Инфраструктура цифрового пастбищного животноводства в аридных зонах

Современная экономическая и экологическая обстановка в мире, опустынивание, деградация земель, изменения климата и экосистем приводят к необходимости принятия мер в области устойчивого землепользования. Несмотря на ряд преимуществ пастбищного животноводства, при свободном выпасе возникают трудоемкие задачи поиска, слежения, контроля за состоянием поголовья, риск потери скота в условиях дикой природы, а также учет давления на пастбища. (Цель исследования) Разработка инфраструктуры цифрового пастбища в виде универсальной и целостной системы с автономным энерго- и водоснабжением для автоматизации вспомогательных процессов. (Материалы и методы) Изучены методы по повышению эффективности пастбищ. Выявлено, что существующие технологии направлены на решение одной задачи, например водообеспечения, ротации пастбищных угодий, мониторинга и т.п., однако нет единой методики, которая охватывает всю систему пастбищной инфраструктуры с учетом взаимодействия ее элементов. (Результаты и обсуждение) Предложена концепция цифрового пастбища на основе источников возобновляемой энергетики. Разработана схема инфраструктуры пастбищного и отгонного животноводства. Сформированы отдельные блоки инфраструктуры: связь, мониторинг, водоснабжение, электрификация, транспорт, головной диспетчерский пункт, блок подкормки. Сконструированы и запатентованы индивидуальные попоны с датчиками состояния животного, пост мониторинга, ветроэнергетическая станция, экстрактор воды из воздуха. На практике опробован в Астраханской области пост мониторинга, включающий учет, контроль, мониторинг и блок связи на базе возобновляемой энергии. Испытаны в Ярославской области индивидуальные попоны с датчиками мониторинга состояния животного на опытном поголовье телят. Проведены испытания в натурных условиях экстрактора атмосферной влаги. В южных регионах и Московской области проводятся испытания многоагрегатного ветроэнергетического комплекса, предназначенного для регионов с низким ветровым потенциалом. (Выводы) Модульность предлагаемой системы позволяет применить различные наборы технологий и функций блоков в зависимости от специфики производства. Необходимость создания и внедрения цифровой интеллектуальной системы для инфраструктуры пастбищного и отгонного животноводства, функционирующей на основе цифровых, природосберегающих и природоподобных технологий, в настоящее время актуальна и нова.

1. Abdel Rahman M.A.E. An overview of land degradation, desertification and sustainable land management using GIS and remote sensing applications. Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali. 2023. N34. 767–808. DOI: 10.1007/s12210-023-01155-3.

2. Лобачевский Я.П., Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Научно-технические достижения агроинженерных научных организаций в условиях цифровой трансформации сельского хозяйства // Техника и оборудование для села. 2023. N3(309). С. 2-12. DOI: 10.33267/2072-9642-2023-3-2-11.

3. Лобачевский Я.П., Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Научно-технические достижения агроинженерных научных организаций в условиях цифровой трансформации сельского хозяйства // Техника и оборудование для села. 2023. N4(310). С. 2-5. DOI: 10.33267/2072-9642-2023-4-2-5.

4. Лобачевский Я.П., Бейлис В.М., Ценч Ю.С. Аспекты цифровизации системы технологий и машин // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2019. N3(36). С. 40-45. EDN: RLCDHO.

5. Nassary E.K. Exploring the role of nature-based solutions and emerging technologies in advancing circular and sustainable agriculture: An opinionated review for environmental resilience. Cleaner and Circular Bioeconomy. Vol. 10.2025.100142. DOI: 10.1016/j.clcb.2025.100142.

6. Доржиев С.С., Базарова Е.Г., Розенблюм М.И. Биотехнологический комплекс для интеллектуального пастбищного животноводства в зоне пустынь и полу­пустынь с применением возобновляемых источников энергии // Сельское хозяйство. 2019. N1. С. 29-34. DOI: 10.7256/2453-8809.2019.1.30330.

7. Paul L. Greenwood. Review: An overview of beef production from pasture and feedlot globally, as demand for beef and the need for sustainable practices increase. Animal. Vol. 15. Suppl. 1. 2021. 100295. DOI: 10.1016/j.animal.2021.100295.

8. Rivero M.J., Lee M.R.F. A perspective on animal welfare of grazing ruminants and its relationship with sustainabi­lity. Animal Production Science. 2022. N 62. 1739-1748. DOI: 10.1071/AN21516.

9. Hoffmeister D., Curdt C., Lussem U. et al. Feasibility of UAV based low-cost monitoring in a horse grazed grassland. Sustainable Meat and Milk Production from Grasslands. 2018. N23. 857-859.

10. Нарбаев Ш. Научно-методические вопросы землеустройства объединений пастбищепользователей // Ирригация и мелиорация. 2017. N3(9). С. 66-68. EDN: YPMZNR.

11. Vertès F., Delaby L., Klumpp K.,Bloor J. C–N–P uncoupling in grazed grasslands and environmental implications of management intensification. Agroecosystem Diversity. 2019. 15-34. DOI: 10.1016/B978-0-12-811050-8.00002-9.

12. Постолов В.Д., Радцевич Г.А. Организация культурных пастбищ, как элемент устойчивых и сбалансированных агроландшафтов // Модели и технологии природообустройства (региональный аспект). 2017. N2(5).C. 54-60. EDN: EBKJKH.

13. Wang X., Zhu Ju., Cao L., Wang Sh. The status of foreign advanced pasture water supply technology. IOP Series. 2020. 525. 012063.DOI: 10.1088/1755-1315/525/1/012063.

14. Alaboodi A., Elminshawy N. Implementing of desalination system utilizing solar and subsurface condensation of humid air in arid region. Journal of Innovative Enginee­ring. 2014. N2(3). 6. DOI

15. Zhu Ju., Wang X., Liu Yu. Research of the people and livestock drinking water technology with wind and solar energy mutual-complementing power. IOP Series. 2020. 525. 012062. DOI: 10.1088/1755-1315/525/1/012062.

16. Miyauchi Y., Isoda А., Li Zh., Wang P. Soybean cultivation on desert sand using drip irrigation with mulch. Plant Production Science. 2012. N15:4. 310-316. DOI: 10.1626/pps.15.310.

17. Лобачевский Я.П., Старовойтов С.И., Ахалая Б.Х., Ценч Ю.С. Цифровые технологии в почвообработке // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. N1(30)/ С. 191-197. EDN: ZAWQJF.

18. Мазитов Н.К., Сахапов Р.Л., Шогенов Ю.Х. и др. Конкурентоспособный комплекс техники и технологии для производства зерна и кормов // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019. Т. 20. N3. C. 299-308. DOI: 10.30766/2072-9081.2019.20.3.299-308.