Спецвозможности
Аналитика

Первые результаты проекта «Технологии цифрового земледелия»

12.01.2021
673
Первые результаты проекта «Технологии цифрового земледелия» фото, иллюстрация

Ранее мы писали о старте проекта «Технологии цифрового земледелия» в Днепровском государственном аграрно-экономическом университете (ДГАЭУ). После окончательного отбора в состав учебной группы вошли 12 студентов: по шесть от агрономического и инженерно-технологического факультетов.

 

 

Напомним, что 10 и 17 сентября 2019 г. состоялись первые теоретико-учебные занятия в аудиториях ДГАЭУ, а 15 октября группа работала на выездном практикуме на территории ООО «Агро КМР» Павлоградского района Днепропетровской области. А 16 и 17 октября состоялись практические занятия по обработке собранных данных снова в ДГАЭУ. Евгений Михайличенко, который начал этот проект, определил цель и поставил следующие задачи: «Цель первого года обучения в проекте (учебный курс продлится два года) - подготовка высевающей техники и опрыскивателей под применение дифференциальных карт внесения семенного материала и продуктов химии в условиях ООО "Агро КМР". Одновременно мы должны обеспечить сбор информации об определенных для исследования полях, в частности для разработки на их основе карт твердости почвы, NDVI-карт (нормализованный дифференциальный вегетационный индекс (англ. Normalized Difference Vegetation Index; NDVI) - количественный показатель фотосинтетической активной биомассы (обычно называется вегетационным индексом).

Фото. 1. Учасники проєкту на території ТОВ «Агро КМР»

Один из самых распространенных в использовании индексов для выполнения соответствующих задач, которые применяют количественные оценки растительного покрова), полученные с дрона и спутников (сравнить их), карты урожайности и агрохимический анализ почв. Это ключевые инструменты в точном и цифровом земледелии, которые помогают агроному четко определить, какие нормы применять во время дифференциального внесения. Для чего это нужно? Общеизвестный факт, что нет однородных и похожих между собой полей. Даже в пределах поля есть отличие и зональность по количеству имеющихся макро- и микроэлементов, уровням влаги, уплотнению почвы и тому подобное. А сбор детальной информации о свойствах почв поля и управление ими позволяет "выравнивать" урожайность полей в будущем и обеспечивать их питательными веществами в соответствии с потенциалом культуры. Сегодня речь идет о первых сезонах внедрения этого агроинструмента».

Для де­таль­но­го понимания, в каком предприятии мы реализуем проект, дадим его краткую характеристику:

год основания - 2006;
 
земельный банк - около 12 500 га;
 
количество сотрудников - 53;
 
основные технологии, применяемые в земледелии: No-till, Strip-till;

основная техника: комбайны Case ІН 9240 - четыре единицы, укомплектованные жатками MacDon FD-75 (рабочая ширина захвата - 13,7 м), тракторы Case ІН MX 340/380, Case ІН STX 600 Quadtrac, бункер-перегружатель Kinze-1350, объемом 60 м3, опрыскиватели John Deere 4930 и 4030, посевные комплексы Horsch Maestro SW (36-рядные). Предприятие имеет 12 собственных метеостанций.

Фото 2. Сучасна механічна сила: комбайн Case ІН 9240, жатка Mac Don FD 75 та трактор Case ІН STX600 Quadtrac в агрегаті з бункером-перевантажувачем Kinze-1350

Итак, практическое занятие на территории ООО «Агро КМР», которое состоялось 15 октября, имело статус производственного задания. Отметим, что руководство предприятия выделило нам два проектных поля: Т18 и Т20. Но 15 октября мы работали только с одним из них - Т18. Цель занятия заключалась в измерении твердости почвы указанного поля в зависимости от глубины, обработке информации и принятии решения вместе с агрономической службой предприятия.

Пе­ред началом работы специалисты предприятия: инженер Евгений Высторопский, ІТ-специалист Олег Плахин, агроном Александр Шипило и помощник агронома Виталий Троценко - дали характеристику предприятия, озвучили миссию и основные виды деятельности, провели экскурсию по предприятию, ознакомили с производственными мощностями. Перед выездом в поле в учебном классе предприятия состоялась подготовка к работе и постановка задач (фото 4). Известно, что на урожайность любой культуры может влиять ряд факторов: обеспеченность почвы питательными веществами, наличие продуктивной влаги, величина почвенного уплотнения и т.д..

Фото 3. А цей красень-агрегат на момент нашого перебування на підприємстві виїжджав у поле для внесення мінеральних добрив у ґрунт за технологією Strip-till під урожай соняшнику 2020 рокуВ этом хозяйстве системный агрохимический анализ почв еще не проводили. Поэтому нашей первой задачей стало измерения твердости почвы. Эта информация является важным инструментом для агронома, особенно в условиях технологии No-till. Исходные данные для построения карты твердости почвы в зависимости от глубины мы получали с помощью соответствующего измерительного прибора, а именно ци­ф­рово­го пе­не­т­ро­ме­т­ра S600 Skok Agro.

Для этого еще в учебной аудитории ООО «Агро КМР» все участники группы загрузили в смартфоны программу GPX Viewer (для OC Android) и Mipatek KML (для IOS iPhone), с помощью которых определили местоположение поля и сеть с точками измерения твердости почвы на выделенном поле Т18 (фото 4, скриншоты). Следует отметить, что таких программ сегодня много, стоит только зайти в Play Market. Главное - надо убедиться, что эти программы способны считывать KML-файлы. Мы же выбрали эти две программы произвольно. После этого состоялся выезд в поле. Указанные программы одновременно отражают места замеров и местоположение того, кто должен делать замеры (выделено на скрине). Совмещая собственное положение и место взятия пробы, определяли точку замера.

Фото 4. «Цифрове озброєння» учасників проєкту перед виконанням роботи. Зображення справа — скріншоти програм GPX Viewer для Android та Mipatek KML для IOS, установлених на смартфони та айфони, з нанесеними точками вимірювання твердості ґрунту в полі Т18

Цифровой пенетрометр S600 Skok Agro снабжен системой фиксации величины твердости почвы с шагом 1 см, автоматически отображает графическую зависимость почвенной твердости от глубины и сохраняет местоположение (GPS-координаты) замеров.

Характеристика поля (фото 5): агрофон — стер­ня пшеницы озимой; площадь - 76,9 га; угол уклона местности умеренный. Поле неправильной формы. Минимальная площадь, на которой измеряется величина твердости почвы, составила 5 га. Таким образом, на этой площади нужно было сделать 14 замеров твердости почвы в четко определенных программой точ­ках.

Фото 5. Загальний вигляд поля та його контури (скрін фото із супутника). Технологія землеробства – No-till. Наступна культура в сівозміні 2020 року – соняшник

 

В конце концов, сделав 14 проб и зафиксировав данные, полученные результаты мы перенесли на портал Skok Agro. Мы установили, что на глубине до 40 см твердость почвы оптимальная и благоприятная для развития корневой системы растений (усилие погружения пирамидки пенетрометра в почву составляло до 3500 кПа). На рис. 1 приведены данные величины твердости почвы на глубине 40 см. В этом случае такое уплотнение обусловлено не действием движителей сельхозмашин, а собственным весом почв. Полученные данные уплотнения поля Т18 были перенесены в Trimble Desktop Software - и это стало началом сбора информации об истории этого поля.

Что дало нам определение состояния уплотнения почвы? Во-первых, электронные карты уплотнения почвы помогают настраивать, например глубокорыхлитель, на правильную рабочую глубину. И это очень важно, ведь каждый дополнительный неправильно идентифицированный сантиметр уплотнения почвы на уровне ниже 20 см приводит к увеличению расхода топлива в среднем на 1 л/га. Но поскольку ООО «Агро КМР» работает на этом поле по технологии No-till, то эти карты уплотнения почвы занесут в историю поля для последующего определения зон высокой, нормальной и заниженной урожайности для анализа и определения причин последней. На этот раз мы установили, что чрезмерного уплотнения почвы в зоне развития корневой системы нет, а влияние различной почвенной плотности не повлечет значительного негативного воздействия на урожай. Итак, для агронома остается установить другие факторы, которые будут влиять на формирование урожая: наличие питательных веществ, почвенной влаги и тому подобное. Нужно вести постоянный мониторинг индекса NDVI.

Фото 6. Момент вимірювання твердості ґрунту: куратор проєкту Євген Михайліченко проводить навчання. До речі, зісканувавши QR-код, ви можете переглянути відео, як це робили студенти вже самостійно, та ознайомитися з відеоінструкцією з використання пенетрометра S600 Skok Agro

Отмечу, что автор статьи в этом году стал свидетелем негативного воздействия плужной подошвы на растения подсолнечника (фото 7). Дата съемок - 16 июля. Анализ этого случая показал, что за последние три года вспашки здесь не выполняли - применяли только поверхностную обработку дисковыми почвообрабатывающими агрегатами с шириной захвата до 2,4 м и сплошную и предпосевную культивацию агрегатами с шириной захвата до 4 м. В технологии не применяли гербициды, зато дважды выполняли междурядную обработку агрегатом ЮМЗ8070+КРН-5,6. Очевидно, что такая обработка стала причиной интенсивного действия тракторных двигателей на почву, что вызвало значительное уплотнение и спровоцировало образование плужной подошвы уже на глубине до 15 см. Вот почему к вопросу уплотнения почвы и постоянного мониторинга этого показателя следует относиться очень внимательно, а замеры делать крайне тщательно и систематически.

Уже в компьютерной лаборатории кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка ДГАЭУ студенты обработали полученные результаты измерений и на их основе составили соответствующие карты (рис. 1, 2). Дальнейшие занятия будут проходить в дистанционном режиме.
 
Мы четко понимаем обоснованную потребность развивать этот проект, и в предыдущей статье объясняли, в чем именно она заключается. А что же думают сами студенты - участники проекта?
 
Ольга Сумятина, студентка агрономического факультета, группа А-3-17:

«Главным мотивационным фактором, который толкнул меня пойти на эксперимент, была жажда познания тонкостей современного земледелия. Учась на третьем курсе по специальности "Агрономия", вскоре поняла, что если я сама не буду развиваться с такой же скоростью, как наш мир, и не буду "модернизировать" себя по этому направлению, то стану неконкурентной на рынке труда. Я четко осознаю, что рынком труда руководит именно конкуренция, поэтому поставила себе цель стать одним из лучших специалистов в этой сфере.

Фото 7. Плужна підошва, що виявлена на глибині 12-15 см, знищила посіви соняшнику (див. на фото нижче). Дата зйомок — 16 липня 2019 року. Деякі дані аналізу ґрунту: кількість органіки – 1,4%; забезпеченість макро- й мікроелементами – нижче середнього рівня

Этот проект дает мне надежду получить действительно бесценный опыт в области технологий цифрового земледелия. Мы видим, с какой скоростью цифровые технологии внедряются во многих отраслях, а сегодня они мощно заходят и в агросферу. И тем не менее, некоторые передовые украинские агрохолдинги в попытке модернизироваться сталкиваются с такой глобальной проблемой, как нехватка квалифицированных кадров в отрасли. Поэтому, от проекта я ожидаю получить как можно больше навыков в применении информационных и Data-технологий для дальнейшей оптимизации устаревшей системы производства, познать основы эффективного и экономически обоснованного ведения сельского хозяйства.

 

Уже на третьем практическом занятии я получила обширный объем информации в своей «ящика знаний», которые не имели удобного случая уложиться в моей голове. Я и представить не могла, что за столь малый промежуток времени уже смогу что-то делать сама, что буду разбираться в создании карт дифференцированного внесения, научусь работать с пенетрометром и обрабатывать полученную с него информацию.

Я надеюсь, что каждый участник спецпроекта возьмет для себя максимум, научится самостоятельно генерировать новые идеи, разработки, создаст не одну концепцию. Имею уверенность, что после такого мощного обучения мы станем передовыми опытными специалистами в области современного цифрового земледелия и сможем модернизировать не только себя, но и свою страну. Возможно, это тяжело осознавать, но все, что нам до сих пор казалось фантастикой, сейчас является обычным явлением: еще пару десятков лет назад мы и представить не могли, что можно управлять спецтехникой не выходя из дома, а сегодня уже сами задаем алгоритм ее работы».

Федор Сороколет, сту­дент тре­тьеого кур­са аг­ро­номическо­го фа­куль­те­та:

«Слежу за современными технологиями и системами в сельском хозяйстве, но далеко не все знания дают учебные программы в университетах, поэтому приходится многое изучать самому и искать другие способы для собственного развития и обучения. Часто нужную информацию невозможно найти в свободном доступе.

Именно поэтому я пошел на этот проект. Горжусь тем, что я являюсь одним из первых участников такого уникального проекта и очень рад тому, что его руководитель Евгений Михайличенко так просто делится своим многолетним международным опытом для того, чтобы сформировать из нас новое поколение ІТ-аграриев. Удивило и то, как просто нам пошло навстречу передовое предприятие "Агро КМР", которое уже является примером современного дистанционного управления процессами и которое дало нам возможность проводить практические занятия на собственной базе. Это говорит о том, что спрос на такого рода специалистов со временем будет только расти. Уверен в том, что эра ІТ-агро только начинается. И этот проект направлен именно для подготовки нужных специалистов.

Но для развития этого проекту необходима поддержка, привлечение большего количества хозяйств и холдингов для возможности проведения практического обучения, партнерство с компаниями - производителями программного обеспечения для сельского хозяйства, партнерство с дилерами техники и консалтинговыми компаниями. Это даст возможность подготовить большое количество квалифицированных кадров, которые будут нужны не завтра, а были нужны ... еще вчера».

Рис.1. Результати замірів твердості ґрунту поля Т18Владислав Мироненко, аг­ро­но­мический фа­куль­тет, гру­ппа А-3-17:

«На проект я пришел, чтобы получить ценные и чрезвычайно актуальные в настоящее время знания о работе с цифровыми технологиями в сфере земледелия. Ожидаю плодотворного сотрудничества ведущих специалистов IT-сферы земледелия и студентов, результатом которого станет расширение границ специализации студентов как будущих специалистов аграрного сектора. Только за два занятия под руководством Евгения Михайличенко я подробно ознакомился с функционалом и начал работать с цифровой платформой Trimble Desktop Software. На занятиях я получаю самое ценное - знания и умения, которые будут отвечать требованиям времени. Неожиданностью стало то, что в Украине так активно началось внедрение и развитие цифровых технологий в аграрной отрасли. Впечатления от проекта имею только положительные, ведь что может быть лучше, чем работа и получение в процессе обучения ценных знаний по IT от опытных профессионалов, ведь это помогает нам также стать ценными специалистами».

Рис. 2. Остаточна карта величини ущільнення поля Т18 після обробки результатів. Такі карти можна будувати для різної глибини, «нашаровуючи» одні карти на інші

Тарас Ниякий, инже­нер­но-тех­нологический фа­куль­тет, гру­ппа МгМ-2-18:

«Стало неожиданностью что есть на рынке цифровых технологий наша украинская платформа Agro-Online, а также цифровой пенетрометр отечественного производства. Поразило, что действительно можно вводить коррективы в цифровую карту поля. Например, выполнять пофорсуночные или посекционные отключения подачи рабочего раствора в опрыскиватели на тех участках поля, где нет необходимости вносить СЗР, а также возможность внесения разбрасывателями и сеялками различной нормы удобрений и посевного материала. Благодаря программным обеспечениям и инновационной технике можно дифференцированно вносить эти продукты в почву, что значительно экономит средства аграриев. Поэтому для самосовершенствования как будущего специалиста отрасли нужно продолжать изучать новейшие программные цифровые обеспечения (ЦО) для успешного ведения современного аграрного бизнеса».

О заинтересованности самих агропроизводителей к участникам и дальнейшей судьбе самого проекта свидетельствует и то, что на всех занятиях присутствовали специалисты из ООО «Агро КМР» Олег Плахин (ІТ-специалист) и помощник агронома Виталий Троценко.

 

О. Деркач, заведующий кафедрой эксплуатации машинно-тракторного парка ДГАЭУ, канд. техн. наук, доцент

 
Реализация этого проекта была бы невозможна без идеолога, специалиста в области технологий цифрового земледелия, нашего выпускника Евгения Михайличенко, владельцев ООО «Агро КМР» в лице Флорана Ренара, директора ООО «Агро КМР» Климана Кусан, ІТ-специалиста Олега Плахина, агронома Александра Шипила, помощника агронома Виталия Троценко, инженера Евгения Высторопского

журнал "Пропозиція", №11, 2019 р.

Ключевые слова: цифровое земледелие

Интервью
Международная семеноводческая компания Strube, которая специализируется на селекции сахарной свёклы, пшеницы, ржи и рапса, в 2017-м отмечает вое 140-летие. В Украине офис компания открыла в 2008 году.
Геннадий Юдин, вице-президент ВОО "Украинская ореховая Ассоциация"
Ореховодство в последнее время уже успело стать одной из самых скандальных отраслей аграрного производства. После всем известной огласки из «ореховой мафией» интерес к саженцам и закладке ореховых

1
0