با توجه به افزایش روزافزون جمعیت، تولید بیش از پیش مواد غذایی به امری حیاتی تبدیل شده‌ است. از طرفی تنوع آفات و بیماری‌های موجود در گیاهان، در صورت عدم مقابله درست و به موقع، باعث می‌شود محصولات کشاورزی تولیدی، کاهش چشمگیر پیدا کنند. با کمک متخصصین کشاورزی و همچنین استفاده از تکنولوژی‌های روز، می‌توان راه حل‌های نوین برای حل این مشکلات ارائه داد. در این میان، در چند سال اخیر، پهپادها با توجه به مزایایی که دارند به افزایش بهره‌وری صنعت کشاورزی کمک نموده‌اند. از مزایای سم‌پاشی با پهپادهای کشاورزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) افزایش سرعت محلول‌پاشی

یکی از پارامترهای مهم در فرآیند سمپاشی سرعت انجام سمپاشی می باشد. از مزایای اصلی سمپاشی با پهپاد، سرعت چشمگیر آن می‌باشد به شکلی که به کمک پهپاد در هر ساعت می‌توان ۶ الی ۷ هکتار را سم پاشی انجام گردد. اما در روش های سنتی حداکثر می‌توان هر ساعت یک الی دو هکتار را سم‌پاشی کرد. سرعت بالای حرکت پهپاد این امکان را می‌دهد که هر هکتار از زمین کشاورزی در مدت ۸ الی ۱۲ دقیقه محلول‌پاشی گردد. این سرعت بالا، موجب می‌شود که بتوان در هر روز بین ۲۵ الی ۵۰ هکتار را محلول‌پاشی کرد (بسته به میزان یک دست و شکیل بودن مزرعه).

معمولاً آفت‌ها یک دوره سم پاشی داشته و در صورتی که در آن دوره سمپاشی نشود خسارات زیادی به محصولات وارد می کنند. این مسئله در زمانی که سرعت مقابله اهمیت دارد، هنگام بروز بیماری و آفت خاص، به منظور جلوگیری از انتشار بیشتر، حیاتی است. از سوی دیگر به دلیل همین سرعت بالا، امکان اجرای مراحل متعدد محلول‌پاشی به کاربر داده می‌شود.

۲) حفظ سلامت کاربران

معمولا در روش‌های سنتی سم‌پاشی، فرد سم‌پاش نیاز است که وارد زمین شود. به همین دلیل در تمام مدت سم‌پاشی با سم، در تماس است. سموم کشاورزی نیز چون از مواد شیمیایی تولید شده‌اند، غالبا برای بدن انسان مضر هستند. به صورت تجربی دیده شده است که پس از سم‌پاشی فرد سم‌پاش، تا یک هفته دچار علائمی چون خارش، قرمزی چشم و اسهال می‌باشد. در سم‌پاشی بوسیله پهپاد، از آنجایی که سم‌پاشی بدون حضور فرد درون مزرعه انجام می‌گیرد و حتی خلبان نیز در کنار مزرعه حضور دارد، چنین آسیب‌هایی به حداقل می‌رسد. این ویژگی، یکی از مهمترین مزایای سم‌پاشی با پهپادهای کشاورزی است.

۳) کاهش مصرف آب (۱۰ لیتر در هکتار)

در روش‌های سنتی، برای محلول‌پاشی هر هکتار، بین ۲۰۰ الی ۵۰۰ لیتر آب نیاز است. علاوه بر مشکل تأمین چنین حجم بالایی از آب، سم یا ریز مغذی مورد نظر نیز به خوبی در این حجم مخلوط نمی‌شود و به صورت یکنواخت در کل مخزن پخش نمی‌گردد. در پهپادها به دلیل محلول پاشی هوشمند، و نیز مخلوط شدن سم یا ریزمغذی در حجم بسیار کمتر آب، علاوه بر کاهش مصرف آب، سم یا ریزمغذی نیز به طور کامل در حجم مورد نظر مخلوط می گردد.

اکثر کشاورزان نیز به علت اینکه این اختلاط به خوبی در حجم های زیاد انجام نمی پذیرد، از میزان بیشتری سم برای مخلوط کردن در آب استفاده می‌کنند که باعث مصرف بیشتر سم و عوارض آن بر روی گیاه می‌شود. کاهش مصرف سم نیز خود یکی از مزایای استفاده از پهپاد برای سم‌پاشی است که در مورد بعد به آن اشاره شده است.

۴) کاهش مصرف سم

از دیگر مزایای سم‌پاشی با پهپادهای کشاورزی، کاهش مصرف سم می‌باشد. علی‌رغم اینکه اکثر سموم در کشاورزی به صورت میزان لیتر بر هکتار تجویز می‌شوند، بعضی از سموم نیز به صورت میزان دوز، مصرف می‌شوند. در این موارد، میزان مصرف سم در هکتار به شکل قابل توجهی کاهش می‌یابد.

نکته دیگر اینکه در مواردی که میزان سم به صورت میزان لیتر بر هکتار است، معمولا در روش های سنتی، کاربران با یک ضریب اطمینان، برای اینکه از میزان سم ریخته شده بر گیاه مطمئن شوند، از سم بیشتری استفاده می‌کنند. به عنوان مثال در صورتی که یک سم به صورت ۱ لیتر در هکتار باشد، معمولا کاربران از ۲ تا ۳ لیتر در مخزن تراکتور برای یک هکتار استفاده می‌کنند. در صورتی که در روش نوین، به کمک پهپاد، تمام میزان سم، بدون شره کردن بر روی زمین، بر روی برگ‌های گیاهان ریخته می‌شود که دقیقا همان میزان تجویز شده می‌باشد.

۵) پوشش کامل زمین

محلول‌پاشی بوسیله پهپاد به‌طور هوشمند انجام می‌شود. ابتدا نقشه‌برداری انجام شده و سپس پهپاد با استفاده از نقشه اقدام به محلول‌پاشی می‌کند. چون کل عملیات با استفاده از سامانه GPS انجام می‌گیرد، زمانی که مخزن محلول، خالی شود و یا به هر دلیلی عملیات متوقف شود، پهپاد با ذخیره نقطه توقف، در پرواز بعد، دقیقا به همان نقطه بازگشته و عملیات را از سر می‌گیرد. این امر باعث می‌شود که تمام مساحت زمین به‌طور کامل پوشش داده شود.

۶) یکنواختی در عملیات محلول‌پاشی

فاصله یکسان نازل‌ها از همدیگر و همچنین اتوماتیک بودن پاشش محلول بوسیله پهپاد باعث شده است که عملیات محلول‌پاشی به شکل یکنواخت انجام گیرد. حفظ ارتفاع در پهپاد بوسیله سنسور سنجش ارتفاع نیز به این امر کمک می‌کند.

۷) امکان اجرای عملیات محلول‌پاشی در زمین‌های گلی

پس از بارش باران و در هنگام بروز سیلاب، به دلیل گل شدن زمین، امکان ورود به مزرعه وجود ندارد. تنها دستگاهی که می‌تواند بدون ورود به زمین عملیات محلول‌پاشی را انجام دهد، پهپاد است. این امر از آنجایی حائز اهمیت است که پس از بارش باران، آفات و بیماری‌ها به دلیل رطوبت بالا، رشد بسیار زیادی را تجربه می‌کنند. این مسئله باعث می‌شود سرعت واکنش به آنها حیاتی باشد.

۸) امکان اجرای عملیات محلول‌‌پاشی در شب

نقشه برداری و پرواز هوشمند به پهپاد این امکان را می‌دهد که در نبود نور و در تاریکی شب نیز عملیات محلول‌پاشی را ادامه دهد. این قابلیت می‌تواند در فصول گرم سال به یاری کشاورزان بیاید. 

۹) آغشته شدن کامل گیاه به محلول

یکی از مزایای محلول‌پاشی مزارع با پهپاد این است که، به‌دلیل عمود پرواز بودن پرنده و جریان هوایی که در نزدیکی زمین ایجاد می‌کند، محلول به تمام سطوح گیاه و همچنین زیر سطح برگ‌ها می‌رسد. این امر، باعث بهبود کارایی محلول‌پاشی می‌گردد.

۱۰) عدم لهیدگی گیاه و زمین

یکی از مزایای استفاده از پهپاد در سمپاشی، جلوگیری از لهیدگی گیاه و فشردگی خاک است. در روش‌های سنتی، در اثر رفت و آمد ماشین‌های کشاورزی فشردگی خاک و لهیدیگی گیاه اتفاق می‌افتد. لهیدگی گیاه در صورتی که ساقه آن شکل گرفته باشد یا محصول زیر چرخ های تراکتور رود، باعث خسارات زیادی به مزرعه خواهد زد. فشردگی خاک نیز موجب می‌شود لایه‌ای سخت در زیر خاک ایجاد شده که از نفوذ آب به داخل خاک جلوگیری می‌کند. عموما در زمین‌های کشاورزی تنها به علت فشردگی خاک، کارشناسان شخم زدن زمین را برای اصلاح فشردگی تجویز می‌کنند.

در فیلم بالا لهیدگی گیاه که ناشی از عبور تراکتور در مزرعه است، مشاهده می‌شود. در اثر لهیدگی، تا ۲۰ درصد محصول نهایی آبسب می‌بیند. در روش سم‌پاشی با پهپاد، به علت اینکه پرنده تماسی با زمین و محصول ندارد، لهیدگی گیاه اتفاق نمی‌افتد.

۱۱) عدم انتقال بیماری در اثر ورود شخص به زمین کشاورزی

در بسیار از موارد، به علت ورود کشاورز به زمین در هنگامی که زمین دچار بیماری یا آفت شده است، آفات و بیماری به نقاط دیگر زمین نیز منتقل می شوند. محلول پاشی با پهپاد این روش و تکثیر بیماری در زمین را از بین برده و نیازی به ورود کشاورز و سمپاش به زمین کشاورزی نیست و ربات سمپاش به صورت کاملا خودکار و بدون ورود به زمین، عملیات سم پاشی و مبارزه با آفت را انجام می دهد.

منابع:

  • Shahrooz, M., Talaiezadeh, A. And Alasti, A. 2020. Agricultural Spraying Drones: Advantages and Disadvantages. 2020 Virtual Symposium in Plant Omics Sciences (OMICAS), Bogotá, Colombia. Available: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9535527/references#references