В связи с растущим влиянием глобального изменения климата на сельскохозяйственное производство фермеры ЮАР активно ищут инновационные технологии для решения этой проблемы. Широкое внедрение передовых технологий почвенных датчиков во многих регионах ЮАР знаменует собой важный шаг на пути к точному земледелию в сельскохозяйственной отрасли страны.
Расцвет точного земледелия
Точное земледелие — это метод, использующий информационные технологии и анализ данных для оптимизации производства сельскохозяйственных культур. Мониторинг состояния почвы в режиме реального времени позволяет фермерам более научно обоснованно управлять своими полями, повышать урожайность и сокращать потери ресурсов. Министерство сельского хозяйства ЮАР в сотрудничестве с рядом технологических компаний установило тысячи почвенных датчиков на фермах по всей стране.
Как работают датчики почвы
Эти датчики встраиваются в почву и способны отслеживать ключевые показатели, такие как влажность, температура, содержание питательных веществ и электропроводность, в режиме реального времени. Данные передаются по беспроводной сети на облачную платформу, где фермеры могут получить к ним доступ через свои смартфоны или компьютеры и получить персональные рекомендации по агротехнике.
Например, когда датчики обнаруживают, что влажность почвы ниже определённого порогового значения, система автоматически предупреждает фермеров о необходимости полива. Аналогичным образом, если в почве недостаточно питательных веществ, таких как азот, фосфор и калий, система рекомендует фермерам внести необходимое количество удобрений. Этот точный метод управления не только повышает эффективность выращивания сельскохозяйственных культур, но и сокращает потери воды, удобрений и других ресурсов.
Реальный доход фермеров
На ферме в Восточно-Капской провинции ЮАР фермер Джон Мбелеле уже несколько месяцев использует почвенные датчики. «Раньше нам приходилось полагаться на опыт и традиционные методы, чтобы определить, когда нужно поливать и удобрять. Теперь, благодаря этим датчикам, я могу точно знать состояние почвы, что даёт мне больше уверенности в росте моих культур».
Мбеле также отметил, что благодаря датчикам его ферма расходует примерно на 30% меньше воды и на 20% меньше удобрений, при этом урожайность увеличивается на 15%. Это не только снижает производственные затраты, но и уменьшает воздействие на окружающую среду.
Случай применения
Случай 1: Ферма-оазис в Восточной Капской провинции
Фон:
Ферма Oasis Farm, расположенная в Восточно-Капской провинции ЮАР, занимает площадь около 500 гектаров и выращивает в основном кукурузу и сою. Из-за нерегулярных осадков в регионе в последние годы фермер Питер ван дер Мерве ищет способы более эффективного использования воды.
Применение датчиков:
В начале 2024 года Питер установил на ферме 50 почвенных датчиков, которые распределили по разным участкам для мониторинга влажности, температуры и содержания питательных веществ в режиме реального времени. Каждый датчик отправляет данные на облачную платформу каждые 15 минут, которые Питер может просматривать в режиме реального времени через мобильное приложение.
Конкретные результаты:
1. Точный полив:
Используя данные датчиков, Питер обнаружил, что влажность почвы на некоторых участках значительно снизилась за определённый период времени, в то время как на других оставалась стабильной. На основе этих данных он скорректировал свой план орошения и внедрил зональную стратегию орошения. В результате расход воды для орошения сократился примерно на 35%, а урожайность кукурузы и сои выросла на 10% и 8% соответственно.
2. Оптимизация удобрения:
Датчики также контролируют содержание в почве таких питательных веществ, как азот, фосфор и калий. На основе этих данных Питер скорректировал график внесения удобрений, чтобы избежать их переизбытка. В результате расход удобрений сократился примерно на 25%, а питательный статус растений улучшился.
3. Предупреждение о вредителях:
Датчики также помогли Питеру обнаружить вредителей и болезни в почве. Анализируя данные о температуре и влажности почвы, он смог предсказать появление вредителей и болезней и принять превентивные меры для сокращения использования пестицидов.
Отзыв Питера ван дер Мью:
«Благодаря датчику почвы я смог управлять своим хозяйством более научно. Раньше я всегда беспокоился о чрезмерном поливе или удобрении, а теперь могу принимать решения на основе фактических данных. Это не только увеличивает урожайность, но и снижает воздействие на окружающую среду».
Случай 2: «Солнечные виноградники» в Западной Капской провинции
Фон:
Виноградники Sunshine Vineyards, расположенные в Западной Капской провинции ЮАР, известны производством высококачественных вин. Владелица виноградника Анна дю Плесси сталкивается с проблемой снижения урожайности и качества винограда из-за влияния изменения климата на производство винограда.
Применение датчиков:
В середине 2024 года Анна установила на виноградниках 30 почвенных датчиков, которые распределила под разными сортами винограда, чтобы отслеживать влажность, температуру и содержание питательных веществ в почве в режиме реального времени. Анна также использует метеодатчики для мониторинга таких данных, как температура воздуха, влажность и скорость ветра.
Конкретные результаты:
1. Тонкое управление:
Используя данные датчиков, Анна может точно оценить состояние почвы под каждой лозой. Основываясь на этих данных, она скорректировала планы орошения и внесения удобрений, а также внедрила усовершенствованные методы управления. В результате значительно повысились урожайность и качество винограда, а также качество вин.
2. Управление водными ресурсами:
Датчики помогли Анне оптимизировать расход воды. Она обнаружила, что влажность почвы на некоторых участках в определённые периоды была слишком высокой, что приводило к недостатку кислорода в корнях виноградной лозы. Скорректировав план полива, она избежала чрезмерного полива и сэкономила воду.
3. Адаптация к климату:
Метеодатчики помогают Анне следить за влиянием изменения климата на её виноградники. Основываясь на данных о температуре и влажности воздуха, она корректировала обрезку и затенение виноградных лоз, чтобы повысить их устойчивость к изменению климата.
Отзыв от Анны дю Плесси:
«Используя датчики почвы и погоды, я смог лучше управлять своим виноградником. Это не только повышает урожайность и качество винограда, но и позволяет мне лучше понимать последствия изменения климата. Это будет очень полезно для моих будущих планов посадки».
Случай 3: Урожайная ферма в Квазулу-Натале
Фон:
Ферма Harvest расположена в провинции Квазулу-Натал и в основном выращивает сахарный тростник. В связи с нестабильным количеством осадков в регионе фермер Рашид Патель ищет способы увеличить производство сахарного тростника.
Применение датчиков:
Во второй половине 2024 года Рашид установил на ферме 40 почвенных датчиков, которые распределил по разным участкам для мониторинга влажности, температуры и содержания питательных веществ в режиме реального времени. Он также использовал дроны для аэрофотосъёмки и наблюдения за ростом сахарного тростника.
Конкретные результаты:
1. Увеличить производство:
Используя данные датчиков, Рашид смог точно оценить состояние почвы на каждом участке. На основе этих данных он скорректировал планы орошения и удобрения, внедрив стратегии точного земледелия. В результате урожайность сахарного тростника увеличилась примерно на 15%.
2. Экономьте ресурсы:
Датчики помогли Рашиду оптимизировать использование воды и удобрений. Основываясь на данных о влажности почвы и содержании питательных веществ, он скорректировал планы орошения и внесения удобрений, чтобы избежать чрезмерного полива и внесения удобрений, а также сэкономить ресурсы.
3. Борьба с вредителями:
Датчики также помогли Рашиду обнаружить вредителей и болезни в почве. Основываясь на данных о температуре и влажности почвы, он принял меры предосторожности для сокращения использования пестицидов.
Отзыв от Рашида Пателя:
«Используя датчик почвы, я смог управлять своим хозяйством более научно. Это не только увеличивает урожайность сахарного тростника, но и снижает воздействие на окружающую среду. В будущем я планирую расширить использование датчиков для повышения эффективности сельскохозяйственного производства».
Поддержка правительства и технологических компаний
Правительство ЮАР придаёт большое значение развитию точного земледелия и предоставляет ряд мер политической поддержки и финансовых субсидий. «Продвигая технологии точного земледелия, мы надеемся повысить эффективность сельскохозяйственного производства, обеспечить национальную продовольственную безопасность и способствовать устойчивому развитию», — заявил представитель правительства.
Несколько технологических компаний также активно участвуют в этом процессе, предлагая различные типы почвенных датчиков и платформ анализа данных. Эти компании не только поставляют оборудование, но и предоставляют фермерам услуги технического обучения и поддержки, помогая им эффективнее использовать эти новые технологии.
Взгляд на будущее
Благодаря постоянному развитию и популяризации технологий почвенных сенсоров, сельское хозяйство Южной Африки вступит в эпоху более интеллектуального и эффективного земледелия. В будущем эти сенсоры могут быть объединены с дронами, автоматизированной сельскохозяйственной техникой и другими устройствами для создания полноценной интеллектуальной агроэкосистемы.
Доктор Джон Смит, южноафриканский эксперт по сельскому хозяйству, отметил: «Почвенные датчики — важная часть точного земледелия. С помощью этих датчиков мы можем лучше понимать потребности почвы и сельскохозяйственных культур, способствуя более эффективному сельскохозяйственному производству. Это не только поможет увеличить производство продовольствия, но и снизит воздействие на окружающую среду, а также будет способствовать устойчивому развитию».
Заключение
Сельское хозяйство Южной Африки переживает технологическую трансформацию. Широкое применение почвенных датчиков не только повышает эффективность сельскохозяйственного производства, но и приносит фермерам реальную экономическую выгоду. Благодаря постоянному развитию технологий и политической поддержке точное земледелие будет играть всё более важную роль в Южной Африке и во всём мире, внося позитивный вклад в достижение Целей устойчивого развития.
Время публикации: 20 января 2025 г.