Команда EastFruit подводит итоги двухлетней работы по анализу возможностей внедрения цифровых технологий в садоводство и овощеводство, которые позволяют повысить устойчивость и рентабельность бизнеса, снизив затраты и негативное влияние на окружающую среду. Эта работа проводилась в рамках проекта ФАО и ЕБРР в сотрудничестве с отраслевыми ассоциациями и агробизнесом Украины, Узбекистана, Молдовы и Грузии.
Сегодня мы публикуем общий материал по истории, возможностям и прогнозам развития внедрения дронов и робототехники в садоводство и овощеводство региона. В ближайшие дни мы расскажем также о более специфических возможностях этого перспективного инструмента цифровизации агробизнеса.
Применение дронов в агробизнесе, в частности в садоводстве, выращивании ягод и овощеводстве, началось с визуального мониторинга и контроля состояния посадок. Сбор данных лежал в основе анализа ситуации в течение сезона вегетации и дальнейшего принятия оперативных решений. Некоторые агропроизводители рассматривали такой подход как обязанность агрономической службы, а другие – как инструмент для контроля качества и эффективности технологических операций.
Также см. наше видео о рынке агродронов:
Агромониторинг с помощью дронов как инструмент точного земледелия начал внедряться в Украине с 2014 года. В садоводстве применение беспилотных решений позволило значительно сократить время на проведение обследований посадок и отслеживание системного распространения болезней, вредителей и неравномерности состояния растений. Эта потребность остается особенно актуальной для представителей хозяйств с промышленным масштабом плодовых насаждений. Сегодня сбор данных с помощью дронов и их обработка с использованием передового программного обеспечения позволяют отслеживать в динамике ряд показателей состояния сада в течение сезона вегетации, что повышает экономическую эффективность хозяйства.
Такое управление включает в себя общие этапы сбора данных, картографирования изменчивости сада, обработки данных, анализа и принятия/проведения непосредственных операций. В комплексе это позволяет понять каждый аспект выращивания сельскохозяйственных культур (например, физические, биологические, химические факторы).
В странах с развитым садоводством, в процессе управления современным промышленным садом, использование дронов для сбора данных является особенно актуальным для принятия решений по проведению нормирования цветения, обрезке фруктовых деревьев (корней и кроны) и оценки состояния/качества системы орошения. В целом это позволяет повысить урожайность, повысить качество продукции, избежать периодичности плодоношения и в целом повысить устойчивость и прибыльность садоводческого бизнеса.
Рис. 1. Агромониторинг дроном яблоневого сада
Однако стоит понимать, что дроны являются лишь инструментом сбора данных. Ключевая работа происходит на этапе их обработки и анализа, и только после этого – принятие решений и проведение операций. Такой инструмент сбора данных, как дроны, имеет своё ключевое преимущество перед другими методами (спутниковый, авиационный) благодаря своей оперативности и гораздо более доступной стоимости.
В овощеводстве и выращивании ягод, как и в садоводстве, использование дронов для мониторинга и дальнейшей обработки данных позволяет не только оперативно принимать решения, но и прогнозировать проведение следующих технологических операций, оценивать качество и эффективность внесения пестицидов, а также оценивать плановую урожайность и управлять факторами, которые на неё влияют.
Обработка данных позволяет анализировать не просто общий массив данных, но и спускаться на уровень каждого отдельного растения, куста или дерева, что позволяет принимать локальные решения и экономить и рабочую силу и МТР. А благодаря привязке к геокоординатам, проведение индивидуальных операций значительно упрощается и может быть проведено для конкретной единицы.
Дроны-опрыскиватели и наземная робототехника
За последние 3-4 года произошли очень большие изменения в применении дронов в агропроизводстве, которые касаются, прежде всего, внесения дронами средств защиты растений и удобрений. На полевых культурах – зерновых, масличных и т.д., это можно сравнить с настоящей революцией. Такое внимание к технологии в первую очередь объясняется значительной экономичностью (до 90% экономии топлива, до 30% экономии пестицидов, до +10% дополнительного урожая из-за отсутствия технологической колеи, другие преимущества) в сравнении с традиционной колесной техникой и высокой эффективностью внесения препаратов.
По итогам 2021 и 2022 года в Украине было обработано 2,2 млн гектаров сельскохозяйственных угодий, при этом последний год показал 20% прирост площади, обработанной агродронами в условиях войны. Сами дроны стали незаменимым ресурсосберегающим инструментом, который в условиях 2023 года становится крайне важным для агропроизводителей из-за необходимости оптимизации всех расходов при сохранении урожайности.
Рис. 2. Дрон-опрыскиватель XAG V40.
Общий экономический эффект использования дронов-опрыскивателей по итогам двух сезонов можно оценить на уровне:
Ø прирост урожая основных зерновых и масличных культур +345,4 тыс. т,
Ø экономия топлива -12,1 млн л,
Ø экономия воды -440 тыс. т,
Ø сокращение выбросов углерода -30,8 млн т.
Благодаря открытости украинских аграриев, Украина в 2021 году была признана мировым лидером по интенсивности внедрения технологии дронов-опрыскивателей в сельское хозяйство, а в 2022 году удалось утвердить первенство на европейском рынке.
В отличие от уже сформированного рынка дронов-опрыскивателей для полевых культур, в садоводстве и ягодно-овощном секторе спрос на внесение средств защиты растений и удобрений дронами только начинает формироваться. В украинском садоводстве интенсивность использования дронов-опрыскивателей остаётся невысокой. В первую очередь это объясняется определенной «монолитностью» отрасли, отличием бизнес-модели от полевого растениеводства и гораздо меньшими масштабами.
Площадь многолетних посадок, по данным Госстата Украины, составляет около 3% от общей площади земель сельскохозяйственного назначения. Площадь садов и ягодных насаждений, по самым оптимистичным оценкам, достигает 250 тыс. га. При этом земельный банк даже одного из агрохолдингов может значительно превышать эту площадь. Для сравнения зерновые и зернобобовые в 2022 году занимали около 12 млн га.
Соответственно, и для сервисных компаний, которые оперируют флотом дронов, более интересным и прибыльным клиентом являются производители зерновых культур, потому что получив одного такого клиента, можно заработать больше, чем на всей плодоовощной отрасли.
Как решить проблему обработки дронами, если сад укрыт антиградовой сеткой?
Рис. 3. Наземный дрон XAG R150.
Также стоит отметить, что передовые химические компании активно работают над адаптацией препаратов для внесения дронами-опрыскивателями непосредственно в садоводстве. В частности, львиная доля практических исследований основывается на использовании наземных дронов-опрыскивателей, что особенно важно для проведения операций в садах укрытых антиградовой сеткой, системой антидождь, плёнкой или другими видами защищённого садоводства.
Следовательно, в перспективе нескольких лет стоит ожидать стремительного роста популярности агродронов в этой отрасли. При этом применение дронов-опрыскивателей в садоводстве будет иметь преимущества как по качеству внесения средств защиты растений, так и по экономическому эффекту в целом для предприятия.
Неожиданные направления использования дронов
По мнению Андрия Ярмака, экономиста инвестиционного департамента Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), высказанное им во время онлайн-семинара «Дроны, робототехника и беспилотные решения в овощеводстве и садоводстве», более активное использование дронов в садоводстве и овощеводстве откроет новые перспективы, о которых мы даже не догадываемся сейчас.
Одним из ярких примеров, является использование дронов для опыления садов фундука. Видео о том, как это работает на практике можно посмотреть здесь. Аналогичные проблемы с опылением есть и у других культур – например у груши. Даже яблоня, если погодные условия не оптимальные, например, слишком холодно, часто недоопыляется, что приводит к снижению объёма и ухудшению качества урожая. Возможно, садоводам на этот случай стоило бы иметь запас пыльцы и возможность доопыления сада дронами.
Также активно внедряется использование дронов даже в теплицах, а значит, эти же дроны смогут со временем работать и в интенсивных садах. Поэтому нужно отметить, что мы пока ещё не знаем всех возможностей применения дронов в садоводстве и овощеводстве.
Прогнозы по использованию дронов в садоводстве и овощеводстве
Учитывая текущую ситуацию, перспективы использования беспилотных технологий в садоводстве, выращивании ягод и овощеводстве будут следующими.
Использование дронов для агромониторинга, оценки фитосанитарного состояния растений, мультиспектрального анализа – базовый инструмент точного земледелия, без которого в ближайшем будущем не сможет работать ни одно хозяйство. С техническим совершенствованием БПЛА (беспилотных летательных аппаратов) и специализированных камер, сенсоров, технология станет все более профессиональной и массовой. При этом программное обеспечение для обработки данных и отслеживания, моделирование состояния насаждений, принятие оперативных решений станет проще в использовании и экономически целесообразным на уровне микропредприятий.
Что касается проведения агромониторинга на садах под сеткой с воздуха – это технологическое решение не удастся применить эффективно. Сетка препятствует получению корректных данных, и, следовательно, их дальнейшая обработка невозможна. При этом не стоит отбрасывать факт того, что технологические компании продолжат работу над оснащением наземных роботизированных платформ дополнительными сенсорами и камерами, которые позволят проводить оперативный осмотр насаждений под сеткой.
Рис. 4. Яблоневый сад под сеткой.
Использование дронов-опрыскивателей и наземной робототехники в ближайшие 3-5 лет будет стремительно расти. В частности, украинская компания Drone.UA прогнозирует, что 80% всех технологических операций по внесению фунгицидов, инсектицидов, микроудобрений и т.д. будут выполняться агродронами, включая востребованные наземные дроны-опрыскиватели, которые максимально удовлетворят потребности садов под сеткой. Наземные дроны-опрыскиватели будут продолжать совершенствоваться, чтобы упростить и сделать уход за садами более эффективным.
Однако специалисты EastFruit считают подобные оценки слишком оптимистичными, хоть и видят реальные перспективы высоких темпов внедрения использования робототехники и дронов. По нашим оценкам, если проникновение дронов в садоводстве Украины для внесения СЗР к 2028 году достигнет 20-25%, то это можно будет считать большим успехом.
Эксперты EastFruit также считают, что важным шагом на пути внедрения дронов в садоводство и овощеводство станет возможность их интеграции в общие системы автоматизации и повышения качества принятия решений, такие как метеостанции и системы орошения и фертигации.
