ارزیابی کیفیت پاشش پهپادسمپاش در مقایسه با سمپاش های رایج در مزرعه پنبه ‏

سابقه و هدف:پنبه یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی در جهان است که به دلیل شرایط جغرافیایی و آب و هوایی، کشت مداوم آن باعث بروز برخی بیماری های و آفات شده است. با توجه به این که کنترل آفات پنبه با استفاده از سمپاش های زمینی منجر به خسارت فیزیکی به بوته، کاهش کمی و کیفی محصول پنبه، اتلاف آب و آفت کش ها می شود، استفاده از پهپادهای سمپاش ‏به عنوان جایگزین سمپاشی در کشاورزی مدرن معرفی شده است. این پژوهش با هدف ارزیابی مقایسه ی کیفیت پاشش یک نوع پهپاد سمپاش با دو نوع سمپاش متداول در زراعت پنبه (بوم دار و لانس دار پشت تراکتوری) انجام شد.مواد و روش ها:به منظور بررسی عوامل موثر بر ارزیابی کیفیت پاشش سمپاش‏ها پژوهشی در ایستگاه تحقیقات پنبه هاشم آباد، روی رقم پنبه گلستان در اواخر مرداد ماه سال 1398 انجام شد. کرت های آزمایش از مزرعه ای که به صورت ردیفی با الگوی 80 در 20 سانتی متری کاشت شده بود، انتخاب گردید. واحد نمونه برداری شامل انتخاب تصادفی 9 بوته از نوارهایی به طول 41 متر و عرض 8 متر و فاصله بین هر کرت 3 متر بود. این آزمایش بر پایه طرح کرت خرد شده در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای اصلی آزمایش شامل نوع سمپاش در سه سطح (سمپاش بوم دار پشت تراکتوری ، سمپاش لانس دار پشت تراکتوری و پهپاد سمپاش) و تیمار فرعی شامل موقعیت پاشش روی بوته در سه سطح (بالا، وسط و پایین بوته) بودند. تمام عملیات کاشت و داشت تا مرحله گل و غنچه دهی طبق دستورالعمل های رایج انجام شد. برای ارزیابی کیفیت عملیات سمپاشی صفات قطر میانه عددی، قطر میانه حجمی، نسبت یکنواختی پاشش، درصد پوشش با استفاده از تحلیل کارت های حساس به آب با روش پردازش تصویر تعیین شد. تعداد و اندازه نقاط بر روی کارت بیان کننده میزان پاشش و اندازه ذرات می باشد. این کاغذها آغشته به محلول برموفنل بوده که در حالت خشک زرد رنگ است اما به محض برخورد قطرات حاوی آب با سطح کاغذ، لکه های آبی رنگ درنتیجه یونیزه شدن رنگ اصلی بر سطح کاغذ پدیدار می گردد. کارت ها به شاخه حامل غوزه در سه منطقه پایین، وسط و بالای بوته وصل می شوند. بلافاصله بعد از سمپاشی کارت های حساس به آب از مزرعه جمع شده و به منظور استفاده در نرم افزار پردازش تصویر توسط اسکنر به طور جداگانه تصویربرداری می شوند.یافته ها:نتایج نشان داد که پهپاد سمپاش دارای کمترین درصد پوشش سطح در سه ناحیه بوته بود. بهترین شاخص کیفیت پاشش متعلق به سمپاش بوم دار با مقدار 2/43 و بعد از آن پهپاد سمپاش با مقدار 2/95 بود. هم‏چنین سمپاش بوم دار بیشترین یکنواختی قطر میانه حجمی و پهپاد سمپاش بیشترین قطر میانه عددی را داشتند. از لحاظ سرعت سمپاشی و مقدار صرفه جویی در مصرف آب، استفاده از پهپاد سمپاش بهترین گزینه می باشد. از نظر تعداد کل قطرات سم در تمام سطوح پوشش گیاهی، پهپاد سمپاش و سمپاش بوم دار پشت تراکتوری و هم چنین سمپاش بوم دار و لانس دار پشت تراکتوری شبیه یکدیگر هستند. کمترین تعداد قطرات نیز متعلق به پهپاد سمپاش با مقدار حدود 317 قطره در هر سانتی متر مربع است.نتیجه گیری:انتخاب بهترین سمپاش برای کنترل آفات پنبه به وسعت مزرعه، مقدار آفت، ارتفاع بوته و در دسترس بودن سمپاش و هزینه سمپاشی وابسته است. پهپاد سمپاش بهترین بازده مزرعه ای را داشت و در صورت وسیع بودن مزرعه و طغیان، سریع ترین روش سمپاشی استفاده از پهپاد است. درصورتی که طغیان آفت نباشد و زمان برای سمپاشی باشد، سمپاش بوم دار با توجه به شاخص کیفیت پاشش، بهترین گزینه است، البته درصورتی که ارتفاع بوته سبب خسارت زیاد به غوزه و محصول نشود. اگر طغیان آفت در زمانی باشد که به دلیل بارندگی یا پس از آبیاری یا به دلیل ارتفاع زیاد محصول، امکان تردد در مزرعه نباشد بهترین و سریع ترین روش پهپاد است. در صورت نبود پهپاد سمپاش در این شرایط تنها گزینه، سمپاش لانس دار است که کمترین کیفیت سمپاشی را دارد.

evaluation of uav sprayer quality in compared to common sprayers in cotton field

introduction: cotton is one of the most important agricultural products in the world, which has caused diseases and pests due to continuous cultivation and geographical and climatic conditions. control of cotton pests with ground spraying equipment results in physical plant damage, lower crop yields and quality, water loss, and pesticide use. the use of drone spraying is one of the new methods of precision agriculture that plays a role in sustainable agricultural production and reduces the use of pesticides that damage soil and plants. the aim of this study is to investigate the efficiency of uav sprayers in cotton cultivation and compare these sprayers with other general cotton sprayers.meterial and method: in this study, a drone sprayer was compared with two sprayers commonly used in cotton production (tractor mounted sprayer and lance mounted sprayer). this project was based on a split-plot design in a completely randomized design with three replications. the main treatments of the experiment included the type of sprayer at three levels (tractor mounted sprayer, sprayer with lance and uav sprayer) and the sub-treatments included the plant position at three levels (top, middle and bottom of the plant). the image processing method was used to evaluate the quality of spraying, including the numerical median diameter (nmd), volumetric median diameter (vmd), spray quality, and percentage of surface coverage using a water sensitive card (wsc). the wscs were placed at three plant locations at the bottom, middle, and top of the cotton plant on the boll branches. immediately after spraying, wsc were collected from the field and scanned separately with a scanner for use in imagej® image processing software.results: the highest number of droplets under the influence of sprayer type was observed in the lance sprayer with about 1361 droplets in all levels of the cotton plant, which was not significantly different from the boom sprayer (1000 droplets). depending on the type of sprayer, the lance sprayer and the high pressure sprayer were expected to have the highest number of drops. the uav sprayer had the lowest number of drops with 317 drops. there is no significant difference between the three different top, middle and bottom positions of the crop in terms of nmd in the drone sprayer and the boom mounted tractor sprayer. in the tractor mounted sprayer, the top plant position has the largest nmd, which is significantly different from the middle and bottom plant positions. also, the evaluation of the three sprayers in each of the three plant positions showed that there is a significant difference between the tractor-mounted boom sprayer and the lance sprayer in the upper plant position, while there is no significant difference between them and the uav sprayer. there is also no significant difference between the three sprayers in the middle and lower position of the plant in nmd. according to the results, in the different treatments, 50% of the droplet sizes have a diameter less than 200 μm. according to the index for spray quality, the sprayer with lance with a value of 3.62 is the one with the lowest spray quality. according to this index, the best spray quality is the tractor mounted sprayer with a value of 2.43. in terms of spray quality index, the drone sprayer and the lance sprayer as well as the tractor mounted sprayer and the lance sprayer are not in the same group. in addition, the tractor mounted sprayer had the best uniformity of vmd.