Онлайн-лекция «Цифровая трансформация растениеводства»

17 декабря 2020 г. эксперт кооперационного проекта «Германо-российский аграрно-политический диалог», профессор Зентхольд Ассенг (Senthold Asseng) - директор института «Цифровое сельское хозяйство» и Центра мировых сельскохозяйственных систем Мюнхенского технического университета, выступил с докладом на тему «Цифровая трансформация растениеводства». Прямая трансляция выступления, организованного при поддержке Центра технологического трансфера НИУ ВШЭ, прошла на российской онлайн-платформе АПК «Золотая осень». Модерировал мероприятие Сергей Косогор, руководитель проекта Центр технологического трансфера НИУ ВШЭ.

Профессор Ассенг занимается научными исследованиями в области цифровой трансформации сельского хозяйства более 20 лет в различных научно-образовательных организациях Германии, Австралии и США. В своем докладе он охарактеризовал основные тренды в сфере цифровизации растениеводства Западной Европы и рассмотрел их влияние на дальнейшее развитие систем растениеводства.

Начав с краткого ретроспективного обзора развития отрасли сельского хозяйства в привязке к численности населения и уровню мировой продовольственной безопасности, докладчик упомянул о значимой роли технологий (удобрения, пестициды, селекция, техника) в повышении эффективности сельскохозяйственного производства.

Развитие технологий и вызванный ими рост производительности труда также способствовали сокращению численности занятых в аграрном секторе в целом по миру, при том что конкретная доля работающих в данной сфере различается в зависимости от регионов и стран (более значительная в государствах Африки и Юго-Восточной Азии, существенно меньшая – в Европе и США).

Также для современного сельского хозяйства, хоть и в меньшей степени, чем для промышленности, характерна тенденция к повышению уровня автоматизации и роботизации производства.

Следующим важным фактором, определяющим тенденции развития как сельского хозяйства в целом, так и растениеводства, являются климатические и экологические изменения, вызванные антропогенным воздействием. Их учет является необходимым для обеспечения будущей возможности вести сельскохозяйственное производство и обеспечивать население планеты продовольствием.

Ответом на этот вызов должны стать новые технологии, нацеленные на рост производительности, помощь сельхозпроизводителям и минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Они будут более компактными и доступными, позволяя мелким аграриям конкурировать с более крупными производителями. Примерами подобных технических решений являются роботы для сбора урожая и прополки, дроны для наблюдения за состоянием посевов и внесения средств защиты растений, сенсоры и измерители для оценки состава почв и т.п. При этом подобные технологии становятся все дешевле, что постепенно позволяет им все успешнее конкурировать с ручным трудом.

Еще одним направлением применения современных технологий является использование сети Интернет для дистанционных консультаций по вопросам производства, реализации сельскохозяйственной продукции (в том числе на бирже), моделирования, «больших данных», машинного обучения и оптимизации производственных процессов. Все упомянутые технологические компоненты уже существуют и используются, но пока не объединены в единую глобальную производственную систему, и такое объединение является следующим логичным шагом.

Современные цифровые решения, а также технологии автоматизации и роботизации гибче адаптируются под конкретные размеры производственных площадей, что нивелирует ранее действующий эффект масштаба при применении крупногабаритной техники, а также позволяет сильнее дифференцировать типы выращиваемых культур и севообороты. Наряду с этим, данные технологии обеспечивают снижение затрат трудовых и материальных ресурсов и повышение урожайности и производительности за счет оптимизации. Они приносят и экологические выгоды, уменьшая уплотнение почвы, сокращая использование удобрений и пестицидов, а также делают возможным полноценное прослеживание происхождения продукции. Также открываются новые возможности в сфере научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок (НИОКР), в том числе новые рабочие места.

Все это дает сельхозпроизводителям шанс перейти на качественно новый уровень работы, получив новые навыки, повысив уровень своей экологической ответственности и увеличив эффективность производства.

В качестве одного из примеров современных технологий на службе растениеводства докладчик привел цифровое моделирование систем растениеводства, которые в рамках многомодельных ансамблей с учетом влияющих на посевы факторов (погода и климат, почвы, сорта и т.п.) позволяют прогнозировать урожайность и выбирать оптимальные культуры, сорта, условия посева и другие аспекты для повышения эффективности производства в реальных условиях. Основанная на сезонных климатических прогнозах предиктивная модель POAMA, реализуемая для аграрных хозяйств разных типов в Австралии, показала, что использование рекомендаций по итогам моделирования позволяет увеличить валовой доход от сельскохозяйственного производства.

Таким образом, можно сделать вывод, что будущее сельского хозяйства также тесно связано с использованием подобных прогнозных и моделирующих технологий в привязке к выработке практических рекомендаций для конкретных хозяйств в конкретных условиях.

В качестве еще одной перспективной технологии докладчик представил выращивание культур под крышей в вертикальных фермах, которое обеспечивает значительное увеличение урожайности, экономию воды, минимизацию применения пестицидов и экономию площадей, а также возможность полной автоматизации и максимального контроля ключевых факторов, влияющих на эффективность производства. Однако подобные системы весьма энергоемкие, т.к. они требуют искусственного освещения и вентиляции, и таким образом подходят далеко не для всех сельскохозяйственных культур. Однако дальнейшее совершенствование данной технологии в перспективе позволит широко ее распространить и использовать для большего разнообразия сельхозкультур.

Подводя итог своему выступлению, профессор Ассенг отметил, что в настоящее время происходит технологическая революция в сельском хозяйстве, которая оставляет меньше места для традиционного сельского хозяйства, но открывает новые возможности для небольших хозяйств конкурировать с более крупными производителями. Будущее сельское хозяйство несет с собой новые вызовы, а также новые возможности в цифровых технологиях, включая моделирование растениеводства, мониторинг сельхозкультур, оптимизацию растениеводства (рост урожайности и минимизация расхода производственных материалов и влияния внешних факторов). Кроме того, открывается дополнительный потенциал для вертикальных ферм под крышей, что позволит упрочить обеспечение продовольствием.

Также докладчик подчеркнул, что данное технологическое совершенствование невозможно без формирования у работников аграрного сектора новых навыков, что подразумевает важную роль образовательных учреждений в формировании соответствующих компетенций у аграриев. При этом «традиционные» аграрные знания не потеряют своей значимости, а будут интегрированы в современные способы и технологии производства.

После завершения лекции профессор Ассенг ответил на вопросы слушателей. Заданные вопросы касались разнообразных технологических аспектов сельскохозяйственного производства и перспектив новых аграрных технологий. Особенный интерес у слушателей здесь вызвали возможности роботизации сельского хозяйства, применение дронов, роль «закрытого грунта» в растениеводстве будущего и шансы использования сельхозкультур с более эффективным уровнем фотосинтеза, прогресс европейских разработок в сфере цифровых технологий распознавания признаков заболеваний растений и повреждений вредителях на посевах, а также взаимодействия моделей «интегрированного» и «цифрового» сельского хозяйства.

С точки зрения профессора Ассенга, роботы и дроны только начали свое вхождение в аграрные будни и пока довольно дороги для массового распространения, однако дальнейшее удешевление данных технологий позволит им занять достойное место среди инструментов сельскохозяйственного производства и стать столь же распространенными как, например, технологии спутниковой навигации или точного внесения удобрений и пестицидов.

Роль теплиц и вертикальных ферм также будет увеличиваться, но многое будет зависеть от специфики стран и территорий, на которых они будут внедряться, поскольку их экономическая эффективность не всегда способна конкурировать с традиционными технологиями в конкретных регионах.

Также докладчик отметил, что цифровое сельское хозяйство вполне успешно может «вписаться» в принципы интегрированного сельского хозяйства и обеспечить более бережное отношение к растениям, животным и окружающей среде в целом.

В мероприятии участвовали более 130 представителей научных и образовательных организаций. Дискуссия в заключении доклада дала импульсы для продолжения германо-российского обмена опытом по тематике устойчивого развития сельского хозяйства при помощи цифровизации.

Подводя итог лекции, модератор поблагодарил профессора Ассенга за выступление и подчеркнул важность подобных мероприятий для информирования аграрной отрасли о новых технологиях и налаживания международного взаимодействия в сфере внедрения цифровых решений для АПК.