В последние годы российская аграрная наука демонстрирует впечатляющие достижения, и особенно ярким примером является прорыв в области защиты картофельных полей с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Научная команда Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН (СПб ФИЦ РАН), под руководством директора Андрея Ронжина и заведующего лабораторией Антона Савельева, успешно разрабатывает и внедряет технологические решения, способные принести отечественному сельскому хозяйству новые урожайные рекорды.
Картофель и вызовы для роста: современный взгляд
Картофель давно стал неотъемлемой частью мирового продовольствия и занимает ведущие позиции среди агрокультур в России. По данным специалистов СПб ФИЦ РАН, ежегодно страна собирает около 20 миллионов тонн этого ценного овоща, однако проблемы вредителей, болезней и нестабильных погодных условий традиционно осложняют поддержание высоких показателей урожайности и качества клубней. В арсенале фермеров обычно находятся химические препараты и тяжелая наземная техника, однако даже самые современные тракторы и опрыскиватели часто бывают бессильны перед переувлажнением почвы или внезапными дождями, что приводит к опасному истощению и уплотнению земли.
Картофель уникален по своему химическому составу: клубни богаты белком, который включает все незаменимые аминокислоты, необходимы человеку. Регулярное потребление картофеля — настоящая гарантия поступления важных витаминов и питательных веществ в организм. Поэтому защита посевов этой культуры — одна из приоритетных задач для отечественных аграриев.
Дроны в деле: новые стандарты агротехнологий
Современное направление так называемого "точного земледелия" — дружественное природе и высокотехнологичное решение для защиты культур. Его суть заключается в применении беспилотных летающих платформ, которые заменяют или дополняют традиционные методы опрыскивания. Команда Андрея Ронжина и Антона Савельева в СПб ФИЦ РАН вывела эту идею на новый уровень: созданный ими комплекс объединяет автономный летательный аппарат для аэрофотосъёмки, специализированный агродрон для точечного распыления средств защиты, а также уникальное отечественное программное обеспечение, позволяющее координировать действия техники без постоянного участия оператора.
«Наши эксперименты охватили полный сельскохозяйственный цикл выращивания картофеля: от анализа состояния почвы и растений с воздуха до целевой защиты и десикации ботвы. Даже резкое ухудшение погодных условий — выпало более двух норм осадков — не сорвало графики полётов, а дроны без труда обрабатывали посевы тогда, когда наземная техника была бессильна», — говорит Андрей Ронжин.
Экспериментальные испытания: когда технологии идут в поле
В качестве платформы для испытания инновационного комплекса ученые выбрали Новгородское опытное поле, созданное на базе одноименного филиала СПб ФИЦ РАН. Здесь был организован эксперимент, в ходе которого сорт картофеля «Родрига», широко выращиваемый в различных регионах России, высадили на специально разделенных участках. Один из них был обработан привычной наземной техникой, а другой — под наблюдением агродронов.
Картирование территории было выполнено посредством дрона-разведчика, способного автоматически строить точные карты с учетом каждого холмистого участка и специфических особенностей рельефа. Это позволило оператору корректировать движения основного дрона-опрыскивателя, обеспечивая максимальную эффективность работы.
Яркие результаты: рост урожайности и сохранность почвы
Анализ итогов проделанных обработок выявил явное преимущество воздушного метода. На участках, защищенных дронами, всходы картофеля оставались зелёными и сильными, несмотря на дождливую погоду и угрозу массовых заболеваний. В традиционной части опытного поля растения подверглись сильному поражению инфекциями и даже полностью погибли из-за невозможности обработать их в неблагоприятных условиях тяжелой техникой.
«Самое главное — прирост урожайности. На экспериментальном участке, где применялась наша беспилотная система, собрано на 9% больше картофеля, чем при использовании классической техники. Это убедительно доказывает экономическую целесообразность современных разработок, — комментирует Антон Савельев. — Кроме того, сокращается расход топлива, что положительно сказывается как на затратах, так и на экологии региона».
Испытания комплекса показали и еще одно преимущество: структура плодородной почвы сохраняется, ведь тяжелые машины не проходят по участку, не сминают и не уплотняют землю. Дрон оказывает минимальное воздействие, что особенно важно для долгосрочного здоровья агроландшафта.
Комплекс для картофеля: надежное решение под любые погодные угрозы
Особенностью инновационной разработки от СПб ФИЦ РАН является возможность работы даже в экстремальных погодных условиях, тогда как наземная техника часто становится заложником размытых дорог и заболоченных участков. Беспилотные технологии и автоматизация процессов сделали обработку полей независимой от прихотей природы. Благодаря этому качество урожая поднимается на новый уровень, а потери из-за неблагоприятных сезонов значительно сокращаются.
Разработчики отмечают, что их система легко адаптируется под любые климатические и агроусловия, а программное обеспечение позволяет интегрировать комплекс в существующую аграрную инфраструктуру любого региона страны.
Будущее — за автоматизацией и модульными решениями
Работа над совершенствованием беспилотных систем в СПб ФИЦ РАН не останавливается. Команда под руководством Антона Савельева активно внедряет технологии группового управления дронами, чтобы обеспечивать одновременную обработку больших площадей хозяйств. Ученые также проектируют модульный дронопорт нового поколения, подходящий для быстрой замены аккумуляторов и автоматической дозаправки рабочего раствора, что делает обслуживание парка БПЛА максимально быстрым и эффективным.
Перспективы внедрения комплекса обнадеживают: современные дроны помогают аграриям сберегать ресурсы, увеличивать прибыль, сохранять экологию и обеспечивать продовольственную безопасность страны. Высокий уровень автоматизации и минимизация человеческого фактора гарантирует стабильную работу даже в неблагоприятных условиях.
Таким образом, инициатива опытных инженеров СПб ФИЦ РАН и вдохновленный подход Андрея Ронжина и Антона Савельева уже сегодня формируют новое лицо российского картофелеводства. Комплекс с БПЛА выводит отрасль на передовые позиции, позволяя с оптимизмом смотреть в будущее отечественного сельского хозяйства.
Информация предоставлена СПб ФИЦ РАН
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
