Применение БПЛА для обработки полей позволяет повысить урожайность на 20-30 %. Задействуют эту технику преимущественно на полях с зерновыми колосовыми культурами и рисом. При скорости 90 км/час и ширине захвата 20 м способен обработать за день более 1000 га полей. При этом удается избежать повреждения посевов, обработать те участки, куда доступ традиционной сельскохозяйственной технике закрыт по причине труднодоступности (в т.ч. высокой влажности почвы), в кратчайшие сроки ликвидировать локальные очаги заражения культур болезнями или вредителями, расходуя минимальное количество химических препаратов и соблюдая высокую точность обработки.
Привлечение БПЛА для выполнения таких работ как аэросев, внесение минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, защита культур от сорняков, вредителей и заболеваний, дефолиация (подсолнечник, соя, хлопок, гречиха) и десикация (горох, кукуруза, подсолнечник), а также мониторинг посевов (насаждений) и сельскохозяйственных угодий экономически оправдано и более целесообразно для средних и малых площадей.
БПЛА идеально подходят для выпуска на поля трихограммы. Их можно использовать для внесения минеральных удобрений, обработки посевов пестицидами, десикантами и другими химическими веществами. Производить обработку (удобрение) сухими препаратами (минеральным комплексом) на оптимальной высоте от 1 до 3 м. Производительность при этом составляет около 500 га в день.
Первой страной, начавшей разработку БПЛА сельскохозяйственного направления, оказалась Япония. Еще в 80-х годах ХХ века японцы активно произвели замену традиционной сельскохозяйственной авиации на современные радиоуправляемые маленькие вертолеты. Сначала их использовали для мониторинга посевов, а затем стали применять и для обработки полей, садов, виноградников. На сегодняшний день количество БПЛА, занятых в сельском хозяйстве этой страны превысило 3000.
Не меньшее внимание уделяют БПЛА и в Соединенных Штатах Америки. В ближайшей перспективе США планирует использовать в сельском и лесном хозяйствах до 80% всего внутреннего рынка БПЛА. Чтобы повысить интерес к аграрной деятельности у молодежи, Китай также активно разрабатывает и внедряет БПЛА в фермерские хозяйства своей страны.
БПЛА способны успешно справляться с задачей контроля соблюдения агротехнических норм (в т.ч. качества обработки грунта) и наблюдения за посевами с помощью установленных на них камер, проводить аэрофотосъемку в реальном времени и передавать данные для обработки и анализа. БПЛА незаменимы при составлении планов и карт сельскохозяйственных угодий (сегодня уже в формате 3D), освоении новых земельных участков.
Последние разработки позволяют проводить также спектральный анализ грунта, с помощью которого можно определить точную влажность каждого участка, количество в нем минеральных и органических веществ, контролировать рост и состояние посевов, а также перспективы будущего урожая. Очень интересна технология посадки семян с помощью БПЛА. В этом случае аппарат "выстреливает" в почву капсулы с семенами, содержащие стимулятор роста и все необходимые для успешного развития растения элементы.
За один час работы БПЛА способен с высокой точностью внести трихограммы на поле площадью до 4 га. Оснащенные ультразвуковыми отпугивателями, аппараты предохранят посевы от грызунов и птиц. Применение их для поливов, подкормок удобрениями, обработки пестицидами может проводиться удаленно, с высокой точностью, не допуская распространения дисперсного облака на соседние посевы.
С внедрением беспилотных летательных аппаратов в область земледелия, да и в сельское хозяйство в целом, появляется возможность более эффективного и очень перспективного направления развития этой отрасли благодаря точному земледелию и дальнейшему совершенствованию аграрных технологий. В ближайшем будущем - разработка роботизированных комплексов, предусматривающих вылет беспилотников на поля согласно графику, сбор необходимой информации и переброску ее в автоматизированную систему обработки после возвращения, а также самостоятельную подзарядку аппаратов.
По данным Андрея Полухина (канд. эконом. наук, зав. отделом технического и технологического переоснащения сельского хозяйства Всероссийского научно-исследовательского института экономики сельского хозяйства) наибольший эффект защитные мероприятия дают при проведении их в максимально сжатые сроки – в течение трех, максимум пяти дней, что не всегда можно обеспечить наземными способами внесения средств защиты растений. Это общая проблема российского сельского хозяйства – несоблюдение технологии выращивания культур: из-за отсутствия или неисправности наземной техники (опрыскивателей, тракторов) хозяйства просто неспособны обработать в нужные сроки необходимую площадь посевов.
При очевидной дороговизне ее услуг в сравнении с наземными способами обработки авиаобработка имеет ряд преимуществ. Первое из них – сверхлегкие летательные аппараты работают в 10-12 раз производительнее (реально достигаемая дневная производительность самолета при химобработке сельхозкультур – 500-1000 га). Благодаря высокой производительности малая авиация позволяет в сжатые агротехнические сроки контролировать численность вредителей, предотвращать появление болезней, бороться с сорняками. Авиация остается незаменимой в борьбе с особо опасными вредителями – саранчой и луговым мотыльком, когда требуется быстрая обработка огромных площадей. Малая авиация повышает качество урожая с помощью поздних подкормок, не повреждая растения. Она эффективна на десикации высокостебельных растений, например подсолнечника. Самолеты делают свою работу даже тогда, когда наземная техника не может выйти в поле из-за высокой влажности почвы.
В результате сельхозпредприятия благодаря авиахимработам могут добиться повышения урожайности на 15-35% и более, одновременно улучшив качество продукции растениеводства.
Кроме всего прочего, результаты научных исследований, практические оценки подтверждают возможность снижения норм применения химических средств при авиаобработках. Достигается снижение с помощью ультрамалообъемной технологии внесения препаратов, применяемой на сверхлегких летательных аппаратах. Эта технология обеспечивает уменьшенными дозами заданную высокую биологическую эффективность обработки, что позволяет экономить до половины средств на дорогие средства защиты растений.
Совершенно не случайно, например, во Франции ежегодно только при помощи сверхлегкой авиации обрабатывается более 500 тыс. га сельскохозяйственных угодий. В США ежегодно около 8 тысяч сверхлегких летательных аппаратов обрабатывают до 100 млн га! В результате авиаобработок американские фермеры отмечают рост урожайности сельхозкультур на 10-15% благодаря отсутствию технологической колеи и более качественной обработке посевов.
Анализируя расчет экономической эффективности производства продукции в рассматриваемом нами хозяйстве Орловской области, отметим увеличение валового сбора всех культур благодаря использованию авиационной обработки посевов средствами химической защиты. Рентабельность растениеводства увеличилась на 15,4%.
Все вышесказанное говорит о том, что применение малой авиации заметно повышает экономический эффект от сельскохозяйственного производства. Следовательно, применение малой авиации для обработки посевов в сельском хозяйстве экономически оправданно и перспективно.
Сейчас количество малых авиастроительных предприятий в России ничтожно мало по сравнению с теми странами, где хорошо развита авиационная промышленность: в 50-75 раз меньше по сравнению с Великобританией и Францией и почти в 200 раз меньше по сравнению с США.
Страна и количество малых авиастроительных предприятий: США – 10000, Франция – 4500, Великобритания – 3000 и Россия – 50.
До 2020 года России для увеличения производства сельскохозяйственных культур требуется более 700 обычных самолетов для малообъемного и ультрамалообъемного опрыскивания. Причем, потребность в самолетах может быть удовлетворена исключительно отечественными производителями.
Применение малой авиации в сельском хозяйстве позволяет быстро, качественно и эффективно проводить целый комплекс работ: мониторинг площадей, аэросев, внесение минеральных удобрений, борьба с вредителями и сорняками, применение стимуляторов роста, защита растений от заболеваний и т. д. Сейчас в России используются три поколения летающих аппаратов: традиционные самолеты, сверхлегкие летательные аппараты: гиропланы, дельтолеты, беспилотные летательные аппараты (БПЛА).
Каждое поколение техники вносит свой вклад в повышение эффективности сельского хозяйства. Пока подавляющая часть малой авиации представлена устаревшими машинами типа АН-2 (и его модификации) «Бекас» и другими. Однако уже при переходе с наземной на авиаобработку даже самыми традиционными средствами малой авиации заметны ее преимущества. Эффект достигается за счет серии факторов:
1. Высокая скорость обработки;
2.Отсутствие потерь из-за повреждения посевов колесами техники;
3. Отсутствие технологической колеи;
4. Возможность внесения удобрений в ранневесенний период и на поздних фазах развития растений.
В целом, по подсчетам экспертов, даже традиционная малая авиация работает в 10-12 раз эффективнее наземной техники.
Применение следующего поколения малой авиации - сверхлегких летательных аппаратов (гиропланов, дельтолетов) - дает дополнительные преимущества: ультрамалообъемные методы внесения химических средств снижают нормы их расхода на 30%, обработка проходит без вылета за пределы поля на высоте, при которой, благодаря мощному турбулентному потоку, препарат попадает на сорняки не только сверху, но и снизу листа, биологическая эффективность обеспечивается при минимальном воздействии на окружающую среду.
Третье, перспективное поколение малой авиации - БПЛА - позволит еще больше (на 20-30%) повысить конечные показатели урожайности и себестоимости продукции растениеводства.
Рынок легкой и сверхлегкой авиации может приносить доход в 70 млрд рублей в год. Однако из-за зарегулированности правил и законов официально приносит в пять раз меньше - около 14 млрд рублей. Так, в сельском хозяйстве оборот авиационно-химических работ оценивается в сумму до 10,5 млрд рублей, в области развлекательной деятельности и авиационного туризма – 1-1,5 млрд рублей, на рынке картографирования, аэрофотосъемки, авиапатрулирования лесов, магистралей, трубопроводов - 500-900 млн рублей, на рынке подготовки пилотов и авиаперсонала - 0,5-1 млрд рублей. Основная же часть рынка находится в серой зоне.
Сейчас эту дисциплину нигде не преподают, и, когда уйдут профессионалы, надо будет опять начинать всё по новой. Потому что если у нас 238 летательных аппаратов, то, допустим, в Америке их порядка 4000, порядка 2000 самолётов в Бразилии, в Австралии порядка 300 самолётов и даже в крохотной Новой Зеландии столько же, сколько у нас – порядка 300 самолётов
То есть, во всем мире, так же, как и у нас в стране, сельскохозяйственный самолёт ещё долго будет являться мощнейшим средством интенсификации сельскохозяйственного производства. Только одно лишь применение сельскохозяйственных самолётов позволит увеличить урожайность до 30% за счёт того, что обработка самолётом позволяет эффективнее использовать химикаты, потому что наземные опрыскиватели не столь тщательно производят обработку.
Если в СССР работало порядка 3000 самолётов, а сейчас почти 300, то в 10 раз мы отстаём. Кроме того, это совсем грубый подсчёт, потому что в СССР была развита сеть так называемых межколхозных сельскохозяйственных аэродромов. С 1967 года эти аэродромы оснащались асфальтовыми полосами для использования в любых погодных условиях.
Поскольку необходимо повышать эффективность сельского хозяйства, а этого можно добиться развитием сельскохозяйственной авиации.
С точки же зрения сельскохозяйственной энтомологии очевидно, что без использования авиации не были бы успешно решены проблемы, связанные с резкими вспышками численности вредных насекомых.
БПЛА - это способ оперативного экологического мониторинга окружающей среды и рационального использования технологических возможностей. И осуществление заданных объемов оперативного мониторинга для решения экологических, аграрных, лесо- и водохозяйственных задач,
Например, на Украине впервые такие мероприятия были проведены в 1925 г., когда использование самолетов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур вышло за рамки экспериментальных исследований. Правление общества "Авиахим" решило использовать авиацию против итальянской саранчи, которая оккупировала площадь более 10 тыс. га. Достигнутые результаты показали, что авиахимический метод в 4-5 раз дешевле в сравнении с наземным и значительно эффективнее его.
С 1961 г. ВИЗР совместно с ГосНИИ ЦА (В.П. Бондин) и УкрИЗРом (В.А. Санин) начали опыты по использованию УМО против колорадского жука, а в Запорожье в ряде хозяйств на посевах кукурузы было выявлено гусеницу стеблевой бабочки. Авиацией в кратчайшие сроки было уничтожено 90% вредителей.
В 1970 г. авиацией было обработано 11912,3 тыс. га, хотя должны были обработать 15 млн га. Украина вышла на первое место в мире по использованию авиации в сельском хозяйстве. Ежегодно самолеты вносили на поля 250 тыс. минеральных удобрений. Один самолет на подкормке озимых заменял 5 тракторов, 15 сеялок и 6 автосамосвалов. Авиаторы Украины помогали социалистическим странам - Чехословакии, Болгарии и союзным республикам - Российской Федерации, Казахской, Узбекской, Азербайджанской, направляя туда ежегодно сотни самолетов. В следующем году была проведена авиазащита растений на 12,8 млн. га: АХР против вредителей и заболеваний сахарной свеклы - 2 млн. га, против вши-черепашки - 0,7 млн. га, против серого южного долгоносика - 0,3 млн. га, химическая прополка проведена на 4 млн. га. Объем АХР за 10 лет возрос в 4 раза. В 70-е годы в среднем с одного аэродрома обслуживалось 6 хозяйств и обрабатывалась площадь 10,5 тыс. га. По другим источникам, в эксплуатации находился 271 аэродром с твердым покрытием взлетно-посадочной полосы, где было в наличии 120 складов для хранения химикатов и 730 механизированных погрузчиков.
Еще через 10 лет на долю авиаторов Украины приходилось 10 % мирового и 20 % союзного объема АХР. За 10-ю пятилетку обработано более 89 млн. га. Расчеты показали, что средняя прибавка урожая от внесения минеральных удобрений с воздуха составила 2-2,5 ц/га. При внесении минеральных удобрений с воздуха на каждом миллионе га освобождается 3 тыс. тракторов и более 7 тыс. чел. 1986 год - трихограмма рассеяна с самолета на площади 1,06 млн. га (Полтавская область - 414 тыс. га; Черкасская область - 390 тыс. га). Для использования аэрофотосъемочных работ привлекались самолеты Ан-30 (основной).
Т.е. как видим на лицо деградация авиационной поддержки сельского хозяйства.
Однако наши разработки позволяют в кратчайшие сроки создать завод по производству БПЛА, тем более что наши БПЛА на порядок дешевле импортных (импорт замещение). Наши – от 3 млн руб., импортные – более 12 млн руб. Проектная мощность завода – 100 БПЛА в год. При этом – полный замкнутый цикл для нашей продукции.