В якому напрямку рухається рослинництво в ЄС та світі: головні тенденції

Тенденції в цифрових системах та ІТ

Попит на якісну роботу в різних процесах, пов'язаних з виробництвом сільськогосподарських культур, постійно зростає. Точність обробітку ґрунту, технології висіву, захисту рослин, удобрення та технології збирання врожаю вимагає складного управління та моніторингу процесів, а також відповідної сенсорної технології та виконавчих механізмів.

Складність машин постійно зростає. З іншого боку, існує нестача кваліфікованого обслуговуючого персоналу. Такі інтелектуальні та складні системи вимагають максимально простої концепції експлуатації. Існує значний тиск на подальше підвищення ефективності роботи. Ресурси необхідно економити, а робочий час скорочувати. Тому необхідно ще більше збільшувати потужність машин. Тому налаштування машин необхідно якомога точніше налаштувати відповідно до умов навколишнього середовища. Для цього також потрібна відповідна сенсорна технологія. Проблеми, помилки та збої компонентів або систем є надзвичайно трудомісткими та дорогими. Тому проблеми необхідно виявляти на ранній стадії, що вимагає використання сенсорної технології, яка в деяких випадках може бути дуже складною.

Через зміну клімату, з періодами посухи з одного боку та сильними дощами з іншого, стає дедалі важливішим розпізнавати непередбачувані ситуації та гнучко реагувати на них.

Тиск часу та витрат зрештою призводить до того, що машини та системи стають дедалі більш автоматизованими та, зрештою, працюють автономно. Система повинна контролювати себе, своє середовище та робочий процес, а також бути вбудованою в систему управління. Однак це можливо лише завдяки швидкому розвитку нових, інноваційних технологій. Цифровізація, зокрема штучний інтелект, наразі відіграють важливу роль. За умови наявності відповідних даних, методи штучного інтелекту можна використовувати для моделювання широкого спектру процесів. Це дозволяє, наприклад, отримувати інформацію з даних зображень для керування процесами. На основі цього можна навчати моделі. Високоякісні моделі дозволяють робити прогнози, тим самим сприяючи автоматизованим процесам прийняття рішень. Це вимагає розгалужених сенсорних систем та методів машинного навчання. Завдяки доступним комунікаційним технологіям, дані процесу часто надходять безпосередньо до хмари виробника, де їх можна зручно оцінити та обробити.

Новинки в галузі цифових систем

Розробки в галузі цифрових систем та ІТ були розділені на чотири різні категорії, деякі з яких перетинаються:

• Сенсорні технології та системи прогнозування. Різноманітні датчики, розпізнавання отриманих даних з ШІ, системи контролю та витратоміри дозволяють значно покращити моніторинг усіх процесів в рослинництві. Зокрема, вже з'явилися системи управління зрошенням на основі датчиків TDR у ґрунті, моделей рослин та щоденних прогнозів погоди. А також пастки для шкодочинних комах на сонячній енергії з автоматизованою оцінкою.
• Комп'ютерний зір. Розвиток дедалі доступніших систем камер і, перш за все, можливості аналізу зображень за допомогою машинного навчання призвели до низки нових розробок. Зокрема, оцінка знімків з дронів стає дедалі різноманітнішою.
• Системи управління. Чим дорожчою та складнішою стає система, тим важливішим стає управління машинами. Високий коефіцієнт використання машини, моніторинг та оптимізовані функції є передумовами ефективної роботи.
• Апаратні та програмні компоненти. Нові апаратні та програмні компоненти формують основу для складніших систем та вищого ступеня автоматизації.

Цьогорічна Agritechnica також продемонструє широкий спектр нових розробок у галузі цифрових систем та ІТ. Можливості, що пропонуються штучним інтелектом, і зокрема машинним навчанням, використовуються в багатьох сферах застосування. Зокрема, в обробці зображень це можна використовувати для генерування інформації, яка раніше була доступна лише людині. Складні компоненти як частина складних систем вимагають розробки нових систем управління, щоб мати змогу ефективно використовувати машини. Рішення все частіше передаються системі. Тому можна очікувати, що в майбутньому буде представлено все більше автономних систем, але їх корисне застосування також має бути доведено.

Тенденції в технології висіву та обробітку

З огляду на зростаючі кліматичні проблеми та зростаючі вимоги до ресурсоефективності, все більше уваги приділяється інноваційним технологіям та процесам. Якість розміщення насіння при сівбі впливає на розвиток культур, суттєво формуючи умови проростання та росту залежно від клімату, ґрунту та часу сівби. Окрім якості глибокого розміщення, важливим критерієм оцінки якості розміщення є рівномірність відстані між зернами в рядку, тобто поздовжній розподіл. У сучасному стандартному рядковому посіві це має прямий вплив на розподіл насіння по полю.

Технологічні тенденції та інновації

Технологічні тенденції в технології висіву та обробітку ґрунту полягають у подальшому поєднанні робочих етапів. Сучасні машини дозволяють поєднувати кілька робочих етапів за один прохід, що значно підвищує ефективність. Одним із прикладів цього є поєднання посіву та розпушування. Ця техніка дозволяє одночасно контролювати бур'яни та висівати насіння, зменшуючи використання гербіцидів та захищаючи структуру ґрунту.

Ще однією важливою тенденцією є поєднання висіву та підкореневого підживлення. Одночасне внесення насіння та добрив дає оптимальне забезпечення рослин поживними речовинами з самого початку. Це призводить до кращого росту культури та вищої врожайності. Сучасні машини здатні точно контролювати кількість внесених добрив, що знижує витрати та водночас захищає навколишнє середовище.

Додатковою проблемою, яка залишається невирішеною для всіх виробників пневматичних сівалок, є встановлення правильного об'єму повітря для відповідного насіння. Експерименти показують, що стандартне налаштування швидкості вентилятора є недостатнім, і що на практиці вентилятор зазвичай працює на надмірній швидкості, тобто з занадто великим потоком повітря. Деякі виробники техніки запропонували системи автоматизації вентилятора. За допомогою цього рішення вимірюється кількість всмоктуваного повітря та визначається перепад тиску відносно карти характеристик. Це дозволяє автоматично встановлювати оптимальну швидкість для кожної машини та кожного типу насіння, тим самим запобігаючи надмірному всмоктуванню повітря. Система може виконувати всі завдання, від простого відображення до автоматичного керування.

Точний висів та варіативне внесення

Системи з підтримкою GPS забезпечують точне розміщення насіння. Змінні норми висіву залежно від ґрунтових зон підвищують врожайність та зменшують витрату насіння. Датчики та системи підтримки рішень (DSS) на основі штучного інтелекту оптимізують посів у режимі реального часу.

Тема передачі даних та обміну даними між машинами також стає дедалі важливішою, і над цим працюють численні виробники. Автономні сівалки та польові роботи виконують завдання з високою точністю. Поєднання цього з телеметричними платформами (наприклад, Exatrek) забезпечує безперебійне документування та аналіз, аж до оцінки ефективності викидів CO₂.

Ще однією тенденцією в технології висіву, особливо в надплоских системах обробітку та посіву, є точне керування робочим органом. Незалежно від того, чи йдеться про сапу, диск чи сівалку, всі вони потребують точного контролю глибини. Численні виробники представляють тут нові підходи — від паралелограмного регулювання до системи TriForce II від Väderstad. 4Disc GmbH представляє горизонтально обертовий висівний диск для прямого посіву, під який розміщується насіння.

Читати по темі: Сівба кукурудзи: strip-till, мульча, сидерати, кулісні посіви та глибина загортання

Насіння різних сортів — це тема, якою займаються різні виробники. Прикладами є APV, яка використовує додатковий бункер та додаткові висівні агрегати у своєму обладнанні для повторного посіву, та Vredo, яка використовує різну ширину рядів у своїй системі повторного посіву, що дозволяє їй одночасно вирощувати кілька культур. Подальші розробки включають гнучкі терміни сівби завдяки інтеграції погодних даних (наприклад, DSS з підтримкою Agrirouter) та технологію посіву з високою адаптацією до ґрунту до посушливих періодів та сильних опадів.

З погляду виробництва сільськогосподарських культур, техніка висіву та обробітку є однією з найважливіших тем. Якщо під час посіву допущені помилки або умови не ідеальні, подальші заходи з догляду можуть лише усунути шкоду. Однак посів тут не можна вважати самостійним рішенням, оскільки врожай попередньої культури та розподіл соломи визначають вимоги до інтенсивності (глибини) та частоти обробітку ґрунту на практиці. Посів є завершальним кроком, і з тими цільовими рослинами, які з'являться через деякий час (сходи в полі), фермер повинен працювати до наступного врожаю. Тому навіть за сучасних технічних можливостей старе прислів'я залишається вірним: що посієш, те й пожнеш

Тенденції в технології удобрення

Технологія удобрення розвивається завдяки точним системам внесення рідини, розкидачам мінеральних добрив на базі штучного інтелекту та комбінованим методам для ефективного внесення поживних речовин з низькими втратами.

Читати по темі: Способи внесення стартових фосфорних добрив та фактори, які впливають на ефективність їх засвоєння

Висока потужність, розширені робочі вікна, просте документування, підвищена ефективність завдяки підвищеній точності з одночасним полегшенням для водія — ось причини, чому інвестування в сучасні технології внесення добрив зазвичай є дуже прибутковим, а також захищає навколишнє середовище.

Тенденція в технології удобрення продовжує зміщуватися в бік низьковтратного, точного та потребоорієнтованого внесення поживних речовин. З 2025 року основна увага в технології внесення рідини зосереджена на обов'язковому внесенні близько до землі та смугами, зокрема на пасовищах. Для досягнення цієї мети виробники розробляють легші машини з високою ефективністю, вдосконалені причіпні башмаки та розподільники шлангів, а також альтернативні системи. Сепаратори рідини мають тут переваги, оскільки внесення рідкої фази забезпечує краще засвоєння поживних речовин. Точне внесення також продовжує зростати у важливості при внесення рідини, тоді як секційний контроль залишається центральним елементом для ефективного внесення рідини.

Мистецтво живлення рослин

Все про живлення культур

Увага також приділяється максимальній точності та автоматизації внесення мінеральних добрив. Електроніка, датчики та все частіше системи на основі штучного інтелекту покращують поперечний розподіл, враховують вітер, схили та ґрунтові умови, а також дозволяють розкидати добрива самостійно, оптимізуючи їх. Пневматичні розкидачі користуються дедалі більшим попитом, оскільки вони пропонують переваги у складних екологічних умовах та точне внесення добрив. Виробники також все частіше зосереджуються на комбінованих методах, за яких обробіток ґрунту або висів поєднуються з внесенням добрив. Загалом, основна увага приділяється підвищенню ефективності, захисту навколишнього середовища та спрощенню умов, в результаті чого інвестування в сучасні технології внесення добрив зазвичай є вигідним.

Тенденції в технологіях захисту рослин

Хімічний захист рослин дедалі частіше стає темою публічних дискусій як з боку споживачів, так і з боку політиків. Однак не слід забувати, що продовольча безпека більше не гарантується без захисту рослин. Зокрема, вологі роки показали, що грибкові хвороби, такі як фітофтороз, можуть призвести до значного зниження врожайності. Технології застосування можуть зробити значний внесок у цю суперечливу сферу. Зрештою, головна мета полягає в тому, щоб застосовувати постійно зменшувану кількість ЗЗР ще точнішим, ефективнішим та екологічнішим способом.

«Багато фермерів майже напевно зараз запитують себе, чи варто все ще інвестувати в новий обприскувач для захисту рослин. Однак швидко стане зрозуміло, що з огляду на зростання населення світу та постійне зменшення сільськогосподарських угідь єдиним логічним висновком має бути ще інтенсивніша обробка решти земель, щоб забезпечити постачання продуктів харчування. Але де ж основні важелі в системах вирощування, які можна використовувати для забезпечення врожайності, не нехтуючи такими аспектами, як навколишнє середовище та сталий розвиток?», — каже науковець Гаральд Крамер, фахівець із захисту рослин.

У цьому відношенні політики ставлять перед фермерами серйозні виклики, такі як «Зелена угода» та стратегія «Від ферми до виделки». Це означає, що необхідно досягти економії коштів на засобах захисту рослин, зберігаючи при цьому той самий біологічний ефект та високу врожайність, оскільки, незважаючи на всі зусилля щодо досягнення економії, вирощені культури необхідно підтримувати здоровими, щоб отримувати відповідну врожайність. У світлі цього, такі галузі, як технологія розпушування, стрічкове обприскування, точкове обприскування та штучний інтелект тощо, стають значно важливішими для досягнення цих цілей. Наразі сільськогосподарський сектор стоїть на порозі того, щоб зробити захист рослин, який і так є дуже точним, ще точнішим. Саме тут сільськогосподарська техніка пропонує багато нових або вдосконалених ідей для виведення вже високого стандарту точності нанесення на нові висоти.

Довідник хвороб

Довідник хвороб сільськогосподарських культур

Поєднання механічної боротьби з бур'янами та технології стрічкового обприскування на просапних культурах вже використовується фермерами. Точкове обприскування наразі розглядається як логічний розвиток і пропонує величезний потенціал для економії засобів захисту рослин. Удосконалені моделі прогнозування, тісно пов'язані з технологією внесення за допомогою вдосконалених датчиків, карт внесення, штучного інтелекту, програм та технологій форсунок, також можуть допомогти сільськогосподарському сектору краще та стабільніше підготуватися до майбутнього. Краще або розширене використання потужностей обприскувачів з використанням електроніки або рідких добрив також пропонує фермерам багато нових можливостей, які необхідно враховувати під час придбання нової машини.

Оптимізація ефективності

Багато виробників обладнання розширюють свої портфоліо, надаючи фронтальні навісні системи резервуарів, контейнери різних об'ємів та самохідні машини. Однак, окрім фактичного розміру обприскувача, велике значення має також логістика його заповнення. Це починається з цифрової етикетки для засобів захисту рослин, яка очікується наступного року, продовжується закритими системами перекачування (CTS) і швидко закінчується оптимальною технологією форсунок. Зокрема, системи CTS стають дедалі важливішими, оскільки вони максимально враховують захист користувача, а точність дозування засобів захисту рослин постійно зростає. Тут усі сфери мають одну спільну рису: оптимальне технічне оснащення для відповідної регіональної структури фермерського господарства, оскільки просто їздити швидше в більшості випадків не працює.

Зменшення використання засобів захисту рослин

Зокрема, політичні вимоги щодо скорочення використання засобів захисту рослин призвели до значної активізації досліджень у галузі останнім часом. Без цієї теми, безперечно, не так багато людей цікавилися б стрічковим внесенням у поєднанні з різними системами культивації, точковим обприскуванням та картами внесення тощо.

Читати по темі: Як досягти максимальної ефективності від ЗЗР: 5 кроків для покращення роботи пестицидів

Зробивши ще один крок до точкового внесення, нарешті дійшли до високотехнологічного сектору. З такими системами догляду насправді можна обробляти лише ті ділянки, які терміново потребують засобів захисту рослин. Однак один елемент обприскувача — штанга — тут є важливим. Це пояснюється тим, що, незважаючи на всю точність, технологію форсунок та точну ідентифікацію бур'янів, одне залишається безперечним: якщо штанга розташована неоптимально, розмови про розміри плям у сантиметровому діапазоні втрачають сенс. Саме тут вступає в гру те, що називається точковим обприскуванням, особливо в секторі модернізації. Для цього можна використовувати практично будь-який існуючий обприскувач ISOBUS з відповідними цифровими можливостями. Перевагою тут майже напевно є використання «стандартної технології» зі звичайними форсунками, оскільки активуються лише секції. Хоча це означає, що потенційна економія засобів захисту рослин не така значна, цей підхід видається ідеальним для знайомства з темою точкового внесення. Причина цього полягає в тому, що новий обприскувач не потрібно купувати негайно; натомість можна використовувати попередньо створені карти внесення для отримання хороших результатів контролю, одночасно досягаючи економії засобів захисту рослин.

Альтернативи хімічним продуктам або мотикам також поступово привертають увагу в сільськогосподарській техніці. Наприклад, цього року також будуть представлені системи стрічкової обробки, що використовують лазерну технологію для боротьби з бур'янами. Вони пропонують перевагу ще ближчого контакту з вирощуваною культурою, оскільки робота виконується безконтактно. Такі системи майже напевно мають великий потенціал для майбутнього боротьби з бур'янами.

Яка насадка найкраща?

За сучасних умов очевидно, що практично всі виробники пропонують типи форсунок, що зменшують дрейф, які можна класифікувати як компактні інжекторні форсунки або довгі інжекторні форсунки. Фермери можуть вибирати з широкого асортименту форсунок, що зменшують дрейф, схвалених JKI, щоб знайти ідеальну форсунку для своїх потреб. Однак, як і раніше, важливо забезпечити не лише оптимізацію зменшення дрейфу, а й біологічний ефект. Це особливо важливо пам'ятати, враховуючи постійно зменшувані обсяги води або збільшення швидкості руху. Головною метою має бути забезпечення якості внесення шляхом достатнього зволоження та, за необхідності, достатнього проникнення в культуру. Такі системи, як відкидна стійка, додатково пропонують можливість захисту посівів, сприятливого для бджіл, наприклад, ріпаку та картоплі.

Читати по темі: Класифікація фунгіцидів за механізмом дії (FRAC)

У сфері форсунок з широтно-імпульсною модуляцією також стає очевидним, що технологія іноді має дозрівати трохи довше, хоча ця тема обговорюється вже кілька десятиліть. Однак зараз з'являються системи, які надійно працюють на частотах від 20 до 100 Гц, втілюючи різні можливості в реальність. Окрім компенсації кривої, точкового обприскування та кількості внесення, яку можна змінювати в межах штанги тощо, ці системи демонструють величезний потенціал для виконання постійно зростаючих вимог і норм на практиці. Існуючі обприскувачі також можна підвищити до найсучаснішого рівня техніки за допомогою рішень для модернізації.

Автономні системи

Дуже високий рівень активності спостерігається в галузі автономних систем, або, простіше кажучи, роботів. Окрім відомих компаній, цією темою також займаються численні стартапи. Кілька систем вже представлені на ринку в галузі технологій розпушування, тоді як роботів-обприскувачів на полях дуже мало. Причина цього полягає в тому, що, окрім численних правових перешкод, зусилля моніторингу, необхідні під час застосування засобів захисту рослин, все ще є головною перешкодою для прийняття фермерами.

Велике опитування

Анонімне опитування: Врожайність основних культур у сезоні 2025

Переклад та адаптація SuperAgronom.com