Пре више од сто година, у лето 1922. године, са престоничког аеродрома у Ходинки полетео је авион са опремом за извођење ваздушних хемијских радова методом прскања против штеточина и болести. Успешни пробни летови означили су почетак развоја пољопривредне авијације.
Данас је употреба различитих авијацијских средстава за заштиту биља од великог економског значаја, јер пружа могућност:
— даљинско праћење пољопривредних усева великих размера;
— заштитне мере у кратким пољопривредним периодима и на тешко доступним местима против посебно опасних штеточина (скакавци, ливадски мољци, мишолики глодари, колорадске златице, штетне корњаче) и болести (рђа листа, касна пламењача, алтернарија);
— третмани када је земљиште јако навлажено, када земљана опрема не може да уђе у поље, посебно у борби против корова;
— прерада високих усева (кукуруз, сунцокрет) и семенских усева;
— прерада пиринча;
- исушивање;
— обрада усева на падинама са нагибом већим од 7 степени, где опрема за прскање тла не може да ради.
У Совјетском Савезу, основа флоте пољопривредне авијације био је АН-2. Тренутно се развој пољопривредне авијације креће ка значајној експанзији употребе ултралаких летелица (УЛА) и беспилотних летелица (УАВ), које су много јефтиније од тешких авиона. У складу са Федералним прописима о ваздухопловству и Ваздушним кодексом Руске Федерације, ултралаки авион је ваздухоплов (ваздухоплов) који има:
— максимална тежина при полетању не већа од 495 кг (без опреме за спасавање у ваздухопловству);
— максимална калибрисана брзина заустављања (минимална брзина лета) не већа од 65 км/х.
Беспилотне летелице (УАВ) обухватају возила чијим летовима управљају пилоти који се налазе ван авиона (пилоти на даљину).
Карактеристике исправног начина употребе УАВ-а су одређене његовом максималном тежином при полетању:
- до 250 г - не подлежу државној регистрацији или рачуноводству;
- од 250 г до 30 кг - подлежу обавезној државној регистрацији;
- од 30 кг и више - подлежу државној регистрацији.
Важне предности коришћења беспилотних летелица и СЛА су:
— нема губитака од оштећења усева точковима или потребе за коришћењем сталних трагова (у поређењу са земаљском опремом);
— висока ефикасност са смањеним оперативним трошковима (у поређењу са авионима за тешке услове рада, јер овим авионима нису потребни опремљени аеродроми).
Употреба беспилотне летелице помаже у решавању следећих проблема:
— добијање детаљних информација о изради картографске основе за пољопривредно земљиште и постављању пољопривредних објеката са њиховим тачним координатама за планирање и праћење технолошких процеса пољопривредне производње;
— вршење даљинског мониторинга на основу мултиспектралног снимања подлоге пољопривредног земљишта ради утврђивања стања и развоја усева, предвиђање приноса на основу израчунавања вегетационог индекса на основу резултата спектралног фотографисања и др.;
— оперативна контрола у реалном времену рада земаљске опреме и квалитета пољопривредних радова;
— геокодирани фитосанитарни мониторинг пољопривредног земљишта ради утврђивања степена закоровљености усева, присуства штеточина и манифестација болести у раној фази развоја, укључујући и у латентном облику;
Употреба беспилотних летелица за снимање пољопривредног земљишта из ваздуха омогућава, у поређењу са сателитским снимцима, добијање снимака веће резолуције (до једног центиметра по тачки) и, што је најважније, омогућава извођење овог посла у присуству густог облаци (снимање помоћу свемирских летелица у таквим периодима је немогуће).
Да се задржимо детаљније на фитосанитарном надзору усева. У последње време обим употребе средстава за заштиту биља у Русији стално расте: према статистикама, сваких пет година од 2010. године, они су се удвостручили и 2020. достигли 221 хиљаду тона. Уз растући обим употребе средстава за заштиту биља, газдинства треба да обезбеде благовремено прикупљање и обраду информација о фитосанитарном стању пољопривредних површина. Без ових информација немогуће је решити проблеме технолошке подршке рационалној и безбедној употреби средстава за заштиту биља у кратком пољопривредном року. Постојећи методи теренског премеравања рута поља не дозвољавају брзо добијање потребних информација у потребним количинама. С тим у вези, у иностранству и код нас се активно ради на развоју даљинских метода високих перформанси за прикупљање информација за планирање и спровођење мера заштите биља. За оперативни даљински фитосанитарни надзор, највише се користе беспилотне летелице које дају геокодирани видео, мултиспектралне и хиперспектралне слике доње површине Земље.
Треба напоменути да су питања везана за коришћење даљинских метода за прикупљање информација у области сузбијања корова (утврђивање локације корова на пољским површинама, процена губитака усева, мапирање штетних зона) већ делимично решена. У овој области, у оквиру споразума о научно-техничкој сарадњи, спроведена су истраживања уз учешће специјалиста ВИЗР-а, Универзитета за ваздухопловну инструментацију (Санкт Петербург), Самарске аграрне академије и Птеро ЛЛЦ-а (Москва). Позитивни резултати су добијени коришћењем беспилотних летелица за даљинске методе прикупљања информација на основу спектрометрије за процену закоровљености житарица и засада кромпира за више од 20 врста корова, укључујући и оне штетне као што је свиња Сосновског. Подаци су добијени на основу одређивања и анализе спектралних карактеристика рефлексије од гајених биљака и корова у опсегу таласних дужина од 300-1100 нм.
Тако су у току студија које су спроведене ради идентификације дефинишних карактеристика на основу спектралне светлости рефлексије од усева и корова, установљени најинформативнији спектрални подопсези таласних дужина електромагнетног зрачења за коришћење мултиспектралне фотографије доње површине пољопривредног земљишта. коришћењем савремених система даљинске детекције. Анализа спектралних слика корова и гајених биљака показује да уочавамо карактеристичне разлике у добијеним кривуљама спектралног сјаја у подопсезима плавог, зеленог, црвеног и блиског инфрацрвеног електромагнетног зрачења у блиском инфрацрвеном подопсезју таласних дужина.
Тежи задатак за широку примену метода даљинске детекције пољопривредног земљишта је утврђивање информативних знакова биљних болести, и то пре свега, у латентном облику. Ово је због чињенице да су многи информативни знаци болести слични по спектралној осветљености знацима неинфективне патологије биљака које се проучавају.
Добијени су позитивни резултати у одређивању болести кромпира и оштећења биљака кромпира од колорадске златице применом спектрорадиометрије. Користећи ову методу, утврђено је да када су засади кромпира погођени касном пламењаком (слика 1), трећег дана након инфекције, примећујемо нагло смањење спектралног сјаја рефлексије у поређењу са здравим биљкама, а седмог дан након инфекције, вредности спектралне осветљености показују да су биљке скоро угинуле. У овом случају, вредност спектралне светлости код биљака захваћених касном бојом блиска је вредностима спектралне светлости рефлексије од тла.
Када кромпир оштети колорадска златица, такође примећујемо смањење спектралног сјаја рефлексије за два до три пута у поређењу са биљкама без оштећења од штеточина. На слици 2 приказани су подаци о спектралном сјају рефлексије биљака кромпира, узимајући у обзир различите степене њиховог оштећења. Добијени подаци су од великог значаја за даљинску методу идентификације жаришта оштећења биљака кромпира од колорадске златице.
Тренутно, на основу студија спроведених ради утврђивања информативних карактеристика на основу спектралног сјаја рефлексије од здравих и болесних биљака кромпира, као и оних оштећених колорадском бубом, установљени су најинформативнији спектрални подопсези таласних дужина електромагнетног зрачења за коришћење мултиспектралне фотографије доње површине пољопривредног земљишта коришћењем беспилотних летелица и СЛА.
Приликом утврђивања болести потребно је узети у обзир резултате истраживања Агрофизичког института, који су омогућили утврђивање спектралних карактеристика рефлексије биљака које доживљавају недостатак азота и влаге у земљишту.
Добијени резултати су важни за идентификацију информативних карактеристика које омогућавају да се при дешифровању фитосанитарног стања пољопривредног земљишта јасно разликују биљке захваћене болестима и оне са патологијама узрокованим недостатком минералне исхране или влаге у земљишту.
Формирање библиотека спектралних слика болести различитих пољопривредних култура, као и спектралних снимака ових усева код којих постоји недостатак минералне исхране или влаге у земљишту, омогућиће, на основу резултата даљинског прикупљања информација, доношење информисаних и брзих одлука. стабилизовати фитосанитарну ситуацију у присуству болести или спровести скуп агротехничких мера за ублажавање стресних ситуација на усевима изазваних другим факторима.
Следећа важна област употребе БВС је њихова употреба за мере заштите биља. По први пут, беспилотне летелице у облику беспилотних хеликоптера на даљинско управљање почели су да се користе у Јапану раних 90-их за третирање пиринчаних поља пестицидима. Тренутно, у Кини, која је лидер у производњи пољопривредних дронова, површина за прераду беспилотних летелица већ премашује неколико милиона хектара. Тржиште беспилотних летелица се динамично развија у целом свету, обим употребе ових летелица годишње се повећава за 400-500%. Према проценама стручњака, коришћење УАВ технологије у пољопривреди у свету достићи ће тржишну вредност од 5,7 милијарди долара.
Међу пољопривредним дроновима, кинеска компанија ДЈИ доминира тржиштем, а најчешћи модел је ДЈИ Аграс Т16.
Због чињенице да је већина делова УАВ овог модела направљена од композитних материјала, тежина уређаја не прелази 18,5 кг (без батерије). Са опремом за заштиту биља, при пуњењу резервоара радном течношћу, полетна тежина машине достиже 41 кг. Капацитет резервоара за радну течност је 16 литара када је грана опремљена са осам млазница. Предност овог модела дрона је у томе што је опремљен радарима, што драматично смањује ризик од судара са препрекама, а такође пружа могућност рада ноћу уз помоћ рефлектора. Оптимална висина лета дрона изнад поља је 2,5-3 метра, а по потреби уређај може да се подигне до 30 метара (максимална хоризонтална висина лета). Ова висина је неопходна за третирање вишегодишњих засада, биљака у ботаничким баштама и шумама од штеточина и болести.
У Руској Федерацији су добијени позитивни резултати о употреби БВС-а за сузбијање мишоликих глодара (истраживање је спроведено уз учешће ВИЗР-а и компаније Гинус). Теренски тестови даљинског праћења и геокодиране примене родентицида у јазбине мишоликих глодара показали су да је тачност нове технологије у поређењу са ручном применом 91% наспрам 97%.
Акумулирано је практично искуство у коришћењу беспилотних летелица за даљинско праћење подручја дистрибуције Сосновског свиле, као и употребе технологије прскања хербицида против ове штетне врсте.
Упркос позитивним резултатима и перспективама коришћења беспилотних летелица у пољопривреди, постоје недостаци, као и нерешена питања у области законодавства и регулаторних докумената о њиховој ефикасној и безбедној употреби за даљински надзор и заштиту биља, а то су:
- висока цена УАВ са ризиком од губитка уређаја током рада;
- законска ограничења употребе: у већини земаља света, УАВ мора бити у видокругу оператера током обављања посла (удаљеност не већа од 500 метара);
- потреба за регистрацијом, регистрацијом уређаја (у већини земаља, ако његова тежина прелази 25 кг) и добијањем дозволе за коришћење УАВ у комерцијалне сврхе;
- потреба за додатном скупом опремом и квалификованим особљем: за несметан и ефикасан рад УАВ неопходно је имати најмање три додатне батерије и генератор за њихово пуњење; најмање три особе су укључене у сервисирање једне машине;
- Велика зависност од метеоролошких услова. У ветровитом времену, управљање уређајем је веома тешко, посебно са јаким бочним ветром;
- недостатак легализованих прописа за употребу средстава за заштиту биља коришћењем БВС у складу са захтевима Савезног закона бр. 109 “О безбедном руковању пестицидима и агрохемикалијама”;
- недостатак регулаторних докумената о безбедном раду беспилотних летелица у пољопривреди;
- недостатак стандарда ризика осигурања за правна и физичка лица при коришћењу средстава за заштиту биља коришћењем БВС;
- висока цена и недостатак софтверских производа за решавање проблема даљинског фитосанитарног праћења корова, штеточина и болести, узимајући у обзир економске прагове штетности, као и аутоматско декодирање њихових резултата.
Постоји хитна потреба за стварањем регионалних центара за обуку оператера и индустријско испитивање технолошких прописа за употребу беспилотних летелица за надзор и заштиту биља.
У оквиру програма дигитализације пољопривреде потребно је убрзати развој великих база референтних узорака корова у најрањивијој фази развоја за примену хербицида и референтних узорака са карактеристичним информативним знацима оштећења од штеточина на главним културама. . Једнако је важно завршити формирање библиотека спектралних слика здравих и болесних биљака, узимајући у обзир утицај нивоа минералне исхране и агроклиматских параметара.
Анатолиј Лисов, руководилац Лабораторије за интегрисану заштиту биља, Федерална државна буџетска институција ВИЗР, е-маил: лисов4949@иандек.ру