Ультрамалое опрыскивание СЗР с помощью беспилотных летательных аппаратов

В последнее время в сельском хозяйстве стран ЕС прослеживается тенденция к сокращению объемов применения средств защиты растений (далее СЗР). При этом одновременно происходит поиск альтернативных препаратов для особо опасных и опасных пестицидов (I, II класса), а также активное продвижение в сельском хозяйстве средств биологической борьбы с вредителями, фитопатогенами и сорными растениями. Так, например, в рамках стратегии «От фермы до вилки» (является ключевой частью Европейского Зеленого курса, стратегия опубликована Европейской комиссией в мае 2020 года) планируется снижение использования химических пестицидов (их действующих веществ) на 50 % к 2030 году. По последним опубликованным данным за февраль 2022 г., в ЕС отозвано разрешение на применение у 934 действующих веществ, при этом 448 разрешены и 67 – в ожидании. Сообщается, что в 2022 г. в ЕС истекут сроки выданных разрешений у 200 действующих веществ. При этом существует риск отзыва разрешений, в том числе из-за усложнения и удорожания процесса регистрации действующих веществ в ЕС, у 34 % инсектицидов, 23 % фунгицидов, 35 % гербицидов. Кроме того, в ЕС постепенно происходит увеличение площадей, занятых под выращивание органической растительной продукции. Так по статистическим данным FAOSTAT, например, в ЕС площадь сельскохозяйственных земель, занятых под органическое земледелие, составляла в 2018 г. 13016,254 тыс. га, в 2019 г. – 13905,6276 тыс. га; в 2020 г. – 14737,191 тыс. га. Для сравнения в РФ она в 2018 г. составила 606,975 тыс. га, в 2019 г. – 674,34 тыс. га, в 2020 г. – 615,19 тыс. га.

В условиях сокращения применения СЗР и распространения органического подхода к выращиванию сельскохозяйственных культур важное значение приобретает вопрос использования современных технических средств для ультрамалого опрыскивания. Одним из таких инструментов, показавших свою эффективность, являются беспилотные летательные аппараты (далее беспилотники), снабженные оборудованием для опрыскивания СЗР посевов и посадок сельскохозяйственных и древесных растений.

В настоящий момент применение беспилотников в защите растений в ЕС законодательно не разрешено – директива ЕС (2009/128/EC) запрещает авиаопрыскивания в странах, входящих в ЕС. Запрет на авиаопрыскивание на практике ограничивает применение в полной мере беспилотников в ЕС как современных технических средств для внесения СЗР.  Кроме того, жесткие рамки существующего запрета не способствуют широкому прогрессу в развитии технологий в данной области защиты растений. По этой причине многие заинтересованные лица в Европе настаивают на пересмотре и дополнении данной директивы в отношении использования беспилотников для осуществления опрыскиваний.

Сейчас наибольшего прогресса в развитии технологии применения беспилотников для опрыскивания СЗР добились азиатские страны, в особенности, Китай.

Что касается нашей страны, то в РФ не все СЗР имеют разрешение на применение в авиаобработках. Уточнить, имеет ли тот или иной препарат такое разрешение, можно, обратившись к актуальной версии справочника разрешенных пестицидов и агрохимикатов (пестициды, имеющие такое разрешение, отмечены литерой «А»). Кроме того, в соответствии с правилами, в РФ беспилотники со взлетной массой от 0,25 кг до 30 кг подлежат обязательной регистрации.

Для точного распыления пестицидов беспилотники оборудованы системой контроля внесения СЗР. Одним из преимуществ их использования является возможность внесения СЗР с мелкодисперсным размером капель при небольшой норме расхода. Мелкодисперсная капля обеспечивает хорошее покрытие растений, что позволяет эффективно бороться с вредными для растений организмами при меньших нормах расхода, что важно и для предотвращения возникновения резистентных популяций вредных для растений организмов. Неоспоримым преимуществом внесения СЗР с помощью беспилотников является меньшее воздействие на окружающую среду, на полезную водную и почвенную макро- и микробиоту, а также меньшая стоимость обработок и меньшие трудозатраты для фермеров. Но большой проблемой использования беспилотников остается риск сноса распыла на соседние поля, на которых может расти чувствительная к применяемому препарату сельскохозяйственная культура. Согласно исследованию, риск сноса распыла можно снизить путем уменьшения высоты полета беспилотника. В зависимости от высоты опрыскиваемой сельскохозяйственной культуры беспилотник может работать на разной высоте (как правило, 3–10 м). В целом, они эффективны для ультрамалого опрыскивания средствами защиты растений с воздуха на низкой высоте. Важным аспектом является то, что при таком типе обработок происходит меньшее расходование препарата, так как беспилотник распыляет пестицид только в тех местах, в которых необходимо (в очагах развития заболеваний, сорных растений, а также вредителей) с захватом небольшой площади, в которой могут присутствовать вредные для растений организмы. При этом доза внесения препаратов может регулироваться в зависимости от степени зараженности/засоренности посевов (т.е. адаптироваться к меняющимся условиям).

Высокая точность внесения СЗР беспилотниками позволяет быстро и эффективно обрабатывать новые очаги опасных вредителей, особенно при добавлении в раствор адъювантов.

Так, по данным практической апробации, эффективность утренней (в 7 утра) и вечерней (7 вечера) обработки 6-процентным раствором пестицида (д.в. хлорантранилипрол + абамектин) с масляным адъювантом Refei (Китай) с помощью беспилотников (Китай) против кукурузной лиственной совки Spodoptera frugiperda была выше 90 % через 7 дней после первой обработки и 7 дней после второй обработки пестицидом. При этом беспилотники распыляли раствор пестицида с высоты 2 м, при скорости ветра 3 м/с. Кроме того, отмечалась относительно высокая эффективность обработки посевов кукурузы микробиологическим препаратом инсектицидного действия на основе суспензии Metarhizium anisopliae (8 млрд спор/г) – эффективность составляла от 37,1 % при средней численности вредителей 16,6 гусеницы на 100 растений кукурузы.

Также в научной литературе описано, что добавление в раствор пестицидов танковой смеси адъювантов SURFOM ADJ 8860; OXITENO (Бразилия) показало свою высокую эффективность против мучнистой росы на пшенице. Так, при норме расхода 15 л/га препарата было добавлено 150 мл/га танковой смеси адъювантов SURFOM ADJ 8860; OXITENO (Бразилия), но даже при уменьшении дозы препарата на 1/3 при добавлении смеси адъювантов SURFOM ADJ 8860; OXITENO (Бразилия) эффективность защиты против мучнистой росы пшеницы оставалась высокой.

Помимо этого, беспилотники могут применяться для точного выпуска агентов биологической борьбы с воздуха. Так, по данным научного исследования, беспилотники использовались для выпуска с воздуха долгоносика Rhinoncomimus latipes против сорного растения Persicaria perfoliata, имеющего статус ограниченно распространенного карантинного вредного организма в европейских странах и широко произрастающего в азиатских.

Беспилотники переносили контейнеры, содержащие восемь емкостей. В каждой емкости находились 20 имаго насекомых. Низ емкостей был изготовлен из тонкого слоя глины, в процессе полета он разрушался, и насекомые высвобождались. Результаты полевых исследований показали, такой способ выпуска долгоносиков значительно не влиял на выживаемость и способность к питанию у R. latipes. Эффективность выпуска R. latipes против Persicaria perfoliata составляла от 68,8 до 88,8 %.

Также, по данным научного исследования, беспилотники могут использоваться для выпуска стерильных самцов насекомых. Речь идет о методе биологической борьбы, при котором на территорию, где распространен вредитель, выпускаются в больших количествах стерильные самцы того же вида. Стерильные самцы спариваются с местными самками, не образуя жизнеспособного потомства, что приводит к уменьшению численности популяции вредителя. В изолированных местах может происходить даже полная ликвидация вредителя после ряда систематических выпусков на всей территории. Для обеспечения эффективности метода и минимизации спаривания местных самцов с местными самками соотношение стерильных самцов и местных самцов должно составлять не менее 1:10. Кроме того, половое поведение стерильных самцов должно быть похожим на поведение диких самцов. Огромным преимуществом данного метода является минимальное воздействие на окружающую среду и нецелевые виды, но на практике выпуск стерильных насекомых является дорогостоящим методом, к тому же требующим соблюдения технологии, так как во многих случаях насекомые при выпуске могут повреждаться и даже погибать, не оказав эффекта на популяцию вредителя. 

Суммируя, можно сказать, что применение новых технологий в сельском хозяйстве обладает огромным потенциалом как при использовании химических средств защиты растений, так и в биометоде. На настоящий момент технологии использования беспилотников в защите растений не имеют вполне определенного юридического статуса в европейских странах, что несколько тормозит прогресс технологии в данной области. В России использование беспилотников в защите растений начинает приобретать все большую популярность, но важно отметить, что применение зарубежного опыта в условиях нашей страны требует широкой апробации технологии на разных сельскохозяйственных культурах, а также разработки и внедрения в практику отечественных адъювантов. Также важно отметить, что развитие отечественных технологий для беспилотных летательных аппаратов позволит достичь технологического суверенитета нашей страны, в том числе и в области защиты растений.

Мария Ерохова, младший научный сотрудник ФГБНУ ВНИИФ

Author: Ольга М.

Главный редактор журнала "Картофельная Система"