Karjatilojen dronepalvelut

Dronetoiminta luo uusia mahdollisuuksia karjatiloille tuotannon tehostamiseen ja seurantaan sekä resurssien käytön optimointiin. 

Dronet voivat suorittaa säännöllisiä tai kertaluontoisia ilmakuvauksia pellon tai laituminen tilasta. Tämä auttaa viljelijöitä seuraamaan kasvustojen kehitystä, tunnistamaan täydennyskylvö- tai lannoitustarpeita, ja varhaisessa vaiheessa havaitsemaan mahdollisia ongelmia, kuten tuholaisia tai kasvitauteja. Ilmakuvaustyön lopputulos on tyypillisesti ortoilmakuva, joka pitää vielä luokitella käyttötarkoitustaan varten. Tällainen ilmakuvaus on yleensä nopea toteuttaa ja lentokorkeus on vähintään kymmeniä metrejä. Erikoiskamerat, kuten multi- ja hyperspektrikamerat, voivat tuottaa tarkempaa tietoa tutkittavasta ilmiöstä. Kuvausajankohta ja tutkittavien kasvien kasvuaste on äärimmäisen tärkeää huomioida myös suhteessa kuvausinstrumenttiin. Yleensä mitä erityisempi menetelmä, sitä herkempi se on ulkopuolisille haasteille, kuten ei-optimaaliselle kasvuasteelle ja pilvisyydelle. 

Hyöty voi olla joko suoraan täsmäviljelytyötehtävä, tai suoraan hyödyntämätön tieto laajempiin suunnitelmiin. Täsmäviljelyssä puhutaan usein 5-20 % hyödystä tarvikesäästönä tai parempana satona ja traktoreihin asennettavat vastaavat kameravarusteet ovat kymppitonniluokassa. Modernit satelliittikuvatulkinnat ovat kuitenkin äärimmäisen kova kilpailija pelkälle ilmakuvaukselle peltolohkomittakaavassa. 

Dronet voivat tuottaa tarkkoja 3D-karttoja kasvustosta tai maaperästä, mikä auttaa viljelijöitä hahmottamaan eri alueiden kasvuvaiheita ja tarpeita. Lisäksi voidaan 3D-kartoittaa erityiskohteita, kuten aumoja ja määrittää niiden tilavuutta. Aivan tavallisella dronella voidaan tuottaa jo kohtuullisen hyviä 3D-malleja. Täytyy kuitenkin huomioida, että jos dronen paikannus ei ole erityisen tarkka (esim. RTK), saattaa malli esim. kaltevuuden suhteen olla epäluotettava: auman tilavuuden saattaa saada mutta ojaa ei kannata sellaisen mallin mukaan kaivaa. Tavallista kameraa käytettäessä 3D-kuvauksessa voidaan hyödyntää erilaisia viistokuvauksia. Lidar-tutkaa käytettäessä kuvataan suoraan alaspäin. Sillä menetelmällä voidaan saada tarkempia malleja. Kameramenetelmä tekee malleista kekomaisia, kun Lidar löytää maaperän ja korkeuserot paremmin. Tulevaisuudessa on mahdollista, että droneteknologioilla voidaan kartoittaa kasvuston pituus, joka voisi aika hyvin korreloida saatavilla olevan biomassan kanssa. 

Tarkka tieto esimerkiksi aumatusta määrästä auttaa tilan toiminnansuunnittelussa, samoin kuin mitattu biomassatieto peltolohkolta. Varastoinnin optimoinnissa tässä voitaisiin puhua kokoluokkaa 5-15 % säästöstä varastoitavan rehun suhteen.  

Kasvuston lähikuvaus on menetelmä, jossa tavoitteena ei suoraan ole koko alueen kattava kartta, vaan lähikuvia otetaan yksittäisistä kohteista. Näiden yksittäisten kohteiden perusteella voidaan tehdä sitten oletuksia koko kohteesta. Tällaisella menetelmällä voidaan erityisesti kartoittaa esimerkiksi nurmiseossuhteita, tai tarkistaa yksittäisiä kohteita, joiden poikkeavuus on havaittu dronekartoituksessa tai satelliittikuvilta. 

Esimerkiksi kasvuston lajisuhteiden, kuten apilapitoisuuden, kartoitus voisi auttaa täsmentämään nurmilohkon typpilannoitusta. 

Esimerkiksi lämpökuvauksilla voidaan analysoida maaperän kosteustasoa. Tämä tieto auttaa optimoimaan salaojitusta tai kastelua. Usein salaojat sekä lohkon kosteuskäyttäytyminen erottuvat tavallisiltakin ilmakuvilta, jolloin yksittäinen ilmakuva peltolohkon yläpuolelta voi riittää ongelmien paikantamiseen. 

Seikkaperäinen aineisto voi radikaalisti auttaa salaojasuunnitelmaan, jolloin toimenpiteiden avulla voitaisiin saada peltolohkon tuottavuutta parannettua merkittävästi. 

Dronet voivat auttaa arvioimaan nurmisatoa tarkasti. Tämä antaa viljelijälle reaaliaikaista tietoa rehunurmen ruokinnallisesta laadusta ja mahdollistaa tarkemmin ajoitetun niiton. Laajemmalla kartoituksella voi saada eri peltolohkojen tilanteiden erot selville. Satelliittikuvapohjaiset ratkaisut voivat kuitenkin olla kustannustehokkuudeltaan monissa tilanteissa toimivampi lähestymistapa.

Lohkojen suhteellisen tiedon avulla rehunkorjuuta voisi lohkokohtaisesti optimoida nykyistä tarkemmin. 

Dronet voivat auttaa valvomaan eläimiä laitumilla ja havaitsemaan mahdollisia ongelmia, kuten sairaita tai eksyneitä eläimiä. Aihealueen sovellutukset maailmalla ovat enimmäkseen keskittyneet eksyneiden kotieläinten löytämiseen tai eläinten paimentamiseen. Sairaiden eläinten tunnistamisessa on potentiaalia, mutta Suomen olosuhteissa usein kiinteällä kamerajärjestelmällä voitaisiin saada tuloksia helpommin.

Yksittäisen eläimen terveydentilan heikkenemisen varhainen havainnointi voi olla merkittävä etu mahdollistaen nopean reagoinnin ja tilanteen korjaamisen yksittäisen tai jopa useamman eläimen kohdalla.

Dronet voivat auttaa seuraamaan monipuolisesti erilaisia ympäristötekijöitä, kuten pellon tai ympäristön biodiversiteettiä, alueen tulvia tai eroosioriskialueita. Tämä voi auttaa viljelijöitä ennakointitoimissa ja riskienhallinnassa.

Tällä hetkellä taloudellista hyötyä pellonpiennarten kartoittamisesta ja biodiversiteetin havainnoinnista voi olla vaikeaa saada, mutta aihealueen ympärillä tehdään tutkimusta esimerkiksi puna-apilan pölyttäjistä riippuvaisen siementuotannon kehittämiseksi dronekuvauksia hyödyntämällä. Viljelijä voi suunnitella ympäristöseurannan avulla toimintaansa paremmin kestävän kehityksen periaattein, ja tulevaisuuden ympäristötukinäkökulmasta toimivat menetelmät olisivat erittäin tervetulleita.  

Erityisesti laitumien seurannassa säännöllisellä dronekuvauksella voi saada selville laidunten suhteellisen tilan. Tämä voi auttaa maanviljelijöitä tekemään päätöksiä laidunten kierrossa ja eläinten liikkumisessa. Säännöllinen seuranta on droneoperoinnin näkökulmasta työlästä, joten palveluna tässä täytyisi olla liki täysin automaattinen drone-in-a-box -ratkaisu. 

Lohkolla tapahtuvia muutoksia seuraamalla voidaan optimoida laidunlohkojen käyttöä ja ohjata laiduntavia eläimiä oikeille alueille, jolloin laidunkapasiteetti saadaan maksimaalisesti hyödynnettyä. Tässäkin käytännön hyöty voi olla kymmeniä prosentteja laidunpinta-alana tai satomääränä. Pelkkä kartoitustehtävä ei kuitenkaan vielä ole optimointisuositus.

Erityisesti levitystehtävään suunnitellut dronet voivat kohdentaa toimenpiteitä, kuten kylvöä tai lannoitusta, tiettyihin rajattuihin alueisiin. Tämä vähentää tarvetta laajamittaiselle käsittelylle ja voi säästää resursseja. Menetelmällä nähdään potentiaalia esimerkiksi aikaisin keväällä tehtävään täydennyskylvöön pellon ollessa märkyyden takia vielä haasteellinen traktorityön toteutukselle. Droneoperoinnin ja lainsäädännön kannalta toimenpiteet ovat haastavia, sillä dronet painavat yli 25 kg ja ne tekevät pudotuksen. Markkinoilla olevilla kalustoilla on myös hyvin rajallinen kapasiteetti. Realismia on tällä hetkellä kokoluokkaa 100-200 kg levittäminen tunnin aikana, toki ala ja teknologiat kehittyvät jatkuvasti. Tämä voisi riittää esimerkiksi täydennyskylvöön yhdelle keskisuurelle lohkolle. Kapasiteetin kasvaessa kysymykseksi nousee lannoitteiden tai siementen logistiikka pellolle, sekä dronen akkujen lataaminen pellolla, mutta näihin on jo maailmalla toteutettu erilaisia vedettäviä tankkaus- ja latausaseman tyyppisiä ratkaisuja.  

Hyötynä olisi erityisesti täydennyskylvön toteutus aikaisempaan ajankohtaan, kun välttämättä muita peltokiireitä ei vielä ole. Myös raskaalle työkoneyhdistelmälle liian pieniä alueita voisi täydennyskylvää. Satotuotto lohkolla voisi parantua luokkaa 10 %.

Tulevaisuudessa dronet voivat levittää kasvinsuojeluaineita tarkasti ja kohdistetusti. Tämä mahdollistaa resurssien tehokkaamman käytön ja vähentää ympäristövaikutuksia. Karjatiloilla tähän ei välttämättä ole suurinta tarvetta, mutta keskeisenä potentiaalisena dronepalveluna on se syytä nostaa esille. Monimutkainen lainsäädäntö estää toistaiseksi kasvinsuojeluaineiden levitykseen tähtäävän dronetoiminnan. Vuoden 2023 lopun hetkellä tarkastellessa EU lainsäädännöltä menee vielä useampi vuosi ennen toimintaa tukevan luvituksen mahdollistumista.  Ilmailulainsäädäntö, kasvinsuojeluaineita koskevat direktiivit sekä työkonedirektiivi kaikki kieltävät toiminnan. Sama dronerunko voi soveltua piensiementen levitykseen sekä ruiskutukseen, mutta tämän päivän kalusto tuskin täyttää ikinä työkonedirektiivin vaatimuksia kasvinsuojeluaineiden ruiskutuksen näkökulmasta, eli tänä päivänä hankittu täydennyskylvödrone tuskin ikinä tulisi kasvinsuojeluaineita levittämään.

Hyödyt löytyvät erityisesti siitä, että kasvinsuojelua voidaan tehdä pieniä määriä kun sitä tarvitaan, ei ole pakko hoitaa koko lohkoa varmuuden vuoksi. Droneja käyttämällä vältetään myös kasvuston tallaantuminen. 

Erityisesti tehtävään kehitetyt dronet voivat kerätä maaperänäytteitä ja suorittaa analyysejä maaperän ominaisuuksista. Tämä auttaa mukauttamaan lannoitusta ja muita viljelytoimia maaperän tarpeisiin. Kehitys on kuitenkin vielä prototyyppiasteella, ja usein dronen maaperäanalyyseillä viitataan vain ilmakuvaukseen ja sen aineiston tulkintaan. Tähän aihealueeseen on kehitteillä myös erilaisia tutkausmenetelmiä.  

Kuten viljavuusnäyteanalyyseissä, näiden analyysien tuloksia käytetään tehokkaan ja kestävän maatalouden suunnitteluun ja toteutukseen, kun ravinnetasot ovat paremmin tiedossa.