Умное земледелие

Потенциал рынка «умного фермерства» в России огромен. По опыту зарубежных хозяйств, применение данных технологий способно на 10-20% сократить издержки на удобрения, топливо и прочие затраты, существенно увеличив производительность. В статье предлагается подробный обзор современных решений в области цифровизации и автоматизации сельского хозяйства.

Аграрная революция 4.0

На протяжении человеческой истории сельское хозяйство оставалось самой консервативной отраслью экономики. Низкая маржинальность, высокие риски, острая зависимость от колебаний цен на удобрения, топливо, готовую продукцию (сильно фрагментированная цепочка поставок) препятствуют вливанию частных инвестиций. До сих пор, к примеру, на поддержку европейских фермеров тратится до 30% общего бюджета Евросоюза.

Все кардинально поменялось за последние 5 лет. «Аналоговый» период в сельском хозяйстве подошел к концу, начинается эра цифровизации и массовой автоматизации бизнес-процессов. По аналогии с «Индустрией 4.0» сегодня говорят о революции «Агрокомплекс 4.0», которая позволит увеличить урожайность в масштабах, которых не было даже после массовой механизации, внедрения гербицидов и генетически модифицированных семян.

Причин этих глобальных изменений несколько.

Последние 10 лет мировой рынок сельского хозяйства рос на 3% в год, этого критически недостаточно. К 2050 году, чтобы прокормить выросшее население планеты, понадобится производить минимум на 70% больше еды.
Сделать это экстенсивным путем невозможно: свободные земли, пастбища, водные ресурсы в дефиците. Вдобавок увеличивается нагрузка на экологию.
Эволюционировали и стали доступнее технологии сбора, анализа и обработки данных практически с любого объекта фермерского производства, позволяющие делать точный прогноз, экономить деньги и время.

Анализ мирового и российского рынков «умного фермерства»

Программы «умного фермерства», «точного фермерства» (precise farming) действуют в десятках стран. Издание Business Insider оценивает сегмент «интернета вещей» в сельском хозяйстве в 43 миллиона долларов с прогнозом роста к 2020 году до 75 миллионов. Внедрение технологий «искусственного интеллекта» в агрокомплексе сегодня растет на 22,5% в год, согласно данным Markets and Markets, в 2025 году объем этого рынка составит 2,6 миллиарда долларов.

Впечатляющие цифры демонстрирует анализ рынка умного фермерства компанией J’son & Partners Consulting. Еще в 2010 году существовало не больше 20 фирм, поставлявших новые технологичные решения для автоматизации управления сельским хозяйством. В настоящий момент их порядка 2 000. Образовался отдельный сегмент «Агротех» (AgTech), который несколько лет подряд обгоняет по темпам роста инвестиций FinTech.

Рынок точного земледелия агентство Roland Berger оценило в 3 млрд. евро в 2016 году с прогнозом на 2020 году в 4,5 млрд. евро. На долю США, где уровень проникновения новых технологий в сельское хозяйство самый большой (40-50% хозяйств), приходится более 40% мирового рынка.

Согласно опросам, самыми ходовыми инновациями среди американских фермерских хозяйств являются:

сбор и анализ проб почвы (используют 90% респондентов);
карты урожайности, мониторы урожайности, навигационные GPS-системы (порядка 80%);
технологии дифференцированного внесения удобрений и предписывающие карты (60%);
спутниковые снимки и анализ вегетативного индекса растений (30%).

В Старом Свете лидерство по уровню проникновения новых технологий в сельское хозяйство держит Германия. Лучшие темпы механизации и автоматизации показывают Китай и Индия.

По расчетам аналитиков из Grand View Research, в 2017 году рынок умного фермерства в России составлял 221,8 млн. долларов (чуть более 1,2% от мирового рынка). Потенциальный объем же его очень велик. В стране есть минимум трехкратный резерв для роста урожайности зерновых по отношению к ведущим странам. Отставание в производительности труда в отрасли от Германии оценивается в три раза, от США – в 20 раз.

В России с технологиями умного фермерства не все так печально, как можно было бы подумать. Например, крупнейшая в мире пивоваренная компания AB InBev рассчитывает, что к 2025 году 100% ее партнеров и поставщиков в России будут оснащены продвинутыми технологическими решениями.

Эволюция цифрового сельского хозяйства

Где и как экономить на умном фермерстве

Реальных историй комплексного использования умных технологий в сельском хозяйстве не так много. Позволить себе полное переоснащение могут лишь достаточно крупные предприятия. Небольшим производителям, которых на рынке подавляющее большинство, не хватает свободных средств, стратегического мышления. Им трудно масштабироваться, поскольку они охватывают только часть производственной цепочки.

Удачный вариант придумали в Швейцарии, организовав первую в Европе демонстрационную ферму на средства государственного бюджета и под его контролем. Пилотное хозяйство располагает 75 гектарами земли. На нем будут отрабатываться новые подходы к автоматизации управления сельским хозяйством, изучаться влияние новых технологий на экономику, производительность труда, окружающую среду. В процессе работы инновационные решения будут корректировать адоптировать, отсеивать и выдавать рекомендации по их применению в открытом доступе.

В Ирландии с 2014 года действует государственная программа «Умное фермерство». Индивидуальным предпринимателям в сфере сельхозпроизводства предлагают различные сценарии использования автоматизированных средств управления и приложений для сокращения издержек и понижения уровня вредных выбросов. Сегодня в ней задействованы 1 900 фермерских хозяйств. В 2017 году экономия в каждом из них в среднем составила 5 000 евро, расход топлива удалось снизить на 10%.

Внедрение умного фермерства требует от владельца научного подхода: необходимо правильно настроить сбор данных, уметь их анализировать и принимать оперативные решения, исходя из экономических параметров.

Консультант американской некоммерческой организации Precision Corp Service советует сфокусироваться на 20% технологий, которые будут приносить 80% дохода. Важно найти правильного провайдера ИТ-решений, который поможет подобрать их оптимальные комбинации на базе вашего опыта и знаний, не бросит на полпути в процессе их апробирования и внедрения. Не в каждом регионе продавец может также обеспечить техническое обслуживание оборудования.

Обзор производителей и технологий «умного фермерства»

Выбрать же действительно есть из чего. «Умные» технологии в сельском хозяйстве можно объединить в четыре больших кластера:

Точное сельское хозяйство (навигационные системы, дистанционное зондирование (ДЗЗ) и геоинформационные системы (ГИС), дифференциальное внесение удобрений);.
Сельскохозяйственные роботы (беспилотные летательные аппараты, дроны для слежения за состоянием полей и сбором урожая, умные сенсорные датчики).
AIoT-платформы/AIoT-приложения (контроль данных, поступающих с датчиков, техники и других устройств);
Big Data (анализ данных, получаемых с датчиков для составления точного прогноза и стратегии).

Технологии точного земледелия

Прецизионное земледелие – это система управления продуктивностью посевов, основанная на использовании комплекса спутниковых и компьютерных технологий. В группу этих решений входят:

Системы навигации и телеметрии (системы точного позиционирования агрегата в поле, параллельного вождения, картирования урожайности).
Дистанционное зондирование Земли, например, оперативное получение спутниковых снимков с Formosat-2 (NSPO, Тайвань), RapidEye (RapidEye AG, Германия) и аэрофотоснимков.
Геоинформационные системы (ГИС).
Технология дифференцированного внесения удобрений.

Основными игроками на рынке точного фермерства в секторе спутниковой навигации являются Ag Leader (США), AGCO Corporation (США), CropX (США), John Deere (США), Trimble, Inc. (США), Leica Geosystems (Швейцария) и Monsanto (США).

Система позиционирования включает антенну-приемник глобальных позиционных систем GPS (США) / ГЛОНАСС (Россия), устанавливаемую на агрегат и пеленгующую сигналы со спутников. В Северной Америке GPS начали применять в сельском хозяйстве с 2001 года, когда производитель тракторов John Deere добавил датчики на каждую выпускаемую машину.

Система GreenStar от компании John Deere позволяет эффективно использовать не только вложенные в оборудование средства, но и сократить рабочее время, увеличить производительность, обеспечить при этом экономию топлива.

Система параллельного вождения CAM PILOT от компании CLAAS (Германия) позволяет осуществлять автоматическое вождение сельскохозяйственной техники строго по созданным ранее рядкам.

Системы параллельного вождения от компании Trimble, Inc. (США) – это приборы-курсоуказатели, использующие системы спутниковой навигации для определения текущего положения сельскохозяйственной техники.

Система Raven Cruizer компании Raven Industries (США) создана для параллельного вождения техники с точностью 5-30 см.

Система параллельного вождения (курсоуказатель) CenterLine 220, разработанный компанией TeeJet Technologies (CША), позволяет точно водить трактор или комбайн вдоль рядов при любой видимости.

Система Leica mojoMINI от компании Leica Geosystems (Швейцария) имеет как функции системы параллельного вождения, так и навигатора для автомобиля с подробной картой.

Система TRACK-Leader в гамме полевых навигаторов от компании Muller-Elektronik (Германия) дает возможность точного движения по параллельным колеям и при плохой видимости.

В России есть свой навигационный пульт «Азимут-1» от компании ООО «Ратеос», предназначенный для параллельного вождения сельскохозяйственных машин по полю с целью предотвращения появления необработанных участков (огрехов) и участков повторной обработки (перекрытий), измерения скорости передвижения агрегата, определения направления (курса) движения агрегата, измерения обработанной площади поля.

Системы параллельного вождения COMMANDER и Атлас 730 от компании ООО «КСМ-Интех» обеспечивают прохождение трактора с навесным или прицепным агрегатом, а также самоходной техники по полю так, чтобы каждый следующий проход был пройден точно по краю предыдущего без пропусков и перекрытий.

Система параллельного вождения АГРОНАВИГАТОР от компании ООО «ЦТЗ Аэросоюз» имеет встроенный GPS/ГЛОНАСС приемник, оптимизирован для ночных обработок на полях со сложным контуром и внутренними лесными массивами, есть функции автоматизации для опрыскивания и дифференцированного внесения удобрений.

Системы картирования урожайности

Подобные системы устанавливаются на комбайны, позволяют определять и фиксировать количество собранной сельскохозяйственной продукции. На выходе получаем картограммы урожайности, помогающие выявить неоднородность уровня урожайности в пределах одного поля.

Система картирования урожайности GreenStar Harvest Doc разработана специально для комбайнов John Deere и позволяет отслеживать изменения уровней влажности и урожайности на полях.

Фирма CLAAS (Германия) использует устройство Quantimeter, входящее в бортовую электронную систему Cebis, которое предназначено для непрерывного замера проходного сечения и скорости массы, проходящей через питающий аппарат. Кроме того, совместно с датчиком влажности устройство определяет урожайность и количество сухой массы на каждом участке поля.

Комбайны фирмы CNH Industrial (Нидерланды) оборудованы системой картирования урожайности ASF Connect, включающей в себя: антенну приема сигналов со спутника, приемник, преобразующий сигнал в данные о положении комбайна, датчики потока и влажности зерна, монитор контроля урожайности, который может рассчитывать и хранить данные в памяти.

Фирма New Holland (Италия) использует на своих комбайнах систему Intellcruise, изменяющую скорость движения в зависимости от плотности хлебной массы, которая измеряется датчиками, установленными на жатке и наклонном транспортере.

Комбайны компании Challenger (AGCO Corporation) оборудованы центром управления урожаем Harvest Management с цифровым дисплеем.

На кормоуборочных комбайнах компании Bernard Krone Holding SE & Co. KG (Германия) применяется система замера урожайности Crop Control в режиме реального времени.

Телеметрические системы

Позволяют улучшить результаты сельскохозяйственных агрегатов, снизить материальные и временные затраты на организацию контроля за работой, сбор, обработку и анализ данных о ходе выполнения технологических процессов. Сегодня их предлагает ряд производителей тракторов и мобильной сельскохозяйственной техники.

Основная задача системы Telematics фирмы CLAAS заключается в повышении производительности всего парка техники на основе анализа рабочего времени, внесения корректив в настройки, сбора, учета и документирования данных, увеличения эксплуатационной надежности машин, улучшения планирования обслуживания.

Корпорация AGCO Corporation создала собственную телеметрическую систему для управления парком сельхозмашин AgCommand, которая собирает данные, относящиеся к местоположению, настройкам и рабочим характеристикам.

Компания CNH Industrial разработала собственную телеметрическую систему AFS Connect, позволяющую отслеживать производительность машин и управлять ими в реальном времени, а также проводить удаленную диагностику и связываться с водителями с помощью GPS и беспроводных сетей.

Телематическая система JDLink от John Deere отслеживает работу машин непосредственно из офиса, а также из любого места с доступом в сеть или с мобильного телефона.

Среди российских производителей сельхозтехники специальную систему дистанционного мониторинга и телеметрии для своих машин создала компания «Ростсельмаш». Разработка Agrotronic предназначена для удаленного контроля над технологическими процессами.

Другая отечественная разработка от «ТЕХНОКОМ» – система мониторинга техники «АвтоГРАФ» — используется для анализа расходования средств производства: топлива, удобрений, времени; помогающая в организации рациональной логистики, контроля соблюдения требований, объемов урожая.

Российская компания «ГЛОНАСС Телематика» является поставщиком услуг по интеграции и обслуживанию систем спутникового мониторинга автотранспорта, в том числе мобильной сельхозтехники.

Геоинформационные системы

Сегмент ГИС уверенно растет благодаря использованию данной технологии для сбора, хранения и анализа данных для сельского хозяйства. К самым известным зарубежным ГИС относятся:

ArcGIS, AtlasGIS (Environmental Systems Research Institut, США);
AutoCAD (Autodesk, Inc., США);
Intergraph (Intergraph Corporation, США);
Maplnfo (Pitney Bowes Software, США);
MGE (Intergraph Corporation, США);
MapPoint (Microsoft, США);
WinGIS (Progis, Австрия);
ERDAS (Leica Geosystems, Швейцария);
Quantum GIS (QGIS) – волонтерский проект, релизы осуществляет международная команда разработчиков

Зарубежные разработки ГИС на российском рынке представлены давно, но из-за их высокой стоимости, а также отсутствия достаточного количества специалистов, умеющих с ними работать, при их использовании возникают определенные трудности. К известным отечественным ГИС разработкам относятся:

ГИС «Панорама АГРО», ГИС «Карта 2011» (ЗАО «КБ «ПАНОРАМА»);
Мобильная ГИС «ГеоПлан», ИАС «ГЕО-Агро» (ЗАО «ИЦ Геомир»);
ГИС «GeoDraw» (Центр Геоинформационных Исследований Института Географии РАН);
Web-ГИС «GeoMixer» (ООО «ИТЦ «СКАНЭКС»)
ГИС «АгроУправление», ГИС GEO’S (ООО «ЦентрПрограммСистем»)
Инструментальная ГИС «Credo» (СП «Кредо-Диалог»)
ГИС «IndorGIS» (ООО «ИндорСОФТ»)
ГИС «Geocad Systems Enterprise Edition (GSEE)» (ООО «ГЕОКАД плюс»)
ГИС «Zulu 7.0» (ООО «Политерм»)
ГИС-платформа «РЕКОД» (ОАО «НПК «Рекод»);
ГИС-платформа «CSoft» (ЗАО «СиСофт-Терра»);
ГИС «ИнГео» (ЗАО «ЦСИ Интегро»);
ГИС IndorGIS (ООО «ИндорСОФТ»);
ГИС Sinteks ABRIS (НТФ «Трисофт»);
ГАС «Геос» (ООО «ЦентрПрограммСистем»);
ГИАС «Управление сельскохозяйственным предприятием» (ЗАО «КБ Панорама», ООО «ЦентрПрограммСистем», ЗАО «ИЦ ГЕОМИР»)

В последнее время все большее распространение получили web-ГИС. Одно из важных преимуществ архитектуры web-ГИС заключается в возможности интеграции данных реального времени, поступающих от различных датчиков (IoT).

Технологии дифференцированного внесения удобрений

Для определения нужного объема удобрений на каждом участке делают отборы проб, анализируют полученные результаты, составляют карты полей, определяют задачи для техники в поле. При этом задействуется спутниковая навигация и специализированные программы для удаленного управления техникой.

Сельскохозяйственные роботы

Есть три основных направления использования роботов с АПК:

беспилотные транспортные средства и летательные аппараты;
автоматизированные системы вегетации агрокультур;
автоматизированные системы управления молочными фермами.

У беспилотных систем, установленных на тракторы и погрузчики, помимо снижения влияния человеческого фактора, есть еще одно весомое преимущество: они позволяют минимизировать риск кражи топлива и зерна. Системы точного позиционирования также помогают уменьшить зону перекрытия, снизить перерасход удобрений и химикатов.

В настоящее время ведущими производителями систем автоматического вождения сельскохозяйственной техники являются John Deere (США), Autonomous Tractor Corporation (США), AGCO Corporation (США) и CNH Industrial (Нидерланды).

Компания Jonh Deere разработала инновационную систему автоматического вождения для любой техники AutoTrac 200, которая устанавливается на машины предыдущих моделей производства компании, а также на тракторы, комбайны и кормоуборочные комбайны других производителей.

CLAAS разработала систему GPS PILOT для автоматического вождения сельскохозяйственной техники на участках пути во время движения по полю или для индикации отклонения от заданного следа.

Система AgGPS® Autopilot™ от компании Trimble, Inc. (США) осуществляет автоматическое вождение трактора с точностью 2,5 см на всех операциях от посадки до уборки.

Система SteerCommand® от AG Leader (США) является, пожалуй, лучшей в своем классе. Это автопилот, устанавливаемый в рулевую систему управления сельскохозяйственной техники.

Система с непосредственным рулевым управлением Topcon ACU от компании Topcon Corporation (Япония) организует точное гидравлическое управление для машин, имеющих интегрированную систему автоматического управления, либо просто гидравлическую подготовку Steer Ready.

Компания Autonomous Tractor Corporation (США) разрабатывает модульный роботизированный трактор без кабины управления AT400 Spirit для обработки, сбора и транспортировки урожая в сельскохозяйственном секторе.

Компании CNH Industrial (Нидерланды) и Autonomous Solutions (США) разработали прототип колесного роботрактора Case IH Magnum для автономной работы на поле.

Корпорация Kubota Corp. (Япония) разработала первый прототип автономного трактора, который можно использовать на рисовых полях, FarmPilot.

Роботизированная платформа Forge Robotic Platform от компании Autonomous Solutions может работать с разнообразными навесными системами (порядка 100 различных инструментов).

Беспилотная роботизированная платформа Greenbot, разработанная Precision Makers (Нидерланды) для сельскохозяйственного применения, предназначенная для выполнения различных повторяющихся работ.

Роботизированные телеуправляемые мини-трактора Robocut и RoboPower, представленные в 2016 году компанией McConnel (Англия), может работать с различным навесным оборудованием.

ГК «Когнитивные технологии» совместно с отечественным производителем агротехники «Ростсельмаш» и агрохолдингом «Союз-Агро» продвигают беспилотную сельхозтехнику в России. В 2016 году прошли первые испытания трактора с системой компьютерного зрения C-Pilot.

КБ «АВРОРА РОБОТИКС» специализируется на разработке программного обеспечения и электромеханических систем для автономного управления наземными транспортными средствами на базе колесных и гусеничных шасси. Проект «АгроБот» от КБ направлен на внедрение систем автопилотирования в сфере сельского хозяйства.

Беспилотные летательные аппараты, оснащенные камерами и сенсорами, способны за несколько часов работы обследовать сельскохозяйственные участки внушительных размеров. Эти данные позволяют фермеру создавать электронные карты полей в формате 3D, рассчитывать нормализованный вегетационный индекс NDVI, инвентаризировать проводимые работы, охранять угодья.

В настоящий момент рынок сельскохозяйственных БПЛА находится на начальной стадии развития. По оценкам PWC в 2015 году мировой рынок производства гражданских беспилотных летательных аппаратов составлял в 1,4 млрд. долл. США, исходя из доходов крупнейших коммерческих производителей беспилотных летательных аппаратов.

В сельскохозяйственном секторе ведущими поставщиками дронов являются 3D Robotics (США), Trimble, Inc. (США), Argibotix LLC (США), AgEagle (США). Сегодня их активно «поджимают» китайские производители: Ehang, Walkera Technology Co., Ltd., Yuneec, Cheerson Hobby Technology Co., Ltd., Syma Model Aircraft Industrial Co., Ltd., Hubsan, французская Squadrone System, австралийская Xiro.

Рынок БПЛА для агрокомплекса развивается и в России, несмотря на не слишком благоприятное нормативно-правовое регулирование. Специфика отечественного рынка БПЛА для сельского хозяйства – это огромные площади пашни, необходимость ведения сельского хозяйства в зоне рискованного земледелия, неравенство регионов по климатическому и почвенному потенциалу.

Среди наиболее активных участников рынка можно выделить «Беспилотные технологии», «Геоскан», «Автономные аэрокосмические системы – «ГеоСервис» и ZALA AERO.

Автоматизированные системы вегетации агрокультур

Важным элементом умного фермерства для работы online и off-line является использование различных сенсорных датчиков. Датчики предназначены для измерения свойств почвы, растений или животных по электрическим и электромагнитным, оптическим, оптоэлектрическим и радиометрическим, механическим, лазерным, акустическим, пневматическим и термическим параметрам.

Установленные на агрегатах различные типы и системы сенсорных датчиков выполняют преимущественно операции внесения жидких минеральных удобрений и средств защиты растений, а также наблюдения за растениями (обнаружение сорняков, вредителей, болезней растений, повреждений листьев) и оценки урожайности.

Американская компания Trimble, Inc. представила инновационную систему GreenSeeker RT200, которая позволяет определить количество и мощность растительного вещества во всходах и сделать дозу вносимых удобрений оптимальной. Прибор производит переменное дозирование на основе измерений в режиме реального времени.

Система N-Sensor от компании YARA (Норвегия) предназначена для оптического замера плотности посевов и концентрации хлорофилла в листьях растений, и в сочетании с системой точного позиционирования позволяет локально вносить необходимое количество фунгицидов и стимуляторов роста.

Система управления дозированием в реальном времени по индексу вегетации Crop Circle от компании Holland Scientific (США) имеет широкий частотный диапазон, что позволяет получать более полную информацию (индексы NDVI, NDRE).

Управления дозированием в реальном времени по состоянию биомассы CROP-METR от компании Müller Electronik (Германия) применяется для растений, имеющих вертикально стоящий стебель.

Сенсор стеблестоя ISARIA от Fritzmeier (Германия) благодаря активному излучению измеряет в режиме реального времени содержание азота в растениях.

Система дифференцированного внесения SideKick от Raven Industries (США) предназначена для одновременного дифференцированного внесения нескольких типов удобрений или ядохимикатов по аппликационным картам.

Система дифференцированного внесения удобрений AGROCOM VRA от компании CLAAS предназначена для дифференцированного внесения жидких и твердых удобрений и ядохимикатов по полю, в соответствии с технологической картой, с целью уменьшения расхода удобрений и увеличения урожайности.

Сканеры растительного покрова CropSpec™ от компании Topcon Corporation (Япония) обеспечивают своевременный контроль состояния посевов для оценки потребности в питательных веществах.

Немецкая компания Agricon разработала датчик P3 Sensor ALS для регулирования количества вносимых регуляторов роста и фунгицидов.

Система позиционирования опрыскивателя ТРЕК от компании «Аэросоюз-Алтай» позволяет с высокой точностью выполнять внесение фунгицидов и стимуляторов роста, уточнять посевные площади, составлять электронные планы полей, исключить огрехи при выполнении работ.

Патентованная технология WeedSeeker® от Trimble, Inc. использует передовую оптику и компьютерные технологии для определения наличия сорняков. Приобретенная John Deere компания Blue River Technology с помощью машин See&Spray, применяя гербициды только к сорнякам, значительно сокращают количество используемых химических веществ.

Одним из известных производителей почвоотборников для сельского хозяйства является американская компания Amity Technology. Одна из самых популярных и простых моделей – автоматический почвоотборник Аmity А2450.

Автоматические приборы для исследования почвы немецкой компании Nietfeld также популярны среди аграриев: самым простым и недорогим пробоотборником является компактный Easy-Sampler, который можно установить на квадроцикл.

Одним из самых популярных среди европейских фермеров является автоматический пробоотборник Wintex 1000 датской компании Wintex Agro.

Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт химизации сельского хозяйства (ВНИПТИХИМ) запатентовал изобретение, которое относится к средствам механизации и автоматизации технологического процесса отбора почвенных проб в полевых условиях для их последующего анализа в лаборатории.

Автоматизированные системы управления молочными фермами

В животноводстве технологии GPS/ГЛОНАСС и RFID (Radio Frequency Identification, Радио Частотная Идентификация) помогают решать весь комплекс производственных и управленческих задач, начиная от учета поголовья скота, контроля его перемещения и всех текущих показателей, до вакцинации и оптимизации селекционной работы.

Существенно сокращаются трудозатраты, ликвидируется возможность ошибок, ускоряется обработка информации даже в крупных фирмах, упрощается выявление положительной и отрицательной наследственности.

Одной из самых популярных в мире электронных систем управления стадом является система Afimilk от компании S. A.E. Afikim (Израиль) с модулями для автоматизированной системы управления передвижением коров, автоматической системы взвешивания в движении, системы идентификации, молокомером точного измерения удоя, идентификатором и шагомером. Модуль AfiFarm – основной инструмент управления стадом и фермой. Здесь есть даже портативный электронный секретарь, контроллер системы промывки и прибор, определяющий состояние комфортности коров.

Компания DeLaval (Швеция) предлагает две системы управления фермой: ALPRO™ для любых доильных залов и роторных систем и DelPro™ для роботов-дояров и коровников с привязным содержанием животных.

AIoT платформы и приложения

AIoT-проекты позволяют автоматизировать весь цикл сельскохозяйственных операций по выращиванию растений или животных. Обязательными составляющими таких решений являются:

Периферийное оборудование (датчики, сенсоры).
Каналы связи (спутниковая связь GPS/ГЛОНАСС, LPWAN, LTE, 3G, GPRS, GSM).
AIoT-платформы (web-платформы для создания отраслевых приложений).
AIoT-приложения (приложения для ИТ-платформ, самостоятельные приложения для конкретного оборудования).

Периферийное оборудования осуществляет сбор «полевой» информации, а также получает управляющие сигналы от AIoT-платформ. Каналы связи отвечают за возможность подключения и взаимодействия всех составляющих в проекте. Платформа необходима для мониторинга всех подключенных периферийных устройств, управления и хранения потоков данных, а также для обеспечения информационной безопасности.

AIoT-приложение формирует логику решения поставленных задач, анализирует полученные потоки данных и посредством интерфейса взаимодействует с пользователем. Иногда AIoT-платформа и AIoT-приложение являются одним целым. Основное применение AIoT-платформы/приложения находят в мониторинге урожая и почв для точного земледелия, мониторинге домашних и диких животных.

Лидером в сфере предоставления инновационных инструментов по управлению производственными данными и услуг по точному земледелию является компания Farmers Edge (Канада). Веб и мобильное приложение FarmCommand включает технологии расчета частоты применения средств, забор и анализ проб грунта, метеорологические сводки для хозяйств, обеспечение связи на местах и передачу данных, ежедневную съемку со спутника, анализ полученных данных, прогнозное моделирование, доступ к интегрированной платформе управления фермой и реальное присутствие специалистов на месте.

Система комплексных решений FarmSight от John Deere включает беспроводные технологии и передовые решения в области точного земледелия и объединяет оборудование, владельцев, операторов и дилеров. Система услуг FarmSight предоставляет данные о работе техники.

Система TELEMATICS от CLAAS KGaA mbH позволяет в любое время и из любого места ознакомиться с информацией о сельскохозяйственной технике через интернет. Система современного земледелия AFS CONNECT от компании CNH GLOBAL обеспечивает возможности управления парком машин, отслеживания местоположения машин и просмотра рабочего состояния.

Совместная разработка Farm Works и Trimble Inc. Trimble Ag Software позволяет отслеживать полевые работы, реализовывать точные механизмы управления сельским хозяйством и оценивать окупаемость. Данные Trimble Ag Software совместимы с другими сторонними программными платформами.

Мировой лидер в области прикладной информатики для транспорта и сельского хозяйства – Iteris Inc. (США) с помощью ведущей высокоточной фермерской платформы и мобильного приложения ClearAg® предоставляет консультационные услуги по вопросам погоды, воды, почвы и сельскохозяйственных культур.

Аграрно-аналитическая компания CropX Ltd. (Израиль) разрабатывает облачные программные решения, интегрированные с беспроводными датчиками, для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, экономии водопользования и энергии. Приложение CropX Adaptive Irrigation – это набор автоматизированных инструментов для оптимизации используемых ресурсов. Данные от датчиков дают информацию о состоянии поля, его структуре и погоде, позволяя управлять автоматизированной системой орошения.

Для оптимизации затрат и увеличения урожайности компания FarmX (США) предлагает платформу для точного земледелия. Система FarmMap контролирует состояние почвы, посевов и окружающей среды с помощью собственного почвенного зонда, передает данные и предоставляет аналитику в реальном времени на основе современных процессов машинного обучения. Веб-приложение с открытым исходным кодом farmOS предоставляет инструменты для управления, планирования и ведения учета сельского хозяйства. Платный хостинг ведет компания Farmier.

IoT-платформа OceanConnect от компании Huawei обеспечивает управление датчиками и размещает на себе приложение Holmer, которое обеспечивает сбор, обработку, анализ и отображение данных в режиме реального времени. Также у Huawei есть новая исследовательская платформа X Labs для внедрения инноваций в различных отраслях.

Среди отечественных компаний, предоставляющих услуги по развертыванию на IoT-платформе специализированного ПО, способного грамотно обрабатывать собранные с помощью сенсоров данные, можно выделить Rightech и АО «Компонента». IoT-платформы Rigtech и kSense позволяют автоматизировать мониторинг автотранспорта и сельхозтехники, хранение и переработку сельхозпродукции, мониторинг сельскохозяйственных угодий и управление животноводством.

Компания ExactFarming помогает предприятиям управлять урожайностью и прибыльностью полей, используя онлайн-сервис/мобильное приложение ExactFarming. Программный продукт Smart4agro от компании Алан ИТ – облачный геоинформационно-аналитический сервис для поддержки принятия управленческих решений в области сельского хозяйства, контроля, анализа и прогноза состояния сельхозугодий.

Промышленными IoT-проектами также занимаются компаниями «Стриж Телематика» (IoT-платформа «СТРИЖ»), ООО «ЛЕЙЗ» (платформа EveryNet Core Network и оборудование для отслеживания положения по протоколу LoRaWAN в LPWAN).

Источник: geoline-tech.com

Приподнятые грядки-контейнеры

Овощной контейнер является одной из разновидностей приподнятых грядок, которые используются в органическом земледелии. Ширина этого сооружения, как правило, около метра, длина любая, а высота — от 30–40 см до 70–80 см. Такие грядки удобно организовывать прямо на газоне, а украшенные плиточной кладкой они придадут вашему огороду неповторимый дизайн — этакие клумбы для овощей. По центру грядки можно установить шпалеру для вьющихся культур. А в идеале, такую «клумбу» необходимо накрыть прозрачной крышей, это защитит овощи от различных заболеваний.

Для стенок овощного контейнера тонкие материалы (фанера, шифер, тонкие доски, а особенно, железо) не годятся, так как такая грядка будет сильно нагреваться в жаркое время. А в тени её обустраивать нельзя — хорошего урожая не будет. В данном случае каркас нужно делать капитально, потому что его могут повредить сильные ветры, да и вес растений в период плодоношения не маленький (50 кг на метр погонный). Лучше всего использовать брус или брёвна, кирпич или дикий камень.

Выстроенный овощной контейнер заполняется послойно только органикой. На самое дно можно положить гнилые крупные ветки деревьев, стружку, щепу. Далее кладётся грубая неперепревшая органика, которую для ускорения созревания поливают бактериальными удобрениями. Более подробно об этих удобрениях мы поговорим с вами в следующих статьях. Неперепревшую органику пересыпают перегноем и землёй. Далее до самого верха грядку заполняют слоем готового компоста. Важно, чтобы этот слой был не менее 15–20 см. К готовому компосту нельзя подмешивать песок или землю, от этого он уплотняется и оседает. Рыхлить такую грядку не требуется, весной нужно просто добавлять сверху слой готового перегноя, а когда высаженные растения подрастут, почву нужно замульчировать соломой либо другими подходящими материалами.

Полив овощного контейнера лучше всего делать внутренний. Для этого при закладке грядки нужно равномерно вкопать несколько ёмкостей с отверстиями (трубы либо пластиковые бутылки), которые следует заполнять водой по мере необходимости. Под перегной можно также закопать дырявые шланги, обмотанные капроновыми чулками или другой синтетикой, пропускающей воду. Конец шланга выводят наружу и присоединяют к источнику воды. Главное не забыть выключить воду через 15–20 минут, чтобы не переувлажнить грядку.

Овощной контейнер лучше всего сделать с крышей из прозрачных материалов (полиэтиленовая пленка, сотовый поликарбонат). Это, конечно, несколько повышает стоимость конструкции, однако, крыша надёжно защищает растения от болезней. Под ней практически не бывает росы, которая и провоцирует появление и развитие фитофторы, пероноспоры и других опасных заболеваний.

Овощной контейнер приподнят над уровнем земли достаточно высоко, поэтому и почва в нём прогревается и созревает раньше. Любые теплолюбивые культуры на такой грядке можно сеять раньше обычных сроков. Если правильно рассчитать время и расположение растений, то здесь можно сначала снять урожай редиски и кресс-салата, затем посредине соорудить шпалеру для помидоров либо огурцов, а на месте редиски посадить свеклу, лук или морковь. Собрав осенью корнеплоды, в овощной контейнер можно снова посеять редиску и салат.

Как видим, овощной контейнер удобен и красив. Такая грядка экономит место на огороде и позволяет в течение одного сезона получить урожай различных культур. Большой объём питательного компоста позволяет свести к минимуму поливы, подкормки, прополки и рыхления. Достоинств масса, однако, есть и недостатки.

Овощной контейнер нужно строить, а на это нужно найти силы, время и средства. Для такой грядки требуется много органики, которую тоже нужно где-то брать и следить за тем, чтобы она была хорошего качества. Эти три ощутимых недостатка обуславливают тот момент, что овощной контейнер на приусадебных участках встречается нечасто.

Опытные огородники, взяв за основу обустройство грядки-контейнера, придумали варианты попроще и подешевле, однако не менее действенные и удобные. Например, урожай некоторых культур можно вырастить прямо на компостной куче. Для этого к тому месту, где дозревает компост, пристраивают дополнительный отсек. Весной в этот отсек перекидывают пролежавший всю зиму под пленкой полуготовый перегной. На такую грядку можно высаживать кабачки, огурцы, тыквы и томаты.

Грядки-короба

Приподнятые грядки-короба пользуются большой популярностью среди приверженцев органического земледелия из-за простоты обустройства и высокой эффективности использования.

Короб — это стационарная грядка, бортики для которой могут быть изготовлены из имеющегося в наличии материала. В данном случае подойдут любые доски, шифер, фанера и тому подобное. Высота такой грядки, как правило, 15–20 сантиметров, ширина — 1–1,2 м, а длину можно сделать на своё усмотрение. Грядка-короб наполняется органикой: на низ насыпают слой полупрелого навоза или компоста, а сверху, слоем не меньше чем 6–7 см, укладывается готовый качественный перегной.

Если короб широкий, то рядки могут располагаться как вдоль, так и поперёк. Для того чтобы растения получали больше солнечного света, рядки на такой грядке следует располагать по направлению север-юг.

Посредине грядки-короба делают шпалеру для вьющихся культур, такую грядку можно накрыть крышей. То есть, проще говоря, короб — это низкий контейнер. И основным его преимуществом в данном случае является тот момент, что для заполнения грядки не нужно много органики. Однако тонкий слой компоста быстро теряет питательные элементы и влагу, и в жару такую грядку нужно поливать чаще. Делать это можно с помощью шланга, либо ведрами из большой ёмкости. Для сохранения влаги потребуется достаточно толстый слой мульчи. Для подкормки растущих в коробе культур рекомендуется использовать различные органические удобрения, о которых будет подробно рассказано в следующих статьях.

Если почва на участке хорошая, то рыхлить короб не обязательно. Земля разрыхлится под ним самостоятельно на достаточно большую глубину (в первый год уже сантиметров на двадцать). Как мы уже выяснили в статье «Хватит разрушать землю перекапыванием и прополкой», делом структурирования и рыхления займутся почвенные обитатели — дождевые черви и бактерии. Следующей весной просто нужно будет высыпать на грядку несколько тачек готового компоста, и сажать овощи прямо в него. Если органика хорошего качества, то и сорняков будет немного, а те, которые появятся, удаляются достаточно легко.

При помощи простого каркаса или проволочных дуг грядку-короб можно быстро превратить в парничок, в котором весной удобно выращивать рассаду различных культур.

При использовании этого вида «умных» грядок главное их правильно удобрять и своевременно поливать. Тогда в коробах, как и в овощном контейнере, за сезон можно вырастить три-четыре урожая разных овощей.

Углублённые грядки-траншеи

Как вы уже заметили, наш список «умных» грядок строится по принципу — от дорогого и продуктивного, к дешёвому, но не менее эффективному в использовании. Практикующие земледельцы на своих участках соединяют достоинства всех видов грядок, удешевляют их закладку и приспосабливают к условиям того или иного участка.

Если на участке грунтовые воды расположены достаточно низко, и он никогда не подтапливается, узкий компостный короб можно углублять в землю. Таким образом, получается своеобразная огородная траншея.

Основным преимуществом углублённых грядок является то, что их можно выкопать прямо в целине. Для этого в дернине роют траншею шириной в два штыка лопаты и глубиной на штык. Длина, как и в предыдущих случаях (овощные контейнеры, грядки-короба), зависит от ваших желаний и возможностей. Даже бортики из досок здесь не понадобятся. Прямо на дно траншеи укладывается полупрелый навоз, а сверху — слой готового компоста, высотой не менее 6–7 сантиметров.

На такие грядки можно высаживать помидоры, огурцы, перец, капусту, фасоль… После того, как растения пошли в рост, траншею необходимо замульчировать любым имеющимся материалом. О том, какие материалы можно использовать в качестве мульчи, мы подробно расскажем в следующих статьях.

В дальнейшем весь уход будет заключаться в своевременных поливах по мере необходимости. И ещё придётся пару раз за сезон скосить серпом траву в междурядьях. Для того чтобы этого не делать, междурядья можно прикрыть мешковиной, а сверху засыпать гравием — и красиво, и сорняк не разрастается.

Главным преимуществом углублённых траншей является то, что они замечательно удерживают влагу, и растения здесь растут хорошо, даже при умеренных поливах. А основной недостаток — от классической позы огородника при уходе за такой грядкой уж точно никуда не денешься.

Основы декоративного огорода

Как уже отмечалось, дача нужна современному человеку не только для того, чтобы выращивать овощи и фрукты. Большинство людей используют свои огороды как место для отдыха всей семьи. Давайте разберёмся, как украсить приусадебный участок, не затрачивая при этом много места, сил и времени.

Такие сооружения, как беседки, заборы, а также южные стены можно использовать для обустройства грядок. Если забор изготовлен из сетки, то он сам по себе будет прекрасной шпалерой для высоких вьющихся культур. Нужно просто выкопать рядом траншею и заполнить её органикой. Такая грядка идеально подойдет для выращивания огурцов и фасоли. Преимущества налицо — и шпалеру строить не надо, и места не занимает, а цветущие растения, при умелом уходе, являются ещё и замечательным декором.

Таким же образом можно окружить траншеей беседку. В эту грядку можно высадить различные виды декоративных тыкв и фасоль, цветущую красными, белыми, а то и фиолетовыми цветами (гиацинтовые бобы). Украшенная таким образом беседка станет изюминкой вашей дачи и любимым местом для семейных посиделок. Следует отметить, что обсаживать беседку огурцами не рекомендуется, иногда они заболевают и теряют свои декоративные свойства.

Южные и восточные стены различных дачных построек способны хорошо прогреваться за день и отдавать растениям отражённый свет и тепло, что способствует ускорению роста и развития теплолюбивых культур. Такие стены могут стать прекрасной опорой для томатов «черри», а внизу можно высадить такие привлекательные на вид сорта капусты, как кольраби и брокколи.

Для того чтобы придать приусадебному участку ухоженный вид, все свободные пространства между «умными» грядками нужно регулярно подкашивать — это превратит сорняки в разнотравный газон.

Осваиваем целину

Вы стали счастливым обладателем дачного участка. Но вот незадача — земля на нём никогда не обрабатывалась или обрабатывалась давно, и вырастить урожай в первый год вы не видите никакой возможности, так как освоение целины — дело необычайно трудоёмкое. Не отчаивайтесь, наоборот, вам повезло — вы получили участок с живой землёй и, при умелом подходе и правильной обработке, сможете сохранить её плодородие на долгие годы. Что же делать для того, чтобы иметь возможность вырастить собственный урожай уже в этом сезоне?

Опытные огородники, в процессе изучения и осмысления принципов и приёмов органического земледелия, придумали несколько способов использования целины под грядки уже в первый год. Про углублённые грядки-траншеи мы уже говорили.

По принципу углублённых грядок можно устроить место для выращивания различных бахчевых культур. Для этого даже траншеи рыть не надо. Для устройства такой грядки прямо в дернине достаточно выкопать яму около метра в диаметре и в глубину на два штыка. Яму заполняем как обычно — на низ пойдет полупрелый навоз, который можно смешать с грубой недозревшей органикой. Сверху, слоем толщиной 6–7 сантиметров, насыпаем созревший полностью перегной. В таких ямах прекрасно растут тыквы, огурцы, кабачки, дыни и арбузы.

Весь последующий уход за такой грядкой будет заключаться только в своевременном поливе. Для того чтобы здесь не росли сорняки, целину вокруг нужно застелить мешковиной или каким-нибудь другим материалом (картон, старые половики и т.д.), а сверху прикрыть мульчей из органики (солома, опилки). Под таким ковром сорняки погибнут, и следующей весной вам останется только взрыхлить почву плоскорезом.

Еще одним замечательным способом для простой и эффективной обработки дернины является специальная мульча для освоения целины и борьбы с сорняками. Данная методика считается одной из самых «умных» техник, применяемых уже много лет пермакультурными огородниками и земледельцами-органистами. Суть её заключается в следующем.

В начале мая налитый соком свежий бурьян притаптывают — это замечательная пища для почвенных организмов. По бурьяну рассыпают слой недозревшего перегноя вперемешку с навозом и небольшое количество компоста. Для ускорения процесса всё это сверху можно обработать специальными бактериальными удобрениями. На перегной с навозом в 2–3 слоя укладывают газеты и журналы, можно для этих целей использовать упаковочный картон. Прямо на бумагу насыпают слой питательной органики, толщиной в 10–15 см (это может быть недопревший навоз и недозрелый перегной). Сверху весь этот «пирог» покрывается соломой, листвой или сеном. При таком покрытии бумага или картон отсекают сорняки, а слой органики хорошо держит влагу и обеспечивает питание.

На эту грядку в первый год семена, конечно, не посеешь — поэтому здесь высаживают рассаду крупных растений (помидор, перцев, баклажанов, а также различных бахчевых культур). Сажают определенным образом — немного раскапывают солому и навоз и протыкают совком слой бумаги, а корни сами найдут дорогу вниз. Затем поливают и опять закапывают слоем мульчи. Если дожди случаются относительно часто, то поливать такую грядку практически не приходится.

На следующий год весь этот «пирог» осядет и превратится в качественный компост, почва снизу разрыхлится, и у счастливого огородника появится новая плодородная и свободная от сорняков грядка. Только и остаётся, что каждый год добавлять перегной — и можно сеять всё, что душа пожелает.

Итак, подведем итоги нашего разговора про закладку органических грядок. Что же нужно, чтобы надолго и без значительных временных и финансовых затрат спланировать и организовать удобный и красивый приусадебный участок. Выделим несколько основных принципов:

всегда используем геометрию узких грядок;
на сухих участках такие грядки опускаем в землю, а на подтапливаемых — приподнимаем над поверхностью почвы;
любые грядки заполняем органикой, а позже хорошо мульчируем;
все дорожки между грядками периодически подкашиваем, чтобы не допустить роста сорняков.

Выполняя все эти не очень сложные правила, вы сможете не только вырастить хороший урожай, но и превратите свой огород в удобно организованное и красивое место для отдыха всей семьи.

рмнт.ру

03.03.17

Источник: www.rmnt.ru