Цифровые технологии обследования почв помогают сельхозпроизводителю максимально использовать природный потенциал плодородия почв.
При этом суть цифровых технологий заключается в создании электронного образа местности (поля) в пространстве, каждая точка которого имеет свои «неповторимые» координаты, «привязанные» к пространственным координатам на местности. Каждой точке электронной карты ставятся в соответствие данные по содержанию основных микроэлементов питания в почве, особенностям рельефа, экспликации склона и другие показатели, имеющие важное значение при выращивании с.-х. культуры. С помощью технологий искусственного интеллекта и анализа всех данных, включая погодные, строится имитационная (математическая, программная, информационная) модель роста биомассы заданной с.-х. культуры. На основе этой модели рассчитываются потребности в элементах питания с.-х. культуры для обеспечения и достижения плановой урожайности и план их закупки.
Технологии агрохимического обследования, созданные в прошлом веке, не могут обеспечить требуемой точности и достоверности, так как они основаны на использовании ручного труда и всецело зависят от «человеческого» фактора.
Технология роботизированного агрохимического обследования (RoboAgroSur — robotic agrochemical survey) основана на применении цифровых решений на практике и относится к перспективной технологии IoT. Сначала в роботизированный комплекс (агроробот на базе вездехода) RoboProb загружается электронная карта местности с заранее определенными точками пробоотбора. Roboprob перемещается по полю по заданному маршруту по координатам от одной точки отбора к другой. Конструкция шасси позволяет производить отбор почвенных проб по залежи, по стерне, по вспашке и по вегетации с.-х. культуры. Таким образом, минимизируется влияние «человеческого» фактора, максимально повышается достоверность почвенной пробы при значимом увеличении производительности ее отбора ( в десятки раз).
Цифровые технологии расчета доз минеральных удобрений позволяют, с одной стороны, поставить почве «правильный» диагноз, а с другой — назначить правильное «лечение». Экономический анализ позволяет оптимизировать полученные результаты и выдать рекомендацию, какие удобрения использовать, чтобы платить меньше, а урожай был больше.
Конечно, цифровые обследования почв стоят затрат определенных средств, но после оптимизационных расчетов обходятся фермерам дешевле и заметно экономят деньги на удобрениях уже в первые годы их использования.
В 2019-2020 годах компания «РобоПРОБ» проводила полевые испытания роботизированных комплексов RoboProb на территории нескольких областей ЮФО, ЦЧО и Поволжья. Агророботы отлично себя проявили в полевых условиях. В среднем, выработка на один роботизированный комплекс составила более 100 почвенных проб в день. Каждая почвенная проба получила свои «персональные» координаты. В качестве контроля заказчику демонстрировались точки отбора любой почвенной пробы по выбору. Кажется немного фантастичным, но на огромном поле удавалось легко найти несколько небольших отверстий в почве, которые полностью соответствуют плану отбора проб.
Маршруты отбора почвенных проб загружаются по каждому полю. Движение комплекса от точки к точке производится автоматически, оператор в любой момент может взять управление на себя дистанционно или, находясь на непосредственно на вездеходе. За счет автоматизации процесса отбора почвенных проб для управления всеми процессами пробоотбора не требуется высокая квалификация: комплекс RoboProb может обслуживать человек с навыками управления смартфоном. Агрохимического образования не требуется.
Лаборатория экспресс-анализа RoboLab позволяет в условиях, близких к полевым, получать качественные анализы проб почвы на основные элементы питания N (нитратный и аммонийный), P, K и кислотность почв. Для анализов используется метод капиллярного электрофореза. Оператор производит пробоподготовку и готовит «вытяжку» из почвы на основе дистиллированной воды.
Весь процесс анализа полностью автоматизирован, для работы с лабораторией достаточно уровня подготовки лаборанта с средним образованием. Производительность лаборатории составляет 50 комплексных анализов в день. Для получения данных по микроэлементам почвенные пробы сдаются в государственные агрохимические лаборатории.
На основе данных анализа почвенных проб и координат точек их отбора строится электронная почвенная карта.
На эту основу накладывается слоями дополнительная информация по почвенным индексам NDVI и др., картограммы водотоков и экспликация склонов. В результате анализа данных производится зонирование поля на уровни плодородия почв. По данным агронома о севообороте, плановых данных по урожайности с.-х. культур, наличию минеральных удобрений и возможности их приобретения, также по расчету прогноза урожайности строится карта доз дифференцированного внесения удобрений. Результат выдается в виде SHP файлов для разбрасывателей Amazone и John Deere.
Высокую эффективность роботизированное агрохимическое обследование полей показало при работе с картофелеводами. Агророботы были задействованы в Брянской области (ООО «КФХ Пуцко»), в Московской области (ООО «Совхоз Проводник»). Почвенные пробы отбирались с элементарного участка 5 га. Результаты работы по изложенной технологии даже превзошли ожидания заказчиков.
С 2021 года инновационная технология RoboAgroSur планируется к применению на картофельных полях различных регионов Российской Федерации при масштабах более 40 000 га.
