地球与环境 2021-12-23 20:23:01

  • 《生态学报》六月特刊nomic昆虫学专注于使用dro的潜力在许多不同的害虫管理方法。
  • Propo该战略的Nents认为,无人机提供的生物控制可以用来减少或在某些情况下取代杀虫剂的使用,使得种植者可以利用有机农产品较高的价格。
  • 严格的空域规定、有限的有效载荷能力和高昂的启动成本是阻碍无人机在农业领域广泛使用的一些因素,但专家们对无人机仍持乐观态度未来几年,Sed新西林的害虫管理策略将变得更加普遍。

在北美的一些地方,田野和森林上空的嗡嗡声可能不再是麻烦的预兆,而是对一个古老问题的创新解决方案。

在农业领域,无人机作为一种控制害虫的方法越来越受欢迎。仅美国每年就因昆虫对农作物造成超过1,000亿美元的损失。研究人员和无人机技术人员不再只运送杀虫剂,而是利用这些机器来投放新东西:更多的虫子。今年6月,美国昆虫学会的《经济昆虫学杂志》(Journal of Economic Entomology)发表了一篇特别文集,其中强调了无人机在帮助害虫管理策略方面的潜力,这些策略还可以减少农药的使用。

除了使用交配干扰剂或杀虫剂等传统疗法外,研究人员还在试验用无人机击落害虫的天敌。这些天敌被称为生物控制或“生物控制”,它们利用自然机制,如捕食来消灭农作物害虫。例如,加拿大的一个小组测试了无人机作为一种扔下寄生蜂(赤眼蜂属)卵的方法,以抗击影响魁北克玉米田和云杉混交林的害虫。黄蜂在害虫体内孵化、成熟并产卵。

研究员Véronique Martel的大部分职业生涯都是在农业环境中研究黄蜂的生物控制。种植者通常通过昂贵的载人飞机或在地面上人工放置的方式分发黄蜂卵。马特尔是加拿大自然资源部的一员,他想看看黄蜂生物控制在森林环境中是如何工作的,森林的后勤与受控农田的后勤有很大的不同。

起初,她遭到了同事们的反对,他们认为这一策略不现实。然而,新技术的到来改变了计算方法。

马特尔告诉Mongabay网站说:“当我听说他们在农业领域测试(无人机配送)时,我就想在森林里进行。”“我是嫉妒了。”

马特尔和她的团队与加拿大公司Canopée合作,从专门装备的无人机上部署伞兵拟寄生物。他们的研究表明,在森林环境中,无人机和人工方法一样有效,这意味着该技术可以用于处理比步行可能到达的更广阔的区域。


研究人员和无人机技术人员正在使用dro nes来滴 P虫,如寄生蜂,是害虫的天敌。 滴新型农药可以取代某些农药的使用

在农业领域,生物防治既不新鲜,也不罕见。据《经济昆虫学杂志》的联合主编迈克尔·布鲁尔(Michael Brewer)说,随着DDT和其他杀虫剂在二战后变得更加普遍,人们开始放弃生物防治。

“杀虫剂的好处是你可以把它们装在瓶子里,对吧?”布鲁尔说。他说,虽然它们的优点是容易使用,但杀虫剂会危害环境。

然而,他指出,生物防治方法可能并不是在所有情况下都有效,比如针对数量庞大、已建立种群的昆虫。在这些情况下,有针对性地使用杀虫剂可能是种植者的最佳选择。

“为了避免总是喷洒任何东西,为数不多的害虫服务人员需要更多的眼睛。这就是无人机成像的用武之地,”布鲁尔说。

根据机载摄像机的不同,无人机可以捕捉彩色、热成像,甚至是高光谱图像。目前,无人机成像技术已广泛应用于自然保护领域,用于监测野生动物和定位珍稀植物,但在农业害虫管理方面尚未站稳脚跟。


成像滴 新发明有助于种植者及早发现虫害,并应用杀虫剂 只发往受影响地区。图片由M3农业技术公司提供。
一种携带昆虫并在农田上空放飞的无人机。图片由Véro提供 马特尔种。

通过使用无人机成像技术,种植者可以及早发现虫害,并只在受影响地区使用杀虫剂。例如,发表在《经济昆虫学杂志》(Journal of Economic Entomology)上的一项研究使用无人机图像来寻找东方蛾(Monema flavescens)的巢穴,这是一种入侵物种,会影响城市绿化树木和果树。

Canopée公司最初是为土地所有者提供无人机图像,但很快将其重点转向干预。Canopée副总裁Frédéric Jean表示,使用无人机运送生物制剂的技术还没有准备好投入商业使用,但这不会等太久。

“我们正处在风口浪尖,”他说。“没有人能(像无人机)那样靠脚走路。”

M3农业技术公司的首席执行官Nathan Moses-Gonzales表达了类似的观点。他说,种植者渴望应用这项新技术。

“我认为有一种观点认为,农民并不是真的在看数据。他们并没有真正考虑机器,”Moses-Gonzales告诉Mongabay。“但事实恰恰相反。”

摩西-冈萨雷斯是一名受过培训的技术专家,他与美国农业部(USDA)合作,帮助打击墨西哥果蝇(Anastrepha ludens),这是一种入侵性和经济破坏性的农业害虫,在亚利桑那州、加利福尼亚州和得克萨斯州都有记录。


研究员休有限公司 Nway和他们用来控制果蝇数量的不育果蝇摆姿势。图片由M3农业技术公司提供。

该小组测试了使用自动化来创建无人机群,即多架旋翼无人机同时飞行。Moses-Gonzales和他的团队用三到四架咖啡桌大小的无人机来测试他们的策略,但他们一次飞行的无人机多达12架。这些机器由控制器激活,并按预定的路径发送,要么同时发送,要么以波的形式发送。

“在我看来,整件事看起来都很疯狂,”他说。“它们听起来有点像一群蜜蜂。”

无人机将不育果蝇送到里约热内卢Grande河边的柑橘园,在那里,果蝇与野生个体繁殖,但没有产生后代,导致果蝇数量显著减少。通常情况下,类似的策略将使用全地形车或无人驾驶飞机来执行。

根据摩西-冈萨雷斯的说法,随着公众对有机农产品的兴趣增加,这样的技术可以帮助种植者。

“人们真的开始更多地考虑他们吃进身体的东西,”他告诉Mongabay。


一架释放生物控制剂的无人机。根据摩西-冈萨雷斯的说法,随着公众对有机农产品的兴趣增加,这样的技术可以帮助种植者。图片由Véro提供 马特尔种。 虽然已经达到了顶峰,但局限性依然存在

虽然无人机生物控制技术可以降低虫害,提高有机农产品的价格,从而增加种植者的利润,但成本仍然是一个限制因素。对于一些人来说,购买或雇佣无人机的前期投资可能仍然非常昂贵。即便如此,它已经比使用有人驾驶飞机更便宜,比地面战略更少的劳动密集型。

此外,还有一些关键的限制可能会减缓农业技术产业中一个相对小众的领域的崛起。仍然需要进行研究来评估如何最有效地使用无人机:在地面上已被证明有效的方法在空中部署时可能需要调整。

无人机本身也有改进的空间。常见的问题是有限的重量容量和电池寿命。虽然现在的无人机在空中的效率很高,但它们只能携带这么多重量,在返回发射场之前只能飞行这么远。

Canopée的Jean说:“我们需要把钱投资在一种足够大的无人机上,让你可以覆盖足够大的区域……但在这种情况下,你需要获得许可才能操作。”


同时,无人机保护下的有机农产品的虫害损失更低,价格更高,利润也会增加 sed bioco 控制技术,成本仍然是一个限制因素。图片由Véro提供 马特尔种。

美国和加拿大的严格监管对商用无人机技术的应用构成了持续的挑战。据接受采访的专家称,无人机的飞行尤其受到限制,因为难以获得允许飞到视线之外,这阻碍了能够飞得更远、携带更重载荷的大型无人机的开发。

尽管如此,M3农业技术公司和Canopée都表示,随着技术进步和监管繁文缛节的消除,他们预计无人机在农业领域的应用将会增长。

“天空是极限,”Moses-Gonzales说。

 
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