Ученые СКФУ запатентовали БПЛА для оценки состояния почвы

Ученые «Северо-Кавказского федерального университета» запатентовали устройство и метод оценки состояния почвы и растений. Данная методика позволяет повысить эффективность точного земледелия.

Для повышения урожайности используются компьютерные технологии, включая беспилотные летательные и космические аппараты. Задача точного земледелия состоит в управлении качеством всхожести семян и повышения на этой основе урожайности.

В настоящее время аграрии используют различные методы получения информации о состоянии почвы и растительной биомассы, например, с использованием лабораторных и полевых методов. Однако они не являются оперативными. Кроме того, к недостаткам дистанционных методов, основанных на использовании космических аппаратов, относится отсутствие возможности анализа физико-химических параметров почвы в районе корневой системы растений, а также существенные экономические затраты при их использовании.

Группа ученых СКФУ под руководством заведующего кафедрой инфокоммуникаций, доктора технических наук Геннадия Линца разработала радиолокационный метод анализа физико-химических свойств почвы ниже границы «воздух-поверхность». Появилась возможность с меньшими экономическими и временными затратами определять влажность и электропроводность почвы в районе корневой системы растений. Эта информация важна для контроля за плодородием почвы, а также позволяет своевременно планировать требуемые агротехнические мероприятия, предотвращающие деградацию сельскохозяйственных земель, что особенно актуально в засушливых и заболоченных районах.

«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 преимуществом разработанного метода является возможность своевременного расчета требуемого объема внесения необходимых удобрений. Так, почвенная влага является основой для создания питательных растворов, которые повышают рост и продуктивность растений.

Одним из основных параметров анализа сельскохозяйственных угодий является электропроводность и удельная проводимость почвы в районе корневой системы растений, которые используются при анализе влажности почвы. Распределение влаги может существенно различаться в пределах одного поля в зависимости от градиента высот, глубины залегания грунтовых вод, стратификации почв и других параметров. Теперь можно достаточно оперативно проводить мониторинг на обширных территориях, учитывая физико-химические особенности диэлектрической проницаемости каждого агропромышленного участка.

Исследование выполнено в рамках реализации стратегической программы академического лидерства «Приоритет 2030» при финансовой поддержке Минобрнауки России.

В рамках проекта получены 3 патента и опубликован ряд статей в научных журналах.