Дрони-обприскувачі — технологія, що зменшить затрати виробництва і шкоду довкіллю від пестицидів

593
В Україні стрімко розвивається технологія з обприскування насаджень агрокультур за допомогою дронів. Щоби відшліфувати цю технологію для садівництва, компанія DroneUA запланувала у 2022 році низку демонстрацій на базі садівничих господарств з усіх регіонів України. Набір охочих долучитися до участі в цьому проєкті триватиме до середини березня 2022 року.

Леся Каделя, спеціально для Ukrsadprom.org

На українському ринку БПЛА — безпілотних літальних апаратів, простіше — дронів, група компаній DroneUA позиціонує себе як міжнародного системного інтегратора безпілотних рішень, і є не лише імпортером та дистриб’ютором найпопулярніших марок дронів, а й має власні інженерні та сервісні підрозділи. У світі пов’язані з дронами технології нині застосовує низка інноваційних галузей економіки. Розвитком свого бізнесу в Україні компанія DroneUA великою мірою завдячує співпраці з… аграріями. Про це, а також про перспективи застосування дронів у товарному вирощуванні плодової продукції, ми поговоримо зі співзасновником групи компаній DroneUA Валерієм Яковенко.

Валерій Яковенко — співзасновник групи компаній DroneUA
Валерій Яковенко — співзасновник групи компаній DroneUA

Пане Валерію, як і коли у DroneUA виникла ідея, що БПЛА можна застосувати в садівництві?

Застосування дронів в агробізнесі й зокрема в садівництві почалося з візуального моніторингу та контролю стану насаджень. Одні агровиробники розглядали цю опцію як функцію агрономічної служби, інші — як інструмент, що контролював відсутність зловживань серед персоналу агрокомпанії.

Уперше ми опинилися в садах сім років назад, узявши у вересні 2014 року участь в інноваційному дні поля компанії «Розетта Агро». Там ми побачили, що фермерам насправді доцільно за допомогою дронів досліджувати системність поширення тієї чи іншої проблеми в саду. Особливо актуальною ця потреба була в представників господарств, що мали великі плодові насадження. Загалом садоводам потрібно було бачити зони неоднорідної вегетації саду та вміти їх чітко відмічати на карті — локалізувати, щоби згодом дістатися туди вже ногами, та визначати, з чим така неоднорідність насправді пов’язана.

Останні 2–3 роки відбулися дуже великі зміни в застосуванні дронів у агровиробництві, й вони стосуються передусім обприскування насаджень дронами. На польових культурах — зернових, олійних тощо це можна порівняти зі справжньою революцією. Однак у садах попит на внесення ЗЗР дронами лише починає формуватися. Проте я переконаний, що він не лише існуватиме, а й суттєво зросте. Причину запізнення садоводів бачу в тому, що ця галузь менш масова і монолітна, аніж польове рослинництво, яке обслуговує десятки і сотні тисяч гектарів ріллі. У садівничої галузі інша математика ринку, ця галузь, і в Україні теж, менш потужна, ніж товарне польове рослинництво. З цим пов’язаний і темп розвитку садівничого бізнесу — ще 3–4 роки назад керівники садівничих господарств не поспішали застосовувати у себе технологій на основі БПЛА. Однак і технології, і люди розвиваються, й нині українське садівництво до застосування дронів у садах морально готове.

Самохідний колісний обприскувач для технології ультрамалооб’ємного внесення

Ця готовність виникає із загального інтересу аграріїв до техніки, що здатна пересуватися поверхнею ґрунту без людини-водія за кермом, та обробляти рослини хімічними препаратами для захисту від шкідників і хвороб. Тобто, садівники, як і решта аграріїв, ментально готові до того, що в них у саду працюватимуть механізми-роботи, і безпілотні літальні апарати — дрони, тут не виняток. Єдине — садівничій галузі не вистачає 1–2 років практики в цих питаннях, а найголовніше — аналітики щодо того, скільки прибутку можна отримати, витративши кошти на роботу дронів у саду. Адже доцільність застосування дронів-обприскувачів у садівництві слід оцінювати і за якістю внесення ЗЗР, і за економічним ефектом від цієї операції.

Відповідно до умов проєкту компанія реалізуватиме серію польових демонстрацій та розробить методичні матеріали, в яких буде розкрито базові підходи до використання дронів-обприскувачів.

Знаю, що ваша компанія вже виконала кількадесят тестувань дронів у садах. Що ви вже встигли зауважити у застосуванні такої техніки на плодових?

Інформація про ефективність застосування дронів у товарних плодових насадженнях буде публічною, але всіх деталей щодо тестувань ми ще не готові розкрити — нам їх ще слід перевірити. Утім, уже можемо стверджувати, що дрон-обприскувач за своєю дієвістю у саду нічим не гірший, аніж наземний обприскувач, агрегатований з трактором, а до того ще й заощаджує людські ресурси, воду, паливно-мастильні матеріали та власне пестициди.

Дрони-обприскувачі, як і деякі наземні роботи-обприскувачі, дають змогу економити ЗЗР. Особливістю цього способу обприскування є нанесення на рослину надзвичайно малих крапель робочого розчину. Через це технологію ще називають ультрамалооб’ємним унесенням пестицидів. Малі краплі — розмірами від 60 до 400 мікрон, під час їх розпилення легше потрапляють не лише на верхній, а й на нижній бік листя, і завдяки збільшенню площі нанесення рослини швидше й ефективніше всотують нанесений препарат. За рахунок цього вдається знизити норму внесення пестицидів, на які у товарному садівництві нині припадає до 30% собівартості готової продукції.

Ба більше: розмір крапель, які вносить дрон-обприскувач, можна регулювати в процесі обприскування, і одні ділянки саду захищати спреєм з більшим розміром краплин, а другі, якщо потрібно, — з меншим. Норму внесення дронами захисного препарату теж вдається регулювати в ході обробітку — за допомогою зміни швидкості польоту дрона. Що ж до розміру крапель, то під час застосування традиційних наземних обприскувачів цей показник здебільшого залежить від в’язкості рідини — що в’язкіший робочий розчин, тим складніше його розпилити малими краплями. Традиційний причіпний наземний обприскувач протягом одного циклу обробітку розпилює робочий розчин зі сталим, незмінним розміром крапель. Не те з дронами. Перевагу вдалося розвинути із недоліку. Оскільки дрони-обприскувачами обладнано невеликими робочими баками (до 7 л), обприскування передбачає внесення дуже концентрованого пестицидного розчину, у якого зазвичай висока в’язкість. Класичні форсунки, які застосовують на причіпних обприскувачах, через надмірну в’язкість робочого розчину забиваються. Тому в обприскуванні насаджень дронами ми застосовуємо інновацію —форсунки-атомайзери. У їх конструкції використано диски, що обертаються з надзвичайно великою частотою. Оскільки рідина у такі форсунки потрапляє відразу після виходу з бака, на її шляху до розпилення немає жодної перешкоди чи звуження. Це, разом зі швидким обертанням дисків усередині самих форсунок, дає змогу продути крізь них навіть рідину із густиною киселю, розпиливши її на рослини з чітко заданим розміром ультра малих крапель. У традиційних наземних обприскувачах такої можливості нема — форсунки-атомайзери є новим трендом саме в обприскуванні рослин під час ультрамалооб’ємного внесення препаратів. Обидва параметри — швидкість обльоту рослин та розмір крапель розпилюваного розчину під час застосування дронів-обприскувачів можна змінювати динамічно, у ході обробітку.

«Пташки» з гнізда DroneUA

 

— Наскільки глибоко робочий розчин проникає у крону рослин під час застосування дронів-обприскувачів?

Основного проникнення робочого розчину у вегетативну масу рослин під час використання дронів-обприскувачів досягають завдяки притискній силі повітря, що його нагнітають гвинти (ротори). Ми виконали три серії дослідів, метою яких було визначити оптимальну конструкцію дрона-обприскувача. Працювали з шести-, чотирьох- та двороторною платформою, кожна з яких мала лише одну пару форсунок. Найбільшою притискна сила від генерованого гвинтами потоку повітря виявилася у платформи, що мала два ротори, чітко під якими було закріплено дві форсунки — така конструкція забезпечувала колосальну ефективність обробітку з точки зору проникання робочого розчину у крону. Натомість у платформи, що мала чотири ротори і дві форсунки, ефективний з точки зору розподілу рідини тиск здійснювала лише та пара роторів, під якими було змонтовано форсунки. Аналогічно і з платформою, яку було обладнано шістьма двигунами.

— Які типи пестицидних препаратів найліпше вносити дронами?

Обприскування насаджень за допомогою дронів передбачає ультрамалооб’ємне внесення концентрованих захисних розчинів. Через це бакову суміш перед внесенням слід ретельно тестувати, перевіряючи, чи не випадає у ній унаслідок високої концентрації осад, чи не піниться вона та чи не вступають поєднані в ній сполуки в реакцію з виділенням тепла абощо.

За використання традиційних наземних обприскувачів у наших садах украй рідко препарати вносять сольно — щоби заощадити час та пальне для обробітків, у нас здебільшого готують бакові суміші, обробляючи сад кількома препаратами за один прохід техніки. Та агрономи знають, що підготовка бакової суміші — ціла наука, й вона стає ще складнішою коли йдеться про обприскування насаджень дронами, у яких бак малий, і тому концентрація бакової суміші висока. Тому, якщо йдеться про обприскування дронами в садах, ми рекомендуємо перейти на сольне внесення пестицидів, й за один прохід дрона обприскувати насадження одним препаратом. Дрони нам таку можливість дають, адже вони швидкі й маневрені, а собівартість обльоту однієї і тієї самої площі у них значно нижча, аніж її покриття наземними обприскувачами. Тобто, завдяки дронам-обприскувачам у сади препарати можна внести кожен окремо, з часовим проміжком між обробітками від кількох годин до кількох днів.

— Наскільки оперативно дрони здатні обприскувати насадження? Яка швидкість обробки одного гектару?

Щоби точно відповісти на це питання, у нас ще замало досвіду з дронами у товарних садах. Щодо польових культур таку інформацію вже маємо: протягом години один дрон обприскує 18 га поля, а враховуючи, що апарати працюють роєм, й один оператор одночасно керує трьома дронами, швидкість обприскування посівів дронами сягає 54 га/год.

Однак прогнозувати швидкість обприскування садів у аналогічний спосіб неправильно. На плодових її слід рахувати не гектарами, а обробленими рослинами, або рядами рослин. А оскільки у дронів існує кілька режимів обробітку: суцільно покрити рослини робочим розчином; індивідуально обробити кожне дерево (зависнувши над ним, чи облетівши його крону по спіралі); обробити певну зону у кроні всіх дерев саду (верхівку, чи периферію нижніх бокових гілок тощо), — швидкість обробітку залежатиме від обраного режиму. Впливатиме на швидкість й те, яку норму захисного препарату заплановано внести у саду, адже вищих норм внесення технологія досягає повільнішим польотом обприскувача.

Ідея застосування дронів у агровиробництві належить винятково команді DroneUA?

Не зовсім. Групу компаній DroneUA створено сім років назад, і ми є міжнародним системним інтегратором безпілотних рішень, імпортером та дистриб’ютором найпопулярніших марок дронів. А от ідея створення самих аграрних дронів, які ми нині використовуємо на полях і в садах, виникла в засновників китайської компанії Xaircraft, яку було створено 2007 року. Історія цієї компанії дуже нетипова й варта уваги читача. Інженери-ентузіасти, що створили компанію Xaircraft, яку нині перейменовано в XAG, замість конструювати аграрні дрони, а потім їх продавати аграріям, спочатку самі стали аграріями — 2007 року вони переїхали в одну із західних провінцій Китаю, де масово вирощується бавовна, і відкрили там ферму. Дуже швидко навколо цієї ферми згуртувалися сусідні господарства, й утворився кластер, на базі якого інженери з Xaircraft розпочала тестувати різноманітні технологічні новинки. Тобто, інженери стали фермерами й сконструювали для себе дрон-обприскувач. Створюючи дрон, вони зауважили проблему — форсунку, що забивалася, коли через неї розпилювали концентрований розчин пестицидів. Це дало поштовх до застосування інноваційних форсунок-атомайзерів. Працюючи з дронами на полі, інженери відчули на собі й усю незручність частої заміни батарейок у дронів чи складність операції із заповнення баків дронам-обприскувачам. Тому створили для ефективної роботи дронів-обприскувачів цілу екосистему. Нині ідеї та інновації з цієї системи копіюють не лише інші виробники дронів, а й компанії з інших галузей економіки, наприклад таких, як нафто- й газовидобування.

Копіюють лише лідерів, й лідерство компанії XAG пояснюється просто: у виробництво техніки для фермерства треба йти тільки після того, як сам побував у шкірі фермера. Компанія XAG за 14 років пройшла саме цей шлях, й нині у неї втілено купу розробок, а штат працівників перевищує 1,5 тис. осіб. Але це китайська історія. У нас в Україні має бути своя. Ми можемо собі взяти самі ефективні і швидкі китайські дрони, нові форсунки для обприскувачів й решту сучасного обладнання, проте ніхто окрім нас самих не створить нам методику застосування технології в умовах України. І тут DroneUA має попрацювати в тандемі з агровиробниками.

— Щоби напрацювати методику обприскування садів дронами треба виконати низку експериментів у насадженнях? Коли компанії DroneUA планує презентувати методичний посібник для садівників?

Обприскування плодових дронами — тема, що актуальна не лише для України. Наприклад, дрони-обприскувачі на повну силу працюють у садах з авокадо в Південно-Африканській Республіці, Австралії та розвинених країнах південно-східній Азії.

Та в нашій ситуації варто розпочати з того, щоб перенести отриманий досвід роботи з традиційними галузями рослинництва (зернові, олійні культури). Щоби садівники могли з довірою ставитися до використання дронів-обприскувачів необхідно сформувати правильну інформаційну базу, в якій буде все необхідне, від розуміння ключових технологічних можливостей дронів-обприскувачів та законодавчих норм використання повітряного простору, до розробки рекомендованої технологічної карти внесення пестицидів, у яких доцільно використати дрони-обприскувачі.
Що ж до економічної вигоди — то вона однозначно є. Уже практично підтверджені такі показники, як економія води на 95%, економія пального на 90% та економія пестицидів до 30%. І це не залежатиме від того, з якою культурою фермер працюватиме. Адже витрати скорочуються саме завдяки відмінності технології застосування дронів-обприскувачів від технологій, у яких використано традиційну наземну техніку.

Методичні посібники ми презентували в середині січня 2022 року, як і планувалося умовами Проєкту, який ми реалізуємо в рамках Програми USAID з аграрного і сільського розвитку (АГРО) — головним виконавцем цього проєкту є компанія Chemonics International. Для розробки методичних рекомендацій ми залучали фахівців-практиків з компаній, які є нашими партнерами. Усі зацікавлені вже зараз можуть завантажити собі ці рекомендації з сайту DroneUA.

Практика застосування дронів-обприскувачів у садівництві ПАР, Австралії та країн південно-східній Азії свідчить про популярність послуги з обробки насаджень дронами. Й логіка тут є, адже ринок дронів, як і іншої робототехніки, не є ринком продажу техніки — це галузь, що спеціалізується на наданні послуг за допомогою цієї техніки. Й компанія DroneUA в українському агросекторі цю тенденцію вже зауважила, адже фермери становлять усього 10% від усієї кількості покупців наших дронів. Решта, 90% клієнтів — це сервісні компанії, що прагнуть заробляти наданням послуг. Зазвичай такі сервісні фірми формують клієнтську базу в радіусі 60 км від своєї садиби. Більше того, я переконаний, що за кілька років таких сервісних компаній в Україні буде створено близько 1000, й вони базуватимуться скрізь, у містах і селах, розвиваючись як самостійно, так і в межах структурних підрозділів великих агрохолдингів. Агрохолдинги в Україні спеціалізуються на польовому рослинництві, й уже зараз сприймають застосування дронів саме як послугу, яку вони готові надавати передусім самим собі, а по задоволенню цієї потреби — на зовнішній ринок, у сусідні господарства.

Портативний зарядний пристрій для акумуляторів — важливий елемент екосистеми дронів-обприскувачів у компанії DroneUA
Портативний зарядний пристрій для акумуляторів — важливий елемент екосистеми дронів-обприскувачів у компанії DroneUA

Упевнений, що в садівництві діятимуть аналогічні процеси, й обприскування дронами формуватиметься саме як ринок послуг. І компанія DroneUA з такою тенденцією на 100% погоджується, та закликає садівників: замість купувати дрони, замовляйте послугу з їхнім використанням — завдяки цьому в Україні швидше сформується спільнота відповідних фахівців, і послуга буде не лише доступнішою за ціною, а й набагато якіснішою, ніж якщо кожен її опановуватиме в господарстві самостійно. Принаймні на перших етапах запровадження цієї технології.

— У яких іще галузях, окрім аграрної, застосовуються техніка й технології компанії DroneUA?

Коли ми починали свій бізнес, то ще не знали, у якій саме сфері працюватимемо. Єдине — хотіли працювати з дронами й роботами — не це впливали й персональна любов до робототехніки у засновників бізнесу, й спостереження за тенденціями цього ринку. Та вже з першого дня ми чітко розуміли, що хочемо працювати не з кінооператорами-аматорами, а з бізнесом, який заробляє серйозні гроші. Однак виникла проблема: попри набагато більшу здатність купувати, великий бізнес був надзвичайно повільним у прийнятті рішень — коли 3–4 роки поспіль проєкт не вдавалося реалізувати через складні бюрократичні процедури усередині монстроподібних компаній, зневіра туманила очі не одному з моїх колег. Натомість у агробізнесі все було інакше, й рішення приймалися відразу в полі. Наш спеціаліст приїздив з дронами в господарство, і того ж таки дня мав від керівника й агронома відповідь про те, чи співпрацюватимуть вони з DroneUA.

І от перші три роки нашої роботи, починаючи з 2013 року, наші фахівці отримали відповідь «так» на кожному з полів, де вони презентували свою техніку. Ми виїздили до фермерів на поле, показували, як працює технологія, і з кожного поля привозили відповідь «так, співпрацюємо».

Аграрії були тими, хто найбільше був готовий використовувати робототехніку?

Аграрії були тими, завдяки кому компанія DroneUA змогла створити свій бізнес. Спасибі їм велике. Водночас компанія не припиняла роботу в інших напрямках — геодезія і топографія, добувна промисловість, енергетика, нафтогазова галузь, охорона і безпека — це стислий перелік галузей, де варто застосовувати дрони. Спочатку 95% наших продажів ішли в агробізнес, згодом він почав споживати лише 25%. Та це зовсім не означало, що аграрії почали менше купувати — у нас просто розвинулися й інші напрямки. Проте я очікую, що вже незабаром серед наших клієнтів аграріїв знову буде 95%, адже технологія із застосуванням дронів-обприскувачів стрімко підкорює ринок. Протягом 2020–2021 років ринок цих послуг в Україні збільшився у 4–5 разів/рік. І прогнози свідчать, що наступні 4–5 років ріст пришвидшиться, сягнувши 5–7 разів/рік. Дрони-обприскувачі або роботи, які в рослинництві — у полях, садах і ягідниках займатимуться внесенням ЗЗР — це ринок, який в Україні через п’ять років буде оцінюватися на близько 1 млрд доларів/рік.

— Що ви хочете побажати садівникам?

Валерій Яковенко виступає на зборах асоціації «Укрсадпром», поруч голова асоціації Олександр Матвієць. Київ, 30 листопада 2021 року

Бути трохи більше відкритими до інновацій. І частіше піднімати руку, коли їх на котромусь з семінарів представник DroneUA попросить у співпраці закласти дослід з внесення ЗЗР дронами. Аграрії належать до наших найактивніших клієнтів, а нині я прохаю про це ще й садівників окремо. Настав час застосування роботів у садах, і садівникам не слід ловити ґав у цей момент. Думаю, що співпраця між DroneUA та асоціацією «Укрсадпром» зробить наш контакти з садівниками інтенсивнішим, й це дасть нам усім добрі плоди та прибутки.