Как на практике работает дифференцированное внесение удобрений с полевым анализатором Augmenta

Каждый агропроизводитель стремится получать высокую прибыль при более низких затратах. Чтобы в этом преуспеть, необходимо разумно распределять ресурсы в зависимости от зональных особенностей полей. Так как большую часть финансовых ресурсов среднестатистический аграрий тратит на минеральные удобрения и СЗР, на рынке востребованы решения, которые помогают оптимизировать внесение агрохимии. Одно из таких решений – полевой анализатор Augmenta.

ЧТО СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЕТ ПОЛЕВОЙ АНАЛИЗАТОР AUGMENTA

Augmenta — это система, разработанная греческим фермером, которая позволяет фермерам получать полную картину о состоянии здоровья и качества выращиваемых культур с помощью PnP-устройства, сканирующего и анализирующего растения по мере движения трактора по полю.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Устройство состоит из мультиспектральной камеры (5 спектров: 4к камера, ИК камера, RGB камера) и искусственного интеллекта, или нейронной сети, как его называют разработчики, — программного обеспечения, позволяющего анализировать и принимать решения в реальном времени. Анализатор обеспечивает ширину сканирования 40 метров с возможностью разбивки на 128 секций. Кроме этого, устройство обеспечивает гораздо более высокое разрешение по сравнению со стационарными датчиками — 12 пикселей на сантиметр.

ПРЕИМУЩЕСТВА УСТРОЙСТВА

Сегодня на рынке представлено немало решений на основе оптических сенсоров, которые позволяют собирать данные и одновременно с этим проводить дифференцированное внесение удобрений. В сравнении с большинством популярных технологий, у Augmenta есть ряд принципиальных преимуществ:

• Автоматическая калибровка при каждом включении устройства. Процесс занимает не более 60 секунд, в то время как в подобных устройствах для проведения качественной калибровки необходимо прибору показать какое растение плохое, а какое хорошее. Это требует немало времени и усилий
• Удобство и простота в установке и подключении к сельскохозяйственной технике. Устройство легко закрепляется на любом тракторе, может усилить штатное оборудование и подключается через специальный протокол CAN.
• Широкий спектр применения. Анализатор можно использовать для подкормки азотными удобрениями, дифференцированного внесения азота в реальном времени, десикации, точечного внесения СЗР сплошного действия, внесения регуляторов роста со сменной нормой в реальном времени.

Таблица 1. Сравнение популярных решений для экономии СЗР (на основе публичной информации).

* Будет доступно в 2022 году  ** Необходимо ставить на штангу опрыскивателя каждые 50 см.

ОСОБЕННОСТИ УСТАНОВКИ И ИНТЕГРАЦИИ

Полевой анализатор совместим с оборудованием всех мировых производителей техники: Trimble, CNH, JD, Isobus, Arag, Raven, Claas и т.д., а это значит, что его можно подключить практически к любой технике на рынке Украины. Устройство устанавливается на крыше опрыскивателя или трактора на специальной крепежной планке, которая доступна в разных конфигурациях. Например, на рис. 1 на крыше John Deere по центру козырька установлена штатная антенна SF6000, и в этом случае для размещения анализатора перед антенной вместо стандартного крепления использовали планку с выносом.

Рис. 1. Установка Augmenta на крыше John Deere со штатной антенной

Существует 2 основных способа подключения устройства к штатным системам сельхозтехники:

• подключение через ISOBUS;
• подключение через OmniBox в цепь терминала.

В обоих случаях для завершения интеграции необходимо зайти в штатные настройки опрыскивателя или трактора (трактор + разбрасыватель) и «разрешить» Augmenta выполнять свою работу.

КАКИЕ ДАННЫЕ ПОЗВОЛЯЕТ СОБИРАТЬ AUGMENTA?

Во время работы техники Augmenta собирает целый комплекс данных: система камер, которыми оснащено устройство, сканирует поле в режиме реального времени, после чего искусственный интеллект формирует карту вегетационного индекса. На основе этих данных анализатор дает команду клапанам секций опрыскивателя или «тарелочкам» разбрасывателя вносить больше или меньше агрохимии в зависимости от вегетационного индекса. Стоит подчеркнуть, что все это происходит в реальном времени, то есть в течении одной-двух секунд, параллельно с анализом неоднородностей на поле и их автоматической фотофиксацией.

Рис. 2. Программный интерфейс Augmenta на планшете в кабине трактора

Собранную информацию устройство обрабатывает и с помощью модема передает на сервер. Если в полевых условиях нет доступа к сети, данные аккумулируются во внутренней памяти (1,5 Тб) и выгружаются автоматически при наличии сотовой связи. В дальнейшем выгруженные данные можно передавать на обработку, интегрировать в FMS-системы, формировать на их основе pdf-отчеты или выгружать/загружать shapefiles.

Рис. 3. В таком виде информация для аналитика или агронома доступна на сервере

Еще одна важная функция, которая позволяет выявлять проблемы на поле и принимать решения в режиме реального времени, — это автоматическая фотофиксация неоднородностей. Когда система обнаруживает неоднородные участки в процессе движения по полю, она автоматически делает снимок, привязывает его к геометкам и отправляет эту информацию на сервер.

Рис. 4. Снимки проблемных зон на поле с привязкой к их местонахождению

Вас может заинтересовать: ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ  ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ

КЕЙС ИЗ ПРАКТИКИ

В 2021 году команда SmartFarming тестировала полевой анализатор на полях клиента в Житомирской области, в рамках дифференцированного внесения азотных удобрений в посевах кукурузы. Анализатор Augmenta установили на самоходный опрыскиватель John Deere R4044, который уже был оборудован системой Y-Drop для внесения азотных удобрений в прикорневую зону.

Для описания работы и показаний прибора в полевых условиях, обозначим ключевые принципы его работы.

При переменной норме внесения азотных удобрений анализатор сканирует поле и делит его на условные зоны:

• зоны с хорошим потенциалом (условно — зеленые) — это те участки поля, которые хорошо развиваются и имеют высокий индекс вегетации. В таких зонах Augmenta вносит 80% от заданной агрономом нормы азотных удобрений;
• зоны с высоким потенциалом роста (условно — желтые) — участки, уровень вегетации которых ниже, чем в «зеленой зоне», а потенциал роста выше, поскольку растения еще не достигли своего максимума. В таких зонах Augmenta вносит 100% от заданной нормы удобрений;
• зоны с низким потенциалом (условно — красные) — зоны, в которых обычно редкие или вымокшие посевы с недоразвитыми мелкими растениями. На таких участках Augmenta вносит допустимый минимум, для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов в почве.

При внесении удобрений с Augmenta на полях предприятия наблюдали следующую картину (рис. 5-9).

Рис. 5. Индекс вегетационной массы, данные анализатора Augmenta

Рис. 6. Факт внесение азотных удобрений, данные Augmenta

Рис. 7. Контрастный снимок разделения поля на зоны, как «видит» Augmenta

Рисунки 5 и 7 представляют одни и те же данные в разной интерпретации. Отсутствие красной зоны на рисунке 3 говорит о том, что большую часть поля занимают зоны с хорошим и высоким потенциалом. Соответственно, в зеленой зоне при подкормке под управлением Augmenta здесь вносили 80% от заданной нормы удобрений, а в светлой зоне — 100% от заданной нормы. При таком распределении и базовой норме внесения равной 155 л/га на площади поля 51 га удалось сэкономить 335 литров азотного удобрения.

Рисунки 8 и 9 показывают, что до подкормки поле было крайне неоднородным, а уже через 12 дней после дифференцированного внесения удобрений индекс вегетации, а значит и общий потенциал поля, выровнялся. Теперь ждем осени, чтобы подтвердить наблюдения и гипотезы данными из «бункера» комбайна.

AUGMENTA И АВТОМАТИЗАЦИЯ АГРОПРОИЗВОДСТВА

На основе полученных карт индекса вегетации с Augmenta можно делать выводы о состоянии посевов, определять слабые и сильные зоны полей. При этом нет необходимости делать задание на агроскаутинг в FMS, поскольку анализатор Augmenta автоматически сделает это за вас. Конечно, это не избавит агронома от необходимости выезжать в поля для контроля работ, однако если на полях работает несколько агрегатов, оборудованных Augmenta, анализировать движения техники и видеть подробную картину с поля можно и онлайн, с мобильного устройства или в веб-интерфейсе.

Рис. 10. Синхронизация данных с нескольких единиц техники, оборудованных Augmenta

В целом же, Augmenta обеспечивает важные шаги на пути к автоматизации сельского хозяйства за счет трех ключевых моментов:

• сбор данных: мультиспектральное машинное зрение помогает определить развитие растений при каждом выезде трактора в поле;
• анализ информации: обработка полученных данных в режиме реального времени с помощью искусственного интеллекта, который преобразовывает полученные изображения в решения согласно агрономическим моделям;
• контроль: автоматизированное выполнение полевых операций, то есть полностью автоматическое внесение удобрений и СЗР.

«Augmenta — это устройство завтрашнего дня с широким спектром возможностей. Это система, которая обеспечивает не только мониторинг посевов, но и точечное внесение СЗР, автоматическую регулировку норм при подкормке, внесении регуляторов роста, дефолиантов, а также автоматический современный агроскаутинг. Анализатор позволяет автоматизировать полевые операции и делает процессы управления агробизнесом понятными и простыми», — поделился впечатлениями от работы с устройством Артур Андилахай, агроном-консультант SmartFarming.