Dronespejdere er klar til at gøre præcisionslandbrug endnu mere præcist, efterhånden som droneteknologien udvikler sig.
Droner er allerede ankommet til gårde, ifølge Federal Aviation Administration. 2017 procent af alle kommercielt registrerede droner i 48 blev brugt til landbrug, hvilket gør det til den tredjehøjeste anvendelse for maskinerne bag fast ejendom/luftfotografering med 28 procent og industriel inspektion med XNUMX procent.
Speciallandbrug er en del af det præcisionslandbrugsmarked for droner. Luftfartsfirmaer som det fransk-baserede firma Delair-Tech og den amerikanske forsvarsdrone-entreprenør AeroVironment markedsfører deres integrerede sensor-landbrugsdroner til specialafgrødeproducenter, og Nordvest er et målmarked.
Seattle-baserede MicaSense, som sælger en multi-spektral dronesensor kaldet RedEdge-M, har deltaget i avlermøder, såsom frugttræsavlernes samling, der fandt sted i Kennewick, Washington. På det møde diskuterede MicaSense CEO Gabriel Torres analyser af cropload management, som virksomheden arbejder på.
"Vi arbejder løbende med landmænd og industriledere i at udforske, hvordan billeder kan påvirke en bestemt ledelsespraksis eller hjælpe med at løse noget af subjektiviteten omkring en beslutningstagning," sagde MicaSense Director of Enterprise Solutions Manal Elarab. "Vi er forpligtet til løbende at udforske nye måder at anvende billedanalyse på i dag-til-dag bedriftsbeslutninger."
Akademikere studerer også dronebrug til specialafgrøder. Vegetable Growers News skrev i februar 2018 om et partnerskab mellem Rochester Institute of Technology og Cornell University om at udvikle et droneprogram til at identificere snapbønnes modtagelighed over for hvid skimmelsvamp. På Penn State University arbejder to forskere - en ingeniør og en gartner - på et droneprogram for at bestemme individuel blomstringsdækning og afgrødebelastning i træfrugter.
Fra soldater til sojabønner
Udviklingen af droneteknologier krydser fra en sektor til en anden. AeroVironments ag drone Quantix' tidligste forgænger var en militær drone ved navn Pointer, som den amerikanske hær og marinekorps brugte for 30 år siden. Virksomheden blev en stor leverandør af det amerikanske forsvarsministerium efter 9/11 og under Golfkrigen og har til dato fem programmer med rekord med DOD.
Selvom Quantix er beregnet til opmåling af planter i stedet for fjendtlige, kom dets vertikale start- og landingskoncept fra et militært program. Den fastvingede drone affyrer fra en lodret position, ligesom rumfærgen, men planer ud som et fly for lange sweep af afgrødebilleder.
"Det er virkelig det bedste fra begge verdener," sagde AeroVironment Director of Commercial Sales Mark Dufau.
Teknologien fortsætter med at udvikle sig, og virksomheder finder nye funktioner, der fungerer bedst til præcisionslandbrug. En af de grundlæggende fjernmålingsteknologier, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), kom fra satellitprogrammer i 1960'erne og 1970'erne, sagde MicaSense Remote Sensing Applications Specialist John Sulik.
"Der er meget, du kan gøre," sagde Sulik. "Det er bare mange af de ældre fjernmålingsteknikker, der ikke er relevante for disse afgrøder af højere værdi. De fortæller dig ikke så meget af en historie, som du har brug for at vide.”
MicaSenses RedEdge-M har fem kameraer, der måler rød, grøn, blå, nær-infrarød og rød kant.
"Multispektrale billeder har vist sig at være et meget indsigtsfuldt værktøj, når det kommer til at spejde dit felt for stress," sagde Elarab. "Indeks bygget ud fra det multispektrale billedmateriale hjælper med at forstå variabiliteten inden for dit felt og guider dig dermed til placeringerne af stress, så du indsamler repræsentative prøver, der kan indsnævre stressårsagen."
Et par forskellige multispektrale dronesensorer er på markedet for avlere. Minneapolis-baserede Sentera annoncerede den 28. marts, at de ville sælge sin AGX710 kardansensor til plug-and-play brug med DJI-mærket Matrice 200 Series industrielle droner. Sentera CEO Eric Taipale sagde, at kampen gør det "utroligt enkelt for vores kunder at indsamle handlingsrettede data fra marken."
"Vores kunder producerer snesevis af forskellige indeksprodukter og bruger automatiserede analyseværktøjer på tværs af så mange forskellige applikationer inden for landbrug, skovbrug og miljøbeskyttelse," sagde han. Senteras sensor er pakket med et års adgang til en softwareanalyseplatform kaldet FieldAgent, der leverer indsigt i afgrødescouting for at hjælpe med at opdage sygdom, skadedyr og andet pres, identificere mangler og vurdere ernæringsstatus."
Droner rejser også længere afstande. I Frankrig er Delairs DT18 ag-drone godkendt til at flyve uden for synsvidde eller BVLOS-drift (USA FFA kræver dispensation for BVLOS-flyvning). DT18 kan styres af et 3G trådløst telefonnetværk og kan dermed flyves i miles uden kontroltårn.
"På en flyvning kan du dække mere end 2,500 acres, når reglerne tillader dig at flyve højt," sagde landbrugs- og skovbrugsproduktchef Lenaic Grignard. "Vi synkroniserer vores system, så produktiviteten af afgrødevurderingen er meget høj."
Bred nok til at se
Droner er dyre og er for det meste nyttige til at scoute svært tilgængelige områder. Så hvor stor skal en gård være for at retfærdiggøre udgiften?
Uafhængigt af hinanden kom både Delairs Grignard og AeroVironments Dufau med den samme boldbane: 1,000 acres.
"I USA, når du begynder at have mere end 1,000 acres, begynder det at være interessant," sagde Grignard. Dufau sagde, at ved den tusinde hektar store tærskel, "begynder dyrkere gennem Midtvesten virkelig at se nytte i systemet."
Men begge var hurtige til at tilføje, at specialafgrøder på mange måder er meget anderledes end rækkeafgrøder og viser et højere investeringsafkast.
"Det kommer virkelig ned til indtægter pr. acre," sagde Dufau. "Når du bliver involveret i sammenligninger mellem midtvestlige rækkeafgrøder og specialafgrøder, ændrer disse tal sig væsentligt på grund af mængden af indsats og indtægter, der er på spil med en specialafgrøde kontra majs og bønner. Det tal er væsentligt mindre, efterhånden som du kommer ind i specialafgrøderne."
Et eksempel, sagde han, er vindrueavlere, som er kendt for at indsætte droner til en sidste, hurtig kontrol af en vingård så lille som fem hektar.
"Det er ikke nødvendigvis, 'Hvad finder du?'" sagde Dufau. "Det er det, du ikke finder, der giver dig den grad af sikkerhed for, at du gør, hvad du kan for at styre det. … (Ikke kun) kan de opdage problemer derude, men de kan også sove bedre om natten vel vidende, at der ikke er nogen problemer.”
Den højere afgrødeværdi er en af grundene til, at dronevirksomheder tror, at specialafgrødeavlere er mere tilbøjelige til at købe ind i teknologien.
"Adoptionshastigheden er langsom i rækkeafgrøder, og en af grundene til dette er, når man ser på prisen på majs, så har man ikke investeringskapaciteten til at gå til denne slags teknologi," sagde Grignard.
Elarab fra MicaSense sagde, at specialavlere ser ud til at være hurtigere til at tilpasse sig teknologien.
"Afgrøder af høj værdi har været tidlige tilpasninger af teknologien, som vinmarker og frugttræer og sådan," sagde hun. “Der er også stor interesse for andre afgrøder som kaffe og grøntsager.
"Mange mennesker er interesserede i præcisionsag, og der er forskellige adoptionshastigheder inden for visse afgrøder. Markedet stiger hvert år. Der er mange mennesker, der bliver mere begejstrede for at inkorporere billeder i deres ledelsesbeslutninger, så der er helt sikkert en stor vækst i gang."
Fra data til beslutning
Det er vigtigt at gøre dronedata og -billeder relevante for producenternes ledelsesbeslutninger.
"Sensorer skaber data," sagde MicaSense's Sulik. "Det, som avlerne har brug for, er information. Så det, industrien har brug for, er en rettidig måde at reducere dataene til brugbare oplysninger, der er relevante. Det er det, der skal udjævnes. Og det arbejder vi på."
Grignard fra Delair kalder opgaven for en "flaskehals".
"Idéen med hele løsningen er at fjerne noget af flaskehalsen med dataene i de forskellige trin i arbejdsgangen, fra anskaffelse til databehandling – det er ikke afgrødekonsulentens eller avlerens byrde."
Et af analyseværktøjerne skaber et kort, som avlere kan referere til.
"Vi vurderer plantesundheden og plantens behov for næringsstoffer og laver derefter et kort," sagde hun. "Dette kort kan værdiansættes til recept, for eksempel et nitrogenkort." Delairs DT18Ag har også evnen til at tælle planter eller identificere huller i beplantninger.
Men Grignard tilføjede, at algoritmer ikke er en størrelse, der passer til alle, og resultaterne vil variere mellem afgrøder. For eksempel med jordbærplanter fungerer plantetællingsalgoritmen godt i de tidlige stadier, men senere svigter algoritmen, da planterne vokser, og baldakinerne begynder at gribe ind i hinanden.
AeroVironment arbejder på en plantetællingsalgoritme for træfrugtafgrøder, som Dufau sagde i marts var omkring to til tre måneder fra at være tilgængelig som en tilføjelse til det nuværende system.
Variable sats applikatorer er en anden teknologi, der udvikler sig hurtigt i præcisionslandbrug. En mulig anvendelse af dronedata, sagde Dufau, er at gøre dataene overførbare fra dronen til en applikator med variabel hastighed af gødning, pesticider og/eller fungicider. Dronedata om individuelle planter koblet sammen med en applikator med variabel hastighed, hvilket ville betyde, at individuelle planter kun får de kemikalier, de har brug for.
Men uanset hvor ny teknologi fører hen, sagde Dufau, at drone-byggede kort bare vil blive mere præcise i fremtiden.
"Du går blad-til-blad, gren til gren, for til sidst at evaluere plantesundheden derude," sagde han. "Denne typer præcisionskort vil kun blive bedre på lang sigt. Og jeg ser, at denne type teknologi bare driver nogle af områderne, især i specialafgrøder, der ikke rigtig er blevet implementeret."
- Stephen Kloosterman, VGN-assistentredaktør
Øverste foto: Den fastvingede AeroVironment Quantix har en lodret start- og landingsfunktion, der ligner den for en svævedrone.