Цифровизация в АПК позволит снизить риски, адаптироваться к изменению климата, повысить продуктивность сельскохозяйственных культур, своевременно планировать полевые работы. Внедрение элементов цифровизации в АПК предполагает минимизацию использования внешних ресурсов.

Для внедрения цифровизации в национальную экономику Казахстана до 2020 года принята государственная программа "Цифровой Казахстан", которая включают в себя четыре компонента - цифровую трансформацию традиционных отраслей экономики, развитие человеческого капитала, цифровизациюгосуслуг и развитие цифровой инфраструктуры. Правительством Казахстана делается особый упор цифровизации экономики на энергетику и сырье, АПК, промышленность, логистику и сектор информационных технологий.

По данным зарубежных ученных, использование ГИС в сельском хозяйстве обеспечивает получение положительных экономических эффектов и позволяет снизить затраты не менее чем на 23% при внедрении комплексного подхода

Для принятия правильного управленческого решения фермер должен владеть цифровыми технологиями, такими как электронная карта полей, спутниковые снимки, алгоритмы дифференцированной обработки поля, высокотехнологичные датчики, мобильные приложения и GPS-системы. В этом аспекте в рамках распространений знаний для субъектов агропромышленного комплекса группой экспертов по направлению агрономия осуществлено консультационное сопровождение 9 пилотных хозяйств в Акмолинской, Северо-Казахстанской, Карагандинской и Костанайской областях по применению элементов цифровых технологии в растениеводстве, в том числе по созданию электронной карты полей и использованию вегетационного индекса культур NDVI по фазам развития растений.

Первым шагом цифровизации в производстве растениеводческой продукции является создание электронных карт полей. Электронная карта полей дает возможность вносить паспорта полей и севообороты хозяйства, проводить корректировку технологических операции на текущий сельскохозяйственный год, подсчитывать нужное количество семенного материала, осуществлять мониторинг роста и развития растений, отслеживать технику, контролировать процесс уборки урожая, определять расход топлива, эффективно использовать рабочее времени и др.

Создание электронных карт полей для производителей растениеводческой продукции с базовым знанием ИКТ в электронной правовой базе АО "Информационно-учетный центр" и коммерческих информационных системах не требует особых материально-технической затрат и инвестиций.

Необходимо отметить, что использование базы ИУЦ бесплатно, а стоимость базы ИС коммерческих компаний составляет от 200 до 420 тенге/га в год в зависимости от функций оказываемых услуг

Количество пользователей базы данных ИС ИУЦ на данный момент составляет более 125 тысяч сельхозформирований. По данным, АО "Информационно-учетный центр" на сегодняшний день площадь оцифрованных сельскохозяйственных угодий составляет 24006993 га.

Во всех пилотных хозяйствах электронные карты полей (контура), привязанные к координатам с точностью GPS-приемника, были использованы при наблюдении за ростом и развитием сельскохозяйственных культур в течение всего вегетационного периода. По географическим координатам полей было произведено 5-7 спутниковых снимков каждые 10-18 дней в зависимости от погодных условий.

После оцифровки полей в электронной правовой базе АО "Информационно-учетный центр" и коммерческих информационных системах можно скачивать нормализованный вегетационный индекс растительности (NDVI) по фазам вегетации культур.

За счет отчетливых и точных индексов зелености растительности, спутниковые снимки предыдущих лет показали данные о видах возделываемых культур, что в последующем было использовано для составления истории полей. Так, по индексам вегетации была определена истории полей ТОО "Шагала Агро", что помогло скорректировать технологические карты по возделыванию ярового рапса, в том числе, по подбору гербицидов.

Электронные карты полей были использованы при агрохимическом обследовании полей – была обнаружена вариабельность пространственно-ориентированных характеристик почвенного и растительного покровов (например, содержание подвижного фосфора варировало от 15 до 45 мг/кг), а также величин конечного урожая в пределах конкретного поля (биологическая урожайность пшеницы ТОО "Петерфельд Агро" составила от 5,26 до 26,82 ц/га).

Роль применения электронных карт нарастает в связи с изменением правил субсидирования сельхозтоваропроизводителей. Согласно Приказа Министра сельского хозяйства РК Об утверждении Правил субсидирования стоимости удобрений (за исключением органических) и Приказа и.о. Министра сельского хозяйства РК Об утверждении Правил субсидирования повышения урожайности и качества продукции растениеводства, стоимости горюче-смазочных материалов и других товарно-материальных ценностей, необходимых для проведения весенне-полевых и уборочных работ, путем субсидирования производства приоритетных культур, для получения субсидий с 2019 года в хозяйствах необходимо обязательное наличие полевых агрохимических картограмм и электронных карт полей хозяйств в электронном виде.

Спутниковый мониторинг для аграрного комплекса приобретает все большую популярность. Главными его преимуществами являются регулярный мониторинг посевов, оценка всхожести, прогнозирование урожайности полей, снижение затрат на обеспечение наблюдения за посевами, а также возможность увидеть проблему на самых труднодоступных участках поля. Кроме того, космический мониторинг позволяет проконтролировать не только текущее состояние вегетации, но и проследить историю полей за несколько прошедших лет.

Отражение растительного покрова в красной и ближней инфракрасной областях электромагнитного спектра тесно связано с его зеленой фитомассой. Для того чтобы количественно оценить состояние растительности, широко применяется так называемый нормализованный вегетационный индекс растительности NDVI (NormalizedDifferenceVegetationIndex). NDVI характеризует также плотность растительности, позволяет растениеводам оценить всхожесть и рост растений, продуктивность угодий. Индекс рассчитывается как разность значений отражения в ближней инфракрасной и красной областях спектра, деленная на их сумму. В результате значения NDVI меняются в диапазоне от –1 до 1. Для зеленой растительности отражение в красной области всегда меньше, чем в ближней инфракрасной, за счет поглощения света хлорофиллом, поэтому значения NDVI для растительности не могут быть меньше 0.

Расчет индекса для каждого пикселя космического снимка по красной и ближней инфракрасной спектральным зонам позволяет получить производное изображение - карту NDVI. На получение карт вегетационных индексов с помощью ДЗЗ могут влиять состояние атмосферы (в частности, наличие водных паров и аэрозолей), облачность, спектральные характеристики почвы (сильно зависят от поверхностного увлажнения), спектральные эффекты (положение спутника на орбите, ширина спектральных каналов и пространственное разрешение). Поэтому, дополнительно при изучении роста и развития растений были проведены надземные наблюдения при помощи оптического датчика с активным источником излучения Greenseekerhandheld.

Карты вегетационного индекса NDVI по фазам развития растений можно использовать при принятии мер по изменению агротехнологических операций, в том числе, по борьбе с сорной растительностью. Если на определенных участках полей вегетационный индекс увеличивается до 0,18 и более единиц в течение вегетации, необходимо принимать определенные меры

Например, на некоторых делянках ТОО "Логос Трейд" в фазе полной розетки ярового рапса индекс зелености резко увеличился до 0,53 единиц. С проведением гербицидной обработки он снизился до 0,33 единиц. В этот период средний индекс вегетации полей рапса составил 0,37 единиц. То есть чрезмерное и резкое увеличение индекса вегетации говорит о повышении засоренности полей.

В период созревания плодов рапса локальное увеличение индекса зелености на некоторых точках также говорит о повышенной засоренности на этих участках поля. Это явление отрицательно скажется на качестве уборочных работ и поэтому требуется применение раздельных методов уборки или десикации.

С помощью индекса вегетации можно определить оптимальные сроки проведения агротехнологических операции. Выявлено, что снижение вегетационного индекса растительности ярового рапса до 0,4-0,38 единиц соответствует созреванию стручков от 40 до 60%, то есть данный показатель говорит о необходимости начинать подготовку к уборочным работам.

Проведение дистанционного мониторинга полей рапса хорошо показывает особенности развития растений, связанные с массовым цветением. Для формирования полноценных стручков ярового рапса необходимо отказаться от фунгицидных и инсектицидных обработок в период массового цветения растений, при цветении индекс зеленности снижается в среднем до 0,38 единиц.

После цветения пшеницы окраска растений становится более светлой, соответственно индекс вегетаций полей постепенно снижается, однако отклонение вегетационного индекса на полях пшеницы до 0,22 единиц также важно учитывать, как показатель неравномерного созревания. На карте вегетационного индекса отчетливо видно будет, где посевы изрежены, где более высокая засоренность и, следовательно, неравномерное созревание. В таком случае специалистам хозяйства необходимо проводить уборку двухфазным методом.

Дистанционный мониторинг за ростом и развитием растений в период вегетации показывает, что вегетационный индекс растительности изменяется в зависимости от видов культур. У пшеницы индекс вегетации увеличивается к фазе колошения до максимального уровня - 0,74 единиц, с наступлением фазы цветения показатель индекса вегетации постепенно уменьшается до 0,33 единицы. У рапса значение индекса NDVI до фазы цветения максимально поднимается до 0,67 единиц, а с наступлением фазы цветения поле рапса окрашивается в желтый цвет, и в связи с этим индекс вегетации снижается примерно до 0,12 единиц. После осыпания лепестков до фазы развития плодов индекс вегетации постепенно увеличивается, а затем снова снижается до начала созревания стручков.

Применение адаптивно-ландшафтных систем земледелия должно сочетаться с данными дистанционного зондирования земли, которые, извлекая данные из множества источников, позволяют принимать решения по управлению посевами, в том числе, по оптимизации использования расходных материалов (горюче-смазочные материалы, пестициды, удобрения). Так, в ТОО Шагала Агро азотно-фосфорные удобрения были внесены на основании данных индекса вегетации, полученных в результате дистанционного зондирования посевов. Доза внесения была отрегулирована в зависимости от состояния растений и его соответствия оптимуму для данной фазы развития пшеницы. При этом были учтены результаты предыдущей диагностики плотности всходов.

Бекзат АМАНТАЕВ,

эксперты по направлению "агрономия"

0 КОММЕНТАРИЕВ

    Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, авторизуйтесь

    Рекомендуем