Для наблюдения за полями используют два вида БВС, отличающиеся своей конструкцией и летными характеристиками:

• Самолетного типа или Летающее крыло  – наиболее удобный вариант для облета больших территорий, характеризующийся высокими аэродинамическими показателями. БВС этого типа лучше всего подходит для мониторинга протяженных объектов или съемки в условиях значительного удаления. Но, из-за особенностей конструкции беспилотник должен постоянно двигаться и поэтому не может работать в режиме зависания над объектом, а также осуществлять съемку на ограниченных территориях.

• Мультироторного типа (коптеры) – могут оснащаться различным количеством винтов, что позволяет отлично справляться с точечной съемкой в одном месте для обследования относительно небольшого земельного участка, трехмерного моделирования. Мультироторы отличаются простой конструкцией, стабильностью полета и надежностью. К недостаткам БВС этого вида можно отнести меньшую скорость и сниженное время полета из-за чего радиус действия в рамках выполняемых ими задач меньше, чем у БВС самолетного типа.

Примеры выполняемых работ:

• Плановая диагностика: облёты воздушных линий, наблюдение и фотографирование на малых и средних высотах, инспекция линий и охранной зоны, выявление дефектов и нарушений, определение пространственных (3D) нарушений габаритов просеки и проводов.

• Сбор данных для проведения аварийно-восстановительных работ.

• Картографические работы: создание цифровых топографических и кадастровых планов, трёхмерных моделей местности и объектов, сопровождение работ по строительству и реконструкции.

• оценка всхожести культурных растений;

• оценка уровня азотного питания растений;

• оценка фитосанитарного состояния посевов. [2]

Использование БВС позволяет существенно увеличить оперативность мониторинга и сократить сроки проведения обследований и ремонтно-профилактических работ. [6]

БАС для сбора данных (съемки) используются в разных сферах деятельности: экологии и природопользовании, геодезии, картографии, горном деле и, конечно, в сельском хозяйстве.

На рисунке 2.1 представлен пример аэрофотосъемки со спутника и с дрона. Анализ съемки представлен на рисунках 2.2, 2.3 и 2.4.

 Оцифровка границ сельхозугодий - это процесс автоматизации и электронного документирования данных об участках земли, используемых для сельскохозяйственной деятельности. Это позволяет достичь высокой точности определения границ и обеспечить безопасность прав на землю.

Знание о точных размерах обрабатываемых площадей и их удалённости друг от друга необходимо для грамотного планирования затрат:

- площадь обработки почвы с/х агрегатами и оборудованием – расчет трудозатрат, расход ГСМ на транспортировку и непосредственно работу, амортизации техники;

площадь посева – расчет количества посевного материала, количества удобрений и средств защиты растений;

- площади под разными посевами с/х культур – расчет затрат и прогноз урожайности, предварительный расчет прибыли.

Оцифровка границ сельхозугодий может выполняться с помощью спутниковых технологий, наземной фиксации точек навигационно-геодезическим оборудованием и других методов дистанционного зондирования земли, одним из которых является аэрофотосъемка с БАС. Это позволяет создать точную картографию земель и их границ, что особенно важно для сельскохозяйственных организаций, государственных учреждений и инвесторов. При съёмке с БВС с высокой точностью (при оптическом разрешении съемки 5 см/пиксель) погрешности по горизонтали (возможный сдвиг точек в плоскости) составляют 5-10 см, по вертикали (при оценке рельефа) – 10-15 см. Это позволяет с высокой точностью определить границы полей, вычислить площади в границах, строить карту рельефа (линии рельефа и расчет водотоков).

Оцифровка границ сельхозугодий имеет множество преимуществ:

1) Упрощение процесса определения границ: цифровые технологии позволяют быстро и точно определить границы земель, что уменьшает ошибки и затраты.

2) Увеличение точности: оцифровка границ обеспечивает высокую точность определения границ, что важно для эффективного управления сельскохозяйственными ресурсами.

3) Повышение безопасности: цифровое отображение границ земель помогает предотвратить споры и конфликты, связанные с нарушением границ.

4) Упрощение мониторинга: оцифровка границ сельхозугодий позволяет создать систему мониторинга земельного использования, что помогало в реализации экологически чистых проектов.

С применением беспилотной авиации можно обследовать каждый сантиметр кадастрового участка и по результатам анализа съемки достоверно обнаружить пахотные земли, залежи, переувлажненные участки, лесополосы дороги и другие классы земель, как показано на рисунке 2.6. 

3D-картирование в сельском хозяйстве - это процесс создания трехмерной модели поля или фермы с использованием специальных технологий и оборудования. Эта технология позволяет более точно и эффективно управлять земледелием, оптимизировать распределение ресурсов и повысить урожайность.

3D карты дают возможность объемного визуального анализа рельефа, что позволяет понять конфигурацию земельных ресурсов.

Трехмерная модель рельефа сельхозугодий позволяет оценить общую картину по землям в простом и наглядном виде, максимально приближенном к реальности без выезда на местность.

Преимущества 3D-картирования в сельском хозяйстве включают в себя:

● Улучшенное планирование и управление урожаями и ресурсами.

● Увеличение точности при осуществлении земельных работ.

● Оптимизация затрат на семена, удобрения и пестициды.

● Более эффективное использование орошения и дренажных систем.

● Возможность создания цифровых карт полей для дальнейшего анализа и принятия решений.

3D-картирование в сельском хозяйстве также позволяет более точно определять области полей с проблемами и принимать решения по их устранению. Это помогает сельхозпроизводителям повысить уровень производительности и рентабельности своего бизнеса.

Карты водостоков в сельском хозяйстве представляют собой географические схемы, на которых отображены все водоотводящие системы, включая реки, ручьи, каналы, озера и прочие водоемы на территории сельскохозяйственных угодий. Такие карты необходимы для планирования системы дренажа, определения направления и объема стока воды, расчета уровня затопления и выбора оптимальных вариантов обработки почвы. Визуализация водостоков помогает понять направление склона, а бессточные области указывают на места, где возможны вымочки. Пример карты водостоков представлен на рисунке 2.8.

Избежать ошибок при применении гербицидов, повысить урожайность и проконтролировать густоту посевов поможет модуль «АссистАгро» облачного сервиса «История поля» (ГК Геомир). Он позволяет за 15 минут провести осмотр поля в 100 гектар при помощи дрона мультироторного типа малых размеров, а система распознавания растений подскажет какие сорняки в каких фенофазах растут на полях и какими препаратами лучше их обработать, а также позволяет провести подсчет густоты посевов культурных растений.

При таком осмотре съемка полей происходит не в сплошную с построением ортофотоплана, а точечно с различных участков поля. Наиболее эффективно зарекомендовала себя методика «Ромашка», когда на поле съемка выполняется с помощью ромашек, состоящих из 6 или 8 снимков (Рисунок 2.10). Ромашки расставляются автоматически равномерно по всему полю. Количество ромашек зависит от площади поля, обычно это: 3-4 ромашки до 50 гектар, 6-8 ромашек до 100 гектар и далее по 1-2 ромашки на каждые дополнительные 50 гектар. После формирования полетное задание автоматически передается на дрон через мобильное приложение.

Съемка выполняется на высоте от 2 до 10 метров со сверхвысоким разрешением снимков – от 1 мм/пиксель. После завершения полета система автоматически собирает снимки со всех участков поля, эти снимки распознаются нейросетью, которая в итоге выдает заключение: какие сорняки в какой фенофазе находятся на конкретном поле, какова густота посевов. Получив результаты распознавания, рекомендательная система «АссистАгро» посоветует какой гербицид из закупленных лучше применить на этом поле, в какой дозировке и в какие периоды сделать опрыскивание. При этом опрыскивание можно проводить дифференцированно, в том числе с помощью дронов, так как система предоставляет данные по количеству сорняков и их видовому составу в различных частях поля, что позволит дополнительно повысить экономическую эффективность технологии. На момент написания обзора система обучена для работы со следующими культурами: зерновые, кукуруза, подсолнечник, рапс, свекла, соя, горох, горчица, картофель. Система также подсказывает оптимальные часы для проведения технологических операций в зависимости от высокоточного прогноза погоды.

С помощью «АссистАгро» руководители сельхозпредприятий могут независимо от компетенции и предвзятости исполнителя получать информацию о том, как развиваются их посевы: какова густота пропашных культур (что очень важно, так как их семена стоят дорого и будут стоить еще дороже), какие сорняки есть на поле и в каком количестве, эффективно ли сработали СЗР. Получаемая информация позволяет уменьшить нагрузку на агрономов, а в небольших хозяйствах, где нет дипломированных специалистов, помочь в принятии своевременных и правильных решений. Система также прогнозирует урожайность по основным сельскохозяйственным культурам, что помогает определиться с размером затрат на защиту растений. На урожайных полях величина потерь от сорняков, болезней и вредителей больше, значит стоит применить больше препаратов, на менее урожайных полях ситуация обратная. 

Инспекция сбора урожая или контроль уборки с применением БАС – это часть общих мероприятий, выполняемых обычно собственником урожая, службой безопасности, для обеспечения сохранности, своевременности и адресности доставки. В общем для этой задачи используются датчики интернета-вещей на уборочной технике, сбор информации и телеметрии с грузовых автомобилей, взвешивания и внезапные проверки.

4) учет полегания хлебов (в случае полегания) – расчет площадей под урожаем зерна ухудшенного качества.

БВС используются как для наблюдения за полем (садом) в процессе уборки, в том числе для и сверки с данными телеметрии с техники. Дроны позволяют осуществлять ежедневный мониторинг убранных площадей (сравнение с инвентаризацией), а также интеграцию с логистикой. Также, как и видеонаблюдения на трассах, – это возможность считывания номеров, контроль водителей и подтверждение маршрутов. Есть и специфические задачи для БВС, например, контроль геометрических объемов мест открытого хранения собранного урожая, позволяющих с определенной периодичностью делать высокоточную съемку и получать данные об изменении геометрических параметров, например, свекловичных кагатов, как представлено на рисунке 2.10. 

Наблюдение с БВС в отличие от предыдущих сценариев подразумевает, что оператор (обычно это агроном) наблюдает на экране пульта управления или планшета то, что в этот самый момент времени снимает камера дрона, поднятого над полем (садом, чеком, бахчей). По сути – это возможность не пешком пройти к центру или другой стороне поля, а за пару минут запустить легкий мультикоптер с камерой и посмотреть – что там происходит? Подняться над полем целиком, увидеть в видимом спектре или смещенном спектре, мультиспектре неравномерности в цвете культуры, высоте или всхожести. За счет ручного управления – подлететь ближе к аномалии и рассмотреть её подробней.

Наиболее часто для этой задачи применяется оборудования DJI линейки Mavic и Phantom. Сценарий применения не подразумевает сложной обработки получаемых данных, но результаты съемки могут быть сохранены как путём записи экрана, так и сохранением отдельных фотографий, к которым можно будет вернуться в последующем при необходимости.

Этот сценарий обычно не предусматривает привлечение подрядчиков и используется самим фермером, агрономом хозяйства.

Стоимость дрона с DJI Mavic 3 - 200 000 руб., с мультиспектральной камерой DJI Mavic 3 Multispectral - 500 000 – 800 000 руб. Дрон Агроскаут от Альбатрос обойдется в 400 000 – 800 000 руб для аналогичных целей.

Иллюстрации наблюдения агронома с помощью мультотора DJI Phantom4 RTK за выполнением гербицидной обработки на поле, выполняемой DJI Agras T30, представлены ниже на рисунках 2.12, 2.13 и 2.14.

Рисунок 2.15 – Иллюстрация работы агродрона при выполнении операции опрыскивания.
РСО-Алания, сезон 2024

Опрыскивание — это эффективный метод использования агрохимикатов (прежде всего пестицидов), который заключается в нанесении капель жидкого раствора пестицида, суспензии или эмульсии на поверхность, требующую обработки. Для этого применяются различные типы опрыскивателей, в том числе ручные, наземные, и в нашем случае - агродроны. [10]

Какие факторы, влияют на эффективность опрыскивания:

1. Своевременность обработки

2. Равномерность внесения

3. Степень покрытия

4. Дозировка

5. Свежесть (время от момента приготовления) баковой смеси

С учетом выше описанных в разделе 2.2 преимуществ агродронов эффект от начала их применения в типичном российском хозяйстве обычно связывают со своевременностью обработки и свежестью баковой смеси. Это без учета особенностей ультрамалообъемного опрыскивания, о котором подробней будет рассказано ниже.

Опрыскивание следует рассматривать в двух аспектах:

1. Биологический

2. Физико-химический

Биологический аспект — состоит в проведении опрыскивания в оптимальные сроки. Во-первых, это связано с токсикологической целесообразностью применения пестицидов против чувствительной стадии или фазы развития вредных организмов. Во-вторых, оптимальные сроки связаны с продолжительностью опрыскивания во времени. Это лимитируется развитием защищаемой культуры. Для получения хороших биологических результатов важна степень покрытия обработанного объекта. Степень покрытия – это отношение площади поверхности, покрытой рабочей жидкостью пестицида, к общей площади поверхности объекта обработки. В результате анализа большого экспериментального материала установлено, что для различных видов препаратов степень покрытия должна быть не менее: 0,5 – 1,0 % для гербицидов; 2,0 – 3,0 % для инсектицидов и фунгицидов.

Физико-химический аспект опрыскивания включает знания свойств применяемых препаратов, размера капель, степени покрытия обрабатываемой поверхности, нормы расхода рабочей жидкости и PH-воды. Из свойств пестицидов важно знать при какой температуре воздуха можно проводить опрыскивание, чтобы максимально снизить численность вредных организмов или не вызвать ожоги растений. Важно знать совместимость пестицидов при опрыскивании комбинированными составами. Например, фосфорорганические и пиретроидные инсектициды разлагаются в щелочной среде и теряют токсичность.

Таким образом, существует много факторов кроме инструмента, которым осуществляется опрыскивание (агродрон, самоходный опрыскиватель или пилотируемый самолет), которые определяют успех проведения этой операции. Профессиональный исполнитель – эксплуатант агродрона – должен владеть этой информацией, как и заказчик (агроном заказчика). Только в такой связке профессионалов можно гарантировать максимальный эффект обработки без риска для культуры.

В опрыскивании выделяют многообъёмное – более 300 л/га1, полнообъёмное – 200-300 л/га, малообъёмное (МО) – 75-200 л/га, а также ультрамалообъёмное (УМО) – до 25 л/га. Именно с появлением ультрамалообъемного опрыскивания, подтверждения его эффективности на достаточном количестве препаратов и сложных баковых смесей связано эффективное применение агродронов в сфере защиты растений, поэтому УМО в настоящем Обзоре будет разобрано достаточно подробно, с известными преимуществами и недостатками, которые зачастую не разделяя относят к преимуществам и недостаткам агродронов, которые работают с УМО. У многих практиков произошло смешение понятий и УМО в настоящее время для них неотделимо от агродрона. Это не совсем верно, поэтому мы постараемся в обзоре отделить УМО, которое может на практике осуществляться с наземной техники и пилотируемой авиации (авторы неоднократно наблюдали такие обработки лично), и применение агродронов.

Обычно выделяют следующие преимущества УМО:

• Биологическая активность пестицида выше, так как больше площадь покрытия. А с учетом применения агродронов за счет завихрения воздушного потока пестицид попадает и на нижнюю сторону листа;

• Отсутствие стекания агрохимии в почву. Достигается это за счет уменьшения диаметра капель и тех же завихрений, оставляющих пестицид на растительном покрове. Для сравнения при полнообъемном опрыскивании теряется до 30% пестицида от стекания в почву;

• Во многих случаях УМО позволяет снизить норму расхода препарата2 (здесь речь о снижении удельного расхода именно действующего вещества) ввиду высокой биологической активности и отсутствия стекания;

• Экономия ГСМ и затрат на оплату труда вследствие уменьшения количества подвозов воды;

• Для маловодных и засушливых регионов это еще и сама экономия воды, которой может не быть в достаточном количестве для полнообъемных обработок.

К недостаткам УМО обычно относят:

• Более подвержено эффекту инверсии. При возникновении метеорологических аномалий при УМО с малым размером капли повышается риск сноса и переноса препарата. Это не столько влияние ветра, который сносит капли на условно фиксированное расстояние, сколько способность мелких капель длительное время находиться в воздухе и выпадать с росой, что заметно при обработке низкой культуры или обработке пара1;

• Снос препарата по ветру. Это является проблемой для неопытных эксплуатантов2 и создает сложности при обработке малых делянок3. Для полей стандартного размера (~100 га) и опытным внешним пилотом БАС снос по ветру в пределах допустимого4 не ухудшает качества обработки и не приводит к потерям препарата;

• Испарение мелких капель. Так при повышенной температуре и влажности воздуха 80% время “жизни” капель 200 мк составляет 200 секунд, а капель 50 мк – 12,5 секунд. В том числе поэтому в нашей стране в летнее жаркое время обработки более эффективны при их проведении в темное время суток;

• Повышенные требования к качеству воды. Оптимальный pH для работы большей части химических средств – около 6. За этим параметров стоит усиленно следить. Также стоит обратить внимание, что чем дольше стоит приготовленная рабочая жидкость, тем сильнее она теряет свои свойства;

• Малое количество зарегестрированных с рекомендациями по УМО препаратов в РФ. Это системная проблема, приводящая к тому, что в настоящее время существует два вида рекомендаций по количеству воды в баковой смеси от производителей СЗР – одни официальные, соответствующие проведенным ранее испытаниям при внесении в каталог пестицидов и агрохимикатов, и другие «по дружбе», когда в частном порядке делятся информацией о том, как тот же препарат, зарегистрированный для полнообъемного внесения, работает при УМО. Какие препаративные формы больше всего подходят для УМО?

• Микрокапсулированная суспензия. Такие пестициды представляют суспензию действующего вещества, заключенного в тонкую оболочку пленкообразующего материала. В каталоге пестицидов и агрохимикатов зарегистрировано 10 МКС пестицидов. Среди них – инсектициды и гербициды. Однако такие препараты стоят существенно дороже классических решений;

• Водно-диспергируемые гранулы;

• Масляные дисперсии.

Нет единого мнения, какими препаративными формами работать лучше всего, но стоит понимать, что конечную применимость определяет плотность раствора. Чем ближе она к плотности воды, тем лучше. Также необходимо учитывать летучесть действующего вещества.

Одним из ценных навыков при выполнении опрыскивания является приготовление баковой смеси, что приобретает особо важное значение при УМО, когда концентрация действующих веществ высока. Важным резервом повышения биологической и экономической эффективности применения химических средств защиты растений является использование баковых смесей, которые позволяют одновременно уничтожить сорняки, вредителей и болезни. С помощью этого приема можно не только замедлить адаптацию вредных организмов к применяемым препаратам, но и уменьшить пестицидную нагрузку на обрабатываемую площадь, повысить производительность труда, сэкономить ГСМ, уменьшить механическое повреждение культуры, снизить себестоимость агрохимических работ, сохранить структуру и гумус почвы. Например, применение комбинаций небольших доз двух или более пестицидов может обеспечить такую же биологическую эффективность и длительность действия, как и обработка, большой дозой более токсичного препарата.

Различают два основных вида смесей: выпускаемые химическими предприятиями в готовом виде (заводские смеси, комбинированные препараты) и приготовляемые непосредственно перед опрыскиванием (баковые смеси)

Использование пестицидов в баковых смесях в настоящее время получило широкое распространение в практике химической защиты сельскохозяйственных культур, как в России, так и за рубежом.

Баковые смеси могут состоять из пестицидов одного назначения (инсектицидные, фунгицидные или гербицидные). Такие комбинации применяют для расширения спектра действия и повышения эффективности подавления отдельных вредных организмов. Возможны также баковые смеси из препаратов разного назначения, что позволяет одновременно вести борьбу с целым комплексом вредных объектов.

Производственный опыт и научные исследования показывают, что использование пестицидов в баковых смесях целесообразно только при совпадении сроков обработки каждым компонентом и их физико-химической совместимости.

Выбор оптимального срока применения баковых смесей является важнейшим фактором при проведении защитных мероприятий. Именно неправильно выбранный срок опрыскивания становится на практике основной причиной неудач. Этот фактор приобретает особое значение в тех случаях, когда компоненты смеси – препараты с различными сроками применения.

При использовании пестицидов в баковых смесях следует учитывать физико-химические свойства и взаимодействие не только действующих веществ, но и компонентов препаративных форм: поверхностно-активных веществ, наполнителей, стабилизаторов, растворителей и специфических добавок.

В процессе приготовления баковых смесей пестицидов в производственных условиях может произойти изменение физико-химических свойств компонентов и увеличение токсичности по отношению к культурным растениям. Чтобы избежать этого, нужно соблюдать основные правила смешивания препаратов. Рекомендуется следующая последовательность добавления средств зашиты растений в бак опрыскивателя (через маточный раствор), в зависимости от их препаративной формы:

Агродроны способны вносить как жидкие удобрения (некорневая подкормка), так и гранулированные. Некорневая (листовая) подкормка (как и внесение пестицидов) проводится поверхностно. Усвоение элементов питания идет за счет их поглощения поверхностью листьев. Считается наиболее эффективным и экономичным способом внесения микроэлементов.

Некорневые подкормки проводятся в течение вегетационного периода при визуальном обнаружении недостатка микроэлементов у растений. Этот способ внесения позволяет своевременно корректировать недостаток микроэлементов и одновременно избежать негативных последствий внесения микроэлементов в почву.

Внесение листовых подкормок возможно с помощью БАС. Особенно это выгодно в случае, если необходимо применять внесение в дифференцированных дозах (в рамках концепции точного земледелия). Сначала с помощью БАС определяют вегетационные индексы, по индексам разрабатывают алгоритм подкормки посевов. Затем с помощью дрона вносят подкормку в нужное место в нужной дозе. Также эту технологию листовых подкормок или листовых обработок средствами защиты растений можно успешно применять в питомниках древесных растений, на виноградниках, в промышленных садах.

Таким образом, для осуществления внесения средств защиты растений и удобрений в дифференцированных дозах необходимо три этапа:

1) обследование с помощью БАС (полевая работа);

2) обработка данных, анализ, построение карты внесения (камеральная работа);

3) внесение пестицидов или агрохимикатов с помощью агродрона (полевая работа).

Макроэлементы (азот, фосфор, калий) обычно вносятся в почву перед посевом в качестве стартового удобрения. Успешный опыт внесения NPK (Азот+фосфор+калий) агродронами с помощью установленных на них штатных разбрасывателей нормой 120 кг на га имеется у многих хозяйств. Следует учитывать, что расходы на внесение агродроном при норме 100 кг на га будут на уровне 3000 р на га. Экономическая эффективность использования для внесения нормами 100кг и более агродронами может быть с учетом такой стоимости лишь при отсутствии возможности наземной техники зайти на поле, либо в связи с отсутствием работоспособной наземной техники. 

В мире сев риса уже признан как эффективный метод применения агродронов, вытесняя в этой операции наземную технику. Стоимость такой операции оценивается примерно в 3500р на га рисового чека при норме высева 100-120 кг на га. Под это специально адаптируются как чеки, так и вся агротехнология, включая сроки заполнения чеков водой.  

В последние годы сельское хозяйство России сталкивается с новыми вызовами, в том числе в борьбе с насекомыми-вредителями, наносящими значительный урон посевам. Одним из перспективных, хотя и пока малоразвитых направлений, является использование энтомофагов — насекомых-хищников, которые питаются вредителями и их личинками, не повреждая при этом сельскохозяйственные культуры. Этот биологический метод борьбы является более экологически чистым и естественным по сравнению с традиционными химическими инсектицидами.

Энтомофаги – природные защитники растений, они представляют собой группу насекомых, включая трихограмму, габробракона и златоглазку, которые играют важную роль в биологической защите растений.

Трихограмма, один из наиболее распространённых энтомофагов, откладывает свои яйца в яйца вредителей, что приводит к их уничтожению ещё на стадии эмбрионального развития. Каждая самка трихограммы способна отложить яйца в 20-40 яиц вредителя, а радиус её разлёта составляет до 3 метров. За один вегетационный сезон трихограмма может дать до 5-6 поколений, что позволяет ей эффективно контролировать популяции вредителей на протяжении всего сезона.

Габробракон, в свою очередь, парализует гусениц вредителей, таких как стеблевой кукурузный мотылёк и хлопковая совка, с помощью токсина, вводимого через яйцеклад. Это приводит к тому, что гусеницы прекращают своё питание и рост, что снижает их вредоносность. Биологическая эффективность выпуска габробракона достигает 82% на кукурузе и 88% на подсолнечнике, что делает его мощным инструментом в борьбе с вредителями.

Златоглазка — ещё один важный энтомофаг, активно поедающий гусениц, тлю, трипсов и других мелких вредителей. Личинки златоглазки поедают до нескольких сотен вредных объектов за свой короткий жизненный цикл, что делает её крайне эффективной в контроле популяций вредителей.

Технология внесения энтомофагов с помощью дронов

С 2017 года в России активно развиваются технологии внесения энтомофагов с помощью беспилотных воздушных систем (БВС), или дронов. Применение дронов позволяет быстро и равномерно распределять энтомофагов на больших площадях сельскохозяйственных угодий, что существенно повышает эффективность биологической защиты.

Адаптация разбрасывателей под конкретные агрономические задачи открывает новые горизонты для эффективного внесения полезных насекомых, обеспечивая гибкость и высокую производительность в сельском хозяйстве. Такой подход может существенно повысить продуктивность и устойчивость аграрных систем в условиях изменения климата и дефицита ресурсов.

Процесс защиты сельскохозяйственных культур с использованием энтомофагов и беспилотных авиационных систем (БАС) является современным, высокотехнологичным и эффективным решением для борьбы с вредителями. В основе этой технологии лежит применение летающих платформ, таких как DJI Matrice 100 (M100) и DJI Matrice 600 (M600), обеспечивающих точное и равномерное распределение полезных насекомых по полям.

Однако в настоящее время наблюдается дефицит запчастей и расходных материалов для импортного оборудования. В ответ на эту проблему ведется разработка универсальной летающей платформы отечественного производства, которая способна заменить существующие модели. Её ключевое преимущество — универсальность, позволяющая адаптироваться к различным задачам и типам разбрасывателей, обеспечивая гибкость в использовании.

Для эффективного внесения энтомофагов применяются различные конструкции разбрасывателей, специально разработанные для конкретных задач. Например, разбрасыватели габробракона и златоглазки представлены в двух версиях, отличающихся кинематикой и контроллерами, что позволяет выбрать наиболее подходящий инструмент для выполнения работ.

Первая версия разбрасывателя оснащена автономным контроллером на базе двух микроконтроллеров Atmega328. Она может быть адаптирована к любым летающим платформам при небольшой доработке узла крепления. Управление сбросом энтомофагов происходит с использованием приёмника глобальной навигационной системы GNSS, который задает команду на сброс в зависимости от скорости движения платформы.

Вторая версия разбрасывателя имеет более сложную архитектуру, с контроллером на базе чипа STM32, интегрированным с полётным контроллером платформы М600. Такая интеграция позволяет заранее программировать точки сброса энтомофагов и усиливать обработку в очагах скопления вредителей. Кроме того, управление сбросом может осуществляться вручную при потере сигнала GNSS, что делает систему более надёжной.

Важным элементом второй версии является зарядно-калибровочная станция, которая автоматически заряжает разбрасыватель кассетами с энтомофагами. Кассеты представляют собой листы из гофрированного картона, на которых закреплены энтомофаги, такие как габробракон (в виде личинок) или златоглазка (в виде яиц).

Кроме уже внедренных систем, ведутся разработки новых разбрасывателей для других энтомофагов, таких как триходерма. Эта система будет способна формировать пылевое облако для равномерного распределения полезных микроорганизмов, что ещё больше расширит возможности биологической защиты сельскохозяйственных культур.

Развитие БАС и совершенствование технологий внесения энтомофагов представляют собой важный шаг к устойчивому сельскому хозяйству, где минимизируется воздействие химических средств на окружающую среду и сельскохозяйственную продукцию.

Применение дронов для внесения энтомофагов в сельском хозяйстве открывает новые возможности для эффективной борьбы с вредителями. Среди ключевых преимуществ этой технологии:

1. Точность и равномерность распределения: Дроны обеспечивают точное внесение энтомофагов, что особенно важно для борьбы с вредителями, размножающимися неравномерно. Это позволяет эффективно охватывать большие площади и труднодоступные участки полей.

2. Снижение затрат на обработку: Автоматизация процесса с помощью дронов позволяет существенно сократить трудозатраты и время, необходимое для обработки полей. Это делает метод экономически выгодным и доступным для широкого использования.

3. Скорость внесения и круглосуточная работа: Дроны способны быстро обрабатывать большие площади, значительно повышая оперативность защитных мероприятий. Кроме того, они могут работать в ночное время, что особенно полезно для защиты растений в условиях, когда дневная обработка может быть затруднена или нежелательна.

Комплексная услуга по защите растений энтомофагами с использованием дронов представляет собой многоэтапный процесс, включающий работу различных специалистов и использование передовых технологий. Вот основные этапы оказания этой услуги:

5) Изучение поля и его особенностей:

Первый этап включает выезд агрослужбы на объект. Специалисты проводят осмотр посевов и анализируют географическое расположение поля, его особенности и состояние. Важно определить подъездные пути для пилотской службы, оценить уровень сигнала GPS и наличие спутников, необходимых для выполнения полётного задания. Устанавливаются феромонные ловушки, например, на хлопковую совку, для мониторинга активности вредителей.

6) Первичный мониторинг и прогнозирование:

В течение 5-10 дней проводится повторный осмотр поля, во время которого специалисты оценивают состояние посевов и популяцию вредителей. Исходя из прогноза лёта вредителей и текущей ситуации на поле, определяется порог экономической вредоносности (ЭПВ) и срок внесения энтомофагов. В случае необходимости защиты, подбирается наиболее эффективный вид энтомофагов и разрабатывается график их внесения.

7) Первичное внесение энтомофагов:

На основе результатов мониторинга, пилотская служба оперативно и своевременно вносит энтомофагов на поле с помощью дронов. Применяются уникальные схемы и алгоритмы для каждого конкретного поля, что позволяет добиться максимальной эффективности обработки. Для разных видов энтомофагов, таких как габробракон и златоглазка, используются соответствующие разбрасыватели.

8) Контроль эффективности и замена ловушек:

Через 5-10 дней проводится повторный осмотр поля, чтобы оценить эффективность внесённых энтомофагов. В случае необходимости, специалисты заменяют феромонные ловушки и определяют сроки следующего внесения биоагентов.

9) Вторичное внесение энтомофагов:

Вторичное внесение биоагентов проводится для поддержания устойчивого уровня защиты посевов и минимизации потерь от насекомых - вредителей.

10) Финальный контроль и оценка эффективности:

Заключительный этап включает осмотр поля через 5-10 дней после вторичного внесения энтомофагов. Проводится анализ результативности биологической защиты.

Этот многоэтапный процесс позволяет эффективно защищать сельскохозяйственные культуры от вредителей, минимизируя использование химических пестицидов и обеспечивая экологическую чистоту продукции.