«Электронные агрономы». Компьютерные технологиидля агронома

«В начале было Слово», – сказано в Евангелии от Иоанна (гл.1)... Аграрное производство пережило два революционных рывка в своем развитии: «зеленая революция» (начало массового применения минеральных удобрений и средств защиты растений) и масштабное внедрение средств механизации основных технологических процессов. Во всех этих областях мы достигли очень многого.

Уходят в прошлое ручные прополки и уборки, с каждым годом современное аграрное производство все больше становится похожим на индустриальный процесс – машины для обработки почвы, посадки и посева, опрыскивания и уборки, автоматические системы полива, машины, машины, машины… Гербициды сплошного действия и селективные, почвенные и страховые, системные и контактные… Технологии становятся все совершеннее и все сложнее. Ни одна человеческая голова уже не в состоянии удерживать в памяти столь огромное количество информации, которое необходимо для того, чтобы все эти сложные технологические решения принимались быстро и безошибочно. Приходит время переложить значительную часть этой работы на плечи машин. Время постиндустриальных технологий.

Электронные энциклопедии

Билл Гейтс в своей книге «Бизнес со скоростью мысли» сформулировал требования к хорошо организованной компании:«Сотрудники обязаны обладать самой свежей детальной и общей информацией по основным ключевым областям, в которых они работают. Данные должны быть всегда «на кончиках пальцев», вся информация – под рукой».

К сожалению, это не всегда возможно в нашем бизнесе. В свое время мы столкнулись с полным отсутствием полной и систематизированной информации по культурам, которые выращивали. Взять, например,самое простое – подбор сортов, например, лука. Сегодня в Украине и России выращивают более 130 сортов и гибридов лука. Покажите книгу, справочник, реестр, каталог, в которых все 130 были бы описаны (желательно с фотографиями), системно охарактеризованы (по сроку созревания, окраске чешуй, лежкости, содержанию сухих веществ и т. д., да мало ли параметров, необходимых для правильного подбора сорта). Нет такой книжки. А если бы и была, пока дочитаешь до 87-го сорта, забудешь, что читал в первом десятке.

Поэтому в 2007 году появились первые программные продукты украинской компании «Агрософтэкс» – электронные энциклопедии.Это именно интерактивные программы, а не просто тексты с описаниями, и потому они не только содержат огромное количество информации о сортах, вредителях, болезнях и технологиях выращивания по каждой культуре, но и позволяют специальными фильтрами выбрать только то, что необходимо агроному в данный момент. Например,выделить среди многообразия сортов только ранние, или только с красной чешуей, или только длиннодневные… И так же с вредителями, болезнями и всей прочей информацией.

Такие энциклопедии уже созданы для большинства овощных культур и земляники. Все они дают возможность быстро просмотреть всю важную информацию по любому аспекту технологии выращивания культуры, сравнить и сопоставить данные по любому вопросу.

Программы расчетов

Считать нам приходится постоянно. Современные технологии не позволяют хорошему агроному быть плохим математиком. Правильно рассчитать норму расхода препарата, расход семян или топлива – все это вполне можно сделать и на калькуляторе, и на компьютере в «Exсel». А вот когда нужно определить потребность растений в минеральном питании на запланированный урожай, да еще с учетом уровней обеспеченности почвы, с поправкой на климатические особенности региона, с учетом усвояющей способности корневой системы культуры, да по каждому элементу в отдельности с последующим пересчетом на конкретные формы минеральных удобрений и с распределением по периодам внесений… Программой «Exel» тут не обойдешься. И потому для этих целей используется компьютерная программа «Агроанализ-онлайн».

Оператор вносит в таблицы исходные данные (культура, предшественник, планируемая урожайность и способ орошения, а самое главное – результаты анализа почвы), и программа определяет уровни обеспеченности почвы каждым элементом, степень и тип засоленности почвы, множество других важных ее характеристик, рассчитывает потребность в элементах питания (в действующем веществе), подбирает оптимальные формы минеральных удобрений, рассчитывая их количества, сроки и способы внесения.

В итоге получаем готовую инструкцию для исполнения. Конечно, агроном ее может просмотреть и что-то скорректировать в зависимости от нюансов технологии, используемой в хозяйстве, но огромную часть сложной расчетной работы выполнил компьютер. Аналогичных программ в помощь агроному разработано очень много, каждая из них значительно облегчает задачи агронома и подстраховывает его от ошибок.

Программы-определители

Не нужно путать их с атласами или справочниками. Атлас – это как семейный альбом с фотографиями или как фоторобот на стенде в милиции – смотри и сопоставляй: «вроде похож, хотя с другой стороны вроде и не очень похож...». Определитель же – это последовательная цепочка ответов на вопросы по каждому отдельному признаку подозрительного объекта. Это именно программа (даже если этот определитель просто напечатан на бумаге, а не написан на цифровых языках).

Рассмотрим это на примере компьютерной программы «Инсектоскоп» – электронного определителя насекомых-вредителей, разработанного совместно компанией «Агрософтэкс» и фирмой «Август» в 2010 году.

Начнем с вопроса, а насколько вообще нужна такая программа для агронома? Так ли важно точно определить вредителя? Очень важно. Во-первых, потому, что правильный выбор инсектицида возможен только при точном знании целевого объекта. По сосущим вредителям эффективнее работают одни препараты, а по грызущим – другие. Гусеницу совки-гаммы уничтожить на порядок легче, чем личинку капустной моли. И препараты нужны разные,и дозы. И ошибиться тут нельзя.

Но встречаются и вовсе курьезные случаи. Четыре года назад я приехал в одно довольно крупное овощеводческое хозяйство в Одесской области. Первое, что я увидел – энергичные, даже немного авральные приготовления к проведению химобработки. Я поинтересовался, что же случилось? Управляющий ответил, что на луке обнаружили массовые яйцекладки таинственного вредителя – по десятку яиц почти на каждом втором растении, и потому решили немедленно опрыснуть, пока не отродились миллионы личинок.

Я прошелся по полю и осмотрел яйцекладки. По счастливому совпадению, я очень хорошо знал, как выглядят яйца колорадского жука. В предыдущем году на этом поле рос картофель, и многочисленные перезимовавшие оплодотворенные самки отложили яйца куда придется, что совершенно не представляло опасности для лука, ибо колорадский жук при всем желании не способен питаться этой культурой. Я убедил луководов отменить опрыскивание. А площадь поля была 100 га. Стоимость препарата вместе с затратами на обработку составляла около 40 долл.США на 1 га. Итого люди могли потерять 4 тыс. долл. на этом поле. Вот цена точного и своевременного определения вредителя даже по яйцекладке (это если считать только в деньгах).

Таких случаев в моей практике было немало. И перепуганные фермеры, обнаружившие нашествие гусениц бражника. Крупные, разноцветные, с рогами, но абсолютно безопасные для фермерского поля томатов, гусеницы мирно ползли на растущую по соседству тыкву, которую, в отличие от томатов, они очень любят. И попытка записать во вредители златоглазку… И так далее.

Так что точно определить вредителя в полевых условиях очень важно. Но, может быть, это сделать «на глазок»?Конечно, опытный, хорошо подготовленный агроном легко сможет по внешнему виду отличить колорадского жука от капустной белянки. Но чтобы отличить различные виды вредителей по личинкам (особенно близкородственные, например,личинку хищных жужелиц от хлебной), нужен и больший опыт, и более глубокие знания. Но совсем трудно бывает определить вредителя по яйцекладкам (кроме совсем уж типичных).

А между тем, учеными давным-давно разработаны надежные определители, которые шаг за шагом по ключевым признакам позволяют идентифицировать насекомое на любой стадии его развития (включая и яйца, и куколок). Проблема только в том, что никтоими не пользуется. Ибо таскать с собой трехтомники и в полевых условиях блуждать по «тезам» и «антитезам» нереально и хлопотно. Иное дело, когда в руках у агронома маленький компактный компьютер-наладонник с программой «Инсектоскоп». Она разработана в строгом соответствии с научными определителями, но проста, удобна и наглядна. Пользователь последовательно выбирает один из правильных ответов на простые и ясные вопросы, после чего получает возможность безошибочно определить «врага» не только по его внешнему виду, но и по куколке, личинке и даже яйцекладке. После чего открывается окно с подробной характеристикой вредителя и рекомендациями по проведению защитных мероприятий.

Программы принятия решений

Это, пожалуй, самые важные из всего многообразия программ. Именно они имеют полное право именоваться «электронными агрономами». Семь лет назад я познакомился с разработанной специалистами компании «Август» программой «КонСор», позволяющей принять оптимальное решение по подбору гербицидов для сахарной свеклы в зависимости от видового состава и фазы развития сорняков, погодных условий и т.д. Меня очень впечатлила и сама идея, и высокий уровень исполнения.Мы решили продолжить это замечательное начинание.

Так появилась наша разработка – «Агро-Док. Программа подбора оптимальных фунгицидов». Она очень проста и удобна в использовании. Работа с ней напоминает общение доктора с пациентом.Сначала, как и полагается, «анамнез и осмотр». Вводим данные о культуре, сорте, предшественнике и технологии выращивания. Далее описываем внешние признаки, но не «своими словами», а расставляя флажки в соответствующих окошках. Уже на этом этапе программа делает первичную фильтрацию вероятных заболеваний, обрабатывая данные по симптоматике. Далее вводится информация о погодных условиях за последние пять дней. Ведь вероятность развития заболеваний прямо связана с температурой и влажностью воздуха, осадками и прочими погодными параметрами.

Важный момент – для того, чтобы вести учет таких погодных параметров, можно пользоваться как дорогими, но работающими в автоматическом режиме метеостанциями, так и самыми элементарными сорокадолларовыми приборами, которые фиксируют влажность и температуру почвы и воздуха (текущую, а также максимальную и минимальную за отчетный период), периодически снимая показания и обнуляя память. В зависимости от масштабов и бюджета проекта можно выбрать адекватное решение.

На следующем этапе врач отправляет больного на сдачу анализов. И мы, по полной аналогии, переходим к вкладке «лабораторные исследования», ведь возбудители болезней микроскопически малы, а внешние признаки так часто бывают обманчивы. И потому очень хорошо, если в нашем распоряжении будет заключение лаборатории о том, какая инфекция присутствует на наших листьях, корнях и стеблях. Если данных лабораторных анализов не будет, программа все равно выделит наиболее вероятные заболевания (или утешит нас их отсутствием), но надежнее все-таки сделать анализы.

Затем переходим к вкладке «последние обработки». Ибо для принятия верного решения по лечению заболеваний важно знать, чем работали до того. Для того, чтобы соблюдать «ядооборот», не допуская возникновения резистентности патогенов. Доктора, кстати, тоже нередко спрашивают, «чем лечились до того», либо смотрят это в истории болезни.

И наконец, открываем последнюю вкладку и смотрим результаты. Анализируя внесенные нами данные, программа определяет наиболее вероятные заболевания (для данной культуры в сложившихся погодных условиях), если необходимо проведение опрыскивания – подбирает оптимальные фунгициды или их баковые смеси (при необходимости также рекомендуя оптимальный расход воды и прилипателя). Агроному остается только убедиться, что данный препарат разрешен к применению на этой культуре в его стране (ибо регистрация препаратов в разных странах отличается), и выполнить саму обработку. И все это – за десять-пятнадцать минут, прямо в поле, либо на ноутбуке, либо на «наладоннике», планшете.

Можно ли сделать то же самое, пользуясь «бумажными» справочниками? Конечно, можно. Если возить за собой прицеп с библиотекой и, желательно, письменный стол, чтобы каждый раз перерывать горы литературы с описанием болезней, характеристиками препаратов, исследованиями о закономерностях развития патогенов в разных погодных условиях.

Платформы

Планировать технологию выращивания приходится за столом, а реализовывать ее все-таки можно только в поле. И потому все эти программные продукты пишутся не только под компьютеры и ноутбуки, но и под мобильные устройства. К сожалению, уходит время устройств на платформе Windows-mobile, рынок завоевывают планшеты и смартфоны под Android и iOs. Вслед за рынком идет и разработка программ. Уже предстоящей зимой весь пакет программ «Агрософта» будет переписан под эти платформы. Для того чтобы каждый агроном, фермер, ученый и студент мог иметь доступ к удобным и нужным программам на том устройстве, которым пользуется повседневно.

Компьютерные системы контроля развития растений

Наша компания ведет агрономическое сопровождение сельскохозяйственных проектов в нескольких странах. И как бы часто наши специалисты ни приезжали на поле, для полного контроля ситуации нам этого недостаточно. Полный контроль возможен только при непрерывном поступлении информации не только о том, какие операции выполняются на полях, но и как развиваются сами растения. И такая возможность у нас есть. С 2008 года мы используем для этой цели станции фитомониторинга производства израильской компании «Phytech».

Важнейшая особенность этой станции (в отличие от обычных цифровых метеостанций) – это комплекс датчиков биометрических показателей растений. И опять же все это очень похоже на медицину! Точно так же как важного больного в хорошей клинике обвешивают датчиками, которые отправляют на умные приборы информацию о работе его внутренних органов, так и мы обвешиваем наши растения датчиками, которые чутко фиксируют малейшие изменения в размере плода, температуре листьев, интенсивности сокодвижения и так далее…

Информация, собираемая датчиками, поступает через сотовые сети на сервер обслуживающей компании и компьютеры клиентов, обрабатывается специальной программой «Phytograph» и легко может быть просмотрена в виде как графиков, так и таблиц, для анализа состояния растений и принятия решений.Такой подход позволяет вести сельскохозяйственное производство в режиме «диалога с растением». Ведь никто лучше самого растения не знает, сколько и когда мы должны давать ему воды, удобрений, рыхлений, стимуляторов и прочего... Мы просто задаем растениям вопрос, и они отвечают нам немедленно. Отвечают своей реакцией.

Вот как это выглядит на примере. На поле устанавливается двойной комплект биометрических датчиков – на контрольномучастке и на опытном. Кто-то посоветовал вам увеличить азотное питание... (например, компания «АгроАнализ»). Вы просто сделаете это на опытной клетке поля, а на контрольной оставите все по-прежнему. И уже на следующий день увидите, на какой из клеток быстрее и лучше идет нарастание плода. А значит, поймете – правильным ли будет в данной ситуации увеличение питания. На фотографии зеленых растений томатов мы показали установленный датчик размера плода станции «Phytech». Он способен фиксировать изменения в десятые доли миллиметра, что позволяет видеть весь процесс формирования урожая в ежедневной динамике.

Или другой пример. Мы поливаем наши растения. Но как точно узнать, сколько воды давать? Как часто поливать? Кто из агрономов не бьется над этими вопросами? А в нашем случае нужно просто посмотреть сначала на динамику роста плода и сопоставить периоды бурного роста и спадов с динамикой влажности почвы. И если мы увидим резкое ускорение роста плода после каждого полива или дождя, бурную реакцию на увлажнение – поливы нужно увеличивать.

Можно себя перепроверить. Проанализируем суточные колебания диаметра стебля. Стебель становится толще ночью и тоньше днем, связано это с дневной транспирацией, но если амплитуда этих колебаний слишком велика, то растениям не хватает влаги. Сопоставляя температуру листа с температурой воздуха, можно также оценить как обеспеченность растений влагой,так и общее их «здоровье». Ведь при высокой температуре растение охлаждает себя, испаряя влагу, а для эффективного хода этого процесса, как минимум, нужно иметь достаточно влаги в почве и здоровую проводящую систему внутри растения.

На приведенном графике динамика роста плода сопоставляется с изменением влажности почвы, проведенными подкормками, колебаниями температуры и освещенности. Так можно точно понять, какой именно фактор является критическим на данном этапе развития растения.И еще множество важнейших данных о самочувствии растения позволяет прочитать специалисту система фитомониторинга.

Но это еще не все возможности «Phytech». Мне довелось побывать в Израиле на плантации столового винограда, где я задал вопрос фермеру: «Как часто Вы поливаете свой виноградник?». На что фермер мне совершенно искренне ответил: «Я вообще не в курсе, когда и сколько мой виноградник поливается и подкармливается. Все эти задачи выполняет автоматика, управляемая именно станцией «Phytech», а присмотр за точностью принимаемых станцией решений ведет сотрудник консалтинговой компании за 200 км от поля».

Это сегодняшний день Израиля и завтрашний день наших стран. Это не просто автоматизация полива и подкормки, это автоматизация самого принятия решений о поливе и подкормке на основе информации, получаемой от самих растений.

Футуристические прогнозы

В конце подобных статей принято строить фантастические перспективы о том, что «придет время, и такие программы полностью заменят…».Нет. Никогда не заменят думающего, внимательного, творческого агронома никакие компьютерные программы и системы. Но разработки подобного рода значительно облегчат принятие решений специалистом, защитят его от случайных ошибок, помогут в значительной степени сократить срок подготовки молодых агрономов и поднять уровень их компетенции. Добро пожаловать в будущее, господа!

Вадим ДУДКА,
генеральный директор компании «АгроАнализ»,
г. Каховка, Украина

Фото: «АгроАнализ»

Контактная информация

Вадим Владимирович ДУДКА

Тел.: (10380) 503-15-66-36
www.agroanaliz.ru

В России – ООО «АгроАнализ-Дон», г. Азов

Тел.: (86342) 6-55-04
agroanaliz-don@yandex.ru

ЗАО «Агродоктор», г. Новосибирск

Тел.: (3833) 99-00-82,
моб. тел.: (913) 951-18-09

ООО «АгроАнализ-Казахстан», г. Алматы

Тел.: (7777) 32-76-54

Подписи к фото

Рабочие окна программы «Агро-Док».
Датчик размера плода «Phytech».
График динамики роста плода в связи с изменением других параметров.

Опубликовано в номере 11 за 2012 год

Перепечатка и копирование материалов на электронные ресурсы только с письменного разрешения редакции и с указанием первоисточника.