CC BY
6
Источники:
1. Малашонок, А. А. Кластерная модель развития соевого подкомплеса Амурской области / А. А. Малашонок // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 5. - С. 184-190.
2. Могильный, М. П. Соевые продукты - перспективное сырье для пищевых продуктов / М. П. Могильный, А. М. Могильный // Успехи современной науки. - 2017. - Т. 2, № 6. - С. 39-43.
3. Об утверждении Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года, Распоряжение Правительства РФ от 29.06.2016 № 1364-р. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/420363999 (Дата обращения 11.03.2024).
4. Национальный проект «Экология» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://xn--80aapampemcchfmo7a3c9ehj.xn--p1ai/projects/ekologiya (Дата обращения 11.03.2024).
5. Национальная технологическая инициатива «Фуднет» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://nti2035.ru/markets/foodnet (Дата обращения 11.03.2024).
6. Чутчева, Ю. В. Семеноводство сои в Российской Федерации - текущее состояние и перспективы развития / Ю. В. Чутчева, М. Е. Белышкина, Е. Д. Дегтярева // Экономика сельского хозяйства России. - 2023. - № 1. - С. 80-88.
7. Шелестун, А. Соевое молоко: кому можно и нужно пить безлактозный напиток /А. Шелестун, Т. Елисеева // Журнал здорового питания и диетологии. - 2022. - № 20. - С. 68-72.
8. Мировое потребление растительного молока растет на 2,2 % ежегодно. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: //https://dairynews.today/news/mirovoe-potreblenie-rastitelnogo-moloka-rastet-na-.html (Дата обращения 11.03.2024).
9. Федорова, М. А. Состояние рынка альтернативных молочных продуктов в России / М. А. Федорова // Социально-экономический и гуманитарный журнал. - 2022. - № 3(25). - С. 42-55.
10. Сергеева, Н. В. Экономическое обоснование переработки сои / Н. В. Сергеева // Экономика сельского хозяйства России. - 2020. - № 7. - С. 53-57.
EDN: DDRCKH
Ю.И. Бершицкий - д-р техн. наук, профессор кафедры организации производства и инновационной деятельности, Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия, [email protected],
Yu.I. Bershitsky - Doctor of Engineering, Professor of the Production Organization and Innovation Activity, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia;
А.Р. Сайфетдинов - к.э.н, доцент кафедры организации производства и инновационной деятельности, Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия, [email protected],
A.R. Saifetdinov - candidate of economic sciences, associate professor of the Department of Production Organization and Innovation, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia;
А.А. Максименко - магистрант экономического факультета, Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия, [email protected],
A.A. Maksimenko - graduate student of Economic Faculty, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia;
Д.А. Елфимов - магистрант экономического факультета, Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия, [email protected],
D.A. Elfimov - graduate student of Economic Faculty, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КАК ЭЛЕМЕНТА ЦИФРОВИЗАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА ECONOMIC EFFICIENCY OF USING UNMANNEDAERIAL VEHICLES AS AN ELEMENT OF DIGITALIZATION OF CROP PRODUCTION
Аннотация. Исследование посвящено обоснованию целесообразности применения беспилотных летательных аппаратов в растениеводстве как составного компонента цифровой трансформации сельского хозяйства. Выполнена оценка достигнутого уровня цифровизации мирового сельского хозяйства в части использования беспилотных летательных аппаратов, которая показала ежегодное расширение масштабов рынка. Определено, что возможности применения беспилотных летательных аппаратов в области производства растениеводческой продукции значительны, что объясняется их постоянным совершенствованием и дополнением новыми функциями. Уточнены преимущества использования беспилотных летательных аппаратов, обусловливающие целесообразность их активного внедрения в процессы производства растениеводческой продукции. Рассмотрены главные ограничивающие факторы использования беспилотных летательных аппаратов в растениеводстве. Выявлены особенности цифрового развития растениеводства в России на базе беспилотных летательных аппаратов. Уточнены экономические эффекты от использования возможностей беспилотных летательных аппаратов в растениеводстве.
Abstract. The study is devoted to substantiating the feasibility of using unmanned aerial vehicles in crop production as an integral component of the digital transformation of agriculture. An assessment of the achieved level of digitalization of world agriculture in terms of the use of unmanned aerial vehicles was carried out, which showed an annual expansion of the market scale. It is determined that the possibilities of using unmanned aerial vehicles in the field of crop production are significant, which is explained by their constant improvement and addition of new functions. The advantages of using unmanned aerial vehicles are clarified, which determine the expediency of their active introduction into the production processes of crop production. The main limiting factors of the use of unmanned aerial vehicles in crop production are considered. The features of the digital development of crop production in Russia based on unmanned aerial vehicles are revealed. The economic effects of using the capabilities of unmanned aerial vehicles in crop production have been clarified.
Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, дроны, растениеводство, сельское хозяйство, экономическая эффективность.
Keywords: unmanned aerial vehicles, drones, crop production, agriculture, economic efficiency.
Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта «Агроталант» Кубанского ГАУ.
Acknowledgments. The study was carried out with the financial support of the grant "Agrotalant" of the Kuban State Agrarian University.
Введение
Уровень развития материально-технической базы сельского хозяйства во многом определяет его производственный потенциал, обеспечивая эффективность использования ресурсов при высокой продуктивности отрасли. Одним из приоритетных направлений инновационного развития сельского хозяйства в настоящее время является цифровизация. Возможности цифровизации существенно расширились в начале XXI века в результате повышения мощности вычислительной техники, развития информационных и роботизированных технологий, искусственного интеллекта.
Применительно к сельскому хозяйству, цифровизация позволяет повысить эффективность производственных процессов в растениеводстве и животноводстве. Так, например, для повышения эффективности использования земельных ресурсов следует широко применять беспилотные летательные аппараты (БПЛА), позволяющие осуществлять дистанционное зондирование земли, точечно вносить технологические материалы (удобрения, средства защиты), проводить контроль за посевами и др.
Актуальность темы исследования заключается в том, что наблюдается рост популярности применения беспилотных летательных аппаратов среди сельскохозяйственных товаропроизводителей. При этом, современный уровень технико-технологического развития сельского хозяйства значительно расширил возможности применение БПЛА с использованием искусственного интеллекта и машинного зрения. Так, БПЛА уже активно применяются как инструмент мониторинга состояния земельных ресурсов и выращиваемых на них сельскохозяйственных культур, обнаружения болезней и вредителей, в качестве средства улучшения системы полива и внесения удобрений.
В связи с этим целью исследования является обоснование экономической эффективности использования беспилотных летательных аппаратов на конкретных технологических операциях при производстве продукции растениеводства.
Теоретико-информационная база и методы исследования
В последние годы проблемы эффективности использования беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве всё больше освещаются в отечественной и зарубежной научной литературе. Рост интереса к ней объясняется, в первую очередь, ускоренным развитием технических характеристик БПЛА, что расширяет возможности их применения в решении наиболее важных проблем аграрного производства. Исследование базируется на результатах монографического анализа научных трудов таких авторов, как Ю.И. Бершицкого, К.А. Жичкина, Е.Ю. Карташова М.Ю. Катаева, О.А. Пасько и др. Информационной базой стали аналитико-статистические материалы компании «Fortune Business Insights», лаборатории «Global Change Data», Федеральной службы государственной статистики (Росстат). В ходе исследования был изучен и обобщен опыт отечественного и зарубежного использования в БПЛА в растениеводстве, использованы методы системного анализа и синтеза, построения временных рядов, статистические и расчетно-конструктивные методы.
Изложение основного материала
Производство продукции растениеводства в наше время - это сложный бизнес, широко применяющий технико-технологические инновации. Для повышения эффективности и производительности труда в отрасли товаропроизводители все чаще используют достижения цифрового, интеллектуального сельского хозяйства.
БПЛА в растениеводстве представляют собой один из элементов системы точного (умного) земледелия, комплекс инновационных решений по машинной реализации полевых механизированных работ, экономного, точного внесения технологических материалов, снижения расхода топлива, экономии трудозатрат, повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Опираясь на результаты маркетингового исследования компании «Fortune Business Insights», можно отметить, что в 2022 г. стоимостная оценка мирового рынка сельскохозяйственных БПЛА достигла 4,17 млрд. долл., а к 2030 году их рынок увеличится в 4 раза, этот рост будет связан с активной поддержкой при участии государства создания и развития беспилотных систем в разных отраслях экономики и одновременном совершенствовании этих систем с точки зрения экономической эффективности использования [9].
Цифровое развитие отрасли, в том числе с активным использованием беспилотных летательных аппаратов, обеспечило сокращение потерь урожая основных сельскохозяйственных культур в мире (рисунок 1).
На рисунке показана динамика средних потерь урожая основных зерновых культур в мире в расчете на 1 га, которая определяется как разница между биологическим потенциалом урожайности культуры и реально достигнутой урожайностью в зонах со схожими почвенными и природно-климатическими условиями.
Выполненный анализ показал, что с 1990 по 2021 гг. в мире в среднем удалось снизить соответствующие потери урожайности пшеницы, кукурузы, и риса на 45-55 %, что во многом можно объяснить не только улучшением сортового состава, но и развитием материально-технической базы, в том числе реализацией технологии умного сельского хозяйства.
Использование данной технологии позволяет лучше сохранять плодородие земельных ресурсов, тем самым обеспечивать и большую урожайность выращиваемых культур. Так, лаборатория Global Change Data в рамках своего проекта «Our World in Data», определила постепенное улучшение мировых показателей достижения потенциальной урожайности основных сельскохозяйственных культур. В будущем эти тенденции во многом будут зависеть от использования цифровых технологий, в том числе применения беспилотных летательных аппаратов при реализации важнейших агротехнологических работ в растениеводстве, используя опыт западных стран и адаптируя знания использования сельскохозяйственных БПЛА к российским условиям.
£
1 2
1990 г. 1995 г. 2000 г. 2005 г. 2010 г. 2015 г. 2021 г.
• ÜLiieiiHUti 2,08 2.14 1,91 1.81 1.67 1.32 1.15
-■-K.vK7pj.Ja 3,7 3.58 3,07 2,57 2.23 1.87 1.51
-*-Рис 2,12 1.99 1,76 1,57 1,33 1.08 0,89
Рисунок 1 - Динамика средних потерь урожая основных зерновых культур в мире, ц/га[10]
Выполненный анализ показал, что с 1990 по 2021 гг. в мире в среднем удалось снизить соответствующие потери урожайности пшеницы, кукурузы, и риса на 45-55 %, что во многом можно объяснить не только улучшением сортового состава, но и развитием материально-технической базы, в том числе реализацией технологии умного сельского хозяйства.
Использование данной технологии позволяет лучше сохранять плодородие земельных ресурсов, тем самым обеспечивать и большую урожайность выращиваемых культур. Так, лаборатория Global Change Data в рамках своего проекта «Our World in Data», определила постепенное улучшение мировых показателей достижения потенциальной урожайности основных сельскохозяйственных культур. В будущем эти тенденции во многом будут зависеть от использования цифровых технологий, в том числе применения беспилотных летательных аппаратов при реализации важнейших агротехнологических работ в растениеводстве, используя опыт западных стран и адаптируя знания использования сельскохозяйственных БПЛА к российским условиям.
Беспилотные летательные аппараты в растениеводстве представляют собой автономные устройства, благодаря которым удается выполнить широкий перечень операций и собирать данные о состоянии земель и посевов сельскохозяйственных культур. Выполненный анализ позволил уточнить возможности использования БПЛА в растениеводстве в число которых включены следующие.
1. Мониторинг состояния земельных ресурсов, которыми располагает хозяйство. Для этого беспилотные летательные аппараты оснащаются устройствами фото- и видеосъемки, что позволяет создавать более точные 3D-карты полей по сравнению с использованием спутниковых снимков. Оснащение БПЛА специализированными датчиками позволяет своевременно выявлять высыхающие участки земли и улучшать на этой основе систему управления водными ресурсами. Важным преимуществом беспилотных летательных аппаратов является их применимость на труднодоступных участках полей, до которых сложно добраться человеку или машинным агрегатам.
2. Мониторинг состояния сельскохозяйственных культур проводится:
- для оценки специализированных индексов развития растений и оперативной корректировки при необходимости агротехнических работ;
- для оценки ущерба из-за потери части урожая и наступления страхового случая;
- для контроля за распространением болезней и вредителей;
- для определения потребности в дополнительном внесении удобрений и поливе растений;
3. Улучшение планирования и прогнозирования в растениеводстве за счет использования данных о состоянии полей и выращиваемых на них культур, полученных от БПЛА. Такие данные по своему наполнению существенно отличаются от тех, что собираются вручную. Хозяйства, применяющие БПЛА, располагают большими объемами данных для разработки и корректировки планов и прогнозов [5].
Все это позволяет сделать вывод, что применение беспилотных летательных аппаратов в растениеводстве осуществляется преимущественно для повышения эффективности использования ресурсного потенциала предприятий. В связи с этим перечислим основные преимущества БПЛА в растениеводстве, определяющие эффективность их применения:
- обеспечивается экономия воды, удобрений, средств защиты растений, сохраняя или даже повышая урожайность сельскохозяйственных культур;
- снижаются затраты времени на выполнение технических работ, так, например, доказано, что в среднем БПЛА затрачивает на порядок меньше времени на 1 га поля, чем традиционная наземная техника [4];
- повышается производительность труда благодаря снижению удельного веса ручных работ при выполнении операций технологического процесса;
- обеспечивается своевременность мониторинга проблемных участков посевов на полях и оперативность передачи этих данных, собранных БПЛА[6].
Сдерживанию более полного использования потенциала беспилотных летательных аппаратов в отрасли растениеводства препятствуют факторы, которые следует рассматривать как направления дальнейшего совершенствования конструкционных и иных аспектов их применения:
- внедрение и обслуживание является высокозатратной статьей;
- могут быть выведены из строя внешними воздействиями;
- имеют относительно небольшую грузоподъемность, что, однако, компенсируется скоростью и более эффективным распылением удобрений и средств защиты возделываемых культур;
- применение БПЛА требует собственного нормативно-правового обеспечения, которое в настоящее время слабо проработано [2].
Растениеводство в России составляет преобладающую долю в структуре сельского хозяйства страны. Так, по итогам 2022 г. доля отрасли оказалась равной 58 % от стоимостного показателя производства всей сельскохозяйственной продукции [7]. При этом инновационная активность отечественных сельскохозяйственных товаропроизводителей, на наш взгляд, находится на недостаточно высоком уровне [3], что подтверждаются многочисленными исследованиями, а также соответствующим статистическим материалом.
Сложное положение, в котором оказалась российская экономика в 2023 году вследствие беспрецедентного санкционного давления на нее со стороны стран коллективного Запада, привело к необходимости ограничения использования дронов для удовлетворения потребностей сельскохозяйственного производства. Специалисты и представители аграрного бизнеса, выражая обеспокоенность относительно сохранения экономического потенциала отечественного растениеводства, привели аргументы в пользу цифрового развития сельского хозяй-
ства на базе БПЛА, оценив ущерб от приостановки их использования в размере от 2,4 до 5,6 млрд. руб. в 2023 г. Прогнозная оценка последствий введенных ограничений, выполненная отечественными компаниями-поставщиками сельскохозяйственных дронов, показала, что, например, в Краснодарском крае более 33 % посевов риса невозможно обработать без БПЛА, а падение урожайности сельхозкультур в среднем по стране может достичь 14 % [8]. Приняв во внимание мнение специалистов в аграрной сфере, Правительство РФ ввело экспериментальный правовой режим на территории 12 субъектов страны на трехлетний период для применения сельскохозяйственных дронов на основании соответствующего постановления в начале осени 2023 г. [1].
Оценивая перспективы внедрения беспилотных летательных аппаратов в хозяйства России, производящие продукцию растениеводства, ряд специалистов аргументируют необходимость ускоренной цифровизации отрасли потребностью в совершенствовании производственных процессов [3]. Соглашаясь с мнением исследователей, отметим, что в последние годы динамика урожайности в России не имела ярко выраженной положительной динамики (рисунок 2).
Рисунок 2 - Урожайность отдельных сельскохозяйственных культур в России, ц/га [7]
На основе доступных на момент исследования данных о продуктивности посевов, собранных территориальными подразделениями Росстата, приходим к выводу о необходимости сохранения и последующего повышения урожайности. Интерпретация данных динамического ряда позволила выделить либо нисходящие тренды (в частности, по зерновым культурам), либо слабые показатели прироста (например, овощи).
Таким образом, использование беспилотных летательных аппаратов в растениеводстве имеет большой экономический потенциал, что подтверждается теоретическими исследованиями и практикой аграрного бизнеса [1].
Заключение
Беспилотные летательные аппараты стали неотъемлемой частью развития IT-агрономии, открыв инновационный путь к укреплению производственного потенциала отечественного сельского хозяйства. Особенно успешным оказалось применение беспилотных летательных аппаратов как инструмента устранения проблемных элементов в системе земледелия, позволяя производителям растениеводческой продукции поддерживать урожайность на уровне не ниже среднеотраслевого показателя и сохранять высокое качество земельных ресурсов. Выполненное исследование подтвердило растущую потребность в обеспечении производственных процессов сельского хозяйства беспилотными летательными аппаратами и связанное с ней постепенное расширение масштабов рынка этого вида продукции. Подобные автономные устройства стали инновационным инструментом урегулирования вопросов, связанных с организацией и планированием повышения эффективности производства продукции растениеводства.
Несмотря на наличие ограничительных факторов в использовании беспилотных летательных аппаратов в отрасли растениеводства, перечень преимуществ от их внедрения существенен, поэтому в рамках данного исследования обоснована необходимость ускорения цифрового развития сельского хозяйства России на базе широкого применения БПЛА с целью увеличения производственных возможностей аграрного бизнеса.
Источники:
1. Постановление Правительства Российской Федерации от 16.09.2023 № 1510 «Об установлении экспериментального правового режима в сфере цифровых инноваций и утверждении Программы экспериментального правового режима в сфере цифровых инноваций по эксплуатации сельскохозяйственных беспилотных авиационных систем» // КонсультантПлюс: Версия Проф. - Справ.-прав. система.
2. Анализ применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве / Б. К. Салаев, А. А. Серегин, В. А. Эвиев [и др.] // Вестник аграрной науки Дона. - 2022. - Т. 15. - № 4 (60). - С. 29-44.
3. Бершицкий, Ю. И. Экономический анализ современного состояния растениеводства в Краснодарском крае и направлений его цифровизации / Ю. И. Бер-шицкий, А. Р. Сайфетдинов, П. В. Сайфетдинова, М. А. Кара // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2022. - № 95. - С. 17-24.
4. Жичкин, К. А. Экономические аспекты применения дронов в сельском хозяйстве / К. А. Жичкин // Островские чтения. - 2023. - № 1. - С. 143-147.
5. Катаев, М. Ю. Анализ практических возможностей применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве / М. Ю. Катаев, О. А. Пасько, Е. Ю. Карташов // Вестник КрасГАУ. - 2023. - № 1 (190). - С. 54-62.
6. Максименко, А. А. Применение дронов в сельскохозяйственных целях: технологический анализ и перспективы использования / А. А. Максименко, А. Р. Сайфетдинов // Вызовы и инновационные решения в аграрной науке : материалы XXVII Международной научно-производственной конференции, Майский, 12 апреля 2023 года. Том 4. - Майский: Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина, 2023. - С. 51-52.
7. Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство // Федеральная служба государственной статистики [Электронный источник]. - URL: https://rosstat.gov.ru/enterprise_economy (дата обращения: 19.12.2023).
8. Ущерб от запрета полетов агродронов может превысить 2,4 млрд рублей // Сетевое издание «Ведомости» [Электронный источник]. - URL: https://www.vedomosti.ru/business/articles/2023/04/12/970502-uscherb-ot-zapreta-poletov-agrodronov-mozhet-previsit-24-mlrd-rublei?ysclid=lqf48oydud827424521 (дата обращения: 21.12.2023).
9. Agriculture drones market // Fortune Business Insights [Электронный источник]. - URL: https://www.fortunebusinessinsights.com/ infographics/agriculture-drones-market-102589 (дата обращения: 17.12.2023).
10. Crop Yields // Our World in Data by Global Change Data Lab. [Электронный источник]. - URL: https://ourworldindata.org/crop-yields (дата обращения: 18.12.2023).
