• Наука и технология

    дроны в агросекторе : способы применения

    Сельское хозяйство — достаточно инертная отрасль, результаты ее деятельности могут ощутимо сказаться только через пару лет. Вместе с этим, сектор постоянно идет в ногу со временем. Инновации и высокие технологии тут призваны сократить время окупаемости бизнес-процессов и материально-технических ресурсов.

    Именно поэтому аграрии в последнее время стали активно их имплементировать. Как они могут быть применимы в АПК и для каких целей?

    Будущее уже сегодня

    В 21 веке агросектор значительно продвинулся вперед в плане использования IT-решений. Будущее АПК однозначно во внедрении точного земледелия, которое позволяет оптимизировать практически все расходные ресурсы, начиная от техники, топлива, посевного материала, заканчивая кадрами и временем. Многие продвинутые аграрные страны давно используют эти технологии системно и комплексно, а на выходе получают высококачественную продукцию с добавленной стоимостью при минимальных расходах.

    В Украине это направление пока только начинает набирать популярности. Причин этому достаточно: от финансовых возможностей производителей до банальной нецелесообразности внедрения. Не смотря на все «но», украинские фермеры стремятся соответствовать мировым трендам, важной частью которых является использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Тут есть и некоторого рода бонусы: в Украине пока законодательно не урегулировано использование дронов, в то время как для пилотирования БПЛА за рубежом необходима специальная лицензия, тем более в сельском хозяйстве.

    Дроны (БПЛА) давно стали отличным решением в АПК. По данным Европейской агротехнической Ассоциации в зависимости от производителя, модели и поколения девайса, в среднем беспилотники могут покрывать до 12 км2 полей за менее 50 минут, поднимаясь на высоту 50-100 м. При этом точность изображения, которое снимает дрон, может варьироваться до нескольких сантиметров на пиксель. Для сравнения, спутниковые снимки делаются всего лишь раз в неделю, а то и месяц, их качество зачастую зависит от погодных условий. Большим преимуществом является то, что дроны можно использовать даже при неблагоприятной погоде: в дождь или туман. Большинство моделей водонепроницаемы, минус тут может быть один — качество изображения снизится. Предлагаем выделить основные направления их использования.


    Создание 3D карт

    Основной целевой задачей дронов в АПК можно считать моделирование трехмерных карт местности. Точные данные о земельном участке, его состоянии, рельефе и границах — это основа основ хорошего урожая и как результат — прибыли.

    После того, как дроны облетают местность, специалисты выгружают из него данные. Изначально это просто фотографии с разных ракурсов, снятые поочередно. Построение 3D карты происходит в специальных программах, как правило, их предоставляют производители БПЛА. Веб-платформы формируют рельефные модели местности, на которых детально видно каждый метр поля.

    Основа заложена: теперь исходя из полученных данных можно формировать маршруты техники и точно рассчитать необходимое количество посевного материала, топлива и др.

    Посадка семян

    Все чаще стали развиваться агро-IT стартапы, которые оптимизируют использование дронов в сельском хозяйстве. Специально созданные системы посадки посевного материала с помощью БПЛА позволяют снизить затраты на такие работы на 85%. Семена или ростки загружаются в специальные небольшие контейнеры, которые распыляются по полю. Примечательно, что в резервуаре находятся и питательные вещества, которые сразу с посадки будут обеспечивать растение всем необходимым.

    Внесение химических препаратов и минеральных удобрений

    БПЛА используют для внесения химических препаратов и минеральных удобрений на посевы. Девайсы оснащены специальным измерительным оборудованием — специальными ультразвуковыми датчиками, которые позволяют регулировать высоту в зависимости от изменения географии при полете. Следовательно, беспилотники могут сканировать землю и распылять оптимальное количество жидкости, модулируя расстояние от земли. При том что распыление производится равномерно. Стоит отметить, что такие дроны стоят больше обычных, однако результат стоит того: распыление выполняется в 5 раз быстрее традиционного метода, при этом количество внесенных удобрений и минеральных веществ значительно экономится.

    Для любителей органики, отдельно стоит выделить внесение биологических средств защиты, как, например, трихограммы — это насекомые-паразиты, которые питаются яйцами вредителей. С помощью дронов их можно быстро распылить в несколько этапов, трихограмма живет в условиях поля не больше недели, и за это время способна уничтожить большое количество вредителей. Большой плюс тут — возможно свести к минимуму использование пестицидов, а также сэкономить на удобрениях.

    Контроль состояния посевов

    Зачастую тяжело проследить за состоянием полей, особенно в непогоду, а это чревато рисками и излишками в производстве. Стоит отметить, что дроны помогают мониторить посевы на протяжении всего сезона, предоставляя оперативную информацию, которая быстро позволяет принимать стратегические решения. Очень важно иметь возможность следить за состоянием зерен и обнаруживать бактериальные инфекции на стволах растений.

    Девайсы также могут отследить развитие болезней растений на ранних стадиях, что позволит предотвращать возможные потери урожая. Для этого с помощью приближенного к инфракрасному спектр света, устройства могут идентифицировать уровень отражения, что позволяет генерировать мультиспектральные изображения. Эти технологии дают возможность не только обнаруживать болезни, но и следить за процессом выздоровления более точно. Также эти снимки можно использовать в качестве доказательств потери урожая перед страховыми компаниями.


    Орошение

    Дроны с гиперспектральными, мультиспектральными или тепловыми датчиками могут идентифицировать пересушенные участки поля. Орошение с использованием БПЛА менее затратное с точки зрения использования кадров и техники. Особенно ирригация дронами подходит для крупных предприятий, которые располагают землями в разных областях страны.

    Дроны для искуственного опыления

    По ряду причин естественное опыление садов зачастую оказывается недостаточным, отчего снижается урожай. Ученые в течение нескольких лет искали возможности применения искусственного дополнительного опыления ореховых садов. Они собирали пыльцу, распространяли ее с поверхности земли и оценивали  статистически эффективность искусственного опыления и его экономические результаты. В этом году был сделан следующий шаг в исследовании – был создан и применен для искусственного опыления в промышленных условиях беспилотный летательный аппарат (дрон).  

    Профессиональная программа, созданная специалистами, предоставляет возможность оператору планировать работу и управлять полетом, контролируя при этом автоматическое распыление пыльцы. При этом на обработку 1 га сада требуется менее 10 мин., включая время на подзарядку и настройку аппарата. С экономической точки зрения затраты на искусственное опыление сопоставимы с ценой нескольких килограммов орехов, но прибавка урожая достигает нескольких центнеров с 1 га.

    Охрана

    Воровство - одна из проблем сохранности урожая в садах. В период созревания плоды фруктов в промышленных садах притягивают любителей быстрой наживы. Садоводы терпят большие убытки от воровства. Охране тяжело уследить за садом, скажем в 1000 гектар, и вот на помощь садоводам приходят новые технологии.
    В рамках НТИ был создан комплекс видеонаблюдения с применением квадрокоптера. Квадрокоптер может наблюдать за всей территорией сада с высоты птичьего полета в любое время суток. Видеонаблюдение с воздуха помогает предотвратить воровство в саду.
    В ночное время вместо видеокамеры на квадрокоптер подвешивается тепловизор, и оператор наблюдает, за происходящим в саду и вокруг на мониторе наземной станции.
    Заметив движение внутри сада, оператор подводит «летающего стража» в нужную точку за считанные секунды и более детально рассматривает происходящее.  Все это позволяет оператору видеть несанкционированное проникновение на территорию и передавать охране координаты проникновения.
    С приходом новых технологий воровству в садах ставится мощный заслон в виде «смотрящего» дрона.



    Особенности технологии книп-баум

    На протяжении последних нескольких лет мировое садоводство активно пользуется всеми преимуществами технологии выращивания саженцев, которая называется книп-баум. При помощи данной технологии садоводы получают отличные урожаи уже в течение года посадки, а значит, и могут окупить все затраты финансового характера, которые они понесли при закладке сада на протяжении первых же трех-четырех лет.

    Саженец, выращенный по технологии книп-баум (кстати, если переводить название технологии дословно с голландского языка, получится буквально цветущее дерево), является двулетним саженцем, оснащенным разветвленной однолетней кроной. У такого саженца обязательно должны присутствовать горизонтальные побеги второго порядка, оснащенные цветочными почками. Количество побегов должно варьировать в пределах от четырех до двенадцати.

    На таком саженце уже на первый год после посадки в открытый грунт образуется 8-10 яблок – по общему весу от двух до трех килограммов. При этом вес общего урожая, как правило, достигает от семи до пятнадцати тонн с гектара. При этом все яблоки будут отличаться высочайшим качеством.

     

    Особенности технологии книп-баум

    В чем же заключается основная особенность процесса получения саженцев при помощи технологии книп-баум, если сравнивать ее с более привычными традиционными технологиями выращивания двулетних саженцев? В первую очередь, следует отметить, что однолетние саженцы не нуждаются в кронировании. Вместо этого, они подвергаются обрезанию, при котором высота штамба составляет от сорока до восьмидесяти пяти сантиметров – высота зависит от сорта. При этом на саженце в обязательном порядке должен присутствовать нарост, а также, как минимум, одна верхняя почка. Все остальные почки необходимо ослепить, а нижнюю массу побегов удалить. Удаляются они не единовременно, а постепенно. Желательно, в два-три приема. Для начала следует избавиться от побегов в зоне от будущего проводника и на пятнадцать сантиметров по направлению вниз. И только потом можно срезать остатки побегов.

    В течение будущего вегетационного периода на обрезанном саженце, точнее из оставшейся на нем верхушечной почки образуется достаточно сильный прирост, включая и боковые ответвления. Причем если самостоятельного появления боковых ответвлений вы не наблюдаете, есть способы искусственного их образования. Для этого дождитесь, пока на центральном проводнике образуется хотя бы семь-восемь полноценных листиков, после чего проводится прищипывание молодой верхушечной листвы. При этом непосредственно верхушечная почка пострадать не должна пострадать. При помощи такой процедуры вам наверняка удастся стимулировать полноценное образование бокового прироста, который будет отходить от проводника практически под прямым углом или под правильным прямым углом. Повторять такую процедуру необходимо пять-семь раз, выдерживая интервал от четырех до семи дней.

    Формирующая обрезка таким деревьям абсолютно не нужна. Однако придется постоянно следить за тем, чтобы проводник все же сохранял большие размеры, нежели сам боковой прирост. Но не только указанная формировка помогает достичь успеха. Кроме того, приветствуется применение карликового подвоя, а также закладка плодовых почек в условиях питомников. Помимо прочего, хорошо бы использовать высокую прививку – для усиления воздействия подвоя на привой.

    Когда вы выбираете саженцы книп-баум, постарайтесь подобрать саженцы, высота прививки у которых составляет не менее двадцати сантиметров. Кроме того, на таком саженце должно быть не менее пяти-шести боковых ветвей в кроне. На концах таких веток должны присутствовать полностью сформированные генеративные почки.

    При этом штамб должен иметь диаметр не менее двенадцати-пятнадцати сантиметров, а высота должна варьировать от восьмидесяти до ста десяти сантиметров. Желательно, чтобы саженец имел отлично развитую мочковатую корневую систему.