Dros gan mlynedd yn ôl, yn haf 1922, daeth awyren ag offer ar gyfer gwneud gwaith cemegol o'r awyr trwy chwistrellu yn erbyn plâu a chlefydau i ffwrdd o faes awyr metropolitan Khodynsky. Roedd hediadau prawf llwyddiannus yn nodi dechrau datblygiad hedfan amaethyddol.
Heddiw, mae'r defnydd o wahanol ddulliau hedfan ar gyfer amddiffyn planhigion o bwysigrwydd economaidd mawr, gan ei fod yn darparu'r posibilrwydd o:
— monitro cnydau amaethyddol o bell ar raddfa fawr;
- mesurau amddiffynnol yn y tymor byr ac mewn mannau anodd eu cyrraedd yn erbyn plâu arbennig o beryglus (locust, gwyfyn y ddôl, llygod tebyg i lygoden, chwilen tatws Colorado, crwbanod niweidiol) a chlefydau (rhwd brown, malltod hwyr, alternariosis);
- tillage gyda lleithder pridd cryf, pan na all offer daear fynd i mewn i'r cae, yn enwedig yn y frwydr yn erbyn chwyn;
- prosesu cnydau uchel (corn, blodyn yr haul) a hau cnydau had;
- prosesu caeau reis;
- dysychiadau;
- prosesu cnydau ar lethrau â llethr o fwy na 7 gradd, lle na all offer chwistrellu daear weithio.
Yn yr Undeb Sofietaidd, sail y fflyd hedfan amaethyddol oedd yr AN-2. Ar hyn o bryd, mae datblygiad hedfan amaethyddol yn symud tuag at ehangu sylweddol yn y defnydd o awyrennau ultralight (ALVs) a cherbydau awyr di-griw (UAVs), sy'n llawer rhatach nag awyrennau trwm. Yn unol â'r Rheolau Hedfan Ffederal a Chod Awyr Ffederasiwn Rwsia, gelwir cyfarpar (awyren) yn ultralight os oes ganddo:
- uchafswm pwysau esgyn heb fod yn fwy na 495 kg (ac eithrio offer achub awyrennau);
- uchafswm cyflymder stondin graddnodi (cyflymder hedfan isaf) heb fod yn fwy na 65 km/h.
Mae cerbydau awyr di-griw (UAVs) yn cynnwys cerbydau y mae eu hediadau yn cael eu rheoli gan beilotiaid sydd y tu allan i'r bwrdd (peilotiaid allanol).
Mae nodweddion y dull cywir o ddefnyddio'r UAV yn cael eu pennu gan ei bwysau tynnu uchaf:
- hyd at 250 g - nid ydynt yn destun cofrestriad y wladwriaeth na chyfrifo;
- o 250 g i 30 kg - yn ddarostyngedig i gyfrifeg gorfodol y wladwriaeth;
- o 30 kg a mwy - yn amodol ar gofrestriad y wladwriaeth.
Dyma fanteision pwysig defnyddio UAV ac ALS:
— dim colledion oherwydd difrod i gnydau gan olwynion neu'r angen i ddefnyddio tramleiniau (o gymharu ag offer daear);
- effeithlonrwydd uchel tra'n lleihau costau gweithredu (o'i gymharu ag awyrennau trwm, gan nad oes angen i'r awyrennau hyn fod â meysydd awyr â chyfarpar).
Mae defnyddio cerbydau awyr di-griw yn helpu i ddatrys y tasgau canlynol:
- cael gwybodaeth fanwl am greu sail gartograffig o dir amaethyddol a lleoli gwrthrychau amaethyddol gyda'u hunion gyfesurynnau ar gyfer cynllunio a rheoli prosesau technolegol cynhyrchu amaethyddol;
- cynnal gwaith monitro o bell yn seiliedig ar ddelweddu amlsbectrol o arwyneb gwaelodol tir amaethyddol i bennu cyflwr a datblygiad cnydau, rhagfynegi cnwd yn seiliedig ar gyfrifo'r mynegai llystyfiant yn seiliedig ar ganlyniadau delweddu sbectrol, ac ati;
- rheolaeth weithredol amser real dros weithrediad offer daear ac ansawdd gwaith agrotechnegol;
- monitro ffytoiechydol geogodedig o diroedd amaethyddol i bennu lefel chwyn cnydau, presenoldeb plâu ac amlygiadau o glefydau ar gam cynnar yn eu datblygiad, gan gynnwys mewn ffurf gudd;
Mae defnyddio Cerbyd Awyr Di-griw ar gyfer awyrluniau o dir amaethyddol yn darparu, o'i gymharu â delweddau lloeren, gael delweddau â chydraniad uwch (hyd at un centimedr y pwynt) ac, yn bwysicaf oll, yn ei gwneud hi'n bosibl gwneud y gwaith hwn ym mhresenoldeb trwchus. cymylau (mae saethu gan ddefnyddio llong ofod yn ystod cyfnodau o'r fath yn amhosibl).
Gadewch inni edrych yn fanylach ar fonitro ffytoiechydol cnydau. Yn ddiweddar, mae cyfaint y defnydd o gynhyrchion amddiffyn planhigion yn Rwsia wedi bod yn tyfu'n raddol: yn ôl ystadegau, bob pum mlynedd, gan ddechrau o 2010, maent wedi dyblu ac yn 2020 wedi cyrraedd 221 mil o dunelli. Gyda'r twf yn y defnydd o gynhyrchion amddiffyn planhigion, mae angen i ffermydd sicrhau bod gwybodaeth am gyflwr ffytoiechydol caeau amaethyddol yn cael ei chasglu a'i phrosesu'n brydlon. Heb y wybodaeth hon, mae'n amhosibl datrys problemau cefnogaeth dechnolegol ar gyfer defnydd rhesymol a diogel o gynhyrchion amddiffyn planhigion mewn cyfnod amaethyddol byr. Nid yw'r dulliau presennol o arolygu llwybrau daear o gaeau yn caniatáu cael y wybodaeth angenrheidiol yn gyflym ac yn y cyfaint cywir. Yn hyn o beth, mae gwaith yn cael ei wneud dramor ac yn ein gwlad i ddatblygu dulliau anghysbell perfformiad uchel ar gyfer adalw gwybodaeth ar gyfer cynllunio a chyflawni mesurau amddiffyn planhigion. Ar gyfer monitro ffytoiechydol o bell gweithredol, cerbydau awyr di-griw sy'n cael eu defnyddio'n fwyaf eang, gan ddarparu delweddau geocoded fideo, amlsbectrol a hyperspectrol o arwyneb gwaelodol y Ddaear.
Dylid nodi bod y materion o ddefnyddio dulliau anghysbell o adalw gwybodaeth ym maes rheoli chwyn (pennu lleoliad chwyn yn y maes, asesu colledion cnydau, mapio parthau difrod) eisoes wedi'u datrys yn rhannol. Yn y maes hwn, o fewn fframwaith cytundeb ar gydweithrediad gwyddonol a thechnegol, cynhaliwyd ymchwil gyda chyfranogiad arbenigwyr o VIZR, Prifysgol Offeryniaeth Awyrofod (St Petersburg), Academi Amaethyddol Samara a Ptero LLC (Moscow). Cafwyd canlyniadau cadarnhaol o ddefnyddio BVS ar gyfer dulliau anghysbell o adalw gwybodaeth yn seiliedig ar sbectrometreg i asesu pla cnydau grawn a phlanhigion tatws ar gyfer mwy nag 20 math o chwyn, gan gynnwys un mor niweidiol ag efwr Sosnowsky. Cafwyd y data yn seiliedig ar bennu a dadansoddi nodweddion sbectrol adlewyrchiad o blanhigion a chwyn wedi'u tyfu yn yr ystod tonfedd o 300-1100 nm.
Felly, yn ystod yr astudiaethau a gynhaliwyd i nodi nodweddion diffiniol yn seiliedig ar ddisgleirdeb sbectrol adlewyrchiad o blanhigion wedi'u trin a chwyn, sefydlwyd yr is-amrediadau sbectrol mwyaf addysgiadol o donfeddi ymbelydredd electromagnetig ar gyfer defnyddio delweddu amlsbectrol o arwyneb gwaelodol tir amaethyddol gan ddefnyddio modern. systemau synhwyro o bell. Mae dadansoddiad o'r delweddau sbectrol o chwyn a phlanhigion wedi'u trin yn dangos ein bod yn arsylwi ar wahaniaethau nodweddiadol yn y cromliniau disgleirdeb sbectrol a gafwyd yn is-amrediad ymbelydredd electromagnetig glas, gwyrdd, coch, a bron isgoch yn yr is-amrediad isgoch bron o donfeddi.
Tasg anos ar gyfer y defnydd eang o ddulliau o synhwyro o bell tiroedd amaethyddol yw penderfynu ar arwyddion addysgiadol o glefydau planhigion, ac yn anad dim, ar ffurf cudd. Mae hyn oherwydd y ffaith bod llawer o arwyddion addysgiadol o glefydau yn debyg o ran disgleirdeb sbectrol i arwyddion patholeg nad yw'n heintus o'r planhigion a astudiwyd.
Cafwyd canlyniadau cadarnhaol ar gyfer pennu clefydau tatws a difrod i blanhigion tatws gan chwilen tatws Colorado gan ddefnyddio sbectroradiometreg. Wrth ddefnyddio'r dull hwn, canfuwyd wrth blannu tatws yn cael eu heffeithio gan falltod hwyr (Ffig. 1), ar y trydydd diwrnod ar ôl haint, rydym yn arsylwi gostyngiad sydyn yn y disgleirdeb sbectrol yr adlewyrchiad o gymharu â phlanhigion iach, ac ymlaen y seithfed diwrnod ar ôl haint, mae gwerthoedd y disgleirdeb sbectrol yn dangos bod y planhigion yn ymarferol yn marw. Yn yr achos hwn, mae gwerth y disgleirdeb sbectrol mewn planhigion y mae malltod hwyr yn effeithio arnynt yn agos at werthoedd disgleirdeb sbectrol yr adlewyrchiad o'r pridd.
Pan fydd tatws yn cael eu difrodi gan chwilen tatws Colorado, rydym hefyd yn arsylwi gostyngiad yng ngwerthoedd y disgleirdeb adlewyrchiad sbectrol o ddwy i dair gwaith o'i gymharu â phlanhigion heb eu difrodi gan y pla. Mae Ffigur 2 yn dangos data ar ddisgleirdeb sbectrol adlewyrchiad planhigion tatws, gan ystyried graddau gwahanol eu difrod. Mae'r data a gafwyd yn bwysig iawn ar gyfer y dull anghysbell o ganfod briwiau ar blanhigion tatws gan chwilen tatws Colorado.
Ar hyn o bryd, yn seiliedig ar yr astudiaethau a gynhaliwyd i bennu nodweddion addysgiadol yn seiliedig ar ddisgleirdeb sbectrol yr adlewyrchiad o blanhigion tatws iach ac afiach, yn ogystal â'r rhai sydd wedi'u difrodi gan chwilen tatws Colorado, mae'r subranges sbectrol mwyaf addysgiadol o donfeddi ymbelydredd electromagnetig wedi bod. sefydlu ar gyfer defnyddio delweddu amlsbectrol o arwyneb gwaelodol tir amaethyddol gan ddefnyddio BVS a SLA.
Wrth bennu clefydau, mae angen ystyried canlyniadau ymchwil gan y Sefydliad Agroffisegol, a oedd yn ei gwneud hi'n bosibl pennu nodweddion sbectrol adlewyrchiad planhigion sy'n ddiffygiol mewn nitrogen a lleithder pridd.
Mae'r canlyniadau a gafwyd yn bwysig ar gyfer nodi nodweddion addysgiadol sy'n ei gwneud hi'n bosibl gwahaniaethu'n glir, wrth ddehongli cyflwr ffytoiechydol tir amaethyddol, planhigion yr effeithir arnynt gan afiechydon a'r rhai â phatholegau a achosir gan ddiffyg maeth mwynau neu leithder pridd.
Bydd ffurfio llyfrgelloedd o ddelweddau sbectrol o glefydau amrywiol gnydau, yn ogystal â delweddau sbectrol o'r cnydau hyn sy'n ddiffygiol mewn maeth mwynau neu leithder pridd, yn caniatáu, yn seiliedig ar ganlyniadau adalw gwybodaeth o bell, i wneud penderfyniadau rhesymol a phrydlon. i sefydlogi'r sefyllfa ffytoiechydol ym mhresenoldeb clefydau neu i gynnal set o fesurau agrotechnegol i leddfu sefyllfaoedd straen ar gnydau a achosir gan ffactorau eraill.
Y cyfeiriad pwysig nesaf yn y defnydd o BVS yw eu cais am fesurau amddiffyn planhigion. Am y tro cyntaf, dechreuwyd defnyddio Cerbydau Awyr Di-griw ar ffurf hofrenyddion di-griw a reolir o bell yn Japan yn gynnar yn y 90au ar gyfer trin caeau reis â phlaladdwyr. Ar hyn o bryd, yn Tsieina, sef yr arweinydd wrth gynhyrchu dronau amaethyddol, mae'r ardal o dan amaethu AU eisoes yn fwy na sawl miliwn o hectarau. Mae'r farchnad UAV hefyd yn datblygu'n ddeinamig ledled y byd, mae cyfaint y defnydd o'r awyrennau hyn yn cynyddu 400-500% bob blwyddyn. Yn ôl arbenigwyr, bydd y defnydd o dechnolegau AU mewn amaethyddiaeth yn y byd yn cyrraedd gwerth marchnad o $5,7 biliwn.
O dronau amaethyddol, mae'r farchnad yn cael ei dominyddu gan y cwmni Tsieineaidd DJI, a'r model mwyaf cyffredin yw'r DJI Agras T16.
Oherwydd y ffaith bod y rhan fwyaf o rannau UAV y model hwn wedi'u gwneud o ddeunyddiau cyfansawdd, nid yw pwysau'r ddyfais yn fwy na 18,5 kg (heb batri). Gyda chyfarpar amddiffyn planhigion, wrth lenwi'r tanc â hylif gweithio, mae pwysau tynnu'r peiriant yn cyrraedd 41 kg. Cynhwysedd y gronfa ddŵr ar gyfer yr hylif gweithio yw 16 litr pan fydd wyth ffroenell yn y ffyniant. Mantais y model drôn hwn yw ei fod wedi'i gyfarparu â radar, sy'n lleihau'n sylweddol y risg o wrthdaro â rhwystrau, a hefyd yn darparu'r gallu i weithio gyda'r nos, gan ddefnyddio goleuadau chwilio. Uchder hedfan gorau posibl y drôn uwchben y cae yw 2,5-3 metr, ac os oes angen, gall y ddyfais godi i 30 metr (uchafswm uchder hedfan llorweddol). Mae'r uchder hwn yn angenrheidiol ar gyfer trin planhigfeydd lluosflwydd, planhigion mewn gerddi botanegol a choedwigoedd rhag plâu a chlefydau.
Yn Ffederasiwn Rwsia, cafwyd canlyniadau cadarnhaol ar ddefnyddio BVS ar gyfer rheoli llygod gwyllt (cynhaliwyd yr astudiaethau gyda chyfranogiad VIZR a chwmni Ginus). Dangosodd profion cynhyrchu o fonitro o bell a defnydd geogodedig o wenwyn llygod i mewn i dyllau cnofilod tebyg i lygoden fod cywirdeb y dechnoleg newydd o'i gymharu â chymhwyso â llaw yn 91% yn erbyn 97%.
Mae profiad ymarferol wedi'i gronni ar ddefnyddio BVS ar gyfer monitro ardaloedd dosbarthu efwr Sosnowsky o bell, yn ogystal â defnyddio technoleg chwistrellu chwynladdwr yn erbyn y rhywogaeth niweidiol hon.
Er gwaethaf y canlyniadau cadarnhaol a'r rhagolygon o ddefnyddio AU mewn amaethyddiaeth, mae diffygion, yn ogystal â materion heb eu datrys ym maes deddfwriaeth a dogfennau rheoleiddiol ar eu defnydd effeithiol a diogel ar gyfer monitro o bell a diogelu planhigion, sef:
- cost uchel UAV gyda'r risg o golli'r offer wrth wneud y gwaith;
- cyfyngiadau cyfreithiol ar ddefnydd: yn y rhan fwyaf o wledydd y byd, rhaid i'r Cerbyd Awyr Di-griw yn ystod perfformiad y gwaith fod o fewn golwg y gweithredwr (nid yw anghysbell yn fwy na 500 metr);
- yr angen i gofrestru, cofrestru'r ddyfais (yn y rhan fwyaf o wledydd, os yw ei fàs yn fwy na 25 kg) a chael trwydded i ddefnyddio'r UAV at ddibenion masnachol;
- yr angen am offer drud ychwanegol a phersonél cymwys: ar gyfer gweithrediad di-dor ac effeithlon yr UAV, mae angen cael o leiaf dri batris ychwanegol, generadur i'w gwefru; mae o leiaf dri o bobl yn gwasanaethu un car;
- dibyniaeth fawr ar amodau meteorolegol. Mewn tywydd gwyntog, mae rheoli'r offer yn anodd iawn, yn enwedig gyda gwynt ochr cryf;
- diffyg rheoliadau cyfreithlon ar gyfer defnyddio cynhyrchion amddiffyn planhigion gan ddefnyddio BVS yn unol â gofynion Cyfraith Ffederal Rhif 109 “Ar drin plaladdwyr ac agrocemegolion yn ddiogel”;
- diffyg dogfennau rheoleiddiol ar gyfer gweithredu Cerbydau Awyr Di-griw yn ddiogel mewn amaethyddiaeth;
- diffyg safonau risg yswiriant ar gyfer endidau cyfreithiol ac unigolion wrth ddefnyddio cynhyrchion diogelu planhigion gyda chymorth BVS;
- pris uchel a diffyg cynhyrchion meddalwedd ar gyfer datrys problemau monitro ffytoiechydol o bell chwyn, plâu a chlefydau, gan gymryd i ystyriaeth y trothwyon economaidd niweidiol, yn ogystal â datgodio eu canlyniadau yn awtomatig.
Mae angen brys i greu canolfannau rhanbarthol ar gyfer hyfforddi gweithredwyr a chymeradwyaeth cynhyrchu gweithdrefnau technolegol ar gyfer defnyddio Systemau Awyrennau Di-griw ar gyfer monitro ac amddiffyn gweithfeydd.
Fel rhan o ddigideiddio rhaglenni amaethyddiaeth, mae angen cyflymu datblygiad cronfeydd data mawr o samplau cyfeirio o chwyn yn y cyfnod datblygu mwyaf agored i niwed ar gyfer defnyddio chwynladdwyr a samplau cyfeirio gydag arwyddion addysgiadol nodweddiadol o ddifrod gan bla i gnydau mawr. Mae'r un mor bwysig cwblhau ffurfio llyfrgelloedd o ddelweddau sbectrol o blanhigion iach ac afiach, gan ystyried dylanwad lefel maeth mwynau a pharamedrau agrohinsawdd.
Anatoly Lysov, Pennaeth y Labordy Diogelu Planhigion Integredig, VIZR, e-bost: lysov4949@yandex.ru