Die Prämisse, dass Drohnen die Landschaft der Landwirtschaft verändern werden, gibt es schon seit einigen Jahren. Noch 2016 sagte der MIT Technology Review, dass der Einsatz von Drohnen die Landwirtschaft „revolutioniert“.
Während Drohnen auf dem Feld – sei es zur Pflanzenüberwachung oder zum Spritzen – auf dem Vormarsch sind, scheint sich die Hype-Maschinerie verlangsamt zu haben. Der Einsatz von Drohnen ist ein Teil der Zukunft der Landwirtschaft, aber die Annahme, dass Drohnen die Landwirtschaft neu erfinden werden, grenzt wahrscheinlich an Übertreibung.
„Drohnen werden Flugzeuge nicht ersetzen, aber sie werden einen Platz bei der Anwendung von Pestiziden finden“, sagt Dominic LaJoie, Vizepräsident für Umweltangelegenheiten. Nationaler Kartoffelrat, sagte während der neuen Kartoffelausstellung in Austin, Texas.
Die Anwendung von Pestiziden und Herbiziden wird immer praktikabler, aber – wie die meisten anderen Verwendungszwecke, die Forscher für Drohnen sehen – nicht so weit, dass sie für Landwirte ohne Weiteres verfügbar sind. Ian MacRae, Professor und Erweiterungs-Entomologe, University of Minnesota, die umfangreiche Forschungen mit Drohnen durchgeführt hat, sprach kürzlich zu diesem Thema Great Lakes Obst-, Gemüse- und Bauernmarkt EXPO in Grand Rapids, Michigan.
In Bezug auf die Sprühanwendung sagte MacRae, dass erschwingliche Drohnen nur etwa 10 Pfund Produkt auf einmal tragen können, was sie für große Felder kaum effizient macht.
"Es ist wirklich noch nicht für die konventionelle Anwendung geeignet", sagte er.
Hier ist, was MacRae zu einer Vielzahl von Themen rund um die Drohnentechnologie zu sagen hatte.
Fernerkundung
„Was diese ganze Idee hinter Drohnen und Fernerkundung vorantreibt, sind die Fortschritte in der Technologie“, sagte MacRae. „Obwohl die Drohnen viel Aufmerksamkeit bekommen, ist die Drohne eigentlich nur ein fliegendes Stativ. Die wahre Geschichte kommt mit den Sensoren. Wie beim Handy wird alles kleiner, schneller, besser und billiger. Das passiert mit Sensoren.“
Zum Beispiel sagte MacRae, dass ein Gerät mit vier Sensoren, das Wellenlängen misst, um ungesunde Pflanzenaktivitäten zu erkennen, das vor ein paar Jahren noch etwa 8,000 US-Dollar kostete, heute etwa halb so viel kostet.
Wärmebildkameras
Die Art und Weise, wie die Fernsensorik funktioniert, besteht darin, mehrere Wellenlängen in Richtung der Pflanze zu senden und zu überwachen, was zurückreflektiert wird. Das verräterischste ist Nahinfrarotlicht, sagte MacRae. Eine verringerte Menge an reflektiertem Infrarotlicht ist ein Zeichen für eine gestresste Pflanze, aber das ist keine neue Erkenntnis. Wo der Fortschritt stattfindet, ist die Verwendung von temperaturempfindlichen Kameras.
„Ziemlich oft haben Insekten und Krankheiten Auswirkungen darauf, dass beide auf derselben Wellenlänge sitzen“, sagte MacRae. „Aber Krankheiten unterbrechen die Wärmeregulierung der Pflanze theoretisch mehr als Insekten. So können wir anhand der Thermik aussortieren, ob wir es mit einem Insekt oder einer Krankheit zu tun haben.
„Diese Wärmesensoren sind so klein, dass wir sie tatsächlich gleichzeitig mit den anderen Sensoren an einer Drohne montieren können.“
VERLÄSSLICHKEIT
Die Kosten für die Drohnen selbst sinken, zusammen mit sensorischen Geräten und Kameras, aber es ist immer noch ein schmaler Grat, um Investitionen und Risiken in Einklang zu bringen. Wie MacRae sagte, wenn Sie eine Drohne fliegen, wird diese Drohne irgendwann abstürzen.
„Da gibt es viel Abwechslung. Sie können für eine große gehen. Wir fliegen diese, aber wir wechseln auch zu kleineren, günstigeren Fahrzeugen“, sagte MacRae. „Der Grund dafür ist, wenn eines dieser Dinge abstürzt – Sie bemerken, dass ich nicht ‚wenn‘ gesagt habe – aber wenn es abstürzt, haben Sie viel weniger Geld. Der DJI S1000 kostet etwa 4,000 US-Dollar. Die 3DR Solos kosten etwa 300 US-Dollar. Sie funktionieren auf die gleiche Weise und sind ungefähr so zuverlässig. Der Unterschied besteht darin, dass der S1000 eine viel schwerere Nutzlast hat, also verwenden wir ihn für viel größere Sensoren.“
GIS in der Softwareentwicklung
Sensoren und Kameras haben die Fähigkeit, riesige Datenmengen und Hunderte von Bildern von einer einzigen Drohnenfahrt zum Feld zu sammeln. Ohne geeignete Software zum Organisieren und Entschlüsseln der Daten sind sie für die Erzeuger relativ nutzlos. Fortschritte in diesem Bereich sind im Gange, sagte MacRae.
„Wir haben an Möglichkeiten gearbeitet, die Entblätterung mithilfe von Luftbildern zu messen. … Wir haben erkannt, dass dies nicht die Art und Weise ist, wie dies zuerst angenommen wird“, sagte MacRae. „Wir mussten eine Software finden, die für die Erzeuger viel zugänglicher war. Wir begannen, uns mit Geoinformationssoftware (GIS) zu beschäftigen. Dies ist etwas, das sehr allgemein verfügbar wird. Es ist für die automatische Lenkung in Traktoren verantwortlich. Wir haben das GIS tatsächlich darauf trainiert, zu sagen: „Das ist Pflanzenmaterial“ und „Das ist nicht“. An diesem Punkt soll ein GIS Ihnen sagen, welche Art von Abdeckung Sie in einem bestimmten Gebiet haben.“
Am Horizont
MacRae arbeitet mehr mit Kartoffeln als mit jeder anderen Kultur. Sein Team sucht nach Möglichkeiten, wie sie Sensoren verwenden können, um neben anderen Krankheiten PVY und Krautfäule mithilfe von Fernerkundung auf Drohnen zu erkennen, und fügte hinzu, dass auch eine Nährstoffmessung in Arbeit sei. Bewässerung sowie die Anwendung von Pestiziden und Herbiziden könnten jedoch die größten Schwerpunkte in den kommenden Jahren sein.
„Eines der Dinge, das in den nächsten Jahren wahrscheinlich wirklich wichtig sein wird, ist die Abdrift durch das Sprühen, insbesondere mit den Auswirkungen, die es auf Kartoffeln und die Verschleppung von Herbiziden haben kann“, sagte MacRae.
Ein weiteres Werkzeug
Stakeholder beobachten die Entwicklung von Drohnen mit scharfem Auge, aber das lasse sich derzeit nicht auf Investitionen übertragen, bemerkte MacRae. Der Return on Investment ist einfach noch nicht da.
„Es gibt noch eine Menge Technologie, die verbessert werden muss“, sagte er. „Wenn ich mit Stakeholdern spreche, interessieren sie sich für die Daten, aber sie sind nicht daran interessiert, derjenige zu sein, der die Daten erfasst. Folglich denke ich, dass wir eine Akzeptanz von Servicemodellen sehen werden.
„Das ist die Sache, die Sie im Hinterkopf behalten sollten – Drohnen werden die Menge an Informationen, die Sie haben, verändern und Ihnen helfen, Entscheidungen zu treffen, aber sie werden nichts ersetzen“, fügte MacRae hinzu. "Es wird nur eine weitere Datenquelle sein."
- Zeke Jennings, VGN-Korrespondent