Беспилотные летательные аппараты в сельском хозяйстве
Решение этой проблемы возможно на базе создания новых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур и технологий их выращивания; внедрение совершенной и высокопроизводительной техники, новых форм организации труда в аграрном секторе производства.
Увеличение урожайности культурных растений в мире является основным направлением, которое обеспечивает повышение рентабельности сельскохозяйственного производства. Отметим, что критика потребности повышения урожайности культур в растениеводстве обрекает отечественных производителей на консервацию многочисленных проблем современности. В начале ХХ в. в России и Украине мечтали о стопудово урожай зерновых (16 ц / га), в XXI в. в Украине 100 ц / га стало обычным результатом. Повышение производительности производства зерновых и других культур зависит от многих факторов. Рассмотрим только проблему, связанную с решением задач защиты культурных растений от вредных организмов и стрессов. Влияние опрыскивания на качество и количество выращенной продукции Ежегодно растениеводство понесет значительные потери урожая от вредных организмов и неблагоприятных условий выращивания культурных растений по существенному снижению его качества. Ведущие украинские ученые считают, что в Украине на большинстве посевных площадей из-за повреждения вредными организмами теряется от 10 до 90% потенциального урожая. Это означает, что значительная часть урожая всех возделываемых культур из года в год поступает не в закрома и амбары, а расходуется на корм многочисленных шкидочинних сорняков, растительноядных видов насекомых, клещей, нематод, мышевидных грызунов и грибных, бактериальных, вирусных болезней культурных растений . Ошибки в защите растений от вредных организмов сельхозпроизводителям обходятся слишком дорого. Тогда как меры комплексной защиты посевов рентабельные и многократно окупаются сохраненным урожаем — более чем в 10 раз и более, а главное, защищают урожай от гибели. Ведущими способами применения современных пестицидов и других агрохимикатов на десятках миллионов гектаров по сей день является опрыскивание посевов и обработка семян. Опрыскивание широко используют для внесения современных гербицидов, инсектицидов, акарицидов, фунгицидов, макро- и микроудобрений, РРР (регуляторы роста растений) и других агрохимикатов. Ассортимент предлагаемых на рынке и разрешенных для применения в Украине агрохимикатов достаточно большой (более 3 тыс. Наименований), что позволяет гарантированно защитить культурные растения от вредных организмов и ряда неблагоприятных стрессов. Однако положительный результат возможен только при следующих условиях: высокое качество опрыскивания в оптимальные сроки, нанесения препарата точно на целевой объект в чувствительные к нему фазы и стадии развития вредных организмов еще до того, как патогены нанесут существенный вред культурным растениям. Выполнить все эти требования на отдельном сельскохозяйственном производстве, а тем более в масштабах региона, крайне сложно по многим причинам. Оптимальные сроки применения пестицидов и других агрохимикатов ограничены по времени (чаще всего несколько дней, а иногда и часами). Для своевременных обработок посевов нужна или обеспеченность хозяйств техническими средствами с большим количеством обслуживающего персонала, или современная техника с высокой производительностью работ. Существенно ограничивают своевременность обработок неблагоприятные погодные условия (температура, влажность воздуха и почвы, ветер, вертикальные потоки, осадки). В непогоду простой техники продолжаются время несколько недель и тогда пропускаются оптимальные сроки применения средств защиты растений. Так, крайне сложно выбрать гербициды, которые по механизму действия не относятся к доминирующим в посевах зерновых колосовых культур ингибиторов ацетолактатсинтазы, для ранневесеннего внесения с узким температурным окном. Применение наземных опрыскивателей ограничено переувлажнением почвы, а авиационной техники — скоростью ветра и вертикальных потоков воздуха. Почему авиация? Не все поля пригодны для обработки с помощью наземной и авиационной техники. Недостатком наземных опрыскивателей является образование технологических путей, недопустимо большие повреждения культуры, особенно в генеративную фазу развития растений, невозможность применения техники на густых, сплошных посевах, а тем более на высокорослых посевах кукурузы и подсолнечника (высотой 2-3 м в период формирования и созревания урожая ). Не ограждают растений ни технологические пути, ни высокий клиренс машин, ни высокий клиренс машин или подъем штанги над обрабатываемой растительностью. Именно поэтому преимущества авиационного опрыскивания очевидны: нет ли повреждений культурных растений, нерационального использования ни одного участка поля, что особенно важно при интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Это не лишает возможности широкого использования наземных опрыскивателей для защиты и подкормки растений, прежде всего, по лестнице и в ранние фазы развития культур. Пример разумного сочетания и применения авиационных и наземных обработок существовал еще недавно к развалу коллективного ведения сельского хозяйства, когда количество площадей на которых применялись оба способа была практически равной. С помощью самолетов и вертолетов часто вносили минеральные удобрения, мелиоранты, ретарданты, макро- и микроудобрения для внекорневой подкормки, гербициды, инсектициды, фунгициды, десиканты и тому подобное. Работа сельхозавиации на полях была обычным явлением. Теперь это исключение, для Украины, с нашим огромным потенциалом производства сельхозпродукции и мощной авиационной промышленностью, означает большие экономические потери. Объективно авиаметодом не имеет альтернативы. Его главное преимущество — высокая производительность и оперативность работ, что позволяет в оптимально сжатые сроки осуществлять обработки. Один самолет АН-2 заменял работу 5-10 тракторных опрыскивателей. В условиях полного прекращения промышленного изготовления и поставки сельскому хозяйству Украины отечественной авиационной и наземной техники для защиты растений сельхозпроизводитель вынужденно заменил их зарубежной наземной техникой. В Украине стали поступать разного класса тракторные прицепные и навесные опрыскиватели, мощные самоходные опрыскивательную установки, среди которых много устаревших. Лишь немногие опрыскиватели технически совершенные, но они дорогие и не по карману массовому сельхозпроизводителю. Зарубежные опрыскиватели, которые используют в Украине, в основном, энергозатратные и имеют большую массу (5-20 т). БПЛА для опрыскивания Какой бы технически усовершенствованной была наземная техника для опрыскивания, она априори не может во многих случаях заменить авиационную. В интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур крайне нужна новая авиационная техника, отвечающая всем требованиям высокой эффективности, экономичности и экологической безопасности. Такую технику в Украине создала небольшая группа специалистов-профессионалов, авторов этой статьи. Это беспилотные сверхлегкие самолеты (беспилотные летательные аппараты — БПЛА) массой до 40 кг, с грузоподъемностью от 20 до 50 кг, предназначенные для ультрамалообъемного опрыскивания (УМО) с нормой расхода рабочей жидкости от 1 до 10 л / га вместо 50-400 л / га при обычном традиционного опрыскивания, с рабочей скоростью 80-120 км / ч, с шириной захвата 15-25 м, а в отдельных случаях — до 100 м. БПЛА оснащен современными приборами: автопилотом, который позволяет проводить работы в автоматической системе управления (АСУ) с помощью спутниковой связи (GPS) как днем, так и ночью; специальным опрыскивателем для УМО с вращательными распылителями, с регулируемой оптимальной дисперсностью распыления рабочей жидкости (от монодисперсных тумана в мелкокапельного дождя) системой аппаратуры сканирования обрабатываемой площади и передачи информации о фитосанитарном состоянии посевов на персональный компьютер или в Интернет, которые дают возможность уточнять и корректировать режим полета и работу в системе «точного замедление». Для БПЛА не нужны специально подготовленные постоянные или временные полевые аэродромы . Взлет и посадка самолета возможна из равного площадке размером 100х30 м, который имеет открытые подходы. Кроме того, они могут взлетать с посевов в период развития всходов, в частности тех, которые нуждаются в обработке. БПЛА оснащен радиоуправляемой тормозной и рулежные системой для его точного движения на земле. Высота полета (от 5 м днем до 10-20 м ночью) регулируется и контролируется тремя системами (барометрическим, ультразвуковым и лазерным наведением), что гарантирует высокую безопасность полета и качество опрыскивания . Проблема быстрого испарения капель в ультрамалообъемного опрыскивание решается способом разведения препаратов в антивипарних носителях, например, с использованием водных растворов азотных удобрений (КАС и т.п.) или удобрений с высоким содержанием аминокислот (Мегафол, Мегафол протеин, изабион). В течение нескольких лет отечественные БПЛА проходили летные испытания и практически готовы к осуществлению комплексного использования современных пестицидов и агрохимикатов, разрешенных для авиационного применения в Украине. Какие виды работ в сельском хозяйстве можно выполнить с помощью БПЛА? Практически все, что было рекомендовано ранее для авиаметодом, кроме, естественно, рассева минеральных удобрений и мелиорантов с высокими нормами внесения. С их помощью можно применять современные гербициды, инсектоакарициды, фунгициды, ретарданты зернов, макро- и микроудобрения для внекорневой подкормки растений и другие рострегулирующих вещества. А еще — биологические средства защиты растений, в частности рассева над посевами полезных насекомых (трихограмма т.д.). В качестве примера, напомним, что массовых поражений зерновых колосовых культур фузариозом и септориозом во время длительных непрерывных дождей вегетационного сезона 2014, когда на протяжении многих недель тракторы не могли зайти в поле, удалось избежать благодаря внесению фунгицидов беспилотными летательными аппаратами. ???БПЛА можно активно применять для точного контроля сорной растительности, вредителей и болезней растений полевых культур, в частности, сплошных высокопроизводительных посевов пшеницы, ячменя, проса, сои, гороха, риса, сорго, рапса, и особенно, высокорослых культур — кукурузы, подсолнечника и др. Они важны также для экспресс-идентификации физиологического состояния посевов способом дистанционного сканирования в различных диапазонах спектра. Значимость БПЛА растет в период массового поражения растений вредителями (саранчой, луговым мотыльком и т. Д.), Болезнями. Авиаобробка посевов можно сочетать с внекорневой подкормки растений макро- и микроудобрениями. БПЛА важные для обработки культур десикантами перед сбором урожая. Все указанные виды работ требуют применения агрохимикатов в оптимально сжатые сроки, в соответствующую физиологическую фазу, с высоким качеством опрыскивания и сокращением расходов дорогих препаратов и полного, с высокой гигиенической и экологической безопасностью. Производительность БПЛА за ультрамалооб объемного опрыскивания высокая — 60-100 га / ч, 600-1000 га / сутки — что выше по сравнению с выработкой морально устаревшего самолета АН-2, экономически выгодного для таких работ. Следует также сказать и об экономических преимуществах обработок, связанные с резким уменьшением подвоз воды (в 50-100 раз), приготовлением и загрузкой рабочей жидкости в бак опрыскивателя, уменьшением количества вспомогательного рабочего персонала. Но особенно важно сокращение энергозатрат при использовании БПЛА: для обработки 1 га посевов достаточно от 10 до 200 мл топлива. Стоимость обработки посевов при этом существенно ниже, чем при использовании наземных опрыскивателей.