Droonidega põllukultuuride seire: ülemaailmne juhend põllumajanduse tõhususe suurendamiseks

Põllumajandus, inimtsivilisatsiooni nurgakivi, seisab silmitsi kasvava survega suurendada tootlikkust, minimeerides samal ajal keskkonnamõju. Kuna maailma rahvaarv kasvab jätkuvalt, intensiivistub nõudlus toidu järele, mis nõuab uuenduslikke lahendusi põllumajandustavade optimeerimiseks. Droonidega põllukultuuride seire on kujunenud selle eesmärgi saavutamisel võimsaks tööriistaks, pakkudes põllumeestele ja põllumajandusspetsialistidele enneolematut teavet põllukultuuride tervise, saagipotentsiaali ja üldiste põllutingimuste kohta. See juhend annab põhjaliku ülevaate droonidega põllukultuuride seirest, selle rakendustest, eelistest, väljakutsetest ja tulevikutrendidest ülemaailmses perspektiivis.

Mis on droonidega põllukultuuride seire?

Droonidega põllukultuuride seire, tuntud ka kui mehitamata õhusõidukite (UAV) abil põllukultuuride seire, hõlmab spetsiaalsete andurite ja kaameratega varustatud droonide kasutamist põllumajanduspõldude kohta andmete kogumiseks. Need andurid koguvad erinevat tüüpi andmeid, sealhulgas:

• Visuaalsed pildid: Kõrge eraldusvõimega RGB (punane, roheline, sinine) pildid, mis annavad üksikasjalikku visuaalset teavet põllukultuuride välimuse ja põllutingimuste kohta.
• Multispektraalsed pildid: Koguvad andmeid mitme valguse lainepikkuse ulatuses, sealhulgas nähtavas ja lähiinfrapunases (NIR) piirkonnas. Neid andmeid kasutatakse vegetatsiooniindeksite, näiteks NDVI (normaliseeritud diferentseeritud vegetatsiooniindeks) arvutamiseks, mis näitavad põllukultuuride tervist ja elujõudu.
• Hüperspektraalsed pildid: Koguvad andmeid väga laias kitsaste, järjestikuste lainepikkuste vahemikus, pakkudes ülitäpset spektraalset teavet põllukultuuride omaduste täpsemaks analüüsiks.
• Termopildid: Mõõdavad põllukultuuride ja pinnase temperatuuri, mis võib viidata veestressile, haigustele või muudele probleemidele.
• LiDAR (valgusdetekteerimine ja kaugusemõõtmine): Kasutab laserimpulsse põldude 3D-kaartide loomiseks, pakkudes teavet taimede kõrguse, tiheduse ja topograafia kohta.

Droonide kogutud andmeid töödeldakse ja analüüsitakse spetsiaalse tarkvara abil, et genereerida põllumeestele rakendatavaid teadmisi. Seda teavet saab kasutada teadlike otsuste tegemiseks niisutamise, väetamise, kahjuritõrje ja muude põllumajandustavade kohta.

Droonidega põllukultuuride seire peamised rakendused

Droonidega põllukultuuride seirel on lai valik rakendusi põllumajandustsükli erinevates etappides:

1. Põllukultuuride tervise hindamine

Multispektraalsete või hüperspektraalsete kaameratega varustatud droonid saavad hinnata põllukultuuride tervist ja elujõudu, mõõtes vegetatsiooniindekseid nagu NDVI. Terved taimed peegeldavad rohkem NIR-valgust ja neelavad rohkem punast valgust, mis annab tulemuseks kõrgemad NDVI väärtused. Seevastu stressis või haigetel taimedel on madalamad NDVI väärtused. See teave võimaldab põllumeestel tuvastada põllul tähelepanu vajavaid alasid ja võtta parandusmeetmeid.

Näide: Argentinas kasutavad põllumehed droonipõhist NDVI kaardistamist, et tuvastada seenhaigustest mõjutatud sojaoapõldude alasid. See võimaldab neil suunata fungitsiidide kasutamist ainult mõjutatud aladele, vähendades kemikaalide kasutamist ja kulusid.

2. Niisutuse haldamine

Termopilte saab kasutada põllukultuuride veestressi piirkondade tuvastamiseks. Lehtede temperatuuri mõõtes saavad droonid tuvastada taimi, mis ei saa piisavalt vett. See teave võimaldab põllumeestel optimeerida niisutusgraafikuid ja tagada, et põllukultuurid saavad õige koguse vett, vähendades veekadu ja parandades saagikust.

Näide: Ameerika Ühendriikides Californias kasutavad mandlikasvatajad droonipõhist termopildistamist oma puude veeseisundi jälgimiseks. See aitab neil optimeerida niisutust ja vältida üle kastmist, mis võib põhjustada juuremädanikku ja muid probleeme.

3. Kahjurite ja haiguste tuvastamine

Droone saab kasutada kahjurite ja haiguste varajaste märkide avastamiseks põllukultuuridel. Kõrge eraldusvõimega piltide jäädvustamise ja spektraalandmete analüüsimise abil saavad põllumehed tuvastada põllu alasid, mida kahjurid või haigused on mõjutanud, enne kui need levivad teistele põllu osadele. See võimaldab õigeaegselt sekkuda ja vähendab vajadust laiaulatuslike pestitsiidide kasutamise järele.

Näide: Indias kasutatakse droonitehnoloogiat puuvillapõldude jälgimiseks roosa kapsaussi leviku suhtes. Varajane avastamine droonipiltide abil võimaldab sihipärast pestitsiidide kasutamist, minimeerides keskkonnamõju ja kaitstes saaki.

4. Saagi ennustamine

Analüüsides kogu kasvuperioodi jooksul droonidega kogutud andmeid, saavad põllumehed hinnata saagipotentsiaali. Seda teavet saab kasutada teadlike otsuste tegemiseks koristamise, ladustamise ja turustamise kohta. Droone saab kasutada ka põllukultuuride kasvu ja arengu jälgimiseks, pakkudes väärtuslikku teavet tegurite kohta, mis võivad saaki mõjutada.

Näide: Brasiilias kasutavad suhkrurookasvatajad droonipilte biomassi hindamiseks ja suhkru saagikuse ennustamiseks. See võimaldab neil optimeerida koristusgraafikuid ja parandada üldist tootmise efektiivsust.

5. Põldude kaardistamine ja mõõdistamine

Droone saab kasutada põllumajanduspõldude kõrge eraldusvõimega kaartide loomiseks, pakkudes väärtuslikku teavet põllu topograafia, drenaažimustrite ja mulla varieeruvuse kohta. Seda teavet saab kasutada põllu paigutuse, drenaažisüsteemide ja mullaharimistavade parandamiseks.

Näide: Hollandis kasutavad põllumehed droonipõhist LiDAR-it oma põldude üksikasjalike 3D-kaartide loomiseks. Seda teavet kasutatakse drenaažisüsteemide optimeerimiseks ja liigniiskuse vältimiseks, mis võib põllukultuure kahjustada.

6. Täppisväetamine

Droonipildid aitavad tuvastada alasid, kus põllukultuuridel puuduvad spetsiifilised toitained. See võimaldab muutuva määraga väetamist, rakendades väetisi ainult seal, kus see on vajalik, optimeerides ressursside kasutamist ja vähendades keskkonnamõju.

Näide: Austraalia nisukasvatajad kasutavad droone lämmastikupuuduse avastamiseks oma põldudel, mis võimaldab lämmastikväetise täpset kasutamist. See vähendab väetise äravoolu ja parandab toitainete kasutamise tõhusust.

7. Põllukindlustuse hindamine

Droonid pakuvad kiiret ja täpset andmete kogumist põllukultuuride kahjustuste hindamiseks loodusõnnetuste, nagu üleujutused, põuad ja rahe, tagajärjel. See kiirendab kindlustusnõuete menetlemist, pakkudes põllumeestele õigeaegset tuge.

Näide: Pärast tõsist rahetormi Prantsusmaal kasutati droone, et kiiresti hinnata viinamarjaistandustele tekitatud kahju ulatust. See võimaldas kindlustusseltsidel nõudeid kiiremini menetleda ja pakkuda kannatanud põllumeestele õigeaegset abi.

Droonidega põllukultuuride seire eelised

Droonidega põllukultuuride seire pakub põllumeestele ja põllumajandusspetsialistidele arvukalt eeliseid:

• Suurenenud tõhusus: Droonid suudavad kiiresti katta suuri alasid, pakkudes õigeaegset teavet põllukultuuride tervise ja põllutingimuste kohta.
• Vähenenud kulud: Ressursside kasutamise optimeerimise ja jäätmete vähendamise kaudu aitab droonidega põllukultuuride seire põllumeestel säästa raha sisenditelt, nagu vesi, väetis ja pestitsiidid.
• Paranenud saagikus: Probleemide varajase tuvastamise ja lahendamise abil aitab droonidega põllukultuuride seire põllumeestel saagikust parandada.
• Suurem jätkusuutlikkus: Kemikaalide ja vee kasutamise vähendamise kaudu edendab droonidega põllukultuuride seire säästvaid põllumajandustavasid.
• Paremad otsused: Droonipõhised andmed annavad põllumeestele teabe, mida nad vajavad teadlike otsuste tegemiseks põllukultuuride majandamisel.
• Varajane probleemide avastamine: Droonid suudavad tuvastada probleeme, nagu kahjurid, haigused ja toitainete puudused, enne kui need laialt levivad, võimaldades õigeaegset sekkumist.
• Optimeeritud ressursside jaotamine: Mõistes põllu erinevate alade spetsiifilisi vajadusi, saavad põllumehed ressursse tõhusamalt jaotada.

Droonidega põllukultuuride seire väljakutsed

Kuigi droonidega põllukultuuride seire pakub olulisi eeliseid, on ka mõningaid väljakutseid, mida arvesse võtta:

• Alginvesteering: Droonide, andurite ja tarkvara maksumus võib mõnele põllumehele olla takistuseks.
• Andmetöötlus ja analüüs: Droonipõhiste andmete töötlemine ja analüüsimine nõuab erioskusi ja tarkvara.
• Regulatsioonid: Droonide tegevus on allutatud regulatsioonidele, mis varieeruvad riigiti ja piirkonniti.
• Sõltuvus ilmast: Droonilende võivad mõjutada ilmastikutingimused, nagu tuul, vihm ja udu.
• Andmete salvestamine ja haldamine: Droonide genereeritud suurte andmemahtude haldamine võib olla keeruline.
• Aku kestvus: Drooni aku kestvus võib piirata ala suurust, mida saab ühe lennuga katta.
• Tehniline asjatundlikkus: Droonide käitamine ja hooldamine nõuab tehnilist asjatundlikkust.

Nende väljakutsetega tegelemine nõuab pidevat uurimistööd, tehnoloogilisi edusamme ja toetavaid regulatiivseid raamistikke. Valitsuse algatused ja põllumajandusorganisatsioonid saavad mängida olulist rolli droonidega põllukultuuride seire kasutuselevõtu edendamisel, pakkudes koolitust, subsiidiume ja selgeid regulatiivseid suuniseid.

Droonidega põllukultuuride seire tulevikutrendid

Droonidega põllukultuuride seire valdkond areneb kiiresti ja silmapiiril on mitu põnevat suundumust:

• Tehisintellekt (AI) ja masinõpe (ML): AI ja ML algoritme kasutatakse andmetöötluse ja analüüsi automatiseerimiseks, mis muudab põllumeestele drooniandmetest väärtuslike teadmiste ammutamise lihtsamaks.
• Täiustatud andurid: Uusi ja täiustatud andureid arendatakse, et koguda üksikasjalikumaid ja täpsemaid andmeid põllukultuuride tervise ja põllutingimuste kohta.
• Autonoomsed droonid: Droonid muutuvad üha autonoomsemaks, vähendades vajadust inimsekkumise järele lennuoperatsioonides.
• Integreerimine teiste tehnoloogiatega: Droonidega põllukultuuride seiret integreeritakse teiste põllumajandustehnoloogiatega, nagu asjade interneti (IoT) andurid ja taluhaldustarkvara, et luua terviklikke täppispõllumajanduse lahendusi.
• Andmeanalüütika platvormid: Tekkivad pilvepõhised platvormid andmete salvestamise, töötlemise ja jagamise sujuvamaks muutmiseks, võimaldades koostööl põhinevat otsustamist kogu põllumajanduse tarneahelas.
• Drooniparved: Mitme drooni kasutamine, mis töötavad koos suuremate alade tõhusamaks katmiseks, muutub üha tavalisemaks.
• Täiustatud akutehnoloogia: Akutehnoloogia edusammud pikendavad droonide lennuaega, võimaldades ühe lennuga jälgida suuremaid alasid.

Need edusammud on valmis põllumajandustavasid veelgi revolutsioneerima, muutes need tõhusamaks, jätkusuutlikumaks ja vastupidavamaks.

Ülemaailmsed näited droonidega põllukultuuride seirest praktikas

Droonidega põllukultuuride seiret võtavad kasutusele põllumehed üle maailma, mitmekesiste rakenduste ja edulugudega:

• Ameerika Ühendriigid: Droone kasutavad täppispõllumajanduse tavad on laialt levinud erinevate kultuuride, sealhulgas maisi, sojaubade ja mandlite puhul. Põllumehed kasutavad droone niisutuse haldamiseks, kahjuritõrjeks ja saagikuse optimeerimiseks.
• Hiina: Droonitehnoloogiat kasutatakse laialdaselt riisi- ja nisukasvatuses põllukultuuride tervise jälgimiseks, väetamiseks ja pestitsiidide kasutamiseks, aidates kaasa saagikuse suurenemisele ja sisendkulude vähenemisele.
• Austraalia: Droone kasutatakse karjamaade haldamiseks, taimkatte hindamiseks ja kariloomade karjatamismustrite jälgimiseks, toetades säästvaid karjatamistavasid.
• Euroopa: Droonipõhiseid lahendusi rakendatakse viinamarjaistandustes haiguste avastamiseks, niisutuse haldamiseks ja saagikuse hindamiseks, parandades veini kvaliteeti ja tootmise tõhusust.
• Aafrika: Väiketalunikud võtavad üha enam kasutusele droonitehnoloogiat põllukultuuride tervise hindamiseks, mulla kaardistamiseks ja niisutuse ajastamiseks, suurendades toidujulgeolekut ja elatist.

Need näited demonstreerivad droonidega põllukultuuride seire mitmekülgsust ja kohanemisvõimet erinevates põllumajandussüsteemides ja geograafilistes piirkondades.

Kuidas alustada droonidega põllukultuuride seirega

Kui olete huvitatud droonidega põllukultuuride seire rakendamisest oma põllumajandustegevuses, on siin mõned sammud, mida kaaluda:

1. Hinnake oma vajadusi: Määrake kindlaks oma konkreetsed vajadused ja eesmärgid. Mida loodate droonidega põllukultuuride seirega saavutada?
2. Uurige droonivalikuid: Uurige erinevat tüüpi droone, andureid ja tarkvara, et leida oma vajadustele sobivaim lahendus.
3. Hankige vajalikud load ja litsentsid: Järgige kõiki oma piirkonnas kehtivaid droonide tegevust reguleerivaid eeskirju.
4. Hankige koolitus: Hankige koolitus droonide käitamise, andmetöötluse ja analüüsi alal.
5. Alustage väikeselt: Alustage väikesemahulise katseprojektiga, et tehnoloogiat testida ja oma protsesse täiustada.
6. Analüüsige oma andmeid: Kasutage spetsiaalset tarkvara oma drooniandmete töötlemiseks ja analüüsimiseks.
7. Rakendage oma tulemusi: Kasutage drooniandmetest saadud teadmisi teadlike otsuste tegemiseks põllukultuuride majandamisel.
8. Pidev täiustamine: Hinnake ja täiustage pidevalt oma droonidega põllukultuuride seire tavasid, et maksimeerida nende tõhusust.

Neid samme järgides saate edukalt integreerida droonidega põllukultuuride seire oma põllumajandustegevusse ja realiseerida selle arvukad eelised.

Kokkuvõte

Droonidega põllukultuuride seire muudab põllumajandust, pakkudes põllumeestele enneolematut juurdepääsu teabele põllukultuuride tervise, põllutingimuste ja saagipotentsiaali kohta. Kuigi arvestada tuleb ka väljakutsetega, on droonidega põllukultuuride seire eelised vaieldamatud. Kuna tehnoloogia areneb edasi ja regulatsioonid muutuvad sujuvamaks, on droonidega põllukultuuride seirest saamas oluline tööriist põllumeestele kogu maailmas, aidates neil suurendada tõhusust, vähendada kulusid, parandada saagikust ja edendada säästvaid põllumajandustavasid. Selle tehnoloogia omaksvõtmine on ülioluline toidujulgeoleku tagamiseks ja maailma kasvava rahvastiku nõudluse rahuldamiseks.