Drönare har potential att modernisera vårt sätt att bedriva jordbruk. Användningen av drönare inom jordbruket är redan utbredd över hela världen för många applikationer, inklusive övervakning, fältundersökning, spaning av grödor, besprutning och spridningsapplikationer.
Dessa fjärrstyrda flygplanssystem (RPAS), som antingen är fjärrstyrda över trådlös kommunikation eller programmerade att färdas den fördefinierade vägen med hjälp av navigeringsalgoritmer som körs på styrenheter ombord, är designade för att bära nyttolast som kameror och sensorer med digital bildåtergivningskapacitet som kan ge verklig -tid, korrekt information om grödans status, som kan leda till en effektiv beslutsprocess.
Med hjälp av dessa data kan lantbrukare exakt beräkna sina markstorlekar, klassificera grödor och verkligheter, utveckla en förståelse för markförhållanden, växthälsa och förutsägelse av skördeavkastning, tillsammans med skadedjursbekämpning, sjukdomsbekämpning, bevattning och gödsling, och planera på lämpligt sätt skörd av sina grödor. Detta förbättrar omfattningen av drift och produktivitet och ersätter arbetsintensiva och farliga konventionella metoder.
Potentialer
- Markanalys för fältplanering: Drönare kan användas för jord- och fältanalys för bevattning, planteringsplanering och kvävenivå i jorden. Tillsammans med detta hjälper drönaren till att producera exakta 3D-kartor som kan användas för att utföra jordanalyser av markegenskaper, fuktinnehåll och jorderosion.
- Skärningsövervakning: Övervakning av grödor är den största huvudvärken för jordbrukare och olika andra intressenter i samband med jordbruksverksamhet. Denna utmaning har också förvärrats med ökningen av oförutsägbara vädermönster, vilket leder till ökande risker för skördförluster och underhållskostnader. Drönare kan användas för att ställa in sina övervakningsrutter genom att samla in multispektrala geospatiala och temporala datauppsättningar på fördefinierade skalor relaterade till grödans utveckling och hälsa. Dataanalys hjälper till att få insikter om grödans hälsa långt innan den blir synlig genom manuell fältspaning.
- Sättning av fröskida: Även om de är uppfunna men sällan förekommande just nu, har vissa företag kommit med ytterligare fäste under drönarsystemen som kan skjuta frö- och växtnäringsämnen i den redan förberedda jorden. Detta hjälper till att minska planteringskostnaderna.
- Besprutning av grödor: Drönare kan bära reservoarer av lämplig storlek, som kan fyllas med gödningsmedel, herbicider eller bekämpningsmedel för besprutning av grödor på stora ytor på kortare tid. Sprayning av grödor är mycket säkrare och kostnadseffektivare genom sin autonoma och förprogrammerade körning enligt specifika scheman och rutter. Drönare är också programmerade att självjustera sin höjd och hastighet med hjälp av ultraljudseko, TOF-lasrar och GNSS-signaler för att uppnå ett enhetligt och optimalt sprutresultat över varierande topografi. Smarta gårdar använder drönare för jordbrukssprutning, vilket minskar mänsklig kontakt med gödningsmedel, bekämpningsmedel och andra skadliga kemikalier. Drönare är också ojämförbara när det kommer till spotting-behandling automatiserad med stressdetekteringsteknologi, som använder sensorer och kameror och arbetar på dem samtidigt som de friska delarna lämnas intakta. Drönare ökar sprutkapaciteten upp till fem gånger snabbare än med traditionella maskiner.
- Utvärdering av grödans hälsa: Växter reflekterar synligt och nära-infrarött ljus, och dess intensitet varierar med hälsostatus och stressnivåer som växter upplever. Drönare utrustade med sensorer som kan skanna grödor med hjälp av synligt och nära infrarött ljus kan användas för att spåra grödans hälsa över tid och övervaka responsen på åtgärdade åtgärder.
- Bevattning: Drönare laddade med termiska, multispektrala eller hyperspektrala sensorer kan identifiera de delar av fältet med fuktbrist med hjälp av multispektrala index. Detta hjälper till att planera bevattning i rätt tid till de identifierade områdena med precision.
- Skördeövervakning: Det är nästan omöjligt att uppskatta det övergripande tillståndet för grödor på stora fält. Drönarbaserad kartläggning av jordbruket kan hjälpa jordbrukare att hålla sig områdesmässigt uppdaterade om växternas status och peka ut vilka fältområden som kräver uppmärksamhet. Drönare inspekterar fältet med infraröda kameror och bestämmer ljusabsorptionshastigheter för att uppskatta tillståndet för grödor. Baserat på realtidsinformation och korrekt information kan lantbrukare förbättra växternas tillstånd var som helst på fältet. Denna funktion för övervakning av grödor och växthälsobedömning utgör också grunden för drönares användning för att förbättra jordbruksförsäkringsverktyg för korsverifiering av jordbrukares försäkringsanspråk.
- Uppskattning av biomassa för träd/grödor: Densitet för gröda/trädkronor och avstånd från markytan kan mätas med hjälp av ultrakompakta LiDAR-sensorer monterade på drönare. Detta möjliggör en bedömning av förändringen av träd/grödas biomassa härledd från differentiella höjdmätningar som ligger till grund för uppskattning av virkesproduktion i skog och produktionsuppskattningar i grödor som sockerrör.
- Kontrollera ogräs, insekter, skadedjur och sjukdomar: Bortsett från markförhållanden kan drönare också upptäcka och informera jordbrukare om åkerområden som orsakats av ogräs, sjukdomar och skadeinsekter. Baserat på denna information kan bönder optimera användningen av kemikalier som behövs för att bekämpa angrepp, minska kostnaderna och bidra till bättre fälthälsa.
- Skrämma fåglar: Fåglar är det stora problemet efter att man har sått frön av många grödor. Detta kräver arbetskraft för att skydda fältet. Ett par drönarflygningar kan skrämma bort fåglarna från fältet.
Flaskhalsar
Trots dessa potentialer kommer drönare med sina egna utmaningar och flaskhalsar, som:
- Flytid och räckvidd: På grund av relativt högre nyttolaster är flygtiden för drönare som används inom jordbruket kort, allt från 20-60 minuter. Detta resulterar i begränsad täckning av mark med varje laddning. Kostnaden för drönare ökar avsevärt med den längre flygtiden.
- Anslutning: Onlinetäckning är oftast inte tillgänglig i åkerbruk. Under en sådan situation måste alla jordbrukare som tänker använda drönare investera i anslutning eller köpa en drönare med lokal datalagringskapacitet i ett format som kan överföras och bearbetas senare.
- Startkostnad: Oftast har jordbruksdrönare som används för mätning fasta vingar och kan kosta upp till $25 000 (Precision Hawk's Lancaster) baserat på funktioner och sensorer som är nödvändiga för att utföra deras avsedda användning. Vissa drönare är dyrare eftersom det inkluderar kostnaden för bildsensorer, mjukvara, hårdvara och verktyg. Den initiala kostnaden är också proportionell mot nyttolasten och flyglängdskapaciteten, förutom sensorer och funktioner.
- Väderberoende: Under blåsiga eller regniga förhållanden är det inte lätt att flyga drönare, till skillnad från traditionella flygplan. Drönare är väderberoende.
- Kunskap och skicklighet: En genomsnittlig bonde kan inte analysera drönarbilderna eftersom det kräver specialiserade färdigheter och kunskaper för att översätta dem till användbar information. Under dessa omständigheter måste lantbrukaren skaffa sig färdigheter och kunskaper om bildbehandlingsprogram eller anställa kunnig personal som är bekant med analysmjukvaran.