НУБиП. Интервью с доцентом кафедры агрохимии и качества продукции растениеводства Натальей Анатольевной Пасичник.

В продолжении предыдущего интервью с заведующим кафедры Автоматики и робототехнических систем НУБиП профессором Лысенко мы встретились с доцентом кафедры Агрохимии и качества продукции растениеводства Натальей Анатольевной Пасичник. Нам удалось задать ей несколько интересующих нас вопросов касательно направлений в научной работе, которая сейчас ведется, а так же вопросы, которые у нас возникли после статьи «Опыт использования экшн камер на платформе БПЛА для мониторинга состояния азотного питания зерновых культур на примере ячменя«, которую мы публиковали 17.11.2017.


  • Наталья Анатольевна, ваши коллеги в интервью постоянно подчеркивали, что в команде есть агрохимик, но университет является ведущим в Украине в аграрной сфере и у вас есть, как мы знаем, и агрономы, и другие специалисты, связанные с растениеводством. Так с чем это связано?

Тут несколько причин. С одной стороны, современные сорта и гибриды растений рассчитаны на обязательное применение удобрений, которыми занимаются именно агрохимики, поэтому, работа по дистанционному зондированию посевов для рационального применения удобрений, именно, наша парафия. Но в сельском хозяйстве все настолько взаимосвязано, что очертить рамки очень сложно, тут важен именно комплексный подход с привлечением самых разносторонних специалистов. Отличием ученых из исследовательских университетов от производственников является более широкий кругозор. Преподаватели со стажем могут утверждать, что лекция готовится одну ночь и всю жизнь. Вопросы у студентов могут быть самыми различными и выходить далеко за рамки лекционного материала. Но, вообще, тема удобрений и их применения очень обширная и разносторонняя. Такой любопытный факт: в Германии в 30-е годы для исследований по агрономии использовали даже археологов и историков. Руководство Рейха понимало, что в будущих войнах они столкнуться с дефицитом ресурсов, в частности чилийской селитры, которая используется как для удобрений так и для производства взрывчатки. Привлечение историков началось с того, что идеологи рейха считали, что немцы являются потомками некой про-цивилизации, которая имела принципиально более высокий уровень развития. Если откинуть идеологическую шелуху то Аненербе (институт который занимался изучением «наследия предков») получил задание найти исходные сорта злаков, которые могут давать приемлемый урожай без массового применения минеральных удобрений. Им нужны были именно исходники, поскольку современные сорта и гибриды зачастую можно рассматривать как конвертер по превращению нефти и газа в продукты питания, что влечет определенную угрозу – привязки стоимости продуктов питания к стоимости углеводородов. Наша страна нефтью и газом не богата и, соответственно, в наших интересах минимизировать составляющую стоимости удобрений в цене конечной продукции.

С другой стороны, для этих исследований нужен не кабинетный ученый а тот кто может работать и в поле, плюс, знает современные удобрения, которые так же динамично развиваются. Тут позиции нашего университета, и кафедры в частности, сильны. Есть поговорка, что экономике может учить только тот, кто сам заработал миллионы. Так, мой учитель, заведующий нашей кафедры, профессор Анатолий Викторович Быкин является крайне успешным фермером, подтвердившим свою квалификацию реальной практикой.

  • В чем вы видите проблемы использования БПЛА в практиках растениеводства?

Дистанционное зондирование известно достаточно давно, но технологии разрабатывались для определенных платформ – спутников. Для спутника характерна низкая разрешающая способность снимков, ведь высота съемки велика. Встает проблема: как в поле отличить растения непосредственно от грунта? Это и определило имеющиеся решения – повсеместное использование инфракрасного диапазона, в котором грунт легко идентифицируется. В тоже время квалифицированный агроном по внешнему виду растения может определить его состояние с достаточно высокой точностью, иначе говоря, оптический диапазон является информативным. На тему мониторинга азотного питания при помощи спектрофотометров в оптическом диапазоне, в конце 90-х годов была даже защищена докторская диссертация Т.М. Шадчиной. Тема тогда не пошла. Спектрофотометр — это сложный и дорогой прибор, да и вертолет требовался. Но сейчас, благодаря БПЛА и средствам технического зрения, тема получила второе рождение.

Так вот, для низколетящих беспилотников грунт можно легко идентифицировать, и, соответственно, отфильтровать. В некоторых исследованиях мы применяли комплекс Slantrange для которого разработано специализированное программное обеспечение «SlantView», позволяющее легко фильтровать грунт перед обработкой. Это принципиально важно для пропашных культур, таких как кукуруза, для которой, в стадии вегетации, когда необходимо осуществлять подкормку, грунт занимает почти половину пикселей кадра. Соответственно, для беспилотников, имеет смысл создавать свои стрессовые индексы или, как минимум, дорабатывать имеющиеся методологии расчета для стандартных индексов.

 

Сейчас известно более 500 различных спектральных индексов, при этом, постоянно появляются новые. Например, для БПЛА компании «eBee Ag» есть специализированное программное обеспечение «PostFlight Terra 3D», которое позволяет проводить расчет по спектральным индексам созданным пользователем.

  • Наталья Анатольевна, возникает такой вопрос, вы говорите про информативность оптического диапазона, то есть RGB диапазона, но в тоже время используете комплекс «Slantrange», который имеет инфракрасный канал, с чем это связано.

Да, параллельно рассматривались два варианта: комплекс «Slantrange» и стандартные камеры для БПЛА с обычным и инфракрасным объективами. Мы это оборудование рассматриваем для разных потребителей. Комплекс «Slantrange» интересен тем, что имеет аппаратные средства учитывающие изменение освещения, что является бичом при мониторинге с БПЛА, с другой стороны он очень оперативен и может выдавать готовые решения в течении 15-20 минут после посадки и не использует внешние вычислительные мощности. То есть, такой инструментарий интересен для крупных хозяйств. С другой стороны, камера специализированая и не слишком удобна для общехозяйственной деятельности – визуальное наблюдения за ходом полевых работ и т.д.

  • Ну да, камера относительно не легкая и требует БПЛА помощнее чем детские игрушки, но что помешает, даже мелким фермерским хозяйствам, даже не покупать, а заказать облет у сторонней организации, такие ведь есть на рынке?

Да. Только в Киеве есть несколько компаний, которые предлагают мониторинг. Не в курсе, на каком оборудовании, но вопрос даже не в точности и не во производимости результатов от разных компаний. Фермеры могут просто не захотеть, чтобы чужие летали над их полями. На семинарах рассказывали, что БПЛА не всегда встречают с восторгом, а бывает и совсем наоборот, и дело тут не в «выведении на чистую воду» недобросовестных механизаторов и агрономов. Мы, когда едем в хозяйства, предварительно согласовываем наши действия с их руководством. Рассказываем, где будем летать, что снимать, а иногда и показываем черновые данные, и в обработку они идут, только после согласия их руководства.

  • С чем же связанны такие строгости?

Не утрируя: «земля как добрая мать, она своим детям может отдать все, но не больше чем у неё есть». К сожалению, хватало умников погнавшихся за прибылью, в землю вкладывали по минимуму, коров пустили на мясо, и, соответственно, органику не вносили, сеяли только подсолнечник, кукурузу, рапс – максимальная прибыль, а там хоть трава не расти. А были и те, кто в землю вкладывался готовились передать её своим детям, внукам и правнукам. Тут, как в жизни: кто ж будет рассказывать, что у него дома слитки золота лежат в шкафу – незачем чужим про это знать. Земля в стране не сегодня, завтра, станет товаром, ее можно будет покупать и продавать. Вот, аграрии и думают: не появится ли желающий, именно, их землю заполучить разными правдами и неправдами.

  • Наталья Анатольевна, профессиональные системы, типа «Slantrange», конечно, не на столько дешевые, как игрушечные, и мощности носителя требуют по более. Однако, с «экшн» камерами, которые используют в неспециализированных БПЛА, тоже есть проблемы, например, их могут снять с производства, а совпадут ли данные от «новых» моделей с теми калибровочным зависимостями, что получены для «старых» моделей?

Да, проблема технологической и методологической поддержки, к сожалению, имеет место. Коллеги с кафедры Автоматики и робототехнических систем, купив фотокамеру и инфракрасный фильтр, пытались получить от продавца их спектральные характеристики, но так ничего и не получилось. В результате, обращались на кафедру физики и экспериментально определяли их спектральные параметры. Но тем ни менее, решение использовать неспециализированное оборудование было осознанным и продуманным. Дело тут вот в чем. Сверхновые технологии не всегда означают большие прибыли. Университет поддерживает связь со своими выпускниками и информация от них приходит объективная. Наш выпускник, состоявшийся фермер, использовал ранее самые современные технические средства, гербициды, микроудобрения и семенной материал: урожай — огромен, выручка — колоссальна а вот прибыль небольшая. Техника высокопродуктивна, но изначально, ее цена огромна, а запчасти, а обслуживание в сертифицированных центрах — тоже очень дорогие. В итоге, вернулся к отечественным технологиям и сортам. И, проиграв в количестве продукции, выиграл в прибыли. Мы не хотим оказаться придатком к иностранным производителям оборудования и технологий. Новые камеры можно и откалибровать, это не столь сложно. Но, если завтра, ввиду изменения политической ситуации окажемся под санкциями, то спец. техника может и не зайти к нам, а вот, обычная, все равно, будет в доступе.


 

В 2017 году нами была написана монография «Дистанционное зондирование зерновых культур для программирования урожая». Там рассмотрены эти методологические вопросы. То есть, аграрий, применяя БПЛА, на базе описанных подходов, может, модернизировав имеющееся оборудование, получить принципиально новые возможности. Может сам, может заказывать черновые снимки и так далее.

  • Обычно, монография служит завершением какого-то научного проекта, если не секрет, какие направления разрабатываются сейчас.

Я бы не бала так категорична, путь познания бесконечен. И, с удобрениями еще очень много работы. Кроме азота есть и микроэлементы, фосфор, калий и так далее. Сейчас, в полный рост, встала проблема «постдействия» гербицидов. Спутники тут неприменимы, а вот у БПЛА есть очень неплохие перспективы. А, «постдействие» гербицидов, есть очень серьезная проблема в пост советском пространстве. Вообще говоря, о БПЛА: их применение в аграрном секторе может в корне изменить сложившиеся практики земледелия. Это и применение микроудобрений при распылении с БПЛА, и контроль загруженности транспорта на полях, и много другое.
Можно утверждать, что путь в поля проложат «игрушки» дешевенькие модели беспилотников. Выделить 500 долларов — это не пол миллиона, тут можно и побаловать себя. Повторяется путь с персональными компьютерами: Apple, Microsoft, Dell их сборку начинали в гаражах фанаты этого дела. Если бы требовался миллионный начальный капитал, у них бы, наверное, не вышло. Теперь — это мега корпорации. Тут та же история: мы не разрабатывает БПЛА, мы учимся его применять для нужд аграриев. Постепенно выработаются инновационные подходы к применению БПЛА. Возможно, перспективным будут не беспилотные самолеты и вертолеты а дирижабли, которые смогут неделями кружить над полями и поднимать тяжелое оборудование, например, лидары (лазерные радары), которые тоже, постепенно, входят в наш обиход и имеют серьезные перспективы. Словом, мы с вами в начале интересного и продуктивного пути, когда новые технологии рождают новые возможности. И, Ваш сайт, несомненно, вносит свою лепту. Так что, желаем всем успехов в деле объединения наземного и воздушного.

Автор: Alexander | 27.01.2018


Источник:https://съемкасвоздуха.рф/news/NUBIPIntervyusdotsentomkafedryagrokhimiiikaches/



comments powered by HyperComments

Возврат к списку


Раз в неделю мы отправляем дайджест с самыми популярными статьями.