Агротехнологии

К современным агротехнологиям принято относить:

• Сельскохозяйственное использование беспилотных летательных аппаратов
• Спутниковое фотографирование агропромышленного земельного фонда
• Наблюдение и анализ за ростом урожаев с помощью IoT-датчиков (климатических, микробиологических, химических и пр.)
• Отслеживание фаз роста и качественных характеристик культур с помощью машинного зрения
• Использование искусственного интеллекта с целью анализа интенсивности роста урожая и внесения изменений в технологические карты выращивания
• Использование микрометеорологии и машинных методов управления, учитывающих точный прогноз погоды
• Автоматизированное орошение и управляемые компьютером системы полива
• Управление светом и теплом в условиях закрытых помещений, и теплиц
• Интеллектуальный программный анализ для прогнозирования фитозаболеваний и вредителей,
• Использование биотехнологий
• Гидропоника, технология беспочвенного земледелия
• Использование машинного и глубокого обучения для анализа эффективности агропроизводства

К агротехнологиям относятся и подходы, повявившиеся в результате требований устойчивой экологии^[3], например, контурно-мелиоративное земледелие, при котором сельскохозяйственные поля нарезаются не геометрически правильными, а с учётом природных границ рельефа и состава почв^[4].

Качественный скачок в интенсификации агротехнологий произошёл в 70-х годах в результате технологической революции в Западной Европе, включавшей создание интенсивных сортов нового типа (зелёная революция) и разработку системы управления продукционным процессом по микропериодам органогенеза (агрохимическая революция). Четвёртая промышленная революция и экологические требования привели к появлению точного земледелия и ферм закрытого цикла, сферам «нового фермерства»^[2] где внедрение агротехнологий оказалось наиболее интенсивным.

Агротехнологии позволяют поддерживать единую систему управления агроландшафтом через севообороты, системы обработки почвы, удобрения и защиты растений, то есть являются составной частью адаптивно-ландшафтных систем земледелия. При этом они имеют индивидуальное значение, определяемое прежде всего особенностями сорта, поскольку каждому типу сорта (по назначению, интенсивности и другим параметрам) соответствует определённая система управления продукционным процессом и структурная модель агроценоза.

Методология формирования агротехнологий заключается в последовательном преодолении факторов, лимитирующих урожайность культуры и качество продукции. Количество их зависит от сложности экологической обстановки и уровня планируемой урожайности. Тем самым в значительной мере определяется содержание агротехнологий и разрабатываемых на их основе технологических карт.

Уровень интенсификации агротехнологий в конкретном агрохозяйстве выбирается в зависимости от производственно-ресурсного потенциала товаропроизводителя. При наличии сортов интенсивного типа и агрохимических ресурсов, необходимых для оптимального питания растений и интегрированной защиты от болезней и вредных организмов, практикуются интенсивные технологии с постоянной технологической колеёй для ухода за посевами.

Если не позволяет уровень квалификации специалистов, обеспеченность ресурсами или агроэкологические условия сельскохозяйственного предприятия (засушливость климата, сложный почвенный покров, рельеф и др.), следует ориентироваться на традиционные агротехнические приёмы, выполняемые с учётом защиты почв от эрозии и дефляции, в которых используются пластичные сорта растений, агрохимические средства применяются в режиме компенсации острых дефицитов элементов питания, устранения повышенной кислотности, солонцеватости почв и защиты растений от поражений вредными организмами.

Развитие сельского хозяйства происходило под воздействием технологических инноваций. Сельскохозяйственные технологии имеют многовековую историю. Исследователи выделяют несколько ключевых этапов в развитии сельского хозяйства, которые были связаны с технологическими инновациями. Эти этапы привели к значительным изменениям в методах ведения сельского хозяйства и повышению производительности^[5].

Примерно 10 тысяч лет назад в истории человечества произошла Первая аграрная революция, которая стала началом новой эпохи^[6]. Люди перестали быть кочевниками и стали заниматься земледелием. Они начали выращивать пшеницу, ячмень и разводить сельскохозяйственных животных. Это событие стало отправной точкой для развития сельского хозяйства^[7]. Благодаря появлению избытка продовольствия население стало расти, а люди начали создавать первые цивилизации. В разных частях мира люди начали использовать технологию орошения. Самые ранние известные примеры относятся к 6-му тысячелетию до нашей эры в Хузестане, который находился на юго-западе современного Ирана. Первые ирригационные системы датируются примерно 3000 - 2500 годами до н. э. в период четырёх великих цивилизаций, называемых ирригационными: шумерской в междуречье, древнеегипетской на берегах Нила, древнеиндийской по берегам Инда и китайской на берегах Хуанхэ^[8].

В эпоху Древнего Рима были разработаны и внедрены передовые технологии в области сельского хозяйства. Римляне создали новые инструменты, такие как римский плуг, которые значительно улучшили процесс обработки земли. Были созданы подробные руководства по ведению сельского хозяйства, такие как «О сельском хозяйстве» (лат. De re rustica) Луция Юния Модерата Колумелла, которые стали бесценным источником информации о современных методах ведения сельского хозяйства^[9].

В Средние века был достигнут значительный прогресс в области сельского хозяйства. Такие методы, как севооборот и трёхпольная система, способствовали повышению плодородия почвы и урожайности. А использование тяжёлого плуга, который приводился в движение тягловыми животными, позволило обрабатывать ранее неиспользуемые земли.

В эпоху Промышленной революции в сельском хозяйстве произошли значительные изменения. Фермеры начали использовать сельскохозяйственную технику, что значительно повысило производительность их труда. Были созданы инновационные устройства, такие как сеялки, механическая уборочная машина и паровые тракторы, которые кардинально изменили сельское хозяйство. В этот период также появились сельскохозяйственные общества и колледжи, которые занимались популяризацией передовых методов ведения сельского хозяйства. В современном сельском хозяйстве механизированная техника заменила многие виды работ, которые ранее выполнялись вручную или с помощью рабочих животных, таких как волы, лошади и мулы^[10].

В XIX веке были сделаны значительные открытия и изобретения. Среди них — создание современных методов прогнозирования погоды и изобретение колючей проволоки. Развитие технологий привело к широкому распространению локомобилей и молотилок. В XIX веке гуано стало популярным удобрением, и его активно добывали. Однако после 1910 года, когда был разработан процесс Габера для извлечения азота из атмосферы, использование гуано быстро сократилось^[11].

В XX веке были сделаны значительные шаги в развитии сельскохозяйственных технологий. Были созданы синтетические удобрения и пестициды, а также разработана новая сельскохозяйственная техника, включая тракторы и сельскохозяйственные самолёты для воздушного распространения пестицидов.

В более поздние времена появились новые материалы, такие как пластикультура и генетически модифицированные культуры. Также были усовершенствованы системы капельного орошения, методы интегрированной борьбы с вредителями и методы беспочвенного земледелия, такие как гидропоника, аквапоника и аэропоника^[12].

В начале XXI века технологии информационной эпохи всё активнее используются в сельском хозяйстве. В последнее время на фермах активно применяются сельскохозяйственные роботы, дроны и беспилотные тракторы. Цифровое сельское хозяйство и точное земледелие опираются на обширный сбор данных и сложные вычисления, что позволяет значительно повысить эффективность работы ферм. Точное сельское хозяйство охватывает множество направлений, включая точное пчеловодство, животноводство и виноградарство^[13].

По словам руководителя ассоциации «ИнтерАгроТех», рынок агротехнологий в России развивается очень быстро — ежегодно темпы роста превышают 15–20%. Отечественные производители активно сотрудничают с партнёрами из Латинской Америки, Африки и Ближнего Востока^[14].

В первую очередь в сельском хозяйстве востребованы инновации, которые способны быстро принести практическую пользу: интернет вещей, вертикальные фермы и технологии «точного земледелия».

Исследование компании К2Тех, проведённое в 2024 году, показало, что около 60% компаний российского агропромышленного комплекса считают основными целями цифровизации оптимизацию затрат на энерго- и трудовые ресурсы, снижение риска непредвиденных поломок и оптимизацию процессов в производстве и логистике^[15].