Современные тенденции стимулируют сельское хозяйство переходить на цифровую модель ведения бизнеса. Одним из подобных направлений является точное земледелие. Данная система активно развивается в США, Канаде, странах Европы и постепенно набирает популярность в России. Основные ее элементы — дифференцированное внесение минеральных удобрений, средств защиты растений и мониторинг сельскохозяйственных площадей.
ВСЕВИДЯЩЕЕ ОКО
Все чаще в рамках точного земледелия используются беспилотные летательные аппараты. Современные модели этих устройств способны не только совершать облет территории для составления электронных карт полей, но и стать полезными помощниками в ведении аграрного бизнеса. Сейчас на рынке присутствуют квадрокоптеры с мультиспектральными камерами, которые либо интегрируются в устройство, либо устанавливаются на него. За счет этого можно получить детальную карту полей в высоком разрешении с выделенными на ней неоднородными участками по биомассе растений, а также зонами с негативными факторами, которые оказывают угнетающее воздействие на выращиваемую культуру. C помощью этих данных существует возможность оценить состояние посевов, в частности плотность растительности и фотосинтетическую активность листовых пластин, определить участки замедленного роста, то есть с выпреванием, обезвоживанием, нехваткой элементов питания, присутствием сорных включений, наличием грибковых заболеваний и вредителей, а также спрогнозировать потенциальную урожайность культуры. Кроме того, аграрии могут оценить эффективность обработки посевов химическими средствами защиты и внесения минеральных удобрений.
Принцип работы беспилотных летательных аппаратов с мультиспектральными камерами достаточно прост. В зависимости от состояния растения пигмент хлорофилла, входящий в состав листовой пластины, по-разному поглощает и отражает спектры солнечного света. Данные процессы улавливает мультиспектральная камера. На основе этих сведений строятся необходимые вегетационные индексы, из которых популярным считается NDVI, позволяющие агрономам и руководителям хозяйств отмечать проблемные участки и оперативно принимать решения по выполнению той или иной технологической операции. Установленный на борту дрона высокоточный приемник GNSS дает возможность получать данные позиционирования с сантиметровой точностью, а система TimeSync пересчитывает в реальном времени взаимное смещение между фазовым центром антенны и фокусом матрицы, записывает уточненные координаты и параметры внешнего ориентирования камеры в метаданные каждого снимка. Данный комплекс, объединяющий современные технологии, позволяет получать очень четкие карты как в видимом диапазоне, так и в различных других интервалах.
КОМПЛЕКС ТЕХНОЛОГИЙ
Как известно, сегодня существуют три основных способа анализа и мониторинга сельскохозяйственных угодий: традиционный, предполагающий объезд, обход и осмотр возделанных территорий, дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), подразумевающее анализ спутниковых снимков сельскохозяйственных угодий, и облет посредством БПЛА с мультиспектральной системой и последующей обработкой снимков. Каждый из данных подходов имеет собственные преимущества и недостатки, однако использование именно дронов позволяет сократить недочеты до минимума. В последние годы многие компании стали предлагать услуги по созданию электронных карт полей и предписаний для дифференцированного внесения минеральных удобрений и средств защиты растений. Обычно стоимость их работы начинается от 60 руб/га. Однако приобретение собственного беспилотного летательного аппарата со специальным программным обеспечением позволит сократить данные расходы и составлять задания для площади в 100 га лишь за 40 минут.
Как уже отмечалось, квадрокоптеры с мультиспектральными камерами — отличный инструмент получения карт предписаний для дифференцированного внесения минеральных удобрений и средств защиты растений. Однако осуществлять данную процедуру можно с помощью не только традиционной самоходной и прицепной техники, но и специальных дронов-опрыскивателей, причем такой комплексный подход поможет значительно снизить затраты на закупку туков и пестицидов. Осуществление этой операции с помощью беспилотного летательного аппарата имеет ряд преимуществ. Среди них — простота и доступность использования, поскольку подготовка оборудования к работе осуществляется за считаные минуты, возможность обработки с предельно малых высот, благодаря чему удобрения не расходуются впустую, и в ночное время суток, когда влажность оказывается выше, а температура уменьшается. Последняя возможность реализовывается посредством автоматического режима облета по заданному маршруту и оснащения дронов радарным модулем и светодиодными прожекторами. Кроме того, при работе малого летательного аппарата реализуется технология принудительного вдувания, то есть седиментация, за счет которой поток воздуха от пропеллеров буквально вдувает раствор в культуру.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ
Среди известных недостатков традиционной обработки с помощью навесных и самоходных опрыскивателей — частые прокаты агрегатов по полю, по причине чего происходит полегание культуры от колесной базы и создается техническая колея. Проблема является особенно острой для сельхозпредприятий, использующих дорогой посевной материал, например для семеноводческих и селекционных центров. Дроны-опрыскиватели выполняют эту операцию на высоте от 1,5 до 5 м, что исключает полегание выращиваемых культур и образование технической колеи. Кроме того, для многих компаний представляет сложность обработка посевов в труднодоступных зонах: вокруг столбов электросетей, на крутых склонах, рисовых чеках и прочих, где невозможна работа традиционных машин. Технология опрыскивания сельхозкультур посредством беспилотных летательных аппаратов помогает решить данную проблему. Другой значимый недостаток обработки посевов с помощью самоходной и прицепной техники — нахождение оператора в контакте с токсичным рабочим раствором, который может нанести непоправимый вред его здоровью. При работе с дронами этот фактор исключается.
Некоторые сельхозпроизводители предпочитают вместо традиционных аграрных машин пользоваться услугами малой авиации для опрыскивания полей, однако такой способ не может стать универсальным и повсеместным решением. Прежде всего, парк подобных самолетов в нашей стране недостаточно широк и находится, как правило, в ненадлежащем состоянии. Квалифицированных специалистов, работающих на таком оборудовании, также не хватает. Кроме того, качество обработки полей с помощью малой авиации не столь высокое, как при использовании обычной техники или дронов. При авиационном внесении рабочий раствор сносит, нередко отмечается мор пчел и ожоги культур на соседних участках, а некоторые зоны могут пропускаться и оставаться без обработки. Данный факт также подтверждает преимущество применения квадрокоптеров. Безусловно, стоимость готового промышленного решения на базе беспилотного летательного аппарата может показаться высокой, однако при сравнении с потерями урожая от неправильной обработки она оказывается не столь впечатляющей.
