vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2019-6-42-49vstisp-407Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИINFORMATION TECHNOLOGYРоль цифровых технологий в управлении производственно-технологическими процессами в плодоводстве (защита плодовых насаждений и урожая) на примере Краснодарского краяThe role of digital technologies in the management of production and technological processes in fruit growing (protection of fruit plantations and yield) on the example of the Krasnodar RegionЕгоровЕ. А.EgorovE. A.

Егоров Евгений Алексеевич – доктор экономических наук, профессор, академик РАН, директор, ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия»

ул. им. 40-летия Победы, 39, Краснодар, 350901

Evgeny A. Egorov – Dr. Sci. (Econ.), professor, academician of RAS, director

39, 40-letya Pobedy St., 350901, Krasnodar

kubansad@kubannet.ruШадринаЖ. А.ShadrinaZh. A.

Доктор экономических наук, заведующий лабораторией экономики, доцент

Краснодар

Dr. Sci. (Econ.), assistant professor, Head of the laboratory of economics

Krasnodar

КочьянГ. А.KochyanG. A.

Кандидат экономических наук, старший научный сотрудник лаборатории экономики

Краснодар

PhD (Econ.), Senior Researcher, Laboratory of economics

Krasnodar

ПодгорнаяМ. Е.PodgornayaM. E.

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории защиты и токсикологического мониторинга многолетних агроценозов

Краснодар

PhD (Biol.), Senior Researcher, Laboratory of protection and toxicological monitoring of perennial agrocenoses

Krasnodar

ВасильченкоА. В.VasilchenkoA. V.

Младший научный сотрудник лаборатории защиты и токсикологического мониторинга многолетних агроценозов

Краснодар

Junior Researcher, Laboratory of protection and toxicological monitoring of perennial agrocenoses

Krasnodar

ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия»РоссияNorth Caucasian Federal Scientifi c Center of Horticulture, Viticulture, Wine-makingRussian Federation201920122019064249Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20192019Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/407

Выявлена роль цифровых технологий в управлении производственно-технологическими процессами в плодоводстве на примере защиты плодовых насаждений и урожая. Для разработки цифровых технологий предлагаются базовые элементы модели управления процессами защиты плодовых насаждений от конкретной болезни или вредителя на примере Краснодарского края: теоретическая основа, раскрывающая организационную и функциональную структуру управления процессами защиты; структурный анализ компонентов модели управления процессами защиты и оптимизация параметров систем защиты растений для обеспечения высокой биологической и технолого-экономической эффективности; алгоритм проектирования модели управления процессами защиты, разработка методик и оптимизация издержек на защитные мероприятия по критериям биологической и эколого-экономической эффективности. Приведен алгоритм организационной структуры методологии управления, который является основой для разработки цифровых технологий управления производственно-технологическими процессами в промышленном плодоводстве, рассмотрено функциональное содержание этапов алгоритма. Предложен алгоритм разработки цифровых технологий управления технологическим процессом в защите растений (плодовых культур), включающий: формирование многофункциональных баз и банков данных, а также эмпирической базы данных и геокодированный сбор информации; диагностику болезней и вредителей; разработку систем защиты растений; подбор оптимальной системы защиты; разработку регламентов применения химических и биологических средств; оценку биологической и эколого-экономической эффективности систем защиты насаждений и урожая; обоснование оптимальных параметров системы защиты насаждений и урожая. Дана прогнозная оценка эффективности применения цифровых технологий в управлении защитой плодовых насаждений от болезней и вредителей: комплексная цифровизация процессов защиты насаждений, по эмпирическим данным, полученным посредством применения отдельных элементов цифровых технологий в сельскохозяйственных организациях Краснодарского края, ФГБНУ «Северо-Кавказский Федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия», данным Министерства сельского хозяйства РФ. Это позволит обеспечить снижение затрат труда на сбор, обработку информации для обоснования оптимального решения по применению системы защиты насаждений и урожая от вредителей и болезней в среднем в 2 раза по сравнению с традиционными системами, комплексный учет всех факторов, воздействующих или определяющих состояние системы, рост производительности труда в 2 раза, экономию затрат на проведение мероприятий по защите в среднем на 23 %, рост эффективности производства и конкурентоспособности плодов

The role of digital technologies in the management of production and technological processes in fruit growing on the example of the protection of fruit plantations and yield is revealed. On the example of the Krasnodar Region, basic elements of a process control model for protecting fruit planting from a specifi c disease or pest are proposed for the elaboration of digital technologies: a theoretical basis that reveals the organizational and functional structure of the control of protection processes; structural analysis of components of the protection process control model and optimization of the parameters of plant protection systems to ensure high biological and technological-economic effi ciency; design algorithm for the protection process management model, development of methods and cost optimization for protective measures according to the criteria of biological and environmental and economic effi ciency. The algorithm of the organizational structure of the management methodology, which is the basis for the development of digital technologies for managing production processes in commercial fruit growing is presented, the functional content of the stages of the algorithm is considered. An algorithm is proposed for the development of digital technology for process control, including: the formation of multifunctional databases and data banks, as well as an empirical database and geocoded data collection; diagnosis of diseases and pests; development of plant protection systems; selection of the optimal protection system; development of regulations for the use of chemical and biological agents; assessment of the biological and environmental and economic eff ectiveness of plant protection systems and yield; substantiation of the optimal parameters of the plant protection system and the yield. A predictive assessment of the eff ectiveness of the use of digital technologies in managing the protection of fruit plantations against diseases and pests is given: a comprehensive digitalization of the plantation protection processes, according to empirical data obtained through the use of individual digital technology elements in agricultural organizations of the Krasnodar Region, North Caucasian Federal Scientifi c Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making, data of the Ministry of Agriculture of Russia. This will allow reducing labor costs by collection, processing of information to justify the optimal solution on the application of system for protecting plantings and yield from pests and diseases, on average, 2 times as compared with traditional systems, comprehensive accounting of all factors that infl uence or determine the state of the system, 2 times higher labor productivity, cost savings on protective measures by 23 % on average, increased production effi ciency and the competitiveness of fruit products.

цифровые технологииуправлениепроизводственно-технологические процессыалгоритмэффективностьdigital technologiesmanagementproduction and technological processesalgorithmeffi ciencyРабота выполнена при поддержке РФФИ и администрации Краснодарского края № 18-410-230009 р_а в рамках государственного заданияThis work was carried out with the support of the Russian Foundation for Basic Research and the Administration of the Krasnodar Territory No. 18-410-230009 р_а as part of the state assignmentReferencesЕгоров Е. А., Шадрина Ж. А., Кочьян Г. А. Способы интенсификации плодоводства, повышающие устойчивость и эффективность агроэкосистем [Электронный ресурс], Плодоводство и виноградарство Юга России. 2013;22(4):137-148. URL: http://journalkubansad.ru/pdf/13/04/16.pdf. Ссылка активна на 20.08.2019.Egorov E. A., Shadrina Zh. A., Kochyan G. A. Ways of intensifi cation of fruit growing, increasing the stability and effi ciency of agroecosystems [Electronic resource], Plodovodstvo i vinogradarstvo Yuga Rossii, 2013;22(4):137-148. URL: http://journalkubansad.ru/pdf/13/04/16.pdf. Link active on 08/20/2019. (In Russ.)Егоров Е. А. Эколого-экономическая эффективность интенсификации плодоводства. Научные труды ГНУ СКЗНИИСиВ. 2013;2:7-21.Egorov E. A. Ecological and economic effi ciency of intensifi cation of fruit growing. Nauchnyye trudy GNU SKZNIISiV, 2013;2:7-21. (In Russ.)Егоров Е. А., Шадрина Ж. А., Кочьян Г. А. Макроэкономические тенденции и параметры эффективного садоводства, Садоводство и виноградарство. 2015;6:5-10.Egorov E. A., Shadrina Zh. A., Kochyan G. A. Macroeconomic trends and parameters of eff ective gardening, Sadovodstvo i vinogradarstvo. 2015;6:5-10. (In Russ.)Егоров Е. А., Шадрина Ж. А., Кочьян Г. А. Перспективные сортименты и технологии в садоводстве – технолого-экономический аспект, Научные труды СКФНЦСВВ. 2018;17:7-19.Egorov E. A., Shadrina Zh. A., Kochyan G. A. Prospective assortments and technologies in horticulture – technological and economic aspects, Nauchnyye trudy GNU SKZNIISiV. 2018;17:7-19. (In Russ.)Подгорная М. Е., Якуба Г. В., Холод Н. А. и др. Закономерности трансформации основных ксенобиотиков в объектах экосистемы многолетних агроценозов в зависимости от почвенно-климатических особенностей, Научные труды СКФНЦСВВ. 2019;23:181-188.Podgornaya M. E., Yakuba G. V., Kholod N. A. et al. Regularities of transformation of the main xenobiotics in ecosystem objects of perennial agrocenoses depending on soil and climatic features, Nauchnyye trudy GNU SKZNIISiV. 2019;23:181188. (In Russ.)Цифровая трансформация сельского хозяйства России: офиц. изд. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019, 80 с.Digital transformation of agriculture in Russia: offi cial ed. Moscow: FGBNU «Rosinformagrotekh», 2019, 80 p. (In Russ.)Измайлов А. Ю., Смирнов И. Г., Ильченко Е. Н., Гончаров Н. Т., Лужнова Е. Е., Афонина И. И. Управление производственными процессами полеводческих предприятий с использованием информационных и цифровых технологий, Инновации в сельском хозяйстве. 2019;1(30):180-190.Izmailov A. Yu., Smirnov I. G., Ilchenko E. N., Goncharov N. T., Luzhnova E. E., Afonina I. I. Production process management of fi eld enterprises using information and digital technologies, Innovatsii v sel’skom khozyaystve. 2019;1(30):180-190. (In Russ.)Лысов А. К., Корнилов Т. В. Цифровые технологии дистанционного мониторинга для дискретного внесения средств защиты растений, Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019;1(98):17-27.Lysov A. K., Kornilov T. V. Digital technologies of remote monitoring for discrete application of plant protection products, Tekhnologii i tekhnicheskiye sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rasteniyevodstva i zhivotnovodstva. 2019;1(98):17-27. (In Russ.)Bakshi K. Microservices-based software architecture and approaches. Proc IEEE Aerospace Conf. Big Sky, MT, USA. 2017:1 https://ieeexplore.ieee.org/document/7943959Bakshi K. Microservices-based software architecture and approaches. Proc IEEE Aerospace Conf. Big Sky, MT, USA. 2017:1 https://ieeexplore.ieee.org/document/7943959Свидетельство о регистрации базы данных № 2014620879 от 24.06.14. Подгорная М. Е., Серова Ю. М., Федоренко Ю. М. База данных остаточных количеств метаболитов дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) в почве и плодах яблони центральной и черноморских зон садоводства Краснодарского края.Certifi cate of registration of the database No. 2014620879 dated 24.06.14. Podgornaya M. Ye., Serova Yu. M., Fedorenko Yu. M. Database of residual dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) metabolites in the soil and apple fruits of the central and Black Sea horticultural zones of the Krasnodar Region (In Russ.)Свидетельство о регистрации базы данных № 2015320351 от 24.02.2015. Подгорная М. Е., Серова Ю. М., Федоренко Ю. М. База данных остаточных количеств изомеров гексахлорциклогексана (ГХЦГ) в почве и плодах яблони Центральной и Черноморской зон садоводства Краснодарского краяCertifi cate of registration of the database No. 2015320351 dated 02/24/2015. Podgornaya M. Ye., Serova Yu. M., Fedorenko Yu. M. Database of residual amounts of isomers of hexachlorocyclohexane (HCH) in the soil and fruits of the apple tree of the central and Black Sea horticultural zones of the Krasnodar Region (In Russ.)Подгорная М. Е., Абеленцев В. И., Дорошенко Д. Н., Абеленцев М. В., Серова Ю. М. Способ количественного определения фунгицида Артафит, ВРК 10 %, в растительном материале, 02.09.2015, заявка № 20141401771/28(066056).Podgornaya M. E., Abelentsev V. I., Doroshenko D. N., Abelentsev M. V., Serova Yu. M. Method for the quantitative determination of fungicide Artafi t, VRK 10 %, in plant material, 09/02/2015, application No. 20141401771/28 (066056). (In Russ.)Свидетельство о регистрации базы данных № 2016621228 от 08.09.2016. Подгорная М. Е., Кащиц Ю. М. База данных по содержанию валовых форм меди в почве и плодах яблони центральной и черноморских зон садоводства Краснодарского краяCertifi cate of registration of the database No. 2016621228 dated 09/08/2016. Podgornaya M. Ye., Kashchits Yu. M. The database on the content of gross forms of copper in the soil and fruits of the apple tree of the central and Black Sea horticultural zones of the Krasnodar Region (In Russ.)Свидетельство о регистрации базы данных № 2018621448 от 5.09.2018. Подгорная М. Е., Кащиц Ю. М. База данных остаточных количеств фунгицида Скор, КЭ (250 г/л дифеноконазола) в почве, открытых водоемах и плодах яблони центральной зоны садоводства Краснодарского края.Certifi cate of registration of the database No. 2018621448 dated 09.09.2018. Podgornaya M.E., Kashchits Yu.M. Database of residual amounts of fungicide Skor, CE (250 g / l of diphenoconazole) in soil, open reservoirs and apple fruits of the central horticultural zone Krasnodar Region. (In Russ.)Кулистикова Т. Технологии «умного» сельского хозяйства позволяют повысить эффективность работы и снизить издержки, Агроинвестор. URL: https://www.agroinvestor.ru/technologies/news/28325-vnedrenie-interneta-veshchey-prinesetapk469-mlrd-rubley/Kulistikova T. Technologies of “smart” agriculture allow to increase work effi ciency and reduce costs, Agroinvestor. URL: https://www.agroinvestor.ru/technologies/news/28325-vnedrenie-interneta-veshchey-prineset-apk-469-mlrdrubley/ (In Russ.)Система управления сельхозпроизводством AgroNetworkTechnologies. URL: https://ant.services/website/sections/35.AgroNetworkTechnologies Agricultural Production Management System. URL: https://ant.services/website/sections/35. (In Russ.)Васильченко А. В. Цифровизация в защите растений, Российский аграрный портал. URL: https://agroportal-ziz.ru/articles/cifrovizaciya-v-zashchite-rasteniy – Ссылка активна на 29 марта 2019 г.Vasilchenko A. V. Digitalization in plant protection, Russian Agricultural Portal URL: https://agroportal-ziz.ru/articles/cifrovizaciyav-zashchite-rasteniy. – Link active on March 29, 2019 (In Russ.)Захаренко В. А. Высокопроизводительные и высокоточные технологии и методы диагностики и фитосанитарного мониторинга. М.: РАСХН, 2007, 57 с.Zakharenko V. A. Highperformance and high-precision technologies and diagnostic methods and phytosanitary monitoring. Moscow: RASKHN, 2007, 57 p. (In Russ.)Лысов А. К., Яковлев А. А., Бабич Н. В., Дудко В. Г., Воробьев Ю. Д. Геоинформационные технологии в защите растений, Материалы Международного конгресса «Повышение конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции на внутренних и внешних рынках (для обсуждения и выработки решений)». СПб. 2017: С. 59-61Lysov A. K., Yakovlev A. A., Babich N. V., Dudko V. G., Vorobyov Yu. D. Geoinformation technologies in plant protection, Materials of the International Congress “Improving the competitiveness of Russian agricultural products on internal and external markets (for discussion and decision making).” Saint Petersburg. 2017: 59-61 (In Russ.)Лысов А. К. Новые технологии по дистанционному съему диагностической информации. Защита и карантин растений. 2016;12:31-33.Lysov A. K. New technologies for the remote acquisition of diagnostic information. Zashchita i karantin rasteniy. 2016;12:31-33. (In Russ.)Каримова Е. В., Шнейдер Е. Ю., Смирнова И. П. Использование современных технологий в прогнозировании распространения карантинных заболеваний (на примере Erwinia amylovora), Карантин растений. 2013;4(6):6-15.Karimova E. V., Schneider E. Yu., Smirnova I. P. Use of modern technologies in predicting the spread of quarantine diseases (by the example of Erwinia amylovora), Karantin rasteniy. 2013; 4 (6): 6-15. (In Russ.)Carlsson B. The Digital Economy: What is new and what is not?. Structural Change and Economic Dynamics. 2004;15(3);245264. https://doi.org/10.1016/j.strueco.2004.02.001.Carlsson B. The Digital Economy: What is new and what is not?. Structural Change and Economic Dynamics. 2004;15(3);245264. https://doi.org/10.1016/j.strueco.2004.02.001.Hamid E. B., Mohammad S. A. Transition towards sustainability in agriculture and food systems: Role of information and communication technologies. Information Processing in Agriculture. 2018;5(4);456-464. https://doi.org/10.1016/j.inpa.2018.06.006Hamid E. B., Mohammad S. A. Transition towards sustainability in agriculture and food systems: Role of information and communication technologies. Information Processing in Agriculture. 2018;5(4);456-464. https://doi.org/10.1016/j.inpa.2018.06.006Paik H., Lemos A., Barukh M., Benatallah B., Natarajan A. Introduction to Service Oriented Architecture, Springer Science and Business Media LLC, 3 June 2017. P. 1-23. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-319-55542-3_1.pdfPaik H., Lemos A., Barukh M., Benatallah B., Natarajan A. Introduction to Service Oriented Architecture, Springer Science and Business Media LLC, 3 June 2017. P. 1-23. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-319-55542-3_1.pdfTrajkovska B. Agtech disruptors: 10 European startups innovating in agricultural technology, EU-Startups. URL: https://www.eu-startups.com/2019/08/agtech-disruptors-10-european-startupsinnovatingin-agricultural-technology/Trajkovska B. Agtech disruptors: 10 European startups innovating in agricultural technology, EU-Startups. URL: https://www.eu-startups.com/2019/08/agtech-disruptors-10-european-startupsinnovatingin-agricultural-technology/

The authors declare that there are no conflicts of interest present.