В основе «точного земледелия» лежат следующие взаимосвязанные компоненты:
- Современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовым компьютером (умная техника).
- Приборы точного позиционирования на местности.
- Аппаратное обеспечение для ДЗЗ, включающее системы спутниковой навигации, беспилотные авиационные системы, а также технические системы, обеспечивающие обработку посевов, внесение удобрений и другие операции.
- Специализированное программное обеспечение для агроуправления, позволяющее автоматизировать сбор и анализ информации, выполнять точные расчеты различных сельскохозяйственных показателей, получать оперативную и точную информацию о границах сельхозугодий, высотах и уклонах площадей, состоянии биомассы посевов, обеспечить поддержку прецизионного выполнения сельскохозяйственных работ.
В основе прецизионного/точного земледелия лежит многофункциональное использование точных пространственных данных о границах полей (земельных участков) и геопривязанной информации о состоянии плодородия и урожайности полей, состоянии биомассы на определенный период времени и других данных. Эти показатели определяются с помощью технологий: системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС), географических информационных систем, аэрофотоснимков и снимков со спутников, а также снятых специальными датчиками данных.
Для анализа и работы с такими данными используются цифровые карты и карты-схемы. Составляются точные карты полей с подробными характеристиками: химический состав почвы, уровень влажности, угол наклона относительно горизонта, наличие других объектов (лесов, водоемов, промышленных предприятий, жилых домов, дорог и т.п.), карты урожайности. Подробная карта лежит в основе информационно-компьютерных технологий точного земледелия для организации производственного процесса с минимальной негативной нагрузкой на окружающую среду.
Один из сдерживающих факторов развития сельского хозяйства – это неоднородность качества почвы в пределах каждого из полей севооборота, которая является одной из объективных причин неравномерной продуктивности.На одном и том же поле могут быть разные условия для развития растений.
Основной целью точного земледелия является максимальный урожай продукции с каждого участка поля с условием высокого качества при минимальной себестоимости. Этого можно достичь только тогда, когда на всех участках поля для растений созданы наиболее оптимальные условия. Чтобы это реализовать на практике, одних карт мало. Нужны не только спутники и компьютеры, требуются «умные» сельхозмашины, орудия и агрегаты, оборудованные электронными приборами, которые смогут работать с картами.
Для того чтобы техника стала «умной», она должна поддерживать:
- прецизионную навигацию,
- функции параллельного вождения,
- подробное документирование выполняемых операций (сбор в геопривязке показателей с датчиков),
- быть оборудована системами беспроводной передачи данных,
- способна выполнять дифференцированную работу (сев, внесение удобрений и СЗР и др.),
- поддерживать стандарт ISOBUS.
С помощью специальных датчиков, например, собираются данные об обработанной площади, удельном весе урожая на каждом участке поля и прочее. Собранные данные анализируются, составляются электронные карты урожайности, которые ложатся в основу инструкций и заданий для выполнения других технических операций, например, внесения удобрений перед следующей посевной.
Современные производители – Ростсельмаш, John Deere, Claas, NewHolland, Case IH, Fendt и другие выпускают сельхозтехнику уже оборудованную всеми необходимыми техническими средствами. Морально устаревшую технику также частично можно превратить в умную, оборудовав системами навигации, параллельного вождения и дисплеями (бортовыми компьютерами). На рынке представлен широкий выбор совместимых дисплеев от различных производителей: Trimble, John Deere, AgLeader, TopCon, Raven, PrecisionPlanting, Kverneland, Müller-Elektronik.
На основе различных электронных карт (карты урожайности, химического состава почвы, состояния NDVI и др.) агрономами или агроаналитиками создаются точные задания для техники: сколько необходимо внести семян, удобрений, средств защиты растений на каждом отдельном участке поля. Эти инструкции загружаются в бортовой компьютер выезжающей в поле сельхозмашины. С помощью системы глобального позиционирования умная техника «видит» на каком участке поля она находится, и в каком объеме надо выполнить работу, а установленные датчики и исполнительные механизмы обеспечивают нужную дозировку.
Таким образом, к основным технологиям точного земледелия можно отнести:
- Картирование на базе GPS (ГЛОНАСС) и бортовые дисплеи.
- Автоматизированное управление техникой и прицепными устройствами и GPS-навигацию.
- Дифференцированную работу на полях: сев, внесение удобрений и СЗР.
- Мониторинг и картирование урожайности.