Инновационные перспективы внесения СЗР

Новая-старая технология

Качество химической обработки напрямую зависит от плотности покрытия обрабатываемой поверхности рабочим раствором. Чем больше капель достигнет своей цели — тем результативнее будет химическая обработка. Проблему повышения плотности капель долго решали самым простым способом. Благодаря внесению большого количества воды и использованию «препаратов-прилипателей» агрономы начали получать качественное и равномерное покрытие. Однако наука не стоит на месте. «А что, если не увеличивать объем жидкости, а уменьшить саму каплю?». Такой подход стал ключевым для технологии УМО.

Ультрамалообъемное опрыскивание (УМО) — технология, предусматривающая внесение СЗР с минимальными затратами рабочего раствора — от 0,5 до 5 л/га. Размер капли около 100 микрометров позволяет обеспечить хорошее проникновение препарата в устьица даже очень густых посевов. Сейчас за рубежом и у нас в стране все больше используются опрыскиватели для ультрамалообъемного опрыскивания, с вращающимися распылителями жидкости. Раствор подается под низким давлением через регулируемые жиклеры, в которых отверстия намного больше, чем в щелевых гидравлических распылителях. Далее жидкость попадает в дисковый или сетчатый барабан, который разбивает ее на капли определенного размера.

Это открыло такие возможности:

- жидкость равномерно покрывает всю обрабатываемую поверхность;

- за счет своей легкости капли не скатываются вниз;

- капли попадают четко в устьица листа;

- поскольку раствора стало меньше, уменьшается потребность в воде, а с ней — и в большом объеме баков.

На самом деле, метод УМО известен еще с середины прошлого столетия. Почти все клиенты, с которыми я работал, уже слышали о нем. Однако у нас этот подход пока не стал популярным, поскольку требует высокой точности работы.

Этого не скажешь про Японию — родину УМО. Необходимость такой технологии заложена в географических условиях этой страны. Выращивать продукцию там вынуждены на небольших участках. Размер рисовых чеков не превышает 5 га, поэтому нет смысла использовать на таких участках большие колесные опрыскиватели. Растения обрабатывали вручную, а впоследствии на смену ручному опрыскиванию пришла малая авиация. Но самолет не способен поднимать в воздух большие объемы воды. Встал вопрос: как с меньшим количеством воды достичь лучшего результата. Японские разработчики решили попробовать заменить малую авиацию управляемыми дронами.

Внесение СЗР дронами нашло свое применение и в США, но по другим причинам. Использование больших объемов рабочих растворов СЗР стало невозможным из-за экологической проблемы, которая возникла у американских аграриев, — нехватка воды. Такие штаты, как Аризона, Калифорния, Невада, производят шестую часть всей сельскохозяйственной продукции США, имеют ощутимые проблемы с обеспечением производства водой. Причина известна: количество осадков, которые подпитывают грунтовые воды, снижается, а потребление воды растет с увеличением плотности населения. Более того, проблемы возникают не только с количеством воды, но и с ее доставкой на поле, ведь для крупногабаритных опрыскивателей требуется дополнительное водоснабжение.

С другой стороны, США — страна, где ГМО-продукты получили наибольшую популярность в мире. Это сказалось на технологии внесения американцами СЗР. В 1996 году ГМО-гигант — компания «Монсанто» — выпустила на рынок генетически измененную сою с новым признаком Roundup Ready. «Раундап» — это торговая марка гербицида глифосата. RoundupReady-растения содержат полную копию гена почвенной бактерии, перенесенную в геном сои. Это сделало их устойчивыми к гербициду глифосату, который применяется для борьбы с сорняками. Ген устойчивости к гербициду позволяет обрабатывать растения после прорастания вплоть до стадии цветения. А значит — больше не нужно делать баковые растворы с умеренным соотношением воды и глифосата, чтобы не сжечь сою вместе с сорняками. Глифосат теперь можно вносить чистым, не смешивая с большим количеством воды. Итак, опрыскиватели и самолеты тоже становятся ненужными и на поле появляются дроны.

Дроны оказались способны решить проблемы, возникающие в случае использования малой авиации.

Поскольку изначально к этой технологии обратились в Азии, первые дроны для внесения СЗР появились именно там. Yamaha R-Max — японский беспилотный летательный аппарат гражданского назначения, спроектированный еще в 90-х годах прошлого века компанией Yamaha Motor Company. Беспилотник может переносить груз весом до 28 кг. Благодаря двухцилиндровому мотору дрон может летать со скоростью 105 км/ч, а запаса батареи хватает на один час. Машина оборудована двумя емкостями и тремя форсунками. Для заправки используют смесь бензина и масла, как у бензопил или газонокосилок.

Его известный родственник из Китая — Agras MG-1, чье основное назначение — оперативная обработка посевов на полях. Для этого дрон оборудован специальным 10-литровым резервуаром. По словам представителей компании-разработчика, Agras MG-1 в 10 раз эффективнее ручного распыления. Максимальная скорость устройства достигает 28 км/ч, при этом производительность обработки полей составляет от 3 до 6 гектаров в час. Полного заряда батареи хватает на 12 минут полета, но в случае возврата на начальную точку и замены аккумулятора Agras MG-1 способен продолжать обработку поля с того места, на котором он остановился. Мне и самому приходилось работать с этим аппаратом. Вносили фунгициды на подсолнечник, сорго, сою и проводили десикацию ячменя. Это были демо-посевы культур в Николаевской и Киевской областях. Из-за их небольшого размера туда экономически невыгодно было загонять большие опрыскиватели или использовать малую авиацию.

Украинские аналоги

В Украине технология внесения дронами СЗР только развивается, и компаний, которые бы предоставляли такие услуги в промышленных масштабах, пока нет. Вышеупомянутые азиатские решения для украинских аграриев труднодоступны из-за своей сверхвысокой стоимости. Дрон Yamaha стоит почти 2,5 млн грн. Agras — 385 тыс. грн, но его производительность гораздо ниже.

Поэтому за проектирование дронов взялись отечественные стартапы. Среди тех, кто работает в этом направлении, следует назвать украинскую компанию Kray Technologies. Ее специалисты разрабатывают инновационные решения для фермеров — беспилотники с собственным программным обеспечением. Стоимость одного дрона сейчас составляет примерно $50 тыс. Украинский дрон оснащен системой компьютерного видения, которая позволяет распознавать препятствия и автоматически уклоняться от них. Камеры способны распознавать рельеф на расстоянии 10-70 метров, лидар — 5-25 метров. В будущем на моделях установят аппарат «компьютерного зрения», который будет работать в ночном режиме. Рабочий цикл дрона: 15 минут — 1 полет и 1 минута обслуживания. За один цикл он обрабатывает до 14 га. Время заряда пары аккумуляторов — до 60 минут. Производительность — от 27 до 48 га в час, примерно 250 га в день. Пока дрон доступен только для участия в пилотных проектах. Серийное производство ожидается в сентябре 2018 года.

Еще одна украинская компания, которая разрабатывает дроны для внесения СЗР, — Aerodrone. Сейчас они имеют три беспилотных летательных аппарата, которые за день способны обработать 1500 га, а стоимость обработки одного гектара составляет $10, тогда как обработка полей с помощью стандартной авиации типа АН-2 — около $10-15 + стоимость израсходованного топлива, что в сумме значительно дороже. Новый дрон DR-60 — самый большой беспилотный аппарат компании для внесения СЗР. Его пустая взлетная масса составляет 85 кг, а полезная нагрузка может достигать 60 кг. Размах крыльев — 6,5 м. За вылет он обрабатывает 25 га при передполетной подготовке в 30 минут. Максимальное время полета — 90 минут. Может развивать скорость до 130 км/ч при минимальной высоте полета 5 м. Системы позиционирования — GPS, RTK GPS. Имеет как ручное управление, так и автопилот. При ручном управлении дальность передачи сигнала на пульт достигает 3 км, при автоматическом — 30 км.

Выводы и перспективы

Внесение дронами СЗР — технология для Украины новая, непривычная и пока не очень популярная. Причина — недостаточная информированность аграриев о современных решениях и отсутствие этих решений на рынке. Но спрос на использование дронов для внесения СВР все же есть, хотя и отложенный. Эта технология привлекательна для малых и средних украинских аграриев, которые занимаются нишевыми культурами с высокой маржинальностью. Дронами можно эффективно обрабатывать фруктовые сады, фасоль, хмельники, спаржу, чернику. При этом не используя громоздкий опрыскиватель или устаревшую малую авиацию.

Повлиять на увеличение спроса на эту технологию способны крупные агрохолдинги. Они имеют финансовую возможность участвовать в разработках технологии внесения СЗР дронами, тестировать и совершенствовать ее. Поддержка производителей дронов — это и путь к повышению эффективности собственных производственных показателей.

Разработка растворов для БПЛА, их тестирование, создание рабочих алгоритмов — привлекательное направление и для производителей СЗР. Такие компании имеют демонстрационные поля — экспериментальные земельные участки, на которых в одинаковых условиях выращиваются культуры для производственных испытаний семенного материала, препаратов и систем защиты. Эти участки настолько малы, что их неэффективно обрабатывать отдельно опрыскивателем или малой авиацией. Для этого нужна либо ручная обработка (из-за огромного количества участков занимает много времени), или дроны.

Отработка технологии опрыскивания дронами вместе с агрохолдингами и производителями СЗР сможет ускорить появление полноценного предложения на украинском рынке. Тем более что, по нашим прогнозам, следующий год станет прорывным в популярности дронов. Внесение СЗР дронами через пару лет будет привычной процедурой для украинских аграриев.

Вадим Остапенко, консультант компании SmartFarming