Интеллектуальная система прогнозирования и мониторинга погодных условий возделывания сельскохозяйственных культур

Использование в учебном и научном процессах Башкирского ГАУ полевой метеостанции KAIPOMINI.

Метеостанции становятся незаменимым инструментом для определения оптимальных сроков при определении «технологического окна» и способов проведения всех видов сезонных полевых работ, а также прогнозирования развития растений, болезней, изменений по климату, температуре и другим атмосферным явлениям с отражением в информационной системе. Одна метеостанция может давать информацию в среднем на площади в тысячу гектаров. По оценке экспертов, они позволят прогнозировать погоду на ближайшие 24 часа с вероятностью в 92% именно на этом поле. Это очень важно по сравнению с усредненными прогнозами на весь район.

По данным Министерства сельского хозяйства Республики Башкортостан суммарная потребность хозяйств в метеостанциях может составить до 1000 единиц. С учетом этого, в ходе повышения квалификации в Кубанском государственном аграрном университете, группой преподавателей Башкирского ГАУ состоялась договоренность с генеральным директором ООО «Кайпос» Ильей Прокудиным о безвозмездной передаче для использования в учебном и научном процессах нашего университета полевой метеостанции KAIPOMINI. 

Система состоит из двух основных элементов — аппаратной части и программной. Аппаратная часть (метеостанция) может включать до 14 различных сенсоров – это сенсор скорости и направления ветра, осадкомер, датчики температуры и влажности воздуха, увлажнения листа и до девяти датчиков температуры и влажности почвы. Для получения данных не требуется никакого программного обеспечения. Их можно получить с любой точки планеты, достаточно иметь логин и пароль на веб-платформе Agrokeep. Использование интеллектуальной платформы Agrokeep дает возможность: получать агрономический прогноз погоды на территории хозяйства, прогноз заморозков, прогноз появления вредителей и развития заболеваний, рассчитывает оптимальное время применения пестицидов с учетом прогноза погоды и агротехнических требований, производит расчет времени созревания культур, водный баланс, позволяет оптимизировать орошение. Все данные с метеостанции хранятся неограниченное время на сервере и таким образом создается дневник агронома. Метеостанции соответствуют сертификатам ГОСТ Р по метрологии и ТУ 26.51.12-001-29621444-2018. Ежечасный̆ мониторинг погодных условий позволяет быть в курсе всех агрометеорологических событий, происходящих на полях; прогноз развития заболеваний для культур, выращиваемых в хозяйстве, дает возможность определить момент заражения вредными объектами и принять оперативное решение по защитным мероприятиям основываясь на современных высокоточных системах оповещения – агрономическим моделям. 

Основное отличие моделей, представленных на веб-платформе – это простота использования, оперативное оповещение, а построение моделей̆ происходит для природно-климатических условий любого региона. Модели появления вредителей и болезней основываются на расчете сумм эффективных температур для конкретного объекта, причем модель можно создать и применить для любого пойкилотермного организма; расчет заражения заболеваний строится на микроклиматических параметрах, таких как температура и относительная влажность воздуха, осадки, влажность листа, для отдельных заболеваний необходимо также учитывать параметр солнечной радиации, температуры и влажности почвы, а также скорость ветра. Далее анализируя данные и абиотические факторы природы и сопоставляя условия благоприятные и неблагоприятные для конкретного объекта, программа делает учет и выборку какие сложившиеся погодные условия наиболее благоприятны для одних групп заболеваний, и не благоприятны для других.

В области зернового хозяйства разработаны методы прогнозов основных фаз развития и созревания сельскохозяйственных культур, прогнозов урожая основных культур, прогнозов запасов влаги в почве к началу весенних полевых работ и в вегетационный период. 

В садоводстве составляются предупреждения о заморозках, о низкой температуре воздуха и почвы зимой, опасной для плодовых почек, однолетних побегов и корневой системы. Кроме того, параллельно с прогнозом заморозков составляется прогноз фазы цветения плодовых культур. Предупреждение о возможности наступления заморозков дается на основании данных, полученных с метеостанций KAIPOS. Система сбора, обработки и анализа данных интуитивно понятна, вызывает живой интерес у обучающихся, планируется использовать ее в учебных и научных исследованиях, а также при повышении квалификации специалистов сельского хозяйства по программам ДПО. 

Галлямов Фаиль, доцент кафедры сельскохозяйственных и технологических машин