پهپادهای كشاورزی (Agricultural Drones):

در این مقاله به کاربرد پهپاد ها در کشاورزی مدرن و تاثیر آنها در بهبود راندمان و افزایش بهروری تولید محصولات کشاورزی خواهیم پرداخت.

پهباد :

پرنده هدایت پذیراز راه دور یا به‌ اختصار پهباد، نوعی هواپیمای بدون سرنشین بوده که به دو صورت اتوماتیک و یا کنترل از راه دور هدایت میشود. در گذشته بیشترین کاربرد پهباد، استفاده از آنها در صنعت نظامی و جنگی بوده است. اما امروزه از پهباد ها در صنایع مختلف از جمله کشاورزی استفاده چشمگیری میشود. تا امروزبیشترین سرمایه‌گذاری در زمینهٔ ساخت و تجهیز پهبادها را کشور آمریکا انجام داده‌است.

پهپادها چگونه میتوانند در كشاورزی به کاربرده شوند و چگونه می توان وارد این بازار پررونق شد.

با توجه به توانمندی پهباد ها در نصب انواع ادوات از جمله نصب دوربین، مخزن سم ، مخزن آب ، انواع سنسور یا حسگرها روی پهباد ها و همچنین اتصال پهبادها به نرمافزارهای مدرن جغرافیایی و قابلیت بالای فرمان پذیری آنها ،کاربرد های گوناگونی در مدیریت کشاورزی دارند که در ادامه به برسی آنها خواهیم پرداخت.

هواپیماهای بدون سرنشین ( پهباد ها ) با فناوری پیشرفته به کشاورزانی که از آنها استفاده میکنند، اجازه می دهد تا در برخی از جنبه های کشاورزی از جمله نظارت بر محصول ، کاشت ، مدیریت دام ، سمپاشی محصول ، نقشه برداری از آبیاری و موارد دیگر بهره وری را افزایش دهند.

بازار پهباد های زراعی و باغی:

پهبادهای کشاورزی برای دستیابی و بهبود هر اقدامی که به عنوان کشاورزی دقیق ( precision agriculture) شناخته می شود ، کمک می کنند.

مدیریت دقیق کشاورزی مبتنی بر مشاهده ، اندازه گیری و اقدام بر اساس داده های اندازه گیری شده ازمحصول و دام در زمان واقعی است. استفاده از پهبادها در کشاورزی نیاز به حدس و گمان در كشاورزی مدرن را از بین می برد و درعوض این توانایی را به كشاورزان می دهد كه با استفاده از اطلاعات بدست آمده از پهباد ها راندمان خود را به حداكثر برسانند. استفاده از پهبادها هزینه نیروی انسانی را کاهش میدهد در حالی كه تولید محصول را نیز افزایش می دهد. در دنیا در سال های اخیر قیمت پهپادهای کشاورزی به سرعت کاهش یافته است و این امر نه تنها باعث افزایش استفاده از پهپادها در کشاورزی شده بلکه آن را به یک سرمایه گذاری سودآور و کارآمد برای کشاورزان مدرن تبدیل کرده است. در حقیقت ، پیش بینی می شود که بازار پهپادهای کشاورزی طی سالهای آینده بیش از 38 درصد رشد کند. با افزایش سطح جمعیت و تغییر الگوهای آب و هوایی، نیاز به کشاورزی کارآمد روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند. که این امر نیازمند استفاده از ابزار دقیق در کشاورزی از جمله پهباد ها میباشد.

مهمترین کاربردهای پهبادهای بدون سرنشین در کشاورزی:

نقشه برداری از زمین و محصولات زراعی
بررسی علفهای هرز و گیاهان خالص
نظارت بر سلامت کلی محصولات زراعی

نظارت بر آبیاری دقیق و یکنواخت
مدیریت دام و نظارت بر مسائل بهداشتی
عملیات سمپاشی دقیق

نظارت بر عملیات کاشت و برداشت و ….

هواپیماهای بدون سرنشین (پهباد ها)مجهز به فناوری هایی مانند سیستم های پیشرانه ، دوربین های مادون قرمز ، GPS و سیستم های ناوبری ، کنترل کننده های قابل برنامه ریزی و برنامه ریزی پرواز خودکار هستند. بعلاوه ، با استفاده از نرم افزارهای پردازش داده های سفارشی ، هر گونه اطلاعات جمع آوری شده توسط پهباد می تواند فوراً در جهت تصمیم گیریهای مدیریتی بهتراستفاده شود.

امروزه کشاورزی عوامل پیچیده مختلفی دارد که بر موفقیت مزارع آن تأثیر می گذارد. از دسترسی به آب گرفته تا تغییر آب و هوا ، باد ، کیفیت خاک ، وجود علفهای هرز ، حشرات و فصول و سایرعوامل متغیربررشد گیاهان زراعی تاثیر میگذارند. در نتیجه ، کشاورزان برای کمک به رفع این مشکلات به سطح بالایی از کاربرد پهپادها روی آورده و راه حل های سریع و کارآمد ارائه می دهند. ازپهبادها می توان برای جمع آوری داده های مربوط به عملکرد محصول ، سلامت دام ، کیفیت خاک ، اندازه گیری مواد مغذی ، نتایج آب و هوا و بارندگی و موارد دیگر استفاده کرد. در ادامه این داده ها می توانند برای تهیه نقشه دقیق تر از هرگونه مسائل موجود در مزرعه و همچنین ایجاد راه حل های مبتنی بر داده های بسیار معتبرمورد استفاده قرار گیرند.

فناوری پهپاد می تواند به انجام کارهای وقت گیر و دشوار کمک کند ، در حالی که استفاده از آنها باعث کاهش هزینه ها در مزرعه نیز می شود.

نحوه استفاده از پهبادهای زراعی : 5 روش مبتکرانه

اکنون پنج مورد استفاده متداول از پهپادهای كشاورزی توضیح داده میشوند:

1 – تجزیه و تحلیل خاک و مزرعه با پهپاد

در مراحل اولیه ، میانه و انتهای چرخه زراعی (مراحل سه گانه رشد گیاه ) از پهباد ها میتوان برای دستیابی به داده های مفید مربوط به کیفیت خاک مزرعه استفاده کرد. با به دست آوردن نقشه های سه بعدی توسط پهباد ها از سطح خاک ، می توان مشکلات مربوط به کیفیت خاک ، مدیریت مواد مغذی و یا مناطق مرده خاک (نقاط بدون گیاه یا بدون مواد غذایی ) را برسی کرد. این اطلاعات می تواند به کشاورزان در تعیین مؤثرترین الگوهای کاشت ، مدیریت محصولات زراعی ، خاک و… کمک کند. نظارت مستمربا استفاده از پهبادها می تواند به استفاده بهینه از منابع آب کمک کند و به طور موثرتری سطح مواد مغذی گیاهان را مدیریت کند.

2- کاشت بذر توسط پهپاد

پهبادهای کاشت بذر یک فناوری نسبتاً جدید است و هنوز کاربرد آن به طور وسیع گسترده نشده است. اما برخی از شرکتها در حال آزمایش کاشت بذر توسط پهبادهای بدون سرنشین هستند. در حقیقت، تولید کنندگان در حال آزمایش پهبادهای سفارشی هستند که توانایی شلیک غلاف بذر را به درون خاک دارند. شركت های راه اندازي پهپاد براي كمك به طيف گسترده ای از مسائل زيست شناسي و كشاورزي نقش پررنگی در توسعه تكنولوژي پهپاد داشته اند. به عنوان مثال ، پهباد های بذرکار شرکت DroneSeed (پهباد بذرکار) قادر به تحویل بیش از 57 پوند بار در قالب دانه های درخت ، علف کش ها ، کود و آب در هر پرواز برای کمک به پروژه های جنگل سازی هستند.

این فناوری می تواند نیاز به کاشت مستقیم در زمین را که کاری پرهزینه ، وقت گیر و سخت می باشد را به حداقل برساند. استفاده از ادوات کشت مستقیم مانند تراکتور به خاک نیز آسیب میرساند. همین فناوری پهپادی را می توان برای طیف گسترده ای از انواع مزرعه تطبیق داد و از آن استفاده کرد. استفاده از پهپاد باعث کاهش زمان کاشت و کاهش هزینه های کاشت خواهد شد.

3- سمپاشی و کودپاشی مزرعه و سمپاشی نقطه ای پهپادی

به منظور حفظ بازده بالا ، محصولات زراعی و باغی به طور مداوم به کودپاشی و سمپاشی نیاز دارند. به طور سنتی این کار به صورت دستی ، با وسایل نقلیه مانند تراکتور و حتی توسط هواپیما انجام می شود. این روش ها نه تنها ناکارآمد و سنگین هستند بلکه می توانند بسیار پرهزینه نیز باشند.

با تأیید FAA ، پهپادهای سمپاش می توانند به مخازن بزرگی مجهز شوند. این مخزن پهپاد می تواند با کود ، علف کش یا سموم دفع آفات پر شود. استفاده از پهپادها برای سمپاشی محصول بسیار ایمن تر و مقرون به صرفه است. پهباد های سمپاش حتی می توانند کاملاً خودمختار و برنامه ریزی شوند تا در برنامه ها و مسیرهای خاص اجرا شوند. بدون استفاده از پهپاد ها محلول پاشی نقطه ای محصولات کشاورزی بسیار دشوار بوده و اگر با علفهای هرز یا یک بیماری خاص مواجه شویم ، کل سطح زمین باید محلول پاشی شود. با استفاده از پهپاد ها می توانیم عملیات سمپاشی یا کود پاشی را به صورت نقطه ای انجام دهیم. به عنوان مثال ، اگر در یک بخش خاص از محصولات زراعی مشکل قارچی وجود داشته باشد ، می توان از پهپاد برای تشخیص این مسئله استفاده کرد. با سرعتی که هواپیماهای بدون سرنشین (پهپادها ) قادر به کار هستند ، می توانند قبل از اینکه مشکل قارچی یا سایر بیماری ها در سطح مزرعه گسترش یابند در نقطه آلوده بیماری را درمان کنند و از مشکلات بالقوه محصولات زراعی جلوگیری کنند.

با پهپادهای سمپاش می توان سمپاشی نقطه ای را در زمان کمتری ، با کمترین هزینه و کمترین خسارت به محیط زیست انجام داد.

4- نقشه برداری مزرعه و پیمایش زمین توسط پهپاد

یکی از بزرگترین مزایای استفاده از فناوری پهپاد در کشاورزی ، سهولت و اثربخشی نظارت بر محصولات زراعی در مقیاس بزرگ و هکتاری است. در گذشته ، از تصاویر ماهواره ای یا هواپیما برای بررسی مشکلات در سطح وسیع از مزرعه استفاده می شد. استفاده از نقشه برداری و پیمایش زمین به تشخیص موقعیت های بالقوه (مستعد بیماری یا مشکلات گیاهی ) کمک میکند. با این حال ، این تصاویر نه تنها گران بودند ، بلکه فاقد دقت و صحت موجود درپهپادها بودند. امروز، شما نه تنها می توانید فیلم های لحظه ای real time داشته باشید ، بلکه انیمیشن مبتنی بر زمان را نیز بدست آورید که می تواند پیشرفت محصول را در زمان واقعی نشان دهد.

با نقشه برداری و پیمایش مزرعه با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین (پهپادها) ، تصمیم گیری های مدیریتی را می توان بر اساس داده های زمان واقعی و با تصویربرداری به روز و لحظه ای به بهترین روش انجام داد. با وجود سنسورهای نصب شده روی پهپادها مانند پهپادهای مجهزبه مادون قرمز (NIR) ، می توانید سلامت گیاه را بر اساس میزان جذب نور تعیین کنید.

5- نظارت و مدیریت آبیاری توسط پهباد

با توجه با وسعت مزارع ، عدم آبیاری یکنواخت مزرعه می تواند بسیار مشکل ساز باشد. با متر به متر آبیاری ، مشکلاتی پیش می آید. پهپادهای بدون سرنشین مجهز به دوربین های حرارتی می توانند به مواردی که در آن نقاط مشکل آبیاری رخ داده یا مناطقی که رطوبت خیلی کم یا بیش از حد دارند ، توجه کنند. با استفاده از اطلاعات بدست آمده توسط پهپاد ، می توان محصولات زراعی را برای به حداکثر رساندن زهکشی ، عدم رواناب طبیعی زمین و جلوگیری از جمع شدن آب ، که باعث آسیب رساندن به محصولات حساس می شود کنترل نمود.

مسائل مربوط به آب و آبیاری نه تنها پرهزینه است بلکه می تواند بازده محصول را نیز خراب کند. با بررسی هواپیماهای بدون سرنشین پهپادها ، این مسائل را می توان قبل از اینکه مشکل ساز شود ، کشف کرد.

با پیشرفت ابزار کشاورزی و افزودن فناوری های جدید به پهبادها، می توانیم انتظار داشته باشیم که صنعت در حال رشد استفاده از پهپادها در بخش کشاورزی روز به روز تکامل یابد.

نویسنده مقاله : محمدرضا اردمه فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی دانشگاه فردوسی

پاییز 1398