Fyrir meira en hundrað árum, sumarið 1922, fór flugvél með búnað til að framkvæma efnaverk í lofti með úðaaðferð gegn meindýrum og sjúkdómum frá Khodynka-höfuðborgarflugvellinum. Árangursríkt tilraunaflug markaði upphaf þróunar landbúnaðarflugs.
Í dag er notkun ýmissa flugtækja til gróðurverndar mjög efnahagslega mikilvæg þar sem hún gefur tækifæri til að:
— stórfellt fjareftirlit með uppskeru í landbúnaði;
— verndarráðstafanir á stuttum landbúnaðartímabilum og á erfiðum stöðum gegn sérstaklega hættulegum meindýrum (engisprettum, engismýflugum, músalíkum nagdýrum, Colorado kartöflubjöllum, skaðlegum skjaldbökur) og sjúkdómum (laufaryð, síðkorna, alternaria);
— meðhöndlun þegar jarðvegurinn er mjög vættur, þegar jarðbúnaður kemst ekki inn á völlinn, sérstaklega þegar berjast gegn illgresi;
— vinnsla á háum ræktun (korn, sólblómaolía) og fræræktun;
— vinnsla á hrísgrjónum;
- þurrkun;
— vinnsla ræktunar í hlíðum með halla sem er meiri en 7 gráður, þar sem úðunarbúnaður á jörðu niðri getur ekki starfað.
Í Sovétríkjunum var grundvöllur landbúnaðarflugflotans AN-2. Eins og er, stefnir þróun landbúnaðarflugs í átt að verulegri aukningu á notkun öfgaléttra flugvéla (ULA) og ómannaðra loftfara (UAV), sem eru mun ódýrari en þungar flugvélar. Í samræmi við alríkisflugmálareglugerðina og flugkóða Rússlands er ofurlétt loftfar loftfar (loftfar) sem hefur:
— hámarksflugtaksþyngd ekki meira en 495 kg (að undanskildum flugbjörgunarbúnaði);
— hámarkskvarðaður stöðvunarhraði (lágmarksflughraði) ekki meira en 65 km/klst.
Ómannað loftför (UAV) felur í sér farartæki þar sem flugi er stjórnað af flugmönnum sem staðsettir eru fyrir utan loftfarið (fjarflugmenn).
Eiginleikar réttrar notkunar UAV eru ákvörðuð af hámarksflugtakisþyngd:
- allt að 250 g - eru ekki háð ríkisskráningu eða bókhaldi;
- frá 250 g til 30 kg - háð lögboðinni skráningu ríkisins;
- frá 30 kg og meira - eru háð ríkisskráningu.
Mikilvægir kostir þess að nota UAV og SLA eru:
— ekkert tap vegna skemmda á uppskeru af völdum hjóla eða þörf á að nota sporbrautir (í samanburði við jarðbúnað);
— mikil afköst með minni rekstrarkostnaði (í samanburði við þungar flugvélar, þar sem þessar flugvélar þurfa ekki útbúna flugvelli).
Notkun ómannaðra loftfara hjálpar til við að leysa eftirfarandi vandamál:
— að afla nákvæmra upplýsinga um gerð kortagrunns fyrir landbúnaðarland og staðsetningu landbúnaðarhluta með nákvæmum hnitum þeirra til að skipuleggja og fylgjast með tæknilegum ferlum landbúnaðarframleiðslu;
— framkvæma fjarvöktun byggða á fjölrófsmyndatöku af undirliggjandi yfirborði landbúnaðarlands til að ákvarða ástand og þróun ræktunar, spá fyrir um uppskeru á grundvelli útreiknings á gróðurvísitölu út frá niðurstöðum litrófsmyndatöku o.s.frv.;
— rekstrarstýring í rauntíma á rekstri jarðbúnaðar og gæðum landbúnaðarvinnu;
— landkóðuð plöntuheilbrigðisvöktun á ræktuðu landi til að ákvarða magn illgresis í ræktun, tilvist meindýra og birtingarmyndir sjúkdóma á frumstigi þróunar, þar með talið í duldri mynd;
Notkun UAV til loftmyndatöku af ræktuðu landi veitir, í samanburði við gervihnattamyndir, myndir með hærri upplausn (allt að einum sentímetra á punkt) og, síðast en ekki síst, gerir það mögulegt að framkvæma þessa vinnu í viðurvist þéttra ský (upptaka með geimförum á slíkum tímabilum er ómögulegt).
Leyfðu okkur að dvelja nánar á plöntuheilbrigðiseftirliti með ræktun. Nýlega hefur notkun plöntuvarnarefna í Rússlandi farið stöðugt vaxandi: samkvæmt tölfræði, á fimm ára fresti síðan 2010, hafa þau tvöfaldast og árið 2020 náð 221 þúsund tonnum. Með vaxandi notkun plöntuvarnarefna þurfa býli að tryggja skjóta söfnun og úrvinnslu upplýsinga um plöntuheilbrigðisástand landbúnaðarreita. Án þessara upplýsinga er ómögulegt að leysa vandamál tæknilegs stuðnings við skynsamlega og örugga notkun plöntuvarnarefna á stuttum landbúnaðartíma. Núverandi aðferðir við landtengda leiðakönnun á reitum gera ekki kleift að fá nauðsynlegar upplýsingar fljótt og í tilskildu magni. Í þessu sambandi er virk vinna í gangi erlendis og hér á landi við að þróa afkastamikil fjarræn aðferðir til að safna upplýsingum fyrir skipulagningu og framkvæmd gróðurverndaraðgerða. Fyrir fjarlægar plöntuheilbrigðisvöktun eru mest notuð ómannað loftfarartæki sem gefa landkóðaða myndbands-, fjölrófs- og oflitrófsmyndir af undirliggjandi yfirborði jarðar.
Tekið skal fram að þegar hafa verið leyst að hluta til varðandi notkun fjarlægra aðferða til upplýsingaöflunar á sviði illgresisvarna (ákvörðun um staðsetningu illgresis á túnsvæðum, mat á uppskerutapi, kortlagning skaðlegra svæða). Á þessu sviði, innan ramma samnings um vísindalegt og tæknilegt samstarf, voru gerðar rannsóknir með þátttöku sérfræðinga frá VIZR, University of Aerospace Instrumentation (St. Pétursborg), Samara Agrarian Academy og Ptero LLC (Moskvu). Jákvæðar niðurstöður hafa verið fengnar með því að nota UAV fyrir fjarlægar aðferðir við að safna upplýsingum sem byggjast á litrófsmælingum til að meta illgresi kornræktar og kartöfluplantna fyrir meira en 20 tegundir illgresis, þar á meðal svo skaðlegar eins og Sosnovsky's hogweed. Gögnin voru fengin út frá ákvörðun og greiningu á litrófseiginleikum endurkasts frá ræktuðum plöntum og illgresi á bylgjulengdarbilinu 300-1100 nm.
Í rannsóknum sem gerðar voru til að bera kennsl á skilgreiningareiginleika sem byggjast á litrófsbirtu endurkasts frá ræktun og illgresi, voru upplýsandi litrófsundirsvið bylgjulengda rafsegulgeislunar komið á fót fyrir notkun fjölrófsljósmyndunar af undirliggjandi yfirborði landbúnaðarlands. nota nútíma fjarkönnunarkerfi. Greining á litrófsmyndum af illgresi og ræktuðum plöntum sýnir að við sjáum einkennandi mun á fengnum litrófsbirtuferlum á undirsviðum blárra, grænna, rauða og nær-innrauðra rafsegulgeislunar á nær-innrauðu undirsviði bylgjulengda.
Erfiðara verkefni fyrir útbreidda notkun fjarkönnunaraðferða á ræktuðu landi er að ákvarða upplýsandi merki um plöntusjúkdóma, og umfram allt, í duldri mynd. Þetta er vegna þess að mörg fræðandi merki um sjúkdóma eru svipuð í litrófsbirtu og merki um ósmitandi meinafræði plantna sem eru til rannsóknar.
Jákvæðar niðurstöður fengust við að ákvarða kartöflusjúkdóma og skemmdir á kartöfluplöntum af völdum Colorado kartöflubjöllunnar með litrófsmælingu. Með því að nota þessa aðferð kom í ljós að þegar kartöfluplöntur verða fyrir áhrifum af korndrepi (mynd 1), á þriðja degi eftir sýkingu, sjáum við verulega lækkun á litrófsbirtu endurkasts í samanburði við heilbrigðar plöntur og á sjöunda degi. degi eftir sýkingu sýna litrófsbirtugildin að plönturnar eru næstum dauðar. Í þessu tilviki er gildi litrófsbirtustigs í plöntum sem verða fyrir áhrifum af seint korndrepi nálægt gildum litrófsbirtu endurkasts frá jarðvegi.
Þegar kartöflur skemmast af Colorado kartöflubjöllunni, sjáum við líka minnkun á litrófsbirtu endurkastsins um tvisvar til þrisvar sinnum samanborið við plöntur án skemmda af völdum skaðvalda. Mynd 2 sýnir gögn um litrófsbirtu endurvarps kartöfluplantna, að teknu tilliti til mismikilla skemmda þeirra. Gögnin sem aflað er skipta miklu máli fyrir fjarlægu aðferðina til að bera kennsl á brennipunkta kartöfluplantnaskemmda af völdum Colorado kartöflubjöllunnar.
Eins og er, byggt á rannsóknum sem gerðar hafa verið til að ákvarða upplýsandi eiginleika sem byggjast á litrófsbirtu endurkasts frá heilbrigðum og sjúkum kartöfluplöntum, sem og þeim sem skemmdust af Colorado kartöflubjöllunni, hafa upplýsandi litrófsundirsvið bylgjulengda rafsegulgeislunar verið staðfest fyrir notkun fjölrófsljósmyndunar af undirliggjandi yfirborði landbúnaðarlands með UAV og SLA.
Við ákvörðun sjúkdóma er nauðsynlegt að taka mið af niðurstöðum rannsókna á vegum Agrophysical Institute, sem gerði það mögulegt að ákvarða litrófseiginleika endurspeglunar plantna sem upplifa skort á köfnunarefni og jarðvegsraka.
Niðurstöðurnar sem fengnar eru eru mikilvægar til að bera kennsl á upplýsandi eiginleika sem gera kleift að greina skýrt, þegar greint er frá plöntuheilbrigði landbúnaðarlands, plöntur sem eru fyrir áhrifum af sjúkdómum og plöntur sem eru með sjúkdóma af völdum skorts á steinefnanæringu eða jarðvegsraka.
Myndun bókasöfna af litrófsmyndum af sjúkdómum ýmissa landbúnaðarræktar, sem og litrófsmyndir af þessari ræktun þar sem skortur er á steinefnanæringu eða jarðvegsraka, gerir, byggt á niðurstöðum fjarlægrar upplýsingaöflunar, kleift að taka upplýstar og skjótar ákvarðanir til að koma á stöðugleika í plöntuheilbrigðisástandinu þegar sjúkdómar eru til staðar eða að framkvæma safn landbúnaðartæknilegra ráðstafana til að létta álagi á ræktun af völdum annarra þátta.
Næsta mikilvæga svið notkunar BVS er notkun þeirra fyrir plöntuverndarráðstafanir. Í fyrsta skipti var byrjað að nota flugvélar í formi ómannaðra fjarstýrðra þyrla í Japan snemma á tíunda áratugnum til að meðhöndla hrísgrjónasvæði með varnarefnum. Eins og er, í Kína, sem er leiðandi í framleiðslu á landbúnaðardrónum, fer vinnslusvæðið sem notar UAV nú þegar yfir nokkrar milljónir hektara. UAV markaðurinn er að þróast á kraftmikinn hátt um allan heim, notkunarmagn þessara flugvéla eykst árlega um 90-400%. Samkvæmt sérfræðingum mun notkun UAV tækni í landbúnaði í heiminum ná markaðsvirði upp á 500 milljarða dollara.
Meðal landbúnaðardróna er kínverska fyrirtækið DJI ráðandi á markaðnum og algengasta gerðin er DJI Agras T16.
Vegna þess að flestir hlutar UAV þessa líkans eru úr samsettum efnum, fer þyngd tækisins ekki yfir 18,5 kg (án rafhlöðu). Með búnaði til gróðurverndar, þegar fyllt er á tankinn af vinnuvökva, nær flugtaksþyngd vélarinnar 41 kg. Rúmtak vinnuvökvageymisins er 16 lítrar þegar bóman er búin átta stútum. Kosturinn við þetta drónalíkan er að það er búið ratsjám, sem dregur verulega úr hættu á árekstri við hindranir og veitir einnig möguleika á að starfa á nóttunni með kastljósum. Besta flughæð dróna yfir akri er 2,5-3 metrar og ef nauðsyn krefur getur tækið farið upp í 30 metra (hámarks lárétt flughæð). Þessi hæð er nauðsynleg til að meðhöndla ævarandi gróðursetningu, plöntur í grasagörðum og skógum frá meindýrum og sjúkdómum.
Í Rússlandi hafa náðst jákvæðar niðurstöður um notkun BVS til að berjast gegn músalíkum nagdýrum (rannsóknir voru gerðar með þátttöku VIZR og Ginus fyrirtækis). Vettvangsprófanir á fjarvöktun og landkóðaðri notkun nagdýraeiturs í holur músalíkra nagdýra sýndu að nákvæmni nýju tækninnar miðað við handvirka notkun er 91% á móti 97%.
Hagnýt reynsla hefur safnast í notkun UAV til fjarvöktunar á útbreiðslusvæðum Sosnovskys rjóma, sem og notkun illgresiseyðandi úðunartækni gegn þessari skaðlegu tegund.
Þrátt fyrir jákvæðar niðurstöður og horfur á notkun UAV í landbúnaði eru annmarkar, sem og óleyst mál á sviði löggjafar og reglugerðarskjala um skilvirka og örugga notkun þeirra til fjarvöktunar og gróðurverndar, þ.e.
- hár kostnaður við UAV með hættu á að tapa tækinu meðan á vinnu stendur;
- lagalegar takmarkanir á notkun: í flestum löndum heims verður flugvélin að vera innan sjónlínu flugrekanda á meðan hann vinnur (fjarlægð ekki meira en 500 metrar);
- nauðsyn þess að skrá sig, skrá tækið (í flestum löndum, ef þyngd þess fer yfir 25 kg) og fá leyfi til að nota UAV í viðskiptalegum tilgangi;
- Þörfin fyrir dýran viðbótarbúnað og hæft starfsfólk: fyrir samfelldan og skilvirkan rekstur UAV er nauðsynlegt að hafa að minnsta kosti þrjár viðbótarrafhlöður og rafal til að hlaða þær; að minnsta kosti þrír menn taka þátt í þjónustu við eina vél;
- Meira háð veðurfari. Í roki er mjög erfitt að stjórna tækinu, sérstaklega með miklum hliðarvindi;
- skortur á löggildum reglum um notkun plöntuvarnarefna sem nota BVS í samræmi við kröfur alríkislaga nr. 109 "Um örugga meðhöndlun varnarefna og landbúnaðarefna";
- skortur á reglugerðarskjölum um örugga notkun UAV í landbúnaði;
- skortur á stöðlum um vátryggingaráhættu fyrir lögaðila og einstaklinga þegar plöntuverndarvörur eru notaðar með BVS;
- hátt verð og skortur á hugbúnaðarvörum til að leysa vandamál með fjarlægu plöntuheilbrigðisvöktun á illgresi, meindýrum og sjúkdómum, að teknu tilliti til efnahagslegra þröskulda skaðsemi, svo og sjálfvirkrar umskráningar á niðurstöðum þeirra.
Það er brýn þörf á að búa til svæðisbundnar miðstöðvar fyrir þjálfun rekstraraðila og iðnaðarprófanir á tæknilegum reglum um notkun UAV til eftirlits og gróðurverndar.
Sem hluti af áætlunum um stafræna væðingu landbúnaðar er nauðsynlegt að hraða þróun stórra gagnagrunna með viðmiðunarsýnum af illgresi á viðkvæmasta stigi þróunar fyrir notkun illgresiseyða og viðmiðunarsýna með einkennandi upplýsandi merki um skaðvalda á helstu nytjaplöntum. . Það er jafn mikilvægt að ljúka myndun bókasöfnum litrófsmynda af heilbrigðum og sjúkum plöntum, að teknu tilliti til áhrifa magns steinefna næringar og landslagsbreytinga.
Anatoly Lysov, yfirmaður rannsóknarstofu í samþættri plöntuvernd, alríkisfjárlagastofnun VIZR, netfang: lysov4949@yandex.ru