vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2017-3-17-23vimjour-190Research ArticleАВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАТИКАAUTOMATION & INFORMATICSДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ ВНЕСЕНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПЕСТИЦИДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВVARIABLE RATE APPLICATION OF FERTILIZERS AND PESTICIDES USING UNMANNED AERIAL VEHICLESМарченкоЛ. А.MarchenkoL. A.noemail@neicon.ruЛичманГ. И.LichmanG. I.noemail@neicon.ruСмирновИ. Г.SmirnovI. G.noemail@neicon.ruМочковаТ. В.MochkovaT. V.noemail@neicon.ruКолесниковаВ. А.KolesnikovaV. A.noemail@neicon.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agricultural Engineering Center VIMRussian Federation201720062017031723Copyright © Марченко Л.А., Личман Г.И., Смирнов И.Г., Мочкова Т.В., Колесникова В.А., 20172017Марченко Л.А., Личман Г.И., Смирнов И.Г., Мочкова Т.В., Колесникова В.А.Marchenko L.A., Lichman G.I., Smirnov I.G., Mochkova T.V., Kolesnikova V.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/190

Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в сельском хозяйстве является инновацией для России и имеет большой потенциал, особенно при реализации задач точного земледелия. Рассмотрены направления использования БПЛА в сельском хозяйстве. Показано, что для дифференцированного внесения удобрений и пестицидов наиболее целесообразно использовать БПЛА вертолетного и винтокрылого типов, летающие на малых скоростях (30-40 км/ч) и небольших высотах (0,5-1,5 м) с большой полезной нагрузкой (300-400 кг), поскольку они наиболее полно соответствуют экологическим и природоохранным требованиям и обеспечивают безопасность функционирования современных систем «человек - машина». Разработаны основные требования к качеству выполнения технологической операции по дифференцированному внесению удобрений и пестицидов с помощью беспилотных летательных аппаратов: нормы внесения рабочих жидкостей удобрений 50-200 л/га с дискретностью доз 10-15 кг д.в./ га (25-40 л/га), пестицидов - 10-20 л/га с дискретностью доз 5 л/га, медианно-массовый диаметр капель - 250-300 мкм, неравномерность распределения рабочей жидкости по ширине захвата - не более 15 процентов, снос рабочих жидкостей за пределы обрабатываемого участка - не более 20 процентов, время установки заданной дозы на границах выделенных участков - не более 1,1 с; рабочая скорость полета - не более 40 км/ч, высота полета при внесении удобрений и пестицидов - 1,0-1,5 м.

The use of unmanned aerial vehicles (UAVs) in agriculture is an innovation for Russia and has great potential, especially when implementing the tasks of precision farming. The directions of using UAV in agriculture are considered. It is shown that for the differentiated application of fertilizers and pesticides, it is most expedient to use UAVs of helicopter and rotary-wing type flying at low speeds (30-40 km/h) and low altitudes (0.5-1.5 m) with a large payload (300-400 kg), as they most fully meet ecological and environmental requirements and ensure the safety of modern human-machine systems. The basic requirements to the quality of the technological operation for the variable rate application of fertilizers and pesticides with the help of unmanned aerial vehicles have been developed: the rate of application of fertilizer working fluids 50-200 l/ha with a discreteness of doses of 10-15 kg active fraction per hektar (25-40 l/ha), pesticides -10-20 l/ha with discreteness of 5 l/ha, median mass diameter of droplets - 250-300 mkm, uneven distribution of working fluid over the operating width is no more than 15 percent, demolition of working fluids outside the treated area is no more than 20 percent, time of control index setting at the boundaries of the allocated plots is no more than 1.1 s; operating speed of the flight is not more than 40 km/h, the altitude of the flight when applying fertilizers and pesticides equals 1.0-1.5 m.

точное земледелиебеспилотные летательные аппаратыпочвенное плодородиефитосанитарное состояние посевоввнутриполевая вариабельностьдифференцированное внесение удобрений и пестицидовPrecision agricultureUnmanned aerial vehiclesSoil fertilityPhytosanitary state of cropsIntrafield variabilityVariable rate application of fertilizers and pesticidesReferencesИзмайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Инновационные механизированные технологии и автоматизированные технические системы для сельского хозяйства // Модернизация сельскохозяйственного производства на базе инновационных машинных технологий и автоматизированных систем: Сборник докладов XII Международной научно-практической конференции. Ч. 1. М.: ВИМ. 2012. С. 31-44Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Инновационные механизированные технологии и автоматизированные технические системы для сельского хозяйства // Модернизация сельскохозяйственного производства на базе инновационных машинных технологий и автоматизированных систем: Сборник докладов XII Международной научно-практической конференции. Ч. 1. М.: ВИМ. 2012. С. 31-44Измайлов А.Ю., Гришин А.А., Гришин А.П., Лобачевский Я.П. Экспериментальные системы интеллектуальной автоматизации технических средств сельскохозяйственного назначения // Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий: Сборник докладов Международной научно-технической конференции. М.: ВИМ, 2014. С. 379-382Измайлов А.Ю., Гришин А.А., Гришин А.П., Лобачевский Я.П. Экспериментальные системы интеллектуальной автоматизации технических средств сельскохозяйственного назначения // Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий: Сборник докладов Международной научно-технической конференции. М.: ВИМ, 2014. С. 379-382Михайленко И.М. Беспилотная авиация в сельском хозяйстве // Агрофизика. 2015. N2. С. 16-23Михайленко И.М. Беспилотная авиация в сельском хозяйстве // Агрофизика. 2015. N2. С. 16-23Корнилов Т.В. Перспективы применения беспилотной авиации // Защита и карантин растений. 2008. N5. С. 48-49Корнилов Т.В. Перспективы применения беспилотной авиации // Защита и карантин растений. 2008. N5. С. 48-49Годжаев З.А., Марченко Л.А., Степанов Б.Е., Козлова А.И. Автожир для внесения жидких средств химизации и обоснование его технологических параметров // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N2. С. 22-25Годжаев З.А., Марченко Л.А., Степанов Б.Е., Козлова А.И. Автожир для внесения жидких средств химизации и обоснование его технологических параметров // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N2. С. 22-25Личман Г.И., Марченко Н.М. Использование космического мониторинга и дистанционного зондирования в системе точного земледелия // Геоматика. 2011. N4. С. 89-93Личман Г.И., Марченко Н.М. Использование космического мониторинга и дистанционного зондирования в системе точного земледелия // Геоматика. 2011. N4. С. 89-93Савин И.Ю., Вернюк Ю.И., Фараслис И. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга продуктивности полей // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2015. Вып. 80. С. 95-105Савин И.Ю., Вернюк Ю.И., Фараслис И. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга продуктивности полей // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2015. Вып. 80. С. 95-105Измайлов А.Ю., Артюшин А.А., Колесникова В.А., Личман Г.И., Марченко Н.М., Марченко А.Н., Марченко Л.А., Мочкова Т.В., Смирнов И.Г. Методические рекомендации по применению средств химизации в системе точного земледелия. М.: ВИМ, 2016. 100 сИзмайлов А.Ю., Артюшин А.А., Колесникова В.А., Личман Г.И., Марченко Н.М., Марченко А.Н., Марченко Л.А., Мочкова Т.В., Смирнов И.Г. Методические рекомендации по применению средств химизации в системе точного земледелия. М.: ВИМ, 2016. 100 сИзмайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Управление и информационное обеспечение инновационными технологическими процессами в растениеводстве // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: Сборник докладов Международной научно-технической конференции. Ч. 1. М.: ВИМ, 2010. С. 47-58Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П. Управление и информационное обеспечение инновационными технологическими процессами в растениеводстве // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: Сборник докладов Международной научно-технической конференции. Ч. 1. М.: ВИМ, 2010. С. 47-58Личман Г.И., Марченко Н.М., Колесникова В.А., Марченко А.М. Переходные режимы дозирующих органов машин для внесения удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. N4. С. 30-34Личман Г.И., Марченко Н.М., Колесникова В.А., Марченко А.М. Переходные режимы дозирующих органов машин для внесения удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2010. N4. С. 30-34Forouzanmehr E., Loghavi M. Design, development and field evaluation of a mapbased variable rate granular fertilizer application control system. CIGR Journal. 2012; 14 (4): 255Forouzanmehr E., Loghavi M. Design, development and field evaluation of a mapbased variable rate granular fertilizer application control system. CIGR Journal. 2012; 14 (4): 255Chattha H.S. Evaluation of a modified variable rate granular fertilizer spreader for spotspecific fertilization in wild blueberry fields. Submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of Master of Science at Dalhousie University Halifax, Nova Scotia. 2013: 129Chattha H.S. Evaluation of a modified variable rate granular fertilizer spreader for spotspecific fertilization in wild blueberry fields. Submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of Master of Science at Dalhousie University Halifax, Nova Scotia. 2013: 129Thomson S.J., Smith L.A., Hanks J.E. Evaluation of Application Accuracy and Performance of a Hydraulically Operated VariableRate Aerial Application System. Transactions of the ASABE. 2009; 52(3): 715-722Thomson S.J., Smith L.A., Hanks J.E. Evaluation of Application Accuracy and Performance of a Hydraulically Operated VariableRate Aerial Application System. Transactions of the ASABE. 2009; 52(3): 715-722Пономаренко И.Г. Повышение качества дифференцированного внесения минеральных удобрений в режиме offline // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. N2. С. 48-51Пономаренко И.Г. Повышение качества дифференцированного внесения минеральных удобрений в режиме offline // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2014. N2. С. 48-51Anglund E.A., Ayers P.D. Fild Evaluation of Response Times for Variable (Pressure - Based and Injection) Liquid Chemical Applicator. Applied Engineering in Agriculture. 2003. Vol. 19(3): 273-282Anglund E.A., Ayers P.D. Fild Evaluation of Response Times for Variable (Pressure - Based and Injection) Liquid Chemical Applicator. Applied Engineering in Agriculture. 2003. Vol. 19(3): 273-282Шпаар Д., Захаренко А. В., Якушев В.П. и др. Точное сельское хозяйство (Precision Agriculture). СПб., Пушкин, 2009. 397 сШпаар Д., Захаренко А. В., Якушев В.П. и др. Точное сельское хозяйство (Precision Agriculture). СПб., Пушкин, 2009. 397 сКормановский Л.П., Колесникова В.А., Мочкова Т.В. и др. Технология и технические средства для применения жидких минеральных удобрений. М.: Колос, 1995. 126 сКормановский Л.П., Колесникова В.А., Мочкова Т.В. и др. Технология и технические средства для применения жидких минеральных удобрений. М.: Колос, 1995. 126 сМочкова Т.В., Башкирова Т.Н., Марченко Л.А. Агрохимические аспекты дифференцированного применения жидких средств химизации // Система технологий и машин для инновационного развития АПК: Сборник научных докладов научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ, 2013. С. 276-279Мочкова Т.В., Башкирова Т.Н., Марченко Л.А. Агрохимические аспекты дифференцированного применения жидких средств химизации // Система технологий и машин для инновационного развития АПК: Сборник научных докладов научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ, 2013. С. 276-279Никитин Н.В., Спиридонов Ю.Я., Шестаков В.Г. Научнопрактические аспекты технологии применения современных гербицидов в растениеводстве. М.: Печатный Город, 2010. 200 сНикитин Н.В., Спиридонов Ю.Я., Шестаков В.Г. Научнопрактические аспекты технологии применения современных гербицидов в растениеводстве. М.: Печатный Город, 2010. 200 сАникст Д.М. Удобрение яровой пшеницы. М.: Россельхозиздат, 1986. 142 сАникст Д.М. Удобрение яровой пшеницы. М.: Россельхозиздат, 1986. 142 сГорбачев И.В., Марченко Л.А., Кузьмин А.Ю. Технологические аспекты внесения пестицидов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. N6. С. 13-16Горбачев И.В., Марченко Л.А., Кузьмин А.Ю. Технологические аспекты внесения пестицидов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. N6. С. 13-16Лысов А.К. Оценка физических потерь рабочей жидкости при опрыскивании // Материалы международного конгресса «Агрорусь 2014». СПб.: ЭФИнтернэшнл, 2014. С. 174Лысов А.К. Оценка физических потерь рабочей жидкости при опрыскивании // Материалы международного конгресса «Агрорусь 2014». СПб.: ЭФИнтернэшнл, 2014. С. 174

The authors declare that there are no conflicts of interest present.