Специалисты Красноярского научного центра СО РАН разработали технологии точного земледелия, основанные на использовании данных со спутников и беспилотных летательных аппаратов. Эти технологии позволили добиться существенного увеличения урожайности и уменьшить воздействие на экологию благодаря дифференцированному внесению удобрений. Результаты исследования были опубликованы в журнале « Вестник КрасГАУ».
Растущее потребление природных ресурсов и растущие нужды человека обуславливают необходимость внедрения инновационных решений в сельском хозяйстве. Эти методы должны не только обеспечивать увеличение урожайности, но и сокращать воздействие на экологию. Развитие точного земледелия может стать одним из таких шагов.
Специалисты Красноярского научного центра СО РАН разработали и внедрили на территории ОПХ «Курагинское» технологию дифференцированного внесения удобрений, основанную на данных дистанционного зондирования Земли. Использование информации с высоким пространственным и временным разрешением позволило детально оценивать состояние посевов и полей, а также корректировать нормы внесения удобрений.
В рамках нового метода акцент был сделан на изучении различий в характеристиках почвы и содержании питательных веществ в пределах одного поля. Традиционные агротехнологии не учитывают неоднородность полей, поэтому минеральные удобрения распределяются равномерно по всей площади. Это приводит к их избыточному или недостаточному количеству. Избыточное удобрение негативно влияет на окружающую среду и вызывает стресс у растений.
Специалисты Красноярского научного центра СО РАН разработали карты плодородия, используя данные дистанционного зондирования, чтобы предотвратить это явление. На основе этих карт поля были разделены на зоны с разным уровнем плодородия. Такой подход к зонированию позволяет учитывать особенности каждого участка и вносить ровно то количество удобрений, которое требуется растениям. Оптимальные дозы азотных удобрений определяет разработанное программное обеспечение, которое автоматически рассчитывает их и формирует карты-задания для дифференцированного внесения.
«На участках с пшеницей, участвовавших в эксперименте, было достигнуто более равномерное созревание и улучшилось качество зерна. В отличие от участка, где удобрения были внесены традиционным способом, поле приобрело более однородный вид. Равномерное созревание посевов имеет большое значение, поскольку позволяет проводить уборку в оптимальные сроки и минимизировать риск потерь урожая из-за неблагоприятных погодных условий. Благодаря одинаковой степени зрелости убираемого зерна, улучшаются его качества, что критически важно для последующей переработки. При этом, потребность в удобрениях может быть сокращена на 30% для отдельных полей, а также существенно снижается загрязнение окружающей среды избыточным количеством минеральных удобрений », — подчеркивает Ирина Ботвич, руководитель лаборатории Института биофизики СО РАН.
Благодаря данному подходу удалось улучшить работу агротехнологий и уменьшить различия в составе почвы на обрабатываемых землях. Использование технологии дифференцированного внесения удобрений показало свою результативность, как в плане увеличения урожая, так и в части экономии ресурсов.
«Современные спутниковые и данные, полученные с беспилотных летательных аппаратов, предоставляют агрономам возможность оценить состояние посевов с высоты. Мы учимся рассматривать поле не как однородную поверхность, а как сложную систему, где каждый квадратный метр нуждается в индивидуальном уходе. Это позволяет достичь не только экономической, но и экологической выгоды уже с первого года использования. Спутниковые данные дают возможность эффективно и всесторонне отслеживать состояние посевов, проводить внесение удобрений и пестицидов, а также прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур. Внедрение спутниковых и беспилотных технологий в земледелие – это ощутимый прогресс на пути к устойчивому сельскому хозяйству », — подчеркивает Анатолий Шевырногов, главный научный сотрудник Института биофизики СО РАН, доктор технических наук и профессор.
Подобные разработки способны послужить фундаментом для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Сочетание фундаментальных исследований и промышленного производства будет способствовать ускорению внедрения технологий переработки угля. Данный материал создан при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Десятилетия науки и технологий.
Фотографии и информация предоставлены Службой научных коммуникаций Красноярского научного центра СО РАН