Поки українські аграрії обчислюють ефективність впровадження елементів точного землеробства наприкінці сезону, американські науковці роблять те саме в дослідницьких програмах
За результатами дослідження «Цифрове агро 2025», елементи точного землеробства в Україні вже стали робочим інструментом: системи автопідрулювання використовує кожне друге господарство, технології змінних норм поступово масштабуються, цифрові карти врожайності для аналізу поля активно використовують 23% виробників.
У США ж значна частина цих процесів супроводжується державними дослідженнями: вчені ARS USDA вимірюють реальну економію пального, добрив і часу, оцінюють вплив на якість води та розробляють інструменти підтримки рішень для фермерів. Зокрема, цим займаються д-р Аманда Ешворт і д-р Філіп Оуенс — фахівці Служби сільськогосподарських досліджень (Agricultural Research Service, ARS). Їхні дослідження у сфері точного землеробства зосереджені на розробці систем супутникової навігації з функцією автопідрулювання для ефективнішого управління ресурсами на невеликих фермах. Нижче в інтерв’ю вони детальніше розповідають про специфіку своєї роботи.
— Що таке точне землеробство?
Аманда Ешворт: Точне землеробство — це загальний термін для технологій, за допомогою яких можна спостерігати, вимірювати та оперативно реагувати на неоднорідність у межах одного поля. Йдеться про управління посівами з урахуванням варіабельності поля — різниці в ґрунті, вологості, родючості, стані рослин. Реалізація такого підходу стала можливою завдяки супутниковій навігації — GPS або GNSS. Ці системи дають змогу точно визначати місцерозташування техніки й оперативно коригувати агрономічні рішення.
— Це новий підхід чи концепція, яка існує вже давно?
Філіп Оуенс: Сама концепція існує десятиліттями, проте інструменти для її впровадження розвиваються дуже швидко. Наше завдання як науковців — допомогти систематизувати ці технології, оцінити їхню ефективність і визначити, які з них справді працюють у реальних умовах.
У США великі господарства активно впроваджують технології точного землеробства та поступово долають бар’єри, пов’язані з їх вартістю й складністю. Приблизно половина великих виробників просапних культур у США вже використовують системи автопідрулювання. Водночас невеликі ферми — а вони становлять понад 85% від загальної кількості господарств у США — значно рідше застосовують такі рішення. Саме тому ми зосередили свою роботу на малих фермах.
Трактор обробляє поле з покривними культурами в рамках польових випробувань системи навігації
— Як точні технології можуть допомогти аграріям, особливо невеликим господарствам?
Філіп Оуенс: Використання систем навігації в невеликих господарствах може забезпечити як економічні, так і екологічні переваги. Зменшення перевитрат ресурсів напряму впливає на собівартість виробництва і, відповідно, на прибутковість.
Наші дослідження показують, що підвищення операційної ефективності особливо відчутне саме в малих системах господарювання. Системи тракторного наведення забезпечують високу точність руху техніки в полі, що дає змогу:
- мінімізувати перекриття та пропуски під час обробітку;
- зменшити втому оператора;
- підвищити продуктивність;
- працювати довше навіть у складних умовах, наприклад за обмеженої видимості або вночі.
У підсумку це може суттєво скоротити витрати на пальне, оплату праці, ремонт і технічне обслуговування — чинники, які особливо критичні для невеликих ферм.
— Не всі сектори в агро однаково швидко отримують доступ до нових технологій…
Філіп Оуенс: Важливо оцінювати не лише потенціал автоматизації виробництва, а й реальну готовність господарств до впровадження технологій — з огляду на економічний ефект і вплив на довкілля. Ми говоримо про підхід «великі дані — для малих фермерів»: сучасні цифрові інструменти повинні бути доступними не лише для агрохолдингів, а й для невеликих господарств.
Різниця в перекритті добрив (позначена червоним) при вимкненій системі навігації трактора (ліворуч) та увімкненій (праворуч)
— Які приклади технологій точного землеробства можна назвати?
Аманда Ешворт: Один із найпоширеніших інструментів — системи автопідрулювання (навігації) для тракторів. Вони використовують GPS і забезпечують точність руху техніки до 1 см під час сівби, внесення добрив або обприскування. Підвищена точність допомагає мінімізувати перекриття (ділянки з подвійним внесенням) і пропуски в полі, що підвищує як економічну, так і екологічну ефективність виробництва.
Ще один приклад — технологія змінних норм внесення (Variable Rate Technology, VRT). Вона забезпечує диференційне застосування добрив залежно від характеристик конкретної ділянки поля.
Також фермери широко використовують системи моніторингу врожайності, які встановлюють на комбайнах і під час збирання фіксують урожайність і вологість зерна. Сучасні монітори відображають дані у вигляді карт, тож фермер може аналізувати неоднорідність поля.
Впровадження технологій точного землеробства в США, % ринку
Протягом останніх вісімнадцяти років зростання врожайності кукурудзи та сої відбувалося одночасно із широким впровадженням технологій точного землеробства. Джерела: USDA NASS, Purdue Precision Ag Dealership Survey, Context Analysis and Expert Input
— Чим великі ферми відрізняються від малих у контексті точного землеробства?
Філіп Оуенс: Великі господарства зазвичай працюють на значних масивах просапних культур із відносно однорідною структурою виробництва. Малі ферми, навпаки, часто мають більш диверсифіковану структуру: це можуть бути кормові культури, сади, нішеві або спеціальні культури поряд із просапними. Така різноманітність потребує іншого підходу до досліджень і технологічних рішень.
Крім того, великі господарства можуть розподілити витрати на впровадження технологій на більший обсяг виробництва. Для малих ферм інвестиції в інновації є відчутнішими й потребують більш ретельного економічного обґрунтування.
Прогнозоване скорочення гербіцидного тиску
Використання гербіцидів у світі скоротилося приблизно на 9% унаслідок впровадження елементів точного землеробства і має потенціал для подальшого скорочення ще на 15% за умови повного впровадження елементів ТЗ
— Чи відчувають споживачі переваги точного землеробства?
Аманда Ешворт: Системи автопідрулювання можуть підвищити ефективність невеликих господарств приблизно на 20%. Це означає менше перевитрат ресурсів і нижчу собівартість виробництва.
Зменшення перекриттів і пропусків під час внесення мінеральних або органічних добрив (наприклад, пташиного посліду) здатне скоротити ризики втрат поживних речовин через стік. Якщо такі втрати зменшити на 20%, це матиме відчутний позитивний вплив.
Як USDA класифікує ферми
USDA ділить господарства не лише за площею, а насамперед за валовим річним доходом (gross cash farm income).
Основні категорії:
- Small farms (малі ферми) — річний валовий дохід менше ніж 350 тис. доларів;
- Midsize farms (середні) — 350–999 тис. доларів;
- Large-scale farms (великі) — від 1 млн доларів;
- Very large farms — від 5 млн доларів.
Саме ферми з доходом менше ніж 350 тис. формують понад 85% від загальної кількості господарств. У США малі ферми — це переважно сімейні господарства, часто це часткова зайнятість (фермер має іншу роботу). Площі можуть бути дуже різними — від 10–20 га до кількох сотень гектарів. Загалом вони володіють відносно невеликою часткою сільгоспземель країни, тобто 85% — це не 85% площ.
— Які економічні та екологічні результати показує система, яку ви розробляєте?
Аманда Ешворт: Наша команда спільно з доктором Майком Поппом з Арканзаського Університету розробила Tractor Guidance Analysis («Аналіз тракторного наведення»). Він допомагає фермерам оцінити економічну доцільність використання систем навігації та їхній вплив на довкілля. Ми також проводимо польові дослідження, щоб виміряти фактичне скорочення перекриттів і пропусків за використання систем автопідрулювання й оцінити відповідні економічні й екологічні наслідки.
Отримані результати свідчать, що системи навігації допомагають зменшити споживання дизельного пального, добрив та інших ресурсів, що підвищує екологічну стійкість виробництва. За таких умов інвестиції в цю технологію можуть окупитися відносно швидко, навіть для невеликих господарств.
Австралія: автономність попереду, впровадження — позаду
Якщо американські дослідники говорять про «великі дані для малих фермерів» і зосереджуються на підвищенні ефективності через системи автопідрулювання, то австралійський ринок демонструє інший акцент — перехід до автономності та проблему інтеграції даних.
У галузевому інтерв’ю 2025 року директор компанії Farmscan Ag Джон Чалмерс окреслив кілька ключових тенденцій розвитку точного землеробства в Австралії.
1. Автономна техніка технічно можлива, але юридично складна.
Головний бар’єр — не технології, а відповідальність і безпека. Найближча перспектива — напівавтономні машини невеликої потужності, де контроль формально залишається за фермером.
2. Технологія змінних норм існує, але її майже не використовують.
Попри те що більшість сучасної техніки має вбудовану функцію диференційного внесення, фактично її застосовують менш ніж 5% фермерів. Причина — складність роботи з даними й нестача цифрових компетенцій.
3. Дані є, але вони закриті.
Технології для аналізу й ухвалення рішень уже доступні, однак ключова проблема — несумісність форматів і закритість екосистем великих виробників техніки. Дані генеруються, але їх складно інтегрувати в єдину систему управління.
Австралійський досвід показує: навіть на технологічно зрілих ринках впровадження точного землеробства стримується не відсутністю інструментів, а бар’єрами доступу, стандартизації та управління даними.
— Чи існують технології точного землеробства, які споживачі можуть застосовувати у своєму дворі?
Аманда Ешворт: Одна з команд нині оцінює потенціал роботизованих газонокосарок як приклад адаптації точних технологій для домогосподарств. Дослідження нині на початковому етапі, однак ми очікуємо, що схожі рішення — автоматизовані системи догляду за ділянкою — у перспективі стануть звичними для власників приватних будинків.
Аерофотознімок для оцінювання впливу рельєфу і форми поля на управління врожаєм. Зелені ділянки — це западини, де пшениця дозріває повільніше
— Якими ви бачите наступні кроки розвитку точного землеробства?
Аманда Ешворт: Ми прогнозуємо ширше впровадження інструментів точного землеробства серед виробників, які історично застосовували їх обмежено — зокрема серед малих фермерських господарств, для пасовищ і нішевих культур.
Філіп Оуенс: Наступний етап наших досліджень — глибше вивчення того, як особливості поля впливають на ефективність систем тракторного наведення. Йдеться про такі чинники, як нерівності рельєфу, складна конфігурація поля, наявність дерев, водойм та інших перешкод, схили й перепади висот.
Ми аналізуємо, як ці параметри впливають на кількість перекриттів і пропусків під час роботи техніки. Окремий напрям — кількісна оцінка екологічних переваг систем навігації за допомогою методології оцінки життєвого циклу (Life Cycle Assessment, LCA). Крім того, ми працюємо над інтеграцією навігаційних технологій із цифровими ґрунтовими картами господарств. Це дасть змогу підвищити ефективність використання поживних речовин і водних ресурсів.