Агродрони: у фокусі садівництво та плодоовочівництво

Наприкінці вересня Група компаній DroneUA спільно з Міжнародною інформаційно-аналітичною платформою East-Fruit.com провела Міжнародний Онлайн-семінар “Дрони, робототехніка та безпілотні рішення в плодоовочівництві та садівництві".

Подія відбулася в рамках співпраці з Продовольчою та сільськогосподарською організацією ООН (ФАО), за підтримки Європейського банку реконструкції та розвитку (ЄБРР) і технічної участі агромедіа-агентства Sapienza.media.

У ході онлайн-семінару практики ринку окреслили основні досягнення у застосуванні дронів і робототехніки в садах і на насадженнях, а також перспективи впровадження безпілотних рішень у плодоовочеву галузь.

Протягом останніх років відбулися кардинальні зміни в застосуванні дронів у агровиробництві. Наразі можна відмітити три ключові напрямки використання цих апаратів: передусім це моніторинг, який є основою для подальшого використання не лише інших спеціалізованих агродронів, що використовують для внесення ЗЗР та добрив, а й аналогічної наземної техніки.

Збирання даних, їх обробка та аналіз

Якщо говорити про початок застосування дронів у плодоовочівництві та садівництві, то слід зауважити, що це розпочалося з візуального моніторингу та контролю стану насаджень. Адже агродрони мають унікальну здатність дронів оперативно збирати дані по стану насаджень, про що неодноразово наголошувала під час свого виступу Маріте Гайліте, експертка овочевої асоціації Latvijas dārznieks.

Також пані Маріте відмітила досить цікаві розробки у плані моніторингу стану культуриних рослин та шкідників. «Третій рік у НІдерландах працює один стартап, який розробляє спеціальні «дрони метелики». Як тільки вони вийдуть з цими метеликами на ринок, їх відразу ж можна буде застосовувати і в садах, під сіткою. Зараз градозахисна сітка не дає змогу нормально побачити рослину зверху. А як тільки ці метелики вийдуть на ринок, то все це проблема вирішиться. Ще одна фірма працює над розробкою «дронів-винищувачі» розмір яких не більше за чоловічу долоню. Він літає по теплиці пізнає літаючих комах-шкідників, причому він відрізняє корисних комахи від шкідливих, і просто своїм пропелером знищує об’єкт. Тому вже зараз ми можемо говорити про часткове зниження хімії для боротьби зі шкідниками», — говорить Маріте Гайліте.

Збирання даних, їх обробка та аналіз стало основою для аналізу ситуації протягом сезону вегетації та подальшого прийняття оперативних рішень, пов’язаних із контролем якості та дієвості інших технологічних операцій. Використання дронів для моніторингу та подальшої обробки даних дає змогу якісно планувати технологічні операції, а також прогнозувати врожайність і коригувати фактори, що на неї впливають. До того ж цей інструмент має свою ключову перевагу перед іншими методами (супутниковий, авіаційний) завдяки своїй оперативності та доступності. Обробка даних дає змогу аналізувати не просто загальний масив даних, а вирішувати локальні проблеми на рівні окремого куща чи дерева.

GIS-спеціаліст і фотограмметрист Групи компаній DroneUA Гліб Лісовий, розкриваючи методологію проведення мультиспектрального аналізу дронами, зауважує, що це дає змогу садівникам визначати інтенсивність цвітіння плодових дерев, запобігати перевантаженню дерев, визначати перерослі дерева і проводити обрізку коренів плодових дерев.

Мультиспектральні камери прості та зручні в експлуатації, ними можна керувати через дрон і обробляти до 2 тис. га в день. Дані, отримані за допомогою мультиспектрального аналізу, обробляються у спеціальній програмі (Pix4D Fields, Pix4D Mapper, ArcGIS Drone2Map, Drone Deploy, тощо).

Агромоніторинг дає змогу виконати:

- візуальну інспекцію садів чи полів на основі ортофотоплану;

- облік рослин та оцінка їх стану;

- обмір полів та паспортизація господарств;

- створення карт стану розвитку рослин на основі вегетаційного індексу NDVI, NDRE;

- створення карт диференційного внесення препаратів.

Методологія проведення мультиспектрального аналізу передбачає оцінку стану рослин на основі індексів NDVI та NDRE:

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) - найуніверсальніший та історично перший вегетаційний індекс для оцінки стану рослин. Він характеризує концентрацію хлорофілу та біомаси;

NDRE(normalized difference red edge index) - схожий на NDVI індекс, але замість червоного діапазону використовує так званий "red edge" (червоний край) діапазон – перехідний між червоним та NIR.

XAG R150 2020 Spray Model — досвід Syngenta

Агродрони сьогодні сміливо конкурують із традиційною колісною технікою за продуктивністю роботи та в той же час надають чимало переваг, що пов’язані із заощадженням ресурсів і збільшеною точністю внесення. Цю тенденцію підтверджують не лише вітчизняні агровиробники садівничої та плодоовочевої галузі, а й агрвиробники основним напрямомо дяльності яких є вирощування зернових.

Впродовж п’яти останніх років спеціалісти компанії Syngenta приділили досить значну вагу використанню наземного дрона XAG R150 2020 Spray Model для обприскування рослин у садах та польових насадженнях овочевих культур.

Зокрема, технічний експерт компанії Syngenta Сергій Радчук зазначає, що для ефективної роботи цього дрона на полях із овочевими культурами варто передбачати посадку з урахуванням змін розміру культури під час вегетації.

Щодо роботи в саду, то тут є певні застереження стосовно розмірів дерев та схеми їхньої висадки. Оптимальним є інтенсивна технологія посадки саду з формуванням невисоких дерев та невеликого міжряддя. Лише за таких умов досягається максимальна продуктивність роботи наземного робота XAG R150 2020.

Згідно досвіду спеціалістів компанії Syngenta використання XAG R150 2020 дає досить суттєву економію як часу так і ресурсів. Зокрема, економія води під час роботи наземним роботом складає 60%, порівняно з класичним обприскувачем. Наземний агродрон потребує 200-250 л/га, тоді як звичайний обприскувач - 700 л/га. Витрата пального за традиційної технології внесення становила до 3 л/га, із дроном — до 1,3 л/га.

Одночасно з економією ресурсів, суттєво покращується якість внесення.

Роботизована платформа дає можливість швидко та якісно зробити налаштування для покриття тих зон (сад/овочеве поле) що потребують обробки з регулюванням розміру краплі, відповідно до продукту.

Серед головних у застосування наземної роботизованої платформи в компанії також відзначають відзначають:

• відсутність викидів CO2;
• виключення людського фактору;
• платформа працює за запрограмованим маршрутом з відхиленням від траєкторії не більше одного сантиметра.

Лохина "за" використання дронів

Досить якісно себе показали дрони-обприскувачі у насадженнях лохини. Олександр Євпак, голова СФГ “Вікторія Сенс” спростував ризики застосування агро-дронів, зокрема, виникнення фітотоксичності рослин під час обробки насадження.

Наразі у господарстві вирощують лохину на площі 20 га. Технологія вирощування передбачає від 10 до 12 обробок (фунгіцид + інсектицид). Зазвичай для цього використовувати трактор LOVOL потужністю 45 к. с. і навісний обприскувач з об'ємом баку 700 л. Цей набір техніки дає змогу «закривати» цю прлощу впродовж 1-2 робочих змін із нормою виливу 200-250 л/га (обмежуючий фактор: власна пасіка для запилення насаджень. Тому здійснення обприскування можливе лише у нічний час з 22:00 і максимум до 5:00 години ранку).

«Серед основних недоліків застосування класичної техніки під час вирощування лохини можна відмітити досить тривалий період внесення необхідних препаратів на всій площі насадження, що за стрімкого поширення хвороб чи шкідників загрожує погіршенню якості врожаю або повній його втраті.

Великих трат завдає також часткове або навіть повне витоптування кущів та врожаю на міжряддях під час роботи колісної техніки. Ну і, звісно, погода — у сезон надмірної зволоженості ґрунту неможливість колісних машини працювати в насадженнях», — говорить Олександр Євпак.

Разом із тим він відзначає важливі аспекти технології, що впливають на якість ягід:

• рівномірне та своєчасне внесення препаратів по всій площі насаджень. Важливо при внесенні хімічних препаратів із дотриманням термінів виведення речовини з ягоди на момент прибирання;
• мінімізація часового інтервалу між обробками на кожній із плантацій. Важливо при хворобах і видах шкідників, що швидко поширюються;
• однорідні погодні умови для внесення та засвоєння препаратів.
• уникнення детоксикації препаратом і стресу через фітотоксичність.

Зважаючи на недоліки традиційної колісної техніки у вирощуванні лохини, господарство вирішило закласти експеримент на власному полі для оцінки роботи дронів обприскувачів. У результаті, за словами голови господарства, біологічний ефект ЗЗР було досягнуто, фітотоксичності не спостерігалося. Натомість була підтверджена висока ефективність внесення на ділянках зі складною конфігурацією та оперативність: для обробки 20 га знадобилося 1,5 – 2 год, у той час як за класичної технології для проведення цієї ж операції необхідно було близько 7-14 год.

Основні переваги, що відзначає СФГ “Вікторія Сенс” у роботі з дронами-обприскувачами на лохині:

дотримання параметрів для формування та збирання ягоди вищої якості;

своєчасне внесення препаратів по всій площі насаджень.

поліпшення покриття рослин препаратом;

висока та швидка засвоюваність препарату;

мінімізація часового інтервалу між обробками на кожній із плантацій.

краща засвоюваність речовин із технологією ультрамалооб’ємного внесення (УМО) дронами, оперативне та якісне внесення без витоптувань на ділянках зі складною конфігурацією та своєчасність проведення запланованих операцій завдяки безпілотним рішенням.

Вирощування органічної лохини в господарстві Family Garden

Валерій Яковенко, співзасновник Групи компаній DroneUA та фахівець із дронів у ФАО розповів про практичний кейс обробки органічної лохини в господарстві Family Garden.

Цього сезону на площі 130 га дроном-обприскувачем було внесено біофунгіцид із нормою виливу 6 л/га. У той час як раніше для виконання цієї самої операції застосовували трактор Lovol 504 і причіпний обприскувач, а норма внесення становили не менше 400 л/га. Таким чином економія води склала 51 220 л.

Витрат пального необхідного для обробітку 130 га дроном-обприскувачем XAG становила близько 30 л (для заряду однієї батареї використовується в середньому 150 – 300 мл палива). В той же час трактор із обприскувачем для обробки аналогічної площі «випивав» не менше 390 л (*Витрата пального за одну робочу зміну з обробкою 10 га + доїзду/від'їзду до/з поля складає в середньому 30 л). Відповідно економія пального склала 360 л (17 280 грн).

Для виконання операції на 130 га із традиційною технікою знадобилося б 13 робочих змін, з робочою бригадою із одним дроном-обприскувачем — 3 зміни. Враховуючи збільшення продуктивності роботи, витрати на логістику води, витрати на оплату праці, загальна економія витрат склала 40 288 грн лише на проведенні однієї операції. Втім, у роботі з однокомпонентними препаратами у господарстві Family Garden за сезон може бути до 22 обробок.

Відтак, загальна економія під час проведення операцій дроном може скласти 886 336 грн або $ 23,3 тис. (40 288*22), враховуючи вартість робочого комплекту XAG V40 до $24 тис.

Окрім економії ресурсів, за рахунок однорідної обробки в короткі терміни збільшується якість і врожайність ягоди, що забезпечує додатковий економічний ефект.

Збільшення врожайності:

підвищення врожайності +3% (за середньої врожайності 3 т/га це не менше 90 кг/га), що за середньої ціни у 2022 році 104 грн/кг дає змогу додатково отримати дохід у 1,2 млн грн.

Підвищення якості:

За середньої якості лохини ціна одного кілограму становила близько 104 грн/кг. У разі високої якості — 117 грн/кг). Відповідно підвищення закупівельної ціни дало змогу господарству отримати додатковий дохід  у розмірі  5,1 млн грн. (за середньої ціни звичайної лохини – 40,8 млн грн; за середній ціні лохини найвищої якості - 45,9 млн грн).

У таких умовах один робочий комплект дрона-обприскувача ($24 тис. дол.) окупається протягом одного агросезону.

Збільшення врожайності фундука  — не проблема

Окрім застосування агродронів на овочевих і ягідних плантаціях, українські аграрії вже успішно випробували безпілотні рішення для обробки горіхового саду. Зокрема, Євгеній Лайтер, головний агроном господарства “Галс Агро” (Київщина) і співзасновник сервісної компанії Dron Agronom Ярослав Федоришин поділилися власним унікальним кейсом із запилення фундукового саду дронами-обприскувачами XAG, що дало змогу з мінімальними затратами збільшити кількість горіхів у зав’язі та, зрештою, врожайність саду.

Наразі “Галс Агро” обробляє близько 2,4 тис. га. Площа фундукового саду становить 400 га. Запилення фундук є одним із найважливіших етапів у період вегетації цієї культури, який найсуттєвіше впливає на урожайність.

«Наявність вітряної погоди в період цвітіння жіночих квіточок і чоловічих сережок фундука — є головним фактором успішного запилення. Стандартна технологія запилення передбачає наявність інших сортів-запилювачів у насадженнях. Адже у фундука спостерігається стерильність до пилку споріднених сортів. У період цвітіння, який припадає на досить ранню весну, погодні умови не дають змоги ефективно провести дозапилення колісною технікою. Поспілкувавшись із колегами, ми дійшли висновку, що саме повітряні дрони-обприскувачі можуть вирішити нашу проблему». — говорить Євгеній Лайтер.

Чому господарство вирішило спробувати послуги дронами-обприскувачами для до запилення:

період запилення - рання весна, коли земля ще волога й традиційна колісна техніка не завжди може заїхати на ділянку;

необхідність у високій швидкості проведення операції (велика площа та потреба в швидкому використанні розчину);

невелика вартість сервісних послуг дронами-обприскувачами;

зручність проведення операції.

У результаті, після проведення операції господарство відзначило мінімальні витрати робочого часу та максимальний ефект від операції: збільшення врожайності; збільшення кількості горіхів у зав’язі; економічно обґрунтоване проведення дозапилення у молодому віці.

Переваги використання дронів у запиленні фундукового саду:

можливість швидкого використання завдяки мобільності обладнання;

низька потреба у трудових ресурсах.

підвищення врожайності саду.

прискорення окупності проектів.

Сьогодні дрони в садівництві та плодоовочівництві не лише здійснюють якісний моніторинг рослин на всіх фазах вегетації й дають змогу своєчасно прийняти найбільш ефективні рішення, а стають незамінними інструментами в захисті, живленні та навіть запиленні дерев.

На відміну від вже сформованого ринку дронів-обприскувачів для польових культур, у садівництві та плодоовочевому секторі попит на внесення ЗЗР дронами лише починає формуватися. Проте передові агрохімічні компанії вже активно працюють над адаптацією препаратів для внесення дронами-обприскувачами безпосередньо в садівництві. Зокрема, левова частка практичних дослідів закладається із використанням наземних дронів-обприскувачів, що особливо важливо для проведення операцій в садах під сіткою.

Тому в найближчі роки варто очікувати стрімкого зростання популярності дронів-обприскувачів та наземної робототехніки в цій галузі: близько 80% всіх технологічних операцій із внесення фунгіцидів, інсектицидів, мікродобрив виконуватимуться агродронами. Наземні дрони-обприскувачі продовжать удосконалення, щоб зробити догляд за садами простішим та ефективнішим. Використання повітряних дронів-обприскувачів буде широко інтегровано в технологічну карту ягідних та овочевих культур.

Підготував А. Сухина,  a.sukhina@univest-media.com на основі матеріалів міжнародного он-лайн-семінару “Дрони, робототехніка та безпілотні рішення в плодоовочівництві та садівництві"