Gli esploratori di droni sono pronti a rendere l’agricoltura di precisione ancora più precisa con l’avanzare della tecnologia dei droni.
Secondo la Federal Aviation Administration, i droni sono già arrivati nelle aziende agricole. Il 2017% di tutti i droni commerciali registrati nel 48 sono stati utilizzati per l’agricoltura, diventando così il terzo utilizzo più importante per le macchine dietro la fotografia aerea/immobiliare, con il 28%, e per l’ispezione industriale, con il XNUMX%.
L’agricoltura specializzata fa parte del mercato dell’agricoltura di precisione per i droni. Aziende aeronautiche come la società francese Delair-Tech e l’appaltatore americano di droni per la difesa AeroVironment stanno commercializzando i loro droni agricoli con sensori integrati ai produttori di colture speciali, e il Nord-ovest è un mercato di riferimento.
MicaSense, con sede a Seattle, che vende un sensore drone multispettrale chiamato RedEdge-M, ha partecipato a riunioni di coltivatori come il raduno dei coltivatori di alberi da frutto che ha avuto luogo a Kennewick, Washington. In quell'incontro, il CEO di MicaSense Gabriel Torres ha discusso dell'analisi della gestione del carico di raccolto su cui l'azienda sta lavorando.
"Lavoriamo continuamente con agricoltori e leader del settore per esplorare come le immagini possono influenzare una determinata pratica di gestione o aiutare a risolvere parte della soggettività attorno a un processo decisionale", ha affermato Manal Elarab, direttore delle soluzioni aziendali di MicaSense. "Ci impegniamo a esplorare continuamente nuovi modi per applicare l'analisi delle immagini nelle decisioni agricole quotidiane."
Anche gli accademici stanno studiando l’uso dei droni per colture speciali. Vegetarian Growers News nel febbraio 2018 ha scritto di una partnership tra il Rochester Institute of Technology e la Cornell University per sviluppare un programma con droni per identificare la suscettibilità dei fagiolini alla muffa bianca. Alla Penn State University, due ricercatori – un ingegnere e un orticoltore – stanno lavorando a un programma con droni per determinare la copertura dei singoli fiori e il carico del raccolto negli alberi da frutto.
Dai soldati alla soia
Le tecnologie dei droni in evoluzione attraversano da un settore all’altro. Il primo predecessore di Quantix era un drone militare chiamato Pointer, utilizzato dall'esercito americano e dal corpo dei marines 30 anni fa. L'azienda è diventata uno dei principali fornitori del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti dopo l'9 settembre e durante la Guerra del Golfo e ad oggi ha cinque programmi registrati con il DOD.
Sebbene Quantix sia pensato per il rilevamento delle piante piuttosto che degli oggetti ostili, il suo concetto di decollo e atterraggio verticale deriva da un programma militare. Il drone ad ala fissa si lancia da una posizione verticale, come lo space shuttle, ma si livella come un aeroplano per lunghe sequenze di immagini di colture.
"È davvero il meglio di entrambi i mondi", ha affermato Mark Dufau, direttore delle vendite commerciali di AeroVironment.
La tecnologia continua ad evolversi e le aziende stanno trovando nuove funzionalità che funzionano meglio per l’agricoltura di precisione. Una delle tecnologie di base del telerilevamento, il Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), deriva dai programmi satellitari degli anni '1960 e '1970, ha affermato John Sulik, specialista in applicazioni di telerilevamento di MicaSense.
"C'è molto che puoi fare", ha detto Sulik. “È solo che molte delle vecchie tecniche di telerilevamento non sono rilevanti per queste colture di maggior valore. Non ti raccontano tutta la storia che hai bisogno di sapere.
RedEdge-M di MicaSense è dotato di cinque fotocamere che misurano il bordo rosso, verde, blu, vicino infrarosso e rosso.
"Le immagini multispettrali hanno dimostrato di essere uno strumento molto approfondito quando si tratta di esplorare il proprio campo per individuare lo stress", ha affermato Elarab. "Gli indici costruiti a partire dalle immagini multispettrali aiutano a comprendere la variabilità all'interno del tuo campo e quindi ti guidano verso i luoghi di stress in modo da raccogliere campioni rappresentativi che possono restringere la causa dello stress."
Sul mercato sono disponibili alcuni diversi sensori di droni multispettrali per i coltivatori. Sentera, con sede a Minneapolis, il 28 marzo ha annunciato la vendita del suo sensore cardanico AGX710 per l'utilizzo plug-and-play con i droni industriali serie Matrice 200 del marchio DJI. Eric Taipale, CEO di Sentera, ha affermato che la partita rende “incredibilmente semplice per i nostri clienti raccogliere dati utilizzabili sul campo”.
"I nostri clienti producono dozzine di prodotti indicizzati diversi e utilizzano strumenti di analisi automatizzata in tantissime applicazioni diverse nel campo dell'agricoltura, della silvicoltura e della protezione ambientale", ha affermato. Il sensore di Sentera viene fornito con un anno di accesso a una piattaforma di analisi software chiamata FieldAgent che fornisce informazioni dettagliate sullo scouting delle colture per aiutare a rilevare malattie, parassiti e altre pressioni, identificare carenze e valutare lo stato nutrizionale.
I droni percorrono anche distanze più lunghe. In Francia, il drone DT18 ag di Delair è approvato per il volo oltre la linea di vista visiva, o operazione BVLOS (la FFA statunitense richiede una deroga per il volo BVLOS). Il DT18 può essere controllato da una rete telefonica wireless 3G e quindi può essere volato per miglia senza torre di controllo.
"In un volo è possibile coprire più di 2,500 acri quando le normative consentono di volare in alto", ha affermato Lenaic Grignard, Product Manager per l'agricoltura e la silvicoltura. "Sincronizziamo il nostro sistema in modo che la produttività della valutazione del raccolto sia molto elevata."
Abbastanza largo da poter guardare
I droni sono costosi e sono utili soprattutto per esplorare aree difficili da raggiungere. Quindi quanto deve essere grande un’azienda agricola per giustificare la spesa?
Indipendentemente, sia Grignard di Delair che Dufau di AeroVironment sono arrivati alla stessa cifra approssimativa: 1,000 acri.
"Negli Stati Uniti, quando inizi ad avere più di 1,000 acri, inizia a essere interessante", ha detto Grignard. Dufau ha affermato che alla soglia dei mille acri, “i coltivatori del Midwest iniziano davvero a vedere l’utilità del sistema”.
Ma entrambi si sono affrettati ad aggiungere che per molti versi le colture speciali sono molto diverse dalle colture in filari e mostrano un ritorno sull’investimento più elevato.
"Dipende davvero dalle entrate per acro", ha detto Dufau. “Quando si fa un confronto tra le colture a filari del Midwest e le colture speciali, questi numeri cambiano sostanzialmente a causa della quantità di sforzi e ricavi in gioco con una coltura speciale rispetto a mais e fagioli. Quel numero è sostanzialmente più piccolo man mano che si entra nel settore delle colture speciali”.
Un esempio, ha detto, sono i viticoltori che sono noti per utilizzare i droni per un ultimo, rapido controllo di un vigneto piccolo quanto cinque acri.
"Non è necessariamente, 'Cosa trovi?'", Ha detto Dufau. “È ciò che non trovi che ti dà quel livello di sicurezza che stai facendo tutto il possibile per gestirlo. …(Non) solo riescono a individuare i problemi là fuori, ma possono anche dormire meglio la notte sapendo che non ci sono problemi.”
Il valore più elevato del raccolto è uno dei motivi per cui le aziende di droni ritengono che i coltivatori di colture specializzate abbiano maggiori probabilità di acquistare questa tecnologia.
"Il tasso di adozione è lento nelle colture in filari, e uno dei motivi è che se si guarda al prezzo del mais, non si ha la capacità di investimento per passare a questo tipo di tecnologia", ha detto Grignard.
Elarab, di MicaSense, ha affermato che i coltivatori specializzati sembrano adattarsi più rapidamente alla tecnologia.
“Le colture di alto valore sono state le prime ad adattare la tecnologia, come i vigneti, gli alberi da frutto e simili”, ha affermato. “C'è molto interesse anche per altre colture come il caffè e le verdure.
“Molte persone sono interessate all’agricoltura di precisione e ci sono vari tassi di adozione all’interno di alcune colture. Il mercato aumenta ogni anno. Molte persone sono sempre più entusiaste di incorporare le immagini nelle loro decisioni gestionali, quindi sicuramente c'è molta crescita in corso."
Dai dati alla decisione
È essenziale che i dati e le immagini dei droni siano rilevanti per le decisioni gestionali dei coltivatori.
"I sensori creano dati", ha affermato Sulik di MicaSense. “Ciò di cui i coltivatori hanno bisogno sono le informazioni. Pertanto, ciò di cui il settore ha bisogno è un modo tempestivo per ridurre i dati in informazioni utilizzabili e rilevanti. Questo è ciò che deve essere appianato. E stiamo lavorando su questo”.
Grignard, di Delair, definisce questo compito un “collo di bottiglia” dei dati.
"L'idea alla base dell'intera soluzione è quella di rimuovere parte del collo di bottiglia legato ai dati nelle diverse fasi del flusso di lavoro, dall'acquisizione all'elaborazione dei dati: questo non è l'onere del consulente colturale o del coltivatore."
Uno degli strumenti di analisi crea una mappa a cui i coltivatori possono fare riferimento.
"Valutiamo la salute delle piante e le esigenze delle piante in termini di nutrienti e quindi creiamo una mappa", ha affermato. "Questa mappa può essere valutata per la prescrizione, ad esempio, una mappa dell'azoto." Il DT18Ag di Delair ha anche la capacità di contare le piante o identificare le lacune nelle piantagioni.
Ma Grignard ha aggiunto che gli algoritmi non sono validi per tutti e che i risultati varieranno da una coltura all’altra. Con le piante di fragole, ad esempio, l’algoritmo di conteggio delle piante funziona bene nelle fasi iniziali, ma in seguito l’algoritmo fallisce quando le piante crescono e le chiome iniziano ad incastrarsi.
AeroVironment sta lavorando su un algoritmo di conteggio delle piante per le colture di alberi da frutta, che secondo Dufau a marzo sarebbe stato disponibile a circa due o tre mesi come componente aggiuntivo del sistema attuale.
Gli applicatori a dosaggio variabile sono un’altra tecnologia in rapido sviluppo nell’agricoltura di precisione. Un possibile utilizzo dei dati dei droni, ha affermato Dufau, è quello di rendere i dati trasferibili dal drone a un applicatore a tasso variabile di fertilizzanti, pesticidi e/o fungicidi. Dati dei droni sulle singole piante uniti a un applicatore a velocità variabile che significherebbe che le singole piante ricevono solo le sostanze chimiche di cui hanno bisogno.
Ma ovunque porti la nuova tecnologia, Dufau afferma che le mappe realizzate dai droni diventeranno sempre più precise in futuro.
"Si va foglia per foglia, ramo per ramo, per valutare infine la salute delle piante là fuori", ha detto. “Questi tipi di mappe di precisione miglioreranno solo a lungo termine. E vedo che questo tipo di tecnologia sta guidando alcune aree, soprattutto nelle colture speciali che non sono state realmente implementate”.
- Stephen Kloosterman, assistente redattore di VGN
Foto in alto: L'AeroVironment Quantix ad ala fissa è dotato di una funzione di decollo e atterraggio verticale simile a quella di un drone hover.