Полив посевов по телефону
Новое приложение для смартфонов может помочь контролировать полив сельскохозяйственных культур по мере необходимости. Это способствует устойчивому производству продовольствия.
В Европе орошаемое земледелие является основным потребителем воды для производства продуктов питания, при том что водные ресурсы ограничены. Одним из решений может стать более бережное использование воды и сокращение её потерь, которые оцениваются в 60%. Приложение для телефона теперь позволяет снабжать посевы нужным количеством воды в нужное время — этот процесс в сельском хозяйстве называется планированием орошения.
Проект WaterBee, финансируемый ЕС, тестирует эту систему на различных культурах в таких разных странах, как Эстония, Италия, Испания и Великобритания. Приложение дистанционно собирает данные с датчиков, установленных в поле. Затем эти данные обрабатываются с помощью математических моделей, которые через приложение передают команды на включение оросительных систем с нужным расходом воды.
Проблема в том, что неэффективный полив приводит к огромным потерям воды. «Около 70% воды, забираемой человеком из рек и подземных источников, используется в сельском хозяйстве», — отмечает Эндрю Томпсон, учёный-растениевод из Крэнфилдского университета (Великобритания). Он работает над экономией воды с помощью математики, технологий и агрономических знаний. План предполагает достижение экономии воды на 40% при одновременном повышении качества урожая.
«Цель — добавить ровно столько воды, сколько нужно, используя математические модели. Слишком много воды — и она уйдёт из почвы; слишком мало — и урожайность упадёт, а с качеством культур возникнут проблемы», — поясняет Томпсон. Модель делит почву на слои и рассчитывает перемещение воды между ними, учитывая детали о почве, системе орошения, культуре, корнях и ожидаемой урожайности. Система даёт рекомендации по поливу на основе данных о влажности почвы и погоде, передаваемых по беспроводной технологии на сервер. Она проверяет, насколько смоделированное поле соответствует реальности, и вносит коррективы.
«Главное, что нужно, — это покрытие мобильной сетью, и тогда система может работать практически в любой точке мира», — объясняет Томпсон, видящий особый потенциал в Европе, Южной Америке и Китае.
«Это не первая подобная система с точки зрения данных и инструментов управления орошением через интернет, но похоже, что она также интегрирует управление самой системой, что часто является последним недостающим элементом», — говорит Гарри Грабло, инженер по ирригации из Университета штата Северная Каролина (США). Он добавляет, что такие системы перспективны для более точного планирования полива, а дополнительные преимущества могут включать снижение затрат на воду, труд и энергию.
«Планирование орошения очень важно, — соглашается Джон Норман, почвовед из Университета Висконсин-Мэдисон (США). — Но если такое планирование требует от управляющего фермой слишком многого, оно вряд ли будет поддерживаться. Датчики в земле не вызывают энтузиазма у фермеров, поскольку они мешают в поле, их точность сомнительна, и они требуют обслуживания». Норман также считает, что «главным препятствием для внедрения этих моделей является недостаточная информация о почве», требующая карт её свойств, таких как текстура, структура, органическое вещество и материнская порода. У него есть «серьёзные сомнения, что высокотехнологичный подход WaterBee адекватно решает проблемы неоднородности почвы», что может повлиять на точность прогнозов.
«Картографирование почвы улучшило бы размещение датчиков и повлияло бы на рекомендации по орошению, — соглашается Томпсон. — Однако использование множества датчиков в сети с последующим усреднением данных также решает эту сложную проблему».