Współczesna technologia z każdym rokiem dostarcza coraz to nowych rozwiązań usprawniających cały proces produkcji rolnej. Nawigacja satelitarna, sterowanie laserowe przy procesie równania gleby, automatyczna regulacja ciśnienia w oponach czy wykorzystanie bezzałogowego statku latającego - stają się coraz bardziej popularne.
Problemem dużych obszarowo gospodarstw jest ich nadzorowanie i zdobywanie szybkich informacji związanych z ich funkcjonowaniem. Można oczywiście objeżdżać wszystkie pola, sprawdzając, co się na nich dzieje. Ale to wiąże się ze stratą czasu, o kosztach nie wspominając. Można to jednak zrobić o wiele prościej, korzystając z nowoczesnych technologii, dostępnych już w rolnictwie. Jednym z takich rozwiązań może okazać się, wykorzystanie bezzałogowego statku latającego – drona (UAV).
Systemy te, powszechnie już znalazły zastosowanie m.in. podczas akcji wojskowych czy w czasie szybkiego dostarczania przesyłek. Coraz częściej producenci dronów, jak i rolnicy widzą ich też praktyczne zastosowanie w sektorze rolniczym.
Do głównych zalet dronów należą: proste automatyczne planowanie trasy lotów, możliwość wykorzystania przy dużym wietrze sięgającym nawet 65 km/h, a także szerokim zakresie temperatur od -20° C do +45°C. Inne zalety, na które warto zwrócić uwagę, to: specjalne funkcje bezpieczeństwa, niski koszt przelotu i stosunkowo niska waga w stosunku do rozmiarów. Dla przykładu standardowy dron o rozpiętości skrzydeł 1,6 m waży mniej niż 3 kg, po złożeniu można go łatwo przemieścić z miejsca na miejsce.
Niekwestionowaną przewagą dronów jest również to, że do jego obsługi wystarczy jeden operator. Za pomocą tego urządzenia można robić zdjęcia wykorzystywane w rolnictwie. Zaletą jest jakość powstałego obrazu, która cechuje się niezwykłą precyzją i szczegółowością, także w 3D. W zależności od rozdzielczości wykonanych podczas lotu zdjęć, w ciągu 40 minut można sfotografować od 200 do nawet 1 000 ha.
Już obecnie, dzięki zamontowanym na statkach bezzałogowych kamerom i aparatom fotograficznym, wielu rolników może zdalnie monitorować nie tylko stan swoich upraw, ale również reagować na niepokojące zjawiska naturalne (podejrzenia pożaru, zalanie terenu upraw) bez konieczności ruszania się z domu. Daje to wiele korzyści: pozwala zaoszczędzić paliwo, ocenić kondycję upraw z innej perspektywy oraz umożliwia tworzenie map i pomiar działek. Dodatkowo, w momencie zauważenia alarmowej sytuacji, pomoże niezwykle szybko podjąć działania mające na celu zapobieżenie utracie upraw.
Wspomniane wcześniej tworzenie map, jak i pomiar działek (posiadanie dobrze nakreślonych map z uwzględnieniem własnego terenu), jest jednym z czynników szybkiego i pozytywnego otrzymania środków w ramach dopłat obszarowych. Pomiar odbywa się za pomocą specjalistycznej kamery multispektralnej, umożliwiającej wykonanie planu przestrzennego w dwóch trybach: x standardowa mapa w formie zdjęcia z „lotu ptaka” x mapa w podczerwieni, dzięki której rolnik jest w stanie w szczegółowy sposób ocenić kondycję upraw (a to w następstwie może pomóc zaoszczędzić nawet 30% wydatków na nawozy, które generują jedne z największych kosztów w gospodarstwie).
Obecnie bezzałogowe statki pozwalają również na ocenę stanu plonów pod względem zawartości azotu i potasu. Jest to możliwe, dzięki wykonywaniu prób glebowych, umożliwiających ocenę jej stanu jak i składu. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby urządzenie takie wykonało za nas niektóre zabiegi rolnicze – np. opryski.
Kolejna zaleta posiadania UAV to odstraszanie dzikich zwierząt niszczących uprawy. Może odbywać się to w sposób bezpieczny, zarówno dla nich samych, jak i dla człowieka. Wystarczy do tego nawet najprostszy statek bezzałogowy z zamontowaną sygnalizacją dźwiękową bądź wizualną.
Jeżeli natomiast szkody spowodowane przez zwierzęta zostaną już wyrządzone, przy pomocy drona można uwiecznić wszelkie zniszczenia, co jest istotne w procesie dokumentacji i zgłaszania szkód. W Niemczech, Włoszech, ale również w Polsce na terenie Zakładu Rolnego w Siennej (woj. kujawsko-pomorskie), prowadzone były testy dotyczące zastosowania bezzałogowych statków latających wyposażonych w aparat fotograficzny lub kamerę, pilotowanych zdalnie lub wykonujących loty autonomicznie w likwidacji szkód w rolnictwie. Do badań wykorzystano głównie uprawy kukurydzy, ziemniaków i słoneczników. Dzięki wykonanym zdjęciom lotniczym, okazało się, że jest możliwe precyzyjne określenie uszkodzonych powierzchni upraw. Jest to szczególnie przydatne przy szkodach obejmujących duże powierzchnie. Do tej pory tak precyzyjne i nowoczesne techniki nie były możliwe do wykorzystania w tego typu działaniach. Oszacowanie powstałych szkód wiązało się z dużymi nakładami pracy rzeczoznawców, często dopiero pomiary możliwe były do wykonania w trakcie zbiorów lub po zbiorach, na podstawie resztek pożniwnych lub innych pozostałości.
W dużych agroprzedsiębiorstwach zajmujących się produkcją rolną zastosowanie dronów umożliwia ocenę stanu upraw tuż przed zbiorami oraz monitorowanie pracy osób zatrudnionych w gospodarstwie, co pozwala na bardziej efektywne rozplanowanie pracy, realną oszczędność czasu i pieniędzy.
To tylko niektóre przykłady zastosowania dronów w rolnictwie. Z całą pewnością rola bezzałogowych statków latających w najbliższym czasie będzie rosła a margines ich wykorzystywania będzie się poszerzał. I dotyczyć to będzie również rolnictwa. Np. Instytut Sadownictwa i Kwiaciarstwa w Skierniewicach już teraz pracuje nad mikrodronem – zminiaturyzowanym bezzałogowcem, który mógłby posłużyć do zapylania roślin.
Obecnie w rolnictwie USA wykorzystuje się samoloty Quest UAV. Technologia NDVI i zasady funkcjonowania Quest UAV Agri w rolnictwie nie jest w naszym kraju znana, dlatego zasługuje na bliższe przedstawienie.
Przykładem może być wykrywanie cieków podziemnych. Zdjęcia NDVI nie pokazują wprost podziemnej rzeki, ale otrzymamy dane o obniżonej temperaturze np. o 2oC, co doświadczonemu użytkownikowi da informację o cieku wodnym na głębokości 2 m. Tereny takie odznaczają się też zwykle lepszym, bujniejszym wzrostem roślinności. Wskaźnik NDVI jest w stanie pokazać obszary o słabszej wegetacji, w których prawdopodobnie występuje zacienienie, zbyt małe lub zbyt duże nawilgotnienie, występują szkodniki i choroby. Może pokazać też pole, które wymaga nawożenia, a to z kolei pozwala na interwencję rolnika w swoim gospodarstwie po szczegółowym rozpoznaniu problemu już w czasie wizyty na zagrożonym obszarze. Dzięki zdjęciom NDVI na glebach słabszych można wskazać powód słabszej wegetacji, np.: rodzaj choroby (grzyb, pasożyt) lub niedobór minerałów. Obraz NDVI nie daje wprost informacji o przyczynach, ukazuje jedynie aktualny stan roślinności poprzez użycie odpowiednich kolorów. Przykładowo, kolor czarny będzie wskazywał powierzchniowe cieki wodne, czerwony – słabą wegetację roślin, żółty – lepszą i zielony -najlepszą. To oczywiście duże uproszczenie, gdyż każdy z tych kolorów występuje w pełnej gamie odcieni i dopiero ich wnikliwa analiza może wskazać źródło problemów. Innymi słowy, na zdjęciu nie znajdziemy opisu, lecz wskazówki o słabej wegetacji w danym rejonie pola, gorszym zagęszczeniu itp.
Informacje te będą bardzo zbliżone do tych, które otrzymuje się w trakcie prac na polach uprawnych. Warto też nadmienić, że w systemie NDVI umieszczone są dwie kamery, dzięki temu - oprócz informacji o kondycji roślin, zagęszczeniu itp. - dodatkowo otrzymujemy komplet zdjęć geodezyjnych, ukształtowania terenu, zniszczeń pożarów itd. Jak przewidują eksperci zajmujący się nowoczesnymi technologiami, w niedalekiej przyszłości drony będą nadzorować z góry pola, a kombajny zbiorą plony bez operatorów.
Szerokie możliwości zastosowania dronów w rolnictwie sprawią, że już za kilkanaście lat staną się bardzo powszechne i nikogo nie będzie dziwić widok latających maszyn nad polami.
Tekst: Ryszard Grabczyński
Fot.: J. Domiński
„Wieś Kujawsko-Pomorska”
K-PODR Minikowo i K-PIR Przysiek
(za AGRO 2/2016)
