Einsatz von Drohnen im Kampf gegen Apfelschorf

Die Pilzinfektion verursacht dunkle, schorfige Läsionen auf den Blättern und der Schale des Apfels, was den Geschmack unberührt lässt, macht es aber effektiv unverkäuflich.

„Das ist ein Riesenproblem, “ sagt Peter Wagner, Besitzer von Applecrest Farm Orchards, ein 110 Hektar großer Obstgarten im Südosten von New Hampshire. "Vor dreißig Jahren, du durftest einen Schorf auf deinem Apfel haben, der wahrscheinlich 10 Millimeter groß war, oder halb so groß wie ein Cent, überhaupt ohne probleme. Jetzt können Sie nichts davon in die Apfelpackung stecken, so wird der Apfel unverkäuflich.“

Apfelschorf ist in trockeneren Regionen weniger ein Problem, wie im Bundesstaat Washington. Aber an Orten wie New York, New Hampshire, Vermont oder Massachusetts, Apfelschorf ist der Krankheitserreger Nummer eins und die Hauptsorge der Apfelbauern.

In den letzten Jahrzehnten, Forscher haben Fortschritte beim Verständnis des Lebenszyklus des Pilzes gemacht, Bauern sprühen also weniger als früher, mit besseren Ergebnissen. Einige Landwirte verwenden sogar Vorhersagemodelle, wie das niederländische Programm RIMpro, um die besten Spritzzeiten vorherzusagen. Aber Apfelschorf ist immer noch ein harter Kampf, und für Biobauern ist es besonders schwierig „“ wenn nicht fast unmöglich „“, eine schorffreie Ernte anzubauen.

Forscher der University of New Hampshire arbeiten deshalb an einem neuen Werkzeug zur Bekämpfung von Apfelschorf:Drohnen.

Die Forscher Matthew Wallhead und Kirk D. Broders stehen mit dem Prototyp einer Apfelschorf-Drohne.

„Wenn Sie jetzt an die Apfelproduktion denken, ein Züchter muss jeden Tag durch seinen Obstgarten gehen, um sicherzustellen, dass er neue Insektenschädlinge oder neue Krankheitsschädlinge sieht, die in einen Obstgarten kommen, “ sagt Pflanzenpathologe Kirk D. Broders, Assistenzprofessor an der UNH. „Aber wenn Sie von einer 10 sprechen, 20, 100 Hektar Obstgarten, Ihre Fähigkeit, das täglich zu tun, ist fast unmöglich.“

Aber es ist mit einem kleinen unbemannten Fluggerät (UAV) möglich, oder Drohne, trägt eine Infrarotkamera, die multispektrale Bilder des Obstgartens aufnimmt. Ein Computerprogramm verarbeitet die Wellenlängen in jedem Pixel, So kann man Farben und Temperaturen „“ genau einschätzen und Apfelschorf lokalisieren.

Auf einigen abgefallenen Blättern ist Apfelschorf sichtbar. UNH-Pflanzenpathologe Kirk D. Broders hält einen Apfel mit Schorf hoch. Matthew Wallhead weist auf das „Gehirn“ der Drohne hin.

„Wenn Sie ein UAV hätten, das die Kapazität hätte, einmal am Tag hochzufahren, Nehmen Sie ein digitales Bild oder mehrere digitale Bilder „“ sowohl im Infrarot- als auch im Normalspektrum auf – Sie könnten Ihren Obstgarten tatsächlich mit einem $ 2 überwachen, 000 UAV, “, sagt Broders.

Doktorand Matthew Wallhead leitet das Projekt am UNH, und baute diesen Sommer das erste derartige System für etwa 2 US-Dollar, 400. Es enthält eine kostengünstige Überwachungsdrohne eines Startups in Massachusetts namens Rotary Robotics “, obwohl Wallhead den Begriff UAV bevorzugt, da „der Begriff ‚Drohne‘ traditionell ein bewaffnetes System impliziert. “, sagt er – und zwei Point-and-Shoot-Digitalkameras. Wallhead hat in einem Online-Tutorial die Infrarotfilter von den Kameras entfernt.

„Menschen, die gerade erst anfangen zu verstehen, wozu diese unbemannten Fluggeräte fähig sind.“

„Wir haben eine 100-Dollar-Kamera in das Äquivalent von 4 US-Dollar umgewandelt, 000 Kamera gibt Ihnen, also das ist spannend, “, sagt Wallhead. „Diese Saison hat sich hauptsächlich darauf konzentriert, es zu optimieren und zu lernen, das Flugzeug effektiv zu fliegen.“

Laut Broders besteht das ultimative Ziel darin, ein UAV-System zur Überwachung von Obstplantagen zu entwickeln, das für weniger als 2 US-Dollar an Erzeuger verkauft werden könnte. 500, obwohl er schätzt, dass sie fünf Jahre von einem tatsächlichen Produkt entfernt sind.

Es ist nicht das erste Mal, dass multispektrale Bildgebung in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Forscher haben Pflanzen mit Laborgeräten analysiert, und große landwirtschaftliche Betriebe können Flugzeuge mieten, um über große Mengen Mais oder Sojabohnen zu fliegen und multispektrale Bilder aufzunehmen, um den Gesundheitszustand der Pflanzen zu überwachen.

„Wir versuchen, ein System zu entwickeln, das es uns ermöglicht, Dinge dazwischen zu tun“, also nicht im Labormaßstab einer einzelnen Anlage, und nicht im Flugzeug-Mehrfeld-zu-einer-Zeit-Maßstab, “, sagte Broders. „Wir versuchen, ein kostengünstiges System zu entwickeln, das tatsächlich entweder von einzelnen Forschern oder einzelnen Züchtern verwendet werden könnte.“

Auf der Applecrest Farm, Peter Wagner nennt die Aussicht auf ein erschwingliches Infrarot-Bildgebungssystem, das täglich verwendet werden könnte, "ziemlich toll."

„Ich denke, das ist ein großartiges Unterfangen“ „keine Frage““ insbesondere die Tatsache, dass der meiste Schorf, den wir nicht ausrotten, normalerweise an der Spitze des Baumes auftritt, “, sagte Wagner. „Früher mit großen Bäumen, man könnte hochklettern und sich umschauen ““ was zeitaufwendig ist ““ aber jetzt mit den neuen Pflanzungen, die Bäume sind jünger, kleiner, und es ist schwieriger zu klettern, weil die Gliedmaßen nicht so stark sind.“

Wallhead und Broders stellen sich vor, dass Apfelbauern das Drohnen-Kamera-System in Verbindung mit den Vorhersagemodellen für Apfelschorf verwenden, die Echtzeitdaten, die den Landwirten sagen, wann sie spritzen müssen.

Matthew Wallhead entwirft einen hypothetischen Autopilot-Kurs für die Drohne.

„Das UAV ist wirklich nur ein Werkzeug, mit dem wir Apfelschorf verwalten. weil Apfelschorf so schwer zu kontrollieren ist, “, sagte Broders. „Wir verwenden unser Vorhersagemodell, um die Anwendung von biologisch zertifizierten Verbindungen zu verbessern. Wir verwenden das UAV zur Früherkennung. Und dann, wann immer möglich, Wir verwenden resistente Sorten, um auch den Fungizideinsatz zu reduzieren und eine bessere Kontrolle zu ermöglichen.“

Eine schorfresistente Sorte, die im experimentellen Forschungsgarten auf der Woodman Farm von UNH wächst, ist Crimson Crisp. das Produkt der Zusammenarbeit zwischen der Purdue University, Rutgers und der University of Illinois.

Während Apfelschorf im Osten der USA das Hauptanliegen ist, die multispektralen Daten können auch verwendet werden, um andere Probleme „“ von Insektenschäden bis hin zu Stickstoffmangel aufzudecken. Gezielte Düngung, Pestizide und Fungizide bedeuten, dass die Erzeuger weniger, was besser für die Umwelt und die Verbraucher ist ““ sowie das Endergebnis des Landwirts.

Die Drohnen könnten sogar zur Überwachung der Waldgesundheit eingesetzt werden. Scannen nach Krankheiten oder invasiven Käfern.

„Ich denke, es hat Anwendungen auch über die Landwirtschaft hinaus, “, sagte Broders. „Und ich denke, es gibt eine Reihe von Leuten, die gerade erst anfangen zu verstehen, wozu diese unbemannten Fluggeräte fähig sind.“