Летнее выращивание паприки, водородно-электрические тракторы и оценка посева… Представлены три перспективные технологии R&D для агропродовольственного сектора

Экспорт паприки из страны в среднем составляет около 2 500 тонн в месяц, однако в межсезонье с августа по октябрь он сокращается примерно на 40% — до порядка 1 500 тонн. Даже у высокогорных хозяйств провинции Канвондо, внедривших летний тип выращивания, доля производства во второй половине года оставалась лишь на уровне 36,1–39,9%. Несмотря на сочетание высоких ночных температур и снижения солнечной радиации, большинство исследований стандартов удаления листьев и прореживания плодов сосредоточено на зимнем цикле, поэтому фермеры летнего цикла фактически не имеют надежных нормативов выращивания.

Для электрического трактора мощностью 19 кВт расчетное время работы батареи в условиях высокой нагрузки составляет около 1,25 часа; чтобы выдержать 8 часов работы, ему пришлось бы нести батарею класса 64,8 кВт·ч массой 527 кг. Крупные прямоугольные пресс-подборщики — машины для прессования и связывания рисовой соломы и кормовых трав — требуют минимум 115–160 лошадиных сил по валу отбора мощности (PTO), передающему мощность трактора на рабочее орудие, поэтому средние и полукрупные тракторы мощностью 100 л. с. и ниже до сих пор фактически исключались из таких работ. 

Оценка производительности сеялок по-прежнему проводится на открытом воздухе, когда работники вручную считают семена одно за другим. Погода, состояние почвы и освещенность меняются от испытания к испытанию, что затрудняет фиксацию условий; даже при применении обработки изображений и искусственного интеллекта (AI) смешение цвета почвы и посторонних примесей мешает отделить семена от фона.

На презентации были представлены технологии, способные решить эти полевые проблемы. Министерство сельского хозяйства, продовольствия и сельских дел и Корейский институт планирования и оценки технологий в сфере продовольствия, сельского и лесного хозяйства (IPET) 14 сентября в Корейском центре науки и технологий в районе Каннамгу, Сеул, провели «Презентацию перспективных технологий R&D в агропродовольственной сфере 2026 года в экологической и green-bio областях» и раскрыли технологии с высоким потенциалом коммерциализации среди результатов агропродовольственных R&D. Наряду с докладами исследователей проходили индивидуальные технические консультации для компаний.

Летняя паприка: ориентиром становятся число цветков и листьев на боковых побегах

«Метод выращивания паприки для увеличения производства», предложенный Фондом промышленно-академического сотрудничества Канвонского национального университета (исследователи Ким Иль Соп, Чан Дон Чхоль, Ян Сын Хо), представляет собой технологию повышения урожайности за счет поэтапного управления количеством цветков и листьев на боковых побегах. Рассаду выращивают до появления 12 настоящих листьев и затем пересаживают в субстрат из минеральной ваты; на главном стебле оставляют только 2–3 побега, а точки роста удаляют, чтобы остановить дальнейший рост. Боковые ветви также формируют, оставляя лишь 1–3. На боковой ветви один цветок и один лист на главном стебле принимаются за одну единицу; оставляют только 1–3 единицы в сумме цветков и листьев, а остальные удаляют. Для трехстебельного выращивания, при котором оставляют три главных стебля, в качестве условий роста предложены плотность посадки 6,8 стебля на м², средняя температура 20–22℃, концентрация углекислого газа 400–700 ppm и электрическая проводимость (EC) подаваемого раствора 2,3–2,8 mS/cm.

В 40-недельном испытании с четырьмя вариантами обработки, проведенном в пленочной теплице в уезде Индже провинции Канвондо, при одинаковом числе завязавшихся плодов большее число листьев увеличивало завязываемость, а при одинаковом числе листьев меньшее число завязей ускоряло развитие вегетативных органов. На пятом участке, в поздней фазе роста, показатель F1L2 был примерно на 77% выше F2L2, а скорость развития узлов на третьем участке различалась в зависимости от обработки максимум примерно на 28%. Это означает, что сочетание числа листьев и количества завязавшихся плодов напрямую определяет баланс роста. Технология имеет уровень технологической готовности 5 (проверка в аналогичной среде, TRL 5), а патент № 10-2573495 (заявка от 22 ноября 2021 года) уже зарегистрирован.

Соединить водород, батарею и конденсатор, чтобы подключить пресс-подборщик к среднему трактору

«Экологичная (водородно-электрическая) и умная технология для разработки мобильности будущего в сельском хозяйстве», представленная командой профессора Ким Ён Чжу из Фонда промышленно-академического сотрудничества Чхуннамского национального университета (кафедра инженерии машин биосистем), подошла к задаче через изменение конфигурации источника мощности. Источник электроэнергии формируется из модуля водородных топливных элементов, основной батареи и конденсатора, а блок распределения мощности направляет выходную мощность к приводному узлу. Профессор Ким сообщил, что дополнительно к валу отбора мощности трактора отдельно присоединяются вспомогательный двигатель, вспомогательная батарея и инвертор, чтобы напрямую передавать мощность на пресс-подборщик.

Ключевой вопрос — когда система вмешивается. Профессор Ким пояснил: «Мы устанавливаем датчики, которые фиксируют вращательную нагрузку формующих роликов и движение вязальной сетки, и включаем вспомогательный двигатель только на участках формирования и обвязки тюка. Если требуемая мощность резко превышает 50%, блок распределения мощности проверяет состояние заряда разделенного на две части конденсаторного модуля, берет энергию с той стороны, которая соответствует критерию, а если конденсатор не дотягивает до нормы, его поддерживает основная батарея». При замедлении вспомогательная батарея снова заряжается за счет рекуперативного торможения; если раздельно обрабатывать мгновенные высокие нагрузки и продолжительную мощность, такая структура позволяет расширить рабочий диапазон электрического трактора среднего класса без чрезмерного увеличения источника питания. В настоящее время технология находится на уровне технологической готовности 3 (лабораторная проверка, TRL 3).

Оценка качества посева переходит в помещение

Исследовательская группа профессора Ли Дэ Хёна из Фонда промышленно-академического сотрудничества Чхуннамского национального университета (кафедра инженерии машин биосистем) представила «устройство сбора изображений со сменным фоном и метод моделирования среды сельскохозяйственных работ». Опорная поверхностная пластина, на которую высеваются семена, изготовлена из прозрачного материала, а под ней расположены пластины имитации фона, воспроизводящие разные почвы и заменяемые путем сдвига влево и вправо. Кан Сын У, исследователь-докторант Лаборатории сельскохозяйственного визуального интеллекта Чхуннамского национального университета, выступавший с докладом в тот день, объяснил: «Структура позволяет получать изображения, меняя только фон и оставляя распределение семян неизменным, поэтому большие массивы обучающих данных, которые было трудно многократно собирать на открытом воздухе, можно накопить в помещении». Отдельная белая однотонная оценочная пластина используется для разметки и создания эталонных данных, а результаты обнаружения на оценочном и имитированном фоне сравниваются для расчета коэффициента ошибки, после чего эти данные возвращаются в корректировку модели обнаружения. В качестве преимущества также отмечено, что реализация возможна только с помощью видеосенсоров, без дорогостоящих датчиков. Эта технология также находится на уровне технологической готовности 5.

Теплицы — 74,1 млрд долларов, пресс-подборщики — 12 млрд долларов, точное земледелие — 38,8 млрд долларов… прогнозы рынка служат опорой

Были также представлены прогнозы по связанным рынкам. Ожидается, что мировой рынок теплиц вырастет с 32,8 млрд долларов в 2025 году до 74,1 млрд долларов в 2033 году при среднегодовом темпе 10,9%. Рынок электрических сельскохозяйственных тракторов, по прогнозу, увеличится со 178,31 млн долларов в 2024 году до 337,13 млн долларов в 2030 году при среднегодовом темпе 11,2%, а рынок пресс-подборщиков за тот же период — с 6,4 млрд до 12 млрд долларов при среднегодовом темпе 10,6%. Рынок точного земледелия расширится с 15,1 млрд долларов в 2025 году до 38,8 млрд долларов в 2033 году, причем аппаратное обеспечение, включая камеры, датчики и системы автоматизированного управления, по состоянию на 2025 год занимает 66,7% всего рынка.

С этим совпадает и политический спрос. Министерство сельского хозяйства, продовольствия и сельских дел и Управление развития сельских районов в 2026–2030 годах продвигают совместный проект R&D по сельскохозяйственным роботам общим объемом 57,2 млрд вон, поддерживая 18 ключевых задач, включая точный посев, а также создание стандартов данных и демонстрационной системы для перехода сельского хозяйства к искусственному интеллекту (AX). Именно здесь возникает потребность в indoor-системе испытаний, способной многократно проверять производительность сеялок и сельскохозяйственных роботов и получать обучающие данные при различных почвенных условиях.

Главный вопрос — расстояние между лабораторией и полем. Метод выращивания паприки должен быть перенесен в фермерские инструкции, а для силовой системы водородно-электрического трактора, поскольку она находится на стадии лабораторной проверки, еще остаются установка на реальную машину и проверка долговечности. Для устройства сбора изображений переменной, определяющей скорость распространения, станет то, насколько широко оно сможет охватить формы семян разных культур и почвенные условия. IPET планирует продолжить консультации по передаче технологий между исследователями и компаниями по технологиям, представленным в тот день.