Ученые Южного федерального университета (ЮФУ) разработали способ определения влажности семян подсолнечника по спектральным характеристикам нижней стороны корзинки с помощью беспилотника.
Это позволяет с точностью до 98% определить спелость растения.
Ранняя уборка подсолнечника повышает потери при обмолоте и расходы на досушку. При поздней — осыпляются семена, развиваются грибки, а также повышаются потери от птиц. Оптимально собирать подсолнечник при влажности 25-30% для обработки десикантами и 10-12% — для прямого комбайнирования. На практике сегодня используются два основных подхода — визуальный и лабораторный. В первом случае определяется, когда корзинка с тыльной стороны из желтой становится коричневой, а лепестки засыхают, во втором приходится несколько раз проводить трудоемкие исследования пробного материала.
«Технология, на которую уже получен патент, позволяет с точностью до 98% определить, когда поле готово к десикации (обработка посевов специальными препаратами (десикантами), ускоряющими подсушивание и созревание растений) и уборке, просто просканировав посевы с беспилотника», — сообщили в министерстве.
Ученые провели эксперименты с подсолнечником в исследовательской лаборатории спектрального фенотипирования сельскохозяйственных растений, созданной в ЮФУ в июле 2025 года. Здесь собрались не только биологи, но и IT-специалисты, математики, эксперты по нейросетям. Программное обеспечение для анализа спектральных данных ученые пишут сами, используя алгоритмы машинного и глубокого обучения. С помощью беспилотников, которые компании активно используют для мониторинга полей, ученые предложили смотреть не на семена, которые скрыты в корзинке, а на тыльную сторону соцветия.
«Мы доказали, что смотреть нужно именно на тыльную сторону корзинки. Семена спрятаны, но химические процессы в тканях соцветия напрямую связаны с их созреванием. Хлорофилл разрушается, каротиноиды меняют соотношение — и все это видно спектрометру. Нам помогли индексы, чувствительные к пигментам: CCI, Booch, Datt3, TCARI и другие. Они уловили даже те изменения, которые человеческий глаз не различает. Проблема в том, что агроном определяет влажность точно в отношении к отдельным растениям, но есть большая проблема с репрезентативной выборкой, чтобы правильно оценить ситуацию по всему полю. Наши технологии призваны заменить существующие инструменты — не просто дать дополнительную информацию, а фактически измерить влажность по отношению ко всей тысяче растений на поле», — пояснил заведующий лабораторией Павел Дмитриев.
При этом в отличие от точечных проб, новая технология позволяет получить карту спелости на все поле, благодаря чему можно планировать очередность уборки разных участков. Исследование опубликовано в международном журнале Seeds, а на способ дистанционного определения влажности получен патент РФ. В ближайших планах ученых — расширение на другие культуры: озимую пшеницу, ячмень, нут, горох.
