КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ТОЧЕЧНОГО СБРОСА ЭНТОМОФАГОВ С БПЛА

В настоящее время условием эффективного развития агропромышленного производства является разработка научных основ формирования устойчивых, экологически сбалансированных агроландшафтов и агроэкосистем [1]. Мероприятия по защите растений от вредителей должны базироваться на современных сбалансированных методах внесения химикатов, направлены на снижение химического воздействия на растения и сочетать в себе методы органического земледелия [2].

Одним из распространенных вредителей для овощных культур в южных районах Волгоградской области является хлопковая совка [3, 4]. Эти насекомые наносят повреждения листьям овощных растений. Для снижения химической нагрузки на почву в последнее время все чаще применяют органические методы борьбы с вредителями с помощью энтомофагов.

Одной из основных причин для внедрения энтомофагов является уменьшение использования химических пестицидов. Использование энтомофагов как альтернативного метода борьбы с вредителями позволяет минимизировать риски негативного воздействия на окружающую среду, что является актуальной задачей сельского хозяйства.

Перспективным направлением внесения энтомофагов является использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Это направление активно развивается и является новым как с научной, так и с практической точки зрения. В последние годы использование БПЛА для внесения энтомофагов становится все более популярным. Этот инновационный подход предоставляет множество преимуществ, включая увеличение точности распределения, снижение затрат на рабочую силу и минимизацию воздействия на окружающую среду. Существует несколько способов применения БПЛА для внесения энтомофагов.

Первый способ заключается в использовании БПЛА для распыления энтомофагов на сельскохозяйственных угодьях. Это может быть осуществлено с помощью системы дробления или распыления, которая обеспечивает равномерное распределение биологических агентов по полю. БПЛА могут быть оснащены специальными форсунками, позволяющими регулировать объем и размер капель, что позволяет достичь оптимального уровня проникновения в целевую область и повышения эффективности. Кроме того, беспилотники могут работать в условиях, которые могут быть недоступны для человека или традиционной техники, например, на склонах или в труднодоступных местах.

Второй способ заключается в использовании БПЛА для доставки энтомофагов в специальные ловушки, где они могут быть освобождены в нужный момент. С такой системой, фермеры могут контролировать выпуск энтомофагов в зависимости от стадии развития вредителей. Это позволяет максимально адаптировать процесс к реальным условиям на поле и обеспечить высокий уровень контроля за ситуацией.

В данной работе акцент сделан на точечный способ внесения энтомофагов в очаги распространения вредителей.

Известен ряд изобретений в области устройств сброса различных грузов с беспилотных летательных аппаратов. В последнее время появилось довольно много подобных устройств военного назначения, многие изделия выполняются в единичных экземплярах.

Из проведенного патентного обзора следует выделить несколько моделей, которые можно принять за прототип предлагаемого нами устройства.

Известно устройство для сброса груза для беспилотного летающего аппарата (Патент на полезную модель №230 272) [5]. Данная полезная модель относится к области авиации, в частности к конструкциям устройств для удержания и сброса изделиям полезной нагрузки для БПЛА. Недостатком данной конструкции является то, что устройство предназначено для сброса единичного груза, определенной заданной формы.

Известен способ внесения средств биологической защиты растений в виде энтомофагов и устройство дозирования для его осуществления (патент на изобретение №2 830 613) [6].

Недостатками известной группы изобретений являются громоздкость применяемого оборудования, длительность выполняемых процессов, низкая универсальность оборудования, предназначенная для крупных БПЛА.

Для внесения энтомофагов в заданные участки поля предлагается применять относительно дешевые квадрокоптеры (БПЛА) типа Mavic и им подобные по размерам, грузоподъемность которых не превышает 0,5 кг. Предлагается контейнер (рисунок 1) для размещения в нем энтомофагов, который состоит из корпуса 1, крепления 2, боковых крышек с вентиляционными отверстиями 3, прижимных лепестков 4, жестко связанных с крышками 3, ударника 5 и пружинного замка 6. Крышки 3 на концах имеют буртики, посредством которых крышки защелкиваются при закрывании.

Пружинный замок 6 содержит пружину 7, которая воздействуя на прижимной шток 8 передает усилие на лепестки 4, не давая тем самым крышкам 3 отходить от корпуса. На рисунке 2 представлен опытный образец контейнера для точечного сброса энтомофагов с БПЛА.

Рисунок 1. Контейнер для размещения энтомофагов

Рисунок 2. Опытный образец контейнера в раскрытом состоянии

Работа устройства осуществляется следующим образом. В контейнер помещаются энтомофаги, крышки контейнера закрываются до защелкивания на корпусе. Контейнер подвешивается на устройство сброса с квадрокоптера (БПЛА). В зависимости от варианта устройства сброса возможно навешивать от одного до трех контейнеров. При подаче сигнала с квадрокоптера на устройство сброса, контейнер освобождается и падает под собственным весом. Так как центр тяжести контейнера смещен вниз, то при падении и соприкосновении с поверхностью гарантируется соударение ударника с почвой. Ударник 5 нажимает на лепестки крышки 4, сжимая пружину 7, защелки крышек освобождаются, и они открываются, высвобождая насекомых – энтомофагов.

Устройство сброса контейнеров представляет механические замки, управляемые сервоприводом. Система управления устройством сброса контейнера состоит из микроконтроллера Arduino Nano v.3, питание осуществляется непосредственно от аккумулятора БПЛА.

Заключение.

Методы борьбы с вредителями посредством энтомофагов имеют перспективу дальнейшего развития органического земледелия. Предлагаемые способ и устройство внесения энтомофагов с БПЛА малых размеров легко реализуемо на практике, все детали изготавливаются на 3D принтере. Стоимость всей конструкции сброса и двух контейнеров составляет не более 1200 руб. Испытание системы сброса контейнеров для энтомофагов проведено на опытном полигоне учебно-научного производственного центра «Горная Поляна» Волгоградского ГАУ.

Дальнейшее развитие представленного устройства видится в разработке контейнеров из биоразлагаемых материалов, а также совершенствование конструкции с целью возможности внесения энтомофагов на стадии личинок.

1. Зубков, А. Ф. Агробиоценологическая модернизация защиты растений / А. Ф. Зубков ; Всероссийский НИИ защиты растений (ВИЗР). Том выпуск 12. – Санкт-Петербург : Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений РАСХН, 2014. – 117 с.
2. Иванцова, Е. А. Снижение негативного воздействия на агроценозы путем управления примыкающими природно-антропогенными системами / Е. А. Иванцова, Н. В. Онистратенко, А. В. Холоденко [и др.] // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 3: Экономика. Экология. – 2017. – Т. 19, № 4(41). – С. 138-146.
3. Фефелова, Ю. А. Факторы сезонной динамики численности хлопковой совки Helicoverpa armigera в Краснодарском крае / Ю. А. Фефелова, А. Н. Фролов // Вестник защиты растений. – 2007. – № 1. – С. 47-52.
4. Семеренко, С.А. Феромономониторинг хлопковой совки на посевах подсолнечника и меры борьбы с ней //Масличные культуры. - 2020. - вып.1 (181).-С. 94-100.
5. Патент на полезную модель № 230272 U1 Российская Федерация, МПК B64U 101/18, B64D 1/04. Устройство для сброса груза для беспилотного летающего аппарата : № 2024119570 : заявл. 12.07.2024 : опубл. 25.11.2024 / В. В. Цой, Э. Н. Нестеров, Г. П. Алимпиев, С. А. Алехин ; заявитель Акционерное Общество Опытно-Конструкторское Бюро "Авиэтка".
6. Патент № 2830613 C1 Российская Федерация, МПК B64U 101/40, B64D 1/16, A01M 9/00. Способ внесения средств биологической защиты растений в виде энтомофагов и устройство дозирования для его осуществления : № 2024106728 : заявл. 14.03.2024 : опубл. 22.11.2024 / В. Н. Птицын.

Все статьи автора «Несмиянов Иван Алексеевич»