APPLICATION OF FERTILIZERS AND PRECISION FARMING: THE CONCEPT OF “INDUSTRY 4.0”

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We considered the possibility of applying the concept of “Industry 4.0” to agriculture in general and the use of fertilizers in particular in precision farming systems. The possibilities of integrating information and communication technologies with agricultural production are shown, when smart network systems combining different types of data from several sources promise to increase productivity and efficiency. Examples of increasing the efficiency of fertilizers, primarily nitrogen fertilizers, using electronic counterparts of agronomic and agrochemical technologies to reduce their environmental effects are given. 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. The life cycle estimates of nitrogen and phosphorus fertilizers are shown, taking into account the risk of eutrophication of natural waters. This makes it possible to achieve economic and environmental optimization of agriculture.

About the authors

V. N Bashkin

Institute of Physic-Chemical and Biological Problems of Soil Science of the RAS

Email: vladimirbashkin@yandex.ru

R. A Galiulina

Institute of Fundamental Problems of Biology of the RAS

References

  1. Fernandes J., Reis. J., Melão N., Teixeira L., 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 // Appl. Sci. 2021. V. 11(8). P. 3438.
  2. Юмаев Е.А. Инновационно-промышленная политика в свете перехода к Индустрии 4.0: зарубежные тенденции и вызовы для России // Журн. эконом. теории. 2017. № 2. С. 181–185.
  3. Арно О.Б., Арабский А.К., Башкин В.Н. Инновационное развитие ООО «Газпром добыча Ямбург». Сходство и различие в методах предупреждения потенциальных катастроф // Газ. пром-ть. 2021. Спец. вып. № 1(184). С. 26–34.
  4. Bhagat P.R., Naz F., Magda R. Role of Industry 4.0 Technologies in enhancing sustainable firm performance and green practices // Acta Polytech. Hungar. 2022. V. 19. № 8. P. 229–247.
  5. Башкин В.Н. Экологические риски применения азотных удобрений // Пробл. анализа риска. 2022. Т. 19. № 2. С. 40–53. doi: 10.32686/1812-5220-2022-19-2-40-53
  6. Рудой Е.В., Петухова М.С., Рюмкин С.В., Труфляк Е.В., Курченко Н.Ю. Научно обоснованный прогноз развития точного земледелия в России. Новосибирск: ИЦ НГАУ «Золотой колос», 2021. 138 с.
  7. Башкин В.Н. Повышение эффективности использования азота: проблемы и пути решения. Сообщ. 1. Агрогеохимические подходы // Агрохимия. 2022. № 7. C. 82–96. doi: 10.31857/S0002188122070031
  8. Башкин В.Н., Галиудина Р.А. Повышение эффективности использования азота: проблемы и пути решения. Сообщ. 2. Биологические подходы // Агрохимия. 2022. № 10. C. 84–96. doi: 10.31857/S00021881221084960034
  9. Брюханов А.Ю., Васильев Э.В., Козлова Н.П., Шалавина Е.В. Азот и цели устойчивого развития сельского хозяйства // АгроЭкоИнженерия. 2022. № 2(111). С. 3–13.
  10. Башкин В.Н. Увеличение эффективности использования азота: оценка азотминерализующей способности почв // Рос. сел.-хоз. наука. 2022. № 3. C. 45–50.
  11. Башкин В.Н. Оценка величин азотминерализующей способности в различных почвенно-экологических регионах // Использ. и охр. природ. ресурс. в России. 2022. № 3. C. 117–122.
  12. Mahboob W., Guozheng Y., Muhammad I. Crop nitrogen (N) utilization mechanism and strategies to improve N use efficiency // Acta Physiol. Plantarum. 2023. V. 45. P. 52. doi: 10.1007/s11738-023-03527-6
  13. Башкин В.Н. Современные проблемы биологизации земледелия // Жизнь Земли. Т. 44. № 2. С. 180–191. doi: 10.29003/m3026.0514-7468.2022_44_2/180-191
  14. Javed T., I I., Singhal R.K., Shabbir R., Shah A.N., Kumar P., Jinger D., Dharmappa P.M., Shad M.A., Saha D., Anuragi H., Adamski R., Siuta D. Recent advances in agronomic and physio-molecular approaches for improving nitrogen use efficiency in crop plants // Front. Plant Sci. 2022. V. 13. P. 877544. doi: 10.3389/fpls.2022.877544
  15. Watson L.J., Rahmani T.P.D. A glimpse of the nitrogen-fixing wheat possibility // J. Nat. Sci. Math. Res. 2022. V. 8. № 1. P. 1–9. URL: http://journal.walisongo.ac.id/index.php/jnsmr
  16. Yusminah H. The effect of nitrogen-fixing bacteria towards upland rice plant growth and nitrogen content // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2020. V. 484. 012086. doi: 10.1088/1755-1315/484/1/012086
  17. Martínez-Dalmau J., Berbel J., Ordóñez-Fernández R. Nitrogen fertilization. A review of the risks associated with the inefficiency of its use and policy responses // Sustainability. 2021. V. 13. P. 5625. doi: 10.3390/su13105625
  18. Haroon M., Idrees F., Naushahi H.A., Afzal R., Usman M., Qadir T., Husnain R. Nitrogen use efficiency: farming practices and sustainability // J. Exp. Agricult. Inter. 2019. V. 36(3). P. 1–11. doi: 10.9734/JEAI/2019/v36i330235
  19. Yang M., Hassan M.A., Xu K., Zheng C., Rasheed A., Zhang Y., Jin X., Xia X., Xiao Y., He Z. Assessment of water and nitrogen use efficiencies through UAV-based multispectral phenotyping in winter wheat // Front. Plant Sci. 2020. V. 11. P. 927. doi: 10.3389/fpls.2020.00927
  20. Lekomtsev P., Komarov A. Maintaining soil fertility by optimizing the use of nitrogen fertilizers in precision farming system // BIO Web of Conf. 2023. V. 67. 02002. doi: 10.1051/bioconf/20236702002
  21. Jwaideh M.A.A., Sutanudjaja E.H., Dalin C. Global impacts of nitrogen and phosphorus fertiliser use for major crops on aquatic biodiversity // Inter. J. Life Cycle Assess. 2022. 4 July. doi: 10.1007/s11367-022-02078-1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».