Алтайские ученые создали уникальную установку для мониторинга почвенного плодородия

Разместил: Ф.П.Томич

Действующий образец установки для мониторинга почвенного плодородия представили на прошлой неделе на XI Сибирской конференции сторонников технологии no-till в Алтайском государственном агарном университете.

Станцию разработал молодой ученый - студент третьего курса факультета природообустройства АГАУ Максим Кертель под научным руководством доцента кафедры почвоведения и агрохимии доктора биологических наук Андрея Кудрявцева.

Установка представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий удаленно в реальном времени отслеживать основные показатели, которые отвечают за плодородие почвы, и, как следствие, влиять на повышение эффективности ведения сельского хозяйства.

Один из главных плюсов станции в том, что она модульная, состоит из взаимозаменяемых блоков. Это повышает живучесть системы, позволяет пользователю самому конфигурировать нужный набор рабочих блоков, а значит, и определять объем получаемых данных.

Блок регистрации климатических данных представляет собой набор датчиков в верхней части установки. Они фиксируют скорость и направление ветра, солнечную радиацию, фотосинтетически активную радиацию (диапазон света, необходимый растению для развития), осадки, относительную влажность и так далее. Блок агрохимических показателей - тубус, снабженный датчиками, регистрирующий температуру и влажность почвы по горизонтам с шагом 15-20 сантиметров. Кроме того, тубус может измерять количество азота, фосфора, калия и уровень кислотности (рН) в почве. Эта информация позволяет агроному принимать взвешенное эффективное решение и отслеживать ситуацию на своем поле.

«Главная идея, которая привела к созданию установки, - определение всех механизмов, связанных с азотным, фосфорным и калийным питанием, реакции среды и других показателей, которые имеют ключевое влияние на рост растения и которые мы можем регулировать. Это коренным образом изменит возможности земледелия», - уверен Андрей Кудрявцев. Именно эти возможности, отмечает ученый, и делают новую установку уникальной. Метеостанции известных брендов, которые применяют сегодня в хозяйствах региона, пока позволяют регистрировать только климатические показатели.

Логический блок установки оснащен памятью и оперативной системой собственной разработки. Телеметрия, осуществляющая контроль за работой станции, работает в стандарте 2G, который сегодня доступен практически во всех уголках страны. Установлена система геопозиционирования GPS/ГЛОНАСС. Прототип блока Максим Кертель собрал самостоятельно, но сейчас платы уже готовят на профессиональном оборудовании на одном из барнаульских предприятий.

Питание установки осуществляется опционально от аккумулятора, солнечной батареи или ветрогенератора.

Все собираемые станцией данные систематизируются, сжимаются, шифруются и отправляются на онлайн-серверы, расположенные на территории России. Доступ к данным возможен через программное обеспечение в web-версии или на платформе Android. В дальнейшем, так как ведется аккумуляция данных, сельхозтоваропроизводитель может довериться автоматическим системам принятия решений. Они основываются на машинном обучении и искусственном интеллекте, который соотносит эти результаты с данными листовой и функциональной диагностики, снимками со спутников, анализирует ситуацию и предлагает агроному решение (принятие которого остается за человеком).

«Установка предоставляет информацию 365 дней в году в круглосуточном режиме. Такой объем информации человеческий разум не способен проанализировать. Помочь может только искусственный интеллект. Интеграция с искусственным интеллектом - в этом мы видим развитие нашей установки», - поясняет Максим Кертель.

Полевое тестирование установки прошло на предприятии «Вектор» в Троицком районе в 2022 году. Полученные данные верифицированы в аккредитованной лаборатории станции агрохимической службы «Алейская». По результатам лабораторных исследований молодой ученый провел корректировку датчиков установки и их дополнительную настройку.

В будущем ученые АГАУ планируют добавить в установку дополнительные датчики, например для регистрации атмосферного и почвенного уровней углекислого газа. Дополнительный блок предполагает установку видеокамер, которые на основе технологии машинного зрения и искусственного интеллекта смогут вести общий контроль полевой ситуации, а также распознавать вредителей, определять фазу вегетации и так далее.

Как отмечают в вузе, интерес к разработке уже проявили сельхозтоваропроизводители разных регионов Сибири, работающие с ресурсосберегающей технологией нулевой обработки почвы. 

Фото: Алтайский государственный аграрный университет

Источник: Алтайский край

Сибирь, 20.02.2023 10:52:06
Прочтений: 110 Комментариев: 0 Оценка: 0