Николай Абрамов: «Цифровые технологии в АПК – как космический корабль, только сложнее…»

В феврале этого года исполнилось 10 лет рубрике журнала «Нивы России», в которой мы рассказываем о цифровых технологиях в аграрном деле. За это время от первоначального названия «Точное земледелие» она изменилась на «Цифровое земледелие», отражая развитие этой важной для аграрного производства темы. В этот период задачей цифровизации сельского хозяйства всерьез занялись и государство, и аграрная наука, и сами аграрии.

Сегодня мы беседуем с профессором, доктором сельскохозяйственных наук, заведующим кафедрой почвоведения и агрохимии Тюменского государственного аграрного университета Николаем Абрамовым. Именно с ним мы начинали знакомить наших читателей с основами точного земледелия еще десять лет назад.


– Николай Васильевич, что в настоящее время мы понимаем и включаем в это понятие?

– Сейчас уже мы всё реже и реже используем термин «точное земледелие», сегодня это уже цифровое земледелие, когда элементы спутниковой навигации и цифровые технологии присутствуют в каждом технологическом процессе аграрного производства.

И мы говорим уже о системе земледелия цифровых технологий, переход к которым содержит несколько последовательных этапов.


– Как лично Вы и другие ученые в Тюменском аграрном университете участвуете в развитии цифровых технологий?

– У нас организован областной Центр точного земледелия, это рабочая группа ученых, которые исследуют и помогают аграриям внедрять эти инновации, начиная от первого подготовительного этапа и заканчивая уборкой, переработкой, то есть, задействуя все технологические процессы, которые выполняются в растениеводстве.


– Какое место в общей цифровизации занимает система точного земледелия? И что она собой представляет?

– Точное земледелие – это инновационные технологии, отражение современной науки в аграрном секторе, в отрасли растениеводства, и передовой момент технологического процесса на сегодняшний день. Мы разработали математическую модель почвообразовательного процесса, по которой можно определить изменения того или иного фактора почвенного плодородия, которые влияют на формирование урожайности в агроценозе. Создали модель плодородия почвы, в которой опытным путем определили ее параметры – агрохимические, биологические, водно-физические свойства. Используя эти данные, мы сформировали рекомендации, чтобы от почвы была максимальная отдача. Это первое, с чего необходимо начинать переход на цифровые технологии, определить параметры, с которыми мы должны работать, чтобы возделывать культурные растения. Вторым шагом перехода к цифровизации производственных процессов нужно выяснить, что же может дать наша матушказемля, когда находится в оптимальном состоянии для продуцирования агроэкосистем. Таким образом формируется электронный образ полей.


– Зная все параметры, что будет делать руководитель хозяйства далее?

– А дальше необходимо стремиться к цифровизации технологических процессов, которые должны иметь системность. Начинать надо с оцифровки сельскохозяйственных сельхозугодий: устанавливаем границы, рельеф, площадь полей, с привязкой к географическим координатам. Кстати, сравнивая с классическими методами уточнения площадей, расхождения в данных доходят до 10%. Поле редко бывает правильной формы, широкозахватная техника не может заехать в каждый уголок.


 

Для этого мы приобрели беспилотный летательный аппарат, с использованием которых оцифровка полей проводится более оперативно и точно. Производственники заинтересованы не в классическом методе, и даже не в космоснимках, на которых возможны неточности, так как спутник фотографирует идеально только тогда, когда участок расположен строго перпендикулярно под ним.


– Имея цифровые карты полей, что делаем теперь?

– Следующим этапом идёт корректировка полей, вносится история поля по севооборотам, все накладывается на карту, учитывая новые данные, с использованием программ поле разбивается на элементарные участки. После этого необходим мониторинг состояния плодородия почвы. Для этого создаются агрохимические картограммы, не в среднем на поле, а по каждому элементарному участку проводится отбор почвенных образцов и агрохимический анализ для составления картограмм.


 

Это дает возможность оценить состояние плодородия почвы не по полю, а по участкам, и организовать дифференцированное внесение минеральных удобрений в режиме оффлайн. Для этого составляется карта заданий и можно вносить удобрения – эффективно и экономно.


– Итак, с цифровой картой уже начали сезонные работы с почвой и культурами, какие важные процессы еще цифруем?

– Один из важнейших – это защита растений. Программное обеспечение бортового навигационного компьютера решает вопросы параллельного вождения опрыскивающих агрегатов, точность внесения пестицидов с учетом скоростного режима, отключение форсунок при повторном заходе на уже обработанные посевы.

Цифровые приборы здесь позволяют строго соблюдать технологическое соблюдение норм. Если по старой технологии механизатору отрегулировали, к примеру, норму средств защиты растений для скорости движения опрыскивателя до 15 км/ч, и он опрыскивает, но может не выдерживать норму из-за рельефа поля, например. А в автоматическом режиме, если опрыскиватель приостанавливается, то давление в системе снижается или отключается подача по необходимости. Это увеличивает производительность, снижает усталость механизатора, дает возможность работать в ночное время, выполняя опрыскивание в оптимальные сроки для культурных растений.


 

И при работе с жидкими удобрениями, и на любой другой технологический процесс мы накладываем элементы точного земледелия, используем системы спутниковой навигации. Сейчас в стадии разработки находится решение по внесению органических удобрений, оно достаточно сложное технически, но тоже будет востребовано. Так что, полная цепочка подхода к выполнению технологических операций определена, установлена и разработана.


– На Ваш взгляд, насколько готовы вкладываться аграрии в новые технологии, что особенно популярно у производственников?

– Многое, что было 10 лет назад еще на грани фантастики, сейчас уже стало обыденным, например, параллельное вождение, которое тогда преподносили как нечто удивительное. Сейчас оно стало доступным, применяется уже практически везде. А ведь это – производительность, точность. На втором месте – внесение минеральных удобрений, когда до 56% может быть экономия. Когда в итоге смотришь на выровненное поле, где все растения одного роста и цвета, значит, что они находятся в одинаковых условиях, дают одинаково хорошую урожайность – душа поет!


– Какие еще преимущества дают цифровые технологии производству?

– Данный уровень разработок позволяет использовать космические системы во многих технологических процессах. Это экономит расход посевного материала, топлива, удобрений, гербицидов, фунгицидов. А еще – обеспечивает выполнение полевых работ в оптимальные сроки, комфортность в работе, творческий подход не только агрономической службы, но и механизатора. Венцом всего этого, конечно, является экономика при условии сохранения плодородия почвы. На данном этапе мы рассчитали природный потенциал Зауралья и биопотенциал культур по фото-синтетической активности радиации, например, для яровой пшеницы он составляет 13,74 т/га. После этого определили действительно возможную урожайность при необходимом уровне влагообеспеченности и теплообеспеченности, для яровой пшеницы она составила 8,2-8,3 т/га. Это уже недалёкое будущее, и даже уже реальность в некоторых хозяйствах. Видите, цифровые технологии в АПК – это как космический корабль, только сложнее.


– А насколько «космические» цены на цифровизацию аграрного производства, и как это окупается?

– Достаточно быстро, всего за 0,3 месяца. Сейчас, когда применяем на всех этапах, от весеннего боронования, далее – на посеве, при внесении удобрений, защите растений…


 

– Что доступно нашим аграриям для выбора – импортные или российские программы?

– Фирм-производителей много, но мы работаем с российскими. И рекомендуем работать с одной выбранной конкретной фирмой. Были случаи, когда покупали одно – у того производителя, другое – у другого, и все вместе это не работало.

Советуем выбирать те фирмы, кто ведут сопровождение – регулировку, настройку.

И так как другого или обратного пути, кроме как цифрового, у сельского хозяйства нет, надо четко определиться, с какими специалистами и оборудованием работать. Сейчас даже на уже имеющуюся технику, например, нашу российскую сеялку поставь систему – и она будет работать круглосуточно через бортовой компьютер.


– А новая техника уже сразу «умная»?

– Да, современную технику делают сразу с агронавигаторами, сейчас уже всё устанавливают на заводе, многие с бортовыми навигационными компьютерами идут, а дополнительные опции можно доустановить. Более сложные, где нужны специальные программы для конкретных целей. Например, по регулированию давления в опрыскивателе надо дополнительную программу. Или что-то другое, в зависимости от цели. Но в целом, чем интенсивнее будем использовать техническую составляющую, тем она быстрее окупится.


 

– На наш взгляд, у государства другой взгляд на цифровизацию, далёкий от полевой практики. Как считаете?

– Действительно, здесь важно, для кого – что. Для начальника областного уровня, чиновника – это одна функция, ему тонкости производственных операций не нужны, для руководителя хозяйства – уже другая, для самого исполнителя – третья. От разницы целей и разные уровни сложности. Если механизатору нагрузим все, что ему вообще не нужно и непонятно, получим только негатив, а ему надо просто кнопку нажать, чтобы переехал на это поле, и сделал качественно работу.


– То есть, разная цифровизация получается?

– Действительно, у каждого своё понятие. У нас оно означает, что мы более точными стали в технологических операциях, так как производство основано на точных цифрах. Например, нам надо высеять 1,5-2 центнера, а сейчас мы знаем более точно, что нужно 1,73 ц/га. В конечном итоге, построили философскую модель: где на начальном уровне – сбор информации, далее – ее аналитика, затем – выработка решений и выполнение, ну и в итоге – экономика или результат. При этом контроль заложен на всех уровнях.


– Таким образом, снижается человеческий фактор, уменьшается потребность в кадрах, а те, кто остаются, должны в этом всем хорошо разбираться?

– Это, действительно, вопрос, и его решать необходимо очень основательно. У нас в вузе для подготовки магистров есть программа «Инновационная технология в растениеводстве с использованием космических систем», так что, мы готовим таких специалистов.


 

– Аграрии успевают осваивать, что предлагают разработчики? Или рынок гонится за спросом от производства?

– Сегодня мы знаем несколько уникальных современных хозяйств, где высокий уровень специалистов, и они активно ищут лучшие для себя решения. У них есть задача, потребность, есть много вопросов, но, к сожалению, пока не много таких. Последние 2-3 года мы занимаемся повышением квалификации аграриев – руководителей, специалистов. И уровень очень разный у них: в один район приедешь – вопросы конкретные задают, а в другом говорят, что мы сказки рассказываем.

Первые шаги по освоению цифповых систем мы делали у себя в учебно-опытном хозяйстве. Проводили опыты в Свердловской области на базе СПК «Калининский», у нас в Упоровском районе на базе Агрофирмы «КРИММ»… Добиваемся того, чтобы рентабельность производства увеличилась в связи с переходом на точное земледелие.


 

– А ещё через 10 лет как, на Ваш взгляд, изменится сельское хозяйство, благодаря цифровизации? Станет полностью беспилотным и автоматизированным?

– Помните старый фильм, где агроном мечтала, что в будущем станет сидеть на краю поля и регулировать все операции? А сегодня это – реальность. Очень быстрыми темпами идёт интеллектуальное развитие в аграрном секторе, и результаты мы все видим.

Как основа – подготовка кадров, без человека все же ничего не получится, он останется для контроля обязательно. И, конечно, материально-техническое оснащение, чтобы аграрная практика к науке была ближе, чтобы все эффективно работало. И все цифровые технологии, какие бы они ни были гениальные, должны быть простыми и удобными в использовании.