Vis daugiau ūkininkų informaciją apie laukų būklę renka iš dangaus.

Apie 80 proc. visame pasaulyje įsigytų pramoninių bepiločių orlaivių keliauja darbuotis į žemės ūkį, todėl nenuostabu, kad vis daugiau ūkininkų informaciją apie laukų būklę renka iš dangaus. Skraidyklės tiksliai ir aiškiai parodo, kaip pasėliai sudygo, kokių medžiagų trūksta dirvai, augalams, kokios piktžolės siaučia pasėliuose ir t. t. Laukiama ir išmaniųjų daviklių, kurie, tikimasi, palengvins grūdų augintojų bei šiltnamininkų darbus.

Įtikino tyrimas

Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos (VDU ŽŪA) Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto profesorius Dainius Steponavičius kalbėdamas apie dronus prisimena 2015 m. Raseinių r. ūkininko Alfredo Bardausko laukuose atliktą palyginamąjį tyrimą. Tuo metu lyginti vasarinių kviečių pasėlių stebėsenos duomenys, surinkti iš bepilotės skraidyklės su multispektrine kamera, aviacinio pilotuojamo lėktuvo su hiperspektrine kamera ir ant traktoriaus įrengtų OptRx Ag Leader jutiklių.

„Didelio mokslinio atradimo nepadarėme. Matėme, kad dronų duomenys pakankamai tikslūs. Jau tada buvo akivaizdu, kad jų duomenys patikimesni, nes šios skraidyklės skenuoja visą plotą, o du jutikliai ant traktoriaus montuojami ratų plotyje, ir pagal tokį nedidelį atstumą apsprendžiamas visas tręšiamas ar purškiamas plotas. Drono kamera nuskenavus visą lauko plotą, galima gauti tikslesnius augalų savybių žemėlapius“, – dronų pranašumą jau prieš penkmetį pastebėjo mokslininkas.

Dronas ar palydovas. Kas geriau?

D.Steponavičius įsitikinęs, kad mažėjanti dronų kaina, tobulėjančios ilgesniam laikui įkraunamos skraidyklių baterijos ir didesnis duomenų tikslumas yra pagrindinės priežastys, plečiančios šios technologijos populiarumą. „Kiekvienas agroverslininkas yra suinteresuotas gauti pelną, todėl natūralu, kad norima naudoti mažiau pesticidų ir trąšų. Visiškai suprantama, kodėl jie aktyviai domisi šia technologija“, – sako profesorius.

Pažangesni žemdirbiai remiasi ir kita patikima priemone – palydovinėmis nuotraukomis. Kuo jos skiriasi nuo darytų bepilote skraidykle? D.Steponavičius primena, kad Lietuvoje ypač daug debesuotų, ūkanotų dienų, todėl ir palydovinių nuotraukų raiška negali prilygti „čia ir dabar“ padarytoms drono ortofotografijoms. „Nuotraukas su bepilotėmis skraidyklėmis, jei tik oras leidžia, gauname kur kas greičiau. O štai fotofiksacijos iš palydovo turime ilgiau laukti, gauti prieigą jomis pasinaudoti, mokėti už nuotraukas. Jeigu palydovų bus daugiau, jie skenuos laukus taip pat kokybiškai, o duomenys bus laisvai prieinami ūkininkams. Palydovai, tikėtina, dronams sudarys labai didelę konkurenciją. Tačiau čia kalbame apie tolesnę ateitį“, – teigia mokslininkas.

Pasak D.Steponavičiaus, drono galimybės stebėti laukus tiesiogiai siejasi su vaizdo kameros kokybe. Dažniausiai tik mokslo tikslais orlaiviuose įrengiamos ir hiperspektrinės kameros, skenuojančios arba, kitaip sakant, fiksuojančios atsispindėjusius nuo augalų ar dirvožemio paviršiaus spindulius nuo 300 iki 2 200 nanometrų (nm) diapazone. Be to, hiperspektriniu skenavimu grindžiami nuotoliniai tyrimai, skirti atspindžio duomenims rinkti labai siaurose spektro juostose (apie 10 nm) įvairiuose spektro diapazonuose. Išanalizavus tokius duomenis galima spręsti ne tik apie augalų apsirūpinimą azotu (chlorofilo kiekį), bet ir apie pasėlių ligotumą, piktžolėtumą bei dirvožemio savybes.

Pirmieji tyrimai purškiant

VDU ŽŪA profesorius šiemet šalia akademijos esančiame mokomajame ūkyje, kartu su Agronomijos fakulteto profesoriumi Kęstučiu Romanecku, ruošiasi atlikti eksperimentą su bepilote skraidykle, pasėlius purškiant skystomis trąšomis iš oro. Purkšti planuojama su XAG dronu-purkštuvu. Drone įrengta 20 l talpa skystoms trąšoms. Skridimo aukštis virš pasėlio yra apie 2,5 m, o skridimo greitis – apie 5 m/s. Vienu skridimu purškiama 4 m pločio pasėlio juosta. Turint du baterijų komplektus, dronas gali dirbti su labai nedidelėmis pertraukomis, reikalingomis joms pakeisti. Baterijų įkrovimui laukuose naudojami specialūs akumuliatoriai. Tyrimo objektas – kukurūzai. Pasak mokslininko, kukurūzų žydėjimo metu pasėlį būtų labai efektyvu papildomai nupurkšti trąšomis. Žydint kukurūzams sunkioji technika į kukurūzų laukus jau negali įvažiuoti, nes pasėliai per aukšti ir juos galima sužaloti.

NDVI – kas tai?

Įmonės „Agromator“ bendrasavininkio Ruslano Faturov įsitikinimu, žemės ūkyje sparčiai populiarėja bepilotės skraidyklės su spektrinėmis kameromis, pagal kurias patogu apskaičiuoti augmenijos indeksus. Populiariausias indeksas žemės ūkio sektoriuje yra NDVI. Paprastai sakant, kiekvienas augalas atspindi saulę tam tikru spektru, pavyzdžiui, jei augalas sveikas, jis atspindi vienokią šviesą, jei negyvybingas – kitokią. Tai leidžia greitai ir lengvai identifikuoti užmirkusius, iššutusius ar ligų, kenkėjų apniktus augalus ir jų sritis.

„Kiekviena nuotrauka yra „pririšta“ prie koordinačių. Įsivaizduokime 100 ha žemėlapį, kuriame aptikta 20 ha pažeistų augalų. Drono pateikta ataskaita labai tiksliai nurodo, kurie plotai problemiški. Skaitmeninėje laikmenoje gauti duomenys agronomui iškart leis identifikuoti tikslią pažeistų plotų vietą. Pagal laukų žemėlapius sudaromi tręšimo, purškimo planai“, – pasakoja bepiločių skraidyklių ekspertas R.Faturov.

Apžiūrėti bent tris kartus

Pavasariui artinantis link vidurio, lauko darbai įgauna pagreitį. Ką įdomaus laukuose galima apžvalgyti dar nepradėjus sėjos? Anot pašnekovo, pirmiausia galima įvertinti reljefo pokyčius, apžiūrėti, ar laukuose nėra akmenų, kuriuos vertėtų surinkti. Vis dėlto daugiausia vertingų duomenų ūkininkui pasako apie augalų vegetaciją. Tokiu laiku galima įvertinti augalų daigumą, tankumą, spręsti, kur verta atsėti laukus. „Laukus pažvalgyti rekomenduojama 3–4 kartus per sezoną. Tai ypač naudinga daryti ankstyvaisiais tarpsniais. Gauti duomenys įspėja, kuriems augalams trūksta maistinių medžiagų. Kalbant apie piktžolių kontrolę, svarbu laiku jas pastebėti, kad herbicidai būtų tikslingai ir laiku panaudoti. Statistiškai piktžolės lemia 30 proc. derliaus nuostolių. Jų koncentracija nesunkiai užfiksuojama dronų kamerų. Mažas fotografavimo aukštis ir didelės raiškos vaizdai sukuria žemėlapį, kuris gali atskirti pasėlį nuo piktžolių. Kai kuriais atvejais netgi paaiškėja konkreti kenkėjų augalų rūšis (kryžmažiedis, dviskiltis ir kt.). Taip parenkamas tinkamas herbicidas. Paskutinis sezono stebėjimas atliekamas prieš derliaus nuėmimą. Tuomet nustatomas derliaus nuėmimo laikas ir apskaičiuojamas numatomas derlius“, – sezono darbus su dronu dėsto R.Faturov.

Įvertina žalą

Pašnekovas taip pat pastebi, kad dronai puikiai pasitarnauja po smarkių audrų ar kitų stichinių nelaimių. „Praūžus krušai galima paprastai nustatyti, kur ir kiek pasėlių išguldyta ar visiškai prarasta. Tiksliau sakant, jei, pavyzdžiui, sunaikinta 15 proc. pasėlių kelių šimtų hektarų laukuose, galime pusės hektaro tikslumu pateikti ataskaitas su visomis geokoordinatėmis apie praradimus. Tokią ataskaitą lengvai galima pristatyti ir draudimo bendrovei. Kaip paprasčiau tai galima padaryti be drono – neįsivaizduoju“, – svarsto R.Faturov.

Darbą trukdo tik lietus ir vėjas

Nedideliems laukams žvalgyti siunčiama straigtasparnė bepilotė skraidyklė per dieną spėja apžvalgyti kelis šimtus hektarų. Didesniems laukams siunčiamas viensparnis dronas, per dieną sukariantis šimtus kilometrų žvalgydamas kelis tūkstančius hektarų.

Norintiems apie laukų būklę sužinoti greitai, tiksliai ir patogiai iš dangaus, R.Faturov dėsto, kad tai padaryti iš tiesų patogu. „Tiesiog reikia užpildyti formą, nurodyti sklypo numerį, kokios tiksliai paslaugos pageidaujama: išmatuoti azoto kiekį dirvožemyje, atlikti lapų diagnostiką, dirvožemio analizę ir t. t. Mes savo ruožtu užsakovui atsiunčiame sąmatą, pasakome, per kiek laiko galime atlikti darbus. Sutrukdyti padaryti darbą gali vienintelė aplinkybė – stiprus vėjas ir lietus“, – pabrėžia pašnekovas.

Davikliai pakeis stoteles?

Ne vieno stambaus ūkininko laukuose apie oro sąlygas praneša agrometeorologijos stotelės. R.Faturov įsitikinimu, jos nėra patogios, todėl ilgai ieškota išmanesnių sprendinių. Jo teigimu, visiems įprastos agrometeorologijos stotelės greitu metu užleis vietą išmaniesiems autonominiams davikliams. Esą jie kompaktiškesni, realiu laiku tiesiai į ūkininko telefoną siųs informaciją apie lauko ar dirvos temperatūrą, santykinę oro drėgmę, vėjo greitį, kritulių kiekį, atmosferos slėgį.

„Duomenys gaunami 20 min. tikslumu, o informacija perduodama tiesiai į mobiliąją aplikaciją arba kompiuterį. Prasidėjus sėjai ar planuojant purškimo darbus tai ypač patogu – užmeti akį į telefoną ir matai, kokie vėjai pučia laukuose, ar nelyja. Ne kartą ūkininkams teko apsisukti su sunkiąja technika todėl, kad oro sąlygos darbui buvo nepalankios. Be to, gana dažnai atsitinka ir taip, kad viename lauke kiaurai merkia, o kitame – nė lašo neiškrenta. Bendraujame su vienu stambiu ūkininku, kurio laukai išsidėstę kelių šimtų kilometrų spinduliu. Jis laukia šių daviklių, juk į kiekvieną kaimą nepriskambinsi paklausti, koks oras“, – svarsto „Agromator“ bendrasavininkis R.Faturov.

Davikliai, anot pašnekovo, nedideli, jie primena kompaktišką dėžutę 10 x 10 cm. Pastariesiems reikalingas ryšys, skirtas daiktų internetui, kuris pagrįstas mažos galios, didelio nuotolio ir mažais duomenimis. „Tai naujiena ne tik Lietuvoje, bet ir pasaulyje. Šiems įrenginiams reikalinga SIM kortelė, kad prisijungtume prie interneto. Problema tai, kad telefono baterija po geros paros nusės, ją reikės įkrauti, o šie davikliai lauke gali būti neįkraunami kelerius metus ar ilgiau, jie naudoja itin mažai energijos“, – pabrėžia technologijų ekspertas R.Faturov.

Anot pašnekovo, panašius išmaniuosius daviklius galima naudoti ir grūdų sandėliuose, šiltnamiuose. Davikliai realiu laiku nurodys temperatūros ir drėgmės santykį. Šiltnamiuose tai leis nustatyti, kada ir kiek laiko augalus reikia drėkinti.

Gyvulininkai mato perspektyvą

Kol kas bepiločių skraidyklių privalumais daugiausia gali naudotis javų augintojai. Nors yra sukurtų skraidyklių su infraraudonųjų spindulių jutiklius turinčiomis terminėmis kameromis, Lietuvoje jų praktiškai nenaudojama. Šie bepiločiai orlaiviai naudojami sergančių gyvulių priežiūrai. Jiems sunegalavus, pakyla jų kūno temperatūra. Virš gyvulių pakibusi skraidyklė juos gali identifikuoti didžiulėje bandoje net iš nemažo nuotolio.

R.Faturov teigimu, šiuo metu veikia paprastesni jutikliai, tvirtinami ant kaklo. Pastarieji augintojui padeda greitai gauti informaciją apie sergančius gyvulius.

Apie dronų galimybes ganyti gyvulius, nustatyti sergantį individą bandoje Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos akademijos Stambiųjų gyvūnų klinikos profesorius Ramūnas Antanaitis tikina girdėjęs, tačiau praktinio panaudojimo vietos ūkiuose kol kas nematė. Dalis ūkininkų skraidykles dangun paleidžia apžiūrėdami, ar gyvuliai neištrūko iš aptvaro, arba pergindami juos iš vieno lauko į kitą.

„Visos technologijos, nesukeliančios gyvūnams streso, fiksuojančios kūno temperatūrą, judesius, tikiu, ateityje bus naudojamos vis plačiau. Kol kas ūkiuose daroma didžiulė pažanga naudojant jutiklius. Jau įprasta skaičiuoti galvijų žingsnius, poilsio-aktyvumo santykį. Šiuo metu keliuose ūkiuose naudojami šveicariški davikliai, pateikiantys net 30–40 rodiklių, susijusių su gyvulių apetitu: kąsnių, gurkšnių skaičių, kiek laiko karvė praleidžia atsistodama, atsiguldama, atrajodama pakėlusi ar nuleidusi galvą. Visa tai leidžia mums suprasti, kad gyvulys serga, dar iki pasireiškiant simptomams“, – su technologijų pažanga gyvulininkystės sektoriuje supažindina veterinarijos gydytojas R.Antanaitis.

Nauja specialistų karta

VDU ŽŪA prof. D.Steponavičius taip pat neabejoja, kad tikslioji žemdirbystė, taikant sumaniąsias technologijas įrenginius, įskaitant ir nepilotuojamas skraidykles, turi dideles perspektyvas. Sėkmingam jų įgyvendinimui ir efektyviam naudojimui yra būtini ne tik gilūs tarpdisciplininiai tyrimai, jų sklaida bei diegimas, bet ir aukštos kvalifikacijos specialistų ruošimas. „Labai džiugu, kad šiemet VDU ŽŪA pradedamas studentų priėmimas į naujai parengtą bakalauro studijų programą „Sumanioji inžinerija“, kurios pagrindinė idėja – sumaniųjų žemės ūkio technologijų plėtra“, – sako jaunosios kartos žinias apie išmaniąsias technologijas pagilinti nusiteikęs profesorius.