Më shumë se njëqind vjet më parë, në verën e vitit 1922, një aeroplan me pajisje për kryerjen e punimeve kimike ajrore duke përdorur metodën e spërkatjes kundër dëmtuesve dhe sëmundjeve u ngrit nga aeroporti i kryeqytetit Khodynka. Fluturimet testuese të suksesshme shënuan fillimin e zhvillimit të aviacionit bujqësor.
Sot, përdorimi i mjeteve të ndryshme të aviacionit për mbrojtjen e bimëve ka një rëndësi të madhe ekonomike, pasi ofron mundësinë që:
— monitorim në shkallë të gjerë në distancë të kulturave bujqësore;
— masat mbrojtëse në periudha të shkurtra bujqësore dhe në vende të vështira për t'u arritur kundër dëmtuesve veçanërisht të rrezikshëm (karkaleca, mola livadhore, brejtës të ngjashëm me miun, brumbujt e patates së Kolorados, breshkat e dëmshme) dhe sëmundjet (ndryshku i gjetheve, plagë e vonshme, alternaria);
— trajtimet kur toka është shumë e lagur, kur pajisjet tokësore nuk mund të hyjnë në fushë, veçanërisht kur luftohen barërat e këqija;
— përpunimi i kulturave të larta (misër, luledielli) dhe farëra;
— përpunimi i orizirave;
- tharje;
— përpunimi i të korrave në shpatet me pjerrësi më të madhe se 7 gradë, ku pajisjet e spërkatjes tokësore nuk mund të funksionojnë.
Në Bashkimin Sovjetik, baza e flotës së aviacionit bujqësor ishte AN-2. Aktualisht, zhvillimi i aviacionit bujqësor po shkon drejt një zgjerimi të konsiderueshëm të përdorimit të avionëve ultra të lehtë (ULA) dhe mjeteve ajrore pa pilot (UAV), të cilat janë shumë më të lira se avionët e rëndë. Në përputhje me Rregulloret Federale të Aviacionit dhe Kodin Ajror të Federatës Ruse, një avion ultra i lehtë është një avion (aeroplan) që ka:
- pesha maksimale e ngritjes jo më shumë se 495 kg (me përjashtim të pajisjeve të shpëtimit të aviacionit);
— shpejtësia maksimale e kalibruar e stallimit (shpejtësia minimale e fluturimit) jo më shumë se 65 km/h.
Avionët pa pilot (UAV) përfshijnë automjetet, fluturimet e të cilave kontrollohen nga pilotë të vendosur jashtë avionit (pilotë në distancë).
Karakteristikat e mënyrës së duhur të përdorimit të UAV përcaktohen nga pesha e tij maksimale e ngritjes:
- deri në 250 g - nuk i nënshtrohen regjistrimit ose kontabilitetit shtetëror;
- nga 250 g në 30 kg - subjekt i regjistrimit të detyrueshëm shtetëror;
- nga 30 kg dhe më shumë - i nënshtrohen regjistrimit shtetëror.
Përparësitë e rëndësishme të përdorimit të UAV-ve dhe SLA-ve janë:
— nuk ka humbje nga dëmtimi i të korrave me rrota ose nevoja për të përdorur linjat e tramvajit (në krahasim me pajisjet tokësore);
— efikasitet i lartë me kosto të reduktuara operative (në krahasim me avionët e rëndë, pasi këta avionë nuk kërkojnë fusha ajrore të pajisura).
Përdorimi i avionëve pa pilot ndihmon në zgjidhjen e problemeve të mëposhtme:
— marrjen e informacionit të detajuar për krijimin e një baze hartografike për tokën bujqësore dhe vendosjen e objekteve bujqësore me koordinatat e tyre të sakta për planifikimin dhe monitorimin e proceseve teknologjike të prodhimit bujqësor;
— kryerja e monitorimit nga distanca bazuar në fotografimin multispektral të sipërfaqes së poshtme të tokës bujqësore për të përcaktuar gjendjen dhe zhvillimin e të korrave, parashikimin e rendimenteve bazuar në llogaritjen e indeksit të vegjetacionit bazuar në rezultatet e fotografimit spektrale, etj.;
— kontrolli operacional në kohë reale mbi funksionimin e pajisjeve tokësore dhe cilësinë e punës bujqësore;
— monitorimi fitosanitar i gjeokoduar i tokës bujqësore për të përcaktuar nivelin e barërave të këqija të kulturave, praninë e dëmtuesve dhe manifestimet e sëmundjeve në një fazë të hershme të zhvillimit, duke përfshirë edhe në formën latente;
Përdorimi i UAV-ve për fotografimin ajror të tokës bujqësore siguron, në krahasim me imazhet satelitore, marrjen e imazheve me rezolucion më të lartë (deri në një centimetër për pikë) dhe, më e rëndësishmja, bën të mundur kryerjen e kësaj pune në prani të dendësisë. retë (regjistrimi duke përdorur anijen kozmike gjatë periudhave të tilla është i pamundur).
Le të ndalemi më në detaje në monitorimin fitosanitar të kulturave. Kohët e fundit, vëllimi i përdorimit të produkteve për mbrojtjen e bimëve në Rusi është rritur vazhdimisht: sipas statistikave, çdo pesë vjet që nga viti 2010, ato janë dyfishuar dhe në vitin 2020 arritën në 221 mijë tonë. Me vëllimin në rritje të përdorimit të produkteve për mbrojtjen e bimëve, fermat duhet të sigurojnë mbledhjen dhe përpunimin e shpejtë të informacionit mbi gjendjen fitosanitare të fushave bujqësore. Pa këtë informacion, është e pamundur të zgjidhen problemet e mbështetjes teknologjike për përdorimin racional dhe të sigurt të produkteve për mbrojtjen e bimëve në një hark kohor të shkurtër bujqësor. Metodat ekzistuese të vëzhgimit të rrugëve tokësore të fushave nuk lejojnë marrjen e informacionit të nevojshëm shpejt dhe në vëllimet e kërkuara. Në këtë drejtim, po punohet në mënyrë aktive jashtë dhe në vendin tonë për zhvillimin e metodave në distancë me performancë të lartë për mbledhjen e informacionit për planifikimin dhe zbatimin e masave për mbrojtjen e bimëve. Për monitorimin operativ fitosanitar në distancë, më të përdorurat janë mjetet ajrore pa pilot që ofrojnë video të gjeokoduara, imazhe multispektrale dhe hiperspektrale të sipërfaqes së poshtme të Tokës.
Duhet të theksohet se çështjet në lidhje me përdorimin e metodave në distancë për mbledhjen e informacionit në fushën e kontrollit të barërave të këqija (përcaktimi i vendndodhjes së barërave të këqija në zonat fushore, vlerësimi i humbjeve të të korrave, hartëzimi i zonave të dëmshme) tashmë janë zgjidhur pjesërisht. Në këtë fushë, në kuadër të një marrëveshjeje për bashkëpunimin shkencor dhe teknik, u kryen kërkime me pjesëmarrjen e specialistëve nga VIZR, Universiteti i Instrumentimit të Hapësirës Ajrore (Shën Petersburg), Akademia Agrare Samara dhe Ptero LLC (Moskë). Janë marrë rezultate pozitive duke përdorur UAV-të për metodat në distancë të mbledhjes së informacionit bazuar në spektrometrinë për të vlerësuar barërat e këqija të drithërave dhe mbjelljeve të patates për më shumë se 20 lloje barërat e këqija, duke përfshirë ato të dëmshme si barërat e barërave të Sosnovsky. Të dhënat janë marrë në bazë të përcaktimit dhe analizës së karakteristikave spektrale të reflektimit nga bimët e kultivuara dhe barërat e këqija në diapazonin e gjatësisë valore 300-1100 nm.
Kështu, gjatë studimeve të kryera për identifikimin e veçorive përcaktuese bazuar në shkëlqimin spektral të reflektimit nga të mbjellat dhe barërat e këqija, u krijuan nënvargjet spektrale më informuese të gjatësive valore të rrezatimit elektromagnetik për përdorimin e imazheve multispektrale të sipërfaqes së tokës bujqësore. duke përdorur sisteme moderne të sensorit në distancë. Analiza e imazheve spektrale të barërave të këqija dhe bimëve të kultivuara tregon se ne vërejmë dallime karakteristike në kthesat e marra të shkëlqimit spektral në nënvargjet e rrezatimit elektromagnetik blu, jeshil, të kuq dhe afër infra të kuqe në nënrangun afër infra të kuqe të gjatësive valore.
Një detyrë më e vështirë për përdorimin e gjerë të metodave të telekomandimit të tokës bujqësore është përcaktimi i shenjave informuese të sëmundjeve të bimëve dhe mbi të gjitha në formë latente. Kjo për faktin se shumë shenja informative të sëmundjeve janë të ngjashme në shkëlqimin spektral me shenjat e patologjisë joinfektive të bimëve në studim.
Rezultatet pozitive u morën në përcaktimin e sëmundjeve të patates dhe dëmtimin e bimëve të patates nga brumbulli i patates Kolorado duke përdorur spektroradiometrinë. Duke përdorur këtë metodë, u zbulua se kur mbjelljet e patates preken nga plaga e vonë (Fig. 1), në ditën e tretë pas infektimit, vërejmë një rënie të mprehtë të shkëlqimit spektral të reflektimit në krahasim me bimët e shëndetshme, dhe në ditën e shtatë. një ditë pas infektimit, vlerat spektrale të shkëlqimit tregojnë se bimët pothuajse kanë vdekur. Në këtë rast, vlera e shkëlqimit spektral në bimët e prekura nga djegia e vonë është afër vlerave të shkëlqimit spektral të reflektimit nga toka.
Kur patatet dëmtohen nga brumbulli i patates së Kolorados, ne gjithashtu vërejmë një ulje të shkëlqimit spektral të reflektimit me dy deri në tre herë në krahasim me bimët pa dëmtime nga dëmtuesit. Figura 2 paraqet të dhëna mbi shkëlqimin spektral të reflektimit të bimëve të patates, duke marrë parasysh shkallët e ndryshme të dëmtimit të tyre. Të dhënat e marra kanë një rëndësi të madhe për metodën e largët të identifikimit të vatrave të dëmtimit të bimës së patates nga brumbulli i patates Kolorado.
Aktualisht, bazuar në studimet e kryera për përcaktimin e veçorive informative bazuar në shkëlqimin spektral të reflektimit nga bimët e patates të shëndetshme dhe të sëmura, si dhe ato të dëmtuara nga brumbulli i patates së Kolorados, janë krijuar nënvargjet spektrale më informuese të gjatësive valore të rrezatimit elektromagnetik për përdorimi i fotografisë multispektrale të sipërfaqes së tokës bujqësore duke përdorur UAV dhe SLA.
Gjatë përcaktimit të sëmundjeve, është e nevojshme të merren parasysh rezultatet e hulumtimit nga Instituti Agrofizik, i cili bëri të mundur përcaktimin e karakteristikave spektrale të reflektimit të bimëve që përjetojnë mungesë të azotit dhe lagështisë së tokës.
Rezultatet e marra janë të rëndësishme për identifikimin e veçorive informative që bëjnë të mundur dallimin e qartë, gjatë deshifrimit të gjendjes fitosanitare të tokës bujqësore, të bimëve të prekura nga sëmundjet dhe atyre me patologji të shkaktuara nga mungesa e të ushqyerit mineral ose lagështia e tokës.
Formimi i bibliotekave të imazheve spektrale të sëmundjeve të kulturave të ndryshme bujqësore, si dhe imazheve spektrale të këtyre kulturave që përjetojnë mungesë të ushqimit mineral ose lagështisë së tokës, do të lejojë, bazuar në rezultatet e marrjes së informacionit në distancë, të marrë vendime të informuara dhe të shpejta. për të stabilizuar situatën fitosanitare në prani të sëmundjeve ose për të kryer një sërë masash agroteknike për të lehtësuar situatat e stresit në kulturat e shkaktuara nga faktorë të tjerë.
Fusha tjetër e rëndësishme e përdorimit të BVS është përdorimi i tyre për masat e mbrojtjes së bimëve. Për herë të parë, UAV-të në formën e helikopterëve të telekomanduar pa pilot filluan të përdoren në Japoni në fillim të viteve '90 për të trajtuar orezat e orizit me pesticide. Aktualisht, në Kinë, e cila është lider në prodhimin e dronëve bujqësorë, sipërfaqja e përpunimit duke përdorur UAV tashmë i kalon disa milionë hektarë. Tregu i UAV-ve po zhvillohet në mënyrë dinamike në të gjithë botën, vëllimi i përdorimit të këtyre avionëve rritet çdo vit me 400-500%. Sipas ekspertëve, përdorimi i teknologjisë UAV në bujqësi në botë do të arrijë një vlerë tregu prej 5,7 miliardë dollarësh.
Ndër dronët bujqësore, kompania kineze DJI dominon tregun, dhe modeli më i zakonshëm është DJI Agras T16.
Për shkak të faktit se shumica e pjesëve të UAV-së të këtij modeli janë bërë nga materiale të përbëra, pesha e pajisjes nuk i kalon 18,5 kg (pa bateri). Me pajisje për mbrojtjen e bimëve, kur mbushet rezervuari me lëng pune, pesha e ngritjes së makinës arrin 41 kg. Kapaciteti i rezervuarit të lëngut të punës është 16 litra kur bumi është i pajisur me tetë grykë. Avantazhi i këtij modeli droni është se ai është i pajisur me radarë, gjë që redukton në mënyrë dramatike rrezikun e përplasjes me pengesat, si dhe ofron mundësinë për të vepruar gjatë natës duke përdorur dritat e vëmendjes. Lartësia optimale e fluturimit të një droni mbi një fushë është 2,5-3 metra, dhe nëse është e nevojshme, pajisja mund të rritet në 30 metra (lartësia maksimale e fluturimit horizontal). Kjo lartësi është e nevojshme për trajtimin e mbjelljeve shumëvjeçare, bimëve në kopshtet botanike dhe pyjet nga dëmtuesit dhe sëmundjet.
Në Federatën Ruse, janë marrë rezultate pozitive në përdorimin e BVS për të luftuar brejtësit e ngjashëm me miun (hulumtimi u krye me pjesëmarrjen e VIZR dhe kompanisë Ginus). Testet në terren të monitorimit në distancë dhe aplikimit të gjeokoduar të rodenticideve në strofullat e brejtësve të ngjashëm me miun treguan se saktësia e teknologjisë së re në krahasim me aplikimin manual është 91% kundrejt 97%.
Përvoja praktike është grumbulluar në përdorimin e UAV-ve për monitorimin në distancë të zonave të shpërndarjes së barërave të barit Sosnovsky, si dhe përdorimin e teknologjisë së spërkatjes së herbicideve kundër kësaj specie të dëmshme.
Pavarësisht nga rezultatet pozitive dhe perspektivat e përdorimit të UAV-ve në bujqësi, ka mangësi, si dhe çështje të pazgjidhura në fushën e legjislacionit dhe dokumenteve rregullatore për përdorimin efektiv dhe të sigurt të tyre për monitorimin në distancë dhe mbrojtjen e bimëve, përkatësisht:
- kosto e lartë e UAV me rrezikun e humbjes së pajisjes gjatë punës;
- kufizimet ligjore të përdorimit: në shumicën e vendeve të botës, UAV-ja duhet të jetë brenda fushës së shikimit të operatorit gjatë kryerjes së punës (distanca jo më shumë se 500 metra);
- nevoja për të regjistruar, regjistruar pajisjen (në shumicën e vendeve, nëse pesha e saj kalon 25 kg) dhe për të marrë një licencë për të përdorur UAV-në për qëllime komerciale;
- nevoja për pajisje shtesë të shtrenjta dhe personel të kualifikuar: për funksionimin e pandërprerë dhe efikas të UAV-së, është e nevojshme të keni të paktën tre bateri shtesë dhe një gjenerator për t'i ngarkuar ato; Të paktën tre persona janë të përfshirë në servisimin e një makine;
- Varësia më e madhe nga kushtet meteorologjike. Në mot me erë, kontrolli i pajisjes është shumë i vështirë, veçanërisht me një erë të fortë anësore;
- mungesa e rregulloreve të legalizuara për përdorimin e produkteve për mbrojtjen e bimëve duke përdorur BVS në përputhje me kërkesat e Ligjit Federal Nr. 109 "Për trajtimin e sigurt të pesticideve dhe agrokimikateve";
- mungesa e dokumenteve rregullatore për funksionimin e sigurt të UAV-ve në bujqësi;
- mungesa e standardeve të rrezikut të sigurimit për personat juridikë dhe individët kur përdorin produkte për mbrojtjen e bimëve duke përdorur BVS;
- çmimi i lartë dhe mungesa e produkteve softuerike për zgjidhjen e problemeve të monitorimit fitosanitar në distancë të barërave të këqija, dëmtuesve dhe sëmundjeve, duke marrë parasysh pragjet ekonomike të dëmtimit, si dhe deshifrimin automatik të rezultateve të tyre.
Ekziston një nevojë urgjente për krijimin e qendrave rajonale për trajnimin e operatorëve dhe testimin industrial të rregulloreve teknologjike për përdorimin e UAV-ve për monitorimin dhe mbrojtjen e bimëve.
Si pjesë e programeve për dixhitalizimin e bujqësisë, është e nevojshme të përshpejtohet zhvillimi i bazave të të dhënave të mëdha të mostrave referuese të barërave të këqija në fazën më të cenueshme të zhvillimit për përdorimin e herbicideve dhe mostrave referente me shenja karakteristike informative të dëmtimit të dëmtuesve në kulturat kryesore. . Është po aq e rëndësishme për të përfunduar formimin e bibliotekave të imazheve spektrale të bimëve të shëndetshme dhe të sëmura, duke marrë parasysh ndikimin e nivelit të ushqimit mineral dhe parametrave agroklimatikë.
Anatoli Lysov, Drejtor i Laboratorit të Mbrojtjes së Integruar të Bimëve, Institucioni Federal Buxhetor i Shtetit VIZR, e-mail: lysov4949@yandex.ru