Drohnen…
Wenn Sie an Imkerei denken, denken Sie vielleicht an Drohnen (männliche Bienen).
Aber wenn Sie an die Landwirtschaft denken – genauer gesagt an nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken im 21. Jahrhundert – sollten Sie an die Bedeutung unbemannter Flugroboter denken.
Diese Drohnen versprechen einen enormen Einfluss auf die nachhaltige Landwirtschaft des 21. Jahrhunderts.
In der Tat, ein neu veröffentlichtes Übersichtspapier, „Drohnen: Innovative Technologie für den Einsatz in der Präzisionsschädlingsbekämpfung“, die im Journal of Economic Entomology erscheint, sollte Pflichtlektüre sein. Die Arbeit eines vierköpfigen internationalen Teams von Wissenschaftlern, darunter ein Entomologe von UC Davis Elvira de Lange, ist es eines der ersten seiner Art, das wissenschaftliche Literatur zum Einsatz landwirtschaftlicher Drohnen zur Schädlingsbekämpfung zusammenfasst.
De Lange, der das Autorenteam zusammengestellt hat, sagt, dass nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken im 21. Jahrhundert zunehmend von Drohnen und anderen innovativen Technologien abhängen sollten.
Die Autoren befürworten die Notwendigkeit weiterer Forschung und sagen, dass Drohnen zu einem wichtigen Bestandteil des präzisen Schädlingsmanagements werden, von der Erkennung von Schädlingen bis hin zu ihrer Bekämpfung.
In ihrem Bericht betonen sie, „wie nachhaltig die Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft des 21. Jahrhunderts stark von neuartigen Technologien abhängen wird und wie dieser Trend zu einem wachsenden Bedarf an multidisziplinären Forschungskooperationen zwischen Agronomen, Ökologen, Softwareprogrammierern und Ingenieuren führen wird. ”
„Wir schlagen eine umfassende Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen, Beratern, Fachleuten aus der Industrie und kommerziellen Züchtern vor, um das optimale Potenzial von Drohnen zur Unterstützung bei der Schädlingsbekämpfung und -kontrolle auszuschöpfen“, sagte De Lange, korrespondierender Autor und Postdoktorand in der Christian Nansen Labor, UC Davis Abteilung für Entomologie und Nematologie.
Das Papier behandelt den Einsatz von Drohnen mit Fernerkundungsgeräten, um Schädlingsprobleme aus der Luft zu erkennen. Es fordert den verstärkten Einsatz von Betätigungsdrohnen, um Lösungen wie das Versprühen von Pestiziden und das Freisetzen von biologischen Kontrollorganismen bereitzustellen. „Die meiste Literatur befasst sich mit Fernerkundung“, sagte de Lange.
„Drohnen wurden für IPM-Programme in Brasilien unverzichtbar, insbesondere für die biologische Kontrolle“, sagte der Hauptautor und Entomologe Fernando Iost Filho der Abteilung für Entomologie und Akarologie, Universität von Sao Paulo, Brasilien. „Sie werden derzeit zur Freisetzung von Parasitoiden in Tausenden von Hektar Feldfrüchten wie Zuckerrohr und Sojabohnen verwendet“, sagte Filho, ein ehemaliger Austauschstudent an der UC Davis. „Es wird erwartet, dass ihr Einsatz zur Überwachung der Pflanzengesundheit in den nächsten Jahren auch auf den brasilianischen Feldern zunehmen wird.“
Filho hat gerade seinen Master über Drohnen und Fernerkundung in Brasilien abgeschlossen und ist derzeit Doktorand. Co-Autoren sind neben De Lange Ingenieure und Experten für Drohnenkommunikation Zhaodan Kong, Assistenzprofessor, UC Davis Department of Mechanical and Aerospace Engineering; und Experte für Fernerkundung Wieke Heldens des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, Earth Observation Center, Deutschland.
„Die frühzeitige Erkennung von Ausbrüchen und die Anwendung von Behandlungen sind inhärent für ein effektives Schädlingsmanagement, sodass Managemententscheidungen umgesetzt werden können, bevor sich Schädlinge gut etabliert haben und Ernteverluste auftreten“, schreiben die Autoren in ihrer Zusammenfassung. „Die Schädlingsüberwachung ist zeitaufwändig und kann durch das Fehlen zuverlässiger oder kostengünstiger Probenahmetechniken behindert werden. Daher argumentieren wir, dass eine wichtige Forschungsherausforderung im Zusammenhang mit einer verbesserten Nachhaltigkeit des Schädlingsmanagements in der modernen Landwirtschaft die Entwicklung und Förderung verbesserter Anbauüberwachungsverfahren ist.“
Drohnen können Schädlingsausbrüche oder Hotspots in Feldfrüchten und Obstplantagen anvisieren, wie z. B. Kartoffelkäfer in Kartoffelfeldern oder Zuckerrohrblattlaus in Sorghum, wiesen die Wissenschaftler darauf hin. „Schädlinge sind unberechenbar und nicht gleichmäßig verteilt. Präzisionslandwirtschaftliche Technologien wie der Einsatz von Drohnen können wichtige Möglichkeiten für den integrierten Pflanzenschutz (IPM) bieten.“
De Lange merkte an, dass Drohnen in der Landwirtschaft zunehmend für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, und kommentierte: „Sie sind oft mit Fernerkundungstechnologie ausgestattet, um Ertragsvorhersagen, die Phänologie von Pflanzen oder die Charakterisierung von Bodeneigenschaften zu treffen.“
„Es gibt unzählige Möglichkeiten für den Einsatz von Drohnen in der Schädlingsbekämpfung“, sagte sie. „Sensordrohnen, die mit Fernerkundungstechnologie ausgestattet sind, könnten helfen, Schädlings-Hotspots zu erkennen. Schädlinge sind oft klein und schwer zu finden, daher hat die indirekte Erkennung durch Veränderungen in der Art und Weise, wie Pflanzen Licht reflektieren, das Potenzial, den Schädling früher zu finden, früher zu behandeln und den Schaden in Schach zu halten.“
„Darüber hinaus könnten Betätigungsdrohnen, die mit Präzisionssprühgeräten oder Spendern für biologische Kontrollorganismen ausgestattet sind, lokalisierte Lösungen auftragen. Pestizidsprühungen genau dort, wo sie benötigt werden, würden die Notwendigkeit verringern, ein ganzes Feld zu besprühen. Eine effizientere Verteilung von Biokontrollorganismen würde sie zu einer wettbewerbsfähigeren Alternative zu Pestiziden machen.“
„Fernerkundungsgeräte“, fügte De Lange hinzu, „können auch auf bemannten Flugzeugen und Satelliten platziert werden. Drohnen fliegen jedoch niedriger, was die räumliche Auflösung der Bilder erhöht und Wolken weniger zu einem Problem macht. Sie sind im Allgemeinen billiger und können häufiger geflogen werden. Im Vergleich zu bodengestützten Geräten können Drohnen in kürzerer Zeit viel mehr Boden abdecken.“
Die Autoren sagten, dass Drohnen auch verwendet werden könnten, um sterile Insekten und Paarungsstörungen zu verteilen und zur Verhinderung von Schädlingsausbrüchen beizutragen, anstatt nur Lösungen für bestehende Probleme bereitzustellen.
De Lange, die an der Universität Neuchâtel, Schweiz, in chemischer Ökologie promoviert hat, trat 2016 dem Nansen-Labor bei. Ihre Forschungsinteressen umfassen Pflanzen-Insekten-Interaktionen, integrierte Schädlingsbekämpfung, chemische Ökologie und Präzisionslandwirtschaft. Sie forscht viel über kalifornische Erdbeeren.
– Kathy Keatley Garvey, University of California ANR
Foto oben: Eine Drohne über einem Erdbeerfeld in Santa Monica. Drohnen können auf Schädlingsausbrüche oder Hotspots in Feldkorps und Obstplantagen abzielen, wiesen die Wissenschaftler darauf hin. Foto: Elvira de Lange