| 1 |
1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. |
Оценка и контроль состояния сельскохозяйственных угодий и агроценозов с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). |
| Результаты этапа: Для эффективного управления сельскохозяйственным предприятием необходимо точно знать, какими посевными площадями оно располагает и их возможно более точное позиционирование в пространстве. Высокоавтоматизированное ДЗЗП с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) по технологии «Aeragro» («Аэрагро») позволяет решать ряд важных задач в сфере цифрового сельского хозяйства:
- построение ортофотопланов и картирование местности с геодезической (кадастровой) точностью,
- 3D-моделирование объектов сложного рельефа;
- создание электронных карт сельскохозяйственных угодий;
- расчет показателей негативных (эрозионных) процессов и дополнительных показателей состояния земель сельскохозяйственного назначения для оформления паспорта плодородия поля;
- распознавание и картирование сорной растительности на полях по технологии «Aeragro Machine Vision»;
- прогноз урожайности посевов на ранних стадиях развития растений по методике «Aeragro Machine Learning».
Электронная карта полей представляет собой векторное изображение с сопутствующей базой данных, хранящей информацию о каждом нанесённом объекте или его семантику: название, тип (площадной, линейный, точечный, надпись, элемент системного слоя и др.), площадь и периметр для земельных участках объектов, длину линейных объектов, номер поля в севообороте и ряд других характеристик, что является основой для составления паспорта плодородия земельного участка. Он содержит в себе показатели почвенного, агрохимического и эколого-токсикологического анализа почв, а также оценку степени воздействия негативных (эрозионных) процессов на почвенный покров и ряд дополнительных характеристик для почв неиспользуемых земель (залежей).
Технология «Aeragro» включает построение ортофотоплана, обработку двумерных картографических данных и методику определения необходимых показателей негативных (эрозионных) процессов:
- расчлененность земельного участка овражной и балочной сетью,
- подверженность почв ветровой эрозии почв и водной эрозии,
и ряд дополнительных показателей для почв неиспользуемых (залежных) земель: закустаренность, залесенность, зарастание сорняками.
Измеренияй производятся с высокой точностью, используется беспилотный летательный аппарат профессиональной серии с оптикой высокого разрешения. Обработка данных аэрофотосъемки призводится в режиме онлайн в облачном сервере.
Использование NDVI спектров для оценки состояния и прогноза урожайности сельскохозяйственных посевов осуществляется на ранних стадиях развития культур. Повышение точности прогноза о будущей динамике объекта исследования (величины урожая) решается путем объединения сразу нескольких индексов NDVI. Метод «Aeragro» построен на использовании специальной оптической системы, позволяет измерить и провести геопривязку индексов Enhanced или blue NDVI за один пролет и расчитать значения в рамках полетной миссии сразу после ее окончания с использованием встроенных средств программного обеспечения или онлайн сервиса.
Технологии «Aeragro Machine Vision» (распознавание сорной растительности на полях) и «Aeragro Machine Learning» (прогноз урожайности на ранних стадиях развития растений) основаны на сборе и последующей обработке больших массивов данных (Big Data). Они позволяют увеличить качество распознавания образов (листовых пластин растений) и прогнозов урожайности.
При страховании посевов принципиальными являются объективное установление факта наступления страхового события. Для этого можно использовать результаты технология «Aeragro», поступающие и накапливающиеся в информационной системе фонда данных (результатов) дистанционного мониторинга.
Обработанная информация позволяет реализовать агротехнологии точного земледелия по программе «Эффективный гектар»; проводить исследования в проекте «Умное поле»; осуществлять поддержку принятия решения в агростраховании и осуществлении государственной поддержки агропроизводителям.
|
| 2 |
1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. |
Роль и место кремния в технологиях 4-R стратегии использования агрохимических средств |
| Результаты этапа: Основные результаты-2018. Кремния является важным и незаменимым элементом минерального питания растений, повышающим их биологическую продуктивность (урожай) и устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды.
В 4R-СТРАТЕГИЮ применения агрохимических средств и оптимизацию минерального питания сельскохозяйственных культур для наиболее полной реализации почвенно-климатического потенциала должны быть обязательно включены: исследование и контроль кремниевого состояния почвы; оценка потребности в нем возделываемых культур; формы, дозы, сроки и способы применение удобрений и мелиорантов, содержащие доступные для растений соединения кремния.
Полученные результаты позволяют рекомендовать использование кремнийсодержащих соединений для ведения земледелия на загрязненных почвах, как прием регулирующий величину урожая и качество товарной продукции, обеспечивая ее экологическую безопасность.
|
| 3 |
1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. |
Цифровые технологии определения свойств почв и их локализации в пространстве |
| Результаты этапа: На экспериментальном материале о строении профилей почв подзоны южной тайги, создана классификация-перечисление на уровне групп горизонтов, в соответствии с теоретической концепцией генератора (машины) классификаций почв. Охарактеризовано пространство универсальных возможностей, которое включает все возможные комбинации (255) из набора признаков, заданного распределением 17 диагностических горизонтов по восьми группам. В результате анализа проведено исключение бессмысленных комбинаций, как логически несовместимых, и формирование пространства логических возможностей (168 элементов).
Соотношение между сочетаниями групп горизонтов и подтипами почв характеризуются следующим образом: одна комбинация не принадлежит к двум разным подтипам, но в одном подтипе может быть несколько комбинаций.
Агрегированность типичного чернозема в значительной степени зависит от системы его использования: содержание воздушно-сухих агрегатов (10-1 мм) максимально (более 70 %) в условиях степного ценоза.
Полувековое бессменное парование чернозема резко снизило степень стабильности водопрочной структуры – отмечено практически полное исчезновение водопрочных агрегатов размером 2-1 мм в составе воздушно-сухих структурных отдельностей того же размера.
В таких условиях при практически полном отсутствии поступления в него свежего органического материала растительных остатков происходит минерализация легкоразлагаемых фракций ОВ и селективное накопление высокоароматизированных компонентов ОВ. В целинном черноземе происходит постоянное обновление ОВ.
Органо-минеральные комплексы дерново-палево-подзолистых легкосуглинистых почв исследованного хроноряда залежей были выделены и исследованы с использованием динамического светорассеяния (DLS) и светорассеяния с анализом фаз (PALS). Наблюдалась тенденция к снижению величины концентрации углерода в органо-минеральных комплексах с увеличением содержания глинистых частиц.
Постагрогенные дерново-палево-подзолистые почвы залежей исследованного хроноряда демонстрируют близость стабильности коллоидной системы, но в состоянии пептизации, что подтверждается уменьшением значений дзета-потенциала и величин эффективного диаметра по сравнению с залежью наименьшего рассматриваемого возраста (5-7 лет), и, соответственно, в наибольшей степени приближенной к пахотным почвам.
Создан программно-вычислительный комплекс – “Преобразователь изображений спектров отражения и фотоснимков почв в цифровые показатели”, - предназначенный для автоматизации перевода изображений спектров отражений почв и цифровых изображений профилей почв в цифровые показатели, характеризующие цвет почв.
Может быть использован во всех областях почвоведения, где имеются растровые изображения почвенных объектов. Это позволяет актуализировать данные по спектрам и получить корреляции между показателями международной системы CIELAB и разработанными в отечественной литературе цветовыми показателями.
|
| 4 |
1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. |
Технологии производства и применения природоподобных удобрений в концепции "зеленой агрохимии" |
| Результаты этапа: В условиях закрытого грунта на культурах томатов, огурцов и перцев оценивали эффективность комплексного применения куриного компоста, кремниевого удобрения на основе диатомита и микробного препарата культуры Bacillus amyloliquefasciens. Новая технология позволяет получить прибавки урожая всех овощных культур высокого качества. Изученные агрохимические свойства серой лесной среднесуглинистой почвы после уборки растений не ухудшились. В отличие от вариантов эксперимента с использованием традиционных минеральных удобрений, собранная продукция подпадает под определение «органической» или с улучшенными показателями качества, т.н. «зеленой».
Рассчитаны ресурсы сырья для создания природоподобных инновационных технологий «зеленой агрохимии». Сейчас в России производится порядка 310 млн. т органических отходов животноводства, менее 70 млн. т или 23 % используется. Суммарное содержание только трех элементов питания растений (NPК) в органике составляет 2,9 млн. т действующего вещества. Их стоимость при текущих ценах на минеральные удобрения превышает 70 млрд. руб.
Возможно полное полезное использование органических ресурсов в системе мероприятий по «ревитализации» сельских территорий в части поддержания плодородия почв и предотвращения «декарбонизации». Это уменьшит негативное воздействие неконтролируемого оборота азот- и углеродсодержащих продуктов на компоненты природной среды.
|
