Фото: Depositphotos/PhotoXPress.ru

«Цифра» в поле

Фото: Depositphotos/PhotoXPress.ru

Редакция НСХ

Редакция журнала «Новое сельское хозяйство»


К.б.н., доц. Софья Железова, РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

Поделитьтся

Выра­же­ние «циф­ро­вая эко­но­ми­ка» нико­го не коро­бит, в кон­це кон­цов, эко­но­ми­ка осно­ва­на на вычис­ле­ни­ях. А вот сло­во­со­че­та­ния «циф­ро­вое зем­ле­де­лие», «циф­ро­вое живот­но­вод­ство» на пер­вый взгляд про­ти­во­ре­чи­вы.

Точное земледелие

Тем не менее в любой сфе­ре чело­ве­че­ской дея­тель­но­сти есть место циф­ро­вым мето­дам: к при­ме­ру, при недо­мо­га­нии мы хва­та­ем­ся за тоно­метр или тер­мо­метр, что­бы оце­нить свое само­чув­ствие «в циф­ре». Так и в рас­те­ние­вод­стве.

Цифровизация в шагах

Любую инфор­ма­цию мож­но пред­ста­вить и пере­дать в виде циф­ро­во­го кода, далее инфор­ма­ция под­вер­га­ет­ся ком­пью­тер­ной обра­бот­ке с помо­щью раз­лич­ных алго­рит­мов рас­чё­та, создан­ных на осно­ве накоп­лен­ных экс­перт­ных и науч­ных зна­ний. Даже такая кон­сер­ва­тив­ная область чело­ве­че­ской дея­тель­но­сти, как сель­ское хозяй­ство, пере­хо­дит на «циф­ро­вые рель­сы».

Неред­ко новые тех­но­ло­гии всту­па­ют в про­ти­во­ре­чие с при­выч­ной систе­мой, и не все фер­ме­ры гото­вы к циф­ро­вым мето­дам. Но мно­гие уже исполь­зу­ют систе­мы элек­трон­но­го уче­та на осно­ве онлайн-плат­форм для обра­бот­ки инфор­ма­ции и опти­ми­за­ции затрат на про­из­вод­ство про­дук­ции. Дру­гие же сохра­ня­ют скеп­сис, не дове­ряя таким мето­дам. Но и им не уйти от циф­ро­ви­за­ции – ведь на нее уже пере­шла госу­дар­ствен­ная систе­ма отчет­но­сти и кон­тро­ля в сель­ском хозяй­стве.

Пер­вый шаг циф­ро­ви­за­ции – это учет посев­ных пло­ща­дей. Рань­ше такая инфор­ма­ция хра­ни­лась на бумаж­ных носи­те­лях в виде кар­то­схем и отдель­ных таб­лиц с дан­ны­ми по полям. Сей­час в любой онлайн-плат­фор­ме для фер­ме­ров, в любом при­ло­же­нии ГИС есть воз­мож­ность созда­вать элек­трон­ную базу дан­ных по сво­им полям: пло­щадь поля, его гео­гра­фи­че­ские коор­ди­на­ты, уро­вень пло­до­ро­дия и любые дру­гие осо­бен­но­сти.

Это поз­во­ля­ет создать кни­гу исто­рии полей, без чего невоз­мож­но пред­ста­вить высо­кий уро­вень про­из­вод­ства и науч­но обос­но­ван­ный под­ход. Насто­я­щий зем­ле­де­лец мыс­лит не еди­нич­ной сезон­ной при­бы­лью, а кате­го­ри­я­ми сево­обо­ро­та, про­счи­ты­ва­ет свои шаги на несколь­ко лет впе­ред, а для это­го необ­хо­ди­мы мно­го­лет­ние наблю­де­ния.

Накоп­лен­ный прак­ти­че­ский опыт, если он хра­нит­ся толь­ко на бума­ге и в памя­ти агро­но­ма, – прак­ти­че­ски бес­по­ле­зен. Кни­га исто­рии полей в элек­трон­ном виде несет в себе инфор­ма­цию о фак­ти­че­ских затра­тах и уро­жай­но­сти на каж­дом поле за несколь­ко лет.

Сов­ме­щая эту инфор­ма­цию с откры­ты­ми дан­ны­ми по метео­усло­ви­ям, с цена­ми на ГСМ, СЗР, с заку­поч­ны­ми цена­ми на про­дук­цию, уже после пер­вой рота­ции сево­обо­ро­та мож­но соста­вить пред­ва­ри­тель­ную кар­ту рен­та­бель­но­сти полей, оце­нить их потен­ци­аль­ное пло­до­ро­дие.

Это сде­ла­ет реше­ния в буду­щем более обос­но­ван­ны­ми. Но есть и рис­ки: когда инфор­ма­ции слиш­ком мно­го, в ней мож­но «поте­рять» ответ на свой кон­крет­ный вопрос. Поэто­му вопро­сы долж­ны быть узки­ми и реша­е­мы­ми в рам­ках соб­ствен­но­го опы­та и зна­ний и в гра­ни­цах кон­крет­но­го поля: как опти­ми­зи­ро­вать вне­се­ние удоб­ре­ний и сэко­но­мить на этом. Выво­ды про­шлых лет поз­во­лят не допу­стить пере­рас­хо­да средств, напри­мер, в годы с небла­го­при­ят­ны­ми метео­усло­ви­я­ми. Эти эта­пы циф­ро­ви­за­ции про­сты: выби­рай­те под­хо­дя­щую онлайн-плат­фор­му или ком­пью­тер­ную про­грам­му, веди­те свою доку­мен­та­цию в циф­ро­вом виде в режи­ме руч­но­го напол­не­ния.

Сле­ду­ю­щий шаг циф­ро­ви­за­ции – авто­ма­ти­че­ское напол­не­ние плат­фор­мы при помо­щи авто­ном­ных дат­чи­ков. Для рас­те­ние­вод­ства откры­то­го грун­та это могут быть циф­ро­вые метео­стан­ции, дат­чи­ки мони­то­рин­га транс­пор­та, уро­жай­но­сти, посто­ян­но попол­ня­е­мые резуль­та­ты дистан­ци­он­но­го мони­то­рин­га посе­вов – спут­ни­ко­вые сним­ки. В теп­лич­ном хозяй­стве для циф­ро­ви­за­ции и авто­ма­ти­за­ции еще боль­ше воз­мож­но­стей: здесь не толь­ко соби­ра­ет­ся инфор­ма­ция, но и воз­мож­но авто­ма­ти­че­ское управ­ле­ние систе­мой – регу­ли­ро­ва­ние пода­чи воды, мине­раль­ных рас­тво­ров, соста­ва и тем­пе­ра­ту­ры воз­ду­ха и дру­гое. В осно­ве этих алго­рит­мов лежат мате­ма­ти­че­ские моде­ли, науч­ные зна­ния о потреб­но­стях рас­те­ний в раз­ные фазы раз­ви­тия.

Поле, в отли­чие от теп­ли­цы, – систе­ма откры­тая, под­вер­жен­ная «всем вет­рам». Поэто­му про­цес­сы управ­ле­ния здесь не так лег­ко раз­ра­бо­тать и очень слож­но осу­ществ­лять. Напри­мер, отклик посе­вов на одну дозу мине­раль­ных удоб­ре­ний раз­нит­ся не толь­ко в раз­ных метео­усло­ви­ях, но и при раз­ной экс­по­зи­ции и кру­тизне скло­на – эффек­тив­ность при­ме­не­ния удоб­ре­ний зави­сит от кон­крет­ных усло­вий в каж­дой точ­ке поля. Полу­ча­ет­ся, что поле – это не рав­но­мер­ный уча­сток, а сово­куп­ность участ­ков раз­но­го потен­ци­аль­но­го пло­до­ро­дия. Это под­во­дит нас к сле­ду­ю­ще­му эта­пу циф­ро­ви­за­ции – точ­но­му зем­ле­де­лию.

Точнее не бывает!

Точ­ное зем­ле­де­лие под­ра­зу­ме­ва­ет диф­фе­рен­ци­ро­ван­ный под­ход к раз­ным участ­кам поля. Но это тре­бу­ет обра­бот­ки боль­ших мас­си­вов инфор­ма­ции о состо­я­нии поч­вы и посе­вов. Здесь на помощь при­хо­дит дистан­ци­он­ное зон­ди­ро­ва­ние, отбо­ры поч­вен­ных проб, подроб­ная инфор­ма­ция о релье­фе. Мно­го­слой­ный «пирог» дан­ных ложит­ся в осно­ву карт-пред­пи­са­ний для точ­но­го зем­ле­де­лия.

В насто­я­щее вре­мя раз­ра­бо­та­ны систе­мы посе­ва, вне­се­ния удоб­ре­ний и средств защи­ты рас­те­ний в диф­фе­рен­ци­ро­ван­ных дозах. Систе­ма будет рабо­тать успеш­но, если в ней реа­ли­зу­ют­ся накоп­лен­ные зна­ния поч­во­ве­дов, агро­но­мов, спе­ци­а­ли­стов по защи­те рас­те­ний и агро­ин­же­не­ров. Важ­но не толь­ко уметь выявить зоны неод­но­род­но­сти (про­ве­сти точ­ную диа­гно­сти­ку) и при­нять агро­но­ми­че­ски обос­но­ван­ное реше­ние по обра­бот­ке таких зон. Не менее важ­но осу­ще­ствить сце­на­рий диф­фе­рен­ци­ро­ван­ной обра­бот­ки с помо­щью отка­либ­ро­ван­ной тех­ни­ки с точ­ны­ми настрой­ка­ми.

На пер­вом эта­пе отбор проб, выяв­ле­ние зон неод­но­род­но­сти, калиб­ров­ка тех­ни­ки для диф­фе­рен­ци­ро­ван­но­го вне­се­ния про­во­дят­ся вруч­ную. Но сохра­нен­ные в циф­ро­вом виде резуль­та­ты на сле­ду­ю­щий год могут быть исполь­зо­ва­ны без поте­ри вре­ме­ни.

Сна­ча­ла любую тех­но­ло­гию отра­ба­ты­ва­ют на одном или несколь­ких полях в хозяй­стве – это мож­но назвать пилот­ным про­ек­том. Если резуль­та­ты вас раду­ют, на сле­ду­ю­щий сезон мож­но пере­не­сти под­ход и на дру­гие поля. Это будет ваш инди­ви­ду­аль­ный сце­на­рий, раз­ра­бо­тан­ный для каж­до­го поля. Сце­на­рий необ­хо­ди­мо кор­рек­ти­ро­вать в зави­си­мо­сти от метео­усло­вий сезо­на.

Быстрее, выше, сильнее

Сле­ду­ю­щим шагом циф­ро­ви­за­ции хозяй­ства может стать исполь­зо­ва­ние накоп­лен­ных дан­ных в онлайн-плат­фор­мах. Уже оциф­ро­ва­ны спра­воч­ни­ки вре­ди­те­лей, болез­ней, сор­ня­ков: мно­гие про­бле­мы мож­но выявить и рас­по­знать с помо­щью циф­ро­вых тех­но­ло­гий. Сей­час опре­де­ле­ние про­во­дит­ся на осно­ве визу­аль­но­го срав­не­ния – то есть спе­ци­а­лист сам опре­де­ля­ет болезнь или вре­ди­те­ля по фото­гра­фи­ям в базе дан­ных спра­воч­ни­ка. В бли­жай­шем буду­щем рас­по­зна­ва­ние про­бле­мы будет про­из­во­дить­ся в авто­ма­ти­че­ском режи­ме – подоб­ные раз­ра­бот­ки для совре­мен­ных циф­ро­вых мето­дов не пред­став­ля­ют слож­но­сти.

Одно­вре­мен­но мно­гие груп­пы спе­ци­а­ли­стов (как науч­но-иссле­до­ва­тель­ские инсти­ту­ты, так и ком­па­нии-стар­та­пы в IT) рабо­та­ют над алго­рит­ма­ми рас­по­зна­ва­ния с при­вле­че­ни­ем машин­но­го обу­че­ния. Поль­зо­ва­те­лю доста­точ­но будет загру­зить в облач­ную плат­фор­му циф­ро­вое изоб­ра­же­ние, фото­гра­фию повре­жде­ния рас­те­ний, и ком­пью­тер­ная систе­ма даст под­сказ­ку не толь­ко, что это за про­бле­ма, но и как с ней спра­вить­ся.

Локаль­ные базы дан­ных для объ­ек­тов (хозяйств, полей) поз­во­ля­ют ана­ли­зи­ро­вать инфор­ма­цию толь­ко на самом про­стом уровне, сопо­ста­ви­мом с ариф­ме­ти­кой: доба­вил столь­ко-то кило­грам­мов удоб­ре­ния – полу­чил (или нет) такую-то при­бав­ку уро­жая, под­счи­тал рен­та­бель­ность.

Но с ростом коли­че­ства учи­ты­ва­е­мых фак­то­ров уве­ли­чи­ва­ет­ся и чис­ло воз­мож­ных сце­на­ри­ев раз­ви­тия всхо­дов в усло­ви­ях слож­ной систе­мы «поч­ва – агро­тех­но­ло­гия – пого­да». В эти сце­на­рии добав­ля­ют­ся так­же моде­ли раз­ви­тия болез­ней, рас­про­стра­не­ния вре­ди­те­лей и сор­ня­ков в зави­си­мо­сти от кон­крет­ных усло­вий. При посто­ян­ном обнов­ле­нии и попол­не­нии инфор­ма­ции услож­ня­ют­ся и алго­рит­мы вычис­ле­ния. Циф­ро­вые плат­фор­мы, рабо­та­ю­щие на осно­ве облач­ных вычис­ле­ний, не про­сто соби­ра­ют дан­ные, но ана­ли­зи­ру­ют их, под­би­ра­ют и вери­фи­ци­ру­ют моде­ли, кото­рые поз­во­ля­ют досто­вер­но опре­де­лить, поче­му раз­ви­тие пошло имен­но по тако­му сце­на­рию.

Глав­ная зада­ча ана­ли­ти­ки – полу­чить отве­ты на вопрос, как в сле­ду­ю­щем сезоне изме­нить сце­на­рий в луч­шую сто­ро­ну, что­бы достиг­нуть более высо­ко­го резуль­та­та. Таким обра­зом, циф­ры «с поля» про­хо­дят цикл ана­ли­ти­че­ской обра­бот­ки и воз­вра­ща­ют­ся в виде про­гно­зов и реко­мен­да­ций на буду­щее. И помни­те, чем боль­ше циф­ро­вых дан­ных с поля, тем точ­нее будут науч­но обос­но­ван­ные про­гно­зы и тем надеж­нее прак­ти­че­ские реко­мен­да­ции.

Читайте также

Оставить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *