Wykorzystanie dronów w rolnictwie – czy jest opłacalne?

Bezzałogowe statki powietrzne (UAV) zrewolucjonizowały już wiele sektorów gospodarki, od przemysłu zbrojeniowego po budownictwo lądowe. Wykorzystanie dronów w rolnictwie stwarza potencjał w zakresie ograniczenia kosztów produkcji i zwiększenia efektywności operacyjnej oraz całkowitych zysków. Skala zastosowań UAV nie przestaje rosnąć, co w długiej perspektywie ma szanse przełożyć się na jeszcze większe korzyści ekonomiczne oraz znaczące usprawnienie pracy rolników.

Nowe technologie w rolnictwie

Potrzeba wyżywienia 8 mld ludzi jest ogromnym wyzwaniem dla producentów żywności. Zwiększanie skali upraw nie zawsze jest możliwe, ale też stwarza poważne zagrożenie dla zrównoważonego rozwoju. Priorytetem jest więc wzrost efektywności produkcji rolnej, któremu służyć mają dwa trendy:

• smart farming – czyli wykorzystanie nowych technologii oraz innowacji w uprawie;
• rolnictwo precyzyjne – czyli zarządzanie zintegrowane ze specyficzną lokalizacją i jej potrzebami.

Realizację powyższych kierunków umożliwiają m.in. technologie komputerowe, sieci bezprzewodowe, internet, sztuczna inteligencja, a także teledetekcja. W ramach tej ostatniej stosuje się właśnie bezzałogowe statki powietrzne. Wykorzystanie dronów w rolnictwie daje szereg korzyści w stosunku do samolotów i zdjęć satelitarnych, ale podlega też swoistym ograniczeniom.

Monitoring upraw i związane z nim korzyści

Współcześnie najważniejszym zastosowaniem dronów w działalności rolniczej jest monitoring upraw. Jest on szczególnie istotny dla właścicieli dużych farm, rozdzielonych na części, położonych daleko od siedziby rolnika. Na świecie działają już firmy, które oferują regularne „loty” nad polami, a dodatkowo także profesjonalny konsulting. Zdjęcia wykonane z drona posiadają wyjątkowo wysoką rozdzielczość i pozwalają ocenić takie aspekty, jak obecność szkodników, stopień zachwaszczenia, rozwój chorób, a nawet deficyty składników odżywczych. W tym celu stosuje się m.in. wskaźnik NDVI, który za pomocą kolorów odzwierciedla na zdjęciu kondycję roślin.

Wykorzystanie dronów w rolnictwie obejmuje również kontrolę stanu gleby oraz ocenę rzeźby terenu, co jest kluczowe przy planowaniu kolejnych upraw. Takie mapowanie jest tańsze niż wykorzystanie zdjęć satelitarnych i gwarantuje większą szczegółowość obrazu – drony przelatują nisko nad polami i nie przeszkadzają im gęste chmury.

Informacje pozyskane z UAV dostarczają precyzyjnych, aktualnych informacji, które pozwalają szybko reagować na zaistniałe problemy, a tym samym redukować ewentualne straty. Jako historyczne dane służą długoterminowej analizie trendów w uprawie, np. produktywności poszczególnych odmian, efektywności zastosowanych nawozów lub środków ochrony roślin, liczbie dni suszy i ich wpływie na kondycję plonów. Te informacje pozwalają dostosowywać strategię produkcji do zmieniających się realiów i uwzględniać w planach prewencję wobec najbardziej prawdopodobnych problemów.

Aktywne wykorzystanie dronów w rolnictwie i leśnictwie

Błędem jest myślenie o dronach wyłącznie w kategorii urządzeń rejestrujących. Już dziś bezzałogowe statki powietrzne wykorzystywane są do wysiewu nasion w lasach. Dwóch operatorów obsługujących 10 dronów jest w stanie posadzić 400 tys. nowych drzew w ciągu jednego dnia. Uwzględnia to również lokalizacje o złożonej rzeźbie terenu, gdzie tradycyjnym maszynom trudno byłoby dotrzeć. Wykiełkowane nasiona uwalniane są w biodegradowalnych kapsułkach, które zawierają również podstawowe związki odżywcze. Ten sam mechanizm jest już stosowany w rolnictwie, ale na razie w eksperymentalnej skali.

W Stanach Zjednoczonych i Korei Południowej drony wykorzystywane są już także do spryskiwania upraw, zwłaszcza tych położonych wysoko nad poziomem morza. Umożliwiają one precyzyjną aplikację środków ochrony roślin, co pozwala obniżyć koszty, a jednocześnie eliminują zagrożenie zdrowotne związane z ręczną aplikacją pestycydów i herbicydów. Wykorzystanie dronów w rolnictwie obejmuje również fizyczną ochronę, istotną zwłaszcza w kontekście upraw o wysokiej rentowności oraz chowu zwierząt. Bezzałogowe statki szybko i łatwo monitorują stan ogrodzenia oraz ewentualne podejrzane aktywności. Są również w stanie zidentyfikować chore, kontuzjowane lub zagubione zwierzęta, ograniczając potrzebę utrzymywania większej liczby pracowników oraz regularnych patroli.

Ograniczenia związane z zastosowaniem dronów

Czy drony mają jakieś słabe strony? Owszem. Jak na razie jest to dość droga technologia, która na dodatek wymaga zatrudnienia specjalisty lub przeszkolenia personelu. Od kompetencji pilota zależy bowiem jakość otrzymanych fotografii i ich merytoryczna wartość. Wstępne koszty mogą być więc sporym obciążeniem dla budżetu rolnika. Wykorzystanie dronów w rolnictwie nie jest jeszcze regulowane prawem, co może rodzić potencjalne problemy, zwłaszcza w przypadku skarg czy wypadków. Urządzenia mają też ograniczony baterią zasięg oraz nośność i są podatne na uszkodzenia przy złych warunkach pogodowych. Otwarcie mówi się również o zagrożeniu kolizjami oraz cyberatakami. Zapewnienie bezpieczeństwa danych pozyskiwanych w ramach nadziemnego monitoringu pozostaje ogromnym wyzwaniem.

Drony a zwrot z inwestycji (ROI)

Z sondażu przeprowadzonego przez DroneDeploy wśród 750 klientów w ponad 40 krajach świata wynika, że drony znacząco zwiększają rentowność działalności rolniczej. Wzrost ten wynika z redukcji zapotrzebowania na siłę roboczą oraz ciężki sprzęt, ale także z efektywniejszej dystrybucji środków ochrony roślin, poprawy bezpieczeństwa pracowników, ograniczenia strat oraz zwiększenia produktywności upraw.

Koszty nowej technologii, w porównaniu z zyskami związanymi z lepszym urodzajem, oszczędnością czasu i materiałów oraz ogólną poprawą sprawności zarządzania, dają bardzo satysfakcjonujący poziom wskaźnika ROI. Według niektórych źródeł nakłady mogą zwrócić się już w ciągu jednego sezonu. Warto dodać, że w obliczu zainteresowania konsumentów pochodzeniem żywności i metodami jej produkcji, zarządzanie przy pomocy dronów pomaga zagwarantować pożądaną jakość, która z kolei pozwala zwiększyć marżę. Trudno się dziwić, że globalne wykorzystanie dronów w rolnictwie w 2022 r. wyceniono na 4,17 mld dol., a prognoza na 2030 r. mówi o wzroście wartości rynkowej sektora do ponad 18 mld dol.

Perspektywiczne wykorzystanie dronów w rolnictwie

Skala zastosowań bezzałogowych statków powietrznych w uprawie i chowie na pewno będzie rosnąć wraz z doskonaleniem technologii. Już dziś naukowcy w Holandii i Japonii testują przełomową innowację, która złagodzić ma ryzyko związane z kryzysem ekologicznym. Mowa o minidronach, które będą w stanie zapylać rośliny, nie wyrządzając szkód. W Australii ten scenariusz realizowany jest już eksperymentalnie w szklarniach z pomidorami i truskawkami. Autorzy projektu przewidują, że pomoże on rolnikom uniezależnić się od pogody i klimatu i sprawniej zarządzać nakładami.

Drony będziemy najprawdopodobniej wykorzystywać również w połączeniu ze sztuczną inteligencją. AI ma umożliwić jednoczesne monitorowanie zdywersyfikowanych upraw, dzięki rozpoznawaniu różnych gatunków i odmian oraz poszczególnych etapów ich rozwoju. To ułatwienie ma zrewolucjonizować przede wszystkim działalność rolników małej skali, zajmujących się uprawą alternatywną.

W Australii rozwijany jest też projekt perspektywicznego zastosowania dronów w walce z pogłębiającą się suszą. Dzięki mikrofalowym receptorom możliwa będzie ocena aktualnego poziomu wilgotności gleby w określonych lokalizacjach i uzupełniania jej tam, gdzie jest to potrzebne. Pozwoli to zadbać o urodzaj przy jednoczesnym oszczędnym gospodarowaniu zasobami. Wykorzystanie dronów w rolnictwie wydaje się mieć przełożenie zarówno na opłacalność produkcji żywności, jak i ogólny dobrostan ekologiczny. Korzyści mają więc wymiar potrójny: ekonomiczny, społeczny i środowiskowy.