Traktori uz droniem: lauksaimniecības digitalizācija

Abstract

Atslēgas vārdi: Digitalizācija, laistīšanas drons, precīza lauksaimniecība Lauku digitālizācija, izmantojot dronus precīzai lauksaimniecībai, kļūst arvien populārāka, jo pasaules iedzīvotāju skaits pieaug un platību paplašināšana un mēslojumu izmantošana vairs nav ilgtspējīgi. Dronu izmantošana precīzai lauksaimniecībai var ievērojami palielināt ražu bez mēslojumu un pesticīdu izmantošanas palielināšanas. Latvijas Lauku atbalsta dienests ir ieinteresēts finansēt projektus, kas samazina emisijas, segot līdz pat 50% no aprīkojuma izmaksām, tādējādi padarot to ekonomiski izdevīgu iespēju lauksaimniekiem. Mašīnmācīšanās spēlē nozīmīgu lomu precīzajā lauksaimniecībā, un Latvijas drona noteikumi ir draudzīgi pret droniem. Dronu izmantošanas priekšrocības lauksaimniecībā ir daudzas, tostarp precizitāte, efektivitāte un ekonomiskums. Lai arī sākotnējā ieguldījuma izmaksas var būt augstas, ilgtermiņa ietaupījumi un palielinātā raža padara to par izdevīgu ieguldījumu. Tomēr pēc intervijas ar aronomistu tika noskaidrots ka Latvijas noteikumi pašlaik ierobežo ķīmisko vielu izmantošanu dronos, lai novērstu vides problēmas, un ir nepieciešami jauninājumi, lai ļautu lauksaimniekiem gūt labumu no drona izsmidzināšanas efektivitātes un ilgtspējības. Autors apraksta, kā mašīnmācīšanās spēlē lomu precīzajā lauksaimniecībā, un vēlāk secina, ka precīzā lauksaimniecība varētu būt svarīga drona lauksaimniecības spēja. Pārskats par Latvijas drona noteikumiem rāda, ka mūsu politikas ir draudzīgas pret droniem. Dronu izsmidzināšanas precizitāte, efektivitāte un ekonomiskums padara to par izdevīgu iespēju lauksaimniekiem. Lai arī sākotnējais ieguldījums var likties augsts, ilgtermiņa ietaupījumi un palielinātās ražas to padara par izdevīgu ieguldījumu. Pat pesimistiskākos aprēķinos SIA Bebruciems spēs ietaupīt vairāk ka 200,000 eiro desmit gadu laikā, ja sāks izmantot dronu laistīšanas darbos. Lai gan pastāv risks, kas saistīti ar dronu izmantošanu, piemēram, ja drons salūz un saimnieks nespēs veikt laistīšanas darbus laikā. Tas var samazināt ražu, tomēr, lai samazinātu šos riskus, ir ierosināts pārejas periods divu gadu garumā, lai labāk izpētītu tehnoloģiju un neuzticētos tai pilnībā. Dronu remonts var prasīt ilgāku laiku, un detaļas jāpasūta ārkārtas situācijās, tāpēc ir nepieciešams uz vietas turēt rezerves propelerus un baterijas. Secinājumā, ieteicams pārslēgties uz dronu lauksaimniecību, jo tā piedāvā ilgtspējīgāku un efektīvāku lauksaimniecības veidu. Ir pierādīta izmaksu efektivitāte, un priekšrocības pārsniedz trūkumus, tādējādi padarot to par izdevīgu ieguldījumu lauksaimniekiem. Turpmākie pētījumi jāvērš uz reālo novērojumu un līdzekļu samazināšanas aprēķināšanu izmantojot dronus tipiskos Latvijā apstākļos. Pārejot uz dronu laistīšanu, lauksaimnieki ne tikai var samazināt izmaksas, bet arī pozitīvi ietekmēt vidi, dīzeļdegvielas patēriņu kas samazina emisijas. Aprēķinu piemērs, kas veikts SIA Bebruciems, attiecas uz jebkuru līdzīgi lielu saimniecību, kas atrodas Latvijā (1000 hektāri). Lielākas saimniecības gūtu vēl lielāku labumu. Vides saglabāšana un izmaksu samazināšana padrīs dronu izsmidzināšanu par populāru lauksaimniecības metodi, kas ir tikai laika jautājums.

Keywords: Digitalization, spraying drone, precision agriculture. Digitalization of farming by using drones in spraying. The thesis starts with an introduction by showing how important the topic is. With the ever growing population, we need to consider that this cannot be forever supported by farmland area expansion and fertilizer use increase. Precision agriculture paired with drones will be able to significantly increase yields without increasing fertilizer and pesticide consumption for farmers. A bibliometric analysis found online revealed that in 2021 the number of publications on the topic was on all-level high. This is the evidence that more and more farmers around the globe will soon be looking at implementation of described technologies. An important factor for technology advancement is that Latvian Rural Support Service are interested in financing such projects in 2023. Covering up to 50% of the equipment cost, they are specifying that the equipment must reduce emissions in some way or another. Considering all advantages and disadvantages of drone implementations, the financial support from the government might be a tie-breaker in profitability of the technology. The author describes how machine learning plays a role in precision agriculture, and later concludes that the precision agriculture may be the key ability of farming drones. Review of Latvian drone regulations showed that our policies are drone-friendly. The precision, efficiency, safety, and cost-effectiveness of drone spraying make it a beneficial option for farmers. While the initial investment may seem high, the long-term cost savings and increased crop yields make it a worthwhile investment. In fact, worst-case scenarios still show that Bebruciems would save more than 200,000 euros over the course of 10 years. However, Latvian legislation needs updates to keep up with the technology, as current regulations limit the use of chemicals in drones due to environmental concerns. In reality, the farming drone flies only several meters above the crop and blows the spraying material directly into the soil. It is essential that the government updates the regulations to allow farmers to benefit from the efficiency and sustainability of drone spraying. The main concern was initially about not being able to test the drone in reality. Even though the tests were not performed, author was able to gather all the necessary information online and from Bebruciems owner. Results are promising and the decision to acquire the drone has already been made at the company. Precision agriculture effect on spraying material usage needs to be tested in exact Bebruciems conditions. The true reduction is somewhere between 0 and 20 percent. A proof of concept would allow FarmIT to continue its efforts on digitalization of Latvian farming. There are also risks involved with dependency on the drone. If a farmer commits to the technology fully, and something goes wrong, he may miss his spray job for the season and significantly decrease yields. To counter this, thesis author proposes a transition period of two years to better study the technology and not fully rely on it. Moreover, the repairs may take longer for a drone. Bebruciems has a mechanic in the team and garage with spare parts for tractors, while drone parts will need to be ordered in case of emergency. Parts will take long to arrive from manufacturers in China or India. Thus, it is best practice to have spare propellers and batteries on site. In conclusion, switching to drone spraying is recommended in any case of calculations, as it offers a more sustainable and efficient way of farming. Cost effectiveness is proven in the end of this thesis with comparison graphs, as well as 5 and 10 year projections. The benefits of precision, efficiency, safety, and cost-effectiveness far outweigh the drawbacks, making it a worthwhile investment for farmers looking to increase profits and crop yields while reducing costs. Since most