LiDAR, змінні модулі, ультрамалооб’ємне обприскування та мультиспектральна зйомка розширюють можливості агродронів. Однак практичне застосування техніки залежить не лише від її продуктивності, а й від наявності коректних регламентів внесення препаратів.
У цьому матеріалі описано презентацію агродрона DJI, яку для групи виробників овочів і фруктів з Узбекистану провів Андрей Лай, представник компанії Dron Agro Assistance. Презентація відбулася під час навчальної поїздки до Молдови, організованої спільним проєктом ФАО та ЄБРР.
Агродрони дедалі частіше розглядають не лише як техніку для польових культур, а й як інструмент для садів та овочевих плантацій. У відео учасники демонстрації розповідають про важкий робочий дрон із LiDAR, змінними модулями та системою розпилювання, а також пояснюють, чому безпілотне внесення особливо затребуване там, де наземна техніка не може вчасно вийти в поле.
У матеріалі розглянуто два основні напрями використання агродронів: 1) сканування садів і полів; 2) обприскування. Обприскування нині є найпоширенішим напрямом, що стрімко розвивається. Водночас сканування полів дає змогу істотно підвищити ефективність управління садом і подальшого внесення засобів захисту рослин та добрив.
LiDAR для сканування полів і садів
Одним із ключових компонентів сучасних дронів є лазерний сканер, який дає апарату змогу розпізнавати елементи крони та перешкоди. За словами учасників, систему можна використовувати для попереднього сканування окремих дерев і створення карти саду.
Така карта дає змогу оперативно виявляти й усувати локальні проблеми в полях і садах, допомагаючи запобігати втратам урожаю, зберігати якість продукції та знижувати ризики й витрати. У садівництві цей підхід, зокрема, може сприяти ефективнішому проріджуванню цвіту, оптимізації навантаження врожаєм, зменшенню періодичності плодоношення, а також підвищенню якості й урожайності.
Спочатку дрон сканує сад і визначає інтенсивність цвітіння кожного дерева. Отримані дані дають змогу сформувати карту-завдання для внесення різного об’єму розчину препарату для проріджування цвіту на кожне дерево. Отже, йдеться про перехід від однакової норми на всій ділянці до диференційованої обробки окремих рослин.
За аналогічним принципом можна вимірювати розмір крони кожного дерева в саду, щоб надалі проводити підрізування коренів окремих дерев, які ростуть швидше за інші та затінюють слабші. Вирівнювання розміру крон може сприяти підвищенню врожайності та якості плодів, а також зменшенню періодичності плодоношення.
LiDAR також розглядають як засіб підвищення безпеки польоту. Учасники відео згадують випадок, коли тонка суха гілка потрапила у двигун дрона: двигун заклинило, а відірвана лопать пошкодила акумулятор. На їхню думку, нова конструкція апарата та система виявлення перешкод мають знизити подібні ризики під час роботи в садах і виноградниках.
Водночас дрон не призначений для польоту безпосередньо у вузькому міжрядді. Обробку виконують згори. Співвісна схема гвинтів створює потужний спрямований донизу повітряний потік, який, за словами учасників демонстрації, допомагає доставляти краплі робочої рідини в нижню частину крони, поки апарат протягом кількох секунд зависає над деревом.
У садах, укритих протиградовими сітками, натомість використовують самохідні автономні роботи-обприскувачі. Важливо розуміти, що дрон — це не обов’язково літальний апарат: в агробізнесі також застосовують автономні наземні, надводні та підводні системи.
Одна платформа — кілька робочих модулів
Показану у відео платформу описують як універсальну. Залежно від завдання на неї можна встановити:
- бак і форсунки для внесення рідких препаратів;
- розкидач гранульованих матеріалів;
- вантажну лебідку.
У транспортній конфігурації бак знімають, а вивільнене місце можна використати для двох додаткових акумуляторів. Лебідка дає змогу опускати й піднімати вантаж — наприклад, доставляти ящики з частини саду, куди складно заїхати іншій техніці, та переміщувати їх до краю поля.
Подібні завдання може виконувати й колісний дрон, який також здатен працювати як роботизований транспортер.
Менше води, але не менше відповідальності
Систему розпилювання оснащено атомайзерами. У відео заявлено діапазон розміру крапель 50–500 мікрометрів. Учасники відносять таку роботу до ультрамалооб’ємного обприскування й наголошують, що дронове внесення може різко скоротити використання води: вона виконує роль носія, який доставляє препарат до цільової поверхні.
Як приклад наведено інсектицид із нормою 300 г/га. За словами спікерів, дрон може внести ті самі 300 г препарату на гектар, використавши приблизно 15 л робочої рідини, зокрема близько 14,7 л води. Конкретна норма витрати робочої рідини може змінюватися залежно від завдання.
Менший об’єм води означає вищу концентрацію препарату в робочій рідині. Тому однією з головних невирішених задач учасники називають розроблення спеціальних регламентів для дронів: норм, концентрацій і переліку засобів захисту рослин, придатних для такого способу внесення. Як зазначено у відео, чинні інструкції переважно розроблено для традиційних наземних обприскувачів, що використовують значно більші об’єми води.
Учасники повідомляють про намір спільно з профільним міністерством провести випробування та підготувати рекомендації щодо препаратів, норм внесення й концентрацій для дронового обприскування.
Привабливість і безпека праці, менші витрати на пальне й робочу силу та декарбонізація
Умови та безпека праці тракториста, який вносить токсичні препарати в саду або полі, очевидно відрізняються від роботи оператора дрона. Це вагома перевага для просування технології в плодоовочевому секторі та агробізнесі загалом.
Ще одна перевага — різке скорочення використання пального та мастильних матеріалів. Окрім зменшення виробничих витрат, це дає змогу скоротити шкідливі викиди та вуглецевий слід вирощування продукції.
Застосування дронів також може істотно зменшити витрати на робочу силу в розрахунку на гектар і на тонну вирощеної продукції.
Чому дрони особливо цікаві овочівникам
За оцінкою учасників відео, дронове обприскування може дати овочівникам істотну перевагу завдяки своєчасності захисних обробок. Овочеві культури зазвичай потребують частішого захисту, ніж польові, а найбільші ризики нерідко виникають після рясних дощів. Проте саме після дощу наземний обприскувач часто не може вийти на перезволожену ділянку, через що господарство втрачає цінний час для ефективної обробки.
Дрону не потрібно рухатися полем, тому він може почати роботу там, де колісна техніка тимчасово недоступна. Можливість проводити обробки вночі також розширює робоче вікно. Своєчасне внесення препаратів допомагає знизити ризики втрати врожайності та якості, а в окремих ситуаціях може врятувати врожай, який інакше було б утрачено.
Крім того, своєчасно виконана обробка може усунути потребу в повторному внесенні, а отже, завдяки дронам загальний обсяг застосованих засобів захисту рослин потенційно можна істотно скоротити.
За словами одного зі спікерів, найбільший виробник тютюну в Молдові придбав власний дрон і регулярно використовує його для обробок. Учасники також стверджують, що в Україні агродронами вже понад п’ять років обробляють мільйони гектарів кукурудзи та інших зернових і олійних культур.
Спочатку діагностика, потім диференційоване внесення
Важкий агродрон у відео називають насамперед «робочою конячкою». Для обстеження полів учасники використовують окремий невеликий дрон із мультиспектральною камерою. Отримані знімки завантажують у комп’ютер, створюють карти та визначають точки або зони для подальшої обробки.
Мультиспектральна зйомка дає змогу виявляти просторову неоднорідність стану рослин до появи добре помітних оку симптомів. На карті можна побачити зони стресу, потенційно пов’язані з проблемами краплинного зрошення, дефіцитом елементів живлення або осередком хвороби. Після інтерпретації карти робочий дрон може вносити більше робочої рідини там, де це потрібно, і менше — на благополучних ділянках, замість рівномірної обробки всієї площі.
Продуктивність і комплект для роботи
Продавець і виробник заявляють продуктивність апарата до 30 га/год. У відео уточнено, що такого показника можна досягти за ідеальних умов: на рівному полі, без вітру, за швидкості близько 35 км/год, ширини захвату 9 м і норми витрати робочої рідини 22 л/га.
За досвідом учасників, фактичний результат залежить від конфігурації та довжини полів, вітру й обраної норми витрати робочої рідини. Тривалість польоту на одному акумуляторі оцінюють приблизно у 12–14 хвилин. Для безперервної роботи пропонують комплект із трьох акумуляторів, зарядної станції, генератора та системи охолодження: один акумулятор працює, другий заряджається, третій перебуває в ротації.
Названа у відео вартість повного комплекту становить 25 800 євро. До нього входять дрон, три акумулятори, зарядний пристрій, генератор і охолоджувач для акумуляторів.
Технологія потребує агрономічних регламентів
Головна практична перевага агродрона, продемонстрована у відео, — можливість швидко розпочати обробку без заїзду важкої техніки в поле, поєднавши обприскування з цифровим картографуванням і диференційованим внесенням. У садівництві додатковий інтерес становлять LiDAR і потенційна адаптація об’єму внесення до розміру крони.
Водночас самі учасники відео називають ключове обмеження — відсутність перевірених норм для концентрованих робочих рідин і конкретних препаратів. Тому технічна можливість обприскування ще не дорівнює готовій системі захисту рослин. Для безпечної роботи потрібні випробувані протоколи, що враховують культуру, препарат, фазу розвитку рослин, норму витрати робочої рідини та параметри розпилювання.
Презентацію було організовано в межах ініціативи ФАО/ЄБРР із кліматичної та екологічної сталості агропродовольчого сектору — у рамках підкомпонента «Екологізація плодоовочевого ланцюга створення вартості в Узбекистані» за підтримки Федерації сільськогосподарських виробників Молдови FARM.
