РЕВОЛЮЦИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ: ПРИМЕНЕНИЕ ДАТЧИКОВ И КВАДРОКОПТЕРОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ

REVOLUTION IN AGRICULTURE: THE USE OF SENSORS AND QUADROCOPTERS TO IMPROVE PERFORMANCE AND EFFICIENCY

Alexey Tegulev

Student, Department of Instrumentation and Mechatronics, Kazan State University,

Russia, Kazan

Oleg Kozelkov

Scientific supervisor, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department, Kazan State University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены способы применения датчиков и квадрокоптеров в сельском хозяйстве.

ABSTRACT

The ways of using sensors and quadrocopters in agriculture are considered.

Ключевые слова: датчики, квадрокоптеры, сельское хозяйство.

Keywords: sensors, quadrocopters, agriculture.

Введение:

Сельское хозяйство является важной отраслью экономики, и его развитие и совершенствование играют ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого развития. В последние годы наблюдается значительный рост внедрения новых технологий в сельское хозяйство, что приводит к повышению производительности, оптимизации процессов и сокращению затрат. Один из наиболее заметных технологических прорывов - это применение датчиков и квадрокоптеров, которые позволяют фермерам получать ценную информацию о состоянии посевов и животноводческих хозяйств, принимать рациональные решения и улучшать эффективность производства.

1. Преимущества использования датчиков в сельском хозяйстве:

• Мониторинг почвенного состояния: Установленные в почве датчики могут измерять влажность, содержание питательных веществ и pH-уровень, что позволяет оптимизировать использование удобрений и полива, улучшить качество почвы и повысить урожайность.
• Наблюдение за растениями: Датчики, расположенные на растениях, могут предоставлять информацию о физиологическом состоянии, определять наличие вредителей и болезней, что позволяет принимать действенные меры по защите растений и повышению урожайности.
• Метеорологический мониторинг: Датчики могут измерять температуру, влажность воздуха, скорость и направление ветра, что предоставляет фермерам точные данные для прогнозирования погоды и принятия обоснованных решений о сроках посева и уборки урожая.

Виды датчиков контроля почвы:

1)Датчики влажности почвы: Эти датчики измеряют влажность почвы, что позволяет оптимизировать полив растений. Некоторые датчики также могут измерять температуру почвы и электрическую проводимость, что дает полезную информацию о состоянии почвы.

2)Датчики температуры почвы: Эти датчики позволяют измерять температуру в разных слоях почвы. Они полезны для определения оптимальных времен посева различных культур.

3)Датчики уровня воды: Эти датчики измеряют уровень воды в почве или водоеме. Они помогают контролировать влажность почвы и определять правильное время для полива.

4)Датчики pH почвы: Данные датчики измеряют уровень кислотности (pH) почвы. Знание pH помогает определить подходящую культуру и нужные поправки почвы для оптимального роста растений.

5)Датчики нитратов и других питательных веществ: Эти датчики измеряют концентрацию нитратов и других питательных веществ в почве, что позволяет оптимизировать внесение удобрений для достижения максимального урожая.

6)Датчики солнечной радиации: Такие датчики измеряют уровень солнечной радиации на поле. Они полезны для определения экспозиции к солнечным лучам и контроля освещенности.

7)Датчики атмосферных условий: Эти датчики могут измерять температуру, влажность, давление и скорость ветра. Знание этих параметров помогает агрономам принимать решения о растениях и сельскохозяйственных операциях.

8)Датчики газовых выбросов: Некоторые датчики могут измерять содержание различных газов, таких как углекислый газ, в окружающей атмосфере. Это полезно для оценки влияния сельскохозяйственных процессов на климат.

2. Роль квадрокоптеров в сельском хозяйстве:

• Дистанционное зондирование: Квадрокоптеры оснащены камерами и специализированными сенсорами, которые позволяют выполнять аэрофотосъемку и собирать полезную информацию о состоянии полей. Это позволяет быстро обнаружить проблемы, такие как: заболевания растений или недостаток влаги, и своевременно принять необходимые меры.
• Распыление удобрений и пестицидов: Квадрокоптеры могут использоваться для точного и эффективного распыления удобрений и пестицидов на посевы, минимизируя потери и повышая эффективность использования агрохимикатов.
• Мониторинг животноводческих хозяйств: Квадрокоптеры позволяют фермерам просматривать пастбища. С квадрокоптера можно наблюдать за поголовьем стада. Фермеры, у которых КРС ходит на больших пастбищах, чаще всего это КРС на мясо. То использование квадрокоптера очень удобно для наблюдения состояния, здоровья и других показателей скота. Также легко следить за их местонахождением, достатком еды и воды. Это помогает оптимизировать условия содержания животных, обеспечить их безопасность и здоровье.

3. Препятствия, с которыми может столкнуться фермер:

• Стоимость и доступность: Внедрение датчиков и квадрокоптеров может быть дорогим в начальной стадии, и некоторые фермеры могут испытывать трудности с доступом к новым технологиям. Однако со временем цены снижаются, и многие компании разрабатывают доступные решения, специально адаптированные для сельского хозяйства.
• Обучение и интеграция: Фермеры должны быть ознакомлены с принципами работы и управления датчиками и квадрокоптерами, а также интегрировать эти технологии в свои существующие процессы. Обеспечение обучения и поддержки фермеров является важным аспектом успешной реализации данных инноваций.

Заключение:

Применение датчиков и квадрокоптеров в сельском хозяйстве предоставляет новые возможности для повышения эффективности и производительности, улучшения контроля над почвой, растениями и животноводческими хозяйствами. Эти технологии помогают фермерам принимать информированные решения, снижать затраты и уменьшать негативное воздействие на окружающую среду. Реализация данных инноваций требует дополнительного обучения и инвестиций, однако их потенциал для трансформации сельского хозяйства и создания устойчивой пищевой системы справедливо заслуживает внимания.

Список литературы:

1. Труфляк Е. В. Сенсорика / Е. В. Труфляк. – Краснодар : КубГАУ, 2016. – 33 с.
2. В. Д. Гавричев, А. Л. Дмитриев, Волоконно-оптические датчики магнитного поля / Учебное пособие. – СПб: СПбНИУ ИТМО, 2013. – 83 с.
3. В. Константинов, Дроны в сельском хозяйстве, информация для популяризации БПЛА в сельском хозяйстве – Самара : ГБУ ДПО  «Самара – АРИС», 2022. – 20 с.