Гран-при за инновации в АПК

Блестящие оценки получили проекты Ставропольского государственного аграрного университета, представленные на Международной выставке «Агрорусь-2025» в Санкт-Петербурге. Итоги более чем впечатляют: за выдающиеся успехи и достижения в области инноваций в АПК ученые вуза удостоены главной награды выставки - Гран-при, а также 12 золотых медалей.

С подсказкой из космоса

Международная агропромышленная выставка «Агрорусь» – одна из престижных выставочных площадок России, поддерживаемых Министерством промышленности и торговли РФ. В числе ее приоритетов – развитие агропромышленной инфраструктуры, повышение уровня продовольственной безопасности и укрепление межрегионального взаимодействия. Проект входит в перечень важнейших мероприятий Министерства сельского хозяйства России.

Высшей награды экспозиции – золотой медали были удостоены все представленные 12 инновационных разработок Ставропольского государственного аграрного университета. Большая их часть связана с растениеводством. Ставропольский край – один из ведущих агропромышленных регионов страны, в этом году был собран самый весомый урожай зерновых в стране – более 10 миллионов тонн. Немалая заслуга в этом и ученых СтГАУ, предлагающих аграриям прорывные технологии в отрасли.

Одна из них, удостоенная «золота» на Международной выставке «Агрорусь», - инновационная методика расчета оптимальных доз минеральных удобрений, интегрированная с технологиями дистанционного зондирования Земли и функциональной диагностикой состояния сельскохозяйственных культур. Авторы проекта – профессорско-преподавательский состав кафедр агрохимии и физиологии растений и землеустройства, кадастра и ландшафтной архитектуры, включающий 17 человек. Конечная цель – повышение эффективности сельскохозяйственного производства, снижение затрат и минимизация экологического воздействия.

- Новизна этого ноу-хау в том, что впервые в отечественной практике анализируют данные вегетационного индекса NDVI, полученные со спутника, выезжают в проблемные зоны и производят отбор растений, которые в последующем подвергаются экспресс-анализу, - пояснила заведующая кафедрой агрохимии и физиологии растений СтГАУ кандидат сельскохозяйственных наук Алёна Ожередова. - Метод основан на фотохимической активности хлоропластов, что позволяет быстро определить дефицит микро- и макроэлементов в растениях и скорректировать питание.

Подобная методика уже успешно внедрена в нескольких сельскохозяйственных предприятиях Ставрополья в трех климатических зонах (умеренной, неустойчивого увлажнения, засушливой). В частности, при производстве зерна озимой пшеницы по традиционной технологии на учебно-опытной станции СтГАУ Шпаковского округа, в АО СП «Колос» Кочубеевского округа, по технологии No-till в ООО «Ставропольское руно» Ипатовского округа. Урожайность сельхозкультур здесь благодаря нововведениям повысилась от 8 до 42 процентов.

Как отметило экспертное жюри Международной выставки «Агрорусь», представленный проект обладает рядом ценных преимуществ. В их числе - высокая точность, достигаемая за счет комбинированного использования спутниковых данных и экспресс-анализа растений, оперативность, позволяющая в короткие сроки выявить нехватку питательных веществ и скорректировать внесение удобрений.

Не менее важна также экономическая эффективность производства - снижение затрат на удобрения за счет их точного расчета для конкретных участков поля, повышение урожайности благодаря оптимальному распределению, все это в конечном итоге ведет к увеличению прибыли и уровня рентабельности. Кроме того, минимизация использования удобрений снижает нагрузку на окружающую среду и предотвращает загрязнение почв.

- В приоритете и экологическая безопасность, - подчеркнула Алёна Ожередова. - Разработка позволяет использовать ресурсы в зависимости от поставленной задачи, снизить расход применяемых удобрений и негативное воздействие элементов агротехнологии на экосистему. Улучшение состояния почв за счет научно обоснованного внесения удобрений ведет к сохранению плодородия почв и в целом устойчивости хозяйствования в долгосрочной перспективе.

Ставка на точное земледелие

Высшей награды Международной выставки «Агрорусь» был удостоен и проект по созданию управляемого распределителя материалопотока в пневматических агрегатах для посева и агрегатах штангового типа для внесения твердых минеральных удобрений.

В числе его соавторов - руководитель научно-испытательного центра сельскохозяйственной техники СтГАУ кандидат технических наук Сергей Ридный и ассистент кафедры электротехники, физики и охраны труда Анатолий Димитров. Проект позволяет существенно повысить эффективность сельскохозяйственных работ за счет перехода на принципы точного земледелия.

По данным Росстата, в хозяйствах Ставрополья насчитывается более 1100 разбрасывателей минеральных удобрений, но большинство из них не имеют возможности дифференцированного внесения минеральных удобрений, отмечает Сергей Ридный. Из-за этого количество вносимых минеральных удобрений увеличивается. А содержание питательных элементов на участках полей все равно показывает, что в одних местах наблюдается их нехватка, а в других - переизбыток. «Умное» внесение минеральных удобрений успешно решает эти проблемы.

- Главное преимущество новой технологии - значительная экономия ресурсов и повышение урожайности, - прокомментировал свое изобретение Сергей Ридный. - Дифференцированное внесение означает, что удобрения или семена распределяются по полю не усредненно, а с учетом реальных потребностей каждого участка. На менее плодородных зонах норма увеличивается, а на богатых – уменьшается. Это позволяет добиться прямой экономии минеральных удобрений до 30 процентов, что снижает финансовую нагрузку на аграриев. Одновременно сокращаются расходы на горюче-смазочные материалы и логистику.

Такой разумный подход положительно сказывается и на экологии. Исключается перенасыщение почвы химикатами, что предотвращает их попадание в грунтовые воды и, как следствие, в урожай. Это ведет к производству более качественной и безопасной сельскохозяйственной продукции.

Разработка представляет собой компактный узел, который можно установить на уже имеющиеся пневматические посевные комплексы и разбрасыватели удобрений.

- Его сердце – поворотная заслонка, которая с высокой точностью направляет поток удобрений или семян по нужным пневмопроводам, - добавил Анатолий Димитров. - Управление работой заслонки осуществляется автоматически на основе заранее составленных электронных карт поля, которые создают с использованием GPS-навигации и данных агрохимического анализа. Все это обеспечивает высокую равномерность и точность внесения по всей ширине захвата агрегата.

Важно отметить, что вся элементная база прибора – отечественного производства. Опытный образец уже успешно внедрен и проходит апробацию в одном из хозяйств Ставропольского края, демонстрируя высокие результаты.

- Это подтверждает практическую ценность разработки и ее готовность к широкому промышленному применению, - убежден Сергей Ридный. - Технология обладает значительными возможностями для масштабирования: она одинаково полезна как для небольших фермерских предприятий, так и крупных агрохолдингов.

Вместе с тем разработанная конструкция агрегата позволяет также выполнять новую технологию, суть которой заключается в приготовлении в полевых условиях, с одновременным внесением, тукосмеси, то есть смеси из нескольких питательных элементов, преобладающих в однокомпонентных минеральных удобрениях и размещенных в соответствующем отсеке бункера агрегата.

Агрегат позволяет точно дозировать количество однокомпонентных минеральных удобрений из каждого отсека, смешивать их между собою и вносить их на каждый участок, в зависимости от потребности. Такой принцип позволяет осуществлять не только дифференцированное внесение необходимого количества минеральных удобрений, но и регулировать качественный состав из нескольких питательных элементов в пропорциях, необходимых для каждого участка поля.

Нейросеть победит сорняки и хлебных вредителей

Золотую медаль Ставропольскому государственному аграрному университету принес и проект «Программно-аппаратный комплекс онлайн-мониторинга состояния полевых культур и дифференцированного внесения средств защиты растений». Речь идет о применении беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве. Они позволят проводить мониторинг состояния полей и насаждений, обработку, внесение средств защиты растений, выполнить картографию и анализ состояния почвы. В приоритете - точное сельское хозяйство и «умное» земледелие.

Проект состоит из двух главных модулей, пояснил один его соавторов заведующий кафедрой электротехники, физики и охраны труда СтГАУ кандидат физико-математических наук Александр Яновский. Первый связан с разработкой экспериментальных подходов дифференцированного внесения средств защиты растений посредством беспилотных летательных аппаратов – определением оптимального размера капли для эффективной обработки и научно обоснованных норм вылива раствора на один гектар по различным культурам.

- Второй модуль проекта – это разработка и обучение нейросети распознаванию сорняков, болезней и вредителей на основе снимков, полученных с беспилотных летательных аппаратов обычной и мультиспектральной камерами, - рассказал Александр Александрович. - Большое значение имеет сбор снимков по культурам по всем фазам их роста, вплоть до сбора урожая. Первыми культурами, по которым проводится сбор снимков, стали пшеница, горох и подсолнечник.

Программный комплекс позволит пользователю получить данные о наличии тех или иных сорняков, болезней, вредителей, установить их очаги, сформировать прогноз их развития в динамике и дать рекомендации по дифференцированному, локальному внесению с помощью сельскохозяйственных БПЛА средств защиты растений с научно обоснованным регламентом. Для этого пользователю будет достаточно произвести простую съемку своих полей с помощью беспилотников, загрузив ее в программный комплекс, и на основе этой съемки получить анализ, прогноз и рекомендации.

- Беспилотная малая авиация - одно из самых перспективных направлений отечественного АПК, которое позволяет значительно снизить затраты и повысить эффективность сельскохозяйственного производства, - подчеркнул Александр Яновский. - Сегодня это широкое поле деятельности, в том числе и для ученых. Одним из первых в стране в эту работу включился Ставропольский государственный аграрный университет благодаря ректору Владимиру Ситникову. В арсенале вуза – весь спектр профессиональных беспилотных летательных аппаратов, которые применяют для аэросъемки, включая устройства для цифрового сканирования рельефа поверхности земли и сельскохозяйственные дроны. Оборудование приобретено благодаря активному участию вуза в федеральных программах. Одна из них – «Приоритет-2030».

Золотых медалей Международной выставки «Агрорусь» в Санкт-Петербурге также удостоен еще ряд инновационных проектов Ставропольского государственного аграрного университета:

• Разработка технологии производства органических удобрений с использованием метода вермикомпостирования;

• Оценка финансовой безопасности агропромышленного бизнеса на основе бюджетирования и анализа проектов;

• Комплексная оценка сельских территорий по уровню социально-экономического и инфраструктурного развития;

• Союз цифровых сервисов пчеловода;

• ИИ-консультант по внедрению цифровых технологий в растениеводстве;

• Профессиональное благополучие научно-педагогических работников высшего аграрного образования России;

• Разработка универсального мини-трактора;

• Сквозной аналитический комплекс для агропредприятий: от диагностики потенциала к эффективному импортозамещению;

• Ферровихревой вентильный аппарат электротехнологического ускорения процессов подготовки продуктов жизнедеятельности животных и птицы к их использованию в сельском хозяйстве.

Ректор СтГАУ Владимир Ситников:

- Сегодня мы как университет работаем в рамках реализации Указа Президента РФ о национальных целях развития, где четко определены рост объемов производства и экспорта АПК. Все наши большие научные проекты напрямую связаны с достижением этих показателей. Для этого при поддержке федерального центра в лице министра сельского хозяйства РФ Оксаны Лут, Минобрнауки России и губернатора Владимира Владимирова у нас в университете созданы все условия.

По программе «Приоритет-2030» мы реализуем два стратегических технологических проекта: создание технологий, которые позволяют обеспечить формирование генетически чистого поголовья крупного рогатого скота молочного направления, создание технологий производства безвирусного посадочного материала и формирование цифровых аналитических инструментов для работы селекционеров по стратегической культуре – яблоне.

В рамках программы научного центра мирового уровня наши коллективы в консорциуме с ведущими научными центрами работают над разработкой беспилотной механизированной техники для полеводства и садоводства, широкозахватного посевного комплекса, оборудования и программного обеспечения для тепличных комплексов, методиками и регламентами внесения средств защиты растений с помощью беспилотников для разных сельхозкультур.

Согласно этим большим научным проектам мы ежегодно открываем 3-4 лаборатории, позволяющие нам выполнять исследования на совершенно новом уровне, - и в растениеводстве, и в животноводстве, и в инженерном блоке. Так, за последнее время были созданы Институт аграрной генетики и селекции, лаборатория молекулярно-генетической экспертизы, лаборатория молекулярно-генетических исследований и селекции растений, центр цифрового растение-водства и другие.

Отмечу здесь, что в работу над проектами включены студенты старших курсов и аспиранты, которым мы создаем условия для развития их дальнейшей научной траектории.