Учёные Красноярского научного центра СО РАН разработали методы точного земледелия на основе спутниковых и беспилотных данных, позволившие значительно повысить урожайность и снизить нагрузку на окружающую среду за счёт дифференцированного внесения удобрений. Результаты исследования опубликованы в журнале Вестник КрасГАУ.

Возрастающая нагрузка на природные ресурсы и потребности человека требуют новых подходов в сельском хозяйств. Такие методы должны быть способны не только повысить продуктивность сельского хозяйства, но и минимизировать влияние на окружающую среду. Одним из шагов может стать развитие точного земледелия.

Ученые Красноярского научного центра СО РАН разработали и успешно внедрили на территории ОПХ «Курагинское» дифференцированное внесение удобрений по данным дистанционного зондирования Земли. Благодаря информации с высоким временным и пространственным разрешением специалисты получили возможность детально анализировать состояние полей и посевов и корректировать внесение удобрений.

Особое внимание в рамках нового метода было уделено анализу различий в характеристиках почвы и в содержании питательных веществ внутри одного поля. В традиционных агротехнологических методах не учитывается неоднородность поля, и минеральные удобрения вносятся в равной дозе по всей площади. Такой подход приводит к их избытку или дефициту. При этом удобрение в избыточном количестве оказывает негативное воздействие на окружающую среду и вызывает стресс у растений.

Чтобы избежать этого специалисты Красноярского научного центра СО РАН построили карты плодородия на основе данных дистанционного зондирования. По картам ученые поделили поля на зоны с различным плодородием. Благодаря такому зонированию и учёту специфики каждого участка, можно внести на каждый из них ровно столько удобрения, сколько необходимо растениям. Количество вносимых удобрений рассчитывается разработанным программным обеспечением. Оно автоматически определяет оптимальные дозы азотных удобрений и формирует карты-задания для дифференцированного внесения удобрений.

«На участках с посевами пшеницы, задействованными в эксперименте, удалось достичь более равномерного созревания урожая и улучшения качества зерна. Поле стало более однородным, по сравнению с участком, где удобрения были внесены сплошным методом. Однородное созревание посева является крайне важным. Оно позволяет проводить уборку в более оптимальные сроки, тем самым снижается риск потери урожая из-за дождя или других неблагоприятных условий. Зерно убирается в одинаковой степени зрелости, что влияет на его качество и важно при его дальнейшей переработке. При этом затраты на удобрение могут быть снижены на 30% для отдельных полей, а также существенно снижается загрязнение окружающей среды избыточным количеством минеральных удобрений», — отмечает Ирина Ботвич, заведующая лабораторией Института биофизики СО РАН.

Такой подход повысил эффективность агротехнологий и снизил почвенную неоднородность на обрабатываемых участках. Внедренная технология дифференцированного внесения удобрений доказала свою эффективность как с точки зрения урожайности, так и экономии ресурсов.

«Современные спутниковые и беспилотные данные дают агрономам взгляд с верху. Мы учимся видеть поле не как равномерную плоскость, а как сложную мозаику, где каждый квадратный метр требует индивидуального подхода. Такие подходы дают не только экономическую, но и экологическую отдачу буквально с первого года применения. Использование спутниковых данных позволяет эффективно и в полном объеме проводить мониторинг состояния посевов, вносить удобрения и пестициды, производить прогноз урожайности сельскохозяйственных культур. Применение спутниковых и беспилотных технологий в земледелии — это реальный шаг к устойчивому сельскому хозяйству», — отмечает Анатолий Шевырногов, главный научный сотрудник Института биофизики СО РАН, доктор технических наук, профессор.

Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Интеграция фундаментальных исследований с промышленными предприятиями позволит ускорить внедрение технологий переработки угля. Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.