Беспилотные технологии на полях

Ряд перспективных разработок ведут учёные Национальной академии наук в области применения цифровых технологий и таких элементов точного земледелия, как беспилотные летательные аппараты, а также различные типы агродронов. Что касается, применения беспилотников, здесь работа идет по двум направлениям. Первое из них развивается уже более 10 лет. Оно связано с применением дронов для цифровизации элементов сельского хозяйства. Это создание электронных карт полей, инвентаризация сельхозугодий, оценка объёмов и контроля работ непосредственно на полях, в том числе определения различных индексов, включая индекс NDVI (нормализованный вегетационный индекс), оценку всхожести, пропашности, прогнозирование урожайности. Также эта технология позволяет выявить различные проблемы, например, заболевания сельхозкультур. На плановой основе отработка таких технологий ведётся каждый сезон не менее чем на 10 тысячах га. Причём проводится не только аэрофотосъёмка, но и обработка информации с помощью программно-аппаратных комплексов. 

Еще одно направление, которому уже около 5 лет — это создание так называемых агродронов. Сегодня безусловными лидерами в мире в этой области являются Китай и США. Но и у нас эти технологии нашли своё применение и активно развиваются. Ещё в 2021 году начата разработка отечественного агродрона. Он создан, также разработаны технологические регламенты, которые определяют по каким культурам и с помощью каких средств защиты растений можно применять такие комплексы. Учёные получили хорошие результаты. Более того, по поручению правительства в 2023 году проведена комплексная оценка применения этих технологий, которая касалась биологической, экономической, хозяйственной эффективности. По её результатам ученые получили одобрение по их внедрению. 

Среди основных достоинств беспилотной техники — исключение механических повреждений почвы и растений, значительно более низкая себестоимость обработки с производительностью до 10 га в час, минимальный контакт человека с препаратами, возможность работы по сильно увлажнённым почвам, в том числе в ночное время. К примеру, нынешний сезон обильных дождей был показательным в этом отношении: при невозможности из-за метеоявлений работать в дневное время беспилотные комплексы эффективно применялись ночью. 

Ещё одним из достоинств агродронов является возможность работы с высокостеблевыми культурами, а также в преддверии уборочной, когда растения достигли максимальной высоты. Один из эффективных способов, который подтвердил высокий результат в последние 3 года, — это распыление с помощью агродронов клейковины для рапса (препараты, которые предотвращают растрескивание семян и позволяют сократить потери урожая). А на высококлиренсовых культурах, таких как кукуруза и подсолнечник, а также в плодовых садах применение агродронов иногда не имеет альтернативы.

Как объясняет генеральный директор Китайско-Белорусского совместного предприятия ЗАО «Авиационные технологии и комплексы» Юрий Леоновец, эти достоинства ни в коем случае не отвергают традиционные классические методы применения машин и механизмов на полях, но являются весомым и необходимым дополнением. Например, при нехватке механических средств, тех же высококлиренсовых опрыскивателей, буксируемых наземных опрыскивателей и т. д. Кроме того, на определённом количестве площадей, которые не обрабатываются по различным причинам (из-за изрезанности самих полей, плохой доступности для механической техники) тоже целесообразно применение агродронов. 

Пока беспилотные летательные аппараты не получили массового распространения у аграриев, но из года в год их применение расширяется и спрос растет. Несколько лет назад ими оснастили все профильные институты НАН, в первую очередь институты растениеводства в регионах — Гродненской, Витебской, Брестской областях. Их работу изучают на различных культурах, отрабатывают методики и технологии применения. А учёные в свою очередь получают оценки от практиков. Уже сегодня больший интерес к агродронам имеется в небольших фермерских хозяйствах, которые обрабатывают 100-150 га сельхозугодий, здесь активно применяют эту технику. 

Надёжная, мощная, инновационная

И если за агродронами будущее, пусть и недалекое, то сегодня на полях последнее слово всё же за традиционной техникой. Для уборки кормов и обработки почвы белорусские учёные в последнее время разработали несколько новинок. Среди них — гребенчатые грабли-валкователи шириной захвата 9,5 м. Они используются для заготовки высококачественных травянистых кормов. Их конструктивной особенностью является минимальный контакт рабочих органов с почвой, что исключает попадание её и камней в корм. При этом они гидрофицированы — на агрегате установлена автономная гидростанция. Их выпуском занимается завод «Лидсельмаш», в теперешнее время опытная партия проходит опробирование в сельхозорганизациях.

Совместно с заводом «Лидаагропроммаш» разработан ленточный валкователь, предназначенный для укладки скошенной культуры в один или два валка для последующей уборки прессподборщиком или кормоубочным комбайном. Отличие такого валкователя от классических роторных граблей в том, что для подбора скошенной массы вместо вращающихся вертикальных граблей используется горизонтальный подборщик. Далее травяная масса попадает на ленточный транспортёр и бережно перемещаются. Сейчас ведутся приёмочные испытания этой машины, и она в ближайшее время поступит в серийное производство. 

Разработана учёными и гамма плугов для посевной. В том числе четырёхкорпусный плуг с изменяемой геометрией массы, который обладает высокой производительностью и качеством работ. Он предназначен для использования на мелкоконтурных участках, в фермерских хозяйствах. Минский завод шестерен сейчас организовывает его серийный выпуск. 

Среди последних проектов — платформа с гидроманипулятором, которая заменяет три единицы техники и позволяет оперативно свозить рулоны соломы, в короткие сроки освобождая поле под осенний сев. Также разработан многофункциональный почвообрабатывающий модульный агрегат, который за один проход готовит почву к посеву. Он позволяет взрыхлить ее на глубину до 40 см и глубже — под все виды растений. Сейчас модуль проходит приёмочное испытание и также в ближайшее время будет поставлен в серийное производство.

Особое место в производстве сельхозкультур занимает уборка урожая. При этом ошибка в выборе технологии и способа уборки, неверный подбор марок зерноуборочных комбайнов к погодным условиям и другие факторы ведут к увеличению сроков и потерям выращенного урожая. Учёные постоянно работают над усовершенствованием технологий, а своими рекомендациями делятся с аграриями. Например, в дождливое лето, каким и выдалось нынешнее, в первую очередь важна правильная настройка, регулировка и очистка комбайна — вплоть до ежечасной. Плотно работают учёные и с практиками, в том числе отечественными заводами-изготовителями. Кстати, анализ парка комбайнов, применяемых в сельхозпредприятиях, показал, что 86% составляют зерноуборочные машины «Гомсельмаш», и этот процент растет. 

Их учёные рекомендуют применять в соответствии с пропускной способностью. В частности, было установлено, что экономически целесообразно применение зерноуборочных комбайнов с пропускной способностью до 10 кг/сек на площадях с урожайностью до 40 ц\га. С урожайностью 40-60 ц\га лучше использовать самую распространённую модификация комбайна «Гомсельмаш» — GS 12 с пропускной способностью 10-12 кг\сек. А с урожайностью зерна 60 и более ц\га нужно применять зерноуборочные машины с пропускной способности свыше 12 кг\сек. В то же время при выборе комбайнов важно учитывать и реальные условия эксплуатации: почво-климатические, размер посевных площадей.

При этом, как отмечает генеральный директор РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» Дмитрий Комлач, одним из основных факторов, лимитирующих пропускную способность зерноуборочных комбайнов, являются потери зерна, что в настоящее время недопустимо. В соответствии с действующими нормативными требованиями, допустимый уровень потерь зерна за зерноуборочными комбайнами должен составлять не более 0,5 % — при уборке прямо стоящего стеблестоя, и не более 1,5 % — при уборке полеглого до 80 % стеблестоя.

Разработаны рекомендации и по уборке полеглых, короткостебельных и изреженных посевов, которые следует скашивать. Скорость комбайна при этом выбирают такой, чтобы подача хлебной массы была близка или на уровне пропускной способности молотилки. Необходимо обращать внимание и на обороты мотовила, что важно при уборке того же озимого рапса, чтобы избежать растрескивания стручков и осыпание семян. Минимальные настройки мотовила и правильная его высота позволяют минимизировать потери. Уборку полеглых хлебов необходимо проводить в направлении полегания, «покрученных» посевов или засоренных сорной растительностью следует убирать в круговую или использовать двухфазный способ уборки. Для повышения дневной выработки утром и вечером необходимо убирать неполёглые хлеба, а в сухое время дня работать на умеренно полёглых участках. С целью снижения потерь уборку рапса при повышенной влажности стеблестоя рекомендуется проводить также в утренние и вечерние часы. 

Урожай и химия

В технологии возделывания сельскохозяйственных культур ключевую роль в реализации продуктивного потенциала играет защита растений. По оценкам учёных НПЦ НАН Беларуси по земледелию, около 10-15% урожая удается сохранить за счёт применения средств защиты растений.

Мягкие зимы и отсутствие устойчивого снежного покрова создают благоприятные условия для активности насекомых-вредителей. В некоторых хозяйствах фиксировали случаи, когда требовалось до двух инсектицидных обработок за сезон. Среди основных угроз — шведская муха, жужелицы, совка, тля и капустная моль. Кроме того, продолжительные дожди и повышение температуры создали благоприятные условия для распространения фитофтороза, мучнистой росы и других болезней растений. Для борьбы с ними пришлось проводить несколько обработок посевов. Что касается картофеля, то рекомендуется проводить обработки препаратами системного действия с интервалом 10 дней, контактными фунгицидами — через 7 дней. В этом году влажность почвы позволяла применить почвенные гербициды в достаточном объеме, тогда как в прошлом году из-за засухи сделать это было проблематично.

Нестандартные погодные условия этого года способствовали позднему выходу вредителей в период весенней вегетации. Например, колорадский жук в этом году наиболее вредоносен на поздних и средних сортах картофеля, что является исключением. В прошлые годы он в основном заселял и повреждал ранние посевы.

Также актуален вопрос защиты кукурузы от стеблевого кукурузного мотылька и западного кукурузного жука. Здесь хорошо зарекомендовали себя агродроны. Как пояснил директор Института защиты растений НАН Беларуси Александр Запрудский, совместно с НПЦ по механизации сегодня реализуется проект совместного применения как традиционного опрыскивания, так и беспилотных летательных аппаратов.

Основным мероприятием, позволяющим снизить вредоносность насекомых, является предпосевная обработка семян — применение протравителей как инсектицидного, так и фунгицидного действия. Такие препараты, как правило, защищают посевы на период до 3-х недель от вредителей, но многие их них имеют пролонгированный эффект. 

Накормите почву — она отдаст с лихвой

Одной из важных задач учёных является сохранение и повышение плодородия почвы. Следует отметить, что наши дерновоподзолистые почвы в своем базовом виде низкопродуктивные. К примеру, на середину прошлого века их средняя базовая урожайность без внесения удобрений составляла 16 ц\га. В прошлом году средняя урожайность по стране составила 34 ц\га. Таким образом, за счёт применения удобрений и оптимальных технологий возделывания культур удалось добавить 18 ц\га. 

Изменились и другие показатели. Если в 1965 году содержание гумуса, а это основной показатель плодородия почв, составляло 1,77 %, то к 2000 году удалось достичь 2,28 %, и он продолжается оставаться на этом уровне. Содержание фосфора и калия с шестидесятых годов увеличилось в 2,5 раза с — 77 мг\кг до 170-207 мг\кг почвы. Удалось повысить с уровня кислых и PH почв: с 5,19 единиц до 5,98 единиц. Это усилия как представителей науки, так и аграриев, которые вносят необходимое количество планируемых удобрений.

Начиная с 2022 года, согласно статистическим данным, в среднем на 1 га вносится более 200 кг действующего вещества. Для сравнения, в Пермском крае России с похожими по характеристикам дерновопозолистыми почвами, вносится 16 кг. Однако, как отмечает директор РУП Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси Юрий Шашко, в нашей стране хоть и вносится немало удобрений, но чтобы обеспечить запланированный уровень урожайности, наука рекомендует в среднем на 1 га пахотных земель в сельскохозяйственных организациях вносить 285 кг. Это обеспечит повышение плодородия.

При этом внесение удобрений должно быть правильным: важно соблюдать соотношение азота, фосфора и калия в пропорции 1:0,4:1. Безусловно, максимальный вклад в урожай приносит азотное удобрение, поэтому в некоторых хозяйствах стараются вносить побольше азота, а дорогостоящий фосфор заменить калием, что не соответствует научным рекомендациям. Благо сегодня всё более массовое применение получают комплексные удобрения, которые в одной грануле уже содержат азот, фосфор, и калий, а также могут включать до пяти микроэлементов. Эти удобрения разработаны институтом почвоведения и запущены в производство на Гомельском химическом заводе. Они подходят для большинства сельскохозяйственных культур, в том числе фактически всех сортов льна и сахарной свёклы. В ближайшее время с применением таких комплексных удобрений планируется возделывать рапс и озимую пшеницу. Это сокращает стоимость работ по внесению удобрений и трудозатраты. 

Кстати, наиболее плодородные земли в нашей стране — в Гродненской области. Самая высокая бальность кадастровой оценки почв в Гродненском, Новогрудском, Кареличском районах, а также в Нежсвижском и Клецком районах Минской области и нескольких районах Могилёвщины. А вот почвы с низким плодородием расположены в Гомельской области и частично на самом севере Беларуси. Что же касается культуры земледелия, то она выше в западных областях — Гродненской и Брестской, там аграрии более тщательно выполняют все рекомендации науки.

Елена КРАВЕЦ