Precision Farming — концепция, обработка и использование данных

Идея точного земледелия (precision farming) и основные концепции, относящиеся к знанию пространственной изменчивости характеристик почвы и, как следствие, необходимости компенсации различий, особенно в отношении воздействия на производство, находят применение в первых опытах уже в 20-х годах прошлого века, в секторе сельскохозяйственных экспериментов. Понятно, что в тот период электронных инструментов не существовало, и все делалось вручную, например, при измерении рН были выборки точек на земле путем подсчета шагов в поле на предварительно подготовленной обычной сетке, а затем на той же карте осуществлялось внесение минеральных добавок и модификаторов. Определенно тяжелая и трудная работа, но она основана на осознанности и золотом правиле, типичном для точного земледелия: можно улучшить только то, что измерено!

Решения для точного земледелия: всё начинается с Измерений и сопоставлений
Сделав скачок во времени и вернувшись к сегодняшнему дню, внедрение электроники и информационных технологий, применяемых к этим принципам работы в сельском хозяйстве, позволило внедрить этот метод даже за пределами экспериментальной области за счет его автоматизации. В этом смысле применение точного земледелия сегодня означает выполнение ряда упорядоченных шагов, которые можно обобщить следующим образом:

• Измерять с помощью специальных приборов и датчиков химические/физические параметры на земле или на культурных растениях посредством сопоставления географической информации или привязки измеренных данных к пространственным координатам, обычно по широте и долготе;
• Создавать карту изменчивости, определенной с помощью геостатистических подходов обнаруженных данных, в которой будет представлено, как этот параметр изменяется в пространстве (возделываемое поле);
• Определять на карте, на которой изменчивость представлена ​​путем анализа данных однородных зон по характеристикам, определенным с помощью измерений, обычно от 3 до 5 зон или классов;
• Получать из карт изменчивости с помощью применения определенных алгоритмов карт предписаний, которые используются для определения факторов производства в соответствии с обнаруженной изменчивостью и принятия соответствующих агрономических стратегий (например, дозы семян, удобрений или воды).

Технологии для применения Точного Земледелия, некоторые примеры
Вся эта работа сегодня выполняется с использованием технологий сбора данных и географической привязки. Можно выполнить картографирование изменчивости, начиная от измерения текстуры почвы с помощью датчиков электропроводности и заканчивая использованием многоспектральных датчиков для определения силы урожая с помощью расчета NDVI (Рисунок A) с датчиками, закрепленными на воздушных дронах (рисунок B), или использованием датчиков взвешивания и влажности на комбайнах для определения карт производства (рисунок C).

Собранные таким образом данные затем обрабатываются с помощью специального программного обеспечения, доступного для управления и интерпретации полевых данных, с целью создания карт предписаний и использования оборудования с переменной нормой внесения с электронным управлением (рисунок D).

В этом контексте интеграция с технологиями управления на машинах является стратегическим и важным элементом, и сейчас доступно множество примеров применения, начиная с внедрения разбрасывателей удобрений с переменной нормой, управляемых с помощью встроенных датчиков, способных вычислять индекс NDVI и регулировать «в реальном времени» дозу азота, которая должна подаваться (A), или внедрение электронных систем с контролем распределителей в сеялках с электрическим приводом и управлением через карту высева, загруженную в терминал управления машины (пример на рисунке E — Система управления USC Pro от MC Elettronica).

Роль фермера
В этом смысле мы можем рассматривать точное земледелие как коллективную работу, в которой технологии и сельскохозяйственные навыки встречаются в рамках междисциплинарного подхода. Очевидно, что точное земледелие заключается не в том, чтобы иметь GPS, чтобы «трактор двигался по прямой», как мы часто слышим, напротив, GPS — это всего лишь небольшой кусочек более крупной и важной головоломки, позволяющий повысить эффективность использования машин, сельскохозяйственной техники и, в конечном итоге, эффективность компании. Во всем этом фермер играет важную роль, потому что технологии точного земледелия, сосредоточенные в его руках, улучшают его способность принимать решения и повышают предпринимательские способности … вам так не кажется?

Dr. Agr. Mattia Trevini PhD — Agroingegno