Команда EastFruit продовжує серію публікацій про можливості підвищення ефективності садівництва та овочівництва, за допомогою дронів і робототехніки. Загальний оглядовий матеріал можна прочитати за цим посиланням, а про те, як можуть всевидющі дрони поліпшити якість прийняття рішень, читайте тут. Сьогодні ж ми більш детально розповімо про переваги дронів перед стандартними обприскувачами. Ну і згадаємо про їхні недоліки, звісно.
Якщо спочатку дрони використовували переважно для моніторингу, то нині вони стали ефективним інструментом для внесення розчинів і сипучих матеріалів як з повітря, так і наземним способом. Дрони стали не тільки технологічно простішими у використанні, а й доступнішими. Наприклад, вартість повітряного дрона-обприскувача в середньому в 10 разів менша порівняно з наземним самохідним обприскувачем за аналогічної продуктивності. Застосування безпілотних роботизованих технологій у сільському господарстві зростає, і надалі тільки збільшуватиметься.
Застосування агродронів доцільніше не лише через меншу вартість обладнання, а й завдяки значній ресурсоощадності, маневреності, мобільності та безпечності для працівників завдяки мінімальному контакту з препаратом в процесі внесення.
Мал. 1. Дрон-обприскувач XAG V40.
Дрони-обприскувачі мають певні вимоги до погодних умов: існують межі, поза яких пілотування БПЛА небезпечне, а ефективність роботи знижується. Як правило, дрони-обприскувачі XAG V40 мають наступні стандартні параметри внесення: висота польоту – 4-5 м, швидкість польоту – 6-8 м/с (21,6-28,8 км/год) (1 м/с дорівнює 3,6 км/год або 1 км/год = 0,278 м/с), розмір краплі – 130-150 мкм, ширина захвату 8-8,5 м, вилив робочого розчину 5-6 л/га. Вимоги до погодних умов за ультрамалооб’ємного обприскування (УМО) 1 – 10 л/га: швидкість вітру – до 5 м/с; температура повітря – 10-25 °C; вологість повітря – не менше 60%; відсутність конвекції повітря.
Вітер. Впливає на знос препарату. Рекомендована швидкість – до 5 м/с. Максимально допустима швидкість вітру для внесення ЗЗР: 5 м/с (для уникнення ситуацій знесення засобів захисту рослин в процесі внесення). При збільшенні висоти польоту збільшується ширина захоплення (діаметр покриття), але і збільшується відстань зносу препарату вітром.
Температура. Занадто висока або низька температура буде знижувати засвоєння препарату. Рекомендована: до +25 °C та не нижче +10 °C.
Опади. Змивають препарат, тому обприскування не проводять при опадах. Часто обприскування проводять вночі через нижчу температуру і вітер.
Система розпилення може бути у вигляді звичайних форсунок, з яких виливається рідина (за такою технологією працює класична наземна техніка для обприскування) або більш інноваційна технологія дискових атомайзерів.
Атомайзери призначені для того, щоб розпилювати рідину на поверхню поля у вигляді дрібних крапель контрольованого розміру з високим показником однорідності розміру крапель, з можливості швидкого та легкого коригування розміру краплі навіть під час польоту. Це дозволяє досягти більш рівномірного розподілу рідини та забезпечує більш ефективне використання рідини, а також мати вищу продуктивність і ресурс обладнання тому, що атомайзери не мають проблем з забиттям системи подачі рідини залишками чи твердими фракціями робочого розчину.
Мал. 2. Форсунки-атомайзери для ультрамалооб’ємного внесення засобів захисту.
У їх конструкції використано диски, що обертаються з надзвичайно великою частотою. Оскільки рідина у такі форсунки потрапляє відразу після виходу з бака, на її шляху до розпилення немає жодної перешкоди чи звуження. Це, разом зі швидким обертанням дисків усередині самих форсунок, дає змогу продути крізь них навіть рідину із густиною киселю, розпиливши її на рослини з чітко заданим розміром ультра малих крапель. У традиційних наземних обприскувачах такої можливості немає — форсунки-атомайзери є запатентованою технологією світового виробника агродронів XAG та новим трендом саме в обприскуванні рослин під час ультрамалооб’ємного внесення препаратів. Обидва параметри — швидкість обльоту рослин та розмір крапель розпилюваного розчину під час застосування дронів-обприскувачів можна змінювати динамічно, у ході обробітку.
Атомайзери можуть бути різного типу, включаючи:
Форсункові атомайзери розпилюють рідину на поверхню поля у вигляді дрібних крапель за допомогою спеціальних форсунок. Їхньою перевагою є точний і контрольований розподіл рідини на поверхні поля. Завдяки силі низхідного потоку та допустимо малому розміру крапель створюється туманоподібний потік, який огортає рослину по всій вегетаційній масі і таким чином сприяє високій засвоюваності діючої речовини.
Вентильні атомайзери використовують вентилі для контролю розподілу рідини на поверхні поля. Вони забезпечують більшу ефективність та рівномірність розподілу рідини на поверхні поля.
Ультразвукові атомайзери використовують ультразвукову хвильову технологію, щоб перетворити рідину на туман. Їхньою перевагою є можливість розподілення рідини на більшій площі з меншою кількістю рідини.
Насоси та атомайзери можуть бути обладнані електронною системою контролю. Це дозволяє точно контролювати подачу рідини та розмір крапель.
Робота звичайних форсунок на самохідних обприскувачах залежить від тиску розпилення, що є важливим недоліком через утворювання різного розміру крапель. Якість розпилення звичайними форсунками залежить від швидкості потоку, створюваного тиском. Тиск розпилення звичайними форсунками на обприскувачах не повідомляється. Натомість на прикладне програмне забезпечення покладається контроль швидкості потоку, а тиск регулюється у фоновому режимі у відповідь на зміни швидкості руху, розміру сопла форсунки. Оператор на обприскувачі може ненавмисно працювати під таким тиском, який створює різний розмір крапель і неправильну якість розпилення.
Для зменшення дрейфу препарату важливо вибирати форсунки, які створюють краплі великого розміру понад 100 мкм, забезпечуючи при цьому відповідне покриття за передбаченої норми нанесення та тиску. Можна вибрати спеціально розроблені форсунки для зменшення дрейфу або форсунки-атомайзери із регулюванням розміру крапель для дронів-обприскувачів (наприклад, із захистом від дрейфу або типи повітряної індукції), які працюють при нижчому тиску (від 15 до 30 фунтів на квадратний дюйм) і утворюють великі краплі, які матимуть менший потенціал дрейфу.
Форсунки-атомайзери на дронах від бренду XAG створюють більш однакові розміри крапель у порівнянні зі звичайними форсунками на обприскувачах і можуть змінювати розмір крапель без зміни тиску розпилення. Атомайзери використовують відцентрову енергію для створення розпилення з вужчим діапазоном, що означає менше дрібних і менше великих крапель. Розмір краплі змінюється зі швидкістю обертання дисків від моторів атомайзерів. Це означає, що якщо вища швидкість руху збільшує тиск розпилення, то вплив на якість розпилення можна нейтралізувати зміною швидкості обертання, щоб усе було більш однорідним.
Мал. 3. Дрон-обприскувач XAG V40.
Використання дронів значно економніше, ніж використання традиційних методів: будова атомайзерів і створення низхідного повітряного потоку гвинтами сприяють швидкому осіданню препарату на листя рослин і стійкості до бокового зносу. Використання дронів дозволяє зекономити до 30% об’єму ЗЗР.
Дрони працюють за технологією ультрамалооб’ємного (УМО) внесення, тому зникає потреба підвозу великих об’ємів води. Достатньо до 8 л/га води, що дозволяє економити воду на 95%, в порівнянні з наземними оприскувачами, які використовують норму 150-200 л/га.
Завдяки УМО можна виставити / налаштувати розмір краплі 150 мікронів, така крапля не розпадається, осідає на рослині одразу та дуже швидко поглинається. Це підвищує швидкість внесення та засвоєння препарату. А завдяки турбулентним потокам від гвинтів, краплі вносяться і під листя, і в глибину рослинності. Так, результат від обприскування набагато кращий, ніж коли працювати з великою нормою виливу і великими краплями (багато води стікає, що погіршує дію препарату, а також забруднює ґрунт).
Зазвичай наземні обприскувачі працюють із розміром краплі 300 мікронів. Це дозволяє з 1 л розчину зробити 75 млн крапель. Так, на 1 см2 припадає менше однієї краплі такого розміру. Коли ж крапля розміром 150 мікронів, то розмір частки зменшується вдвічі, а кількість часток збільшується у 8 разів. Таким чином з 1 л розчину можна отримати 6 крапель на 1 см2. А якщо вносити з нормою 5 л/га, то буде вже до 30 крапель на 1 см2. Це більш ніж достатньо для ефективного внесення.
Для швидкої і якісної оцінки результатів обприскування водним розчином засобів захисту в польових умовах часто використовують водочутливий папір. Водочутливий папір – це щільний папір зі спеціальними жовто мікропокриттям, яка змінює колір в темно-синій при попаданні на нього крапель води. Для ефективної дії засобів захисту на поверхні рослин і листя при середньооб’ємному обприскуванню (50-400 л/га) кількість крапель/cm2 повинно бути наступне: системної дії: 20 – 30 крапель/cm2, контактної дії: 50 – 70 крапель/cm2 , гербіциди: 30 – 40 крапель/cm2. Проте краплі при ультрамалооб’ємному внесенні 5 л/га у порівнянні з 200 л/га на обприскувачах у 40 раз концентрованіші. 1 капля при ультрамалооб’ємному внесені 5 л/га заміняє 40 капель при середньооб’ємному обприскуванні обприскувачем 200 л/га. Тому порівнювати кількість крапель на водочутливому папері, що вище написані, не можна. Для перевірки якості ультрамалооб’ємного обприскування потрібно розробляти свою шкалу покриття водочутливого паперу. При цьому потрібно застосовувати хроматограф для визначення вмісту діючих речовин препаратів у рослині при певній кількості покриття крапель на водочутливому папері.
Мал. 4. Водочутливий папір якісної оцінки результатів обприскування водним розчином засобів захисту.
Застосування дронів у садівництві виходить за рамки моніторингу ділянок і надає багато економічних і технологічних переваг в обприскуванні рослин, порівняно із традиційною технікою. Вони обумовлені:
- невисокою вартістю дронів-обприскувачів;
- зниженою витратою пального, води, ЗЗР та інших ресурсів;
- ефективною технологією ультрамалооб’ємного внесення (низька норма виливу, більша кількість крапель і вища концентрація розчину);
- запатентованою технологією атомайзерів XAG, що забезпечує рівномірне розпилення розчинів різної якості та густини та подовжує термін експлуатації техніки;
- високою мобільністю обладнання у транспортуванні;
- підвищенню безпеки для працівників під час обробки ділянок.
Таким чином, однією з нових сільськогосподарських технологій, що швидко розвиваються, є дрони-обприскувачі, використання яких через ефективність і переваги розширюється з польових культур на плодово-ягідні культури. Виробники кожного місяця вдосконалюють конструкції, технологічні можливості та покращують системи розпилення. Дрони-обприскувачі – це одна із рушійних та інноваційних сил ресурсоощадності і підвищення рентабельності вирощування культур у сільському господарстві.
