Antaŭ pli ol cent jaroj, en la somero de 1922, aviadilo kun ekipaĵo por plenumi aerajn kemiajn laborojn per ŝprucado kontraŭ plagoj kaj malsanoj ekis el la metropola flughaveno Khodynsky. Sukcesaj testflugoj markis la komencon de la evoluo de agrikultura aviado.
Hodiaŭ, la uzo de diversaj aviadaj rimedoj por plantoprotekto estas de granda ekonomia graveco, ĉar ĝi donas la eblecon de:
— grandskala fora monitorado de agrikulturaj kultivaĵoj;
- protektaj mezuroj en mallongaj agroperiodoj kaj en malfacile atingeblaj lokoj kontraŭ precipe danĝeraj plagoj (akrido, herbejo tineo, mussimilaj ronĝuloj, Kolorado de terpomskarabo, malutila testudo) kaj malsanoj (bruna rusto, malfrua brulado, alternariozo);
- kultivado kun forta grunda humideco, kiam surgrunda ekipaĵo ne povas eniri la kampon, precipe en la batalo kontraŭ fiherboj;
– prilaborado de altaj kultivaĵoj (maizo, sunfloro) kaj semado de semoj;
— prilaborado de rizkampoj;
- sekaĵoj;
- prilaborado de kultivaĵoj sur deklivoj kun deklivo de pli ol 7 gradoj, kie surgrundaj ŝprucaj ekipaĵoj ne povas funkcii.
En Sovet-Unio, la bazo de la agrikultura aviadfloto estis la AN-2. Nuntempe, la evoluo de agrikultura aviado moviĝas al signifa vastiĝo de la uzo de ultramalpezaj aviadiloj (ALV) kaj senpilotaj aerveturiloj (UAV), kiuj estas multe pli malmultekostaj ol pezaj aviadiloj. Konforme al la Federacia Aviada Reguloj kaj la Aera Kodo de Rusa Federacio, aparato (aviadilo) estas nomita ultramalpeza se ĝi havas:
- maksimuma ekpezo ne pli ol 495 kg (ekskludante aviadajn savajn ekipaĵojn);
- maksimuma kalibra stalrapideco (minimuma flugrapideco) ne pli ol 65 km/h.
Senpilotaj aerveturiloj (UAVoj) inkludas veturilojn kies flugoj estas kontrolitaj fare de pilotoj kiuj estas ekster la estraro (eksteraj pilotoj).
Trajtoj de la ĝusta maniero de uzo de la UAV estas determinitaj per ĝia maksimuma ekpezo:
- ĝis 250 g - ne estas submetitaj al ŝtata registrado aŭ kontado;
- de 250 g ĝis 30 kg - estas submetitaj al deviga ŝtata kontado;
- de 30 kg kaj pli - estas submetitaj al ŝtata registrado.
Gravaj avantaĝoj de uzado de UAV kaj ALS estas:
— neniuj perdoj pro damaĝo al kultivaĵoj per radoj aŭ la bezono uzi tramliniojn (kompare kun surteraj ekipaĵoj);
- alta efikeco dum redukto de operaciaj kostoj (kompare kun pezaj aviadiloj, ĉar ĉi tiuj aviadiloj ne bezonas havi ekipitajn flughavenojn).
La uzo de senpilotaj aerveturiloj helpas solvi la sekvajn taskojn:
- akiri detalajn informojn pri la kreado de kartografa bazo de agrikultura tero kaj la lokigo de agrikulturaj objektoj kun iliaj precizaj koordinatoj por planado kaj kontrolo de la teknologiaj procezoj de agrikultura produktado;
– efektivigi foran monitoradon bazitan sur multspektra bildigo de la suba surfaco de agrikultura tero por determini la kondiĉon kaj evoluon de kultivaĵoj, antaŭdiri rendimentojn surbaze de la kalkulo de la vegetaĵa indekso bazita sur la rezultoj de spektra bildigo ktp.;
- realtempa funkcia kontrolo pri la funkciado de surtera ekipaĵo kaj la kvalito de agroteknika laboro;
- geokodita fitosanita monitorado de agrikulturaj teroj por determini la nivelon de malherbo de kultivaĵoj, ĉeesto de plagoj kaj manifestiĝoj de malsanoj en frua etapo de disvolviĝo, inkluzive en latenta formo;
La uzo de UAV por aera fotado de agrikultura tero provizas, kompare kun satelitaj bildoj, akiri bildojn kun pli alta rezolucio (ĝis unu centimetro po punkto) kaj, plej grave, ebligas efektivigi ĉi tiujn laborojn en ĉeesto de densaj. nuboj (pafi per kosmoŝipo dum tiaj periodoj estas neeble).
Ni pli detale detale pri la fitosanita monitorado de kultivaĵoj. Lastatempe, la kvanto de uzado de plantprotektaj produktoj en Rusio konstante kreskas: laŭ statistiko, ĉiujn kvin jarojn, ekde 2010, ili duobliĝis kaj en 2020 atingis 221 mil tunojn. Kun la kresko de la uzado de plantprotektaj produktoj, bienoj devas certigi la rapidan kolektadon kaj prilaboradon de informoj pri la fitosanitara kondiĉo de agrikulturaj kampoj. Sen ĉi tiu informo, estas neeble solvi la problemojn de teknologia subteno por la racia kaj sekura uzo de plantprotektaj produktoj en mallonga agrikultura tempokadro. Ekzistantaj metodoj de surtera itinero-inspektado de kampoj ne permesas akiri la necesajn informojn rapide kaj en la taŭga volumeno. Ĉi-rilate oni aktive laboras eksterlande kaj en nia lando por evoluigi alt-efikecajn forajn metodojn por retrovi informojn por planado kaj efektivigo de plantprotektaj rimedoj. Por funkcia fora fitosanita monitorado, senpilotaj aerveturiloj estas plej vaste uzitaj, disponigante geokoditan vidbendon, multispektrajn kaj hiperspektrajn bildojn de la subesta surfaco de la Tero.
Oni devas rimarki, ke la problemoj pri uzado de malproksimaj metodoj de informa reakiro en la kampo de herbokontrolo (determinado de la loko de fiherboj sur la kampo, taksado de kultivaĵperdoj, mapado de zonoj de damaĝo) jam estis parte solvitaj. En ĉi tiu areo, kadre de interkonsento pri scienca kaj teknika kunlaboro, esplorado estis farita kun la partopreno de specialistoj de VIZR, la Universitato de Aerospaca Instrumentado (Sankt-Peterburgo), la Samara Agrara Akademio kaj Ptero LLC (Moskvo). Pozitivaj rezultoj estis akiritaj de la uzo de BVS por malproksimaj metodoj de informserĉado bazitaj sur spektrometrio por taksi la infestiĝon de grenkultivaĵoj kaj terpomplantadoj por pli ol 20 specoj de fiherboj, inkluzive de tia damaĝa kiel la hogweed de Sosnowsky. La datumoj estis akiritaj surbaze de la determino kaj analizo de la spektraj trajtoj de reflektado de kultivitaj plantoj kaj fiherboj en la ondolonga gamo de 300-1100 nm.
Tiel, en la kurso de la studoj faritaj por identigi difinajn ecojn bazitajn sur la spektra brileco de reflektado de kultivitaj kaj herbaj plantoj, la plej informaj spektraj subintervaloj de elektromagnetaj ondolongoj estis establitaj por uzado de multispektra bildigo de la subesta surfaco de agrikultura tero uzante modernajn. telesensaj sistemoj. Analizo de la spektraj bildoj de fiherboj kaj kultivitaj plantoj montras, ke ni observas karakterizajn diferencojn en la akiritaj spektraj brilkurboj en la subintervaloj de blua, verda, ruĝa kaj proksima infraruĝa elektromagneta radiado en la proksima infraruĝa subintervalo de ondolongoj.
Pli malfacila tasko por la disvastigita uzo de metodoj de telesensado de agrikulturaj teroj estas la determino de informaj signoj de plantmalsanoj, kaj ĉefe, en latenta formo. Ĉi tio estas pro la fakto, ke multaj informaj signoj de malsanoj similas en spektra brileco al signoj de ne-infekta patologio de la studitaj plantoj.
Pozitivaj rezultoj estis akiritaj por la determino de terpomaj malsanoj kaj damaĝo al terpomplantoj fare de la Kolorado de terpomskarabo uzante spektroradiometrion. Kiam oni uzas ĉi tiun metodon, oni konstatis, ke dum plantado de terpomoj estas tuŝitaj de malfrua brulego (Fig. 1), en la tria tago post infekto, ni observas akran malkreskon de la spektra brileco de la reflektado kompare kun sanaj plantoj, kaj sur la sepan tagon post infekto, la valoroj de la spektra brilo montras, ke la plantoj preskaŭ mortis. En ĉi tiu kazo, la valoro de la spektra brilo en plantoj tuŝitaj de malfrua brulego estas proksima al la valoroj de la spektra brilo de la reflektado de la grundo.
Kiam terpomoj estas damaĝitaj de la Kolorada terpoma skarabo, ni ankaŭ observas malpliiĝon de la valoroj de la spektra reflekta brilo je du ĝis tri fojojn kompare kun plantoj sen damaĝo de la plago. Figuro 2 montras datumojn pri la spektra brileco de la reflektado de terpomplantoj, konsiderante la malsaman gradon de ilia damaĝo. La datumoj akiritaj estas de granda graveco por la fora metodo de detektado de lezoj de terpomplantoj de la Kolorada terpomskarabo.
Nuntempe, surbaze de la studoj faritaj por determini informajn trajtojn bazitajn sur la spektra brileco de la reflektado de sanaj kaj malsanaj terpomplantoj, same kiel tiuj damaĝitaj de la Kolorada terpoma skarabo, la plej informaj spektraj subintervaloj de elektromagnetaj ondolongoj estis establita por uzado de multispektra bildigo de la subesta surfaco de agrikultura tero uzante BVS kaj SLA.
Kiam vi determini malsanojn, necesas konsideri la rezultojn de studoj de la Agrofizika Instituto, kiuj ebligis determini la spektrajn trajtojn de la reflektado de plantoj, kiuj mankas en nitrogeno kaj grunda humideco.
La rezultoj akiritaj estas gravaj por identigi informajn trajtojn, kiuj ebligas klare distingi, kiam oni deĉifras la fitosaniran staton de agrikultura tero, plantojn trafitaj de malsanoj kaj tiujn kun patologioj kaŭzitaj de manko de minerala nutrado aŭ grunda humideco.
La formado de bibliotekoj de spektraj bildoj de malsanoj de diversaj kultivaĵoj, same kiel spektraj bildoj de ĉi tiuj kultivaĵoj, kiuj mankas en minerala nutrado aŭ grunda humideco, permesos, surbaze de la rezultoj de fora reakiro de informoj, fari raciajn kaj rapidajn decidojn. stabiligi la fitosanitaran situacion en ĉeesto de malsanoj aŭ efektivigi aron da agroteknikaj mezuroj por malpezigi streĉajn situaciojn sur kultivaĵoj kaŭzitaj de aliaj faktoroj.
La sekva grava direkto en la uzo de BVS estas ilia apliko por plantprotektaj mezuroj. Por la unua fojo, UAV-oj en la formo de senpilotaj teleregitaj helikopteroj komencis esti uzataj en Japanio en la fruaj 90-aj jaroj por la traktado de rizkampoj per insekticidoj. Nuntempe, en Ĉinio, kiu estas la ĉefo en la produktado de agrikulturaj virabeloj, la areo sub UA-kultivado jam superas plurajn milionojn da hektaroj. La UAV-merkato ankaŭ dinamike disvolviĝas ĉie en la mondo, la kvanto de uzo de ĉi tiuj aviadiloj ĉiujare pliiĝas je 400-500%. Laŭ fakuloj, la uzo de UA-teknologioj en agrikulturo en la mondo atingos merkatan valoron de $ 5,7 miliardoj.
El agrikulturaj virabeloj, la ĉina kompanio DJI regas la merkaton, kaj la plej ofta modelo estas la DJI Agras T16.
Pro la fakto, ke la plej multaj el la UAV-partoj de ĉi tiu modelo estas faritaj el kunmetitaj materialoj, la pezo de la aparato ne superas 18,5 kg (sen baterio). Kun plantprotekta ekipaĵo, plenigante la tankon per laborlikvaĵo, la ekpezo de la maŝino atingas 41 kg. La kapablo de la rezervujo por la laborlikvaĵo estas 16 litroj kiam la eksplodo estas ekipita per ok ajutoj. La avantaĝo de ĉi tiu drona modelo estas, ke ĝi estas ekipita per radaroj, kiuj draste reduktas la riskon de kolizio kun obstakloj, kaj ankaŭ provizas la kapablon labori nokte, uzante serĉlumojn. La optimuma flugalteco de la virabelo super la kampo estas 2,5-3 metroj, kaj se necese, la aparato povas leviĝi ĝis 30 metroj (maksimuma horizontala flugalteco). Ĉi tiu alteco estas necesa por la traktado de plurjaraj plantejoj, plantoj en botanikaj ĝardenoj kaj arbaroj de plagoj kaj malsanoj.
En Rusa Federacio oni akiris pozitivajn rezultojn pri la uzo de BVS por la kontrolo de muraj ronĝuloj (la studoj estis faritaj kun la partopreno de VIZR kaj la kompanio Ginus). Produktaj testoj de fora monitorado kaj geokodita aplikado de rodenticidoj en la nestkavernojn de mussimilaj ronĝuloj montris, ke la precizeco de la nova teknologio kompare kun mana aplikado estas 91% kontraŭ 97%.
Praktika sperto estis akumulita pri la uzo de BVS por fora monitorado de la distribuaj areoj de Sosnowsky-a hogweed, same kiel la uzo de herbicida ŝpruciga teknologio kontraŭ ĉi tiu malutila specio.
Malgraŭ la pozitivaj rezultoj kaj la perspektivoj de uzado de UA en agrikulturo, ekzistas mankoj, same kiel nesolvitaj problemoj en la kampo de leĝaro kaj reguligaj dokumentoj pri ilia efika kaj sekura uzo por fora monitorado kaj planta protekto, nome:
- alta kosto de UAV kun la risko perdi la aparaton dum la ekzekuto de laboro;
- leĝaj limigoj pri uzo: en la plej multaj landoj de la mondo, la UAV dum laboro devas esti ene de la vidlinio de la funkciigisto (malproksimeco ne estas pli ol 500 metroj);
- la bezono registri, registri la aparaton (en la plej multaj landoj, se ĝia maso superas 25 kg) kaj akiri licencon por uzi la UAV por komercaj celoj;
- la bezono de pliaj multekostaj ekipaĵoj kaj kvalifikita dungitaro: por la seninterrompa kaj efika funkciado de la UAV, necesas havi almenaŭ tri pliajn bateriojn, generatoron por ŝarĝi ilin; almenaŭ tri homoj okupiĝas pri priservado de unu aŭto;
- granda dependeco de meteologiaj kondiĉoj. En venta vetero, la kontrolo de la aparato estas tre malfacila, precipe kun forta flanka vento;
- manko de leĝigitaj regularoj por la uzo de plantprotektaj produktoj uzante BVS konforme al la postuloj de Federacia Leĝo n-ro 109 "Pri sekura uzado de pesticidoj kaj agrokemiaĵoj";
- manko de reguligaj dokumentoj por la sekura operacio de UAVoj en agrikulturo;
- manko de asekurriskaj normoj por juraj entoj kaj individuoj kiam vi uzas plantprotektajn produktojn kun la helpo de BVS;
- alta prezo kaj manko de programaj produktoj por solvi la problemojn de fora fitosanita monitorado de fiherboj, plagoj kaj malsanoj, konsiderante la ekonomiajn sojlojn de damaĝo, kaj ankaŭ aŭtomatan malkodigon de iliaj rezultoj.
Estas urĝa bezono krei regionajn centrojn por trejnado de funkciigistoj kaj produktado-aprobo de teknologiaj proceduroj por la uzo de UAS por monitorado kaj protektado de plantoj.
Kiel parto de la ciferecigo de agrikulturaj programoj, necesas akceli la disvolviĝon de grandaj datumbazoj de referencaj specimenoj de fiherboj en la plej vundebla fazo de disvolviĝo por la uzo de herbicidoj kaj referencaj specimenoj kun karakterizaj informaj signoj de plaga damaĝo al ĉefaj kultivaĵoj. Same gravas kompletigi la formadon de bibliotekoj de spektraj bildoj de sanaj kaj malsanaj plantoj, konsiderante la influon de la nivelo de minerala nutrado kaj agroklimataj parametroj.
Anatoly Lysov, Estro de la Laboratorio de Integra Protekto de Planto, VIZR, retpoŝto: lysov4949@yandex.ru