Удобрений меньше, а качество риса резко выше… появился умный рисопосадочный агрегат, который «ловит сразу четырёх зайцев»

(Корейская газета сельскохозяйственных технологий = корреспондент Ли Хён У) На фоне двойного кризиса — перебоев с поставками сырья для удобрений из-за нестабильности международных цепочек поставок сырья и нехватки рабочей силы вследствие старения сельского населения — внимание привлекли отечественные исследователи, предложившие прорывное решение на основе технологий точного дифференцированного внесения удобрений, основанных на данных.

Администрация развития сельских районов (глава — Ли Сын Дон) 27 мая сообщила, что разработала «умный рисопосадочный агрегат с одновременной посадкой и регулировкой объёма внесения удобрений по местоположению», который в реальном времени определяет состояние почвы на рисовом поле и автоматически регулирует объём внесения удобрений, и приступила к его внедрению на местах. Эта технология получает оценку как решение, позволяющее одновременно добиться сразу четырёх целей: снижения затрат, смягчения дефицита рабочей силы, защиты окружающей среды и производства высококачественного риса.

▲Устранение неоднородности почвы внутри участка… концентрация 4 ключевых инновационных технологий на основе данных — «от анализа до управления»=Традиционный способ внесения удобрений до сих пор сводился к тому, что всё рисовое поле рассматривалось как единое среднее значение, а удобрения пролонгированного действия вносились равномерно.

Однако даже в пределах одного участка потребность риса в питательных веществах различается в зависимости от дренажа, содержания органики и плодородия почвы. Из-за этого в местах, где питательных веществ и так достаточно, удобрения вносились в избытке, что приводило к перерастанию и полеганию риса либо к возникновению болезней и вредителей, а оставшиеся компоненты удобрений стекали в реки и вызывали загрязнение воды. Напротив, в зонах с нехваткой питательных веществ ухудшался рост растений, что вызывало разброс по общему качеству и урожайности.

Разработанный на этот раз умный рисопосадочный агрегат для принципиального решения этих проблем △органично объединяет 4 этапа ключевых технологий: расчёт оптимальной нормы внесения (анализ), создание карты внесения удобрений (предписание), распознавание местоположения сельхозработ в реальном времени (принятие решения) и технология управления оптимальной нормой внесения (управление).

На первом этапе — «расчёт оптимальной нормы внесения» — увязываются данные о почве, проанализированные сельскохозяйственными технологическими центрами городов и уездов, а также Корейским агентством развития сельскохозяйственных технологий, с данными почвенно-экологической информационной системы Администрации развития сельских районов «Heuktoram» (информация по рекомендациям использования удобрений). Это позволяет определить состояние питательных веществ по каждому участку и точно проверить распределение питательных элементов по 8 показателям, включая pH, органическое вещество и доступный фосфор.

Особенно важно, что в алгоритм включены даже физические характеристики 16 видов гранулированных удобрений пролонгированного действия, обращающихся на внутреннем рынке, — такие как размер гранул и плотность, — благодаря чему рассчитывается разброс объёма выдачи по каждому виду удобрения и выводится оптимальная норма внесения.
На следующем этапе — «создание карты внесения удобрений» — на основе аналитических данных с применением метода пространственной интерполяции (Kriging) определяется оптимальный объём внесения основных компонентов, таких как азот, фосфор и калий, по детальным зонам внутри участка, после чего формируется цифровая «карта предписаний по внесению удобрений». Такая карта составляется по единичным зонам в зависимости от участка или рабочего интервала рисопосадочного агрегата.

Когда фактически начинается посадка риса, запускается технология «распознавания местоположения сельхозработ в реальном времени». С использованием высокоточной спутниковой навигации (RTK-GNSS) погрешность определения местоположения была радикально снижена до ±2 см, а система в реальном времени отслеживает траекторию движения агрегата и передаёт в блок управления точную информацию о количестве удобрений, соответствующем данной зоне.

Наконец, на этапе «управление оптимальной нормой внесения» вычислительный блок контроллера, связанный с сенсорным UI-дисплеем, в реальном времени регулирует мощность мотора. В соответствии со значениями, заданными на карте предписаний, система автоматически регулирует объём внесения удобрений в реальном времени с высокой точностью в пределах ±5% и точно подаёт их на поверхность рисового поля.

▲Экономическая эффективность подтверждена в демонстрационных испытаниях в Хвасоне… удобрений на 29% меньше, а урожайность на 10% выше=Результаты демонстрационных испытаний, проведённых исследователями на рисоводческих хозяйствах города Хвасон, обнадёживают. По сравнению с традиционным способом, в расчёте на 1 га объём использования удобрений сократился на 29%, а поскольку посадка риса и внесение удобрений выполнялись одновременно и точно, время на внесение удобрений также сократилось на 40%.

Хотя управленческие затраты и потребность в рабочей силе значительно снизились, производительность и качество выросли. В результате целенаправленного восполнения дефицита питательных веществ в бедных зонах и предотвращения избыточного внесения удобрений урожайность, напротив, выросла на 10%, а разброс урожайности между зонами сократился на 33%.

Особенно важно, что эта технология даёт большие преимущества для соответствия стандартам по сортности риса и содержанию белка, установленным уведомлением Министерства сельского хозяйства, продовольствия и сельских дел. Поскольку объём внесения азота, определяющего вкус варёного риса, надлежащим образом регулируется по зонам, удаётся снизить содержание белка в рисе и стабильно производить высококачественный рис, что подтверждает ценность этой разработки как «сельхозтехники, ориентированной на управление качеством».

Администрация развития сельских районов прогнозирует, что при внедрении этого умного рисопосадочного агрегата на всей площади выращивания риса в стране (700 тыс. га) можно будет добиться огромного эффекта по сокращению затрат на сельхозматериалы — примерно 560 млрд вон в год (800 тыс. вон на гектар).
 

▲«Модульная» система, совместимая с существующей сельхозтехникой… высокая приемлемость на местах и ответ на старение сельского населения=Разработка обладает и практической применимостью на местах. Устройство управления дифференцированным внесением удобрений на этот раз выполнено в виде съёмного «модульного» решения. Поэтому хозяйствам, уже имеющим рисопосадочные агрегаты, оснащённые устройством бокового внесения удобрений, не нужно покупать крупную новую технику: достаточно дополнительно установить только управляющий модуль и переоборудовать машину в умный рисопосадочный агрегат, что снижает экономическую нагрузку.

Однако применение ограничено на старых устаревших рисопосадочных агрегатах, не имеющих устройства бокового внесения удобрений или трудно поддающихся переоборудованию под электронное управление, поэтому в дальнейшем, как ожидается, будут подготовлены меры по расширению совместимости для разных моделей.
Решена и проблема затрат на анализ почвенных образцов для составления предписаний по детальным зонам, которая вызывала опасения на местах. Благодаря поддержке сельскохозяйственных технологических центров городов и уездов по месту нахождения хозяйства анализ можно пройти бесплатно, а поскольку для рисового поля площадью 1200 пхёнов требуется отобрать и использовать лишь около 10 репрезентативных образцов, нагрузка на фермеров и фактические дополнительные расходы невелики.

Выступивший в тот день на брифинге глава Национальной академии сельскохозяйственных наук при Администрации развития сельских районов Сон Чже Хун подчеркнул: «Умный рисопосадочный агрегат, основанный на технологиях точного земледелия на базе данных, окажет большую помощь не только в сокращении трудозатрат и расходов, предотвращении загрязнения воды и производстве высококачественного риса, но и в укреплении способности фермеров реагировать на такие кризисы с поставками удобрений, как сейчас». Он добавил: «Особое значение имеет и то, что на фоне стремительной перестройки мирового рынка сельхозтехники вокруг умных решений нам удалось поднять уровень отечественных технологий точного земледелия до уровня ведущих стран мира. Мы и впредь будем делать всё возможное для разработки агротехнологий и их внедрения на местах ради устойчивого сельского хозяйства будущего».

Между тем Администрация развития сельских районов планирует для скорейшей коммерциализации и внедрения разработанного умного рисопосадочного агрегата завершить к 2027 году совместно с промышленными компаниями совершенствование системы и повышение уровня технологии. Кроме того, в 2028 году через реализацию проекта по распространению новых технологий ведомство намерено быстро расширить применение этой технологии на рисоводческих хозяйствах по всей стране.