Умное сельское хозяйство

Умное земледелие может увеличить общий доход фермерских хозяйств до 20%. В этом помогут технологии Интернета вещей. Соответственно, будут решены многие проблемы, с которыми сталкиваются фермеры-управленцы.


Задачи «умного» сельского хозяйства


По статистике Росстата, почти 25% приобретенных фруктов, 15% мясных консервов и 20% картофеля и муки оказываются не востребованными российскими потребителями и отправляются в мусорные баки. Такова же участь от 3% до 6% йогуртов, колбас, хлеба и молока. По оценкам ООН, порядка 1,4 млрд тонн пищевых продуктов во всем мире оказываются в мусорном баке. В Северной Америке и Европе этот показатель более высок (115 и 95 кг выброшенной еды на человека в год соответственно), чем в России (56 кг).


Порядка 40% продуктов в развивающихся странах оказываются в мусорных контейнерах еще до того, как достигнут прилавка магазина. Виной тому – порча продукции. Это происходит на фоне острых проблем с голодом: каждый седьмой житель планеты голодает (1 млрд из 7 млрд). В то же время из-за роста численности населения планеты вырастет потребность в продовольствии: примерно на 70% к 2050 году. Дело в том, что население Земли уверенно растет, к тому же растут потребности людей в потреблении калорий.


Нехватка экспертов


Низкая рентабельность и привлекательность отрасли отпугивает экспертов от работы в сельском хозяйстве квалифицированные кадры. В итоге возникает следующая проблема.


Низкая эффективность


Выращивание агрокультур затрудняется из-за низкой эффективности труда. В результате фермеры теряют продукцию, образуются отходы, а борьба с вредителями оказывается непродуктивной. Это приводит к потере продукта, отходам и скорой порче товара. Чем меньше квалифицированных кадров – тем хуже результаты работы фермерского хозяйства. С другими проблемами сталкиваются владельцы животноводческих хозяйств. Задача таких ферм – достижение высоких показателей надоев, получение мяса лучшего качества, сбор шерсти и т.д. Только эксперты в состоянии скорректировать питание, выгул и содержание животных, чтобы не допустить болезней или грамотно провести профилактику.


Риски для урожайности


Основной риск для растениеводческих ферм – длительные периоды между посевом и уборкой урожая. Аграрии не застрахованы от не урожайности и от колебаний цен на продукцию. Возможно, в сезон уборки цена на агрокультуру окажется ниже ожидаемой, что приведет к неплановым убыткам. Схожий ущерб несут владельцы животноводческих ферм. Период между рождением животного и его убоем длителен. Хотя стоимость мяса более постоянна, чем агрокультур. К тому же в животноводстве риск «не урожайности» практически исключен.


Решения проблем


Успех земледелия зависит от использования новых технологий. Преимущества для фермеров очевидны:

- Повышенная эффективность бизнеса;
- Более прогнозируемый доход;
- Более точное планирование.


Агрокомпании в итоге наращивают рентабельность бизнеса, повышается популярность отрасли и решают будущие задачи.


Растениеводство


Наблюдения

Подбор сельхозугодий – важный фактор успеха. В анализе почвы помогают различные датчики. Фермерам необходимо спланировать расположение агрокультур так, чтобы обеспечить благоприятное соседство, выбрать подходящее время посева и сбора. Такие процессы, как полив, борьбу с сорняками и вредителями и созревание позволяют контролировать IoT-датчики.


Сбор данных

Спутники, легкомоторные самолеты и беспилотные дроны используют технологии сканирования: спутник передаёт изображения с разрешением 0,5-10 м. Дроны и удаленно пилотируемые воздушные аппараты способны снимать изображения разрешением до 2-10 см. Камеры, которыми оснащены летательные аппараты, могут передавать снимки в тепловизионном, инфракрасном и обычном спектрах.


Преимущества дронов заключается в том, что они могут сканировать до 400 га площади за час полета, поэтому они идеально подходят для крупномасштабного сельского хозяйства. К тому же БПЛА – незаменимые помощники в сборе данных об уровне влажности почвы и воздуха, содержании хлорофилла в агрокультурах и обнаружении сорных растений.


IoT-датчики, прикрепленные к сельхозтехнике или воткнутые в почву, в арсенале фермеров также незаменимые помощники. Они измерят электропроводность, влажность, кислотность почвы, спрогнозируют микроклимат территории с учетом многолетних статистических данных. Всю аналитику о почве и ее составе можно получить от автономных или управляемых агроботов.


Выращивание

От уровня использования автоматического оборудования зависит уровень использования ручного труда. Чем больше автономных или дистанционно управляемых машин – тем меньше устают люди. Один человек удаленно может управлять сразу несколькими машинами. Экономия топлива заметна у управляемых тракторов, которые могут выбирать оптимальный маршрут. Аналитика поля позволяет исключить несвоевременную уборку урожая. Тракторы работают только по необходимости. Например, один из производителей тракторов сообщил о снижении расхода топлива на 40%.


Сады извлекают выгоду, экономя на внесении удобрений и средств химической защиты. Машины рассчитывают необходимую дозировку для каждого участка и гарантируют индивидуальный подход к внесению химикатов. Это позволяет значительно сократить потребление удобрений до 99,9%. Кроме того, агроботы могут также обнаруживать сорняки и удалять их с поля. Еще одно преимущество автономной техники малого размера состоит в минимизации ущерба для почвы.


Сбор урожая

Технологии машинного зрения, которыми оснащена техника, позволят оценить качество и безопасность собираемого урожая, снизить уровень отходов. Технологии мониторинга хранения продуктов питания позволяет создать такие условия, в которых появление плесени или вредителей сведено к минимуму.


Животноводство


Жизнеспособность

Датчики и устройства для «умного здоровья», могут проверять несколько животных, выявить их физиологическое состояние.

К случаям индивидуального мониторинга животных относятся:

- Экипировка свиней акустическими датчиками. Эти датчики могут указывать на респираторную болезнь.
- Оснащение хвостов крупного рогатого скота датчиками. Устройства подсказывают лучшее время для вязки. Датчик отправляет SMS-сообщение фермеру. Это снижает коэффициент смертности.
- Использование внутренних датчиков для крупного рогатого скота. Датчик температуры находится в желудке коровы. Он активируется только при повышении температуры или кислотности. Это позволяет фермеру немедленно распознавать болезни.


Мониторинг

Важно отслеживать местоположение крупного рогатого скота. Датчики местоположения и GPS-сопровождение помогают в этом. Дроны же пока не доказали свою эффективность, но они могут находить потерявшихся животных.


Обработка данных

С использованием данных о поголовье скота и продукции животноводства можно более точно составлять планы развития фермы. Это максимизирует прибыль и снижает нагрузку на животных. Автоматические доильные машины, к примеру, используют индивидуальный подход к каждой корове. Это приводит к увеличению надоев в среднем до 10% и увеличивает продолжительность жизни животных.


Однако при создании решений в области «умного» сельского хозяйства необходимо учитывать основные проблемы для будущих пользователей:

- Экономически неэффективный или слишком высокий объем инвестиций;
- Масштаб решения слишком велик или мал для размера или специфики фермы;
- Решение слишком сложное.