Агрометеонаблюдения, как часть большой системы

Отныне стратегию растениеводства в нашем регионе будут выстраивать на новый лад, опираясь на агрометеонаблюдения. Однако этот новый инструмент – лишь часть большой системы, которую сегодня в мире еще никто не построил полностью. Алтайский край находится в начале этого пути. Что нам предстоит сделать, а главное, что это даст отрасли в практическом плане, пояснил куратор проекта в регионе, профессор АГАУ Владимир БЕЛЯЕВ. Беседа состоялась в ходе недавней поездки ученого и слушателей профильного курса АИПК на поля «Учхоза «Пригородное», где сегодня работает одна из агрометеостанций.  

К слову, сбор агрометеоролических данных ведется в нашем регионе уже второй год. В дальнейшем исследования будут проанализированы и положены в основу новых рекомендаций аграриям. Приоритетный проект просубсидировали из краевого бюджета. В нынешнем 2022 году начался первый, полноценный этап внедрения. Четыре станции, запуск которых был произведен в 2021 году, стали «нулевым» этапом. Этим летом данные аккумулируются уже более чем с 30 станций во всех агроклиматических зонах региона.

На цифровые рельсы

- Владимир Иванович, цифровизация аграрной отрасли – это такой клубок вопросов, распутать который может далеко не каждый.  Внесите, пожалуйста, ясность.

- Изначально цифровые технологии осваивались нашими аграриями стихийным образом. На рынок приходили новинки: технические и технологические решения, попадали в руки наиболее передовых хозяйств, а те старались самостоятельно их внедрять.

Сегодня во всей России поставлена приоритетная задача – систематизировать все эти моменты. Для этого был запущен федеральный проект «Цифровое сельское хозяйство», в котором Алтайский край стал пилотным регионом. Проект подразумевает создание и интегрирование всех цифровых технологий в АПК в одну сеть.

Головным центром станет «Национальная цифровая платформа управления сельским хозяйством». На этот сервис будут завязаны все потоки информации, которые будут поступать с полей и ферм, зерноскладов и так далее. Речь идет про статучетность принципиально нового уровня, но это далеко не все.

Во-первых, это позволит владеть всей информацией, поможет сельхозтоваропроизводителям принимать управленческие решения и постепенно совершенствовать свои агротехнологии. Во-вторых, платформа поможет осваивать лучшие технические решения, которые сначала будут проходить апробацию и затем доводиться до широкого круга сельхозтоваропроизводителей.

- Что именно сегодня делается в рамках федерального проекта «Цифровое сельское хозяйство»?

- Приоритеты здесь определены: прежде всего мы должны нарастить производительность труда в сельском хозяйстве. Поднять вдвое. Это вполне реально и мы знаем, каким путем здесь идти. Второе направление – нужно сокращать затраты на управление агробизнесом, как раз новые цифровые платформы позволят упросить многие процедуры. Третий из элементов – это снижение производственных затрат. Ряд возможностей открывает здесь точное земледелие, дифференцированный посев и внесение удобрений с применением датчиков. Также внедряется ряд новых решений в управлении техникой, вплоть до автоматизации.

Техническое оснащение нашей отрасли выросло и серьезно – до 17 млрд рублей в год. Таких вложений не было прежде никогда. С другой стороны ситуация уже изменилась. Отрасль определенным образом просядет в связи с политической  обстановкой. Объемы поставок зарубежной техники уже серьезно снизились, но это также открывает большие возможности, в том числе для наших сельхозмашиностроителей. Только в Алтайском крае работает 30 предприятий, и мы уже своими силами закрываем часть вопросов в плане импортозамещения, но многое еще предстоит сделать.

Почти во всем мире сейчас проблема – продать технику, а у нас - произвести и купить. Все это займет определенное время и потребует вложений. Но эти вопросы так или иначе будут решаться, путем инвестиций и разработки проектов.

Понять погоду

- Теперь об агрометеонаблюдениях. Какое место они занимают в цифровизации отрасли, как работают станции и какой профит даст аграриям их применение?

- Сами по себе автономные агрометеостанции – это только точки сбора данных, которые они получают от датчиков. Те, в свою очередь отслеживают такие параметры, как температура и влажность воздуха и почвы, скорость и направление ветра. Есть еще фотофиксация развития растений и наличия вредителей. Таких датчиков может быть сколько угодно много. Станции ловит сигналы от них в радиусе 25 км.

Эта технология позволяет удаленно следить за ситуацией на полях, планировать текущие полевые работы. Но это тактика, а стратегия шире. Эти данные не только приходят на телефоны руководителей хозяйств, но также стекаются в единый центр обработки. Информация уже сегодня поступает на сервер и архивируется. У меня есть выход на эту базу данных, а по окончанию сезона мы начнем работать с этой информацией – делать анализ, на основе которого будут разрабатываться первые модели технологий возделывания культур с учетом широкого круга факторов.  

Всего станция фиксирует до 13 параметров, но что из этого может использовать аграрий сейчас: направление ветра, температуру, осадки и влажность почвы. Все это можно узнать и так – в интернете в телефоне. Основная ценность этой информации в будущем.

- Что именно это даст эта система в будущем?

- Мы будем фиксировать эти показатели и сможем лучше видеть, как идет развитие растений, а также влагопотребление и испарение. Так мы сможем понимать, как осадки в наших условиях влияют на динамику развития определенных культур.    
В числе прочего станция может измерять влагу в разных слоях почвы – допустим, на глубине 30, 60 и 90 см. Мы же не знаем точного запаса влаги, который есть, допустим, в метровом слое. Промежуточные точки могут дать более точную цифру, после чего можно посмотреть данные со спутника и через эту корреляцию понять более-менее точные влагозапасы. И весной аграрий уже будет знать, что на этом поле у него такой-то влагозапас.

Другой момент – температурный режим, его фиксация позволит определить сроки размораживания почвы, и более точно знать время сроков сева, а также сроки созревания. Аграрии прекрасно знают, что сдвиг в сроках сева на два-три дня дает разницу в центнеры. Правильно выбрать сроки, подобрать норму высева – это уже серьезно влияет на конечный результат.

В целом сочетание температур и осадков – это важнейший показатель, который определяет потенциал плодородия. Каждая из культур требует определенного набора влаги и температуры. От погоды зависит до 50% урожая. Но понять динамику ее изменений можно…

- Интересно, каким образом?

- Понятно, что условия в сельском хозяйстве изменяются год от года, но изменяются они в определенных пределах. Когда мы накопим достаточно данных, а именно захватим засушливый год, переувлажненный год, промежуточные годы, мы будем изучать именно то, что у этих лет осталось общего, а с другой стороны, узнаем, что именно и насколько менялось. И вот когда мы охватим весь спектр условий, тогда мы сможем строить достоверные прогнозы и можно будет планировать агромероприятия в этих пределах гораздо точней.

Зная эти пределы, сельхозтоваропроизводитель со своей стороны сможет корректировать свои агротехнологии и будет понимать, какие культуры ему рентабельней возделывать в его условиях. Кто-то работает с минимальной обработкой, кто-то с глубокой – водный режим при этом меняется. Эта технология даст ответ на многие вопросы.

Самое главное, что мы будем знать это по всем нашим агроклиматическим зонам. Это наша большая работа на перспективу, и в дальнейшем она позволит использовать наш агропотенциал почти вдвое лучше. Мы действительно недоиспользуем многое, потому что не знаем точно, чем владеем и чего не хватает.  Внесем коррективы в наши рекомендации. Когда мы увидим картину в многолетнем плане – поймем, что следует делать, чтобы поднять эффективность отрасли, и как нам корректировать стратегию нашей полевой кампании.

Даже по одной станции на район, если каждая будет принимать сигнал, скажем, от 10 датчиков – это уже 600 полей. Это уже хорошая выборка: разные сроки, разный состав почвы, разные агротехнологии. Мы сможем увидеть, что вложили и что получили в тех или иных условиях. Тогда лучшее из зафиксированного, то есть лучший опыт, мы сможем масштабировать на схожие условия.

Что говорить, средний показатель – 15 ц/га зерна – откровенно низкий урожай на сегодня. Технологии шагнули далеко вперед. Мы сегодня используем наш агропотенциал на 50% – не больше.

Многофакторная система

- Правильно ли я понимаю: станция посчитает сумму температур и влаги за год на отдельном участке, а если на этом поле сделать еще и анализ почвы – узнать сколько в ней микроэлементов – вкупе это даст понимание, каким ресурсом располагает земля, а затем, взяв эти данные за отправную точку с учетом вносимых удобрений и погодных факторов, вообще можно прогнозировать урожай в пределах небольшой погрешности?

- Верно. Но для этого нужно увязать друг с другом массу процессов, только тогда все неизвестные в уравнении станут известны.

- То есть агрометеонаблюдения – это только часть системы. Допустим, по агрозонам нашего края работает ЦАС «Алтайский», который занимается анализом почвы – это другая ее часть?

- Разумеется, агрохиманализ – также часть многофакторной системы. Общий принцип закладывался еще во времена СССР. Другое дело, что технологический уровень тогда был совершенно другим. Не было таких возможностей как сейчас, не было приборной базы. Эти вещи требуют единой системы, а у нас здесь раздробленность – одни отвечают за это, другое за то – неудобно. Нужно все это объединять.

При этом никто во всем мире еще не построил эту многофакторную систему полностью. Многие пытаются за счет ограниченного количества факторов получить прогнозные модели, но они все равно неполноценны из-за недостаточной выборки. Для этого нужна полная и объективная информация с каждого поля, вот тогда мы охватим все многообразие.

Благодаря такой большой системе в дальнейшем мы узнаем определяющие факторы на каждой культуре в тех или иных условиях: питание это или влага, сроки посева или норма высева. Сегодня эти моменты - самое главное в отрасли.
- Владимир Иванович, а ваш проект «Кулунда»  – вещь того же порядка?

- Конечно. Но там была только степь, а здесь весь край. Тогда был начальный этап. Тогда у нас не было такого инструментария как сегодня, но даже тогда, пользуясь одним лизиметром, мы пришли к пониманию, что даже в Кулундинской степи есть потенциал для развития сельского хозяйства, и там он тоже не используется полностью. Теперь благодаря сети агрометеостанций мы шагнем гораздо дальше.  

Не зря же мы вели этот опыт 20 лет. Его нужно продолжать. Мне еще предстоит связывать те данные с актуальными, сегодняшними. То есть включать в общую большую базу. Надеюсь, удастся.

Собрать пазл

- Сколько времени, по-вашему, понадобится до первого более-менее полного анализа и новых рекомендаций для отрасли?

- Вкупе с нашими стандартными гидрометеостанциями и теми данными, которые мы отслеживали 20 лет, – не так много. Мне не придется ждать еще 10 лет, но 5 лет, думаю, понадобится. Первое время в прогнозах будут определенные погрешности, но по мере того как будет копиться информация, точность оценок и рекомендаций будет расти.    

- Быть может, крупные холдинги могли бы ускорить такое большое дело?

- Как вариант – да. В европейской части страны одно крупное предприятие уже шло по этому пути. Попытались сделать такую многофакторную систему: совместить агрометеонаблюдения и анализ почв. Но поскольку здесь нет отработанной методики, тот объем информации оказался для предприятия неподъемным, то есть они буквально погрязли в данных. Не нашлось грамотного системщика, который привел бы ворох этих показателей в порядок, все структурировал, привел в наглядный вид. Но это не значит что, это невозможно.

- Но очевидно, что это проект в долгую.

- Именно в долгую эта система прояснит очень многое. Понимаю, люди хотят видеть результат сразу – так не получится.

На эти новые цифровые технологии сегодня не все смотрят с воодушевлением. Молодежь хорошо воспринимает эти новшества, старшее поколение – сложнее. Люди привыкли из года в год делать одни и те же операции. Не все хотят разбираться – поставили станцию - и славно. Нет уж, ребята! Нужно учиться работать с этими данными, для этого будет зима. Кроме того, мы продолжим учебу на базе АИПК, думаю, уже в ноябре этого года.

…С другой стороны, лучшие решения всегда осваиваются быстро и мы не раз видели это на примере нашего края.

- Вы имеете в виду параллельное вождение на полях или видеонаблюдение на фермах?

- Да. Как только сельхозтоваропроизводители увидят первые реальные результаты и реальную пользу – сразу же вольются в этот процесс. Аграрии ведь опираются на выгоду. Будет, как с системами параллельного вождения: сначала были у единиц, а затем разом появились у многих. И теперь на наши поля любо-дорого смотреть. Надеюсь, к агрометеостанциям придем тем же путем.

- И потом станции и датчики это ведь не такое уж наукоемкое оборудование?

- Ничего особо сложного и дорогого в них нет. Схожие датчики наш ИВЭП (Институт водных и экологических проблем, – прим. авт.) сегодня производит своими силами. Другие фирмы также заинтересовываются таким производством. Но очень важно, чтобы датчики были дешевыми. От этого напрямую зависит, как быстро мы охватим сетью поля края.

- В этом году у нас в крае устанавливали станции австрийского производства. Но в «ЭР-Телекоме» заверяли, что скоро запустят собственное.

- «ЭР-Телеком» в настоящее время занимается запуском производства. У компании есть интерес и перспектива выхода на другие регионы, чтобы охватывать сетью поля всей страны. У меня сложилось впечатление, что в компании заточены довести работу до конца. Это огромный рост и для них.

- Кстати, как вы оцениваете качество установки станций на полях края?

- При установки метеостанций необходимо соблюдать сопутствующие моменты: в идеале - брать на участке почвенную пробу, замерить влажность отдельным контрольным прибором, чтобы откалибровать этот показатель. Очень важно учитывать расстояние, на которое тянется проводной датчик:  одно дело – водный режим у столба, и совсем другое - водный режим под рядками. Высоковольтные линии должны быть на достаточно далеком расстоянии, поскольку электромагнитное поле нарушит работу станций. Такие моменты нужно учитывать. Более того – контролировать каждую установку. Здесь должны выполняться единые требования, только так можно получить корректные данные. Те огрехи, которые есть, можно исправить – довести все до ума, привести в соответствие. Но если аграрий видит ошибку в установке, он не должен подписывать акт приемки. Надеюсь, и в компании понимают, что сопровождение необходимо.

Мы со своей стороны наметили свой порядок работы: летом собираем данные, зимой анализируем. На сегодня определено 32 опорных хозяйства в разных зонах края. Информация уже сегодня передается в наглядном виде с 34 метеостанций – это таблицы и графики. Работать с ней уже можно. Сеть будет постепенно расширяться, будем нарабатывать базу, складывать этот пазл.

**
Факт

В среднем на 23% позволят сократить затраты оцифровка основных элементов в технологическом процессе сельского хозяйства России.

Источник: газета Алтайская нива, автор Глеб КОЛЕСНИКОВ