Исследователи Северо-Кавказского федерального университета получили патент на устройство и метод диагностики состояния почвы и растений. Эта методика способствует повышению эффективности точного земледелия.
🔹
Для прогнозирования и увеличения урожайности в современном АПК применяются компьютерные технологии, такие как беспилотные летательные аппараты и космические спутники. Основная цель точного земледелия заключается в контроле качества всхожести семян и, на этой основе, в повышении урожайности.
В настоящее время фермеры применяют различные подходы для получения данных о состоянии почвы и растительной биомассы, включая лабораторные и полевые методы. Однако эти методы не отличаются оперативностью. Кроме того, дистанционные технологии, основанные на использовании спутников, имеют свои недостатки: они не позволяют анализировать физико-химические параметры почвы в зоне корневой системы растений и требуют значительных финансовых вложений.
Ректор СКФУ Дмитрий Беспалов отмечает, что агротехнологии уже давно достигли цифрового уровня, а это открывает новые возможности для оптимизации процессов в сельском хозяйстве. Для СКФУ данное направление является стратегически важным, внедрений инноваций будут способствовать увеличению продуктивности сельскохозяйственного сектора макрорегиона.
Группа ученых Северо-Кавказского федерального университета под руководством заведующего кафедрой инфокоммуникаций, доктора технических наук Геннадия Линца, разработала радиолокационный метод для анализа физико-химических свойств почвы ниже уровня «воздух-поверхность». Это открытие позволяет более эффективно и с меньшими затратами определять влажность и электропроводность почвы в зоне корневой системы растений. Полученные данные имеют ключевое значение для контроля плодородия почвы и помогают своевременно планировать необходимые агротехнические мероприятия, что особенно важно для предотвращения деградации сельскохозяйственных земель в засушливых и заболоченных регионах.
“Запатентованный нами метод и устройство для анализа подповерхностных горизонтов почвы основаны на создании радиолокационной системы, состоящей из двух БПЛА, обеспечивающей наклонное облучение земной поверхности с использованием эффекта Брюстера и уравнений Френеля. Адекватность методики была не только экспериментально доказана, но и опробована в нескольких крупных агропредприятиях нашего региона”, – рассказал один из авторов разработки Геннадий Линец.
Еще одним плюсом разработанного метода является возможность оперативного расчета необходимого объема внесения удобрений. Почвенная влага служит основой для формирования питательных растворов, которые способствуют увеличению роста и продуктивности растений.
Фото: Северо-Кавказский федеральный университет.
Одним из ключевых параметров анализа сельскохозяйственных угодий является электропроводность и удельная проводимость почвы в зоне корневой системы растений, что используется для оценки влажности почвы. Распределение влаги может значительно варьироваться на одном поле в зависимости от градиента высот, глубины залегания грунтовых вод, стратификации почвы и других факторов. В настоящее время мониторинг больших территорий можно проводить достаточно быстро, принимая во внимание физико-химические характеристики диэлектрической проницаемости каждого агропромышленного участка.
Исследование проведено в рамках стратегической программы академического лидерства «Приоритет 2030» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России.
В ходе реализации проекта было получено три патента, а также опубликовано несколько статей в научных журналах.
Источник и фото: Северо-Кавказский федеральный университет.