Abstract: In today's world, agriculture faces a number of complex challenges such as global population growth, climate change and sustainable development. High-performance technologies can become the key to solving these problems and increasing the efficiency of the agro-industrial complex. This article discusses the main principles and examples of the use of high-performance technologies in agriculture, as well as their impact on productivity, sustainability and environmental safety.
Keywords: high-performance technologies, agriculture, agro-industrial complex, agricultural sector.
Сельскохозяйственный сектор играет важную роль в обеспечении продовольственной безопасности и благосостояния населения. Однако, для удовлетворения растущего спроса на продукты питания и снижения негативного воздействия на окружающую среду, аграрные предприятия должны постоянно совершенствовать свои методы и технологии. В этом контексте высокопроизводительные технологии представляют собой инновационный инструмент, способный трансформировать сельское хозяйство и повысить его устойчивость и производительность.
Высокопроизводительные технологии в сельском хозяйстве основаны на следующих основных принципах:
- Интеграция данных [2]: сбор, обработка и анализ данных с различных источников, таких как датчики, спутниковые снимки и дроны, для получения ценной информации об агроэкосистемах и принятия обоснованных решений.
- Автоматизация и роботизация [4]: использование автономных систем и роботов для выполнения рутинных и трудоемких задач, таких как посев, уход за растениями и сбор урожая.
- Прецизионное сельское хозяйство [5]: применение высокоточных техн ологий и методов управления, позволяющих адаптировать практики к конкретным условиям землепользования и урожайности, что способствует оптимальному использованию ресурсов и снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Рассмотрим возможности использования высокопроизводительных технологий в сельском хозяйстве:
- Использование датчиков и интернета вещей (IoT) для мониторинга и управления микроклиматом в теплицах, что позволяет оптимизировать условия для роста растений и снизить потребление энергии и воды.
- Применение спутниковых систем навигации и автоматического управления тракторами и комбайнами, что повышает точность выполнения работ и уменьшает время и затраты на обработку поля.
- Использование дронов и спутниковых снимков для сбора данных о состоянии растений и почвы, что позволяет быстро выявлять проблемы и принимать своевременные меры для их устранения.
- Применение искусственного интеллекта и машинного обучения для анализа данных и прогнозирования урожайности, рисков заболеваний и вредителей, а также определения оптимальных сценариев управления агроэкосистемами.
Конкретизируя вышесказанное, проанализируем существующие примеры внедрения современных технологий в различных странах.
В Соединенных Штатах применение высокопроизводительных технологий в сельском хозяйстве широко распространено. Например, в Калифорнии на одной из крупных ферм для выращивания помидоров используется автоматизированная система управления микроклиматом теплиц. Система контролирует температуру, влажность и освещенность, а также автоматически регулирует полив и подачу удобрений. Благодаря этому, ферма смогла существенно повысить качество и количество урожая, снизить затраты на энергию и воду, а также уменьшить воздействие на окружающую среду.
На одной из ферм в Великобритании, специализирующейся на выращивании зерновых культур, внедрена система прецизионного земледелия, использующая дроны и искусственный интеллект для анализа данных о состоянии полей и растений. Это позволяет фермерам точно определить места, где требуется внесение удобрений или защита от вредителей, что снижает затраты на агрохимикаты и увеличивает урожайность.
В Аргентине, на одной из крупных мясных ферм, применяется система мониторинга скота с использованием радиочастотной идентификации (RFID) и GPS-трекеров [9]. Эти технологии позволяют отслеживать местоположение, движение и физиологические показатели животных, а также автоматизировать процесс контроля и учета скота на пастбище. В результате, ферма смогла снизить риск потери скота, оптимизировать процессы ухода и кормления, что в свою очередь привело к повышению производительности и снижению экологического воздействия [11].
В Румынии успешно реализован проект по автоматизации и мониторингу молочного скота на одной из крупных молочных ферм. Были установлены сенсоры для отслеживания физиологических показателей животных, а также система автоматического доения коров. Это позволило оптимизировать процесс доения, снизить заболеваемость скота и увеличить производство молока [8].
Казахстанские аграрные предприятия активно используют дроны для контроля и мониторинга состояния полей и растений. В частности, на одной из ферм в Алматинской области дроны используются для обнаружения заболеваний растений и вредителей, а также для определения оптимального времени полива. В результате применения данной технологии удается снизить затраты на химикаты и воду, а также повысить урожайность [6].
На одной из ферм в Кыргыстане, специализирующейся на выращивании картофеля, была внедрена система капельного орошения. Этот метод оптимизирует процесс полива, позволяя точно регулировать количество воды, поступающей к корням растений, и предотвращать ее излишнее испарение или сток. В результате применения данной технологии, ферма смогла существенно снизить расход воды, увеличить урожайность картофеля и повысить его качество [4].
Кроме того, в Кыргыстане активно развивается использование информационных технологий в сельском хозяйстве. Например, на одном из сельскохозяйственных предприятий была внедрена система управления данными, которая собирает и анализирует информацию о состоянии посевов, погодных условиях и рыночных трендах. Это позволяет фермерам своевременно принимать решения о внесении удобрений, защите от вредителей и рациональном использовании ресурсов, что приводит к повышению производительности и снижению затрат [1].
Польские фермеры применяют системы автоматизации и роботизации на своих овощебазах и фруктовых плантациях. Например, на одном из яблоневых садов в Мазовецком воеводстве внедрена система автоматического обрезания деревьев и сбора плодов с помощью роботов. Такой подход позволяет сократить время и трудозатраты на обработку сада, а также минимизировать повреждения плодов при сборе урожая. Кроме того, применение роботов для обработки сада позволяет обеспечить более высокую точность и равномерность обрезки деревьев, что положительно сказывается на качестве и количестве урожая.
В России одним из примеров использования высокопроизводительных технологий является внедрение системы прецизионного земледелия на одном из крупнейших сельскохозяйственных предприятий в Воронежской области. Данная система использует спутниковые снимки, датчики и автоматизированные трактора для оптимизации управления посевами и уходом за растениями. Благодаря применению данной технологии, предприятие смогло существенно сократить затраты на удобрения и повысить урожайность зерновых культур.
Эти примеры демонстрируют возможности для дальнейшего развития и внедрения инновационных технологий в агропромышленном комплексе различных стран, что может стать ключом к устойчивому развитию сельского хозяйства и обеспечению продовольственной безопасности на глобальном уровне.
Очевидно, что высокопроизводительные технологии оказывают положительное влияние на различные аспекты сельского хозяйства, а именно:
- Повышение производительности: оптимизация использования ресурсов и снижение потерь урожая благодаря быстрому выявлению и решению проблем.
- Устойчивость и адаптация к изменению климата: возможность прогнозировать и принимать меры для адаптации к изменяющимся климатическим условиям и снижения рисков.
- Экологическая безопасность: снижение негативного воздействия на окружающую среду за счет оптимального использования ресурсов и минимизации применения агрохимикатов.
- Социальные и экономические выгоды: создание новых рабочих мест и компетенций в сфере цифрового сельского хозяйства, повышение качества продукции и конкурентоспособности агропромышленных предприятий на мировом рынке.
Использование высокопроизводительных технологий в сельском хозяйстве является важным направлением для обеспечения продовольственной безопасности и устойчивого развития агропромышленного комплекса. Внедрение инновационных методов и технологий способствует оптимизации процессов управления агроэкосистемами, снижению негативного воздействия на окружающую среду и повышению эффективности сельскохозяйственных предприятий.
Важно продолжать исследования в области высокопроизводительных технологий и поддерживать их интеграцию в сельском хозяйстве на разных уровнях – от локальных фермерских хозяйств до крупных агропромышленных компаний. Только таким образом можно обеспечить устойчивое развитие сельского хозяйства и успешно решать вызовы, стоящие перед агропромышленным комплексом в XXI веке.
Библиографический список
1. Toktorov, K. K. Role of the country in the development of an innovative economy / K. K. Toktorov, A. K. Dzhumabaev, Sh. A. Zhamalov // Vestnik of the Kyrgyz National Agrarian University K.I. Scriabin. – 2021. – No. 2(56). – P. 381-388. – EDN YBAHJT.2. Анищенко, А. Н. Agriculture 4.0 как перспективная модель научно-технологического развития аграрного сектора современной России / А. Н. Анищенко, А. А. Шутьков // Продовольственная политика и безопасность. – 2019. – Т. 6, № 3. – С. 129-140. – DOI 10.18334/ppib.6.3.41393. – EDN LKKKGI.
3. Богатырев, Н. И. Повышение эффективности электроснабжения производственных и сельскохозяйственных объектов / Н. И. Богатырев, С. М. Моргун, Д. Ю. Сермернин // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. – 2018. – № 1(33). – С. 155-167. – EDN YPFKWT.
4. Васильева, И. В. Трансферт современных технологий в аграрное производство малых форм хозяйствования как путь активизации инновационных процессов в отрасли / И. В. Васильева, В. Н. Арефьев, Е. Е. Можаев // Вестник Алтайской академии экономики и права. – 2018. – № 2. – С. 30-37. – EDN YPLUIP.
5. Ибришев, Н. Н. Деятельность демонстрационного полигона по точному земледелию / Н. Н. Ибришев, Р. Ж. Калгуова, Т. А. Айыпова // Проблемы агрорынка. – 2022. – № 4. – С. 136-147. – DOI 10.46666/2022-4.2708-9991.15. – EDN ZIXULU.
6. Лагун, А. А. Экономическое обоснование и необходимость внедрения системы точного земледелия в сельскохозяйственных предприятиях Вологодской области / А. А. Лагун, И. Н. Шилова // Экономика и бизнес: теория и практика. – 2019. – № 7. – С. 90-96. – DOI 10.24411/2411-0450-2019-11083. – EDN XRAXCC.
7. Ловчикова, Е. И. Развитие цифровизации агропромышленного комплекса на основе государственно-частного партнерства: проблемы и перспективы / Е. И. Ловчикова, А. И. Солодовник, А. В. Алпатов // Вестник аграрной науки. – 2019. – № 6(81). – С. 104-112. – DOI 10.15217/issn2587-666X.2019.6.104. – EDN QIERLE.
8. Назаров Д.М. Цифровизация сельского хозяйства на примере Румынии / Д. М. Назаров, И. С. Кондратенко, В. В. Сулимин, В. В. Шведов // Международный сельскохозяйственный журнал. – 2022. – № 6(390). – С. 622-624. – DOI 10.55186/25876740_2022_65_6_622. – EDN KEQEIC.
9. Повышение эффективности использования энергонасышенных тракторов на обработке почвы / С. В. Щитов, Е. Е. Кузнецов, А. Е. Слепенков [и др.] // Международный научно-исследовательский журнал. – 2018. – № 11-2(77). – С. 54-57. – DOI 10.23670/IRJ.2018.77.11.047. – EDN YQVZRZ.
10. Файзрахманов, Д. И. Трудовой потенциал села Республики Татарстан / Д. И. Файзрахманов, Н. Н. Хамидуллин, М. П. Сергеев // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2019. – Т. 14, № 4-2(56). – С. 149-153. – DOI 10.12737/2073-0462-2020-149-153. – EDN INPPTA.
11. Холодова, М. А. Оценка уровня готовности отечественной отрасли растениеводства к цифровым трансформациям / М. А. Холодова, М. С. Шейхова, Т. И. Шароватова // Управленческий учет. – 2021. – № 12-3. – С. 785-797. – DOI 10.25806/uu12-32021785-797. – EDN OPYYDT.
12. Холодова, М. А. Оценка уровня готовности отечественной отрасли растениеводства к цифровым трансформациям / М. А. Холодова, М. С. Шейхова, Т. И. Шароватова // Научное обозрение: теория и практика. – 2021. – Т. 11, № 7(87). – С. 2191-2205. – DOI 10.35679/2226-0226-2021-11-7-2191-2205. – EDN ZEPSZH.
13. Чепурин, Г. Е. Методика определения себестоимости зерна при обмолоте зерновых с учетом потребности в комбайнах и комбайнерах / Г. Е. Чепурин, А. П. Цегельник // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2019. – Т. 49, № 2. – С. 85-93. – DOI 10.26898/0370-8799-2019-2-11. – EDN ZHFUMH.