الزراعة الدقيقة: كيف يستفيد المزارعون من الطائرات بدون طيار في تربية النباتات

طائرات بدون طيار فوق حقولها من أجل إنتاج أصناف جديدة بشكل أسرع. يتم تحليل الصور التي تلتقطها كاميراتهم على جهاز كمبيوتر للسماح بنتائج دقيقة حول نمو النباتات. وهذا يساعد الشركة على تقديم بذور جديدة للمزارعين في وقت أقرب - وهي ميزة كبيرة للزراعة

الهواء يهتز. يبدو كما لو أن سربا من النحل قادم. لبضع ثوان ، تسببت الدوارات الأربعة الموجودة على آلة الطيران ذات اللون البرتقالي اللامع لماريوس بوركهارت في الكثير من الاضطراب في مؤامرات تجربة KWS في أينبيك ، ساكسونيا السفلى ، لدرجة أن النباتات الموجودة على الأرض تنحني وتتأرجح في تدفق الهواء.

ثم تصعد الطائرة بدون طيار إلى ارتفاعات شاهقة ، وبهدوء أكثر بكثير ، تبدأ في الطيران في مسارات دقيقة رياضيا فوق الحقل حيث تنمو نباتات الذرة الطرية التي يبلغ ارتفاعها بضعة سنتيمترات. هم السبب في أن بوركهاردت البالغ من العمر 40 عاما يطير بطائرة كوادروكوبتر فوق أينبيك هذا الصباح.

يتم تعليق العديد من أجهزة الاستشعار منه ، ومسح النباتات في الحقل للتأكد من نموها. تسجل الطائرة بدون طيار بشكل منهجي مساحة تتراوح بين ثلاثة وثمانية هكتارات بشحنة بطارية واحدة كاملة. هذا يكفي لمدة نصف ساعة تقريبا في الهواء ، اعتمادا على التطبيق والارتفاع وأجهزة الاستشعار وخطة الطيران. تقيس الكاميرا متعددة الأطياف وكاميرا التصوير الحراري كمية الضوء المنعكس والامتصاصي من قبل النباتات في نطاقات الطول الموجي المختلفة. تستخدم صور الحقل أيضا للتقييم.

حليل الطائرات بدون طيار والصور: مساعدات لتحسين التكاثر

يراقب الخبير ماريوس بوركهارت ما إذا كانت الصور مأخوذة من ارتفاع ثابت يبلغ 25 مترا. عندها فقط يمكن للبرنامج في وقت لاحق تحديد إحداثيات GPS الدقيقة وإنشاء نموذج 3D لكل مصنع واحد.

يتيح هذا المزيج من الابتكار التقني وتجربة التربية تربية أصناف نباتية جديدة مقاومة للأمراض في وقت أقصر. بعد كل شيء ، الهدف هو أن تنتج البذور نباتات ذات غلات عالية ، حتى في ظل أصعب الظروف الزراعية.

"يرغب المزارعون في استخدام البذور التي تلبي متطلباتهم الفردية بدقة" ، كما يقول الدكتور كريستوف باور ، المسؤول عن تطوير تقنية التنميط الظاهري الرقمي في KWS وينسق رحلات الطائرات بدون طيار وتقييم البيانات التي تم الحصول عليها منها. تدعم الأدوات الرقمية الجديدة التي تم تطويرها داخليا في KWS المربين في اختيار النباتات الأكثر ملاءمة لعملهم من بين مئات الآلاف من الاحتمالات. يقول باور: "كل هذا يساعد مربينا على تحديد أفضل النباتات". "الطائرات بدون طيار وتحليل الصور هي مساعدات قيمة بشكل متزايد."

الزراعة الدقيقة: دقة أكبر في الزراعة

الطريقة الكامنة وراءها قديمة قدم تربية النباتات نفسها: يقدم التنميط الظاهري إجابات على أسئلة مثل ما إذا كانت الأصناف الجديدة تتكيف بشكل جيد مع الظروف البيئية في موقع ما. أو ما إذا كانت موبوءة بالآفات وأين تعيشها.

الذي يزيد عن 160 عاما ، قام خبراؤها بتقييم النباتات في هذا المجال". "هذا أمر حيوي في تطوير أصناف جديدة." يزرع المربون نباتات جديدة كل عام ثم يقيمون كيفية تطورها في الحقل. يسجلون حجم النباتات ولونها ومعدل نموها وعدد أوراقها وشكلها وميزات أخرى. في العديد من الخطوات الصغيرة ، التي غالبا ما تكون شاقة للغاية ، يمكن للمربين في نهاية المطاف توفير أصناف مصممة بشكل مثالي لاحتياجات المزارع.

تعمل الصور الجوية وتحليل البرامج على تسريع هذه العملية بشكل كبير. ولديهم المزيد من المزايا للمزارعين أيضا ، كما يوضح خبير التكنولوجيا باور. الإصابة الفطرية ، المناطق الجافة ، محتوى الكلوروفيل المنخفض: لا شيء يمر دون أن تكتشفه أجهزة الاستشعار الرقمية. ولأن أجهزة وبرامج القياس لا تتعب أبدا ، فإن نتائج تحليل معدل نمو النباتات وعدد أوراقها وحجمها غالبا ما تكون أكثر دقة ومتاحة بشكل أسرع من دون مساعدة فنية.

كما يقول باور بصراحة: العين البشرية ليست دقيقة بما فيه الكفاية. "إذا سار العديد من الأشخاص في حقل لتقييم تطور أوراق الشجر ، فستحصل على نتائج عادة ما تكون متشابهة جدا ، ولكن مع ذلك هناك اختلافات طفيفة."

التكنولوجيا دائما موضوعية وتساعد على استبعاد هذه الاختلافات - ولديها أيضا ميزة السرعة: "لا يمكن لأي إنسان تقييم مثل هذه المناطق الضخمة بمثل هذه الموضوعية التي لا تخطئ".

مئات الصور بدون طيار ، صورة واحدة كبيرة

على الرغم من الطائرات بدون طيار والبرامج ، لا يزال مربو النباتات لا غنى عنهم. بادئ ذي بدء ، يتعين عليهم معايرة القياسات: يقول باور: "بالطبع ، من السهل علينا نحن البشر التمييز بين نباتين من البنجر أو الذرة". ومع ذلك ، فإن نقل هذه المعرفة إلى الآلات مهمة شاقة ".

مثال: الشمس منخفضة بشكل خاص فوق الحقول في الصباح والمساء ويكون ضوءها أكثر احمرارا مما كان عليه في منتصف النهار. ومع ذلك ، في الساعة 12 ظهرا ، تكون الشمس عالية جدا في السماء وهناك نسبة أكبر من الضوء الأزرق. إذا كان هناك غبار على الأوراق في الصباح في الأيام الجافة ، ولكن يتم غسله في فترة ما بعد الظهر بسبب هطول الأمطار ، يتغير مظهر النباتات مرة أخرى في غضون يوم. أو يتم إلقاء الظلال بشكل مختلف في الصباح وعند الظهر. يقول باور: "علينا أن نأخذ كل ذلك في الاعتبار وأن نجري تعديلات". "عندها فقط يمكننا تحديد حالة النباتات وأمراض الأوراق بدقة."

والناس أيضا حيويون عندما يتعلق الأمر بتقييم النتائج واستخدامها. بعد عودته من الميدان ، يقوم طيار الطائرة بدون طيار Burkhardt بتغذية الصور في برنامج التحليلات. فهو يجمع بين مئات الصور لإنشاء صورة واحدة كبيرة. تمتد الخطوط الخضراء والحمراء والزرقاء الدقيقة عبر الحقل الافتراضي على الشاشة. ثم يناقش الفريق البيانات: ما هو متوسط تلوين الورقة؟ ما هي المساحة التي تغطيها النباتات؟ وماذا يعني ذلك لمزيد من أعمال التربية؟ والهدف هنا هو تحديد النجاحات والتحديات الملموسة.

بحث متعدد التخصصات في التنميط الظاهري في KWS

تضم مجموعة العمل متعددة التخصصات التابعة ل KWS والتي تتعامل مع صور الطائرات بدون طيار العديد من الخبراء في مجال تحليل الصور. كريستوف باور ، عالم فيزياء ، يقود المجموعة. يتم نشر موظفيه وتقنياتهم في محطات التربية في جميع أنحاء العالم وقد ساعدوا بالفعل في جمع الكثير من الخبرة الإيجابية: يقول باور: "لقد جمعنا نقاط قوتنا القادمة من مدخلات المربين وعلماء الأحياء والمهندسين". وكان هذا هو سبب نجاحنا المشترك في تحليل البيانات".

ومع ذلك ، سيظل مربو النباتات بحاجة إلى العمل في هذا المجال: يتعين عليهم التحقق من ظروف القياسات في الموقع واستخلاص استنتاجات للتكاثر من ملاحظاتهم الشخصية. "لن نجعل البشر غير ضروريين أبدا" ، يضيف كريستوف باور. "لكن التكنولوجيا التي طورناها ستساعد الناس في اتخاذ قرارات التربية."

KWS لديها ميزانية بحثية كبيرة للزراعة الدقيق

تطير الطائرات بدون طيار الآن فوق حقول المزيد والمزيد من المزارع. تساعد الزراعة الدقيقة في إنقاذ الظبي والشامات من الحصادات ، واكتشاف الجفاف الوشيك في مرحلة مبكرة ورسم التلال على أنها تضاريس وعرة من أجل استخلاص استنتاجات حول خسائر الحصاد المحتملة. تعمل KWS باستمرار على تحسين النظام المعقد للطائرات بدون طيار وأجهزة الاستشعار والبرامج والتعرف على الصور والخوادم التي تستخدمها في تربية النباتات. بلغت ميزانية الأبحاث في السنة المالية 2016/2017 حوالي 190 مليون يورو أو حوالي 17 في المائة من صافي المبيعات.

العودة إلى الصفحة الرئيسية "عالم الزراعة"