Con i recenti progressi tecnologici nei piccoli droni e con un accesso ragionevole a sensori economici, gli agricoltori e i ricercatori del settore agricolo stanno iniziando ad adottare questa nuova tecnologia.
Rilievi con drone
In teoria, consente all’utente di accedere a una posizione precisa, osservarla con una pletora di sensori e creare mappe di dati multivariati. I coltivatori li stanno usando, ad esempio, per rilevare i parassiti, mappare gli infestanti, valutare la crescita, analizzare il contenuto di umidità per favorire l’irrigazione o il drenaggio e ottimizzare la gestione dei nutrienti.
Ciò aiuta non solo ad aumentare la resa, ma anche a conservare risorse preziose o limitare l’uso di sostanze chimiche pericolose. Il fatto che i sensori siano in grado di raccogliere e visualizzare dati che possono influire sul processo decisionale in tempo reale è un enorme vantaggio.
Discutere del tipo di impatto che i droni possono avere sull’agricoltura è qualcosa di più che parlare dei dati resi disponibili. Per la maggior parte dei professionisti dell’agricoltura, si tratta di come i dati raccolti dagli UAV possono essere utilizzati correttamente e quali azioni porterà.
Se fosse stato facile come suggerisce la teoria, probabilmente avremmo visto i coltivatori adottare questa tecnologia su larga scala. Tuttavia è molto più complesso.
Se guardiamo solo alcuni dei parametri che influenzano i dati,
- Tipo di terreno
- Composizione dell’acqua
- Tipo di coltura
- Zona climatica
- Stagione
vediamo rapidamente che non solo il problema è multivariato, ma richiederà anche un gran numero di modelli statistici a supporto dell’analisi al fine di presentare una soluzione più generica e quindi consentire un’adozione su larga scala.
Mercato
Ci sono almeno 570 milioni di aziende agricole in tutto il mondo, di cui oltre 500 milioni possono essere considerate aziende agricole a conduzione familiare.
La maggior parte delle aziende agricole del mondo sono molto piccole, l’84% delle aziende agricole sono più piccole di 2 ettari e gestiscono circa il 12% dei terreni agricoli. Al contrario, il 16% delle aziende agricole del mondo sono più grandi di 2 ettari e rappresentano l’88% dei terreni agricoli del mondo.
In effetti, circa il 2% di tutte le aziende agricole del mondo sono più grandi di 20 Ha (o 50 acri). Si tratta di un sacco di fattorie importanti, 11,4 milioni per l’esattezza. Si tratta di allevamenti che potrebbero beneficiare immediatamente delle operazioni UAV, dato che sono disponibili strumenti di analisi e modelli statistici adeguati.
Dal punto di vista della tecnologia UAV, c’è una visione dell’agricoltura come un mercato omogeneo. Ma trattarlo come tale è inutile, poiché non ci sono soluzioni generiche da trovare. Per omogeneo si intende che l’industria degli UAV tende a trattare una varietà di colture allo stesso modo, ignorando le grandi differenze tra colture di ampio acro, verdure, uva o persino frutta.
La realtà è che le loro pratiche differiscono su molti livelli. I fornitori di tecnologia UAV farebbero bene a considerare le complessità e costruire modelli statistici per particolari tipi di colture.
La specificità del raccolto e altre dipendenze fisiche sono tuttavia solo alcuni dei molti aspetti che è necessario considerare, hai anche parametri relativi al business come ad es.
- Modelli economici
- Scala
Essere in grado di trovare il ROI nell’utilizzo di un UAV dipende da molti fattori e cercare di fare appello a un’ampia selezione di diversi tipi di colture agricole e configurazioni aziendali è una questione di scelta per produttori e fornitori di servizi, ma queste distinzioni lo sono importante da riconoscere. Parlare di come gli UAV possono e avranno un impatto sull’agricoltura di precisione, assicurandosi anche che la conversazione non diventi troppo generale o troppo specifica è essenziale.
Alcuni dei vantaggi degli UAV agricoli sono:
- Rendimenti aumentati
- Risparmio di tempo e costi
- Mappatura GIS integrata
- Immagini della salute delle colture
- Benefici ambientali
Con casi d’uso come:
- Monitoraggio della salute delle colture: la capacità di ispezionare le colture in corso dall’aria con l’indice di differenza vegetativa normalizzata (NDVI)
- Monitoraggio dell’irrigazione: gestione di più punti di irrigazione. Ispezioni della funzionalità delle apparecchiature di irrigazione che erogano acqua
- Identificazione delle infestanti: utilizzo dei dati del sensore NDVI e dell’elaborazione delle immagini post-volo per creare una mappa delle infestanti
- Fertilità a tasso variabile: NDVI mappa per dirigere le applicazioni di fertilizzanti durante la stagione sulle colture. Utilizzando mappe VRA (Variable-Rate Application) generate da UAV per determinare la forza dell’assorbimento di nutrienti all’interno di un singolo campo
Tecnologia
Le nuove tecnologie stanno rivoluzionando l’uso del telerilevamento in agricoltura. L’ampia disponibilità di UAV consente ai professionisti dell’agricoltura di raccogliere informazioni sulla salute delle colture in modo conveniente. Gli UAV hanno un vantaggio unico in quanto sono in grado di fornire dati utili e ad alta risoluzione da una gamma di sensori, come sensori ottici, multispettrali, NIR e termici, per eseguire analisi approfondite della salute delle colture e altro ancora.
Storicamente, le incursioni dei ricercatori nell’impiego di UAV a questo scopo hanno comportato dotarli di telecamere termiche per effettuare misurazioni della temperatura dell’aria della chioma sopra le colture. La temperatura dell’aria della chioma è la base di un indice ampiamente utilizzato per lo stress idrico nelle piante.
Oggi vediamo una correlazione stabilita tra una serie di tipi di sensori e diversi parametri agricoli:
- Termico, ad esempio: pianificazione dell’irrigazione, rilevamento delle malattie delle piante, stima della resa dei frutti e valutazione della maturità dei frutti
- Multispettrale, ad esempio: identificare parassiti, malattie ed erbe infestanti, fornire dati sulla fertilità del suolo, contare le piante e determinare problemi di popolazione o spaziatura, stimare la resa delle colture e misurare l’irrigazione. NDRE (contenuto di clorofilla fogliare, vigore della pianta, rilevamento dello stress, domanda di fertilizzanti, assorbimento di azoto)
- RGB + NIR, ad esempio: NDVI, salute delle piante, mineralizzazione dell’azoto (misurata come assorbimento di azoto dalle piante)
Attraverso l’uso di software specializzati e analisi statistiche sarà possibile trarre conclusioni dai dati sensoriali, ma poiché l’agricoltura non è un’operazione omogenea, saranno necessari modelli statistici significativi che coprano combinazioni di diversi tipi di suolo, composizioni dell’acqua, tipi di colture, clima zone e stagioni.
Limitazioni dell’agricoltura di precisione che utilizza gli UAV
L’agricoltura di precisione che utilizza gli UAV ha i suoi vantaggi, ma oggi viene utilizzata principalmente su piccola scala. In base alle normative vigenti, che sono più o meno le stesse in tutto il mondo, tutte le misurazioni devono avvenire all’interno della linea visiva visiva (VLOS) dell’operatore. Il problema è che molti campi e fattorie sono più grandi di VLOS. Gli operatori potrebbero ovviamente condurre diverse operazioni in un giorno spostandosi da una sezione all’altra e unendo i risultati in mappe di dati più grandi per le grandi aziende agricole, ma questo non è efficace come farlo tutto in una volta.
Scoprire se i principali fornitori di tecnologia hanno le competenze per offrire prodotti e servizi specificamente correlati a una particolare coltura è una questione a parte. Può essere difficile, poiché questi servizi e strumenti non possono diventare così specifici da finire per essere completamente unici per ogni singolo coltivatore e, al contrario, non così generici che la soluzione non è più in grado di fornire dati specifici.
ROI
Dalla capacità di raccogliere dati da e analizzare le singole piante, per ottenere informazioni sul contenuto di umidità del suolo, l’industria ha visto come gli UAV possono fornire ROI sia per i coltivatori che per gli agronomi, e come essere in grado di vedere un ritorno finanziario su un l’investimento nella tecnologia UAS è una considerazione importante per molti coltivatori.
Il ROI non diventa davvero interessante finché non inizi a pensare ai sistemi senza pilota solo come una parte di una soluzione. Ci vuole un investimento di tempo da parte dei coltivatori per vedere come i dati sensoriali raccolti da un UAV si relazionano a ciò che sta accadendo nei loro campi. I coltivatori hanno bisogno di questi dati per fornire un contesto e creare una correlazione, quindi identificare causa ed effetto che portano a un processo decisionale informato. Ciò ha portato i coltivatori a scalfire la superficie attorno a come la tecnologia può essere utilizzata mentre cercano di elaborare proposte di valore che abbiano senso finanziario.
Il ROI può essere realizzato con i droni come parte di una soluzione, ma chiunque abbia intenzione di fare affidamento esclusivamente sui droni per prendere decisioni è probabile che rimarrà deluso. Detto questo, come parte di un ecosistema, gli UAV possono fornire informazioni chiave che influenzeranno direttamente il processo decisionale.
Il ROI come preoccupazione principale per i coltivatori è direttamente correlato al modo in cui gli UAV vengono integrati. Dato che vengono prese in considerazione tutte le variabili, ha senso per un coltivatore cercare un fornitore di servizi o provare a risolvere da solo queste logistiche? Inizialmente, il rischio più semplice e più basso per il coltivatore e il fornitore è probabilmente quello di entrare attraverso un servizio.
Conclusione
Il potenziale di mercato dei droni nell’agricoltura di precisione necessita di ulteriori controlli. Nonostante gli studi sul ROI di ad es. l’American Farm Bureau Federation and Measure, non è ancora chiaro come un UAS possa fornire dati più utilizzabili a un agricoltore o fornire un vantaggio in termini di costi rispetto agli aerei con equipaggio esistenti o alle soluzioni di immagini satellitari disponibili oggi.
Finché la tecnologia UAV rimane una soluzione personalizzata, probabilmente non sarà adottata in massa. Deve diventare più generico. Quindi c’è del lavoro da fare. Una volta che i coltivatori vedono i vantaggi e l’intera comunità è in grado di trarne vantaggio, è allora che le cose si fanno davvero entusiasmanti.
Capire i modi in cui gli UAV possono avere un impatto sull’agricoltura di precisione e come risolvere la natura multivariata dell’analisi dei dati agricoli è essenziale, e porre domande su come i coltivatori possono e dovrebbero avvicinarsi a farlo è più importante e pertinente che mai.
Detto questo, le condizioni stanno cambiando e continuano ad evolversi a un ritmo sempre più veloce. Si può concludere che ora siamo probabilmente all’inizio di quella che nel tempo potrebbe essere definita una rivoluzione degli agro-droni. Tutti i primi utenti stanno contribuendo a una maggiore comprensione della complessità multivariata e alla creazione dei modelli statistici necessari. I sensori si stanno evolvendo e vengono messe in atto condizioni normative che ne consentono un uso più ampio, quest’ultimo che continua anche a progredire verso la piena integrazione degli UAV nei sistemi aeronautici esistenti.