Ученые Алтайского ГАУ создали установку для мониторинга почвенного плодородия

Установка представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий удаленно в реальном времени мониторить основные показатели, которые отвечают за плодородие почвы и, как следствие, влиять на повышение эффективности ведения сельского хозяйства. Об этом сообщает пресс-служба вуза.

Установка разработана ученым - студентом 3 курса факультета природообустройства Алатайского государственного аграрного университета Максимом Кертелем под научным руководством доктора биологических наук, доцента кафедры почвоведения и агрохимии Андрея Кудрявцева.

Один из главных плюсов станции в том, что она модульная, состоит из взаимозаменяемых блоков. Это повышает живучесть системы, кроме того позволяет пользователю самому конфигурировать нужный набор рабочих блоков, а значит, и определять объем получаемых данных.

Блок регистрации климатических данных представляет собой набор датчиков в верхней части установки. Они фиксируют скорость и направление ветра, солнечную радиацию, фотосинтетически-активную радиацию (тот диапазон света, который необходим растению для развития), осадки, относительную влажность и т.д. Блок агрохимичских показателей – тубус, снабженный датчиками, регистрирующим температуру и влажность почвы по горизонтам с шагом 15-20 см. Кроме того, тубус может измерять количество азота, фосфора, калия и рН (уровень кислотности) в почве. Эта информация позволяет агроному принимать взвешенное эффективное решение и отслеживать ситуацию на своем поле.

"Главная идея, которая привела к созданию установки, – определение всех механизмов, связанных с азотным, фосфорным и калийным питанием, реакции среды и других показателей, которые имеют ключевое влияние на рост растения и которые могут нами регулироваться. Это коренным образом изменит возможности земледелия", - говорит Андрей Кудрявцев. Именно эти возможности, как отмечает ученый, и делают новую установку уникальной. Метеостанции известных брендов, которые применяются сегодня в хозяйствах региона, пока позволяют регистрировать только климатические показатели.

Логический блок установки оснащен памятью и оперативной системой собственной разработки. Телеметрия, осуществляющая контроль за работой станции, работает в стандарте 2G, который сегодня доступен практически во всех уголках страны. Установлена система геопозиционирования GPS/ГЛОНАСС. Прототип блока собран Максимом Кертелем самостоятельно, но сейчас платы уже собираются на профессиональном оборудовании на одном из барнаульских предприятияй.

Питание установки осуществляется опционально от аккумулятора, солнечной батареи или ветрогенератора.

Все собираемые станцей данные систематизируются, сжимаются, шифруются и отправляются на онлайн-серверы, расположенные на территории РФ. Доступ к данным возможен через ПО в web-версии или на платформе Android. В дальнейшем, т.к. ведется аккумуляция данных, сельхозтоваропроизводитель может уже довериться автоматическим системам принятия решений. Данные системы основываются на машинном обучении и искусственном интеллекте, который соотносит эти результаты с данными листовой и функциональной диагностики, снимками со спутников, анализирует ситуацию и предлагает агроному решение (принятие которого остается за человеком).

"Установка предоставляет информацию 365 дней в году в круглосуточном режиме. Такой объем информации человеческий разум не способен проанализировать. Помочь может только искусственный интеллект. Интеграция с искусственным интеллектом - в этом мы видим развитие нашей установки", - утверждает Максим Кертель.

Полевое тестирование установки проведено в ООО "Вектор" (Троицкий район Алтайского края) в 2022 г. Полученные данные были верифицированы в аккредитованной лаборатории ФГБУ САС "Алейская". По результатам лабораторных исследований молодой ученый провел корректировку датчиков установки и их дополнительную настройку.

В будущем ученые Алтайского ГАУ планируют добавить в установку дополнительные датчики, например, для регистрации атмосферного и почвенного уровней СО2. Дополнительный блок предполагает установку видеокамер, которые на основе технологии машинного зрения и искусственного интеллекта смогут вести общий контроль полевой ситуации, а также распознавать вредителей, определять фазу вегетации и т.п.