Інноваційні перспективи внесення ЗЗР

Нова-стара технологія

Якість хімічної обробки безпосередньо залежить від густоти покриття оброблюваної поверхні
робочим розчином. Що більше крапель досягне своєї мети — то результативнішим буде хімічна обробка. Проблему підвищення щільності крапель довго вирішували найпростішим способом. Завдяки внесенню великої кількості води та використанню «препаратів-прилипачів» агрономи почали отримувати якісне та рівномірне покриття. Проте наука не стоїть на місці. «А що, коли не збільшувати об’єм рідини, а зменшити саму краплю?». Такий підхід став ключовим для технології УМО.

Ультрамалооб’ємне обприскування (УМО) — технологія, що передбачає внесення ЗЗР з мінімальними витратами робочого розчину — від 0,5 до 5 л/га. Розмір краплі близько 100 мікрометрів дозволяє забезпечити гарне проникнення препарату в продихи навіть дуже густих посівів. Зараз за кордоном і у нас в країні все більше використовуються обприскувачі для
ультрамалооб'ємного обприскування, з обертовими розпилювачами рідини. Розчин
подається під низьким тиском через регульовані жиклери, в яких отвори набагато більші, ніж в щілинних гідравлічних розпилювачах. Далі рідина потрапляє в дисковий або сітчастий барабан, який розбиває її на краплі певного розміру.

Це відкрило такі можливості:

- рідина рівномірно покриває всю оброблювану поверхню;

- за рахунок своєї легкості краплі не скочуються вниз;

- краплі потрапляють чітко у продихи листка;

- оскільки розчину стало менше, зменшується потреба у воді, а з нею — й у великому об’ємі баків.

Насправді, метод УМО відомий ще з середини минулого сторіччя. Майже всі клієнти, з якими я працював, вже чули про нього. Проте в нас цей підхід поки не став популярним, бо потребує високої точності роботи.

Цього не скажеш про Японію — батьківщину УМО. Необхідність такої технології закладена в географічних умовах цієї країни. Вирощувати продукцію там змушені на невеликих ділянках. Розмір рисових чеків не перевищує 5 га, тому нема сенсу використовувати на таких ділянках великі колісні обприскувачі. Рослини обробляли вручну, а згодом на зміну ручному обприскуванню прийшла мала авіація. Але літак не здатен піднімати в повітря великі об’єми води. Постало питання: як з меншою кількістю води досягти кращого результату. Японські розробники вирішили спробувати замінити малу авіацію керованими дронами.

Внесення ЗЗР дронами знайшло своє застосування і в США, але з інших причин. Використання великих об'ємів робочих розчинів ЗЗР стало неможливим через екологічну проблему, що постала перед американськими аграріями, — це нестача води. Такі штати, як Арізона, Каліфорнія, Невада, що виробляють шосту частину всієї сільськогосподарської продукції США, мають відчутні проблеми з забезпеченням виробництва водою. Причина відома: кількість опадів, що підживлюють ґрунтові води, знижується, а споживання води зростає зі збільшенням щільності населення. Ба більше, проблеми виникають не тільки з кількістю води, а й з її доставкою на поле, адже для великогабаритних обприскувачів потрібне додаткове водопостачання.

З іншого боку, США — країна, де ГМО-продукти здобули найбільшу популярність в світі. Це позначилося на технології внесення американцями ЗЗР. У 1996 році ГМО-гігант — компанія «Монсанто» — випустила на ринок генетично змінену сою з новою ознакою Roundup Ready. «Раундап» — це торгова марка гербіциду гліфосату. RoundupReady-рослини містять повну копію гена ґрунтової бактерії, перенесену у ген сої. Це зробило їх стійкими до гербіциду гліфосату, що застосовується для боротьби з бур'янами. Ген стійкості до гербіциду дозволяє обробляти рослини після проростання аж до стадії цвітіння. А значить — більше не потрібно робити бакові розчини з помірним співвідношенням води та гліфосату, аби не спалити сою разом з бур'янами. Гліфосат тепер можна вносити чистим, не змішуючи з великою кількістю води. Отже, обприскувачі та літаки теж стають непотрібними і на полі з’являються дрони.

Дрони виявилися здатними вирішити проблеми, що виникають у разі використання малої авіації.

Оскільки спочатку до цієї технології звернулися в Азії, перші дрони для внесення ЗЗР з’явилися саме там. Yamaha R-Max — японський безпілотний літальний апарат цивільного призначення, спроектований ще в 90-х роках минулого століття компанією Yamaha Motor Company. Безпілотник може переносити вантаж вагою до 28 кг. Завдяки двоциліндровому мотору дрон може літати зі швидкістю 105 км/год, а запасу батареї йому вистачає на одну годину. Машина обладнана двома ємностями і трьома форсунками. Для заправки використовують суміш бензину і масла, як у бензопилок або газонокосарок.

Його відомий родич з Китаю — Agras MG-1, чиє основне призначення — оперативна обробка посівів на полях. Для цього дрон обладнаний спеціальним 10-літровим резервуаром. За словами представників компанії-розробника, Agras MG-1 в 10 разів ефективніший за ручне розпилення. Максимальна швидкість пристрою досягає 28 км/год, при цьому продуктивність обробки полів становить від 3 до 6 гектарів на годину. Повного заряду батареї йому вистачає лише на 12 хвилин польоту, але у разі повернення на початкову точку і заміни акумулятора Agras MG-1 здатний продовжити обробку поля з того місця, на якому він зупинився. Мені й самому доводилося працювати з цим апаратом. Вносили фунгіциди на соняшник, сорго, сою та проводили десикацію ячменю. Це були демо-посіви культур в Миколаївській та Київській областях. Через їх невеликий розмір туди економічно невигідно було заганяти великі обприскувачі чи використовувати малу авіацію.

Українські аналоги

В Україні технологія внесення дронами ЗЗР тільки розвивається, і компаній, які б надавали такі послуги в промислових масштабах, поки нема. Вищезгадані азіатські рішення для українських аграріїв важкодоступні через свою надвисоку вартість. Дрон Yamaha коштує майже 2,5 млн грн. Agras — 385 тис. грн, але його продуктивність набагато нижча.

Тому до проектування дронів взялися вітчизняні стартапи. Серед тих, хто працює в цьому напрямку, варто назвати українську компанію Kray Technologies. Її фахівці розробляють інноваційні рішення для фермерів — безпілотники із власним програмним забезпеченням. Вартість одного дрона зараз становить приблизно $50 тис. Український дрон оснащений системою комп'ютерного бачення, яка дозволяє розпізнавати перешкоди і автоматично ухилятися від них. Камери здатні розпізнавати рельєф на відстані 10-70 метрів, лідар — 5-25 метрів. У майбутньому на моделях встановлять апарат «комп'ютерного зору», який буде працювати в нічному режимі. Робочий цикл дрона: 15 хвилин — 1 політ і 1 хвилина обслуговування. За один цикл він обробляє до 14 га. Час заряду пари акумуляторів — до 60 хвилин. Продуктивність — від 27 до 48 га на годину, приблизно 250 га на день. Поки що дрон доступний лише для участі у пілотних проектах. Серійне виробництво очікується у вересні 2018 року.

Ще одна українська компанія, що розробляє дрони для внесення ЗЗР, — Aerodrone. Нині вони мають три безпілотні літальні апарати, які за день здатні обробити 1500 га, а вартість обробки одного гектара становить $10, тоді як обробка полів за допомогою стандартної авіації типу АН-2 — близько $10-15 + вартість витраченого палива, що в сумі значно дорожче. Новий дрон DR-60 — найбільший безпілотний апарат компанії для внесення ЗЗР. Його порожня злітна маса складає 85 кг, а корисне навантаження може досягати 60 кг. Розмах крил  — 6,5 м. За виліт він обробляє 25 га при передполітній підготовці у 30 хвилин. Максимальний час польоту  — 90 хвилин. Може розвивати швидкість до 130 км/г при мінімальній висоті польоту 5 м. Системи позиціонування — GPS, RTK GPS.  Має як ручне управління, так і автопілот. При ручному управлінні дальність передачі сигналу на пульт сягає 3 км, при автоматичному  — 30 км.

Висновки та перспективи

Внесення дронами ЗЗР — технологія для України нова, незвична та поки не дуже популярна. Причина — недостатня інформованість аграріїв про сучасні рішення та відсутність цих рішень на ринку. Але попит на використання дронів для внесення СЗР все ж є, хоча і відкладений. Ця технологія приваблива для малих та середніх українських аграріїв, які займаються нішевими культурами з високою маржинальністю. Дронами можна ефективно обробляти фруктові сади, квасолю, хмільники, спаржу, чорницю. При цьому не використовуючи громіздкий обприскувач чи застарілу малу авіацію.

Вплинути на збільшення попиту на цю технологію здатні великі агрохолдинги. Вони мають фінансову можливість брати участь у розробках технології внесення ЗЗР дронами, тестувати та вдосконалювати її. Підтримка виробників дронів — це і шлях до підвищення ефективності власних виробничих показників.

Розробка розчинів для БПЛА, їх тестування, створення робочих алгоритмів — привабливий напрямок і для виробників ЗЗР. Такі компанії мають демонстраційні поля — експериментальні земельні ділянки, на яких в однакових умовах вирощуються культури для виробничих випробувань насіннєвого матеріалу, препаратів і систем захисту. Ці ділянки настільки малі, що їх неефективно обробляти окремо обприскувачем чи малою авіацією. Для цього потрібна або ручна обробка (що через величезну кількість ділянок займає безліч часу), або дрони.

Відпрацювання технології обприскування дронами разом з агрохолдингами та виробниками ЗЗР зможе пришвидшити появу повноцінної пропозиції на українському ринку. Тим паче, що, за нашими прогнозами, наступний рік стане проривним у популярності дронів. Внесення ЗЗР дронами через пару років буде звичною процедурою для українських аграріїв.

Вадим Остапенко, консультант компанії SmartFarming