Електронні агрономи: комп'ютерні технології

1. програми розрахунків
2. Програми-визначники
3. Програми прийняття рішень
4. платформи
5. Комп'ютерні системи контролю розвитку рослин
6. футуристичний прогноз

Білл Гейтс у своїй книзі «Бізнес зі швидкістю думки» сформулював вимоги до добре організованої компанії: «Співробітники зобов'язані володіти найсвіжішою - детальної і загальної - інформацією по основних ключових областях, в яких вони працюють. Дані повинні бути завжди «на кінчиках пальців», вся інформація - під рукою ».

На жаль, в нашому бізнесі це не завжди можливо. Свого часу ми зіткнулися з відсутністю повної та систематизованої інформації по культурам, які вирощували. Взяти, наприклад, найпростіше - підбір сортів цибулі. Сьогодні в Україні і Росії вирощують понад 130 сортів і гібридів цибулі. Покажіть мені книгу, довідник, реєстр, каталог, в яких всі 130 сортів були б описані (бажано з фотографіями), системно охарактеризовані (щодо терміну дозрівання, забарвленням лусок, лежкости, змістом сухих речовин; та хіба мало параметрів, необхідних для правильного підбору сорту ). Немає такої книжки! А якби і була, поки дочитаєш до 87-го сорту, забудеш, що читав в першому десятку.

Тому в 2007 році з'явилися перші програмні продукти української компанії «Агрософтекс» - електронні енциклопедії. Це саме інтерактивні програми, а не просто тексти з описами. Вони не тільки містять величезну кількість інформації про сортах, шкідників, хвороб і технологіях вирощування по кожній культурі, а й дозволяють за допомогою спеціальних фільтрів вибрати тільки те, що необхідно агроному в даний момент. Наприклад, виділити серед різноманіття сортів тільки ранні, або тільки з червоною лускою, або тільки дліннодневние ... Аналогічно з шкідниками, хворобами і всієї іншою інформацією.

Такі енциклопедії вже створені для більшості овочевих культур і суниці. Всі вони дають можливість швидко переглянути всю важливу інформацію з будь-якого аспекту технології вирощування культури, порівняти і зіставити дані по будь-якому питанню.

програми розрахунків

Вважати нам доводиться постійно. Сучасні технології не дозволяють хорошому агроному бути поганим математиком. Правильно розрахувати норму витрати препарату, витрата насіння або палива - все це цілком можна зробити і на калькуляторі, і на комп'ютері в Excel. Але коли потрібно визначити потребу рослин у мінеральному живленні на запланований урожай та ще з урахуванням рівнів забезпеченості грунту, та з поправкою на кліматичні особливості регіону, та з урахуванням здатності кореневої системи культури до засвоєння, так по кожному елементу окремо з наступним перерахунком на конкретні форми мінеральних добрив і з розподілом за періодами внесень ... Програмою Excel тут вже не обійдешся. Тому для подібних цілей використовується комп'ютерна програма «Агроанализ-онлайн».

Оператор вносить в таблиці вихідні дані (культура, попередник, планована врожайність і спосіб зрошення, а головне - результати аналізу грунту). Потім програма визначає рівні забезпеченості грунту кожним елементом, ступінь і тип засоленості ґрунту і безліч інших важливих характеристик, розраховує потребу в елементах живлення (у діючій речовині), підбирає оптимальні форми мінеральних добрив, розраховуючи їх кількості, терміни і способи внесення.

У підсумку отримуємо готову інструкцію для виконання. Звичайно ж, агроном може її переглянути і щось скорегувати в залежності від нюансів технології, використовуваної в господарстві, але більшу частину складної розрахункової роботи за нього виконав комп'ютер. Аналогічних програм в допомогу агроному розроблено вже багато, кожна з них значно полегшує завдання агронома і підстраховує його від помилок.

Програми-визначники

Не потрібно плутати їх з атласами або довідниками. Атлас - це як сімейний альбом з фотографіями або як фоторобот на стенді в міліції - дивись і зіставляти: «Начебто, схожий, з іншого боку, начебто, і не дуже схожий ...». Визначник ж - це послідовна ланцюжок відповідей на питання по кожному окремому ознакою підозрілого об'єкту. Це саме програма (навіть якщо даний визначник просто надрукований на папері, а не написаний на цифрових мовами).

Розглянемо це на прикладі комп'ютерної програми «Інсектоскоп» - електронного визначника комах-шкідників, розробленого спільно компанією «Агрософтекс» і фірмою «Август» в 2010 році.

Почнемо з питання, а наскільки взагалі потрібна така програма для агронома? Чи так важливо точно визначити шкідника? Дуже важливо! Правильний вибір інсектициду можливий тільки при точному знанні цільового об'єкта. За сисним шкідників ефективніше працюють одні препарати, а по гризучим - інші. Гусеницю совкігамми знищити на порядок легше, ніж личинку капустяної молі. Потрібні різні препарати і дози. І помилитися тут не можна.

Але зустрічаються і зовсім курйозні випадки. Чотири роки тому я приїхав в одне досить велике овочівницьке господарство в Одеській області. Перше, що я побачив, - енергійні, навіть трохи авральні приготування до проведення хімічної обробки поверхні. Я поцікавився, що ж трапилося? Керуючий відповів, що на луці виявили масові яйцекладки таємничого шкідника - по десятку яєць майже на кожному другому рослині, і тому вирішили негайно обприскати, поки не відродилися мільйони личинок.

Я пройшовся по полю і оглянув яйцекладки. На щастя, я дуже добре знав, як виглядають яйця колорадського жука. У попередньому році на цьому полі росла картопля, і численні перезимували запліднені самки відклали яйця куди доведеться, що абсолютно не представляло небезпеки для лука, бо колорадський жук при всьому бажанні не здатний харчуватися цією культурою. Я переконав луководов скасувати це обприскування. А площа поля була 100 га. Вартість препарату разом з витратами на обробку становила близько $ 40 на 1 га. Разом, люди могли втратити $ 4 тис. На цьому полі. Ось ціна точного і своєчасного визначення шкідника навіть по яйцекладки (це якщо рахувати тільки в грошах).

Таких випадків у моїй практиці було чимало. І перелякані фермери, які виявили нашестя гусені бражника. Великі, різнокольорові, з рогами, але абсолютно безпечні для фермерського поля томатів, гусениці мирно повзли на зростаючу по сусідству гарбуз, яку, на відміну від томатів, вони дуже люблять. І спроба записати у шкідники златоглазки ... Прикладів не перелічити.

А тим часом вченими давним-давно розроблені надійні визначники, які крок за кроком дозволяють за ключовими ознаками ідентифікувати комаха на будь-якій стадії його розвитку (включаючи і яйця, і лялечок). Проблема тільки в тому, що ніхто ними не користується. Бо тягати з собою тритомник і в польових умовах блукати по «тезам» і «антитезам» нереально і клопітно. Інша річ, коли в руках у агронома маленький компактний комп'ютер-надолонник з програмою «Інсектоскоп». Вона розроблена в суворій відповідності з науковими визначниками, але проста, зручна і наочна. Користувач послідовно вибирає один з правильних відповідей на абсолютно ясні питання, після чого отримує можливість безпомилково визначити «ворога» не тільки по його зовнішньому вигляду, але і по ляльці, личинці і навіть яйцекладки. Після чого відкривається вікно з докладною характеристикою шкідника і рекомендаціями за необхідними захисними заходами.

Програми прийняття рішень

Мабуть, це найважливіші програми з усього їх різноманіття. Саме вони мають повне право називатися «електронними агрономами». Сім років тому я познайомився з розробленою фахівцями компанії «Август» програмою «консор», що дозволяє прийняти оптимальне рішення по підбору гербіцидів для цукрових буряків в залежності від видового складу і фази розвитку бур'янів, погодних умов і т.д. Мене дуже вразила і сама ідея, і високий рівень виконання. Ми вирішили продовжити це чудове починання.

Так з'явилася наша розробка - «Агро-Док. Програма підбору оптимальних фунгіцидів ». Вона дуже проста і зручна у використанні. Робота з нею нагадує спілкування доктора з пацієнтом. Спочатку, як і годиться, «анамнез і огляд». Вводимо дані про культуру, сорт, попереднику і технології вирощування. Далі описуємо зовнішні ознаки, але не «своїми словами», а розставляючи прапорці у відповідних віконцях. Уже на цьому етапі програма робить первинну фільтрацію ймовірних захворювань, обробляючи дані по симптоматиці. Далі вводиться інформація про погодні умови за останні п'ять днів. Адже ймовірність розвитку захворювань безпосередньо пов'язана з температурою і вологістю повітря, опадами та іншими погодними параметрами.

Важливий момент: щоб вести облік таких погодних параметрів, можна користуватися як дорогими, що працюють в автоматичному режимі метеостанціями, так і самими елементарними сорокадолларовимі приладами, які фіксують температуру і вологість грунту і повітря (поточну, а також максимальну і мінімальну за звітний період), періодично знімаючи показання і обнуляючи пам'ять. Залежно від масштабів і бюджету можна вибрати адекватне рішення.

На наступному етапі лікар відправляє хворого на здачу аналізів. І ми, по аналогії, переходимо до вкладки «лабораторні дослідження», адже збудники хвороб мікроскопічно малі, а зовнішні ознаки так часто оманливі. Дуже добре, якщо в нашому розпорядженні буде висновок лабораторії про те, яка інфекція присутня на листках, коренях і стеблах рослин. Якщо даних лабораторних аналізів не буде, програма все одно виділить найбільш ймовірні захворювання (або потішить їх відсутністю), але надійніше все-таки зробити аналізи.

Потім переходимо до вкладки «останні обробки». Бо для прийняття вірного рішення по лікуванню захворювань важливо знати, чим лікували раніше. Щоб дотримуватися «ядооборот» і не допускати виникнення резистентності патогенів. Доктора, до речі, теж нерідко запитують, «чим лікувалися до цього», або дивляться цікаву для них інформацію в історії хвороби.

І нарешті, відкриваємо останню вкладку і дивимося результати. Аналізуючи внесені нами дані, програма визначає найбільш ймовірні захворювання (для даної культури в сформованих погодних умовах), якщо необхідно проведення обприскування - підбирає оптимальні фунгіциди або їх бакові суміші (при необхідності також рекомендує оптимальну витрату води і прилипач). Агроному залишається тільки переконатися, що даний препарат дозволений до застосування на цій культурі в його країні (бо реєстрація препаратів в різних країнах відрізняється), і виконати саму обробку. І все це - за 10-15 хвилин, прямо в полі, використовуючи ноутбук, наладонник, планшет.

Чи можна зробити те ж саме, користуючись «паперовими» довідниками? Звичайно можна. Якщо возити за собою причіп з бібліотекою і письмовий стіл, щоб кожен раз переривати гори літератури з описом хвороб, характеристиками препаратів, дослідженнями про закономірності розвитку патогенів в різних погодних умовах.

платформи

Планувати технологію вирощування доводиться за столом, а реалізовувати її можна тільки в поле. Тому всі програмні продукти пишуться не тільки під комп'ютери і ноутбуки, але і під мобільні пристрої. На жаль, закінчується час пристроїв на платформі Windows-mobile, ринок завойовують планшети і смартфони під Android і iOs. Слідом за ринком рухається і розробка програм. Вже цієї зими весь пакет програм «Агрософт» буде переписаний під нові платформи. Щоб кожен агроном, фермер, вчений і студент міг мати доступ до зручних і потрібних програм на тому пристрої, яким користується повсякденно.

Комп'ютерні системи контролю розвитку рослин

Наша компанія веде агрономічний супровід сільськогосподарських проектів в декількох країнах. І як би часто наші фахівці не приїжджали на поле, для повного контролю ситуації цього недостатньо. Повний контроль можливий лише при безперервному надходженні інформації не тільки про те, які операції виконуються на полях, а й як розвиваються самі рослини. І така можливість у нас є. З 2008 року ми використовуємо для цієї мети станції фітомоніторингу виробництва ізраїльської компанії Phytech.

Найважливіша особливість цієї станції (на відміну від звичайних цифрових метеостанцій) - це комплекс датчиків біометричних показників рослин. І знову-таки все це дуже схоже на медицину! Точно так же, як важливого хворого в хорошій клініці обважують датчиками, що відправляють на розумні прилади інформацію про роботу його внутрішніх органів, так і ми обважують наші рослини датчиками, які чуйно фіксують найменші зміни в розмірі плода, температурі листя, інтенсивності руху соків та інше ...

Інформація, що збирається датчиками, надходить через стільникові мережі на сервер обслуговуючої компанії і комп'ютери клієнтів, обробляється спеціальною програмою - Phytograph - і може бути переглянута у вигляді графіків або таблиць, дозволяючи аналізувати стан рослин і приймати рішення. Такий підхід дає можливість вести сільськогосподарське виробництво в режимі «діалогу з рослиною». Адже ніхто краще самого рослини не знає, скільки і коли потрібно давати йому води, добрив, розпушування, стимуляторів та іншого ... Ми просто ставимо рослинам питання, а вони відповідають нам негайно. Відповідають своєю реакцією.

Ось як це виглядає на прикладі. На поле встановлюється подвійний комплект біометричних датчиків - на контрольній ділянці і на дослідному. Хтось порадив вам збільшити азотне живлення ... (наприклад компанія «Агроанализ»). Ви спочатку зробите це на дослідній клітці поля, а на контрольній залишите все як і раніше. І вже на наступний день побачите, на який з клітин швидше і краще йде наростання плода. А значить, зрозумієте: чи правильним буде в даній ситуації збільшення харчування.

На фотографії зелених рослин томатів ми показали встановлений датчик розміру плода станції Phytech. Він здатний фіксувати зміни в десяті частки міліметра, що дозволяє бачити весь процес формування врожаю в щоденній динаміці.

Або інший приклад. Ми поливаємо наші рослини. Але скільки води потрібно давати? Як часто поливати? Хто з агрономів не билася над цими питаннями? А в нашому випадку потрібно просто подивитися спочатку на динаміку росту плода і зіставити періоди бурхливого зростання і спадів з динамікою вологості грунту. І якщо ми бачимо різке прискорення росту плода після кожного поливу або дощу, бурхливу реакцію на зволоження - поливи потрібно збільшувати.

Можна себе перевірити. Проаналізуємо добові коливання діаметра стебла. Стебло стає товщі вночі і тонше днем, пов'язано це з денною транспирацией, але якщо амплітуда цих коливань занадто велика, то рослинам не вистачає вологи. Зіставляючи температуру листа з температурою повітря, можна оцінити не тільки забезпеченість рослин вологою, але і загальне їх «здоров'я». Адже при високій температурі рослина охолоджує себе, випаровуючи вологу, а для ефективного ходу цього процесу потрібно мати достатньо вологи в грунті і здорову провідну систему всередині рослини.

Програма Phytograph зіставляє динаміку росту плода зі зміною вологості грунту, проведеними підгодівлею, коливаннями температури і освітленості. Так можна точно зрозуміти, який саме фактор є критичним на даному етапі розвитку рослини. Система фітомоніторингу дозволяє фахівцеві прочитати безліч найважливіших даних про самопочуття рослини ...

Але і це ще не всі можливості програми Phytech. Мені довелося побувати в Ізраїлі на плантації столового винограду, де я поставив питання фермеру: «Як часто ви поливаєте свій виноградник?». На що фермер цілком щиро здивувався і відповів: «Я взагалі не в курсі, коли і як часто мій виноградник поливається і підгодовується. Всі ці завдання виконує автоматика, керована станцією Phytech, а нагляд за точністю приймаються станцією рішень веде співробітник консалтингової компанії за 200 км від поля ».

Це сьогоднішній день Ізраїлю і завтрашній день наших країн. Це не просто автоматизація поливу та підгодівлі, це автоматизація прийняття рішень про поливі і підгодівлі на основі інформації, одержуваної від самих рослин.

футуристичний прогноз

В кінці подібних статей прийнято будувати фантастичні перспективи про те, що «прийде час, і такі програми повністю замінять ...». Ні! Думаючого, уважного, творчого агронома ніякі комп'ютерні програми і системи ніколи не замінять! Але розробки подібного роду значно полегшать фахівця прийняття рішень, захистять його від випадкових помилок, допоможуть в значній мірі скоротити термін підготовки молодих агрономів і підняти рівень їх компетенції.

Ласкаво просимо в майбутнє, панове!

Вадим Дудка,
генеральний директор компанії «Агроанализ»,
м.Каховка, Україна