Точечное опрыскивание пестицидов может сократить их использование до 95% и снизить операционные затраты на 40–70%, но только при определенных условиях. Эта технология особенно эффективна при неравномерном распределении сорняков и хорошей фитосанитарной ситуации на полях.
В настоящее время на европейских фермах преобладает стратегия сплошного опрыскивания пестицидами, которая неэффективна при хорошей фитосанитарной ситуации. Интеллектуальные точечные опрыскиватели, работающие с гербицидами, могут опрыскивать отдельные культуры или сорняки индивидуально и в режиме реального времени, учитывая неравномерное распределение сорняков по сельскохозяйственным полям.
Исследование Йенса Шотса, Тилля Куна и Никласа Мёринга, опубликованное в Precision Agriculture, показывает, что точечное опрыскивание пестицидов в Германии экономически выгодно за счет снижения операционных затрат на 40–70%. Технология окупает высокие инвестиции в оборудование, минимизирует использование препаратов при обработке низкой плотности сорняков и помогает соблюдать экологические нормы ЕС.
Авторы исследования представляют ведущие научно-исследовательские институты и университеты Германии, специализирующиеся на цифровизации и экономике сельского хозяйства. Они применяют биоэкономическую модель на основе смешанного целочисленного линейного программирования для анализа данных хозяйств северо-западной Германии, тестируя влияние различных факторов на принятие фермерами решений о внедрении инноваций.
Результаты показывают, что точечное опрыскивание гербицидами в режиме реального времени экономически целесообразно для плантаций сахарной свеклы площадью от 60 до 172 га и зерновых культур площадью от 300 до 400 га. Компактные, высокоточные точечные опрыскиватели в сочетании с разбрасывателями удобрений представляют собой экономичное решение для небольших фермерских хозяйств.
Исследование не упоминает коммерческие бренды, а классифицирует технологии точечного опрыскивания на три абстрактных класса (картирование, системы реального времени и комбинированные системы) на основе их рабочих характеристик. Эти три основных класса различаются по методу обнаружения сорняков и времени принятия решений. Картирование использует предварительные данные с дронов для обработки по координатам, системы реального времени применяют нейросети для мгновенного обнаружения сорняков камерами на штанге, а комбинированные системы объединяют оба подхода.
Авторы называют основные причины ограниченного внедрения точечного опрыскивания в Германии: неподъемные первоначальные затраты на технику, отсутствие экономической выгоды на сильно засоренных полях и операционные сложности, такие как снижение скорости работы. Так, при высокой засоренности экономическая выгода исчезает полностью, а технологические ограничения не позволяют заменить сплошное опрыскивание в критические фазы вегетации.
Интеллектуальное точечное опрыскивание экономически выгодно только тогда, когда сорняков на поле относительно мало. Главный источник экономии и окупаемости дорогого оборудования (которое стоит десятки тысяч евро) — это сокращение объема закупаемых пестицидов. Если поле сильно засорено сорняками, «умные» форсунки на штанге опрыскивателя будут открываться практически непрерывно. В итоге расход химикатов приблизится к 100%, как и при обычном сплошном опрыскивании.
В ситуации высокой засоренности фермер тратит столько же денег на пестициды, сколько и раньше, но при этом несет огромные финансовые затраты на покупку, обслуживание и амортизацию сложной умной техники, а также теряет скорость обработки поля.
Исследователи доказали, что технология точечного внесения пестицидов эффективна и рентабельна в качестве поддерживающей меры. Она отлично работает, когда поле изначально содержится в хорошем фитосанитарном состоянии, а сорняки распределены по полю неравномерно, отдельными редкими очагами. Но если фермера «грязное» поле, ему экономически выгоднее сначала провести стандартную сплошную обработку дешевым традиционным опрыскивателем. И только после того, как фитосанитарная ситуация стабилизируется, переходить на точечную умную обработку для точечного уничтожения выживших сорняков.
Исследователи предлагают стимулировать внедрение через субсидии на покупку такой техники, развитие машинных кооперативов, гибкое субсидирование за экономию химикатов и адаптацию нормативных требований для снижения бюрократии.
