Состояние почвы оценит умный датчик
Студенты НГТУ НЭТИ создают беспроводной агродатчик, который позволит оценивать состояние почвы и определять оптимальные сроки посева сельхозкультур.
Перед началом посевных работ растениеводам критически важно оценить состояние почвы. Это напрямую влияет на урожайность и качество выращенных культур на каждом конкретном поле. При этом состояние почвы меняется ежегодно, поэтому проводить ее анализ рекомендуется регулярно. Это помогает понять, какие полезные вещества сохранились, в какой пропорции, а затем принять обоснованные решения по подготовке почвы, выбору методов ее обработки и оптимизации условий для роста растений.
Оперативно оценивать состояние почвы позволят умные агродатчики, позволяющие контролировать ситуацию в режиме реального времени.
По заказу аграриев из Казахстана
Портативный беспроводной датчик для оперативного мониторинга состояния почвы студенты Новосибирского государственного технического университета НЭТИ (НГТУ НЭТИ) начали разрабатывать после запроса от фермеров из Казахстана. Растениеводы сообщили сотрудникам студенческого конструкторского бюро «Прометей», что им необходимо мобильное устройство, которое позволит измерять параметры почвы на полях и в режиме онлайн передавать данные на компьютер. Эти данные нужны для выбора оптимальных сроков внесения удобрений, проведения посевов и обработки культур. Традиционно для этого нужны лабораторные исследования.
«По внешним признакам определить содержание макро- и микроэлементов в почве невозможно», – подчеркивает заместитель начальника органа инспекции Северо-Кавказского филиала Центра оценки качества зерна Марина Патюта.
С учетом масштабов территории Казахстана процесс получения образцов почвы и доставка их в лаборатории требуют большого количества времени, которое важно именно во время посевных работ. В конструкторском бюро «Прометей» разрабатывают устройство, которое позволит получать необходимую информацию непосредственно в поле.
Дистанционная оценка кислотности и щелочности почвы
В настоящее время студенты НГТУ НЭТИ разработали прототип измерительного блока. Прибор включает пять электродов из нержавеющей стали, которые аграрии погружают в грунт. Затем устройство последовательно регистрирует параметры, это исключает помехи между измерительными каналами.
«Температура измеряется терморезистором, влажность – ёмкостным методом на частоте 80 МГц, что позволяет минимизировать влияние растворенных солей и обеспечить достоверность результатов. Электропроводность почвы оценивается кондуктометрическим методом, кислотность (pH) – потенциометрическим, основанным на измерении разности потенциалов между двумя электродами. Содержание макроэлементов – азота, фосфора и калия – определяется расчетным аналитическим методом на основе совокупности измеренных физико-химических параметров», – подчеркнул Александр Синкевич, руководитель проекта, студент 4-го курса факультета радиотехники и электроники Новосибирского государственного технического университета НЭТИ.
Данные о кислотности и щелочности почвы необходимы для точного подбора удобрений, так как от этих параметров зависит способность растений усваивать питательные вещества. Информация о текущем содержании макроэлементов – азота, фосфора и калия – позволяет оценивать точные потребности в удобрениях. В итоге получаемые данные позволяют сохранить плодородие почвы и увеличить урожай, одновременно сокращая расходы на удобрения.
Прототип пробора полностью автономен и обеспечивает беспроводную передачу данных на компьютер. Таким образом аграрии могут анализировать почву дистанционно. Разработчикам предстоит этап полевых исследований, которые необходимы для оценки эффективного расстояния для передачи данных.
Развитие точного земледелия
У нового российского агродатчика хорошие рыночные перспективы. Он будет востребован как доступный автономный прибор для фермеров и небольших хозяйств. Одновременно он необходим для больших цифровых агросистем.
Сегодня российский АПК находится на этапе развития, когда для увеличения урожаев и повышение прибыли необходимо применение технологий «точного земледелия» или «умного земледелия». Чтобы «умная» цифровая платформа работала эффективно, ей нужны точные данные для анализа, которые поступают в режиме онлайн. Именно такую возможность и предоставляет платформа, которую разрабатывают студенты НГТУ НЭТИ.
Технологии «точного земледелия» уже начинают использовать в России. Например, ГК «Прогресс Агро» с помощью ИИ разрабатывает новые схемы подкормки озимой пшеницы для повышения урожайности с одновременным снижением себестоимости зерна. Использовалась программа «Умное сельское хозяйство». Экономический анализ показал, что урожайность на полях, которые возделывались по новой технологии, по сравнению с контрольными выросла на 6%. Рентабельность выросла на 5,3%.
Таким образом, российские IT-специалисты НГТУ НЭТИ разрабатывают доступные технологии, с помощью которых каждый фермер сможет распределять ресурсы с хирургической точностью и предсказывать урожайность. Создается прикладной IT-проект, ориентированный на реальные запросы аграриев, в том числе, из других стран. В частности, он укрепит позиции российской IT-отрасли в Казахстане.
По оценкам экспертов компании «Геомир», российские цифровые решения для сельского хозяйства могут занять до 20% рынка Казахстана благодаря тому, что они хорошо адаптируются к задачам местных сельхозпредприятий. Такие технологические решения будут востребованы и в других странах с большими посевными площадями и низким уровнем цифровизации средних и малых хозяйств.
