Концепція точного землеробства

Система "точного землеробства" (в оригінальній термінології ргесіsіоn аgrimeture", або "ргесіsіоn farming") є вдалою концепцією "інженерних систем". Інженерна система, за визначенням NSF, являє собою підбір компонентів, проце- сів та обладнання, необхідних для виконання практичних функцій. У даному випадку в її завдання входить отримання максимальної ефективності землеробства: оптимізація врожайності польових культур на конкретній ділянці ґрунту, скорочення витрат на обробіток посівів добривами, пестицидами з детальним обліком параметрів ґрунту і посівів. При цьому технологія точного землеробства дозволяє керувати цими параметрами з високою просторовою точністю, що і відрізняє цю технологію від традиційної, яка базується на середніх показниках.

Точне землеробство, як система, включає дві основні кате­горії: апаратну та інформаційну.

Апаратна частина включає компоненти GPS-приймач і антени, спеціалізовані комп'ютери, різні сенсори (наприклад, маси, вологості), інтерфейсні пристрої, а також контро- лери робочих механізмів, вмонтовані на сільськогосподарських машинах.

Інформаційна частина включає геоінформаційні системи (GIS), тобто спеціалізовані програмні комплекси, які зберіга-ють, обробляють та аналізують великі масиви даних різних і етапів процесу землеробства, які прив'язані до координат І

місцевості.

Роботи, пов'язані з точним землеробством, розпочинають­ся з картографування сільськогосподарських угідь з вико­ристанням систем глобального позиціювання. Використову- ! ють прямий метод (обхід, об'їзд поля і реєстрацію координат і з відповідною частотою), а також метод з використанням ; аерофотознімків, відеозапису або орбітальної фотографії.

Отримана на даному етапі електронна карта поля вводить- _; ся в геоінформаційну систему. У вигляді базової GIS використовують програму Агс View. Це дозволяє отримати базові параметри поля автоматично для наступної прив'язки до визначених координат поля.

Наступним етапом точного землеробства є визначення ха­рактеристик ґрунту на даній ділянці землі. Для цього на кар­ті розміщують сітку взятих проб ґрунту з визначеним кроком (як правило: 1-2 виїмки на гектар). Задані точки визнача­ються на місцевості за допомогою GPS-приймача з точністю до 1 - 3 м, де і відбирають стандартні проби ґрунту, які ана­лізують у спеціалізованих лабораторіях. Дані аналізу стан­дартизовані за форматом зберігання, що дозволяє автоматич­но ввести їх в GIS і визначитися з координатами проб. Вико­ристання вмонтованих процесів апроксимації та інтерполя­ції дає можливість отримати точний розподіл параметрів ґрунту на конкретній ділянці сільськогосподарських угідь у нигляді різних шарів електронної карти.

Таким чином, для кожної культури визначаються пара­метри ґрунту, оптимальні з точки зору врожайності, а також нідомий набір засобів (добрива, пестициди), які впливають на ці параметри. Визначають кількісний та якісний склад за­собів хімічної та біологічної дії на ґрунт у кожній конкретній ділянці поля для отримання заданих параметрів врожайнос­ті конкретної культури. Ці дані вводять в GIS і через стандар­тизований інтерфейс переносять на магнітний носій (флеш-ісарту).

Для практичного застосування процедури точного земле­робства сільськогосподарські машини обладнують GPS-приймачами для точного позиціювання на полі. Крім того, на машини встановлюють обладнання, яке знімає інформацію з флеш-карт, і контролери робочих органів. Доза внесення у і'рунт агента (добрива, пестициди) визначається зміною швидкості руху агрегату, або зміною продуктивності робочо­го органу (наприклад, розпилювача форсунки оприскувача). Програмовані засоби в автоматичному режимі визначають місцезнаходження агрегату на полі, визначають задані для даної ділянки поля кількості внесення агента і керують робо­чими органами машини.

Результат: параметри ґрунту доводяться до оптимальних для даної культури, економія добрив та засобів захисту рос­лин становить близько 40% у порівнянні із звичайною техно­логією, а також спостерігається вирівнювання врожайності по всьому полю.

Аналогічний підхід здійснюється за більшістю можливих параметрів землеробства: частота висівання насіння, внесен­ня гербіцидів та засобів захисту рослин. Подальше статис­тичне опрацювання даних, отриманих за декілька вегетацій­них періодів, дозволяє з великою точністю програмувати врожайність сільськогосподарських культур на конкретному полі з урахуванням впливу кліматичних умов, а також опти-мізувати витрати з урахуванням ринкової кон'юнктури.