Langkung ti saratus taun ka pengker, dina usum panas 1922, kapal terbang sareng alat-alat pikeun ngalaksanakeun bahan kimia hawa nganggo metode nyemprot ngalawan hama sareng panyakit angkat ti lapangan udara ibukota Khodynka. Penerbangan uji anu suksés nandaan awal pangembangan aviation pertanian.
Kiwari, pamakéan rupa-rupa sarana penerbangan pikeun panangtayungan tutuwuhan téh penting pisan ékonomis, sabab nyadiakeun kasempetan pikeun:
- pangawasan jarak jauh skala badag tina pepelakan tatanén;
- Ukuran pelindung dina période tatanén pondok sareng di tempat-tempat anu susah dihontal ngalawan hama khususna bahaya (locusts, moths Meadow, rodénsia sapertos beurit, kumbang kentang Colorado, kuya ngabahayakeun) sareng panyakit (karat daun, hawar telat, alternaria);
- perlakuan nalika taneuh pisan moistened, nalika alat-alat taneuh teu bisa asup ka sawah, utamana lamun ngalawan weeds;
- ngolah pepelakan jangkung (jagung, sunflower) jeung pepelakan siki;
- ngolah sawah;
- kekeringan;
- ngolah pepelakan dina lamping kalayan lamping langkung ti 7 derajat, dimana alat-alat nyemprot taneuh henteu tiasa dianggo.
Di Uni Soviét, dasar tina armada penerbangan tatanén éta AN-2. Ayeuna, pamekaran penerbangan tatanén nuju kana ékspansi anu signifikan tina panggunaan pesawat ultra-ringan (ULA) sareng kendaraan udara tanpa awak (UAV), anu langkung mirah tibatan pesawat tugas beurat. Luyu sareng Peraturan Penerbangan Federal sareng Kode Udara Féderasi Rusia, pesawat ultra-ringan nyaéta pesawat (pesawat) anu ngagaduhan:
- beurat take-off maksimum teu leuwih ti 495 kg (kaasup alat nyalametkeun aviation);
- speed lapak calibrated maksimum (speed hiber minimum) teu leuwih ti 65 km / h.
Pesawat tanpa awak (UAV) kalebet kendaraan anu penerbanganna dikontrol ku pilot anu aya di luar pesawat (pilot jarak jauh).
Fitur tina modeu katuhu pamakean UAV ditangtukeun ku beurat take-off maksimum:
- nepi ka 250 g - henteu tunduk kana pendaptaran nagara atanapi akuntansi;
- ti 250 g ka 30 kg - tunduk kana pendaptaran nagara wajib;
- ti 30 kg sarta leuwih - tunduk kana pendaptaran kaayaan.
Kauntungan penting tina ngagunakeun UAV sareng SLA nyaéta:
- euweuh karugian tina ruksakna pepelakan ku roda atawa kudu ngagunakeun tramlines (dibandingkeun jeung alat taneuh);
- efisiensi tinggi jeung ngurangan biaya operasi (dibandingkeun jeung pesawat beurat-tugas, saprak pesawat ieu teu merlukeun airfields dilengkepan).
Pamakéan pesawat tanpa awak ngabantosan ngarengsekeun masalah ieu:
- meunangkeun inpo wincik dina kreasi dasar cartographic pikeun lahan tatanén jeung panempatan objék tatanén jeung koordinat pasti maranéhanana pikeun perencanaan sarta ngawas prosés téhnologis produksi tatanén;
- ngalaksanakeun pangimeutan jarak jauh dumasar kana fotografi multispektral permukaan dasar lahan tatanén pikeun nangtukeun kaayaan sareng pamekaran pepelakan, ngaramalkeun hasil dumasar kana ngitung indéks vegetasi dumasar kana hasil fotografi spéktral, jsb.;
- kontrol operasional sacara real waktos dina operasi alat-alat taneuh jeung kualitas karya tatanén;
- monitoring phytosanitary geocoded lahan tatanén pikeun nangtukeun tingkat weediness pepelakan, ayana hama jeung manifestasi panyakit dina tahap awal pangwangunan, kaasup dina bentuk laten;
Pamakéan UAV pikeun fotografi hawa lahan pertanian mastikeun, dibandingkeun sareng gambar satelit, kéngingkeun gambar kalayan résolusi anu langkung luhur (dugi ka hiji séntiméter per titik) sareng, anu paling penting, ngamungkinkeun pikeun ngalaksanakeun padamelan ieu ku ayana padet. awan (ngarékam ngagunakeun pesawat ruang angkasa salila periode sapertos teu mungkin).
Hayu urang langkung jéntré ngeunaan ngawaskeun phytosanitary pepelakan. Anyar-anyar ieu, volume pamakean produk panyalindungan pepelakan di Rusia parantos ningkat: numutkeun statistik, unggal lima taun saprak 2010, aranjeunna parantos dua kali sareng dina 2020 ngahontal 221 rébu ton. Kalayan ningkatna volume panggunaan produk panyalindungan pepelakan, peternakan kedah mastikeun pangumpulan gancang sareng ngolah inpormasi ngeunaan kaayaan phytosanitary tina widang pertanian. Tanpa inpormasi ieu, mustahil pikeun ngabéréskeun masalah dukungan téknologi pikeun panggunaan produk panyalindungan pepelakan anu rasional sareng aman dina jangka waktu tatanén anu pondok. Métode anu aya pikeun survey rute dumasar-tanah sawah henteu ngamungkinkeun kéngingkeun inpormasi anu diperyogikeun gancang sareng dina volume anu diperyogikeun. Dina hal ieu, pagawéan aktip dijalankeun di luar negeri sareng di nagara urang pikeun ngembangkeun metode jauh-kinerja tinggi pikeun ngumpulkeun inpormasi pikeun ngarencanakeun sareng ngalaksanakeun ukuran panyalindungan pepelakan. Pikeun ngawaskeun phytosanitary jarak jauh operasional, anu paling seueur dianggo nyaéta kendaraan udara tanpa awak anu nyayogikeun pidéo geocode, gambar multispektral sareng hiperspektral tina permukaan bumi.
Ieu kudu dicatet yén isu ngeunaan pamakéan métode jauh pikeun ngumpulkeun informasi dina widang kontrol nalungtik (nangtukeun lokasi weeds di wewengkon sawah, assessing karugian pamotongan, pemetaan zona ngabahayakeun) geus sawaréh direngsekeun. Di wewengkon ieu, dina kerangka hiji perjangjian on kerjasama ilmiah sarta teknis, panalungtikan dilumangsungkeun kalawan partisipasi spesialis ti VIZR, Universitas Aerospace Instrumentation (St. Petersburg), Akademi Agraria Samara jeung Ptero LLC (Moscow). Hasil positip parantos dicandak nganggo UAV pikeun metode jauh pikeun ngumpulkeun inpormasi dumasar kana spéktrométri pikeun meunteun weediness pepelakan sisikian sareng penanaman kentang pikeun langkung ti 20 jinis gulma, kalebet anu ngabahayakeun sapertos hogweed Sosnovsky. Data dicandak dumasar kana determinasi sareng analisa karakteristik spéktral pantulan tina pepelakan anu dibudidayakeun sareng gulma dina rentang panjang gelombang 300-1100 nm.
Ku kituna, dina kursus studi anu dilaksanakeun pikeun ngaidentipikasi ciri-ciri dumasar kana kacaangan spéktral pantulan tina pepelakan sareng jukut, subranges spéktral anu paling informatif tina panjang gelombang radiasi éléktromagnétik diadegkeun pikeun ngagunakeun pencitraan multispektral tina permukaan taneuh tatanén. ngagunakeun sistem sensing jauh modern. Analisis gambar spéktral weeds jeung tutuwuhan budidaya nunjukeun yen urang niténan béda ciri dina kurva kacaangan spéktral diala dina subranges radiasi éléktromagnétik bulao, héjo, beureum jeung deukeut-infra red dina subrange infra red deukeut-panjang gelombang.
Tugas anu langkung hese pikeun pamakean metode sensing jauh tina lahan pertanian nyaéta nangtukeun tanda-tanda informatif panyakit pepelakan, sareng di luhur sadayana, dina bentuk laten. Ieu disababkeun ku kanyataan yén seueur tanda-tanda panyakit anu informatif sami dina kacaangan spéktral sareng tanda-tanda patologi non-tépa tina pepelakan anu ditaliti.
Hasil positif dicandak dina nangtukeun panyakit kentang sareng karusakan pepelakan kentang ku kumbang kentang Colorado nganggo spéktroradiométri. Ngagunakeun métode ieu, kapanggih yén nalika penanaman kentang kapangaruhan ku hawar telat (Gbr. 1), dina dinten katilu sanggeus inféksi, urang niténan panurunan seukeut dina kacaangan spéktral tina cerminan dibandingkeun jeung tutuwuhan cageur, sarta dina katujuh. dinten saatos inféksi, nilai kacaangan spéktral nunjukkeun yén pepelakan ampir maot. Dina hal ieu, nilai kacaangan spéktral dina pepelakan anu kapangaruhan ku hawar telat caket sareng nilai kacaangan spéktral refleksi tina taneuh.
Nalika kentang ruksak ku kumbang kentang Colorado, urang ogé niténan panurunan dina kacaangan spéktral pantulan ku dua nepi ka tilu kali dibandingkeun tutuwuhan tanpa karuksakan ku hama. Gambar 2 nampilkeun data ngeunaan kacaangan spéktral pantulan pepelakan kentang, kalayan nganggap tingkat karusakan anu béda-béda. Data anu dicandak penting pisan pikeun metode jauh pikeun ngaidentipikasi fokus karusakan pepelakan kentang ku kumbang kentang Colorado.
Ayeuna, dumasar kana panilitian anu dilakukeun pikeun nangtukeun fitur informatif dumasar kana kacaangan spéktral pantulan tina pepelakan kentang anu séhat sareng gering, ogé anu ruksak ku kumbang kentang Colorado, subranges spéktral anu paling informatif tina panjang gelombang radiasi éléktromagnétik parantos diadegkeun pikeun pamakéan fotografi multispektral tina beungeut kaayaan taneuh tatanén maké UAVs na SLA.
Nalika nangtoskeun panyakit, perlu diperhatoskeun hasil panilitian ku Agrophysical Institute, anu ngamungkinkeun pikeun nangtukeun ciri spéktral pantulan pepelakan anu ngalaman kakurangan nitrogén sareng Uap taneuh.
Hasilna anu dicandak penting pikeun ngaidentipikasi fitur informatif anu ngamungkinkeun pikeun ngabédakeun sacara jelas, nalika ngadeskripsikeun kaayaan phytosanitary lahan tatanén, pepelakan anu kapangaruhan ku panyakit sareng anu ngagaduhan patologi anu disababkeun ku kakurangan gizi mineral atanapi kalembaban taneuh.
Wangunan perpustakaan gambar spéktral kasakit rupa-rupa pepelakan tatanén, kitu ogé gambar spéktral pepelakan ieu ngalaman kakurangan gizi mineral atawa Uap taneuh, bakal ngidinan, dumasar kana hasil akuisisi informasi jauh, nyieun kaputusan informed tur gancang. pikeun nyaimbangkeun kaayaan phytosanitary ku ayana panyakit atanapi ngalaksanakeun sakumpulan ukuran agrotéhnis pikeun ngaleungitkeun kaayaan setrés dina pepelakan anu disababkeun ku faktor séjén.
Wewengkon penting salajengna pikeun ngagunakeun BVS nyaéta panggunaanana pikeun ukuran panyalindungan pepelakan. Pikeun kahiji kalina, UAV dina bentuk helikopter anu dikadalikeun jauh tanpa awak mimiti dianggo di Jepang dina awal taun 90an pikeun ngubaran sawah ku péstisida. Ayeuna, di Cina, anu mangrupakeun pamimpin dina produksi drones tatanén, wewengkon processing maké UAVs geus ngaleuwihan sababaraha juta héktar. Pasar UAV ngembang sacara dinamis di sakumna dunya, volume panggunaan pesawat ieu ningkat unggal taun ku 400-500%. Numutkeun para ahli, pamakéan téknologi UAV dina tatanén di dunya bakal ngahontal nilai pasar $ 5,7 milyar.
Diantara drone pertanian, perusahaan Cina DJI ngadominasi pasar, sareng modél anu paling umum nyaéta DJI Agras T16.
Alatan kanyataan yén lolobana bagian tina UAV model ieu dijieunna tina bahan komposit, beurat alat teu ngaleuwihan 18,5 kg (tanpa batré). Kalayan alat-alat pikeun panangtayungan tutuwuhan, nalika ngeusian tank jeung cairan gawé, beurat take-off tina mesin ngahontal 41 kg. Kapasitas reservoir cairan anu dianggo nyaéta 16 liter nalika booming dilengkepan dalapan nozzles. Kauntungannana modél drone ieu téh nya éta dilengkepan radar, nu nyirorot ngurangan résiko tabrakan jeung halangan, sarta ogé nyadiakeun kamampuhan pikeun beroperasi peuting ngagunakeun sorotan. Luhurna hiber optimal tina drone dina sawah nyaéta 2,5-3 méter, sareng upami diperyogikeun, alatna tiasa naék kana 30 méter (luhureun hiber horizontal maksimum). Jangkungna ieu dipikabutuh pikeun ngubaran pepelakan taunan, pepelakan di kebon botani sareng leuweung tina hama sareng panyakit.
Di Féderasi Rusia, hasil anu positip parantos dicandak dina ngagunakeun BVS pikeun merangan rodénsia sapertos beurit (panalungtikan dilaksanakeun kalayan partisipasi VIZR sareng perusahaan Ginus). Tés lapangan pikeun ngawaskeun jarak jauh sareng aplikasi geocoded rodenticides kana liang rodénsia sapertos beurit nunjukkeun yén akurasi téknologi anyar dibandingkeun sareng aplikasi manual nyaéta 91% versus 97%.
Pangalaman praktis parantos diakumulasi dina panggunaan UAV pikeun ngawaskeun jarak jauh daérah distribusi hogweed Sosnovsky, ogé panggunaan téknologi nyemprot herbisida ngalawan spésiés ngabahayakeun ieu.
Sanaos hasil positip sareng prospek ngagunakeun UAV dina tatanén, aya kakurangan, kitu ogé masalah anu teu direngsekeun dina widang panerapan sareng dokumén pangaturan ngeunaan panggunaan anu efektif sareng aman pikeun ngawaskeun jarak jauh sareng perlindungan pepelakan, nyaéta:
- biaya tinggi UAV kalayan résiko kaleungitan alat nalika damel;
- larangan légal dina pamakéan: di sabagéan ageung nagara di dunya, UAV kudu aya dina garis panon operator bari ngalakukeun pagawean (jarak teu leuwih ti 500 méter);
- kedah ngadaptar, ngadaptar alat (di kalolobaan nagara, upami beuratna ngaleuwihan 25 kg) sareng kéngingkeun lisénsi pikeun nganggo UAV pikeun tujuan komérsial;
- kabutuhan alat-alat mahal tambahan sarta tanaga mumpuni: pikeun operasi uninterrupted tur efisien of UAV nu, perlu mibanda sahanteuna tilu accu tambahan sarta generator pikeun ngecas aranjeunna; sahenteuna tilu urang aub dina ngalayanan hiji mesin;
- Katergantungan anu langkung ageung kana kaayaan météorologi. Dina cuaca angin, ngadalikeun alat hésé pisan, utamana ku angin samping kuat;
- kurangna peraturan legalized pikeun pamakéan produk panyalindungan tutuwuhan maké BVS luyu jeung sarat tina Hukum Federal No 109 "Dina penanganan aman péstisida jeung agrochemicals";
- kurangna dokumén pangaturan dina operasi aman tina UAVs di tatanén;
- kurangna standar résiko asuransi pikeun badan hukum sareng individu nalika nganggo produk panyalindungan tutuwuhan nganggo BVS;
- hargana luhur sareng kurangna produk parangkat lunak pikeun ngarengsekeun masalah ngawaskeun phytosanitary jauh tina weeds, hama sareng panyakit, nganggap ambang ékonomi bahaya, ogé decoding otomatis hasil na.
Aya kabutuhan urgent pikeun nyieun puseur régional pikeun operator latihan jeung nguji industri peraturan téhnologis pikeun pamakéan UAVs pikeun monitoring sarta panyalindungan tutuwuhan.
Salaku bagian tina program pikeun digitalisasi tatanén, perlu pikeun ngagancangkeun pamekaran basis data ageung sampel rujukan jukut dina fase paling rentan pangwangunan pikeun pamakéan herbisida sareng conto rujukan kalayan tanda-tanda informatif karakteristik karusakan hama pikeun pepelakan utama. . Sarua pentingna pikeun ngarengsekeun formasi perpustakaan gambar spéktral pepelakan anu séhat sareng gering, kalayan nganggap pangaruh tingkat gizi mineral sareng parameter agroclimatic.
Anatoly Lysov, Kapala Laboratorium Perlindungan Tumbuhan Terpadu, Institusi Anggaran Federal VIZR, e-mail: lysov4949@yandex.ru