Viru méi wéi honnert Joer, am Summer 1922, ass e Fliger mat Ausrüstung fir Loftchemieaarbechte mat der Spraymethod géint Schädlinge a Krankheeten aus der Khodynka Haaptstad Fluchhafen fortgaang. Erfollegräich Testflich markéiert den Ufank vun der Entwécklung vun der landwirtschaftlecher Loftfaart.
Haut ass d'Benotzung vu verschiddene Fluchmëttele fir Planzeschutz vu grousser wirtschaftlecher Wichtegkeet, well et d'Méiglechkeet gëtt:
- grouss Skala Ferniwwerwaachung vun landwirtschaftleche Kulturen;
- Schutzmoossnamen a kuerze landwirtschaftleche Perioden an op schwéier erreechbar Plazen géint besonnesch geféierlech Schädlinge (Locusten, Wissmotten, Mausähnlech Nager, Colorado Kartoffel Käfer, schiedlech Schildkröten) a Krankheeten (Bliederrust, Spéitkëscht, Alternaria);
- Behandlungen wann de Buedem héich befeucht ass, wann d'Buedemausrüstung net an d'Feld kënnt, besonnesch beim Kampf géint Onkraut;
- Veraarbechtung vu héije Kulturen (Mais, Sonneblummen) a Somenkulturen;
- Veraarbechtung vu Reispaddies;
- desiccation;
- Veraarbechtung vu Kulturen op Steigungen mat engem Hang vu méi wéi 7 Grad, wou d'Buedemsprayausrüstung net funktionnéiert.
An der Sowjetunioun d'Basis vun der landwirtschaftlecher Loftfaart Flott war AN-2. Momentan geet d'Entwécklung vun der landwirtschaftlecher Loftfaart op eng bedeitend Ausdehnung vum Asaz vun ultra-liichte Fligeren (ULA) an onbemannt Loftfaart (UAV), déi vill méi bëlleg si wéi schwéier Fligeren. Am Aklang mat de Federal Aviation Reglementer an de Air Code vun der Russescher Federatioun, ass en ultra-liichte Fliger e Fliger (Fliger) deen huet:
- maximal Startgewiicht net méi wéi 495 kg (ausser Loftfaart Rettungsausrüstung);
- maximal kalibréiert Stallgeschwindegkeet (minimum Fluchgeschwindegkeet) net méi wéi 65 km/h.
Onbemannt Fligere (UAV) enthalen Gefierer deenen hir Flich vu Pilote kontrolléiert ginn, déi ausserhalb vum Fliger sinn (Fernpiloten).
Fonctiounen vun der rietser Modus vun UAV Gebrauch sinn duerch seng maximal Start Gewiicht bestëmmt:
- bis zu 250 g - sinn net ënnerleien zu Staat Aschreiwung oder Comptablesmethod;
- vun 250 g bis 30 kg - ënner obligatoresch Staat Aschreiwung;
- vun 30 kg a méi - ënnerleien zu Staat Aschreiwung.
Wichteg Virdeeler fir UAVs an SLAs ze benotzen sinn:
- keng Verloschter vu Schued un d'Ernte vu Rieder oder de Besoin fir Tramlinnen ze benotzen (am Verglach mat Buedemausrüstung);
- héich Effizienz mat reduzéierten Operatiounskäschten (am Verglach mat schwéier Fligeren, well dës Fligeren net equipéiert Fluchfelder erfuerderen).
D'Benotzung vun onbemannte Fligeren hëlleft fir déi folgend Problemer ze léisen:
- Erhalen detailléiert Informatioun iwwer d'Schafung vun enger kartographescher Basis fir landwirtschaftlech Land an d'Placement vun landwirtschaftlechen Objeten mat hiren exakte Koordinaten fir d'Planung an d'Iwwerwaachung vun technologesche Prozesser vun der landwirtschaftlecher Produktioun;
- d'Ausféierung vun der Ferniwwerwaachung baséiert op der multispektraler Fotografie vun der ënnerierdeger Uewerfläch vum landwirtschaftleche Land fir den Zoustand an d'Entwécklung vun de Kulturen ze bestëmmen, d'Ausbezuelen op Basis vun der Berechnung vum Vegetatiounsindex baséiert op de Resultater vun der Spektralfotografie, etc.
- operationell Kontroll an Echtzäit iwwer de Fonctionnement vun der Buedemausrüstung an der Qualitéit vun der landwirtschaftlecher Aarbecht;
- geokodéiert phytosanitär Iwwerwaachung vun Agrarland fir den Niveau vun der Onkraut vu Kulturen ze bestëmmen, d'Präsenz vu Schädlinge a Manifestatiounen vu Krankheeten an enger fréicher Etapp vun der Entwécklung, och a latenter Form;
D'Benotzung vun UAVs fir Loftfotografie vun Agrarland bitt, am Verglach mat Satellitenbilder, Biller mat enger méi héijer Opléisung ze kréien (bis zu engem Zentimeter pro Punkt) an, am wichtegsten, mécht et méiglech dës Aarbecht an der Präsenz vun dichten ze maachen. Wolleken (Opnam mat Raumschëff während esou Perioden ass onméiglech).
Loosst eis méi detailléiert iwwer phytosanitär Iwwerwaachung vu Kulturen wunnen. Viru kuerzem ass de Volume vun der Notzung vu Planzeschutzprodukter a Russland stänneg gewuess: laut Statistiken, all fënnef Joer zënter 2010, hu se verduebelt an 2020 erreecht 221 Tausend Tonnen. Mat dem wuessende Volumen vun der Notzung vu Planzeschutzprodukter mussen d'Baueren eng séier Sammlung a Veraarbechtung vun Informatioun iwwer de phytosanitären Zoustand vun landwirtschaftleche Felder garantéieren. Ouni dës Informatioun ass et onméiglech d'Problemer vun der technologescher Ënnerstëtzung fir déi rational a sécher Notzung vu Planzeschutzprodukter an enger kuerzer landwirtschaftlecher Zäit ze léisen. Bestehend Methoden vun Terrain-baséiert Streck Ëmfro vun Felder erlaben net déi néideg Informatiounen séier an déi néideg Bänn ze kréien. An dëser Hisiicht gëtt am Ausland an an eisem Land aktiv geschafft fir héich performant Fernmethoden z'entwéckelen fir Informatioun ze sammelen fir Planzeschutzmoossnamen ze plangen an auszeféieren. Fir operationell Remote phytosanitär Iwwerwaachung sinn déi meescht benotzt onbemannt Loftfaart, déi geokodéiert Video, multispektral an hyperspektral Biller vun der ënnerierdeger Uewerfläch vun der Äerd ubidden.
Et sollt bemierkt datt d'Froen iwwer d'Benotzung vu Fernmethoden fir d'Informatioun am Beräich vun der Onkrautbekämpfung ze sammelen (Bestëmmung vun der Plaz vun Onkraut an Feldberäicher, Evaluatioun vun Ernteverloschter, Kartéierung vun schiedlechen Zonen) schonn deelweis geléist ginn. An dësem Beräich, am Kader vun engem Accord iwwer wëssenschaftlech an technesch Zesummenaarbecht, Fuerschung war mat der Participatioun vu Spezialisten aus VIZR, der Universitéit vun Aerospace Instrumentation (St. Petersburg), Samara Agrarian Academy an Ptero LLC (Moskau) duerchgefouert. Positiv Resultater gi mat UAVs fir Remote Methoden kritt fir Informatioun ze sammelen baséiert op Spektrometrie fir d'Weediness vu Getreidekulturen a Kartoffelplanzen fir méi wéi 20 Aarte vu Onkraut ze bewäerten, dorënner esou schiedlech wéi Sosnovsky's Hogweed. D'Daten goufen op Basis vun der Determinatioun an der Analyse vun de Spektraleigenschaften vun der Reflexioun vu kultivéierte Planzen an Onkraut am Wellelängteberäich 300-1100 nm kritt.
Also, am Laf vun Studien duerchgefouert fir definéierend Fonctiounen ze identifizéieren baséiert op der spektraler Hellegkeet vun der Reflexioun vu Kulturen an Onkraut, goufen déi informativst Spektralsubrange vu Wellelängten vun der elektromagnetescher Stralung fir d'Benotzung vu multispektralen Imaging vun der Basisfläch vum Agrarland etabléiert. benotzt modern Fernsensorsystemer. Analyse vun de Spektralbiller vun Onkraut a kultivéierte Planzen weist datt mir charakteristesch Differenzen an de kritt Spektralhellegkeetskurven an den Ënnerberäicher vu bloer, grénger, rouder a no-infrarout-elektromagnetescher Stralung an der no-infrarout-Ënnerberäich vu Wellelängten beobachten.
Eng méi schwiereg Aufgab fir déi verbreet Notzung vu Fernsenséiermethoden vum Agrarland ass d'Determinatioun vun informativen Zeeche vu Planzekrankheeten, a virun allem a latenter Form. Dëst ass wéinst der Tatsaach, datt vill informativ Zeeche vu Krankheeten ähnlech sinn an der spektraler Hellegkeet op d'Zeeche vun der net-infektieller Pathologie vun de Planzen déi ënner studéieren.
Positiv Resultater goufe bei der Bestëmmung vu Kartoffelkrankheeten a Schued vu Kartoffelplanzen vum Colorado Kartoffel Käfer mat Spektroradiometrie kritt. Mat dëser Methode gouf festgestallt, datt wann d'Kartoffelplanzungen duerch spéider Bléi beaflosst ginn (Fig. 1), um drëtten Dag no der Infektioun, beobachten mir eng scharf Ofsenkung vun der spektraler Hellegkeet vun der Reflexioun am Verglach mat gesonde Planzen, an op de siwenten. Dag no der Infektioun weisen d'Spektral Hellegkeet Wäerter datt d'Planzen bal gestuerwen sinn. An dësem Fall ass de Wäert vun der spektraler Hellegkeet an de Planzen, déi vu spéider Bléi betraff sinn, no bei de Wäerter vun der Spektralhellegkeet vun der Reflexioun vum Buedem.
Wann d'Kartoffelen duerch de Colorado Kartoffel Käfer beschiedegt ginn, beobachten mir och eng Ofsenkung vun der spektraler Hellegkeet vun der Reflexioun vun zwee bis dräi Mol am Verglach mat Planzen ouni Schued vum Schued. Figure 2 stellt Daten iwwer d'Spektral Hellegkeet vun der Reflexioun vu Kartoffelpflanzen, andeems verschidde Grad vun hirem Schued berücksichtegt ginn. Déi kritt Donnéeën si vu grousser Wichtegkeet fir d'Fernmethod fir Foci vu Kartoffelpflanzenschued vum Colorado Kartoffel Käfer z'identifizéieren.
De Moment, baséiert op Studien, déi duerchgefouert goufen fir informativ Fonctiounen ze bestëmmen baséiert op der spektraler Hellegkeet vun der Reflexioun vu gesonden a kranke Kartoffelpflanzen, wéi och déi beschiedegt vum Colorado Kartoffel Käfer, sinn déi informativst Spektral Ënnerberäicher vu Wellelängten vun der elektromagnetescher Stralung etabléiert fir d'Benotzung vun multispektral Fotografie vun der Basisdaten Uewerfläch vun Agrarland benotzt UAVs an SLA.
Beim Bestëmmung vu Krankheeten ass et néideg d'Resultater vun der Fuerschung vum Agrophysikaleschen Institut ze berücksichtegen, wat et méiglech gemaach huet d'Spektraleigenschaften vun der Reflexioun vu Planzen ze bestëmmen, déi e Mangel u Stickstoff a Buedemfeuchtigkeit erliewen.
D'Resultater erhalen si wichteg fir d'Informatiounsmerkmale z'identifizéieren, déi et méiglech maachen kloer z'ënnerscheeden, wann Dir de phytosanitären Zoustand vum Agrarland entschlësselt, Planzen, déi vu Krankheeten betraff sinn an déi mat Pathologien, déi duerch e Mangel u Mineralernährung oder Buedemfeuchtigkeit verursaacht ginn.
D'Bildung vu Bibliothéike vu Spektralbilder vu Krankheeten vu verschiddene landwirtschaftleche Kulturen, souwéi Spektralbiller vun dëse Kulturen, déi e Mangel u Mineral Ernärung oder Buedemfeuchtigkeit erliewen, erlaben, baséiert op de Resultater vun der Remote Informatiounsacquisitioun, informéiert a prompt Entscheedungen ze treffen fir d'phytosanitär Situatioun an der Präsenz vu Krankheeten ze stabiliséieren oder eng Rei vun agrotechnesche Moossnamen auszeféieren fir Stresssituatiounen op Kulturen ze entlaaschten, déi duerch aner Faktoren verursaacht ginn.
Dat nächst wichtegt Gebitt fir BVS ze benotzen ass hir Notzung fir Planzeschutzmoossnamen. Fir d'éischte Kéier hunn UAVs a Form vun onbemannte Fernsteuerten Helikopteren ugefaang a Japan an de fréien 90er Joren ze benotzen fir Reispaddies mat Pestiziden ze behandelen. Momentan, a China, deen e Leader an der Produktioun vun landwirtschaftlechen Dronen ass, ass d'Veraarbechtungsgebitt mat UAVs scho méi wéi e puer Milliounen Hektar. Den UAV Maart entwéckelt sech dynamesch op der ganzer Welt, de Volume vun der Notzung vun dëse Fligeren erhéicht jäerlech ëm 400-500%. Laut Experten wäert d'Benotzung vun UAV Technologie an der Landwirtschaft an der Welt e Maartwäert vun 5,7 Milliarden Dollar erreechen.
Ënnert landwirtschaftlechen Dronen dominéiert d'chinesesch Firma DJI de Maart, an de meeschte verbreet Modell ass den DJI Agras T16.
Wéinst der Tatsaach, datt déi meescht Deeler vum UAV vun dësem Modell aus Kompositmaterialien sinn, ass d'Gewiicht vum Apparat net méi wéi 18,5 kg (ouni Batterie). Mat Ausrüstung fir Planzeschutz, wann Dir den Tank mat Aarbechtsflëssegkeet fëllt, erreecht d'Startgewicht vun der Maschinn 41 kg. D'Kapazitéit vum Aarbechtsflëssegkeetsbehälter ass 16 Liter wann de Boom mat aacht Düsen ausgestatt ass. De Virdeel vun dësem Dronemodell ass datt et mat Radaren ausgestatt ass, wat de Risiko vun enger Kollisioun mat Hindernisser drastesch reduzéiert an och d'Fähigkeit bitt fir nuets mat Hëllef vu Spotlights ze bedreiwen. Déi optimal Fluchhéicht vun enger Dron iwwer engem Feld ass 2,5-3 Meter, a wann néideg, kann den Apparat op 30 Meter eropgoen (maximal horizontal Fluchhéicht). Dës Héicht ass noutwendeg fir méijähreg Plantagen, Planzen an botanesche Gäert a Bëscher vu Schädlinge a Krankheeten ze behandelen.
An der russescher Federatioun goufen positiv Resultater iwwer d'Benotzung vu BVS kritt fir Mausähnlech Nager ze bekämpfen (Fuerschung gouf mat der Participatioun vu VIZR an der Firma Ginus duerchgefouert). Feldtester vun der Ferniwwerwaachung an der geokodéierter Uwendung vu Nagetiziden an d'Buerg vu Mausähnlechen Nager weisen datt d'Genauegkeet vun der neier Technologie am Verglach mat der manueller Uwendung 91% versus 97% ass.
Praktesch Erfahrung gouf am Asaz vun UAVs fir Ferniwwerwaachung vun de Verdeelungsberäicher vum Sosnovsky Hogweed gesammelt, wéi och d'Benotzung vun Herbizid-Spraytechnologie géint dës schiedlech Aart.
Trotz de positiven Resultater a Perspektiven fir UAVs an der Landwirtschaft ze benotzen, ginn et Mängel, wéi och ongeléist Themen am Beräich vun der Gesetzgebung a reglementaresche Dokumenter iwwer hir effektiv a sécher Notzung fir Ferniwwerwaachung a Planzeschutz, nämlech:
- héich Käschte vun UAV mat de Risiko vum Apparat während der Aarbecht ze verléieren;
- gesetzlech Restriktiounen op Notzung: an de meeschte Länner vun der Welt muss d'UAV bannent der Siichtlinn vum Bedreiwer sinn wärend der Aarbecht (Distanz net méi wéi 500 Meter);
- d'Noutwendegkeet ze registréieren, den Apparat registréieren (an de meeschte Länner, wa säi Gewiicht méi wéi 25 kg ass) an eng Lizenz ze kréien fir den UAV fir kommerziell Zwecker ze benotzen;
- de Besoin fir zousätzlech deier Ausrüstung a qualifizéiert Personal: fir onënnerbrach an effizient Operatioun vum UAV ass et néideg op d'mannst dräi zousätzlech Batterien an e Generator ze hunn fir se ze laden; op d'mannst dräi Leit sinn am Service vun enger Maschinn involvéiert;
- Méi grouss Ofhängegkeet vu meteorologesche Bedéngungen. Bei lëftege Wieder ass d'Kontroll vum Apparat ganz schwéier, besonnesch mat engem staarke Säitewand;
- Mangel u legaliséierte Reglementer fir d'Benotzung vu Planzeschutzprodukter mat BVS am Aklang mat den Ufuerderunge vum Bundesgesetz Nr.
- Mangel u reglementaresche Dokumenter iwwer déi sécher Operatioun vun UAVs an der Landwirtschaft;
- Mangel u Versécherungsrisikonormen fir juristesch Entitéiten an Individuen wann Dir Planzeschutzprodukter benotzt mat BVS;
- héije Präis a Mangel u Softwareprodukter fir d'Problemer vun der Fernphytosanitärer Iwwerwaachung vu Onkraut, Schädlinge a Krankheeten ze léisen, andeems d'wirtschaftlech Schwellen vun der Schiedlechkeet berécksiichtegt, souwéi automatesch Dekodéierung vun hire Resultater.
Et gëtt en dréngende Bedierfnes fir regional Zentren fir d'Ausbildung vun Opérateuren an industriell Tester vun technologesche Reglementer fir d'Benotzung vun UAVs fir Iwwerwaachung a Planzeschutz ze kreéieren.
Als Deel vu Programmer fir d'Digitaliséierung vun der Landwirtschaft ass et néideg fir d'Entwécklung vu grousse Datenbanken vu Referenzproben vun Onkraut an der vulnérabelst Phase vun der Entwécklung fir d'Benotzung vun Herbiziden a Referenzproben mat charakteristesche informativen Zeeche vu Schued bei grousse Kulturen ze beschleunegen. . Et ass gläich wichteg fir d'Bildung vu Bibliothéike vu Spektralbilder vu gesonden a kranke Planzen ze kompletéieren, andeems den Afloss vum Niveau vun der Mineral Ernärung an der agroklimatesch Parameter berücksichtegt gëtt.
Anatoly Lysov, Chef vum Laboratoire fir Integréiert Planzeschutz, Bundesstaat Budgetsinstitut VIZR, E-Mail: lysov4949@yandex.ru