Drónnal végezhető monitoring szőlő- és gyümölcsültetvényeken
A drónok szerepe a fásszárúak esetében: Esettanulmányok magyar termelőktől – hazai lehetőségek.
A monitoring drón technológia alapvetően többszintű folyamat, mely a terepi adatgyűjtéssel, a felmérő repüléssel kezdődik. Egy hagyományos RGB kamera segítségével számos fizikális aspektusát vizsgálhatjuk a növénynek, azonban a multispektrális kamerák világa teljesen új dimenziót hoz el számunkra, melynek segítségével értékszerű mérések válnak elérhetővé és statisztikai módszerekkel a növények élettani állapotának mélyére is láthatunk.
Ahhoz azonban, hogy a növényzet visszaverődési értékei alapján a szoftver képes legyen megfelelően, pontosan megállapítani egy egyed élettani állapotát, tudnunk kell, hogy honnan kell azt leolvasni, mi a mintavételezés helye. Ez a szántóföldi kultúrák esetén egyszerűen elvégezhető, mert főként egybefüggő növényzetről van szó. Azonban teljesen más a helyzet, ha szőlő ültetvényről van szó, hiszen fentről nézve csupán egy “vékony csík” látszik, minden ami mögötte van – pl. aljnövényzet, sorköz csupán a mérést zavaró tényezők.
Célunk volt, hogy minden szőlő, vagy gyümölcsfa monitorozás esetén kizárólag a vizsgálandó növényen végezzünk méréseket, és ne zavarjon bele semmilyen más körülmény. Az AGRON óriási erőfeszítéseket tett annak érdekében, hogy nagy mennyiségű, rendezett, kalibrált adatcsomaggal fejlesszen leolvasási metódusokat.
Az első megbízható és működő leolvasási technológia egy éves fejlesztési időszak eredményeképpen készült el, tokaji és szekszárdi partnereink segítségével. Azonban nem csak az adatleolvasás működik immáron teljesértékűen, hanem az AGRON Stresszállapot Felmérést is optimalizáltuk, így multispektrális kamerával most már lehetőség van szőlő-, és gyümölcsültetvényt monitorozni, tápanyagellátási problémák, kórokozók után kutatni. Kimondottan szőlő, és gyümölcs ültetvényekre dolgoztuk ki ezeket a megoldásokat, melyek növényvédelmi előrejelzésre képesek az emberi szem által nem érzékelhető tartományban. Olyan korai jeleket képesek detektálni a növényzeten, melyek kiemelkedően hasznos társai lehetnek a gazdálkodóknak.
Mire használható jelenleg egy monitoring drón a szántóföldi kultúrák vizsgálatán kívül?
A pontosan vételezett adatok, jól megválasztott indexek, és a kutatási eredményeink segítségével mélyen a növények élettani állapotába “láthatunk”. Ez azt jelenti, hogy egy jól megválasztott drón segítségével a képeket az AGRONmaps szoftverbe töltve mélységi elemzést végezhetünk az ültetvényen egyszerűen, gyorsan. Azért forradalmi ez a megoldás, mert semmilyen szaktudással nem kell rendelkezni, a szoftver mindent elvégez, kollégánk pedig szükség esetén segít az eredmények értelmezésében.
2020-as üzemi tesztjeink során gyorsan kiderült, hogy a terület egyes részein található tőkék elütnek a többitől. Ez a hagyományos felvételeken nem vehető észre, és ebben rejlik a kulcs.
Egy megbízható multispektrális kamera és a magyar nyelvű AGRONmaps segítségével feltárul egy másik világ, amely szinte minden alkalommal meglepetésekkel vagy plusz információkkal szolgál például egy szőlészet szakembereinek. Azonosíthatóvá válnak tápanyaghiányos zónák, korai fázisban elkaphatók betegségek. A rendszeresen monitorozott ültetvényeken minden változás, vagy gócpont feltűnése, terjedése, nagyon gyorsan detekálható. A szoftver fejlett monitoring-funkciójának köszönhetően az egyes időpontok eredmény-térképei látványosan összehasonlíthatóak egymással, így az egyes gócpontok feltűnése, terjedése gyorsan lokalizálható és felkereshető a térkép alapján a pontos diagnosztizálás érdekében. Az AGRONmaps egy magas szintet képviselő döntéstámogatási rendszer, amely drónok segítségével képes speciális távérzékeléses vizsgálatokat elvégezni, egyszerűen, látványosan. Kutatásokat kezdtük 2020-ban fitoplazmás tőkék korai azonosítására, melyek első fázisa sikeresen le is zajlott.
2021-ben az üzemi tesztek és kísérletek során a fejlesztést olyan irányba tervezzük elmozdítani, hogy ajánlásokat tudjunk tenni a felderítő repülések időzítésére, problémák pontosabb azonosítására. Amit viszont magabiztosan ki tudunk jelenteni, hogy az AGRONmaps tökéletesen alkalmas problémás növények azonosítására és az esetek nagy részében ezeket korán képes detektálni. Az előre elkészített tábla lerepülési tervek, a szakmai háttér és a szoftver könnyű használhatósága óriásit lendített a technológia használhatóságán. Könnyen és olcsón lehet nagyobb területeket is megfigyelni, felügyelni, kontroll alatt tartani.
Tokaji borvidék: Potenciális elemhiányos zónák felderítése – a levélanalízis fontossága
A vizsgált szőlő parcellákon komoly elváltozásokat tapasztaltunk. A konzultációk során kiderült, hogy növényvédelmi probléma nem volt a vizsgált területeken, így a foltok tápanyaghiánynak bizonyultak. Ezek összefüggésben vannak a talaj tulajdonságokkal, hiszen a köves talajokon a növények fejlődése is kimutathatóan lassabb, ezáltal nehezebb a telepítés is. A lent felvételeken látható piros és sárga színekkel jelölt zónák tehát tápanyaghiányos tőkéket jelölnek, melyek a tavaszi aszály hatására erőteljesebb tüneteket mutatnak. A terület talajának tulajdonságai miatt valószínűsíthető a káliumhiány, amely pontosan levélanalízissel, illetve talajvizsgálattal bizonyítható be mivel akut káliumhiányos tüneteket nem tapasztaltunk a levélen. A tünetek nagyrészt a levél klorofilltartalmának egységes csökkenésében nyilvánultak meg, ami a csapadékosabb időszakban enyhültek és a növények bizonyos mértékben regenerálódtak. Ennek ellenére e zónák a későbbiekben is kimutathatóak maradtak. A tokaji borvidéken jellemzően tőkénként korlátozzák a termés mennyiségét, így a növények rosszabb élettani állapotuk ellenére is kiváló minőségű fürtöket tudnak kinevelni és értelemszerűen a bor minősége is a prémium kategóriába fog esni.
Tekintse meg, hogy néz ki mindez a szoftverben!
A bal oldali ábrán fehérrel jelölve látható egy olyan parcella, amit a vizsgálataink előtti években trágyáztak. Jól látható, hogy ugyanazon a dűlőn helyezkedik el, mint az előbbi példán látható ültetvény. Kékkel jelölve kiemeltük a többi tápanyaghiányos foltot is.
Az ügyfelünk szerint a kezelést követően jelentős mértékben javult a parcellán termelt szőlőből készült bor minősége. A felvételen egyértelműen látható trágyázott és trágyázatlan rész közötti különbség, utóbbi a trágyázott rész alatt látható, ami nem az ügyfelünk tulajdonába tartozik. Érdekes, hogy a növények az aszály ellenére jobb állapotban voltak, ami megalapozza a jó minőségű termést a szezon végén.
Egyes vélemények és a tokaji terroir szemlélet szerint a szőlőnél nem baj ha keresi a tápanyagot. Fontos azonban megjegyezni a túltrágyázás és a tápanyag utánpótlás közötti hatalmas különbséget. Amíg a túltrágyázás lustává teheti a gyökereket, addig utóbbi segíti a termés minőségének szinten tartását az extrémebb időszakokban is a minőség érdemi romlása nélkül. Ebben pedig egy integrált termesztési szemléletmód nyújthat segítséget a multispektrális távérzékelésen, a levélanalízisen és a talajvizsgálaton keresztül szerzett felbecsülhetetlen értékű adatokon keresztül.
Az eset tökéletesen mutatja a monitoring drónok szőlészetek tápanyag gazdálkodásában betölthető szerepét. Az egyszerűtől a bonyolultabb vizsgálatokig hasznos információkkal szolgálhatnak. Az egyszerű közé sorolható a trágyázás hatásának kimutatása, amíg a bonyolultabb lehetőséget nyújt a monitoring eredmények integrálása a tápanyag gazdálkodásba, legyen szó levéltrágyázásról vagy szerves trágyázásról.
AZ INTENZÍV VIZSGÁLATOKNAK ÉS KÖZEL 1 ÉVNYI FEJLESZTÉSI MUNKÁNAK KÖSZÖNHETŐEN A VIZSGÁLATAINK EGYARÁNT ALKALMASSÁ VÁLTAK A SZŐLÉSZETI ALKALMAZÁSOKRA, ÉS EGYSZERŰEN BE IS VETHETŐK AZ AGRONMAPS SZOFTVER SEGÍTSÉGÉVEL.
Elemhiányos foltok felderítése – levéltrágyázás permetező drónnal?
Fontos kérdés ehhez a témához, ha a monitoring technológia készen áll szőlészeti alkalmazásra, akkor a levéltrágyázással történő tápanyag utánpótlásban milyen szerepet kaphatnak a drónok? Kétségtelen, hogy a hagyományosnak mondható traktoros művelés a differenciált kijuttatás ötvözésével rövidre zárható ez a kérdés. A szántóföldi kultúráknál kezd körvonalazódni a permetező drónok haszna, hiszen jó alternatív megoldást nyújthatnak abban az esetben, amikor a traktoros növényvédelem vagy levéltrágyázás nem lehetséges (pl. esőzés utáni nagy sár). Azonban szőlőnél a partnereink szerint ez nem ilyen egyértelmű, hiszen egyből egy komoly problémába ütközünk. A permetezés a permetező drónoknál is horizontálisan (vízszintesen) szétterjedő módon történik. A szőlőt (és a gyümölcsfákat) pedig vertikálisan (függőlegesen) kell kezelni, hiszen a növények felülete ebben az irányban a legnagyobb. Ez utóbbira már vannak jól működő “traktoros” megoldások.
Nem egyértelmű a permetező drónok vegyszer kiszórásának hatékonysága sem, mivel előfordul, hogy hektáronként 50 kg “port” kell feloldani és kijuttatni. Ehhez adódik hozzá a permetezési veszteség, mivel a horizontális szórással a sorok közé hulló vegyszer óriási veszteséget okozna. A permetező drónok jelenlegi fejlettségével így a szőlészeti alkalmazás nagyon nehezen kivitelezhetőnek tűnik. Ráadásul nem megfelelő hatékonyságú kijuttatás esetén a növényvédelmi és tápanyag utánpótlási hatások elmaradhatnak az elvárttól. Kíváncsian várjuk olyan technológiák megjelenését, amik minden kétséget eloszlatva hozzájárulnak a szőlőültetvények kezeléséhez.
Szekszárdi és etyeki borvidék: Fertőzési gócok kimutatása
A szőlészeti kutatásoknak is akkor van igazi haszna, ha a szántóföldihez hasonlóan többféle régióban végezzük azt. Ebben az esetben a fertőzési gócok azonosítására helyezzük a hangsúlyt. A tokajihoz hasonlóan a szekszárdi borvidéken is kialakulhatnak mikroklímák az egyes dűlőkön, amik kedveznek különböző fertőzések kialakulásának.
A monitoring technológiával főleg a levelek állapotát tudjuk megfigyelni, így logikusan következik, hogy a levélbetegségek vizsgálatát érdemes kiemelten kezelni. Ezek közé tartozik a peronoszpóra is, ami komoly károkat tud okozni az ültetvényekben abban az esetben, ha nem időben vesszük észre a kórokozó jelenlétét.
Partnerünknél egy növényvédelmi terméktesztet vizsgálhattunk, így pontos képet kaptunk a távérzékelési módszerek szőlő növényvédelmi alkalmazásáról. Az bal oldali ábrán megfigyelhető a fertőzési gócok mellett az egyes termékek hatékonysága is.
A drón technológia szőlő ültetvények növényvédelmébe való integrálásához egy meglévő gyakorlati megoldást érdemes átemelni. Mivel kifejezetten fontos a gyorsaság ajánlott indikátor parcellák kijelölése, ahol például a mikroklimatikus sajátosságok miatt minden évben nagy valószínűséggel alakul ki levélbetegség. E területek gyakori repülésével könnyebben azonosíthatóak például peronoszpóra megjelenésére utaló jelek az ültetvényen. A módszer beépítése a meglévő növényvédelmi gyakorlatba pontosíthatja az automata programok mentén végzett növényvédelmi módszereket.
Az etyeki borvidéken Phytoplasma fertőzési gócpontokat kerestünk. A bal oldali ábrán piros körökkel jelöltük az igazoltan Phytoplasma-s tőkéket.
E baktérium szállítószöveteket károsítva pusztítja el a növényt. Direkt védekezés ellene nem lehetséges, kizárólag a megelőzésre lehet koncentrálni, mivel rovarok terjesztik a floém nedv szívogatása közben. A fertőzés igazolt kialakulását követően a tőkét ki kell vágni. A monitoring drónok a kialakult fertőzési gócok felkutatása mellett a kezdeti tünetek feltárásával tudják segíteni a növényvédelmi munkát. Utóbbiak a bíztató kezdeti eredményeken túl további vizsgálatokat igényelnek.
Potenciális tápanyaghiány kimutatása gyümölcsösökben
Egy szilva ültetvény vizsgálata közben érdekes eredményre jutottunk. A konzultációk során kiderült, hogy a terület mellett egy búzatáblának a műtrágyázását forgótárcsás műtrágyaszóróval végezték tavasszal. A szilárd műtrágya kiszórás közben porzott, amit a szél elsodort a szilva fák közé. A műtrágya levéltrágyaként viselkedve kimutathatóan hasznosult, ami a levelek klorofill tartalmában is tetten érhető volt. Az ültetvényt negatívan érintett a tavaszi aszály is, így átmeneti tápanyaghiány alakult ki az első csapadékok megérkezéséig.
A cikk elején olvasható szőlészeti esettanulmányban már tárgyaltuk a permetező drónok szőlészeti felhasználhatóságát. A gyümölcsösökben habár nagyobb a lombfelület, nagyüzemi körülmények között hasonló aggályokat lehet megfogalmazni a drónos permetezéssel kapcsolatban.
Tekintse meg, hogy néz ki mindez a szoftverben!
Phytoplasma fertőzési gócok felderítése kajszibarack ültetvényen
Egy kajszi ültetvényben fertőzési gócokat találtunk, amik a partner elmondása szerint nagy valószínűséggel Phytoplasma fertőzések. E baktérium szállítószöveteket károsítva pusztítja el a növényt. Direkt védekezés ellene nem lehetséges, kizárólag a megelőzésre lehet koncentrálni, mivel rovarok terjesztik a floém nedv szívogatása közben. A fertőzés kialakulását követően az egyetlen védekezési mód a fa kivágása. Abban az esetben ha ez nem történik meg a betegség az ültetvény nagy részén elhatalmasodhat. A monitoring drónok a kialakult fertőzési gócok felkutatása mellett a kezdeti tünetek feltárásával tudják segíteni a növényvédelmi munkát. Az alábbi ábrán egyértelműen látni, hogy amíg az RGB térkép nem mutat elváltozásokat, addig a klorofill térképpel a kezdődő betegség tünetei feltárhatóak. A fák megjelölésével figyelhető mikor jönnek ki a tünetek vagy a pontos azonosítás érdekében hamarabb laboratóriumi azonosítás kérhető. A bíztató kezdeti eredményeken túl további vizsgálatok szükségesek a távérzékeléses azonosítás pontosításához.
Termés monitorozás klorofill térkép segítségével
Az előbb részletezett kajszi ültetvényen a fertőzési gócokon túl további érdekességeket is találtunk. Szembetűnő, hogy az ültetvény egyik felén a klorofill tartalom sokkal alacsonyabb, annak ellenére, hogy nem betegek a fák és a tápanyagellátás is rendben van a partnerünk szerint. A terület bejárásakor nyilvánvalóvá vált, hogy a tömegesen alacsonyabb klorofilltartalommal rendelkező fák termést hoztak. Ekkor a növény nem a lombjával, hanem a termésfejlődésre helyezi a hangsúlyt. Az ültetvény e részén később olyan jó lett a termés, hogy drónnal is monitorozni lehetett.
Egyedszám meghatározás és lombkorona méret meghatározás
Gyümölcsösökben ugyancsak lehetséges a tőszámlálás, ami egy hagyományos RGB kamerával szerelt drónnal is elvégezhető. Ekkor a tőszámlálás mellett a különböző lombkorona mérettel rendelkező egyedek osztályozása is lehetséges, akár idősorosan is.
