Спецвозможности
Техника и оборудование

Выявление сорняков с помощью дронов

08.02.2018
3330
Выявление сорняков с помощью дронов фото, иллюстрация
Когда сельскохозяйственный инженер Аграрной исследовательской службы - научно-исследовательского подразделения федерального министерства сельского хозяйства США - Янбо Хуань слышит гудение в поле, он знает, что это не пчелы, которые опыляют растения, не работающие комбайны или трактора, а дроны DJI Phantom, которые они запускают вместе с его техником Райаном По.
 
Они запускают дроны, официально известные как беспилотные летательные аппараты (БПЛА), на высоте от 9 до 18 м над соевым полем вблизи их лаборатории в Исследовательском подразделении по системам производства сельскохозяйственных культур Аграрной исследовательской службы в штате Миссисипи, для того, чтобы определить устойчивые к глифосату сорняки.
 
Хуань может точно сказать с помощью лабораторных и полевых исследований, устойчив сорняк к глифосату или нет, в 90% случаев. А глифосат, как известно, - действующее вещество препарата Раундап и самый распространенный в США гербицид. Признаки устойчивости к глифосату в штате Миссисипи проявились у 10 разных видов сорняков. Некоторые из сорняков, такие как амарант Палмера в соевых посевах или устойчивый к глифосату итальянский райграс на хлопке, стали серьезной проблемой для фермеров.
 
«Эти две проблемы, пожалуй, самые большие сейчас, - говорит Хуань. - Фермерам нужно знать, какие из сорняков в поле устойчивы к глифосату, а какие - нет, так они смогут применять наименее дорогой и наименее токсичный гербицид и избегать опрыскивания всех сорняков более чем одним гербицидом ".
 
По словам Хуаня, есть два варианта решения проблемы: либо кто-то должен пройти через поле и собрать образцы с каждого сорняка, что дорого и неэффективно, или собирать данные с помощью датчиков, расположенных на спутниках, самолетах, на земле или на БПЛА. Лучший вариант - беспилотник, особенно если вам нужна точность и разумная цена.

Преимущества беспелотников в сельском хозяйстве 

Спутники, как правило, создают данные и изображения, имеющие слишком низкое разрешение для того, чтобы быть полезными в борьбе сорняками, особенно для полей площадью 2-4 га, типичных для дельты Миссисипи. Кроме того, облака могут препятствовать просмотру конкретных полей, над которіми как раз проходит спутник. Данные аэрофотосъемки, которая проводится, как правило, с высоты 300 м и выше, не могут отличить культуру от сорняков, не говоря уже об устойчивых и неустойчивых к глифосату сорняках. Наземные датчики могут обеспечить необходимый уровень разрешения, но они должны перемещаться с места на место в пределах поля. Как считает Хуань, это требует времени и может быть ограничено условиями, сложившимися в поле.
 
Дроны летают ниже облаков практически в любую погоду. "В прошлом году мы могли летать дроном и собирать данные только в сухие, солнечные, безветренные дни. В этом году наш дрон больше и имеет лучшую камеру, поэтому мы можем летать даже в дождливую или ветреную погоду», — сказал Хуань.
 
Новые камеры, которые Хуань установил в этом году, записывают как узкополосные многоспектральные, так и гиперспектральные изображения, что повысило точность данных независимо от тех условий, в которых они собирались.
 
Мультиспектральные изображения создаются датчиками, которые измеряют отраженную энергию. В этом случае энергия отражается от каждого растения в пределах четырех полос электромагнитного спектра (включая гамма-излучение, видимый свет и радиоволны).
 
Гиперспектральные изображения, наоборот, состоят из данных, которые измеряются в 150 более узких полосах, каждая из которых шириной всего 5 нанометров. Вместе они обеспечивают невероятную способность видеть то, что человек не может увидеть невооруженным глазом.
 
Количество типов датчиков, которые могут быть установлены на дронах, увеличивается, и вместе с тем растут их возможности. Они даже могут быть запрограммированы для полетов по карте GPS вдоль рядов культур или границ полей.
 
После того, как данные загружаются и анализируются с помощью алгоритмов, разработанных Хуанем, создаются реестры устойчивых к глифосата сорняков, которые имеют несколько иную окраску листьев, чем уязвимые к глифосату.
 
Одним из препятствий для внедрения беспилотников является указание Федеральной авиационной администрации (FAA) от 2016 года, которая требует, чтобы беспилотники оставались в поле зрения оператора или визуального наблюдателя. Это ограничивает размер полей, на которых могут использоваться дроны.
 
Сейчас Хуань продолжает развивать свою систему как инструмент исследования, чтобы лучше понять эволюцию сорняков, устойчивых к глифосату. "Мы наконец разработаем из этого инструмент, которым смогут пользоваться фермеры", — говорит он.
 
Когда наступит єто время, Хуан считает, что сбор данных или карта его результатов может быть синхронизирована с дроном, вносящим гербициды. Последний может быть автоматически направлен на внесение химикатов с четко определенной точностью. Глифосат будет применяться только к восприимчивым сорнякам, другой гербицид - только к сорнякам, устойчивым к глифосату, а на культурные растения не попадут вообще никакие гербициды.
 
"Точное использование гербицидов принесет пользу фермеру и окружающей среде", - отмечает Хуань. В 2015 году FAA утвердила первый беспилотник, способный нести на себе баки с минеральными удобрениями и пестицидами для опрыскивания сельскохозяйственных культур. Модель RMAX Yamaha с максимальной грузоподъемностью около 100 кг, является одной из крупнейших моделей гражданских беспилотных летательных аппаратов, утвержденных FAA.
 
Когда Международная ассоциация беспилотных транспортных систем (AUVSI) выдала отчет о экономическом влиянии в 2014 году, еще до первых правил по регулированию полетов беспилотников, которые Федеральная авиационная администрация ввела в 2016 г., она прогнозировала, что сельское хозяйство будет крупнейшим сектором, который будет использовать беспилотники. Промышленность все еще меняется на основе этих правил.
 
"Есть данные, указывающие на то, что сельское хозяйство остается одной из самых популярных коммерческих целей для беспилотников", - говорит президент и исполнительный директор AUVSI Брайан Винн. Эта точка зрения была отнесена к отчету глобального исследования Merrill Lynch 2015 года, согласно которому прогнозируемый сельское хозяйство в будущем составит около 80% рынка коммерческих дронов, с потенциалом экономической активности в $ 82 млрд между 2015 и 2025 годами.

Перевела Маргарита Малиновская

Интервью
Богдан Духницкий, канд. экон. наук ННЦ «Институт аграрной экономики», аналитик компании «Бизнесгрупинвест», которая тесно сотрудничает с Ассоциацией «УКРСАДПРОМ»
Европейский рынок требует фруктов и ягод и скупает их по всему миру. При этом спросом пользуется не только сырье, но и переработанная продукция. По результатам 2016 года, 70% доходов из $ 148 млн
Осенью 2018-го гипермаркет «Ашан Украина» запускает проект «Фермерские товары» - на полках магазинов будут продаваться продукты, поставленные напрямую украинскими фермерами. О том, как будут выбирать

1
0