Роль умного орошения в эпоху цифрового сельского хозяйства

Население мира к 2050 году достигнет 10 миллиардов человек, и для того чтобы прокормить это растущее население, сельскохозяйственное производство должно увеличиться на 70 процентов. С другой стороны, традиционные методы ведения сельского хозяйства больше не являются достаточными перед лицом таких вызовов, как изменение климата, нехватка воды и сокращение сельскохозяйственных угодий. Именно в этой точке в игру вступают цифровое сельское хозяйство и умные системы орошения.

В этой статье мы глубоко изучим критическую роль технологий умного орошения в рамках цифровой сельскохозяйственной революции, их применение в Турции и то, как они сформируют сельское хозяйство будущего.

Что такое цифровое сельское хозяйство? Путь к Сельскому хозяйству 4.0

Цифровое сельское хозяйство — это современный подход к сельскому хозяйству, в котором используются различные цифровые технологии с целью повышения эффективности процессов сельскохозяйственного производства, сокращения отходов и поддержки устойчивости.

Цифровая эволюция сельского хозяйства:

Сельское хозяйство 1.0 – Традиционное сельское хозяйство: Ручные операции, основанные на силе человека и животных. Классические методы ведения сельского хозяйства, продолжавшиеся тысячелетиями.

Сельское хозяйство 2.0 – Механизация: Внедрение сельскохозяйственных машин, таких как тракторы и комбайны. Отражение промышленной революции, начавшейся в 19 веке, на сельское хозяйство.

Сельское хозяйство 3.0 – Точное земледелие: Использование GPS, компьютерных систем и сенсорных технологий. Технологические сельскохозяйственные приложения, развивающиеся с 1980-х годов.

Сельское хозяйство 4.0 – Цифровое сельское хозяйство: Полная интеграция Интернета вещей (IoT), Искусственного интеллекта (AI), Больших данных (Big Data) и систем автоматизации. Цифровая трансформация, начавшаяся с революции Индустрии 4.0 в 2011 году и быстро распространяющаяся сегодня.

Сельское хозяйство 4.0 ставит в центр процессы принятия решений на основе данных в сельскохозяйственном производстве. Мгновенные данные, собранные с датчиков, анализируются, обрабатываются алгоритмами искусственного интеллекта и внедряются через автоматические системы. Таким образом, фермер может в режиме реального времени следить за тем, что происходит на его поле, и принимать наиболее правильные решения.

Основные компоненты цифрового сельского хозяйства

Экосистема цифрового сельского хозяйства состоит из множества технологических компонентов:

IoT-датчики и умные устройства: Беспроводные датчики, измеряющие такие параметры, как влажность почвы, температура, влажность воздуха, pH, EC (электропроводность). Эти датчики собирают данные со всех уголков поля, позволяя увидеть общую картину.

Технологии беспроводной связи: Передача данных между датчиками и блоками управления осуществляется благодаря таким протоколам, как LoRa/LoRaWAN, GSM, WiFi. В частности, технология LoRaWAN предпочитается в сельскохозяйственных приложениях благодаря дальности действия до 10 километров и низкому энергопотреблению.

Облачные платформы данных: Все собранные данные хранятся, анализируются и представляются в виде отчетов на облачных серверах. Фермеры могут получить доступ к этим данным из любого места через мобильное приложение или веб-интерфейс.

Искусственный интеллект и машинное обучение: Прогнозы на будущее строятся путем анализа исторических данных и текущих условий. Например, идеальное время полива рассчитывается автоматически путем объединения данных о погоде и влажности почвы.

Системы автоматизации: Блоки управления клапанами, управление насосами и системы внесения удобрений работают автоматически. Вмешательство человека сводится к минимуму.

Умные системы орошения: управление водными ресурсами в сердце цифрового сельского хозяйства

Вода — самый критический ресурс в сельском хозяйстве. 70 процентов мирового потребления воды уходит на сельскохозяйственное орошение. Однако при традиционных методах орошения происходят большие потери. Именно здесь вступают в дело умные системы орошения.

Что такое умное орошение?

Умное орошение — это системы автоматизации, которые обеспечивают полив именно в то время и в том количестве, которые необходимы, путем анализа данных, собранных с датчиков (влажность почвы, погодные условия, тип растения, стадия развития и т. д.). Система дает научно обоснованные и ориентированные на данные ответы на вопросы «когда, сколько и где проводить полив».

Принцип работы умных систем орошения:

1. Сбор данных (Мониторинг): Мгновенные данные собираются с таких устройств, как датчики влажности почвы, климатические станции, датчики осадков. Постоянно измеряются такие параметры, как уровень влажности в почве, температура воздуха, скорость ветра, количество осадков.

2. Анализ данных (Обучение): Собранные данные анализируются с помощью алгоритмов искусственного интеллекта на облачной платформе. Рассчитывается потребность в воде, специфичная для типа растения. Прогнозы погоды также интегрируются в систему. Например, если завтра ожидается дождь, полив откладывается.

3. Автоматическое орошение (Управление): В соответствии с результатами анализа автоматически срабатывают блоки управления клапанами. Полив осуществляется в необходимых зонах в течение необходимого времени. Система фиксирует и протоколирует весь процесс.

Этот цикл постоянно повторяется, и система начинает принимать более качественные решения, обучаясь. Сезонные изменения, стадии развития растений и факторы окружающей среды учитываются автоматически.

Преимущества, обеспечиваемые умным орошением

Исследования и реальные полевые испытания четко демонстрируют преимущества, которые дают умные системы орошения:

Экономия воды: Обеспечивается экономия воды в среднем от 30% до 50%. Ненужный полив полностью исключается. Эта экономия имеет жизненно важное значение, особенно в регионах с риском засухи. Экономия воды на 40% на участке в 100 декаров (10 гектар) означает тысячи тонн воды в год.

Повышение урожайности: Поскольку растения содержатся при оптимальном уровне воды, они растут более здоровыми. Факторы стресса сводятся к минимуму. Фиксируется рост урожайности продукции в среднем на 20-35%. Получаются продукты более высокого качества.

Экономия энергии: Поскольку насосы работают только тогда, когда это необходимо, потребление электроэнергии снижается. Особенно в крупных ирригационных системах возможна экономия энергии на 25-40%. За счет оптимизации использования ночного тарифа затраты снижаются еще больше.

Сокращение трудозатрат: Необходимость в ручном контроле отпадает. Фермер может управлять всей системой, не выходя на поле. Обеспечивается экономия времени и минимизируется риск человеческой ошибки.

Эффективность удобрений: С помощью систем фертигации (смешивание удобрений с поливной водой) удобрения также могут вноситься точно. Предотвращается избыточное удобрение, снижается загрязнение почвы и воды. Возможна экономия удобрений на 20-30%.

Контроль заболеваний: Предотвращаются грибковые заболевания, возникающие из-за избыточного полива. Поскольку уровень влажности почвы поддерживается на оптимальном уровне, такие проблемы, как корневая гниль, уменьшаются.

Экологическая устойчивость: Вносится вклад в сохранение водных ресурсов. Замедляется падение уровня грунтовых вод. Поскольку использование химикатов сокращается, предотвращается загрязнение почвы и воды.

Esular: Отечественное решение для цифрового сельского хозяйства Турции

Esular с 2019 года разрабатывает в Турции полностью беспроводные и долговечные системы сельскохозяйственной автоматизации на базе IoT. Философия компании «Мониторинг, Обучение, Управление» отражает суть цифрового сельского хозяйства.

Технологические преимущества Esular:

Полностью беспроводная структура: Не требует никакой проводки. Все датчики и блоки управления работают по беспроводной связи. Благодаря этому стоимость и время установки сводятся к минимуму. Технология LoRaWAN обеспечивает дальность действия до 10 километров.

Энергетическая независимость: Благодаря солнечным панелям и долговечным литий-ионным аккумуляторам не требует электрической инфраструктуры. Датчики обеспечивают срок службы батареи 5-10 лет, блоки управления — 3-5 лет. Модели на солнечных батареях работают неограниченное время.

Модульность и масштабируемость: Система может быть легко расширена в зависимости от потребностей. Предлагаются решения любого масштаба — от небольшого огорода до сельскохозяйственных угодий в тысячи декаров.

Отечественное производство и поддержка: Вся продукция производится в Турции. Предоставляется техническая поддержка на турецком языке и оперативное сервисное обслуживание. Запасные части легко доступны.

Доступная стоимость: Благодаря беспроводной структуре затраты на установку невелики. Срок окупаемости инвестиций составляет в среднем 2-3 года.

https://store.esular.com/kablosuz-akilli-vana-kontrol-unitesi-selenoid-vana-uyumlu-1

Экосистема продуктов Esular: Интегрированные решения

Esular предлагает полностью интегрированную экосистему цифрового сельского хозяйства:

1. Беспроводные датчики влажности почвы

Беспроводные датчики влажности почвы измеряют влажность и температуру почвы на разных глубинах (от 1 до 4 уровней). С помощью опционального измерения EC (электропроводности) также можно отслеживать соленость почвы и уровень питательных веществ. Отправляя данные с точностью до минуты, они предоставляют мгновенную информацию для принятия решений об орошении.

Характеристики: Точность измерения ±2%, срок службы батареи 3-5 лет, водонепроницаемость IP68, рабочий диапазон от -20°C до +65°C.

2. Беспроводные блоки управления клапанами

Беспроводные блоки управления клапанами, которые осуществляют автоматический полив на основе данных от датчиков влажности почвы. Совместимы с 9-вольтовыми соленоидными клапанами с фиксацией (latch). Доступны варианты с солнечными панелями или на батарейках.

Характеристики: Дальность беспроводной связи 5-10 км, программируемые сценарии полива, ручное дистанционное управление, работа на солнечной энергии.

3. Климатические и метеорологические станции

Сельскохозяйственные климатические станции измеряют все погодные параметры, такие как температура, влажность, скорость и направление ветра, количество осадков, давление. Система раннего предупреждения о сельскохозяйственных заморозках защищает растения от мороза. Данные о погоде играют критическую роль в принятии решений об орошении.

4. Системы управления насосами и скважинами

Управляйте вашими насосами из любой точки мира с помощью систем дистанционного управления насосами через GSM. Благодаря интеграции датчиков давления и счетчиков воды обеспечивается защита насосов и оптимизация энергопотребления. С автоматизацией ночного тарифа затраты на электроэнергию снижаются.

5. Автоматические системы внесения удобрений

Системы фертигации с контролем pH и EC. Удобрения точно смешиваются с поливной водой. Формула питательных веществ настраивается автоматически в соответствии с потребностями растений. Обеспечивается экономия удобрений до 25%.

6. Системы климат-контроля для теплиц

С системами автоматизации теплиц температура, влажность и уровень CO2 внутри теплицы контролируются автоматически. Системы вентиляции, отопления и полива работают интегрированно.

Истории успеха из реального мира

Проект Научно-исследовательского института плодоводства MAREM

MAREM, одно из ведущих сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений Турции, использует систему умного орошения Esular в своих опытных садах. Проводятся исследования по оптимизации орошения различных видов фруктов, собираются научные данные.

Проект «Умная скважина» в регионе GAP

На предприятии, выращивающем хлопок в регионе GAP, была установлена беспроводная система управления скважиной. На участке площадью 500 декаров была достигнута экономия воды 45% и экономия энергии 28%. Годовая экономия затрат достигла значительного уровня.

Автоматизация орехового сада в Эскишехире

В ореховом саду площадью 150 декаров была установлена автоматизация капельного орошения. Благодаря датчикам влажности почвы и беспроводному управлению клапанами был обеспечен полностью автоматический полив. Была достигнута экономия воды 40% и рост урожайности 25%.

Цитрусовый сад в Анталье

В садах апельсинов и мандаринов была внедрена система умного орошения. Благодаря многоступенчатому измерению влажности почвы влажность в прикорневой зоне поддерживалась на оптимальном уровне. Наблюдалось увеличение качества и веса плодов.

Будущее цифрового сельского хозяйства: тренды и ожидания

Технологии цифрового сельского хозяйства и умного орошения продолжают стремительно развиваться:

Искусственный интеллект и машинное обучение: В будущем системы станут еще умнее. Анализируя исторические данные, они будут самостоятельно оптимизировать стратегии орошения. Они смогут выявлять болезни растений с помощью визуального распознавания.

Интеграция спутниковых снимков: С помощью спутниковых снимков будут составляться карты здоровья растений на обширных территориях. С помощью анализа NDVI (нормализованный относительный индекс растительности) будут выявляться проблемные зоны.

Технология дронов: С помощью сельскохозяйственных дронов будет осуществляться опрыскивание, внесение удобрений и визуальный контроль. Дроны будут вносить вклад в умные системы орошения с помощью собранных ими данных.

Блокчейн и прослеживаемость: Весь процесс от производства до потребления будет фиксироваться с помощью блокчейна. Потребитель сможет увидеть, как выращивался продукт и сколько воды было использовано.

Соединение 5G: С технологией 5G передача данных станет намного быстрее. Станут возможными потоковая передача видео в реальном времени и мгновенное вмешательство.

Автономные транспортные средства: Беспилотные тракторы и роботы будут работать в интеграции с умными системами орошения, что сделает возможным полностью автономное сельское хозяйство.

Ожидается, что к 2025 году мировой рынок умного сельского хозяйства превысит 15 миллиардов долларов. В Турции инвестиции в цифровое сельское хозяйство также быстро растут. С принятием Стратегического документа по цифровому сельскому хозяйству Министерства сельского и лесного хозяйства цифровая трансформация в секторе ускорится.

Переход к цифровому сельскому хозяйству: практические рекомендации для фермеров

Пошаговое руководство для тех, кто хочет перейти на цифровое сельское хозяйство:

1. Анализ потребностей: Оцените размер вашего участка, тип продукции, вашу текущую систему орошения. Какие у вас проблемы? Что для вас в приоритете: экономия воды, повышение урожайности или сокращение трудозатрат?

2. Начните с малого: Вместо того чтобы устанавливать систему сразу на весь участок, начните с пилотной зоны. Посмотрите результаты, познакомьтесь с системой, а затем расширяйте ее.

3. Пройдите обучение: Научитесь пользоваться системой. Такие компании, как Esular, предлагают бесплатное обучение и техническую поддержку. Научитесь эффективно использовать мобильное приложение.

4. Отслеживайте данные: Регулярно отслеживайте данные в течение первого сезона. Сравните потребление воды и урожайность продукции. Рассчитайте окупаемость ваших инвестиций.

5. Оптимизируйте систему: Проанализируйте данные в конце сезона. Обновите вашу стратегию орошения на следующий сезон. По мере того как система обучается, вы будете получать лучшие результаты.

6. Используйте поддержку: Пользуйтесь услугами сельскохозяйственного консультирования. Делитесь опытом с фермерами, использующими аналогичные системы.

Заключение: Цифровое сельское хозяйство — реальность не будущего, а сегодняшнего дня

Цифровое сельское хозяйство и умные системы орошения — это уже не роскошь, а необходимость. Перед лицом изменения климата, нехватки воды и растущего спроса на продовольствие невозможно вести устойчивое сельское хозяйство традиционными методами.

Умные системы орошения играют критическую роль в цифровой сельскохозяйственной революции. Они незаменимы с точки зрения эффективного использования водных ресурсов, повышения качества продукции и экологической устойчивости.

Отечественные технологические компании, такие как Esular, предлагают турецким фермерам доступные, простые в установке и эффективные решения. Благодаря беспроводной технологии, длительному сроку службы батареи и модульной структуре предприятия любого масштаба могут перейти на цифровое сельское хозяйство.

Цифровое сельское хозяйство предназначено не только для крупных предприятий. Малые семейные фермы также могут воспользоваться этими технологиями и повысить свою конкурентоспособность. Важно сделать первый шаг и быть открытым к изменениям.

Сельское хозяйство будущего будет ориентировано на данные, поддерживаться автоматизацией и будет устойчивым. Стать частью этой трансформации означает как экономическую выгоду, так и вклад в защиту окружающей среды.

Предупреждение о цене: Цены на продукты, упомянутые в этой статье, являются прейскурантными ценами на дату публикации контента. Пожалуйста, посетите страницы продуктов для получения актуальных цен и информации об акциях. Цены могут меняться.

Решения в области цифрового сельского хозяйства для вашего участка

Экспертная команда Esular готова спроектировать наиболее подходящую систему умного орошения и цифрового сельского хозяйства для вашего сельскохозяйственного предприятия.

📞 Позвоните прямо сейчас: 0312 222 44 55

✉️ Электронная почта: info@esular.com

📋 Бесплатный осмотр и предложение Начните путь к цифровому сельскому хозяйству

---

Связанные статьи и ресурсы

• 📖
• 📖
• 📖
• 📖
• 📖

💡 Важное примечание:

Переход к цифровому сельскому хозяйству — это путешествие. Начните с маленьких шагов, изучите систему и постепенно расширяйте ее. Esular будет рядом с вами на каждом этапе этого пути. Вы можете связаться с нами для получения бесплатной консультации.