Казахстанские ученые внедряют беспилотники для биологической защиты посевов
Специалисты Казахского научно-исследовательского института защиты и карантина растений имени Ж. Жиембаева разработали технологию автоматизированного выпуска энтомофагов с помощью беспилотных летательных аппаратов. Новая система получила название BioDrop и предназначена для более быстрого и равномерного распределения полезных насекомых на сельскохозяйственных полях.
Энтомофаги - это организмы, которые питаются насекомыми-вредителями либо используют их для развития. В сельском хозяйстве они рассматриваются как естественная альтернатива химическим препаратам. В разработке казахстанских ученых применяются представители родов Trichogramma spp. и Habrobracon hebetor. Они помогают сдерживать численность вредителей и снижать ущерб, который те наносят посевам.
Как работает технология BioDrop
Основными элементами комплекса являются биоразлагаемые сферические капсулы, механизм для их выброса и беспилотный летательный аппарат. Внутри капсул находится биологический материал с энтомофагами. Перед началом работы дрон загружают подготовленными контейнерами, после чего оператор задает маршрут полета над участком.
Во время движения аппарат автоматически распределяет капсулы по заданной схеме. После падения на землю оболочка постепенно разрушается, а содержащиеся внутри энтомофаги выходят наружу. Затем они начинают находить вредных насекомых и воздействовать на их популяцию.
Такая система позволяет добиться более равномерного заселения поля полезными организмами. При ручном способе распределения результат во многом зависит от опыта работников, погодных условий, площади участка и доступности отдельных зон. Дрон способен обработать территорию по заранее рассчитанной траектории, включая удаленные или труднопроходимые места.
Испытания показали рост эффективности
Полевые испытания продемонстрировали преимущества BioDrop по сравнению с традиционным ручным расселением энтомофагов. На 14-е сутки после проведения работ эффективность классического метода составляла в среднем 70-73%. При использовании беспилотников показатель достигал 81-83%.
Таким образом, новая технология обеспечила прирост биологической эффективности примерно на 10-11 процентных пунктов. Это означает, что при сопоставимых условиях на поле сохраняется более высокая способность биологических агентов сдерживать развитие вредителей.
Важным результатом стало и сокращение времени обработки. При ручном распределении энтомофагов исследуемый участок требовал около 60-90 минут работы. Дрон выполнял тот же объем, включая подготовку оборудования, всего за 10-15 минут. Благодаря этому сельхозпредприятия получают возможность быстрее проводить защитные мероприятия и оперативно реагировать на появление вредных организмов.
Преимущества для сельского хозяйства
Автоматизация особенно важна при работе с крупными площадями. В период массового распространения вредителей промедление может привести к существенным потерям урожая. Беспилотная система помогает сократить время между обнаружением угрозы и выпуском энтомофагов.
Еще одно преимущество связано с безопасностью работников. При использовании BioDrop сотрудникам не требуется постоянно перемещаться по полю и вручную распределять капсулы. Это снижает физическую нагрузку и упрощает организацию работ на удаленных участках.
Биоразлагаемые капсулы также соответствуют принципам экологически ориентированного земледелия. В отличие от многих синтетических материалов, они не должны создавать длительную нагрузку на почву. Сам метод основан на применении естественных врагов вредителей, поэтому может стать частью комплексной программы биологической защиты растений.
Возможности точного земледелия
В перспективе технологию планируют интегрировать с системами фитосанитарного мониторинга и точного земледелия. Например, данные с дронов, спутников и наземных датчиков могут использоваться для определения зон, где численность вредителей превышает допустимый уровень.
В таком случае энтомофаги будут выпускаться не по всей площади равномерно, а только на проблемных участках. Это позволит рациональнее расходовать биологический материал, уменьшить затраты и повысить точность обработки.
Дополнительным направлением может стать создание цифровых карт полей. На них можно отмечать места предыдущих вспышек вредителей, учитывать состояние растений, погодные условия и результаты проведенных мероприятий. Накопленная информация поможет заранее планировать биологическую защиту в следующих сезонах.
Практическое внедрение
Разработка уже используется в четырех сельскохозяйственных хозяйствах. Этот факт подтверждает, что BioDrop может применяться не только в лабораторных или демонстрационных условиях, но и в реальном производственном цикле.
Для масштабного распространения технологии потребуется подготовка операторов беспилотников, разработка регламентов загрузки и хранения капсул, а также учет требований к работе с биологическим материалом. Значение будут иметь и погодные параметры: скорость ветра, температура и влажность способны влиять на точность распределения и активность энтомофагов.
Важной частью дальнейших исследований станет оценка эффективности системы для разных культур, типов вредителей и размеров полей. Результаты могут отличаться в зависимости от климата, особенностей агротехники и выбранного вида полезных организмов.
Значение разработки
Применение беспилотников для расселения энтомофагов показывает, как цифровые технологии могут усиливать биологические методы защиты растений. В данном случае автоматизация не заменяет природный механизм борьбы с вредителями, а делает его более быстрым, точным и удобным для сельхозпроизводителей.
Разработка может помочь сократить зависимость от химических средств защиты, повысить устойчивость аграрного производства и снизить риски для окружающей среды. При дальнейшем совершенствовании BioDrop способен стать одним из инструментов современной системы растениеводства, где решения принимаются на основе данных, а защитные мероприятия проводятся адресно и своевременно.
