استفاده از پهپادها (Drones) در پایش مزارع و سمپاشی: چشمانی در آسمان برای کشاورزی دقیق

در سال‌های اخیر، پهپادها از ابزاری برای سرگرمی یا فیلم‌برداری هوایی فراتر رفته و به یکی از فناوری‌های کلیدی در صنعت کشاورزی مدرن، به‌ویژه در زمینه کشاورزی دقیق، تبدیل شده‌اند. قابلیت‌های منحصربه‌فرد پهپادها در دسترسی سریع و آسان به مناطق مختلف مزرعه، جمع‌آوری داده‌های دقیق و امکان کاربرد هدفمند نهاده‌ها، آن‌ها را به ابزاری ارزشمند برای افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و بهبود پایداری در بخش کشاورزی تبدیل کرده است. اصلی‌ترین کاربردهای پهپادها در کشاورزی شامل پایش مزارع و سمپاشی هدفمند است.

پهپادها در کشاورزی: ابزاری برای مدیریت هوشمند

پهپادهای کشاورزی، هواپیماهای بدون سرنشین کوچکی هستند که مجهز به دوربین‌ها، حسگرها و گاهی مخازن سم یا کود مایع می‌باشند. آن‌ها توسط کنترل از راه دور یا برنامه‌ریزی مسیر پرواز خودکار، بر فراز مزارع به پرواز در می‌آیند و اطلاعات ارزشمندی را جمع‌آوری کرده یا عملیات خاصی را انجام می‌دهند.

مزایای استفاده از پهپادها در مزرعه

• دسترسی سریع و آسان: امکان دسترسی به تمام نقاط مزرعه، حتی مناطق ناهموار، شیب‌دار، یا مزارعی که محصول در آن‌ها بلند شده و عبور و مرور زمینی دشوار است.
• انعطاف‌پذیری و سرعت: پهپادها را می‌توان به‌سرعت برای پایش بخش خاصی از مزرعه یا واکنش فوری به یک مشکل (مانند مشاهده اولیه آفت) مستقر کرد.
• جمع‌آوری داده‌های با وضوح بالا: برخلاف تصاویر ماهواره‌ای که وضوح کمتری دارند، پهپادها می‌توانند از فاصله نزدیک تصاویر با جزئیات بسیار بالا ارائه دهند.
• قابلیت حمل حسگرهای مختلف: پهپادها می‌توانند دوربین‌های معمولی (RGB)، دوربین‌های چندطیفی (برای سنجش سلامت گیاه)، دوربین‌های حرارتی (برای سنجش دمای سطح برگ و تنش آبی) و سایر حسگرها را حمل کنند.
• مسیریابی دقیق با GPS: امکان پرواز دقیق بر روی مسیرهای از پیش تعیین شده برای نقشه‌برداری یا سمپاشی دقیق.
• کاهش فشار بر محصول و خاک: عدم نیاز به عبور ماشین‌آلات سنگین از روی محصول یا خاک پس از سبز شدن.

کاربرد پهپادها در پایش مزارع

پهپادها به کشاورزان چشمانی در آسمان می‌دهند که دید جامعی از وضعیت مزرعه ارائه می‌کند:

1. ارزیابی سلامت محصول: با استفاده از دوربین‌های چندطیفی، پهپادها می‌توانند شاخص‌های سلامت گیاه مانند NDVI (شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی) را اندازه‌گیری کرده و نقشه‌هایی تولید کنند که مناطق دارای تنش (کم‌آبی، کمبود مواد غذایی، بیماری) را نشان می‌دهند، حتی قبل از اینکه علائم با چشم انسان قابل تشخیص باشند.
2. شناسایی آفات و بیماری‌ها: تصاویر با وضوح بالا و قابلیت زوم دوربین پهپادها امکان شناسایی نقاط آلوده به آفات یا درگیر بیماری‌ها را فراهم می‌کند. این امر به کشاورز اجازه می‌دهد تا فقط در مناطق آلوده اقدام به سمپاشی کند.
3. نقشه‌برداری علف‌های هرز: پهپادها می‌توانند مناطق پر از علف هرز را در مزرعه شناسایی و نقشه‌برداری کنند.
4. شمارش بوته و ارزیابی تراکم: پس از کاشت، پهپادها می‌توانند برای شمارش دقیق بوته‌ها در واحد سطح و ارزیابی یکنواختی سبز شدن استفاده شوند.
5. پایش وضعیت آبیاری و زهکشی: با استفاده از دوربین‌های RGB یا حرارتی، پهپادها می‌توانند الگوهای رطوبتی خاک را مشاهده کرده و مناطق بیش از حد خشک یا بیش از حد مرطوب را شناسایی کنند.
6. ارزیابی آسیب‌ها: ارزیابی سریع میزان خسارت ناشی از طوفان، تگرگ، سیل، آفات، بیماری‌ها یا حمله حیوانات وحشی به مزرعه.
7. پایش مراحل رشد: ثبت تصاویر دوره‌ای برای پایش روند رشد محصول و مقایسه آن با استانداردها یا سال‌های قبل.

کاربرد پهپادها در سمپاشی

پهپادهای سمپاش، دسته دیگری از پهپادهای کشاورزی هستند که برای حمل و پاشش مایعات (سموم، کودهای مایع، آب) طراحی شده‌اند.

1. سمپاشی هدفمند (Targeted Spraying): با استفاده از نقشه‌های آفت، بیماری یا علف هرز که توسط پهپادهای پایش یا سایر ابزارهای کشاورزی دقیق ایجاد شده‌اند، پهپادهای سمپاش می‌توانند سموم را فقط در مناطق مشخص شده بپاشند. این کار مصرف سموم را به شدت کاهش می‌دهد (گاهی تا ۷۰-۸۰ درصد) و اثرات زیست‌محیطی را به حداقل می‌رساند.
2. دسترسی به مناطق دشوار: سمپاشی مزارع برنج غرقابی، مزارع با محصول بلند مانند ذرت یا مزارع شیب‌دار که ورود ماشین‌آلات زمینی دشوار یا غیرممکن است.
3. کاهش تماس کارگر با مواد شیمیایی: عملیات سمپاشی توسط پهپاد از راه دور انجام می‌شود و تماس مستقیم کارگر با سموم را کاهش می‌دهد.
4. افزایش سرعت عملیات: در مزارع بزرگ، استفاده از چندین پهپاد سمپاش می‌تواند سرعت سمپاشی را افزایش دهد.
5. کاهش رانش سم (Drift): پهپادها معمولاً در ارتفاع پایین‌تری نسبت به هواپیماهای سمپاش پرواز می‌کنند و با استفاده از جریان هوای رو به پایین ملخ‌ها، قطرات سم را به سمت پایین هدایت می‌کنند که این امر رانش سم به مناطق اطراف را کاهش می‌دهد.

نکات کلیدی در استفاده از پهپادها

• انتخاب نوع پهپاد: نوع پهپاد (بال ثابت یا مولتی‌روتور)، ظرفیت حمل بار (برای سمپاشی)، زمان پرواز باتری و مقاومت در برابر شرایط محیطی باید بر اساس نوع مزرعه و کاربرد مورد نظر انتخاب شود.
• حسگرها و دوربین‌ها: برای پایش دقیق، انتخاب دوربین و حسگر مناسب (RGB، چندطیفی، حرارتی) بر اساس نوع داده مورد نیاز حیاتی است.
• نرم‌افزار پردازش داده: داده‌های جمع‌آوری شده توسط پهپاد نیاز به پردازش دارند تا به نقشه‌ها و اطلاعات قابل فهم برای کشاورز تبدیل شوند. استفاده از نرم‌افزارهای مناسب تحلیل تصاویر و داده‌ها ضروری است.
• قوانین و مقررات: در بسیاری از کشورها، استفاده از پهپادها، به‌ویژه برای مقاصد تجاری و سمپاشی، نیازمند رعایت قوانین و مقررات خاص، اخذ مجوزهای لازم و گاهی آموزش خلبان پهپاد است.
• آموزش و تخصص: کار با پهپادها و به‌خصوص تفسیر داده‌های جمع‌آوری شده نیازمند آموزش و مهارت است.

آینده پهپادها در کشاورزی

انتظار می‌رود نقش پهپادها در کشاورزی بیش از پیش پررنگ شود. پیشرفت در فناوری باتری‌ها زمان پرواز را افزایش خواهد داد، افزایش ظرفیت حمل بار امکان سمپاشی مزارع بزرگتر را فراهم می‌کند، ادغام عمیق‌تر با هوش مصنوعی قابلیت‌های تشخیص و تحلیل داده را بهبود می‌بخشد و توسعه پهپادهای کاملاً خودکار، کارایی عملیات را افزایش خواهد داد.

نتیجه‌گیری

پهپادها ابزاری قدرتمند و همه‌کاره هستند که با ارائه قابلیت‌های پایش دقیق و سمپاشی هدفمند، چهره کشاورزی را تغییر می‌دهند. آن‌ها به کشاورزان کمک می‌کنند تا مزرعه خود را بهتر بشناسند، مشکلات را به‌موقع تشخیص دهند، از نهاده‌ها به کارآمدترین شکل ممکن استفاده کنند و در نهایت، محصولی با عملکرد بالاتر، کیفیت بهتر و با اثرات زیست‌محیطی کمتر تولید نمایند. پهپادها نه تنها چشمانی در آسمان، بلکه دستی دقیق برای اجرای عملیات کشاورزی در عصر مدیریت هوشمند مزارع هستند.

کشاورزی دقیق (Precision Agriculture)

صنعت کشاورزی و محصولات نوآورانه

نقش هوش مصنوعی در بهبود تصمیم‌گیری در مزرعه