Защита кукурузы от доминантных вредителей с использованием агродрона

Мы уже писали о том, что белорусские ученые представили технологию защиты кукурузы от доминантных вредителей при помощи дрона на выставке «БЕЛАГРО 2024» в Минске и провели серию опытов по защите посевов.

Инициаторами и руководителями интересного проекта стали заведующий сектором эксплуатационно-экономической оценки машин РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», кандидат экономических наук Александр Ленский и заведующая лабораторией энтомологии РУП «Институт защиты растений», кандидат сельскохозяйственных наук Светлана Бойко.

Летом мы публиковали промежуточные итоги опытов на белорусских полях, а сейчас ученые поделились итогами проведенной масштабной работы с читателями «ГлавАгроном».

Заведующий сектором эксплуатационно-экономической оценки машин РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», кандидат экономических наук Александр Ленский отметил, что внедрение технологии очень актуально в настоящее время. Оно позволит сельскохозяйственным предприятиям эффективно бороться с распространенными и вредоносными фитофагами – стеблевым мотыльком и западным кукурузным жуком, когда высота кукурузы превышает 2 метра.

В перспективе методика даст возможность наладить эффективную защиту высокостебельных культур – кукурузы, подсолнечника и озимого рапса.

Чем был обусловлен выбор учеными направления для разработок? Исследования, которые проводятся в Республике Беларусь, в России и за рубежом показывают, что использование агродронов позволяет:

• повысить эффективность работ более чем в полтора раза,

• сократить использование пестицидов на 20 – 30% за счёт применения систем автономной маршрутизации и точного выполнения работ (параллельные проходы, соблюдение высоты распыления, оптимизация перекрытий),

• сократить расход воды в 15 – 20 раз,   благодаря технологии ультра- или малообъемного опрыскивания.

Партнерами ученых стали специалисты компании «Авиационные технологии и комплексы» (ЗАО «АТК»). На постоянной основе они проводят производственный анализ применения технологии опрыскивания с помощью БЛА собственной разработки A-60X на посевах зерновых культур, озимого рапса, подсолнечника и картофеля.

Исследования экспертов компании свидетельствуют о растущей роли БЛА в трансформации традиционных методов сельскохозяйственного производства и их потенциале для повышения эффективности и снижения химической нагрузки на окружающую среду.

Поэтому в рамках совместного научного проекта специалисты проводят исследования по обоснованию технологических параметров работы агродронов при химической обработке кукурузы разного назначения (на зелёную массу и зерно) против основных насекомых-вредителей.

В 2024 году были проведены полевые эксперименты, которые привлекли внимание научной общественности. Белорусские ученые изучили влияние:

• скорости полета,

• высоты полёта,

• нормы внесения,

• размера капли

на распределение рабочего раствора по ярусам растений кукурузы при фиксированной ширине опрыскивания с применением агродрона Z30 от компании EFT.

Также ученые провели оценку численности доминантных насекомых-вредителей кукурузы на опытных участках:

• стеблевого кукурузного мотылька,

• западного кукурузного жука.

Заведующая лабораторией энтомологии РУП «Институт защиты растений», кандидат с.-х. наук, доцент С.В. Бойко отметила, что в агроценозах кукурузы на территории республики ежегодно наблюдается высокая численность и вредоносность стеблевого кукурузного мотылька Ostrinia nubilalis Hbn. (СКМ) (Lepidоptera: Crambidae).

Чтобы получать стабильные урожаи высококачественного зерна и зелёной массы кукурузы, необходимо строго соблюдать технологию возделывания культуры. В том числе, важно своевременно и правильно проводить защитные мероприятия инсектицидами во второй период вегетации, когда растения достигают высоты 1,7 – 2,5 метра и более, – отметила Светлана Бойко.

Ученые провели исследования по защите кукурузы от чешуекрылого вредителя – СКМ в Минской области:

• стадия – 9 – 10 листьев;

• высота растений – до 1,8 метра (вторая декада июля).

Была изучена биологическая эффективность инсектицидов системного действия против карантинного жесткокрылого фитофага – западного кукурузного жука в Брестской области:

• период – цветение – развитие первых зёрен;

• высота растений – свыше 2,7 метра (первая декада августа).

К каким выводам пришли ученые в ходе экспериментов? Они получили первичные данные, что использование различных системных инсектицидов, содержащих в качестве действующего вещества хлорантранилипрол в концентрации 200 г/л, значительно снижает повреждения растений гусеницами стеблевого кукурузного мотылька. В частности, уровень повреждений снизился на 83,8 – 91,9%.

Биологический эффект двухкомпонентных инсектицидов, направленных на снижение плотности имаго Diabrotica virgifera virgifera LeConte, составил 84,2 – 94,2%.

Опыты вызвали значительный резонанс в научной среде и среде сельскохозяйственных производителей. Но ученые не собираются останавливаться на достигнутом. Инициативная группа, стоящая за проектом, намеревается организовать серию полевых семинаров, показательных мероприятий и производственных экспериментов в различных областях Беларуси. В настоящее время исследователи продолжают работу. Ряд экспериментов они проведут в 2025 году. Пользуясь случаем, мы задали ученым уточняющие вопросы и попросили поделится дальнейшими планами разработки перспективной технологии.

Александр Ленский. Применявшийся агродрон относится к среднему ценовому сегменту, однако по своим летным и техническим характеристикам не уступает «топовым» моделям от лидеров рынка – компаний DJI и XAG. Дрон выполнен по оригинальной конструктивной схеме, емкость бака для рабочего раствора составляет 30 л. Дрон оснащен требуемыми системами для обеспечения безопасности полета, а также системами контроля за внесением рабочего раствора. Аккумулятор БЛА позволяет выполнять за 1 полет обработку до 4 га (порядка 12 мин). Ширина захвата при опрыскивании составляет до 8 м, размер капли – 50-500 мкм. Опционально БЛА может быть оснащен системой внесения твердых минеральных удобрений с баком емкостью 50 л.

Александр Ленский. Не совсем так. Технологический регламент представляет собой установленные правила выполнения какого-либо процесса, в данном случае химической обработки с применением БЛА. Применительно к нашим задачам должны быть разработаны отдельные регламенты по культурам и видам обработок, которыми устанавливаются рекомендуемые сроки выполнения работ, параметры полета, применяемые СЗР и их дозировки, а также могут быть приведены достигнутые показатели биологической и хозяйственной эффективности (на основе проведенных испытаний). Важным аспектом является также включение СЗР в «Государственный реестр средств защиты растений...», как рекомендуемых к применению с БЛА методом ультрамалообъемного опрыскивания (УМО).

Александр Ленский. На основании проведенных испытаний в сезоне 2024 года установлено, что наиболее рациональными параметрами полета агродрона при обработке кукурузы являются: норма внесения рабочего раствора – 10 л, установленная ширина внесения – 8 м, скорость полета – 7-8 м/с, высота полета – 3,5-4 м над культурой, скорость атомайзеров форсунок – 40% от номинала, что соответствует среднему размеру капли 150 мкм.

Марина Немкевич. Для того, чтобы использовать инсектициды против основных вредителей кукурузы в период вегетации методом УМО, препарат должен прежде всего показать высокую биологическую и хозяйственную эффективность в полевых условиях, а также пройти обязательную токсиколого-гигиеническую экспертизу и государственную регистрацию по включению в «Государственный реестр средств защиты растений и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь».

Светлана Бойко. Новые очаги его инвазии выявляются ежегодно. В связи с тем, что вредитель не включен в список карантинных объектов стран ЕС, строгие карантинные мероприятия в этих странах не проводятся, что увеличивает возможность инвазии с приграничных территорий. Также из-за высокой потребности хозяйства в кормах, кукуруза возделывается на большой площади, что затрудняет размещение ее в севообороте и соблюдение пространственной изоляции от прошлогодних очагов инвазии и государственных границ. Влияет ли изменение климата на его распространение? На основании анализа агроклиматических условий, биологических особенностей западного кукурузного жука, результатов феромономониторинга установлено, что на территории Беларуси произошла его акклиматизация.

Светлана Бойко. Хлорантранилипрол (CAS № 500008-45-7) – это инсектицид, обладающий высокоспецифичным биохимическим действием. Он связывает и активирует рианодиновые рецепторы, что приводит к истощению внутриклеточных запасов кальция и параличу мышц и гибели насекомого. Хлорантранилипрол – это инсектицид класса диамидов (рианоидов).

Широко используется в сельском хозяйстве для уничтожения как взрослых насекомых, так и личинок (гусениц).

Д. в. хлорантранилипрол – контактно-кишечное действие и трансламинарное свойство. Стойкий к смыванию осадками. Максимальная эффективность д. в. в период начала откладки яиц самками или по уже отложенным яйцекладкам до появления черной головы вредителя, интоксикация гусеницы сразу после выхода из яйца.

Марина Немкевич. Исследования будут продолжены в центральной и южной агроклиматических зонах Беларуси в вегетационном сезоне 2025 г. С последующим (весенним) подбором стационарных полей с высокой плотностью зимующего запаса гусениц стеблевого кукурузного мотылька и численностью западного кукурузного жука для закладки опытов по оценке эффективности инсектицидных обработок с помощью агродрона, а также в сравнении с обработкой высококлиренсным опрыскивателем.

Светлана Бойко. В дальнейшем планируем провести оценку эффективности (средняя, минимальная, максимальная) биологического метода защиты кукурузы с внесением трихограммы (Trichogramma evanescens) от чешуекрылых вредителей (яйцекладки) с помощью БЛА. Необходимо подобрать норму внесения и период (кратность) выпуска трихограммы.

Александр Ленский. Конкретно по данному исследованию планы – выполнить сравнительную оценку эффективности применения агродрона и высококлиренсного опрыскивателя (естественно, для условий, когда его применение будет возможным – при высоте растений не более 1,8 м). Возможно, оценить биологическую эффективность инсектицидов разных химических классов и производителей от СМК и ЗКЖ.

Что касается прочих направлений, связанных с применением агродронов – это разработка методики проведения испытаний агродронов, оценка сноса мелкодисперсного рабочего раствора, обработка садов и ягодников, применение искусственного интеллекта для распознавания вредителей с БЛА (для проведения локальных обработок), оценка эффективности биологических методов защиты (внесение трихограммы с помощью БЛА) и многое другое.

Редакция портала «ГлавАгроном» благодарит ученых за сотрудничество и опыт. Статья подготовлена по материалам, предоставленным заведующим сектором эксплуатационно-экономической оценки машин РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», кандидатом экономических наук Александром Ленским и заведующей лабораторией энтомологии РУП «Институт защиты растений», кандидатом сельскохозяйственных наук Светланой Бойко.