Тотальная автоматизация, точное земледелие и лазерные пугала: что ждет сельское хозяйство в будущем

Агрокомпании внедряют технологию компьютерного зрения по трем причинам.

Времена, когда фермеры действовали наобум, не зная, каким будет урожай на новой территории, остались в прошлом. Сегодня, прежде чем сажать новую культуру, агрономы проводят настоящую разведку: анализируется климат, состав почвы, влажность, количество возможных вредителей и сорняков, прогнозируется объем осадков, температура, влажность и другие параметры. Сбор данных не прекращается и после того, как поле засеяли – нужно контролировать показатели на каждом этапе производственного цикла.

Чем раньше агрокомпания узнает о каком-то негативном факторе, тем проще решить проблему и минимизировать урон для урожая. Поэтому сейчас в точном земледелии стараются внедрять больше предиктивных технологий на основе анализа Big Data. Например, российская система «Агроаналитика» обрабатывает данные с датчиков на комбайнах, а также сканирует поля и почву. Благодаря машинному обучению технология помогает агрономам с прогнозом погоды, урожайности и оценкой цикла развития растений.

Важная составляющая любой предиктивной системы – это мониторинг состояния полей. Контролировать, что происходит на территории в тысячи гектаров, вручную невозможно. Поэтому агрокомпании используют БПЛА с системами компьютерного зрения. Дроны делают панорамную съемку территории, а также подлетают на труднодоступные участки. Все фото затем собираются в единую цифровую карту – по ней агрономы видят, где растения чувствуют себя хорошо, а где нужно убавить полив или решить проблему вредителей. Помимо этого, беспилотникам дают и другие функции – например, локальную обработку побегов.

С каждым годом доля ручного труда в АПК сокращается. Компании внедряют автоматизирующие технологии практически на всех этапах производства. Например, фермеры, которые работают в засушливых регионах, часто сталкиваются с тем, что для эффективного выращивания растений им не хватает воды и полезных веществ в почве. Поэтому компании активно тестируют новые методы выращивания культур – например, гидропонику. В этом случае вместо почвы используется вода, обогащенная питательными веществами. При этом все процессы контролируются автоматикой. Так, в проекте iFarm IT-система сама регулирует необходимую температуру, влажность и подает питание на гидропонные установки.

Автоматизация также помогает увеличивать урожайность разных культур. Например, для производства семенного картофеля в научно-лабораторном комплексе агрохолдинга «Дары Малиновки» создали агробокс с IT-системой, которая регулирует освещение, влажность, температуру, интенсивность полива и подачу питательных веществ. Управлять настройками можно через мобильное приложение, которое интегрировано с Telegram-ботом. Через него система оповещает сотрудников лаборатории о любых отклонениях или изменениях в работе.

Для того, чтобы собрать хороший урожай, нужно отпугивать вредителей. Против насекомых и сорняков помогают различные обработки, но с птицами справиться уже сложнее. Например, в штате Нью-Йорк около 16% посевов сахарной кукурузы ежегодно уничтожаются птицами. К классическим методам отпугивания пернатые уже давно привыкли. Поэтому в США несколько лет назад разработали лазерные пугала. Одна такая установка способна покрывать зелеными лучами территорию в радиусе 185 метров. Точный механизм, по которому птицы сторонятся лазера, пока неясен. Некоторые ученые считают, что мозг птицы воспринимает луч как твердый объект, который нужно обогнуть. Ясно одно – метод вполне работает, и его можно применять на практике.

Наконец, автоматизация нужна даже тогда, когда урожай уже созрел и собран. Осенью все, что было выращено непосильным трудом, нужно либо оперативно продать, либо отправить на хранение. Есть растения, которые не требуют специальных условий – это, например, пшеница или рапс. А, например, с картофелем дело обстоит ровно наоборот – этой культуре нужно, чтобы соблюдались нужная температура, влажность, уровень углекислого газа и другие параметры. Поэтому компании строят овощехранилища, в которых микроклимат контролируется и поддерживается IT-системой. Например, при закладке на хранение в нашем агрохолдинге автоматика плавно понижают температуру картофеля на 0,5 градуса каждый день. За счет этого урожай может храниться до 9 месяцев.

Планируется, что совокупные расходы на умные технологии в сельском хозяйстве к 2025 году увеличатся до $15,3 млрд. При этом на разработки с искусственным интеллектом к 2026 году компании будут тратить до $4 млрд. Сейчас в отрасли наблюдается определенный технологический разрыв между производителями. Главная причина — в высокой стоимости новых решений. У частных хозяйств просто не хватает бюджетов для тестирования и внедрения автоматизации.

Есть надежда, что со временем это изменится. Так как многие технологии постепенно становятся более массовым и доступными, можно предположить, что через 5-10 лет полноценный доступ к ним получат не только крупные компании, но и частные фермеры.

В будущем показатели урожайности должны стать еще выше — не только за счет внедрения гидропоники и агробоксов, но и благодаря генной инженерии. Уже сейчас агрокомпании выводят устойчивые к вредителям и погодным аномалиям сорта, которые при тех же условиях дают на 20-40% больше урожайности, чем прошлые поколения.

Наконец, еще сильнее сократится доля ручного труда. Например, механизаторы, возможно, больше не будут сидеть в кабинах комбайнов. Вместо этого они перейдут в разряд удаленных операторов, которые смогут контролировать работу одновременно нескольких машин.

Мировое сельское хозяйство уже сделало большой рывок в развитии, и есть все основания утверждать, что в будущем эта ниша станет одной из самых быстрорастущих с точки зрения внедрения технологий.