхание, активность ферментов, деление клеток, передача сигналов и реакция на стресс.

Растениям требуется различное количество и типы питательных веществ в зависимости от их вида, стадии развития и условий окружающей среды. Некоторые питательные вещества необходимы в больших количествах (макроэлементы), такие как азот (N), фосфор (P) и калий (K) и др. Другие необходимы в меньших количествах (микроэлементы), такие как железо (Fe), цинк (Zn) и медь (Cu) и др.

Что такое эффективность использования питательных веществ?

Это показатель способности растения эффективно использовать питательные вещества для своего роста и развития. Проще говоря, это мера того, насколько эффективно растения поглощают и используют необходимые элементы из почвы, воды и воздуха.

Его применение направлено на минимизацию потерь и максимизацию поглощения и использования питательных веществ растениями, что в конечном итоге способствует улучшению урожайности. Он может быть выражен как отношение биомассы или урожая растений к поглощению или поступлению питательных веществ.

Высокая эффективность использования питательных веществ (NUE) означает, что растения производят больше биомассы или урожая при меньшем потреблении или внесении питательных веществ, тогда как низкая эффективность использования питательных веществ означает, что растениям требуется больше питательных веществ для достижения того же уровня роста или продуктивности.

Кроме того, показатель NUE может определяться по-разному в зависимости от задаваемого вопроса и имеющихся данных. Некоторые распространенные термины, используемые для выражения NUE, включают:

Частичная факторная производительность (ЧФП): количество урожая сельскохозяйственных культур на единицу внесенного питательного вещества
Агрономическая эффективность (АЭ): увеличение урожайности сельскохозяйственных культур на единицу внесенного питательного вещества.
Частичный баланс питательных веществ (ЧБП): количество усваиваемого питательного вещества на единицу внесенного питательного вещества
Кажущаяся эффективность восстановления (RE): разница в усвоении питательных веществ между удобренными и неудобренными культурами на единицу внесенного питательного вещества.
Внутренняя эффективность использования (ВЭ): количество урожая сельскохозяйственных культур на единицу поглощенных питательных веществ
Физиологическая эффективность (ФЭ): увеличение урожайности сельскохозяйственных культур на единицу разницы в поглощении питательных веществ между удобренными и неудобренными культурами.

Глобальная реакция на его важность

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), мировое потребление удобрений увеличилось более чем на 5001 тонну на 3 тонны с 1961 года, достигнув более 200 миллионов тонн питательных веществ в 2023 году. Это способствовало значительному увеличению урожайности сельскохозяйственных культур и доступности продовольствия, но также и значительным потерям питательных веществ в окружающую среду.

Кроме того, по оценкам ФАО, только 421 тыс. тонн азота (N) и 151 тыс. тонн фосфора (P), внесенных в качестве удобрений, усваиваются сельскохозяйственными культурами во всем мире, а остальное теряется в результате вымывания, стока, эрозии, испарения, денитрификации или иммобилизации.

Таким образом, ФАО поставила цель увеличить среднемировой показатель эффективности использования азота (NUE) с 421 тыс. тонн на 3000 г. до 521 тыс. тонн на 3000 г. к 2030 году. Для этого потребуется сократить использование азотных удобрений на 201 тыс. тонн на 3000 г. при одновременном увеличении поглощения азота сельскохозяйственными культурами на 101 тыс. тонн на 3000 г. Аналогичным образом, Научная группа по ответственному питанию растений предложила концепцию достижения экологически благоприятного питания растений к 2050 году. Эта концепция включает пять целей:

Сокращение вдвое потерь питательных веществ в пищевой системе за счет ответственного потребления, увеличения объемов переработки и совершенствования методов управления.
Истощение питательных веществ в почве и потеря углерода были остановлены, что привело к улучшению состояния почвы и увеличению содержания органических веществ.
Благодаря проекту 75% удалось снизить потери питательных веществ в водоемы, что предотвратило эвтрофикацию и цветение водорослей.
Выбросы закиси азота в сельском хозяйстве сокращены на 501 тонну в рамках программы TP3T, что способствует снижению выбросов парниковых газов и борьбе с изменением климата.
Урожайность и качество сельскохозяйственных культур повысились на 501 тонну на 3 тонны, что способствовало повышению продовольственной безопасности и улучшению питания.

В 2018/19 году среднемировой показатель эффективности использования азота для зерновых культур составил 331 тыс. тонн на 3 трлн тонн, для масличных культур — 481 тыс. тонн на 3 трлн тонн, для корнеплодов и клубнеплодов — 621 тыс. тонн на 3 трлн тонн, для бобовых — 641 тыс. тонн на 3 трлн тонн, для фруктов — 661 тыс. тонн на 3 трлн тонн, для овощей — 681 тыс. тонн на 3 трлн тонн, а для сахарных культур — 691 тыс. тонн на 3 трлн тонн.

В Китае крупномасштабный эксперимент с участием более 20 миллионов фермеров показал, что сокращение внесения азотных удобрений в среднем на 141 тонну на 3 трлн фунтов стерлингов увеличило урожайность пшеницы в среднем на 101 тонну на 3 трлн фунтов стерлингов, что привело к увеличению частичной факторной производительности в среднем на 291 тонну на 3 трлн фунтов стерлингов.

В Индии полевой эксперимент с использованием различных сортов риса показал, что применение методов управления питательными веществами с учетом особенностей участка, основанных на анализе почвы, увеличило урожайность зерна в среднем на 171 тонну на 3 тереля, эффективность использования ресурсов в среднем на 221 тонну на 3 тереля и рентабельность на единицу баланса питательных веществ в среднем на 281 тонну на 3 тереля по сравнению с традиционной практикой фермеров. .

Аналогичным образом, в Кении полевой эксперимент с использованием различных систем смешанных посевов кукурузы и бобовых показал, что применение микродоз удобрений вместе с органическими удобрениями увеличило урожайность зерна в среднем на 791 тонну на 3 трлн, агрономическую эффективность в среднем на 861 тонну на 3 трлн, эффективность использования ресурсов в среднем на 511 тонн на 3 трлн и рентабельность на единицу питательного баланса в среднем на 501 тонну на 3 трлн по сравнению с монокультурой без удобрений.

Эти примеры демонстрируют потенциал повышения эффективности использования питательных веществ с помощью различных стратегий и методов, которые могут увеличить урожайность сельскохозяйственных культур, одновременно снижая потери питательных веществ и выбросы вредных веществ.

Какое значение это имеет для роста растений?

Эффективность использования питательных веществ важна как с экономической, так и с экологической точки зрения, поскольку она может снизить себестоимость производства сельскохозяйственных культур и риск потерь питательных веществ в окружающую среду. Однако вот некоторые важные аспекты роста растений, которые тесно с ней связаны.

1. Усиленный фотосинтез

Одним из главных факторов, на который влияет эффективность использования азота (NUE), является фотосинтез — процесс, посредством которого растения преобразуют световую энергию в химическую. Фотосинтез зависит от доступности питательных веществ, особенно азота (N), который является ключевым компонентом хлорофилла, пигмента, поглощающего свет.

Азот также играет роль в синтезе аминокислот, нуклеотидов и других молекул, необходимых для роста и развития растений. Фосфор также необходим для переноса энергии, а калий регулирует открытие и закрытие устьев, влияя на поглощение углекислого газа.

Таким образом, эффективное использование питательных веществ напрямую влияет на скорость фотосинтеза, что приводит к увеличению выработки энергии для роста растений.

2. Клеточная структура и функции

Ещё одним фактором, на который это влияет, является клеточная структура и функция, определяющие, как питательные вещества поглощаются, транспортируются, хранятся и используются внутри растительных клеток. Клеточная структура и функция зависят от наличия питательных веществ, особенно фосфора (P), калия (K), кальция (Ca) и магния (Mg) и т. д.

Например, кальций участвует в развитии клеточной стенки, обеспечивая целостность и прочность клеток. Магний является центральным компонентом молекул хлорофилла, поддерживая фотосинтез. Следовательно, эффективное использование питательных веществ обеспечивает правильное функционирование клеток и тканей, способствуя общему здоровью растений.

3. Устойчивость к стрессу и болезням

Третий фактор, на который это влияет, — это устойчивость к стрессу и болезням, которые могут снижать рост и урожайность растений, воздействуя на различные физиологические и биохимические процессы. Стресс и болезни могут быть вызваны различными факторами, такими как засуха, засоление, экстремальные температуры, дефицит или избыток питательных веществ, вредители, патогены, сорняки и т. д.

Таким образом, адекватное снабжение питательными веществами укрепляет растения, делая их более устойчивыми к стрессам окружающей среды и болезням. Хорошо питающиеся растения лучше противостоят неблагоприятным условиям, таким как засуха или нападение вредителей. Кроме того, растения, эффективно использующие питательные вещества, демонстрируют повышенную стрессоустойчивость, что способствует устойчивому росту и более высоким урожаям в сложных условиях.

Какие факторы на это влияют и как их контролировать?

Эффективность использования питательных веществ в сельском хозяйстве — это не универсальное понятие; скорее, она зависит от множества факторов, которые сложным образом формируют то, как растения поглощают, используют и реагируют на необходимые питательные вещества. К факторам, влияющим на нее, относятся свойства почвы, климатические условия, виды и сорта сельскохозяйственных культур, методы ведения сельского хозяйства и взаимодействие между этими факторами.

1. Свойства почвы

Свойства почвы, такие как текстура, структура, pH, содержание органического вещества и микробная активность, оказывают существенное влияние на эффективность использования азота. Текстура и структура почвы влияют на влагоудерживающую способность, аэрацию, дренаж и проникновение корней в почву.

Эти факторы влияют на доступность и подвижность питательных веществ в почвенном растворе, а также на их поглощение корнями растений. Например, песчаные почвы имеют низкую водоудерживающую способность и высокий потенциал выщелачивания, что может снизить эффективность использования азота (N) и калия (K).

Глинистые почвы обладают высокой водоудерживающей способностью и низкой аэрацией, что может ограничивать эффективность использования азота (NUE) для фосфора (P) и микроэлементов.

Кроме того, pH почвы влияет на растворимость и доступность питательных веществ. Большинство питательных веществ более доступны в слабокислых или нейтральных почвах (pH 6-7), в то время как некоторые микроэлементы, такие как железо (Fe), марганец (Mn), цинк (Zn) и медь (Cu), более доступны в кислых почвах (pH < 6).

Почвенное органическое вещество и микробная активность влияют на круговорот и трансформацию питательных веществ в почве. Органическое вещество служит источником углерода (C) и энергии для почвенных микроорганизмов, которые могут минерализовать органические формы питательных веществ в неорганические формы, доступные для поглощения растениями.

Микроорганизмы также могут иммобилизовать питательные вещества, включая их в свою биомассу или образуя комплексы с органическими молекулами.

2. Климатические условия

Климатические условия, такие как температура, количество осадков, солнечная радиация и ветер, влияют на эффективность использования азота (NUE) посредством своего воздействия на почвенные процессы, рост растений и потери питательных веществ. Температура влияет на скорость химических и биологических реакций в почве, а также на метаболическую активность и развитие растений.

Повышение температуры, как правило, усиливает минерализацию органического вещества и доступность питательных веществ в почве, но также может увеличить испарение аммиака (NH3) из мочевины или навоза, или денитрификацию нитрата (NO3-) с образованием закиси азота (N2O) или азота (N2).

Повышение температуры также может ускорить рост растений и увеличить потребность в питательных веществах, но оно также может снизить поглощение воды растениями и транспирацию, что может повлиять на транспорт питательных веществ внутри растения.

Аналогичным образом, осадки влияют на водный баланс и динамику питательных веществ в системе почва-растение. Достаточное количество осадков необходимо для поддержания влажности почвы и доступности питательных веществ для растений, но избыток осадков может вызвать вымывание или смыв питательных веществ с поверхности почвы или из подземных слоев.

Количество осадков также может влиять на сроки и частоту полива и внесения удобрений, что, в свою очередь, может влиять на эффективность использования питательных веществ. Солнечное излучение влияет на фотосинтетическую активность и производство биомассы растений, что определяет их потребность в питательных веществах и их усвоение.

Кроме того, ветер также влияет на эффективность использования питательных веществ, воздействуя на эрозию почвы, испарение и процессы испарения. Ветер может вызывать эрозию почвы, отрывая и перенося частицы почвы, содержащие питательные вещества, с одного места на другое.

Ветер также может усиливать испарение с поверхности почвы или растительного покрова, что может снизить влажность почвы и доступность питательных веществ для растений.

3. Характеристики и разновидности растений

Виды и сорта сельскохозяйственных культур различаются по своему генетическому потенциалу эффективности использования азота (УИЗ), а также по реакции на факторы окружающей среды и управления. Некоторые культуры обладают более высокой внутренней УИЗ, чем другие, благодаря своим физиологическим особенностям, таким как морфология корней, кинетика поглощения питательных веществ, эффективность перемещения, способность к ассимиляции, эффективность ремобилизации, индекс урожайности и т. д.

Например, зерновые культуры, как правило, обладают более высокой эффективностью использования питательных веществ, чем бобовые, благодаря более высокому индексу урожайности (отношение урожайности зерна к общей биомассе) и более низкой концентрации питательных веществ в зерне.

Кроме того, сорта сельскохозяйственных культур внутри одного вида могут различаться по эффективности использования азота (NUE) из-за различий в генетических признаках или селекционных работах. Например, некоторые сорта риса имеют более высокую эффективность использования азота, чем другие, благодаря своей способности использовать альтернативные источники азота (N), такие как аммоний (NH4+) или фиксация атмосферного N2 симбиотическими бактериями.

Некоторые сорта пшеницы обладают более высокой эффективностью использования азота (NUE), чем другие, благодаря своей способности более эффективно использовать фосфор (P) за счет выделения органических кислот или фосфатаз, которые растворяют фосфор из почвы. Некоторые сорта кукурузы обладают более высокой эффективностью использования калия (K), чем другие, благодаря своей способности более эффективно использовать калий (K), уменьшая утечку K из корней или увеличивая поглощение K при низкой доступности K.

4. Методы управления

Такие методы управления, как обработка почвы, севооборот, междурядные посевы, покровные культуры, орошение, внесение удобрений, борьба с сорняками, борьба с вредителями и организация уборки урожая, могут влиять на эффективность использования азота, изменяя почвенную среду, рост культур и потери питательных веществ.

Обработка почвы

Обработка почвы влияет на физические и биологические свойства почвы, такие как структура почвы, содержание органического вещества, микробная активность и распределение питательных веществ. Она может улучшить эффективность использования азота за счет повышения аэрации и дренажа почвы, что может повысить доступность питательных веществ и их усвоение корнями растений.

Однако это также может снизить эффективность использования питательных веществ за счет усиления эрозии почвы и потерь питательных веществ, или за счет уменьшения содержания органического вещества в почве и микробной активности, что может снизить круговорот питательных веществ и их доступность.

Севооборот

Севооборот представляется стратегией повышения эффективности использования питательных веществ за счет диверсификации спроса и предложения питательных веществ между культурами. Помимо учета питательных веществ, он также эффективен в прерывании циклов вредителей и болезней, тем самым способствуя повышению эффективности использования питательных веществ.

Например, севооборот зерновых с бобовыми может улучшить эффективность использования азота за счет увеличения поступления азота за счет биологической фиксации азота бобовыми или за счет снижения потребности зерновых в азоте из-за их более низкой потребности в азоте.

Смешанные посевы

Смешанное земледелие, предполагающее одновременное выращивание двух или более культур на одном участке земли, высоко ценится за его положительное влияние на эффективность использования азота (NUE). Это достигается за счет обеспечения взаимодополняемости и синергии между культурами в плане использования питательных веществ. Например, совместное выращивание зерновых и бобовых культур изменяет структуру поступления азота, положительно влияя на NUE.

Покровные культуры

Покровные культуры, практика выращивания одной культуры между двумя основными культурами для покрытия поверхности почвы и предотвращения эрозии, оказывают двойное воздействие на эффективность использования азота. С одной стороны, они положительно влияют на эффективность использования азота за счет увеличения содержания органического вещества, микробной активности и круговорота питательных веществ.

С другой стороны, возникают проблемы, поскольку покровные культуры могут конкурировать за питательные вещества, воду и свет, что потенциально может повлиять на эффективность использования питательных веществ.

Орошение

Грамотное орошение повышает эффективность использования азота за счет поддержания оптимальной влажности почвы и доступности питательных веществ. Однако неправильное орошение может снизить эффективность использования азота из-за вымывания питательных веществ или стока.

Удобрение

Внесение удобрений, если оно проводится в подходящее время и в нужном месте, повышает эффективность использования азота за счет увеличения доступности питательных веществ для корней растений. Тем не менее, чрезмерное внесение может привести к потерям питательных веществ, что подчеркивает важность соблюдения тонкого баланса в практике внесения удобрений.

Борьба с сорняками

Борьба с сорняками повышает эффективность использования азота за счет снижения конкуренции за питательные вещества и потерь, вызванных сорняками. Однако необходимо тщательно учитывать ее влияние на свойства почвы, поскольку она может повлиять на доступность и усвоение азота.

Борьба с вредителями

Борьба с вредителями положительно влияет на эффективность использования питательных веществ, снижая потери питательных веществ из-за повреждений, наносимых вредителями. Однако, как и в случае с борьбой с сорняками, её влияние на свойства почвы может сказаться на доступности и круговороте питательных веществ.

Управление сбором урожая

Управление сбором урожая, включающее решения о том, когда и как собирать урожай, играет решающую роль в повышении эффективности использования питательных веществ (УИН). Положительно это влияет на УИН за счет оптимизации урожайности и снижения концентрации питательных веществ в собранных частях растений. Однако ненадлежащее управление сбором урожая может привести к тому, что питательные вещества останутся в остаточных частях растений, что негативно скажется на УИН.

Каковы основные показатели эффективности использования ресурсов (NUE) для различных систем?

Этот показатель измеряет, насколько эффективно система земледелия использует доступные питательные вещества для получения урожая. Однако показатель эффективности использования питательных веществ (NUE) не является простым или универсальным индикатором. Он может варьироваться в зависимости от рассматриваемых входных и выходных данных, масштаба и границ системы, а также цели оценки. Поэтому важно использовать соответствующие индикаторы, отражающие цели ответственного питания растений.

Индикаторы удобрений

Эти показатели отражают эффективность использования питательных веществ из удобрений. Они показывают, насколько эффективно внесенные питательные вещества преобразуются в урожай, что может помочь в принятии решений об оптимальном управлении питательными веществами и распределении ресурсов. К числу распространенных показателей использования удобрений относятся:

1. Частичная факторная производительность (ЧФП): Это отношение урожайности сельскохозяйственных культур к внесенным питательным веществам в виде удобрений. Оно показывает продуктивность на единицу внесенных удобрений. Высокое значение PFP означает высокую урожайность при низком внесении удобрений. Однако оно не учитывает другие источники питательных веществ или потери в окружающую среду.

Например, при надлежащем уходе за зерновыми культурами обычный диапазон PFP для урожайности зерна на килограмм внесенного азота составляет от 50 до 100 килограммов.

2. Агрономическая эффективность (АЭ): Это показатель увеличения урожайности на единицу внесенных питательных веществ в виде удобрений. Он отражает предельную отдачу от внесения удобрений. Высокий показатель AE означает значительное увеличение урожайности при низком внесении удобрений. Однако он не учитывает исходное плодородие почвы или потери в окружающей среде.

В качестве примера возьмем азот. В системах выращивания зерновых культур, за которыми хорошо ухаживают, суточная доза обычно составляет около 20-30 килограммов зерна на килограмм внесенного азота. Однако иногда она может быть даже выше.

3. Эффективность извлечения (RE)Это доля внесенных питательных веществ из удобрений, которая усваивается культурой. Она указывает на эффективность усвоения питательных веществ из удобрений. Высокий показатель эффективности усвоения означает низкие потери удобрений в окружающую среду. Однако он не учитывает урожайность или качество культуры.

Например, согласно глобальному анализу, проведенному Чжаном и др. (2015), средние значения PFP, AE и RE азотных удобрений для зерновых культур составляли 42 кг зерна/кг N, 15 кг зерна/кг N и 0,33 кг поглощения N/кг внесенного N соответственно. Эти значения значительно различались в зависимости от региона и вида культуры, отражая различия в почвенных условиях, климате, системах земледелия и методах управления.

Показатели урожайности

Эти показатели определяют распределение питательных веществ внутри растения и его влияние на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Они показывают, насколько эффективно культура использует поглощенные питательные вещества для производства биомассы или экономической продукции. Некоторые из распространенных показателей урожайности:

1. Индекс усвояемости питательных веществ (NHI)Это отношение содержания питательных веществ в собранных частях растения к общему количеству питательных веществ, поглощенных надземной частью. Оно показывает долю поглощенных питательных веществ, которые направляются на производство товарной продукции. Высокий показатель NHI означает высокое вынос питательных веществ при сборе урожая и низкое возвращение питательных веществ в почву.

Типичные значения NHI для кукурузы задокументированы в диапазоне 59-70% для азота (N), 79-91% для фосфора (P) и 13-19% для калия (K) (13). Аналогично, для риса сообщаемые диапазоны включают 54-65% для N, 61-71% для P и 12-19% для K.

2. Внутренняя эффективность (ВЭ): Это отношение урожайности к содержанию питательных веществ в собранных частях растения. Оно показывает эффективность формирования экономически целесообразного продукта на единицу удаленных питательных веществ. Высокий показатель эффективности означает высокую урожайность при низкой концентрации питательных веществ в собранных частях растения.

Например, благодаря усовершенствованиям в селекции кукурузы эффективность использования азота повысилась с 45 кг на кг поглощенного азота в 1946 году до 66 кг/кг в 2015 году.

3. Физиологическая эффективность (ФЭ)Это отношение урожайности сельскохозяйственных культур к содержанию питательных веществ в надземной биомассе. Оно показывает эффективность образования экономически целесообразного продукта на единицу общего содержания питательных веществ в растении. Высокий показатель эффективности образования продукта означает высокую урожайность при низкой концентрации питательных веществ в биомассе.

4. Концентрация питательных веществ (КН)Это показатель содержания питательных веществ на единицу сухого вещества в собранной массе или надземной биомассе. Он указывает на качество или пищевую ценность урожая или растительных остатков.

Кроме того, согласно метаанализу Добермана (2007), средние значения NHI, IE, PE и NC для азота в зерновых культурах составили 0,67 кг N/кг поглощенного азота, 90 кг зерна/кг азота в зерне, 134 кг зерна/кг азота в биомассе и 1,51 TP3T азота в зерне соответственно.

Системные индикаторы

Эти показатели учитывают всю систему земледелия, включая почву, урожай и окружающую среду. Они показывают, насколько эффективно система использует доступные питательные вещества из всех источников и минимизирует потери для окружающей среды. Некоторые из распространенных системных показателей:

1. Граница системы NUE (SB-NUE): Это отношение общего объема выноса азота к общему объему его поступления в пределах заданных границ системы. Оно указывает на общий азотный баланс системы. Высокое значение SB-NUE означает высокий объем выноса азота при низком объеме его поступления. Однако оно не учитывает пространственную и временную изменчивость потоков азота внутри системы.

2. Коэффициент частичного баланса питательных веществ (NUEPB): Это разница между поступлением питательных веществ из удобрений и их выходом из собранного урожая. Она показывает чистое изменение состояния питательных веществ в почве в результате внесения удобрений. Положительное значение PNB означает избыток питательных веществ из удобрений в почве, а отрицательное — дефицит. Средние глобальные значения NUEPB, включающие удобрения, навоз, фиксацию и осаждение, показывают увеличение до 551 TP3T для азота и 771 TP3T для фосфора.

Для большинства зерновых культур, таких как пшеница и кукуруза, естественный процесс поглощения азота (N) из воздуха (биологическая фиксация) обычно невелик, менее 10 килограммов на гектар. Но для таких культур, как рис и сахарный тростник, он может быть немного выше, около 15-30 килограммов на гектар.

А для некоторых бобовых, таких как соя, арахис, зернобобовые и кормовые бобовые, этот показатель может быть еще выше, варьируясь от 100 до 300 килограммов на гектар. Иногда, когда мы поливаем растения (орошаем), это также приносит некоторые питательные вещества, которые могут быть важны в определенных ситуациях.

3. Коэффициент баланса питательных веществ на уровне фермерского хозяйства (NUEFG)

Это расширяет границы системы за пределы поверхности почвы, рассматривая фермы с интегрированным растениеводством и животноводством. Включение животноводства часто снижает NUEFG из-за дополнительных сложностей. Повышение NUEFG включает оптимизацию использования питательных веществ на всей ферме, управление навозом и минимизацию поступлений питательных веществ извне.

Расширяя границы этого понятия, показатель эффективности использования питательных веществ в пищевой цепи (NUEFC) оценивает доступность питательных веществ для потребления человеком относительно общего количества питательных веществ, поступающих во всю пищевую систему. Для азота оценки NUEFC варьируются от 101 Тт³Т до 401 Тт³Т в европейских странах. Однако из-за сложности цепочки производства продуктов питания практическое применение и проведение значимых оценок остаются сложной задачей.

4. Избыток питательных веществ (ИПВ): Это разница между общим поступлением питательных веществ и общим их выведением в пределах заданных границ системы. Она указывает на потенциальные потери питательных веществ в окружающую среду. Высокое значение NS означает высокий риск загрязнения окружающей среды.

Например, согласно глобальному анализу Лассалетты и др. (2014), средние значения SB-NUE, PNB и NS для азота в растениеводстве составили 0,42 кг N/кг внесенного азота, 65 кг N/га и 65 кг N/га соответственно.

Как повысить эффективность использования питательных веществ для достижения лучших результатов?

Ответственное питание растений — это стратегия обеспечения продовольственной безопасности и защиты окружающей среды путем оптимизации использования питательных веществ в сельскохозяйственных системах. Поэтому важно отслеживать и оценивать эффективность использования питательных веществ с помощью соответствующих инструментов, способных учитывать ее сложность и изменчивость. Вот некоторые важные методы. Это может помочь фермерам и исследователям повысить эффективность использования азота в рамках ответственного подхода к питанию растений.

1. Анализ питательных веществ

Анализ питательных веществ — это метод измерения содержания питательных веществ в образцах почвы и растительной ткани. Он может предоставить ценную информацию о доступности и усвоении питательных веществ в системе почва-растение, а также о потенциальных потерях или дефиците питательных веществ. Анализ питательных веществ может помочь фермерам и исследователям:

Определите оптимальный тип, скорость, время и место внесения питательных веществ, таких как удобрения, навоз, поливная вода и т. д.
Оцените агрономические и экономические показатели различных методов управления питательными веществами, таких как севооборот, междурядные посевы, покровные культуры и т. д.
Выявление и устранение дисбаланса питательных веществ или нарушений, которые могут повлиять на урожайность и качество сельскохозяйственных культур, таких как дефицит азота, токсичность фосфора, дефицит микроэлементов и т. д.
Необходимо отслеживать воздействие внесения питательных веществ на окружающую среду, например, выщелачивание, сток, испарение, выбросы парниковых газов и т. д.

Анализ питательных веществ можно проводить различными методами, такими как наборы для анализа почвы, портативные датчики, лабораторный анализ и т. д. Однако анализ питательных веществ — это не разовое мероприятие. Его следует проводить регулярно и часто, чтобы фиксировать динамические изменения содержания питательных веществ в течение всего вегетационного периода и на разных полях.

2. Дистанционное зондирование и технологии

Дистанционное зондирование — это метод сбора данных на расстоянии с помощью таких устройств, как спутники, дроны, камеры и т. д. Оно позволяет получать пространственно и временно непрерывную информацию о различных аспектах роста и развития сельскохозяйственных культур, таких как производство биомассы, индекс листовой поверхности, содержание хлорофилла, водный стресс и т. д. Дистанционное зондирование может помочь фермерам:

Оцените потенциальную урожайность и изменчивость урожайности сельскохозяйственных культур на разных полях или в разных регионах.
Оцените реакцию растений на различные виды внесения питательных веществ или методы управления.
Выявление и диагностика дефицита питательных веществ или стрессовых факторов, которые могут повлиять на рост и качество сельскохозяйственных культур.
Оптимизируйте сроки и нормы внесения питательных веществ в зависимости от потребностей культуры.
Снижение затрат и трудозатрат на отбор проб и проведение полевых исследований.

Дистанционное зондирование может осуществляться с использованием различных платформ и датчиков, таких как оптические, тепловые, радиолокационные, гиперспектральные и т. д. Однако дистанционное зондирование не является самостоятельным инструментом. Его необходимо калибровать и проверять с использованием данных наземных измерений или анализа питательных веществ.

3. Моделирование урожая

Моделирование сельскохозяйственных культур — это метод использования математических уравнений для описания и прогнозирования поведения культур в различных условиях. Он может предоставить количественную информацию о взаимодействии между культурами, питательными веществами, почвой, водой, климатом и методами ведения сельского хозяйства. Моделирование сельскохозяйственных культур может помочь:

Понять основные механизмы и процессы, влияющие на эффективность использования азота в сельскохозяйственных культурах.
Оцените влияние различных сценариев или вмешательств на результаты NUE.
Оптимизировать разработку и проведение полевых экспериментов или испытаний.
Экстраполируйте или масштабируйте результаты полевых измерений или дистанционного зондирования на более крупные масштабы или регионы.

Моделирование урожайности сельскохозяйственных культур может осуществляться с использованием различных типов моделей, таких как эмпирические, механистические или гибридные модели. Однако моделирование урожайности — это не простой инструмент.

Для калибровки и проверки моделей, а также для правильной интерпретации результатов требуется большой объем данных и экспертных знаний. Кроме того, моделирование сельскохозяйственных культур следует использовать в сочетании с другими инструментами, такими как анализ питательных веществ или дистанционное зондирование, для проверки и дополнения результатов моделирования.

Как GeoPard может помочь повысить эффективность использования питательных веществ?

В стремлении к устойчивому и ответственному питанию растений роль передовых технологий становится все более важной. GeoPard, передовая платформа, специализирующаяся на точном земледелии, предлагает набор услуг, разработанных для повышения эффективности использования питательных веществ (NUE) посредством анализа данных о почве, тестирования питательных веществ и интеллектуального мониторинга.

1. Анализ почвенных данных

Функция анализа данных о почве в GeoPard предоставляет подробную карту свойств почвы, что облегчает создание карт рекомендаций по внесению удобрений с переменной нормой внесения (VRA). Эта возможность позволяет фермерам:

Оптимизация внесения удобрений: Подбирайте удобрения в соответствии с конкретными характеристиками почвы, предотвращая переизбыток удобрений и снижая воздействие на окружающую среду.
Определить зоны управленияСравните характеристики почвы с другими слоями и создайте файлы с рекомендациями по внесению удобрений с переменной нормой внесения для эффективного распределения питательных веществ.
План отбора проб почвыСтратегически планируйте точки отбора проб почвы на основе многолетних зон, отражающих исторические закономерности развития сельскохозяйственных культур.

Кроме того, благодаря комплексу предоставляемых услуг, система превосходит аналоги в повышении эффективности питания растений. Она упрощает интерпретацию данных о почве с помощью легко читаемых тепловых карт, обеспечивает точное внесение удобрений с помощью системы вариативного внесения удобрений (VRA) и предоставляет достоверную информацию о состоянии почвы с помощью высокоточных почвенных сканеров.

Кроме того, система обеспечивает точное внедрение плана питания растений, отслеживает данные о внесении удобрений и результатах посадки, а также предоставляет ценные 3D-карты и топографическую аналитику для принятия более обоснованных решений фермерами. По сути, GeoPard — это мощное решение для оптимизированного и устойчивого управления питанием растений.

Заключение

В заключение следует отметить, что эффективность использования питательных веществ (ЭУП) играет ключевую роль в глобальном сельскохозяйственном ландшафте, и ее важность для обеспечения оптимального роста растений невозможно переоценить. Поскольку мы осознаем многогранность факторов, влияющих на ЭУП, и разнообразие показателей в различных системах, необходимость стратегических мер становится очевидной.

GeoPard становится ключевым игроком в этом направлении, предлагая инновационные решения для повышения эффективности использования питательных веществ. Благодаря удобным функциям, таким как легко читаемые тепловые карты и точное внесение удобрений с переменной нормой (VRA), компания позволяет фермерам принимать обоснованные решения и оптимизировать методы управления питательными веществами.

4R точного земледелия

Опубликовано December 3, 2023December 4, 2023 Muhammad Farjad

Глобальное распространение точного земледелия свидетельствует о его растущем внедрении в самых разных сельскохозяйственных ландшафтах. Фермеры во всем мире осознают потенциальные преимущества точного земледелия в повышении производительности, сокращении потерь и повышении общей эффективности. Поэтому следование принципам 4R точного земледелия стало необходимым условием для достижения желаемых результатов.

Что такое 4 R?

Точное земледелие (ТЗ) представляет собой революционный подход к сельскому хозяйству, преобразующий традиционные методы за счет интеграции передовых технологий. Оно основано на принципах, воплощенных в 4 R: применение правильного ресурса, в правильной дозировке, в правильном месте и в правильное время.

Данная методика помогает фермерам оптимизировать использование различных ресурсов для выращивания сельскохозяйственных культур, включая воду, питательные вещества, пестициды и семена. Корректируя эти ресурсы с учетом пространственной и временной изменчивости полевых условий и потребностей культур, фермеры могут повысить эффективность и рационально использовать ресурсы.

1. Правильный ввод

Точное земледелие (ТЗ) основано на концепции “правильного ресурса”, которая охватывает важнейшие аспекты сельскохозяйственной практики. Например, это включает в себя выбор культур, где тщательное рассмотрение климата, состояния почвы и рыночного спроса определяет выбор подходящих культур.

Выбор семян включает в себя подбор сортов, соответствующих специфическим характеристикам окружающей среды, что обеспечивает оптимальный рост. Определение подходящего типа удобрений на основе уровня питательных веществ в почве и потребностей культуры — еще один важный аспект, как и точная борьба с вредителями и болезнями с помощью таких методов, как целенаправленное опрыскивание.

Кроме того, главная цель оптимизации сельскохозяйственных ресурсов заключается не просто в их минимизации, а в повышении общей эффективности и производительности фермерского хозяйства. Такой подход направлен на максимизацию производства и прибыльности при одновременном улучшении качества окружающей среды и обеспечении устойчивости.

Согласно закону минимума, если одного фактора роста или питательного вещества недостаточно, рост растений ограничивается, что подчеркивает необходимость выявления и устранения лимитирующих факторов для улучшения роста растений. Поэтому этот принцип является основополагающим для понимания точного земледелия и направляет стратегическое применение ресурсов.

2. Правильная ставка

Концепция “оптимальной нормы внесения” в точном земледелии охватывает различные аспекты, направленные на оптимизацию использования ресурсов для повышения эффективности сельскохозяйственных работ. Поэтому определение оптимальной нормы внесения имеет решающее значение, и это предполагает учет полевых изменений.

В этом процессе ключевую роль играют системы регулирования расхода воды, реализуемые с помощью таких технологий, как орошение с переменной нормой расхода (VRI). VRI, например, позволяет регулировать нормы расхода воды в зависимости от особенностей ландшафта, предотвращая переувлажнение и значительно повышая эффективность использования воды. Кроме того, эта концепция включает в себя:

Оптимальная норма высеваЭто включает в себя регулирование плотности высаживаемых семян в соответствии с полевыми условиями.
Норма внесения удобренийВнесение удобрений в соответствующих количествах в зависимости от уровня питательных веществ в почве.
Норма внесения пестицидовПрименение пестицидов с переменной нормой внесения, адаптирующееся к изменениям численности вредителей.

Между тем, исследования также показали, что корректировка норм внесения удобрений в зависимости от изменчивости поля приводит к увеличению урожайности и повышению эффективности использования ресурсов.

Однако, помимо VRI, существуют и другие технологии, включая высокоточные сеялки, датчики и дроны. Каждый тип играет свою особую роль в обеспечении внесения необходимого количества удобрений и средств защиты растений в нужное время и в нужном месте, что способствует общей эффективности.

3. Правильное место

В точном земледелии концепция “правильного места” выходит за рамки простого определения местоположения на поле — она предполагает тонкое понимание пространственной изменчивости.

Это предполагает выявление и понимание различных характеристик поля, таких как типы почв, уровень влажности и распределение питательных веществ. Эти знания служат основой для принятия обоснованных решений в сельскохозяйственной практике.

Ключевым инструментом в точном земледелии является технология переменной нормы внесения удобрений (VRT), которая позволяет вносить удобрения с различной нормой в разные зоны поля в зависимости от конкретных потребностей. Такой целенаправленный подход оптимизирует использование ресурсов, способствуя повышению сельскохозяйственной производительности.

Важность точного внесения питательных веществ невозможно переоценить, поскольку это напрямую влияет на усвоение и эффективность питательных удобрений. Правильное внесение азота включает в себя многогранный анализ, учитывающий такие факторы, как распределение корневой системы растений, динамика почвы, перемещение питательных веществ и управление пространственной изменчивостью в пределах поля.

Например, стратегическое внесение азота на поверхность почвы может снизить риск улетучивания азота, одновременно повышая эффективность его использования (ЭУН). Однако возникают проблемы, поскольку азот, вносимый с помощью культиваторов в середину рядов кукурузы, особенно на песчаных почвах, может привести к его вымыванию.

Напротив, в более засушливых условиях применение поверхностного внесения азотных удобрений методом Y-drop у основания растений кукурузы на стадиях V4-V6 может повысить эффективность использования азота, хотя и сопряжено с потенциальными рисками испарения при ограниченном количестве осадков и ежедневных циклах увлажнения и высыхания поверхности почвы.

Таким образом, оптимальное размещение питательных веществ требует сосредоточения внимания на стратегиях управления, направленных на снижение потерь и повышение эффективности использования питательных веществ. Эта потребность в точности стимулирует поиск инновационных методов, передовых технологий и инструментов принятия решений, что делает внедрение и применение передовых методов более практичным для фермеров.

4. В нужное время

Точное земледелие подчеркивает важность выполнения различных сельскохозяйственных работ в нужное время для повышения общей эффективности и производительности. Это предполагает стратегический подход к планированию сроков выполнения различных аспектов сельскохозяйственной деятельности.

В сфере точного земледелия сроки посадки являются критически важным фактором успеха урожая. Обеспечение посадки культур в оптимальное время имеет важное значение для максимизации урожайности. Это включает в себя учет таких факторов, как стадия развития растения, преобладающие климатические условия и логистические аспекты, связанные с полевыми работами.

Еще одним важнейшим аспектом является точное соблюдение сроков полива. Внедрение четко определенных графиков полива имеет решающее значение для обеспечения эффективности использования воды в сельском хозяйстве. Согласовывая полив со специфическими потребностями культур на разных стадиях роста, фермеры могут не только экономить воду, но и улучшать общее состояние и урожайность культур.

В точном земледелии выбор оптимального времени сбора урожая имеет решающее значение. Сбор урожая на пике зрелости является ключевым фактором для оптимизации как качества, так и урожайности. Это требует глубокого понимания цикла роста каждой культуры, что позволяет фермерам принимать обоснованные решения об идеальном времени сбора урожая.

Кроме того, эффективная борьба с вредителями и болезнями в точном земледелии требует применения мер контроля в нужное время. Своевременное вмешательство помогает минимизировать ущерб и обеспечивает устойчивость урожая к потенциальным угрозам. Опять же, решение о том, когда применять эти меры, зависит от таких факторов, как стадия развития растения и преобладающие климатические условия.

Например, поглощение азота растениями варьируется в зависимости от стадии роста. Для решения этой проблемы точное земледелие рекомендует вносить азотные удобрения в качестве подкормки таким культурам, как кукуруза, именно тогда, когда потребность в азоте высока. Такой подход минимизирует потери азота за счет вымывания и стока, способствуя как экологической устойчивости, так и повышению рентабельности инвестиций в удобрения.

Таким образом, успешному внедрению точного земледелия способствуют несколько факторов. К ним относятся всестороннее понимание циклов роста сельскохозяйственных культур, интеграция передовых технологий и непрерывный мониторинг параметров окружающей среды. Учитывая эти факторы, фермеры могут корректировать свой подход, чтобы выбрать оптимальное время для посадки, полива, сбора урожая и многого другого.

Заключение

В заключение, точное земледелие — это не просто концепция, а комплексный подход, требующий глубокого понимания принципов 4R (сокращение, повторное использование, переработка, переработка). Бесшовная интеграция технологий, научных принципов и инновационных методологий прокладывает путь к более эффективной, устойчивой и продуктивной эпохе в сельском хозяйстве. По мере того, как глобальный сельскохозяйственный ландшафт продолжает развиваться, внедрение точного земледелия становится не просто выбором, а необходимостью для фермеров, стремящихся максимизировать урожайность при минимизации воздействия на окружающую среду.

Понимание цикла точного земледелия

Опубликовано December 2, 2023December 2, 2023 Muhammad Farjad

Цикл точного земледелия — это непрерывный процесс, включающий сбор данных, их анализ и использование полученных знаний для принятия обоснованных решений по управлению урожаем. Его цель — оптимизация использования ресурсов и максимизация урожайности при минимизации воздействия на окружающую среду.

Цикл точного земледелия

В ходе этого процесса каждая культура получает необходимую обработку в нужное время и в нужном месте. Этот цикл состоит из четырех основных этапов: сбор данных, анализ данных, принятие решений и реализация.

1. Сбор данных

Первый этап цикла — сбор данных. Информация о культурах и полях собирается с помощью различных приборов и датчиков. Например, датчики влажности почвы количественно определяют содержание воды в почве и температуру, предоставляя ценную информацию об уровне увлажненности почвы.

Аналогичным образом, спутниковые снимки становятся мощным инструментом, предоставляющим исчерпывающую информацию о состоянии и росте сельскохозяйственных культур. Беспилотные летательные аппараты занимают центральное место, делая снимки полей с высоким разрешением, обеспечивая детальную и тонкую перспективу, которая помогает в точном анализе.

Тем временем метеостанции предоставляют данные о климатических условиях в режиме реального времени, включая такие факторы, как температура, влажность, скорость ветра и осадки. Мониторы урожайности играют решающую роль в регистрации количества собранного урожая, позволяя фермерам оценивать эффективность и прогнозировать будущие урожаи.

Собранные данные охватывают различные аспекты – пространственные (зависящие от местоположения), временные (зависящие от времени) или индивидуальные (зависящие от растений или животных). Такая категоризация служит главной цели – пониманию присущей сельскохозяйственной системе изменчивости и неоднородности.

Сбор данных — это не просто сбор информации, а диагностический инструмент, позволяющий фермерам быстро выявлять и решать такие проблемы, как нашествие вредителей, болезни, дефицит питательных веществ или нехватка воды. Такой проактивный подход минимизирует потенциальные потери урожая и оптимизирует использование ресурсов, способствуя общему оздоровлению и повышению продуктивности сельскохозяйственной системы.

Благодаря более глубокому пониманию своих сельскохозяйственных систем с помощью анализа данных, фермеры могут принимать обоснованные решения, которые положительно влияют на долгосрочное состояние их полей. Однако глобальное значение сбора данных в точном земледелии – это не просто локальная проблема. Это стало повсеместной практикой, и фермеры по всему миру активно внедряют эти передовые технологии.

Несмотря на очевидные преимущества, существуют научные опасения относительно сбора данных, особенно в плане безопасности и конфиденциальности данных. По мере того как технологии становятся все более взаимосвязанными, обеспечение защиты конфиденциальных сельскохозяйственных данных становится первостепенной задачей.

Достижение баланса между технологическим прогрессом и защитой конфиденциальности является важнейшим аспектом устойчивого развития точного земледелия.

Кроме того, на эффективность сбора данных в точном земледелии влияют различные факторы. Выбор и размещение датчиков, интеграция технологий и доступность данных — все это способствует успеху методов, основанных на данных.

2. Анализ данных

Переход от сбора данных к принятию обоснованных решений во многом зависит от ключевого этапа анализа данных. Этот важнейший шаг включает в себя хранение, обработку и интерпретацию данных, полученных из различных источников, с использованием целого ряда сложных программных средств и платформ.

На этапе анализа данных используются различные инструменты, каждый из которых выполняет свою особую функцию. Облачные вычисления выступают в качестве мощного инструмента, предоставляя необходимые мощности для хранения и обработки огромных объемов данных.

Искусственный интеллект выходит на первый план, используя сложные алгоритмы и модели для обработки и интерпретации замысловатых наборов данных. Географические информационные системы (ГИС) органично интегрируют геопространственные данные, предлагая их визуальное представление на картах для лучшего понимания.

Панели мониторинга играют важнейшую роль, отображая ключевые показатели и тенденции, предоставляя всесторонний обзор анализируемых данных.

Основная цель анализа данных — преобразование необработанных данных в значимую информацию и знания, закладывающие основу для эффективного принятия решений. Кроме того, данные позволяют получить ценные сведения, такие как закономерности, корреляции и прогнозы, способствуя более глубокому пониманию предмета исследования.

Доступ к тщательно проанализированным данным значительно повышает точность и надежность получаемой информации и выводов. Однако преодоление проблем с доступом к данным становится крайне важным. Обеспечение качества данных, поддержание надежных мер безопасности и конфиденциальности, а также решение проблем совместимости между различными системами являются важнейшими аспектами преодоления трудностей в доступе к данным.

Глобальная ситуация в области анализа данных отражает широкое внедрение передовых методов в различных секторах. Глобальная статистика и показатели подчеркивают неотъемлемую роль анализа данных в современных процессах принятия решений, демонстрируя его повсеместное распространение в различных отраслях.

Важность анализа данных выходит за рамки отдельных отраслей, влияя на общую эффективность и результативность процессов принятия решений. Будь то сельское хозяйство, здравоохранение, финансы или любая другая область, способность извлекать значимые выводы из данных повышает эффективность стратегического планирования и операционной деятельности.

Эффективный анализ данных оказывает влияние на различные аспекты принятия решений. Он не только повышает точность, но и обеспечивает достоверность информации, создавая условия для принятия взвешенных решений. Кроме того, выводы, полученные в результате анализа данных, позволяют организациям прогнозировать тенденции, вносить упреждающие корректировки и оставаться на шаг впереди в быстро меняющейся среде.

3. Принятие решений

На третьем этапе цикла, этапе принятия решений, акцент смещается со сбора и анализа данных на использование полученной информации для стратегического планирования и оптимизации сельскохозяйственных операций. На этом этапе полученные в результате анализа данных выводы используются для информирования и руководства процессами принятия решений.

Одним из ярких примеров инструментов принятия решений в точном земледелии являются модели растений, способные имитировать рост и развитие растений в различных условиях. Эти модели служат бесценным инструментом для поддержки решений, связанных с управлением урожаем и стратегиями оптимизации.

Системы принятия решений в точном земледелии предлагают рекомендации, основанные на агрономических правилах или критериях оптимизации. Эта функциональность позволяет фермерам делать обоснованный выбор, учитывая различные факторы, влияющие на урожайность.

Кроме того, карты контроля играют важную роль, определяя конкретные участки поля, требующие различных обработок или внесения удобрений. Системы оповещения также имеют важное значение, оперативно уведомляя фермеров или консультантов о критических проблемах или событиях, требующих немедленного внимания.

Главная цель принятия решений в точном земледелии — применение наилучших доступных знаний для достижения конкретных целей в сфере сельского хозяйства. Эти цели могут включать максимизацию прибыли, оптимизацию ресурсов или обеспечение экологической устойчивости.

Кроме того, важность принятия решений распространяется на несколько ключевых аспектов, которые напрямую влияют на сельскохозяйственную деятельность и воплощают стратегический подход к достижению долгосрочных целей. Во-первых, это способствует повышению производительности сельского хозяйства, улучшая общую конкурентоспособность методов ведения сельского хозяйства.

Во-вторых, оно играет ключевую роль в снижении рисков и управлении неопределенностями, связанными с управлением урожаем. Кроме того, эффективное принятие решений способствует расширению прав и возможностей фермеров и повышению их удовлетворенности, позволяя согласовывать их усилия с оптимизированными стратегиями.

4. Реализация

Четвертый и заключительный этап включает в себя практическую реализацию решений, принятых на предыдущих стадиях. На этом этапе выполнения используется множество устройств и машин, каждая из которых предназначена для преобразования стратегических решений в конкретные действия, оптимизирующие сельскохозяйственные операции.

Например, технология переменной нормы внесения (VRT) играет ключевую роль в регулировании количества используемых ресурсов, таких как семена, удобрения или пестициды, на основе заранее определенных нормативных карт. Автоматизированные системы орошения, с другой стороны, используют данные о влажности почвы для точного контроля количества и времени внесения воды.

Роботизированные комбайны отличаются высокой эффективностью сбора спелых фруктов и овощей, а интеллектуальные ошейники для скота отслеживают состояние здоровья и поведение животных в режиме реального времени.

Основная цель этих действий — оперативное и эффективное выполнение запланированных мероприятий. Эти мероприятия охватывают различные аспекты, включая растениеводство (посадка, внесение удобрений, полив, опрыскивание или сбор урожая) и животноводство (кормление, доение, разведение или уход).

Эффект от этих мер двоякий: они повышают качество и эффективность процессов, одновременно сокращая трудозатраты и время, необходимые для их выполнения.

Кроме того, цели, определяющие эту деятельность, связаны с обеспечением доступности, удобства использования и совместимости устройств и машин. Безопасность, надежность и техническое обслуживание систем являются первостепенными задачами, гарантирующими бесперебойное выполнение решений в сельскохозяйственном секторе.

Заключение

Вкратце, это цикл, охватывающий сбор данных, анализ, принятие решений и внедрение, который революционизирует современное сельское хозяйство. Передовые инструменты собирают информацию, которая анализируется для принятия обоснованных решений, оптимизируя операции в глобальном масштабе. Универсальность цикла проявляется в различных типах и применениях, а опасения по поводу безопасности данных подчеркивают необходимость осторожности. Эффективное управление имеет решающее значение для бесшовной интеграции. По мере развития технологий решение проблем и внедрение разнообразных видов деятельности остаются жизненно важными для дальнейшего успеха точного земледелия во всем мире.

Применение искусственного интеллекта в точном земледелии

Опубликовано November 19, 2023 Muhammad Farjad

В последние годы искусственный интеллект стал многообещающим союзником в сельскохозяйственном секторе, предлагая инновационные решения извечных проблем. Одним из ключевых способов преобразования сельского хозяйства с помощью ИИ является анализ данных.

Используя возможности алгоритмов машинного обучения, он может обрабатывать огромные объемы сельскохозяйственных данных, предоставляя фермерам ценные сведения. Такой подход, основанный на данных, позволяет принимать более эффективные решения, что ведет к повышению эффективности управления посевами и распределения ресурсов.

Роль искусственного интеллекта в сельском хозяйстве

Искусственный интеллект (ИИ) - это передовая технология, которая предполагает разработку интеллектуальных систем, способных выполнять задачи, для которых обычно требуется человеческий интеллект.

Он нашел применение в различных отраслях, революционизируя наши методы работы и жизни. От здравоохранения до финансов - ИИ доказал свою эффективность, повысив эффективность и улучшив процессы принятия решений.

Сферы применения ИИ в сельском хозяйстве разнообразны и эффективны. Например, дроны с искусственным интеллектом, оснащенные камерами и датчиками, могут обследовать большие площади сельскохозяйственных угодий, собирая данные о состоянии посевов и выявляя потенциальные проблемы, такие как болезни или недостаток питательных веществ.

Умные тракторы, оснащенные технологией искусственного интеллекта, могут автономно перемещаться по полям, оптимизируя схемы посадки и минимизируя потери ресурсов. Кроме того, предиктивная аналитика на основе ИИ может помочь фермерам предвидеть рыночные тенденции, позволяя им принимать обоснованные решения о том, когда сажать, собирать и продавать урожай.

Страны всего мира признают потенциал ИИ для решения растущих проблем производства продовольствия в условиях быстро меняющегося климата. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), технологии точного земледелия, включая ИИ, способны повысить урожайность сельскохозяйственных культур в мире на 20%.

Использование ИИ в сельском хозяйстве неуклонно растет: по прогнозам Statista, мировой рынок ИИ в сельском хозяйстве достигнет $2,6 млрд к 2025 году.

Такой рост объясняется ощутимыми преимуществами ИИ для фермеров в плане повышения урожайности, снижения затрат и внедрения устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Научные исследования также подтверждают положительное влияние ИИ на сельское хозяйство. Исследования показывают, что технологии точного земледелия, основанные на ИИ, позволяют более эффективно использовать такие ресурсы, как вода и удобрения, что приводит к повышению урожайности.

Кроме того, способность ИИ анализировать и интерпретировать сложные сельскохозяйственные данные позволяет выявлять болезни сельскохозяйственных культур на ранних стадиях, что способствует улучшению борьбы с вредителями и снижению использования вредных пестицидов. Примерами применения ИИ в сельском хозяйстве являются:

Дистанционное зондирование и съемка

Технологии дистанционного зондирования, включающие в себя спутники и беспилотники, играют важнейшую роль в сборе данных, касающихся здоровья культур, состояния почвы и общего управления фермой. Они используются для анализа огромных массивов данных, генерируемых этими технологиями, предлагая фермерам бесценные сведения для принятия обоснованных решений.

Спутники обеспечивают макроскопический обзор, фиксируя крупномасштабные картины, в то время как беспилотники предлагают более детальную перспективу, перемещаясь ближе к посевам.

1. Компьютерное зрение: Глаза точного сельского хозяйства:

Компьютерное зрение, подмножество искусственного интеллекта, позволяет машинам интерпретировать визуальную информацию, что делает его незаменимым инструментом в сельском хозяйстве. В точном земледелии компьютерное зрение обрабатывает изображения, полученные со спутников и беспилотников, извлекая значимые данные о здоровье культур, особенностях их роста и потенциальных проблемах.

Эта технология позволяет выявлять болезни, недостаток питательных веществ и нашествие вредителей на ранней стадии, что дает фермерам возможность своевременно принять меры по исправлению ситуации.

Практические применения ИИ и дистанционного зондирования в сельском хозяйстве многочисленны. Спутники, оснащенные современными датчиками, могут отслеживать состояние посевов на огромных территориях, предоставляя фермерам данные в режиме реального времени о таких факторах, как уровень влажности и состояние растительности.

Мониторинг и управление посевами

Одним из ключевых применений ИИ в этой области является мониторинг состояния сельскохозяйственных культур в режиме реального времени, который предполагает использование возможностей передовых алгоритмов для анализа данных о состоянии почвы, погодных условиях и болезнях сельскохозяйственных культур.

1. Алгоритмы искусственного интеллекта для анализа состояния почвы:

Они играют ключевую роль в оценке и улучшении состояния почвы - важнейшего фактора, определяющего успех сельскохозяйственных культур. Эти алгоритмы анализируют данные из различных источников, таких как образцы почвы и спутниковые снимки, чтобы дать фермерам представление о составе почвы, уровне питательных веществ и содержании влаги.

Понимая эти факторы в режиме реального времени, фермеры могут принимать обоснованные решения о типах и количестве необходимых удобрений, оптимизируя урожайность и минимизируя воздействие на окружающую среду.

2. Анализ погодных моделей:

Мониторинг погодных условий необходим для эффективного управления сельскохозяйственными культурами. Алгоритмы искусственного интеллекта обрабатывают огромные объемы метеорологических данных, включая температуру, влажность, количество осадков и ветров, чтобы предсказать погодные условия.

Эта информация позволяет фермерам предвидеть такие проблемы, как засуха или проливные дожди, что дает им возможность принять превентивные меры и защитить свои посевы. Используя ИИ для мониторинга погоды в режиме реального времени, фермеры могут улучшить процесс принятия решений и адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.

3. Выявление болезней сельскохозяйственных культур:

Выявление и предотвращение болезней сельскохозяйственных культур имеет решающее значение для обеспечения продовольственной безопасности и минимизации экономических потерь. Алгоритмы искусственного интеллекта анализируют данные из различных источников, включая изображения сельскохозяйственных культур, полученные с помощью дронов или камер, чтобы выявить ранние признаки заболеваний.

Обнаруживая аномалии в состоянии здоровья растений, система позволяет фермерам принимать упреждающие меры, такие как целенаправленное применение пестицидов или чередование культур, чтобы уменьшить распространение болезней. Это не только повышает урожайность, но и снижает потребность в чрезмерном использовании пестицидов, способствуя устойчивому ведению сельского хозяйства.

Кроме того, несколько примеров по всему миру демонстрируют успешное внедрение ИИ в мониторинг урожая в режиме реального времени. Например, в США такие компании, как John Deere, разработали инструменты точного земледелия на основе ИИ, которые интегрируются с тракторами и комбайнами, предоставляя фермерам оперативную информацию в процессе выращивания.

Предиктивная аналитика для прогнозирования урожайности

В основе этой трансформации лежит предиктивная аналитика - применение искусственного интеллекта (ИИ), позволяющее фермерам с удивительной точностью прогнозировать урожайность. В Нидерландах, стране, известной своими инновационными методами ведения сельского хозяйства, системы на базе ИИ анализируют данные с датчиков, размещенных на полях, чтобы точно предсказать урожайность картофеля.

Аналогичным образом, в США внедрение предиктивной аналитики такими компаниями, как Granular, позволило фермерам принимать решения на основе данных, что привело к увеличению урожайности и повышению рентабельности.

1. Модели искусственного интеллекта для прогнозирования урожайности:

Предиктивная аналитика предполагает использование передовых моделей искусственного интеллекта для анализа исторических данных и текущих условий, что позволяет фермерам прогнозировать урожайность до начала сезона сбора урожая. Эти модели учитывают множество факторов, включая погодные условия, состояние почвы и типы культур, для создания прогнозов.

Используя возможности машинного обучения, эти модели постоянно уточняют свои прогнозы по мере поступления новых данных, обеспечивая высокую точность прогнозирования урожайности.

2. Преимущества точного прогнозирования урожайности:

Точное прогнозирование урожайности приносит множество преимуществ фермерам и сельскохозяйственной отрасли в целом. Одним из главных преимуществ является улучшение управления ресурсами.

Фермеры могут оптимизировать использование воды, удобрений и пестицидов на основе прогнозируемой урожайности, сокращая количество отходов и воздействие на окружающую среду. Кроме того, точное прогнозирование позволяет улучшить финансовое планирование, позволяя фермерам принимать обоснованные решения относительно стратегий маркетинга и ценообразования.

Кроме того, точные прогнозы урожайности способствуют обеспечению продовольственной безопасности, помогая предотвратить дефицит и излишки. Когда фермеры имеют четкое представление об ожидаемых урожаях, они могут координировать свои действия с дистрибьюторами и политиками, чтобы обеспечить стабильную цепочку поставок продовольствия.

Такой упреждающий подход снижает риск нехватки продовольствия и колебания цен, что выгодно как производителям, так и потребителям.

Согласно отчету компании Markets and Markets, рынок точного земледелия, включая предиктивную аналитику, достигнет $12,9 млрд к 2027 году. Такой рост свидетельствует о растущем признании ценности технологий, основанных на искусственном интеллекте, для сельскохозяйственного сектора.

Точное орошение

Точное орошение опирается на передовые алгоритмы искусственного интеллекта для анализа и интерпретации данных из различных источников. Датчики, установленные на полях, в режиме реального времени собирают информацию об уровне влажности почвы, погодных условиях и состоянии посевов.

Он обрабатывает эти данные для создания индивидуальных планов полива, гарантируя, что культуры получат точное количество воды, необходимое им в каждый момент времени.

1. Экономия воды:

Прецизионный полив сводит к минимуму потери воды, доставляя необходимое количество воды непосредственно в корневую зону растений. Такой целенаправленный подход позволяет избежать избыточного орошения, что является распространенной проблемой при использовании традиционных методов, и обеспечивает рациональное использование воды.

В Калифорнии, где остро стоит проблема нехватки воды, точное орошение привело к значительному сокращению потребления воды на фермах. Это не только решает экологические проблемы, но и способствует устойчивому развитию сельского хозяйства.

2. Повышенная урожайность:

Индивидуальные планы полива, разработанные искусственным интеллектом, создают оптимальные условия для выращивания культур. Обеспечивая необходимое количество воды в нужное время, точное орошение способствует росту растений, что приводит к повышению урожайности. Это является решающим фактором для удовлетворения растущего мирового спроса на продукты питания.

В исследовании, проведенном в Индии, поля, оборудованные системами точного орошения, показали увеличение урожайности на 20% по сравнению с традиционными методами. Это свидетельствует о потенциале точного сельского хозяйства на основе ИИ в решении проблем продовольственной безопасности.

Согласно отчету Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), более 50 стран внедряют методы точного земледелия, при этом точное орошение играет ключевую роль.

Умное сельскохозяйственное оборудование

Под "умным" сельскохозяйственным оборудованием понимается современная сельскохозяйственная техника, использующая технологии искусственного интеллекта для повышения эффективности и производительности на ферме. Одним из ярких примеров является разработка автономных тракторов и комбайнов, которые произвели революцию в традиционных методах ведения сельского хозяйства.

Эти машины оснащены датчиками, камерами и алгоритмами искусственного интеллекта, которые позволяют им выполнять задачи с удивительной точностью и аккуратностью.

1. Автономные тракторы:

Автономные тракторы - яркий пример того, как это преобразует сельское хозяйство. Эти машины способны перемещаться по полям, сажать семена, вносить удобрения и даже собирать урожай без участия человека.

Интеграция технологии GPS позволяет этим тракторам следовать по заранее определенным маршрутам, оптимизируя использование ресурсов и минимизируя воздействие на окружающую среду. Это не только снижает нагрузку на фермеров, но и повышает общую эффективность сельскохозяйственных работ.

2. Точные комбайны:

Точные комбайны, оснащенные технологиями искусственного интеллекта, изменили процесс уборки урожая. Эти машины могут анализировать состояние посевов в режиме реального времени, определяя оптимальное время для сбора урожая.

Благодаря передовым возможностям визуализации и зондирования точные комбайны могут выборочно собирать урожай, обеспечивая сбор только самых спелых продуктов. Это не только повышает качество урожая, но и минимизирует количество отходов, способствуя устойчивому развитию сельского хозяйства.

Интеграция искусственного интеллекта в интеллектуальное сельскохозяйственное оборудование открыла эру точного земледелия, где принятие решений на основе данных играет решающую роль в оптимизации сельскохозяйственных процессов. Эти технологии обладают рядом преимуществ:

Оптимизация ресурсов:

Умное сельскохозяйственное оборудование использует данные с различных датчиков для оптимизации использования таких ресурсов, как вода, удобрения и пестициды. Такой целенаправленный подход позволяет минимизировать отходы и снизить воздействие сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду.

Повышенная эффективность:

Автономные тракторы и точные комбайны могут работать круглосуточно, что значительно повышает скорость и эффективность сельскохозяйственных работ. Это особенно важно в критические сельскохозяйственные сезоны, когда своевременное выполнение задач является залогом успешного урожая.

Данные, основанные на знаниях:

Алгоритмы искусственного интеллекта анализируют огромные объемы данных, собранных с датчиков и камер, предоставляя фермерам ценные сведения о состоянии посевов, почвы и зараженности вредителями. Эта информация позволяет фермерам принимать обоснованные решения для улучшения общего управления фермой.

Проблемы и перспективы

В то время как мир борется с растущим спросом на производство продуктов питания для поддержания растущего населения, сельскохозяйственный сектор обратился к искусственному интеллекту (ИИ) как к перспективному решению. Однако широкое внедрение ИИ в сельском хозяйстве порождает множество проблем и этических соображений, которые требуют тщательного изучения. Например:

1. Вопросы безопасности и конфиденциальности данных:

При сборе огромного количества данных с помощью датчиков и устройств мониторинга риск утечки данных и несанкционированного доступа становится серьезной проблемой. Фермерам нужна уверенность в том, что их конфиденциальные сельскохозяйственные данные, такие как урожайность и информация о почве, будут надежно защищены и не будут использованы не по назначению.

2. Доступность и приемлемость:

Внедрение технологий искусственного интеллекта часто сопровождается высокой ценой, что создает проблемы для мелких фермеров, которым трудно инвестировать в такие передовые системы. Преодоление разрыва в ценовой доступности и обеспечение того, чтобы все фермеры могли получить доступ к решениям на основе ИИ и воспользоваться их преимуществами, имеет решающее значение для широкого внедрения.

3. Отсутствие технических навыков:

Интеграция технологий ИИ требует определенного уровня технических знаний. Многие фермеры, особенно в развивающихся регионах, могут не обладать необходимыми навыками для эксплуатации и обслуживания систем, управляемых ИИ. Для обеспечения эффективного использования технологии необходимо обеспечить надлежащее обучение и поддержку.

4. Вопросы совместимости:

Разнообразие систем искусственного интеллекта, представленных на рынке, может привести к проблемам совместимости. Фермеры, инвестирующие в различные платформы ИИ, могут столкнуться с трудностями в интеграции этих технологий, что будет препятствовать повышению общей эффективности и результативности их сельскохозяйственной деятельности.

В то же время разработка и обучение алгоритмов ИИ может непреднамеренно привести к предвзятости, что приведет к неравному отношению к определенным культурам или регионам. Обеспечение беспристрастности систем ИИ имеет решающее значение для того, чтобы не усугубить существующее неравенство в сельскохозяйственном секторе.

Однако по мере того, как продолжаются исследования, направленные на решение этих проблем, точное сельское хозяйство, управляемое искусственным интеллектом, ждет многообещающее будущее.

Заключение

В заключение следует отметить, что интеграция искусственного интеллекта (ИИ) в сельское хозяйство произвела революцию в отрасли, позволив принимать решения на основе данных. Такие его приложения, как беспилотники, умные тракторы и предиктивная аналитика, повышают эффективность, оптимизируют использование ресурсов и способствуют устойчивому ведению сельского хозяйства. Несмотря на такие проблемы, как безопасность данных и доступность, будущее ИИ в точном земледелии выглядит многообещающим.

Товары

Зоны управления и карты VRA

Мониторинг посевов

Топографический анализ

3D Карты

Разведка

Анализ данных о почве

Полевое тестирование

Данные "Как применено" и "Как посажено"

Данные урожайности

ПО РОЛИ

Для садоводов

Для агроконсультантов и сервисных компаний

Для кооперативов и агрохолдингов

Для производителей и дилеров сельскохозяйственных средств

Для производителей и дилеров сельскохозяйственной техники

Для AgTech компаний

Для науки и образования

ПО СЦЕНАРИЯМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Углеродное земледелие

Биоразнообразие

Товары

По роли

По сценариям использования

API точного земледелия

Решения под белым брендом

Виджеты

MyJohndeere Ops Center Подключено

Блог

Одностраничный PDF

Устойчивое развитие

Дистрибьюторы и партнёры

Учебное пособие — Интернет

Учебник - Мобильный

Совместимость данных

Документация API

Выпуски продуктов

Информационные бюллетени

Информационные бюллетени

Преимущества и проблемы внедрения точного земледелия

Центр точного земледелия «Рейвен»

Трендовые технологии

Препятствия на пути к созданию беспилотных тракторов

Заключение

Как работает интеллектуальный портал документации GeoPard на основе искусственного интеллекта?

Предоставляет ли оно надежные решения технических вопросов в точном земледелии?

Партнерство John Deere и SpaceX

Почему возникла необходимость в этом партнерстве?

Как это улучшит точное земледелие?

Заключение

Что такое биологические препараты?

Какие существуют виды биологических препаратов?

1. Биопестициды

2. Биостимуляторы

3. Биоудобрения

Каков механизм действия биологических препаратов?

Чем биологические препараты отличаются от органических и традиционных решений?

Как методы точного земледелия могут оптимизировать использование биологических препаратов?

Как GeoPard может интегрировать биологические технологии и точное земледелие?

Как обеспечить точное выполнение рекомендаций по применению биологических препаратов?

1. Тип продукта

2. Оценка состояния почвы

3. Особенности, специфичные для каждой культуры

4. Сезонные особенности

Интеграция посредством карт рецептов на уровне подполей и анализа клинических испытаний.

Заключение

Что такое эффективность использования питательных веществ?

Глобальная реакция на его важность

Какое значение это имеет для роста растений?

1. Усиленный фотосинтез

3. Устойчивость к стрессу и болезням

Какие факторы на это влияют и как их контролировать?

1. Свойства почвы

2. Климатические условия

3. Характеристики и разновидности растений

4. Методы управления

Каковы основные показатели эффективности использования ресурсов (NUE) для различных систем?

Индикаторы удобрений

Показатели урожайности

Системные индикаторы