Kako uporabljati kmetijske drone v preciznem kmetijstvu?

Droni se uporabljajo več kot le za vojaške namene. Kmetijski droni lahko zdaj pomagajo kmetom in kmetijskim podjetjem učinkoviteje in uspešnejše vzdrževati svoja zemljišča.

Rast proizvodnje hrane in porabe hrane v sodobni kmetijski industriji je pripeljala do kritične prelomnice, saj se svetovne zaloge hrane krčijo hitreje kot kdaj koli prej, cene surovin pa naraščajo kot še nikoli prej.

Agronomi in kmetje po vsem svetu so pod večjim pritiskom, da izboljšajo učinkovito upravljanje virov zaradi vse manjšega financiranja, medtem ko je pojav “od kmetije do krožnika” privedel do vse večjega pritiska za boljšo sledljivost živil, saj so kupci vse bolj zaskrbljeni glede virov kupljenih živil in načina njihove pridelave.

Poleg tega so poskusi kmetijske industrije za ohranitev varnosti dobavne verige zaradi podnebnih sprememb vse bolj zapleteni.

Kako se droni uporabljajo v preciznem kmetijstvu?

Droni postajajo vse bolj priljubljeni v kmetijstvu kot del celostnega načrta trajnostnega kmetovanja, kar agronomom in kmetom omogoča, da pomagajo pri racionalizaciji procesov, hkrati pa pridobijo pomembne informacije o svojih pridelkih s temeljitimi podatki in analitika topografije.

Na primer, nadzor pridelkov je poenostavljen z informacijami, prejetimi iz kmetijskih dronov, ki se nato uporabijo pri razvoju in izvajanju nenehnih izboljšav, kot so spremembe pri uporabi gnojil ali postavitvi jarkov.

Z uporabo GPS lokacij na različnih točkah vzdolž poti, namesto delovno intenzivnih in dolgotrajnih metod zbiranja podatkov, je mogoče hrano zanesljivo slediti od kmetije do krožnika.

Vloga kmetijskih dronov v preciznem kmetijstvu

V preciznem kmetijstvu se brezpilotni letalniki uporabljajo pri različnih nalogah, od vzorčenje tal in analizo poljščin do sajenja in uporabe pesticidov.

Droni v kmetijstvu se lahko kombinirajo z različnimi tehnologijami slikanja, kot so hiperspektralno, multispektralno, termalno in tako naprej, da se kmetom ponudijo časovne in lokacijsko specifične informacije o zdravju pridelkov, glivičnih okužbah, ozkih grlih pri rasti in tako naprej.

Brezpilotni letalniki (UAV) so zelo učinkoviti za skrbno spremljanje ogromnih kmetijskih zemljišč, pri čemer upoštevajo parametre, kot sta naklon in višina, na primer za odkrivanje najučinkovitejšega režima sajenja.

Pomembno je, da se lahko visokokakovostna ločljivost podatkov dronov uporabi za merjenje rodovitnosti poljščin, kar agronomom omogoča natančno nanašanje gnojil, zmanjšanje odpadkov ter načrtovanje ali popravljanje namakalnih sistemov.

Po naravnih nesrečah, kot so poplave, je tehnologija lahko še posebej uporabna pri pomoči kmetom pri pregledovanju škode na kopnem, ki je morda nedostopno peš. Sledi nekaj vlog dronov v preciznem kmetijstvu:

1. Geodetsko načrtovanje in kartiranje poljščin

Medtem ko je bilo treba ocenjevanje pridelkov včasih opravljati ročno, peš, s traktorja ali z uporabo drage satelitske tehnologije, nam droni v kmetijstvu zdaj omogočajo, da v nekaj minutah analiziramo zdravje vegetacije iz zraka.

Na primer, časovno zamaknjeno fotografiranje z dronom se lahko uporabi za natančno spremljanje rasti in razvoja pridelka v več dneh ali tednih, kartiranje NDVI z dronom, ki uporablja specializirane senzorje, pa je izjemno uporabno za analizo ravni klorofila, odkrivanje žuželk, škodljivcev in bolezni, prepoznavanje plevela in merjenje ravni stresa rastlin.

Kmetje se tako lahko hitro spopadejo s težavami in po potrebi izvedejo bistvene prilagoditve za zagotovitev večje produktivnosti. To v bistvu pomeni, da so lahko kmetje precej bolj pozorni na nenehno spreminjajoče se potrebe svojih pridelkov.

Postopek kartiranja pridelkov z dronom je precej preprost. Številni novejši modeli kmetijskih dronov so opremljeni s programsko opremo za načrtovanje leta, ki upravljavcu omogoča, da nariše obliko okoli območja, ki ga je treba pokriti. Programska oprema nato samodejno oblikuje pot leta in v nekaterih primerih celo pripravi posnetke kamere.

Med letenjem dron samodejno zajema slike z uporabo vgrajenih senzorjev in vgrajene kamere ter uporablja GPS za izračun, kdaj je treba posneti posamezno sliko. Če pa vaš dron nima teh samodejnih funkcij, mora ena oseba upravljati dron, medtem ko druga snema slike.

2. Zatiranje plevela in škodljivcev

Neuspeh pridelka povzročajo pleveli in škodljivci pri praktično vseh glavnih poljščinah, vključno s pšenico, palmovim oljem, sojo, rižem, krompirjem, bombažem in koruzo. Precizno kmetijstvo ima široko paleto uporab v kmetijstvu, vključno z zatiranjem in zatiranjem škodljivcev.

S specializiranimi kamerami in senzorji, ki lahko zaznajo določene plevele in škodljivce, ter tehnologijo GPS, ki lahko zagotovi informacije o lokaciji za kartiranje polj, lahko pomagajo pri pravilnem sledenju ogromnim območjem v nekaj sekundah.

Droni v kmetijstvu omogočajo natančnejše načrtovanje strategije zatiranja plevela, povečujejo učinkovitost mehanskih metod in zmanjšujejo rast herbicidov, kar vodi do nižjih stroškov, počasnejšega vzpostavljanja odpornosti plevela in povečane biotske raznovrstnosti.

Kmetijski droni lahko v nekaj minutah pokrijejo več hektarjev, tako da letijo nad poljem in pošiljajo fotografske podatke za identifikacijo plevela in škodljivcev. Poleg tega se lahko kmetje in podjetja čim prej spopadejo s plevelom in škodljivci, preden ti poškodujejo celoten pridelek.

3. Pregled tal

Pogosto se uporabljajo za pregled stanja tal. V konvencionalni kmetijski metodologiji je pregled tal sestavljen iz več faz, kot sta ročni obisk polja z opremo in pregled vzorcev tal glede različnih parametrov.

Kmetje in akademiki pa lahko zaradi izboljšanih tehnologij za spremljanje zemljišč spremljajo ključne kazalnike kakovosti tal še dolgo po tem, ko so semena posejana.

Droni za preučevanje tal in terena lahko pomagajo pri spremljanju gostote tal in rastlin skozi celotno rastno sezono, da se izognemo kasnejšim "presenečenjem".

To proaktivno vzorčenje tal s kmetijskimi droni lahko kmetom pomaga, da se izognejo morebitnim težavam in po potrebi izvedejo spremembe (npr. prilagajanje namakanje, dodajanje dušika gnojilo, itd.), da bi kar najbolje izkoristili zdravje pridelka.

Spremljanje sestave in stanja tal je ključnega pomena za sodobno kmetijstvo. Bolj natančni kot so podatki, tako kot pri večini stvari, tem bolje.

Kmetje se lahko z uporabo multispektralnih kart kakovosti tal na svojih poljih bolj informirano odločijo o tem, kje posaditi katere pridelke in kdaj izvesti prilagoditve. Posledično bodo z bolj trajnostnimi pristopi k upravljanju zemljišč donosi večji in bolj zdravi.

4. Namakanje in upravljanje z vodo

Voda je dragocena dobrina, ki je ključnega pomena za uspeh vseh kmetijskih dejavnosti, zato jo je treba pravilno upravljati. Pri tem pride v poštev termografija z droni, ki uporablja toplotne senzorje za zagotavljanje slike, ki prikazuje vsebnost vlage v zemlji.

S temi informacijami se lahko sprejmejo premišljene odločitve o namakanju, s čimer se zagotovi, da območja kmetije, ki potrebujejo več vode, to prejmejo, medtem ko območja, ki so že vlažna, niso preveč zalita.

Navsezadnje pomagajo, da je kmetijstvo veliko natančnejša znanost, saj zagotavljajo zgoraj naštete prednosti. Pomanjkanje vode in namakanja ni le drago, ampak lahko tudi zmanjša pridelek poljščin. Za prepoznavanje teh težav, preden postanejo problem, se lahko uporabijo geodetske meritve z droni.

5. Upravljanje škropljenja

Druga prednost dronov za precizno kmetijstvo je učinkovita in uspešna uporaba gnojil. Brezpilotni letalniki lahko s pomočjo napredne senzorske tehnologije natančno določijo, kje so potrebna dodatna hranila, kar omogoča, da se uporabljajo le tam, kjer so najbolj potrebna.

Droni v kmetijstvu so tudi zelo učinkoviti škropilniki, ki lahko dostavijo natančno pravo količino rastlinske hrane ob pravem času in uspešno zmanjšajo količino izpuščenih gnojil za do 20%. To ne le zmanjša stroške kmetovanja, temveč tudi prepreči prekomerno okoljsko škodo.

Vrste dronov, ki se uporabljajo v kmetijstvu

Brezpilotna letala so različnih oblik in velikosti, razdelimo pa jih lahko v naslednje kategorije:

1. Brezpilotni letalniki s fiksnimi krili

Letala s fiksnimi krili uporabljajo vzgon in upor za vzdrževanje višine na enak način kot letala. So dokaj preprosta za upravljanje. Imajo nepremično krilo in propeler, ki jim omogoča napredovanje.

Zaradi svoje zasnove se mora nenehno gibati glede na zrak, ki ga obdaja, da ostane v zraku. Posledično lahko veter pomembno vpliva na njegovo delovanje.

Druga omejitev je, da večji droni potrebujejo vzletno-pristajalno stezo za namestitev in dvig, medtem ko je manjše mogoče ročno izstreliti in dvigniti s pristankom na mehki površini.

2. Hibridni brezpilotni letalniki s fiksnimi krili VTOL

Nova kategorija hibridov, ki lahko vzletijo in pristanejo navpično, združuje prednosti dronov s fiksnimi krili in sposobnost lebdenja.

Hibridni droni VTOL (vertikalni vzlet in pristanek) s fiksnimi krili združujejo lastnosti brezpilotnih letalnikov (UAV) z zmožnostjo letenja na eni lokaciji, hkrati pa ohranjajo hibridne lastnosti.

Zaradi te funkcije lahko vzletijo z enega mesta in letijo navpično dlje časa.

3. Več dronov

Večrotorski droni se najpogosteje uporabljajo za kartiranje in modeliranje. Sestavljeni so iz trupa in štirih motorjev, ki poganjajo ustrezne propelerje. Večrotorski droni so zaradi svoje kompaktne velikosti in izjemnega nadzora fantastična izbira za zračno fotografiranje.

Preprosto lahko lebdijo in vzletijo navpično, kar jim daje še večjo mobilnost. Zaradi svoje zasnove lahko prenesejo tudi večjo težo. Večrotor lahko prevaža blago, kot je fotoaparat DSLR ali drugi predmeti, ki mu omogočajo premikanje.

Ti lahko enostavno krmarijo po majhnih prostorih. GPS-sprejemniki dronov jim bodo omogočili lebdenje in sledenje vnaprej določeni poti z uporabo smernih točk.

4. Helikopter z enim rotorjem

Enorotorski helikopterski droni imajo več prednosti kot druge vrste. Imajo plinsko krmiljen mehanizem za večjo vzdržljivost.

Aerodinamični standardi poudarjajo, da večji rotorski listi povzročijo manjše vrtenje in večjo zanesljivost sistema. Posledično so enorotorski helikopterji bolj praktični kot druge vrste. Kmetijstvo ima koristi od daljših rotorskih listov enorotorskih helikopterjev.

5. Privezani dron

Privezano vozilo je tipičen dron, ki je privezan na žico, da se odpravi potreba po daljinskem upravljalniku. Gibanje drona je tako omejeno s privezovalno žico. Poleg tega so privezani droni na voljo v najrazličnejših konfiguracijah.

Lahko segajo od običajnega drona, ki se premika v skladu s privezom, do drona, ki je privezan z mikrofilamentno žico in ima vgrajen vir energije za neskončno letenje.

Po podatkih Mednarodnega združenja za brezpilotne sisteme (Association for Unmanned Vehicle Systems International) bo v bližnji prihodnosti 80 odstotkov brezpilotnih letalnikov (UAV) uporabljenih v kmetijstvu.

Toda kako pripravljen je kmetijski sektor na uporabo dronov? In kako pripravljeni so na njihovo polno delovanje na kmetiji?

Pogosta vprašanja

1. V kateri sezoni uporabljajo drone za analizo pridelkov?

Droni se običajno uporabljajo za analizo pridelkov med rastno sezono, ko pridelki aktivno rastejo in se razvijajo. To obdobje običajno ustreza pomladnim in poletnim mesecem, odvisno od posameznega pridelka in lokacije.

Z uporabo dronov v tej sezoni lahko kmetje pridobijo podatke o zdravju pridelkov v realnem času, prepoznajo problematična področja in sprejemajo premišljene odločitve za optimizacijo upravljanja pridelkov in povečanje pridelka.

2. Kateri naravni vir lahko pomagamo zaščititi z uporabo dronov in natančno uporabo sredstev?

Uporaba dronov in natančna uporaba gnojil lahko pomagata zaščititi vodne vire. Z natančno usmerjeno uporabo gnojil, pesticidov in namakanja lahko kmetje zmanjšajo odtekanje in izpiranje teh snovi v vodna telesa. Droni omogočajo slikanje in zbiranje podatkov visoke ločljivosti, kar kmetom omogoča, da prepoznajo območja prekomerne ali premajhne uporabe in ustrezno prilagodijo vnose.

3. Kako upravljati dron?

Upravljanje drona običajno vključuje naslednje korake: Najprej se prepričajte, da je dron popolnoma napolnjen in da so povezane potrebne komponente, kot sta daljinski upravljalnik in mobilna naprava.

Drugič, opravite predpoletni pregled in preverite, ali senzorji, propelerji in kamera drona delujejo pravilno. Tretjič, načrtujte pot leta in po potrebi nastavite smerne točke s programsko opremo za upravljanje drona.

Nazadnje izstreli dron, ga upravljaj z daljinskim upravljalnikom in spremljaj video v živo ali zajete slike za analizo. Za uspešno upravljanje drona je pomembno tudi upoštevanje lokalnih predpisov in izvajanje varnih tehnik letenja.

4. Kako droni zbirajo podatke?

Droni zbirajo podatke z različnimi senzorji in tehnologijami na krovu. Ti lahko vključujejo kamere, toplotne senzorje, LiDAR (zaznavanje in merjenje svetlobe) in multispektralne senzorje. Ko dron leti nad ciljnim območjem, ti senzorji zajemajo slike, videoposnetke ali druge podatke. Zbrani podatki se nato prenesejo in shranijo v dronu ali pa se prenesejo v računalnik za analizo.