Жизнь Земли. Междисциплинарный научно-практический журнал Life of the Earth 10.29003/m4185.0514-7468.2023_46_3/298-310 2288 Индустрия 4.0 как стратегия для увеличения эффективности сельского хозяйства Industry 4.0 as a strategy for increasing agricultural efficiency Башкин В.Н. Bashkin, V.N. 28 08 2023 46 3 298 310 28 08 2024

В статье рассмотрена применимость концепции «Индустрия 4.0» к ведению сельского хозяйства в целом и применению удобрений, в частности. Показаны возможности интеграции ИТ и коммуникационных технологий с сельскохозяйственным производством, когда «умные» сетевые системы, объединяющие различные типы данных из нескольких источников, помогают увеличивать производительность и эффективность. Даны примеры увеличения эффективности использования удобрений, прежде всего азотных, с использованием электронных двойников агрономических и агрохимических технологий для снижения их экологических последствий. Отмечено, что внедрение технологий Индустрии 4.0 повышает эффективность точного земледелия как сочетания лучших практик устойчивого земледелия (ЛПУЗ). Даны примеры оценки жизненного цикла удобрений с учётом риска эвтрофирования природных вод. Это позволяет добиваться экономической и экологической оптимизации сельского хозяйства.

The article discusses the applicability of the Industry 4.0 concept to agriculture in general and fertilizer usage in particular. The possibilities of integrating IT and communication technologies with agricultural production are shown, when “smart” network systems combining various types of data from several sources help to increase productivity and efficiency. Examples are given of increasing the efficiency of fertilizer usage, primarily nitrogen ones, using electronic twins of agronomic and agrochemical technologies to reduce their environmental impacts. It is noted that the introduction of Industry 4.0 technologies increases the efficiency of precision farming as a combination of the best practices of sustainable agriculture (BPSA). Examples of assessing the life cycle of fertilizers considering the risk of eutrophication of natural waters are given. This allows achieving economic and environmental optimization of agriculture.

 Индустрия 4.0инновационные разработкивычислительные платформыэлектронные двойникиэффективность сельского хозяйстваточное земледелие Industry 4.0innovative developmentscomputing platformselectronic twinsagricultural efficiencyprecision farming Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н. Инновационное развитие ООО «Газпром добыча Ямбург». Сходство и различие в методах предупреждения потенциальных катастроф // Газовая промышленность. 2021. Спец. Выпуск 1 (184). С. 26–34Башкин В.Н. Современные проблемы биологизации земледелия // Жизнь Земли. 2022. Т. 44, № 2. С. 180–191. DOI 10.29003/m3026.0514-7468.2022_44_2/180-191Научно-обоснованный прогноз развития точного земледелия в России / Е.В. Рудой, М.С. Петухова, С.В. Рюмкин, Е.В. Труфляк, Н.Ю. Курченко. Новосибирск: ИЦ НГАУ «Золотой колос», 2021. 138 с.Юмаев Е.А. Инновационно-промышленная политика в свете перехода к Индустрии 4.0: зарубежные тенденции и вызовы для России // Журнал экономической теории. 2017. №2. С. 181–185Bhagat P.R., Naz F., Magda R. Role of Industry 4.0 Technologies in enhancing sustainable firm performance and green practices // Acta Polytechnica Hungarica. 2022. Vol. 19, No. 8. P. 229–247Fernandes J, Reis J, Melгo N, Teixeira L and Amorim M. The role of industry 4.0 and BPMN [business process model and notation] in the arise of condition-based and predictive maintenance: A case study in the automotive industry] // Applied Sciences, 2021, 11(8):3438.Haroon M., Idrees F., Naushahi H. A. Afzal R., Usman M., Qadir T., Husnain R. Nitrogen use efficiency: farming practices and sustainability // J. of Experimental Agriculture International. 2019. 36 (3), 1–11. Article no. JEAI.48798. DOI: 10.9734/JEAI/2019/v36i330235.Jwaideh M.A.A., Sutanudjaja E.H., Dalin C. Global impacts of nitrogen and phosphorus fertiliser use for major crops on aquatic biodiversity//The International J. of Life Cycle Assessment. 2022, 4 July. https://doi.org/10.1007/s11367-022-02078-1.Lekomtsev P., Komarov A. Maintaining soil fertility by optimizing the use of nitrogen fertilizers in precision farming system // BIO Web of Conferences. 2023. 67, 02002. https://doi.org/10.1051/bioconf/20236702002.Mahboob W., Guozheng Yang, Muhammad Irfan. Crop nitrogen (N) utilization mechanism and strategies to improve N use efficiency // Acta Physiologiae Plantarum. 2023. V. 45:52. https://doi.org/10.1007/s11738-023-03527-6.Yang M, Hassan MA, Xu K, Zheng C, Rasheed A, Zhang Y, Jin X, Xia X, Xiao Y and He Z. Assessment of Water and Nitrogen Use Efficiencies Through UAV-Based Multispectral Phenotyping in Winter Wheat // Front. Plant Sci. 2020, 11:927. doi: 10.3389/fpls.2020.00927. Arno, O.B., Arabsky, A.K., Bashkin, V.N., “Innovative development of Gazprom Dobycha Yamburg LLC. Similarities and differences in methods of preventing potential disasters”, Gas Industry. 2021. Spec. Issue 1 (184), 26–34 (2021) (in Russian).Bashkin, V.N., “Modern problems of biologization of agriculture”, Zhizn’ Zemli [Life of the Earth] 44, no. 2, 180–191 (2022). DOI 10.29003/m3026.0514-7468.2022_44_2/180-191 (in Russian).Rudoy, E.V., Petukhova, M.S., Ryumkin, S.V., Truflyak, E.V., Kurchenko N.Y., A scientifically based forecast of the development of precision agriculture in Russia (Novosibirsk: IC NGAU «Zolotoy Kolos», 2021) (in Russian).Yumayev, E. A., “Innovation and industrial policy in the light of the transition to Industry 4.0: foreign trends and challenges for Russia”, Zhurnal Ekonomicheskoy Teorii [J. of Economic Theory] 2, 181–185 (2017) (in Russian).Bhagat, P.R., Naz, F., Magda, R., “Role of Industry 4.0 Technologies in Enhancing Sustainable Firm Performance and Green Practices”, Acta Polytechnica Hungarica 19 (8), 229–247 (2022).Fernandes, J, Reis, J, Melгo, N, Teixeira, L and Amorim, M., “The role of industry 4.0 and BPMN [business process model and notation] in the arise of condition-based and predictive maintenance: A case study in the automotive industry]”, Applied Sci. 11 (8):3438.Haroon, M., Idrees, F., Naushahi, H.A., Afzal, R., Usman, M., Qadir, T., Husnain, R., “Nitrogen use efficiency: farming practices and sustainability”, J. of Experimental Agriculture Inter. 36 (3), 1–11, Article no. JEAI.48798 (2019). DOI: 10.9734/JEAI/2019/v36i330235.Jwaideh, M.A.A., Sutanudjaja, E.H., Dalin, C., “Global impacts of nitrogen and phosphorus fertiliser use for major crops on aquatic biodiversity”, The Inter. J. of Life Cycle Assessment, 2022, 4 July. https://doi.org/10.1007/s11367-022-02078-1.Lekomtsev, P., Komarov, A., “Maintaining soil fertility by optimizing the use of nitrogen fertilizers in precision farming system”, BIO Web of Conferences 67, 02002 (2023) https://doi.org/10.1051/bioconf/20236702002.Mahboob, W., Guozheng Yang, Muhammad Irfan, “Crop nitrogen (N) utilization mechanism and strategies to improve N use efficiency”, Acta Physiologiae Plantarum 45:52 (2023), https://doi.org/10.1007/s11738-023-03527-6.Yang, M., Hassan, M.A., Xu, K., Zheng, C., Rasheed, A., Zhang, Y., Jin, X., Xia, X., Xiao, Y. and He, Z., “Assessment of Water and Nitrogen Use Efficiencies Through UAV-Based Multispectral Phenotyping in Winter Wheat”, Front. Plant Sci. 11:927 (2020), doi: 10.3389/fpls.2020.00927.