Анализ применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве
Автор: Салаев Бадма Катинович, Сергин Александр Анатольевич, Эвиев Валерий Андреевич, Мучаев Алдар Батырович, Глечикова Наталья Александровна, Юдаев Игорь Викторович
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Статья в выпуске: 4 (60), 2022 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрены виды беспилотных летательных аппаратов и возможность применения в сельском хозяйстве, проведен анализ их отличительных конструктивных особенностей. Описаны преимущества и недостатки. Осуществлена попытка классифицировать производственные процессы, которые выполняются с помощью беспилотных летательных аппаратов при производстве продукции растениеводства и животноводства. Выполнен анализ технологических операций, в которых использование беспилотников позволяет аграриям существенно повысить эффективность производства сельскохозяйственной продукции. Рассмотрена возможность использования беспилотных летательных аппаратов для совместной работы машинно-тракторных агрегатов и сельскохозяйственных машин с целью повышения их эффективности и повышения производительности труда при выполнении технологических операций, таких как вспашка, культивация, дискование, посев и прикатывание и т.п. Описан один из видов основной обработки почвы и проанализированы исследования в области влияния влажности на удельное сопротивление почвы и тяговое усилие при вспашке. Также выполнен анализ влияния влажности почвы на удельный расход топлива. Приведены расчетные зависимости, доказывающие, что агрофизические условия поверхностного слоя почвы влияют на энергетические затраты при выполнении механизированных работ машинно-тракторным агрегатом при глубокой обработке почвы. Установлено, что повышение эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата за счет снижения энергетических затрат в процессе выполнения сельскохозяйственных работ по основной обработке почвы обеспечивается при влажности почвы в диапазоне 15-23%. Мониторинг агрофизических условий поверхностного слоя почвы в части определения её влажности предложено проводить с помощью беспилотных летательных аппаратов. Обозначены возможные факторы, сдерживающие их использование для повышения эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов.
Беспилотные летательные аппараты, технологический процесс, машинно-тракторный агрегат, обработка почвы, агрофизические условия, влажность почвы, энергетические затраты
Короткий адрес: https://sciup.org/140297859
IDR: 140297859 | DOI: 10.55618/20756704_2022_15_4_29-44
Список литературы Анализ применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве
- Типы беспилотных летательных аппаратов. Обзор.https://aviatest.aero/articles/tipy-bespilotnykh-letatelnykh-apparatov-obzor/ (дата обращения – 01.08.2022).
- Зубарев Ю.Н., Фомин Д.С., Чащин А.Н., Заболотнова М.В. Использование беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. 2019. № 2. С. 47–51.
- Muhammet Fatih Aslan, Akif Durdu, Kadir Sabanci, Ewa Ropelewska and Seyfettin Sinan Gültekin. A Comprehensive Survey of the Recent Studies with UAV for Precision Agriculture in Open Fields and Greenhouses // Appl. Sci. 2022. Vol. 12, 1047/ https://doi.org/10.3390/app12031047.
- Walter A., Finger R., Huber R., Buch-mann N. Opinion: Smart farming is key to develop-ing sustainable agriculture // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017. Vol. 114 (24). Р. 6148–6150.
- Mogili U.R., Deepak B. Review on applica-tion of drone systems in precision agriculture // Procedia Comput. Sci. 2018. Vol. 133. Р. 502–509.
- Ayaz M., Ammad-Uddin M., Sharif Z., Mansour A., Aggoune E.H.M. Internet-of-Things (IoT)-Based Smart Agriculture: Toward Making the Fields Talk // IEEE Access. 2019. Vol. 7. Р. 129551–129583.
- Villa-Henriksen A., Edwards G.T., Pesonen L.A., Green O., Sоrensen C.A.G. Internet of Things in arable farming: Implementation, appli-cations, challenges and potential // Biosyst. Eng. 2020. Vol. 191. Р. 60–84.
- Agarwal P., Singh V., Saini G., Panwar D. Sustainable Smart-farming framework: smart farm-ing. In Smart Farming Technologies for Sustainable Agricultural Development // IGI Global: Hershey. PA. USA, 2019. Р. 147–173.
- Черкашин К.И. Зонирование сельскохо-зяйственных земель в муниципальных образо-ваниях как важная составляющая сохранения земельно-ресурсного потенциала страны // Аг-ропродовольственная политика России. 2015. № 11 (47). С. 20–23.
- Митрофанова Н.О., Чернов А.В., Стегниенко Е.С., Гоголев Д.В. Инвентаризация земель сельскохозяйственного назначения с применением беспилотных авиационных систем // Сборник научных трудов 7-й Международной научно-практической конференции «Информа-ционные технологии, системы и приборы в АПК» Агроинфо–2018. Сибирский физико-техни-ческий институт аграрных проблем. Новосибирск, 2018. С. 547–550.
- Абрамов Н.В., Семизоров С.А., Шерстобитов С.В., Гунгер М.В., Петухов Д.А. Ис-пользование беспилотного летательного аппа-рата для мониторинга за состоянием агроцено-зов и составления электронных карт полей // Земледелие. 2021. № 8. С. 8–12.
- Thomasson J.A., Sui R., and Gе Y. Re-mote sensing of soil properties in precision agricul-ture: a review // Front Earth Sci. 2011. Р. 229–238.
- Савин И.Ю., Вернюк Ю.И., Фараслис И. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного монито-ринга продуктивности почв // Бюллетень Поч-венного института им. В.В. Докучаева. 2015. № 80. С. 95–105.
- Башилов А.М., Королев В.А., Можаев К.Ю. Перспективы использования дронов в реализациях новейших агротехнологий // Вестник ВИЭСХ. 2016. № 4 (25). С. 68–75.
- Трубицын Н.В., Таркивский В.Е., Белик М.А. Мониторинг сельскохозяйственных посевов с помощью беспилотных летательных аппаратов // Евразийский союз ученых. 2018. № 11-2 (56). С. 26–31.
- Трубицын Н.В., Белик М.А. Мониторинг посевов озимой пшеницы с применением БПЛА // Агровестник Кубани. 2018. № 11. С. 53–55.
- Михайличенко И.М. Беспилотная малая авиация в сельском хозяйстве // Агрофизика. 2015. № 2. С. 16–24.
- Прокофьев Н. С высоты полета // Агробизнес. 2016. № 3. С.108–111.
- Дроны с искусственным интеллектом будут новым поколением беспилотников в АПК. https://www.agroxxi.ru/selhoztehnika/stati/drony-s-iskusstvennym-intellektom-budut-novym-pokoleniem-bespilotnikov-v-apk.html (дата обращения – 08.08.2022).
- Марченко Л.А., Смирнов И.Г., Личман Г.И. и др. Дифференцированное внесение пестицидов с использованием беспилотных летательных аппаратов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 4. С. 17–23.
- Марченко Л.А., Артюшин А.А., Смирнов И.Г. и др. Технология внесения пестицидов и удобрений беспилотными летательными ап-паратами в цифровом сельском хозяйстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. № 5. С. 38–45.
- Osuch A., Przygodzinski P., Rybacki P., Osuch E., Kowalik I., Piechnik L., Przygodzinski A., Herkowiak M. Analysis of the Effectiveness of Shielded Band Spraying in Weed Control in Field Crops // Agronomy. 2020. Vol. 10. Р. 475. https://doi.org/10.3390/agronomy10040475
- Кудрявцев Д.В., Магдин А.Г., Горбунов А.А., Нестеренко Р.А., Жанзакова Д.К. Применение сельскохозяйственного беспилотного летательного аппарата для обработки сельско-хозяйственных культур // Агротехника и энерго-обеспечение. 2021. № 2 (31). С. 37–44.
- Kitonsa H., Kruglikov S.V. Significance of drone technology for achievement of the united nations sustainable development goals // R-Econo-my. 2018. Vol. 4. № 3. Р. 115–120.
- Рогачев А.Ф., Меликова Е.В., Белоусов И.С. Исследование развития и продуктивности сельскохозяйственных культур с применением беспилотных летательных аппаратов // Известия Нижневолжского агроуниверситетско-го комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2019. № 4 (56). С. 329–339.
- Всё о беспилотной отрасли на одном ресурсе https://russiandrone.ru/publications/ob-ispolzovanii-bespilotnykh-letayushchikh-apparatov-v-selskom-khozyaystve-rossii/ (дата обращения – 09.08.2022).
- Животноводство и беспилотники https://robotrends.ru/robopedia/zhivotnovodstvo-i-bespilotniki/ (дата обращения – 09.08.2022).
- Вилде А.А., Руциньш А.А. Влияние влажности почвы на энергоемкость вспашки // Сборник трудов по материалам 7-й Международной научно-практической конференции «Экология и сельскохозяйственные технологии: агроинженерные решения». Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства. Санкт-Петербург, 2011. Т. 2. С. 65–72.
- Физические свойства почвы – лекция https://mehanik-ua.ru/lektsii-po-tekhnicheskim-temam/181-fizicheskie-svojstva-pochvy.html/ (дата обращения – 09.08.2022).
- Алексеев В.В., Максимов И.В., Сякаев И.И. Энергетическая оценка механического воздействия на почву почвообрабатывающих машин и орудий // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2012. № 3 (28). С. 70–72.
- Кузыченко Ю.А. Топливно-энергетические показатели работы МТА при различных агрофизических условиях в пахотном слое почвы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 1 (75). С.13–15.
