• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
9 июня, 10:04
ПНИПУ
374

Новая разработка помогла за секунды планировать посевы с учетом десятков агрономических правил

❋ 4.5

Знаете ли вы, что подсолнечник нельзя возвращать на одно и то же поле в течение шести–семи лет? А пшеницу — минимум один–два года, иначе ее поражают корневые гнили. Таких жестких правил — десятки. Все это называется севооборот — научное чередование культур, которое сохраняет почву и повышает урожай. Но вручную составлять севообороты долго, утомительно и чревато случайными ошибками. Готовые компьютерные решения не анализируют важные параметры: историю полей и влияние пестицидов, которые могут сохраняться в почве годами. Ученые Пермского Политеха создали программу, которая учитывает все основные правила и автоматически составляет идеальные севообороты за девять секунд.

Озимые посевы пшеницы ранней весной / © Канопус Киля, Wikipedia

Перед российским агропромышленным комплексом стоят серьезные задачи: к 2030 году увеличить производство сельхозпродукции на 25%, нарастить экспорт до 55 миллиардов долларов и достичь самообеспеченности семенами на 75%.

С одной стороны, отрасль показывает рост: урожай зерна в 2025 году составил 141,2 миллиона тонн — это на 12% больше, чем годом ранее, а урожайность поднялась до 33,1 центнера с гектара. С другой стороны, есть тревожные тенденции: рентабельность растениеводства упала ниже 20%, а потери от болезней и нарушений севооборота достигают 30% урожая.

Грамотное чередование сельскохозяйственных культур повышает общую урожайность на 20%, а при включении бобовых растений — на 23%. Доходы фермеров при этом растут в среднем на 20%, пищевая ценность продукции — на 24% по калорийности и на 14% по содержанию белка.

Так работает севооборот — научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур на одном участке земли. Если каждый год сажать одно и то же, почва истощается, накапливаются вредители и болезни, урожай падает. Например, пшеницу можно возвращать на прежнее поле через один–два года, горох — через три года, подсолнечник — через шесть–семь лет. А еще есть проблема остаточного действия пестицидов: некоторые из них сохраняются в почве годами и могут погубить культуру, которую посадят через сезон.

Пример севооборотов / © Т.В. Шадрина, Пресс-служба ПНИПУ

Учесть все эти правила одновременно для каждого из сотен полей — задача, которую вручную решать слишком долго. Это кропотливый, рутинный труд, где из-за простой случайности легко что-то упустить. При этом не тот предшественник, забытый срок возврата, незамеченная обработка химикатами в итоге могут привести к снижению урожайности.

Существующие компьютерные программы эту проблему полностью не решают. Большинство из них не учитывают историю полей и влияние пестицидов, а эти факторы могут испортить будущий урожай. Задачу необходимо решать комплексно, быстро и с гарантией экономической выгоды.

Именно это и сделали ученые Пермского Политеха. Они разработали программу, которая автоматически составляет оптимальные севообороты с учетом всех ключевых агрономических правил: совместимости культур, сроков возврата на поле, истории каждого участка за несколько лет и, что особенно важно, влияния средств защиты растений. Программа строит многолетнюю ротацию, обеспечивая цикличность и экономическую выгоду. При этом все расчеты занимают считанные секунды. Статья опубликована в материалах всероссийской научно-технической конференции «Автоматизированные системы управления и информационные технологии».

График снижения времени расчета / © Т.В. Шадрина, Пресс-служба ПНИПУ

— Мы разработали собственный подход. Программа сама перебирает все возможные варианты чередования культур, а затем по очереди отсеивает те, что нарушают хотя бы одно правило: неподходящего предшественника, слишком ранний возврат, запрет на повторный посев, противоречия с историей поля или вредное влияние старых пестицидов. В конце остаются только допустимые и экономически выгодные схемы, — объясняет Татьяна Шадрина, магистрантка кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» ПНИПУ.

Программа работает просто. Пользователь загружает в нее список культур, сроки возврата и выращивания, экспертные коэффициенты влияния (например, пестицидов на последующие растения) и историю полей — что на каждом поле росло и чем его обрабатывали. Дальше программа сама перебирает все возможные варианты чередования культур и отбрасывает те, которые нарушают хотя бы одно правило: агрономическое, химическое или связанное с историей полей. В итоге пользователь получает набор допустимых севооборотов, каждый из которых не противоречит ни одному ограничению. Остается только выбрать из этого набора тот вариант, который даст максимальную прибыль.

Елена Долгова, профессор кафедры Информационные технологии и автоматизированные системы ПНИПУ, доктор экономических наук / © Е.В. Долгова, Пресс-служба ПНИПУ

— Мы протестировали разработку на реальных данных крупного агрохолдинга. В итоге время расчета сократилось до девяти секунд. Количество вариантов, которые приходится анализировать для выбора оптимального плана, уменьшилось с 20 тысяч до 500–1000 — в 20–40 раз. Но главное: прогнозная годовая доходность хозяйства при использовании автоматизированного подхода выросла с четырех до шести миллиардов рублей. То есть дополнительные два миллиарда, или плюс 50%, — отмечает Елена Долгова, профессор кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» ПНИПУ, доктор экономических наук.

График снижения времени расчета / © Т.В. Шадрина, Пресс-служба ПНИПУ

Технология может быть адаптирована для любого хозяйства, где требуется автоматизировать составление севооборотов. Она не требует дорогого оборудования, потому что работает на обычных серверах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
ПНИПУ
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

31 августа, 13:59
Мария Азарова

Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.

31 августа, 16:00
Татьяна Зайцева

Археологи, проводящие раскопки древнего города Адрамиттейон в Западной Турции, обнаружили богатую римскую виллу II-III веков нашей эры. Украшающая виллу мозаика включает в себя неожиданно личный элемент жизни владельцев — изображения домашних питомцев с надписями, указывающими их имена.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

26 августа, 17:59
МАИ

Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

1 августа, 20:27
Evgenia Vavilova

Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий