Перші результати проєкту «Технології цифрового землеробства»
![Перші результати проєкту «Технології цифрового землеробства» фото, ілюстрація](https://propozitsiya.com/sites/default/files/styles/580x/public/field/image/yak_ocyfruvaty_fg_1.png?itok=68xi0Ktx&v=1707965109)
Раніше ми писали про старт проєкту «Технології цифрового землеробства» у Дніпровському державному аграрно-економічному університеті (ДДАЕУ). Після остаточного відбору до складу навчальної групи ввійшли 12 студентів: по шість від агрономічного та інженерно-технологічного факультетів.
Нагадаємо, що 10 та 17 вересня 2019 р. відбулися перші теоретично-навчальні заняття в аудиторіях ДДАЕУ, а 15 жовтня група працювала на виїзному практикумі на теренах ТОВ «Агро КМР» Павлоградського району Дніпропетровської області. А 16 та 17 жовтня відбулися практичні заняття з обробки зібраних даних знову в ДДАЕУ. Євген Михайліченко, який започаткував цей проєкт, визначив мету та поставив такі завдання: «Мета першого року навчання в проєкті (навчальний курс триватиме два роки) — підготовка висівної техніки й обприскувачів під застосування диференційних карт унесення насіннєвого матеріалу та продуктів хімії в умовах ТОВ “Агро КМР”. Одночасно ми повинні забезпечити збір інформації про визначені для дослідження поля, зокрема для розробки на їхній основі карт твердості ґрунту, NDVI-карт (нормалізований диференційний вегетаційний індекс (англ. Normalized Difference Vegetation Index; NDVI) — кількісний показник фотосинтетичної активної біомаси (що зазвичай називається вегетаційним індексом).
Один із найпоширеніших у використанні індексів для виконання відповідних завдань, які застосовують кількісні оцінки рослинного покриву), отримані з дрону та супутників (порівняти їх), карти урожайності та агрохімічний аналіз ґрунтів. Це ключові інструменти в точному та цифровому землеробстві, які допомагають агрономові чітко визначити, які норми застосовувати під час диференційного внесення. Для чого це потрібно? Загальновідомий факт, що немає однорідних і схожих між собою полів. Навіть у межах поля є відмінність і зональність за кількістю наявних макро- та мікроелементів, рівнями вологи, ущільнення ґрунту тощо. А збирання детальної інформації про властивості ґрунтів поля та управління ними дає змогу “вирівнювати” врожайність полів у майбутньому та забезпечувати їх поживними речовинами відповідно до потенціалу культури. Сьогодні мова йде про перші сезони впровадження цього агроінструменту».
Для детального розуміння, в якому підприємстві ми реалізуємо проєкт, дамо його коротку характеристику:
рік заснування — 2006;
земельний банк — близько 12 500 га;
кількість співробітників — 53;
основні технології, застосовувані в землеробстві: No-till, Strip-till;
основна техніка: комбайни Case ІН 9240 — чотири одиниці, укомплектовані жатками MacDon FD-75 (робоча ширина захвату — 13,7 м), трактори Case ІН MX 340/380, Case ІН STX 600 Quadtrac, бункер-перевантажувач Kinze-1350, об’ємом 60 м3, обприскувачі John Deere 4930 і 4030, висівні комплекси Horsch Maestro SW (36- рядні). Підприємство має 12 власних метеостанцій.
Отже, практичне заняття на території ТОВ «Агро КМР», яке відбулося 15 жовтня, мало статус виробничого завдання. Зазначимо, що керівництво підприємства виділило нам два проєктних поля: Т18 і Т20. Але 15 жовтня ми працювали лише з одним із них — Т18. Мета заняття полягала у вимірюванні твердості ґрунту зазначеного поля залежно від глибини, обробка інформації та прийняття рішення разом з агрономічною службою підприємства.
Перед початком роботи спеціалісти підприємства: інженер Євген Висторопський, ІТ-спеціаліст Олег Плахін, агроном Олександр Шипило та помічник агронома Віталій Троценко — дали характеристику підприємства, озвучили місію та основні види діяльності, провели екскурсію підприємством, ознайомили з виробничими потужностями. Перед виїздом у поле в навчальному класі підприємства відбулася підготовка до роботи та постановка завдань (фото 4). Відомо, що на врожайність будь-якої культури може впливати низка факторів: забезпеченість ґрунту поживними речовинами, наявність продуктивної вологи, величина ґрунтового ущільнення тощо.
У цьому господарстві системний агрохімічний аналіз ґрунтів ще не проводили. Тому нашим першим завданням стало вимірювання твердості ґрунту. Ця інформація є важливим інструментом для агронома, особливо в умовах технології No-till. Вихідні дані для побудови карти твердості ґрунту залежно від глибини ми отримували за допомогою відповідного вимірювального приладу, а саме цифрового пенетрометра S600 Skok Agro.
Для цього ще в навчальній аудиторії ТОВ «Агро КМР» всі учасники групи завантажили в смартфони програму GPX Viewer (для OC Android) та Mipatek KML (для IOS iPhone), за допомогою яких визначили місце розташування поля та мережу з точками вимірювання твердості ґрунту на виділеному полі Т18 (фото 4, скріншоти). Слід зазначити, що таких програм на сьогодні є багато, варто лише зайти в Play Market. Головне, треба пересвідчитися, що ці програми здатні зчитувати KML-файли. Ми ж обрали ці дві програми довільно. Після цього відбувся виїзд у поле. Вказані програми одночасно відображають місця замірів і місцеположення того, хто має робити заміри (виділене на скріні). Суміщаючи власне положення та місце взяття проби, визначали точку заміру.
Цифровий пенетрометр S600 Skok Agro забезпечений системою фіксації величини твердості ґрунту з кроком 1 см, автоматично відображає графічну залежність ґрунтової твердості від глибини і зберігає місцеположення (GPSкоординати) замірів.
Характеристика поля (фото 5): агрофон — стерня пшениці озимої; площа — 76,9 га; кут схилу місцевості помірний. Поле неправильної форми. Мінімальна площа, на якій вимірюється величина твердості ґрунту, становила 5 га. Таким чином, на цій площі потрібно було зробити 14 замірів твердості ґрунту в чітко визначених програмою точках.
Зрештою, зробивши 14 проб і зафіксувавши дані, отримані результати ми перенесли на портал Skok Agro. Ми встановили, що на глибині до 40 см твердість ґрунту оптимальна й сприятлива для розвитку кореневої системи рослин (зусилля занурення пірамідки пенетрометра в ґрунт становило до 3500 кПа). На рис. 1 наведено дані величини твердості ґрунту на глибині 40 см. У цьому випадку таке ущільнення зумовлене не дією рушіїв сільгоспмашин, а власною вагою ґрунтів. Отримані дані ущільнення поля Т18 були перенесені до Trimble Desktop Software — і це стало початком збору інформації про історію цього поля.
Що дало нам визначення стану ущільнення ґрунту? По-перше, електронні карти ущільнення ґрунту допомагають налаштовувати, наприклад глибокорозпушувач, на правильну робочу глибину. І це дуже важливо, адже кожен додатковий неправильно ідентифікований сантиметр ущільнення ґрунту на рівні нижче від 20 см призводить до збільшення витрат пального в середньому на 1 л/га. Але оскільки ТОВ «Агро КМР» працює на цьому полі за технологією No-till, то ці карти ущільнення ґрунту занесуть до історії поля для подальшого визначення зон високої, нормальної та заниженої врожайності для аналізу й визначення причин останньої. Цього разу ми встановили, що надмірного ущільнення ґрунту в зоні розвитку кореневої системи немає, а вплив різної ґрунтової щільності не спричинить значної негативної дії на врожай. Отже, для агронома залишається встановити інші фактори, що впливатимуть на формування врожаю: наявність поживних речовин, ґрунтової вологи тощо. Потрібно вести постійний моніторинг індексу NDVI.
Зазначу, що автор статті цьогоріч став свідком негативної дії плужної підошви на рослини соняшнику (фото 7). Дата зйомок — 16 липня. Аналіз цього випадку показав, що за останні три роки оранки тут не виконували — застосовували лише поверхневий обробіток дисковими ґрунтообробними агрегатами з шириною захвату до 2,4 м та суцільну й передвисівну культивацію агрегатами із шириною захвату до 4 м. У технології не застосовували гербіциди, натомість двічі виконували міжрядний обробіток агрегатом ЮМЗ8070+КРН-5,6. Очевидно, що такий обробіток став причиною інтенсивної дії тракторних рушіїв на ґрунт, що спричинило значне ущільнення й спровокувало утворення плужної підошви вже на глибині до 15 см. Ось чому до питання ущільнення ґрунту та постійного моніторингу цього показника слід ставитися дуже уважно, а заміри робити вкрай ретельно й систематично.
Вже в комп’ютерній лабораторії кафедри експлуатації машинно-тракторного парку ДДАЕУ студенти обробили отримані результати вимірювань та на їхній основі склали відповідні карти (рис. 1, 2). Подальші заняття триватимуть в дистанційному режимі.
Ми чітко розуміємо обґрунтовану потребу розвивати цей проєкт, і в попередній статті пояснювали, в чому саме вона полягає. А що ж думають самі студенти — учасники проєкту?
Ольга Сумятіна, студентка агрономічного факультету, група А-3-17:
«Головним мотиваційним чинником, котрий штовхнув мене піти на експеримент, була жага до пізнання тонкощів сучасного землеробства. Навчаючись на третьому курсі за спеціальністю “Агрономія”, незабаром зрозуміла, що якщо я сама не розвиватимуся з такою ж швидкістю, як наш світ, і не “модернізуватиму” себе за цим напрямом, то стану неконкурентною на ринку праці. Я чітко усвідомлюю, що ринком праці керує саме конкуренція, тож поставила собі за мету стати одним із найкращих спеціалістів у цій сфері.
Цей проєкт дає мені надію отримати дійсно неоціненний досвід у галузі технологій цифрового землеробства. Ми бачимо, з якою швидкістю цифрові технології впроваджуються в багатьох галузях, а сьогодні вони потужно заходять і в агросферу. Та менше з тим, деякі передові українські агрохолдинги в намаганні модернізуватися стикаються з такою глобальною проблемою, як нестача кваліфікованих кадрів у галузі. Тому, від проєкту я очікую набути якомога більше навичок у застосуванні інформаційних і Dataтехнологій для подальшої оптимізації застарілої системи виробництва, пізнати основи ефективного та економічно обґрунтованого ведення сільського господарства.
Вже на третьому практичному занятті я отримала неосяжний обсяг інформації до своєї «скриньки знань», котрі не мали слушної нагоди вкластись у моїй голові. Я й уявити не могла, що за такий малий проміжок часу вже зможу щось робити сама, що буду розумітися на створенні карт диференційованого внесення, навчусь працювати з пенетрометром та обробляти отриману з нього інформацію.
Я сподіваюся, що кожен учасник спецпроєкту візьме для себе максимум, навчиться самостійно генерувати нові ідеї, розробки, створить не одну концепцію. Маю впевненість, що після такого потужного навчання ми станемо передовими досвідченими спеціалістами в галузі сучасного цифрового землеробства й зможемо модернізувати не тільки себе, а й свою країну. Можливо, це важко усвідомлювати, але все, що нам досі здавалось фантастикою, зараз є звичним явищем: ще пару десятків років тому ми й уявити не могли, що можна керувати спецтехнікою не виходячи з дому, а сьогодні вже самі задаємо алгоритм її праці».
Федір Сороколет, студент третього курсу агрономічного факультету:
«Слідкую за сучасними технологіями та системами в сільському господарстві, але далеко не всі знання дають навчальні програми в університетах, тому доводиться багато чого вивчати самому та шукати інші способи для власного розвитку й навчання. Часто потрібну інформацію неможливо знайти у вільному доступі.
Саме тому я пішов на цей проєкт. Пишаюся тим, що я є одним із перших учасників такого унікального проєкту і дуже радію тому, що його керівник, Євген Михайліченко, так просто ділиться своїм багаторічним міжнародним досвідом для того, щоб сформувати з нас нове покоління ІТ-аграріїв. Здивувало також те, як просто нам пішло назустріч передове підприємство “Агро КМР”, яке вже є прикладом сучасного дистанційного управління процесами і яке дало нам можливість проводити практичні заняття на власній базі. Це говорить про те, що попит на такого роду спеціалістів з часом тільки зростатиме. Впевнений у тому, що ера ІТ-агро лише починається. І цей проєкт спрямований саме для підготовки потрібних спеціалістів.
Але для розвитку цього проєкту необхідна підтримка, залучення більшої кількості господарств і холдингів для змоги проведення практичного навчання, партнерство з компаніями — виробниками програмного забезпечення для сільського господарства, партнерство з дилерами техніки та консалтинговими компаніями. Це дасть можливість підготувати велику кількість кваліфікованих кадрів, які будуть потрібні не завтра, а були потрібні… ще вчора».
Владислав Мироненко, агрономічний факультет, група А-3-17:
«На проєкт я прийшов, щоб отримати цінні й надзвичайно актуальні нині знання про роботу з цифровими технологіями у сфері землеробства. Очікую плідної співпраці провідних спеціалістів IT-сфери землеробства та студентів, результатом якої стане розширення меж спеціалізації студентів як майбутніх спеціалістів аграрного сектору. Лише за два заняття під керівництвом Євгена Михайліченка я детально ознайомився з функціоналом і почав працювати з цифровою платформою Trimble Desktop Software. На заняттях я отримую найцінніше — знання та вміння, котрі відповідатимуть вимогам часу. Несподіванкою стало те, що в Україні так активно почалося впровадження й розвиток цифрових технологій у аграрній галузі. Враження від проєкту маю тільки позитивні, адже що може бути краще, ніж праця та здобуття в процесі навчання цінних знань із IT від досвідчених професіоналів, адже це допомагає нам також стати цінними спеціалістами».
Тарас Ніякий, інженерно-технологічний факультет, група МгМ-2-18:
«Стало несподіванкою що є на ринку цифрових технологій наша українська платформа Agro-Online, а також цифровий пенетрометр вітчизняного виробництва. Вразило, що дійсно можна вводити корективи в цифрову карту поля. Наприклад, виконувати пофорсункові або посекційні відключення подавання робочого розчину в обприскувачі на тих ділянках поля, де немає потреби вносити ЗЗР, а також можливість унесення розкидачами й сівалками різної норми добрив і посівного матеріалу. Завдяки програмним забезпеченням та інноваційній техніці, можна диференційовано вносити ці продукти в ґрунт, що значно заощаджує кошти аграріїв. Тож для самовдосконалення як майбутнього спеціаліста галузі потрібно продовжувати вивчати новітні програмні цифрові забезпечення (ЦЗ) для успішного ведення сучасного аграрного бізнесу».
Про зацікавленість самих агровиробників до учасників та подальшої долі самого проєкту свідчить і те, що на всіх заняттях були присутні спеціалісти з ТОВ «Агро КМР» Олег Плахін (ІТ-спеціаліст) та помічник агронома Віталій Троценко.
О. Деркач, завідувач кафедри експлуатації машинно-тракторного парку ДДАЕУ, канд. техн. наук, доцент
Реалізація цього проєкту була б неможлива без ідеолога, спеціаліста в галузі технологій цифрового землеробства, нашого випускника Євгена Михайліченка, власників ТОВ «Агро КМР» в особі Флорана Ренара, директора ТОВ «Агро КМР» Клімана Кусана, ІТ-спеціаліста Олега Плахіна, агронома Олександра Шипила, помічника агронома Віталія Троценка, інженера Євгена Висторопського
журнал "Пропозиція", №11, 2019 р.