Технические системы цифрового контроля качества обработки почвы

Производство почвообрабатывающей техники ориентировано на растущее применение почвозащитного и ресурсосберегающего земледелия и использование принципов точного сельского хозяйства в почвообработке. Возникло понятие дифференцированной обработки почвы, которая занимает промежуточное положение между традиционной и противоэрозийной (неглубокой) обработками. Провели анализ технических систем цифрового контроля качества обработки почвы с учетом указанных тенденций. Показали, что в научной литературе существует определенная несогласованность в наименованиях систем обработки почвы. (Цель исследования) Представить аналитический обзор технических систем цифрового контроля качества обработки почвы. (Материалы и методы) Использовали проспекты компаний-производителей почвообрабатывающей техники, патенты и научные работы. (Результаты и обсуждение) Рассмотрели существующие на мировом рынке коммерческие предложения в сфере дифференцированной обработки почвы и системы цифрового контроля качества. Представили анализ аналогичных решений, имеющихся в мировой научной литературе. Изучили вопросы контроля угла атаки дисков, глубины обработки почвы, гребнистости поверхности почвы, средних размеров комков почвы, количества пожнивных остатков, определения свойств почвы бесконтактным способом. Выявили разрозненность научных и производственных разработок в сфере контроля качества обработки почвы. Предложили объединить их в одну систему, чтобы автоматизировать процесс дифференцированной почвообработки. (Выводы) Показали, что почвообрабатывающая техника становится все более адаптируемой в плане выполнения специфических требований фермера к обработке почвы. Определили перспективные направления для будущего развития почвообрабатывающих машин: включение в одну систему разных подсистем цифрового контроля качества обработки почвы и автоматизация дифференцированной почвообработки.

1. FAO. The future of food and agriculture – Trends and challenges. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2017. 163.

2. Meena R.S., Kumar S., Yadav G.S. Soil Carbon Sequestration in Crop Production. Nutrient Dynamics for Sustainable Crop Production. Edited by R.S. Meena. Singapore: Springer. 2020. 1-39.

3. Ripple W.J., Wolf C., Newsome T.M., Barnard P., Moomaw W.R. World Scientists’ Warning of a Climate Emergency. BioScience. 2019. Vol. XX. NX. 1-5.

4. FAO. World programme for the census of agriculture 2020. Vol. 1. Programme, concepts and definitions. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2015. 190.

5. ФАО. Программа всемирной сельскохозяйственной переписи 2020 года. Т. 1. Программа, понятия и определения. Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. 2016. 210 с.

6. FAO. Manual on integrated soil management and conservation practices. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2000. 214.

7. Claassen R., Bowman M., McFadden J., Smith D., Wallander S. Tillage Intensity and Conservation Cropping in the United States. Washington DC: United States Department of Agriculture. 2018. 21.

8. Bishop J.C., Grimes D.W. Precision tillage effects on potato root and tuber production. American Potato Journal. 1978. Vol. 55. N2. 65-71.

9. Riegler-Nurscher P., Moitzi G., Prankl J., Huber J., Karner J., Wagentristl H., Vincze M. Machine vision for soil roughness measurement and control of tillage machines during seedbed preparation. Soil and Tillage Research. 2020. Vol. 196. February. 1-9.

10. Ajdadi F.R., Gilandeh Y.A., Mollazade K., Hasanzadeh R. PR. Application of machine vision for classification of soil aggregate size. Soil and Tillage Research. 2016. Vol. 162. September. 8-17.

11. Daughtry C.S.T., McMurtrey J.E. III, Chappelle E.W., Hunter W.J., Steiner J.L. Measuring crop residue cover using remote sensing techniques. Theoretical and Applied Climatology. 1996. Vol. 54. N1-2. 17-26.

12. Laamrani A., Lara R.P., Berg A.A., Branson D., Joosse P. Using a mobile device “app” and proximal remote sensing technologies to assess soil cover fractions on agricultural fields. Sensors. 2018. Vol. 18. N3. 708.

13. Kosmowski F., Stevenson J., Campbell J., Ambel A., Tsegay A.H. On the ground or in the air? A methodological experiment on crop residue cover measurement in Ethiopia. Environmental Management. 2017. Vol. 60. N4. 705-716.

14. Kavoosi Z., Raoufat M.H., Dehghani M., Jafari A., Kazemeini S.A., Nazemossadat M.J. Feasibility of satellite and drone images for monitoring soil residue cover. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 19. N1. 56-64.

15. Zheng B., Campbell J.B., Serbin G., Galbraith J.M. Remote sensing of crop residue and tillage practices: Present capabilities and future prospects. Soil and Tillage Research. 2014. Vol. 138. May. 26-34.