Начало работы с точным земледелием

Технологии точного земледелия не всегда были экономически выгодными для мелких и средних фермерских хозяйств. Однако со снижением стоимости оборудования для точного земледелия теперь почти все сельхозпроизводители для оптимизации себестоимости продукции могут использовать такие технологии как, например, системы параллельного вождения, картирования урожайности и дифференцированного внесения удобрений. Меняющиеся цены на средства химизации и продукцию растение­водства значительно увеличивают риск ошибочных управленческих решений. Таким образом, даже мелкие хозяйства могут получать выгоду от использования технологий, повышающих эффективность производства.
В штате Алабама (США) в 2009 г. был проведен опрос фермеров для оценки степени внедрения и планируемого внедрения различных технологий точного земледелия (рис. 1). По результатам опроса, 58% респондентов используют на своих фермах технологии параллельного вождения по светодиодным курсоуказателям, 34% – технологии автоматического подруливания и 31% – автоматическое вождение с использованием технологии RTK. При этом 86% респондентов или уже применяют, или намереваются использовать технологию автоматического отключения секций. Внедрение систем картирования урожайности оценивали по трем категориям: используют в настоящее время (43%), намереваются использовать в будущем (33%) и не намереваются использовать (24%). Результаты опроса показали, что значительная часть сельхозпроизводителей планирует осваивать данные системы. В ближайшие два года 51% опрошенных планируют внедрить у себя технологию дифференцированного посева/применения средств химизации, тогда как 24% – уже применяют эту технологию.




Одной из технологий, быстро осваиваемой фермерами Алабамы и США в целом, является технология автоматического отключения секций (automatic section control, ASC). Эта система первоначально применялась на опрыскивателях, но в нас­тоящее время в практике точного земледелия она также используется на сеялках, разбрасывателях удобрений и другом оборудовании. Данная технология позволяет оператору отключать отдельные секции оборудования на уже обработанных участках или там, где обрабатывать не требуется, например, в экологически чувствительных зонах – на задернованных водостоках. Недавнее исследование, проведенное в Обернском университете, показало, что применение технологии ASC может сократить расходование семян/средств химизации на 1–10% за один проход по полю; подобная экономия происходит в результате сокращения перекрытий на поворотных полосах и клиновидных участках полей. Выгода от данной технологии состоит в том, что фермеры экономят от 3.7 до 61.7 долл./га в год в зависимости от культуры, агротехники, формы и размера полей. В вышеуказанном исследовании экономия семян/средств химизации составила в среднем 4.3% за операцию, проведенную с использованием только системы ASC, со сроком окупаемости менее 2-х лет для большей части технологических операций (с наибольшей отдачей на опрыскивателях, сеялках и подкормщиках – растениепитателях при подкормке азотом). Однако при совместном использовании системы ASC и системы параллельного вождения можно получить дополнительную экономию, поскольку это еще больше сокращает перекрытия, особенно между смежными проходами техники, и, соответст­венно, расходование семян/средств химизации (Troesch et al., 2010). Данным исследователем было показано, что с системой параллельного вождения можно сэкономить в среднем еще 12% семян/средств химизации при общей экономии в результате совместного использования сис­тем ASC и параллельного вождения от 15 до 30%.



Опрос, проведенный в Алабаме, показал, что в будущем ожидается широкое внедрение сельхозпроизводителями систем автоматического вождения: 37% респондентов намериваются внедрить эту технологию в ближайшие 2 года, а сейчас ею пользуется 31% опрошенных. В качестве основного аргумента в пользу использования данной технологии фермеры указали, что во время вождения требуется меньшая концентрация внимания (что, в свою очередь, снижает утомляемость и повышает способность сосредоточиться на других операциях). Хотя системы картирования урожайности с использованием GPS-навигации мало используются в Алабаме, фермеры начинают быстро осознавать преимущества картограмм урожайности не только при оценке общепринятых и новых агротехнических приемов, но также и при использовании в качестве исходных данных при разработке агротехнических приемов, специфичных для конкретных условий (т.е. выделение участков с разными уровнями содержания элементов питания в почве/требующих разных норм высева семян и/или внесения пестицидов, проведение дифференцированного посева, создание карт-заданий на внесение удобрений и т.д.). Опрос также показал, что фермеры рассматривают дискретный отбор почвенных образцов и отбор образцов из определенных зон, выделенных по какому-либо свойству почвы, а также технологию дифференцированного посева/применения средств химизации, в качестве технологий, имеющих значительный потенциал для получения прибавок урожая и снижения себестоимости.

Размышления перед началом работы

В условиях возрастающего интереса к технологиям точного земледелия и планируемого освоения производители чаще всего задают вопрос: «Как начать использовать технологии точного земледелия?» Ниже приведены рекомендации для сертифицированных специалистов по растениеводст­ву, консультантов, в том числе из университетов, и производителей оборудования по обучению и оказанию помощи сельхозпроизводителям в выборе наиболее оптимальных технологий точного земледелия для выполняемых операций. Эти рекомендации были разработаны на основе результатов опроса фермеров и личных контактов автора с дилерами по оборудованию для точного земледелия и фермерами, использующими технологии точного земледелия как на протяжении длительного времени, так и недавно.

Прежде всего, при внедрении технологий и/или методов точного земледелия должна быть ясна цель их использования. Поскольку точное земледелие позволяет фермерам решать задачи, специфичные для конкретных условий, мотивация фермеров к применению данных технологий также бывает разной. Является ли целью более эффективное использование семян и средств химизации? Или более подробное документирование выполняемых в хозяйстве операций? Необходимы изменения в агротехнологиях, и для этого потребовались дополнительные данные по хозяйству? Ошибка при постановке четкой цели может дорого обойтись и привести к обратным результатам.
Фермеры, использующие технологии точного земледелия, постоянно подчеркивают важность выбора продуктов, пригодных для проведения нес­кольких технологических операций. Использование таких компонентов как мониторы, приемники спутниковых сигналов, антенны и контроллеры для выполнения самых разных задач и на разном оборудовании может снизить затраты на технологии точного земледелия. Например, для параллельного вождения покупается дисплей. Его можно переустановить на комбайн для картирования урожайности, а затем – снова на трактор и использовать для дифференцированного внесения удобрений.
Важным принципом совместимости является легкость переустановки устройств с одного вида сельскохозяйственной техники на другой. Если необходимо переустанавливать систему параллельного вождения с разбрасывателя удобрений на разбрызгиватель, важно знать, потребуются ли дополнительные специальные провода или кабели для второго агрегата. Следует также учитывать совместимость оборудования с новой сельхозтехникой в будущем. Оборудование для точного земледелия может быть специально изготовлено для определенной сельхозтехники. Если в будущем планируется ее модернизация или замена, оборудование для точного земледелия должно быть пригодно для установки и на новой технике. Если оборудование для точного земледелия потребует модернизации, следует принимать во внимание простоту и стоимость ее проведения. Например, многие системы параллельного вождения начального уровня могут быть модернизированы посредством перехода от WAAS-коррекции сигналов GPS (точность до метра) на навигацию по платной подписке (дециметрового уровня точности) или RTK-коррекцию (сантиметрового уровня точности). Можно добавить и такие дополнительные опции, как автоматическое отключение секций или автоматическое вождение.



Основной вопрос, который новые пользователи технологий точного земледелия должны изучить, – это уровень точности системы GPS и стабильность позиционирования, требуемые для определенной операции. Для каждой конкретной сельскохозяйст­венной операции подходит определенный метод коррекции сигналов GPS. Например, полосная обработка почвы и посев арахиса требуют сантиметрового уровня точности и ежегодной стабильности позиционирования для обес­печения посева и уборки точно по полосам каждый год. Однако для работы систем картирования урожайности на зерноуборочном комбайне достаточна точность до метра.
Не все, но большая часть систем точного земледелия, предлагаемых в настоящее время на рынке, способна записывать и загружать данные на компьютер. Если желательна данная опция, необходимо учитывать ряд моментов. Формат записи и экспорта данных зависит от оборудования, используемого для точного земледелия, поэтому важно убедиться в том, что данные могут быть загружены в формате, приемлемом для пользователя. Например, если для управления данными не используется сельскохозяйственная географическая информационная система (AgGIS), то для просмотра полученных данных пользователем предпочтительна система точного земледелия, способная экспортировать данные в формате pdf или rtf.
Очень важно учитывать как сегодняшние, так и будущие требования к сельскохозяйственным операциям, и возможную значимость технологий точного земледелия. Разработка долгосрочных планов по внедрению технологий точного земледелия может помочь при принятии решений о закупке оборудования. Сохранение полученных данных обязательно, даже если в настоящее время они не используются для управления агротехнологиями в хозяйстве. Данные о высотах, полученные с помощью системы RTK, и данные по урожайности являются примерами таких данных, которые могут собираться и использоваться в дальнейшем для выделения участков с разными уровнями содержания элементов питания в почве/требующих разных норм высева семян и/или внесения пестицидов, а также создания карт-заданий для дифференцированного посева/внесения средств химизации.



И наконец, потенциальные пользователи технологий точного земледелия должны осознавать, сколько времени потребуется на освоение подобных систем, и определиться со сроками внедрения. Для обучения технологиям точного земледелия требуется определенное время, а установка оборудования часто занимает больше времени, чем изначально предполагается. Кроме того, даже максимально ориентированные на пользователя устройства нуждаются в периоде для наладки. Сроки освоения и внедрения могут охватывать несколько сезонов, чтобы не только проработать все вопросы и освоить новые устройства, но и полностью наладить систему для получения желаемых результатов. Во многих случаях успешное освоение технологий точного земледелия в большей степени является прогрессирующим, а не сиюминутным процессом, дающим немедленный результат. Учитывая временные затраты на обучение при освоении систем точного земледелия, при выборе технологий важно выяснить механизмы практического обучения, техподдержки и обслуживания, предлагаемые для новых продуктов. Наиболее опытные пользователи технологий точного земледелия признают, что обслуживание соответствующего оборудования является одним из наиболее важных факторов, который должен учитываться при закупке новых устройств.
В целом, не существует правильных или неправильных подходов к освоению и внедрению технологий точного земледелия. Потенциальные пользователи должны быть заинтересованы в проведении производственных опытов, чтобы оценить, какие методы точного земледелия обес­печивают максимальную отдачу при проводимых ими агрооперациях. Хотя технологии и методы точного земледелия с первого взгляда могут показаться трудновыполнимыми, важно обратить внимание новичков на то, что продвигаться вперед следует медленно и последовательно. Системы параллельного вождения и системы ASC приносят фермерам быструю и ощутимую выгоду, тогда как другие технологии и специфичные для конкретных условий агротехнологические подходы могут обеспечивать выгоды, но должны оцениваться за несколько лет использования. На практике может понадобиться время, чтобы в полной мере снизить себестоимость или увеличить доход при использовании данных технологий, особенно технологий применения удобрений, основанных на принципах точного земледелия.
Подробнее о технологиях точного земледелия см. на сайте по точному земледелию в Алабаме: www.AlabamaPrecisonAgOnline.com.

Д-р Уинстед (winstat@auburn.edu) – региональный консультант по точному земледелию Кооперативной консультационной службы Алабамы Научно-исследовательского и консультационного центра Долины Теннеси (г. Белле Мина, штат Алабама, США).

Д-р Фултон – адъюнкт-профессор/консультант кафедры проектирования биологических систем Обернского университета (штат Алабама, США).

Перевод с английского под редакцией В.В. Носова, С.Е. Ивановой.

Литература

Troesch, A., D.K. Mullenix, J.P. Fulton, A.T. Winstead, and S.H. Norwood. 2010 Economic analysis of auto-swath control for Alabama crop production. In Proceedings of the 10th International Conference on Precision Agriculture, Denver, CO, July, 23-25