Пред повеќе од сто години, во летото 1922 година, авион со опрема за изведување воздушни хемиски работи со методот на прскање против штетници и болести полета од аеродромот во главниот град Кодинка. Успешните пробни летови го означија почетокот на развојот на земјоделската авијација.
Денес, употребата на различни воздухопловни средства за заштита на растенијата е од големо економско значење, бидејќи дава можност за:
— големо далечинско следење на земјоделските култури;
— заштитни мерки во кратки земјоделски периоди и на тешко достапни места против особено опасни штетници (скакулци, ливадски молци, глодари слични на глувци, компири од Колорадо, штетни желки) и болести (рѓа на лисја, доцна лошо влијание, алтернарија);
— третмани кога почвата е многу навлажнета, кога опремата за земја не може да влезе на теренот, особено кога се бори со плевелот;
— преработка на високи култури (пченка, сончоглед) и семенски култури;
— преработка на оризови полиња;
- сушење;
— преработка на култури на падини со наклон поголем од 7 степени, каде што не може да работи опремата за прскање со земја.
Во Советскиот Сојуз, основата на земјоделската авијација флота беше АН-2. Во моментов, развојот на земјоделската авијација се движи кон значително проширување на употребата на ултра-лесни авиони (ULA) и беспилотни летала (UAV), кои се многу поевтини од тешките авиони. Во согласност со Федералните воздухопловни прописи и Воздушниот законик на Руската Федерација, ултралесен авион е авион (авион) што има:
— максимална тежина при полетување не поголема од 495 kg (со исклучок на опремата за спасување на воздухопловството);
— максимална калибрирана брзина на застој (минимална брзина на летот) не поголема од 65 km/h.
Авион без екипаж (UAV) вклучува возила чии летови ги контролираат пилоти лоцирани надвор од авионот (пилоти на далечина).
Карактеристиките на правилниот режим на употреба на UAV се одредуваат според неговата максимална тежина при полетување:
- до 250 g - не се предмет на државна регистрација или сметководство;
- од 250 g до 30 kg - предмет на задолжителна државна регистрација;
- од 30 кг и повеќе - се предмет на државна регистрација.
Важни предности од користењето на UAV и SLA се:
- нема загуби од оштетување на посевите со тркала или потреба од користење трамвајски линии (во споредба со опремата за земја);
— висока ефикасност со намалени оперативни трошоци (во споредба со тешките авиони, бидејќи овие авиони не бараат опремени аеродроми).
Употребата на беспилотни летала помага во решавањето на следниве проблеми:
— добивање детални информации за креирање на картографска основа за земјоделско земјиште и поставување на земјоделски објекти со нивни точни координати за планирање и следење на технолошките процеси на земјоделското производство;
— спроведување на далечински мониторинг врз основа на мултиспектрална фотографија на основната површина на земјоделското земјиште за да се утврди состојбата и развојот на земјоделските култури, предвидување на приносите врз основа на пресметување на индексот на вегетација врз основа на резултатите од спектралната фотографија итн.;
— оперативна контрола во реално време врз работата на опремата за земја и квалитетот на земјоделската работа;
— геокодиран фитосанитарен мониторинг на земјоделското земјиште за да се утврди нивото на плевелност на посевите, присуството на штетници и манифестации на болести во рана фаза на развој, вклучително и во латентна форма;
Употребата на UAV за воздушно фотографирање на земјоделско земјиште обезбедува, во споредба со сателитски снимки, добивање слики со поголема резолуција (до еден сантиметар по точка) и што е најважно, овозможува да се изврши оваа работа во присуство на густа облаци (невозможно е снимање со помош на вселенски летала во такви периоди).
Дозволете ни да се задржиме подетално на фитосанитарниот мониторинг на земјоделските култури. Неодамна, обемот на употреба на производи за заштита на растенијата во Русија постојано расте: според статистичките податоци, на секои пет години од 2010 година, тие се удвојувале и во 2020 година достигнале 221 илјади тони. Со зголемениот обем на употреба на производи за заштита на растенијата, фармите треба да обезбедат брзо собирање и обработка на информации за фитосанитарната состојба на земјоделските полиња. Без оваа информација, невозможно е да се решат проблемите со технолошката поддршка за рационална и безбедна употреба на производите за заштита на растенијата во кратка земјоделска временска рамка. Постојните методи за копнено истражување на рути на полињата не дозволуваат брзо и во потребните количини да се добијат потребните информации. Во оваа насока, активно се работи во странство и во нашата земја за развој на далечински методи со високи перформанси за собирање информации за планирање и спроведување на мерки за заштита на растенијата. За оперативно далечинско фитосанитарно следење, најшироко користени се беспилотни летала кои обезбедуваат геокодирано видео, мултиспектрални и хиперспектрални слики од основната површина на Земјата.
Треба да се напомене дека прашањата во врска со употребата на далечински методи за собирање информации од областа на контролата на плевелот (одредување на локацијата на плевелот во полињата, проценка на загубите на културите, мапирање на штетните зони) се веќе делумно решени. Во оваа област, во рамките на договорот за научна и техничка соработка, беа спроведени истражувања со учество на специјалисти од VIZR, Универзитетот за воздушна инструментација (Санкт Петербург), Самарската аграрна академија и Ptero LLC (Москва). Позитивни резултати се добиени со користење на UAV за далечински методи за собирање информации засновани на спектрометрија за да се процени плевелноста на житните култури и насадите на компири за повеќе од 20 видови плевел, вклучително и такви штетни како што е тревата на Сосновски. Податоците се добиени врз основа на определување и анализа на спектралните карактеристики на рефлексија од култивирани растенија и плевели во опсегот на бранова должина 300-1100 nm.
Така, во текот на студиите спроведени за да се идентификуваат дефинирачките карактеристики врз основа на спектралната осветленост на рефлексијата од културите и плевелите, беа воспоставени најинформативните спектрални подопсези на брановите должини на електромагнетното зрачење за употреба на мултиспектрална фотографија на основната површина на земјоделското земјиште. користејќи современи системи за далечинско сензорирање. Анализата на спектралните слики на плевелите и култивираните растенија покажува дека забележуваме карактеристични разлики во добиените криви на спектрална осветленост во подопсезите на сино, зелено, црвено и блиско-инфрацрвено електромагнетно зрачење во блиску инфрацрвениот подопсег на бранови должини.
Потешка задача за широко распространета употреба на методите на далечинско набљудување на земјоделското земјиште е утврдување на информативни знаци на растителни болести, а пред сè, во латентна форма. Ова се должи на фактот дека многу информативни знаци на болести се слични по спектрална осветленост со знаците на неинфективна патологија на растенијата што се испитуваат.
Добиени се позитивни резултати при утврдувањето на болестите на компирот и оштетувањето на растенијата од компирот од страна на компирската буба од Колорадо со помош на спектрорадиометрија. Користејќи го овој метод, беше откриено дека кога насадите на компир се погодени од доцна лошо влијание (сл. 1), на третиот ден по инфекцијата, забележуваме нагло намалување на спектралната осветленост на рефлексијата во споредба со здравите растенија, а на седмиот ден по инфекцијата, вредностите на спектралната осветленост покажуваат дека растенијата речиси изумреле. Во овој случај, вредноста на спектралната осветленост кај растенијата погодени од доцна лошо влијание е блиска до вредностите на спектралната осветленост на рефлексијата од почвата.
Кога компирите се оштетени од Колорадо компир бубачки, ние исто така забележуваме намалување на спектралната осветленост на рефлексијата за два до три пати во споредба со растенијата без оштетување од штетниците. Слика 2 прикажува податоци за спектралната осветленост на рефлексијата на растенијата од компир, земајќи ги предвид различните степени на нивната штета. Добиените податоци се од големо значење за далечинскиот метод за идентификација на фокуси на оштетување на растенијата од компир од страна на компирската буба од Колорадо.
Во моментов, врз основа на студии спроведени за да се утврдат информативните карактеристики врз основа на спектралната осветленост на рефлексијата од здрави и заболени растенија од компир, како и оние оштетени од компирот од Колорадо, утврдени се најинформативните спектрални подопсези на брановите должини на електромагнетното зрачење за употребата на мултиспектрална фотографија на основната површина на земјоделското земјиште со употреба на UAV и SLA.
При утврдување на болести, неопходно е да се земат предвид резултатите од истражувањето на Агрофизичкиот институт, што овозможи да се утврдат спектралните карактеристики на рефлексијата на растенијата кои имаат недостаток на азот и влага во почвата.
Добиените резултати се важни за идентификување на информативните карактеристики што овозможуваат јасно да се разликуваат, при дешифрирање на фитосанитарната состојба на земјоделското земјиште, растенијата погодени од болести и оние со патологии предизвикани од недостаток на минерална исхрана или влага во почвата.
Формирањето библиотеки со спектрални слики на болести на различни земјоделски култури, како и спектрални слики на овие култури кои се соочуваат со недостаток на минерална исхрана или влага во почвата, ќе овозможи, врз основа на резултатите од далечинско стекнување информации, да се донесат информирани и брзи одлуки да се стабилизира фитосанитарната состојба во присуство на болести или да се спроведат збир на агротехнички мерки за ублажување на стресните ситуации на културите предизвикани од други фактори.
Следната важна област на користење на BVS е нивната употреба за мерки за заштита на растенијата. За прв пат во Јапонија во раните 90-ти почнаа да се користат беспилотни летала во форма на беспилотни хеликоптери со далечинско управување за третирање на оризовите полиња со пестициди. Во моментов, во Кина, која е лидер во производството на земјоделски беспилотни летала, областа за обработка со користење на UAV веќе надминува неколку милиони хектари. Пазарот на UAV динамично се развива низ целиот свет, обемот на употреба на овие авиони се зголемува годишно за 400-500%. Според експертите, употребата на технологии за UAV во земјоделството во светот ќе достигне пазарна вредност од 5,7 милијарди долари.
Меѓу земјоделските дронови на пазарот доминира кинеската компанија DJI, а најчест модел е DJI Agras T16.
Поради фактот што повеќето делови на UAV-от на овој модел се направени од композитни материјали, тежината на уредот не надминува 18,5 kg (без батерија). Со опрема за заштита на растенијата, при полнење на резервоарот со работна течност, тежината на полетувањето на машината достигнува 41 кг. Капацитетот на резервоарот за работна течност е 16 литри кога стрелата е опремена со осум млазници. Предноста на овој модел на беспилотно летало е тоа што е опремен со радари, што драстично го намалува ризикот од судир со препреки, а воедно обезбедува и можност за ноќно работење со помош на рефлектори. Оптималната височина на летање на дрон над поле е 2,5-3 метри, а доколку е потребно, уредот може да се искачи до 30 метри (максимална хоризонтална висина на летот). Оваа висина е неопходна за третирање на повеќегодишни насади, растенија во ботанички градини и шуми од штетници и болести.
Во Руската Федерација, добиени се позитивни резултати за употребата на BVS за борба против глодари слични на глувци (истражувањето беше спроведено со учество на VIZR и компанијата Ginus). Теренските тестови за далечинско следење и геокодирана примена на глодари во јами на глодари слични на глувци покажаа дека точноста на новата технологија во споредба со рачната примена е 91% наспроти 97%.
Акумулирано е практично искуство во употребата на UAV за далечинско следење на областите на дистрибуција на тревата на Сосновски, како и употребата на технологија за прскање со хербициди против овој штетен вид.
И покрај позитивните резултати и изгледите за користење на UAV во земјоделството, постојат недостатоци, како и нерешени прашања во областа на законодавството и регулаторните документи за нивно ефикасно и безбедно користење за далечинско следење и заштита на растенијата, имено:
- висока цена на UAV со ризик од губење на уредот за време на работата;
- законски ограничувања за употреба: во повеќето земји во светот, UAV мора да биде во рамките на видот на операторот додека врши работа (растојание не повеќе од 500 метри);
- потребата да се регистрирате, регистрирате уредот (во повеќето земји, ако неговата тежина надминува 25 кг) и да добиете лиценца за користење на UAV за комерцијални цели;
- потребата од дополнителна скапа опрема и квалификуван персонал: за непречено и ефикасно функционирање на UAV, потребно е да има најмалку три дополнителни батерии и генератор за полнење; најмалку три лица се вклучени во сервисирањето на една машина;
- Голема зависност од метеоролошките услови. Во ветровито време, контролирањето на уредот е многу тешко, особено со силен страничен ветер;
- недостаток на легализирани прописи за употреба на производи за заштита на растенијата кои користат BVS во согласност со барањата на Федералниот закон бр. 109 „За безбедно ракување со пестициди и агрохемикалии“;
- недостаток на регулаторни документи за безбедно функционирање на UAV во земјоделството;
- недостаток на стандарди за ризик за осигурување за правни и физички лица при користење на производи за заштита на растенијата со користење на BVS;
- високата цена и недостатокот на софтверски производи за решавање на проблемите на далечинско фитосанитарно следење на плевелите, штетниците и болестите, земајќи ги предвид економските прагови на штетност, како и автоматско декодирање на нивните резултати.
Постои итна потреба да се создадат регионални центри за обука на оператори и индустриско тестирање на технолошките прописи за употреба на UAV за мониторинг и заштита на растенијата.
Како дел од програмите за дигитализација на земјоделството, неопходно е да се забрза развојот на големи бази на податоци за референтни примероци на плевел во најранливата фаза на развој за употреба на хербициди и референтни примероци со карактеристични информативни знаци за оштетување од штетници на поголемите култури. . Подеднакво е важно да се заврши формирањето на библиотеки на спектрални слики на здрави и заболени растенија, земајќи го предвид влијанието на нивото на минерална исхрана и агроклиматските параметри.
Анатолиј Лисов, раководител на Лабораторијата за интегрирана заштита на растенијата, Федерална државна буџетска институција ВИЗР, е-пошта: lysov4949@yandex.ru