Voćne vrste su posebno osetljive na niske temperature u periodu cvetanja i zametanja ploda. U ovoj fenofazi reproduktivni organi biljke su izuzetno osetljivi, pa čak i kratkotrajni pad temperature može izazvati oštećenje tučka, prašnika ili mladog ploda. Kada dođe do takvog oštećenja, više ne može normalno da se razvije plod, što direktno utiče na smanjenje prinosa.

Posebno su osetljive vrste koje rano cvetaju, kao što su kajsija i breskva, ali i druge voćne vrste poput trešnje, šljive, jabuke i kruške mogu pretrpeti značajne štete ukoliko dođe do pojave mraza u kritičnom periodu razvoja cveta.

Kritične temperature pri kojima dolazi do oštećenja cvetova relativno su visoke u odnosu na temperature koje biljke mogu da podnesu tokom zimskog mirovanja. Već temperature između –2°C i –3°C mogu izazvati oštećenja cvetnih organa, dok temperature niže od –4°C često dovode do gotovo potpunog gubitka prinosa kod osetljivijih vrsta.

Prema podacima stručnjaka sa Poljoprivrednog fakulteta u Beogradu, prolećni mraz u fazi cvetanja i precvetavanja može uništiti i do 90% roda voća. U Srbiji je rizik dodatno povećan jer se usled klimatskih promena početak vegetacije pomerio za oko dve nedelje ranije u odnosu na višegodišnji prosek.

Rizik od prolećnog mraza posebno je izražen tokom vedrih noći bez oblačnosti i vetra. U takvim uslovima dolazi do intenzivnog hlađenja površine tla, što uzrokuje nagli pad temperature vazduha u donjim slojevima atmosfere. Kada se tome pridruži i nedostatak vetra koji bi mešao vazdušne slojeve, hladan vazduh ostaje zarobljen u zoni voćnjaka. Upravo tada dolazi do pojave poznate kao temperaturna inverzija, koja značajno povećava rizik od oštećenja cvetova i mladih plodova.

Kako nastaje temperaturna inverzija u voćnjaku

Temperaturna inverzija je meteorološka pojava pri kojoj je vazduh u nižim slojevima hladniji od vazduha iznad njega. Ova pojava se često javlja tokom hladnih, vedrih i mirnih noći. U takvim uslovima površina tla veoma brzo gubi toplotu koju je akumulirala tokom dana, pa dolazi do intenzivnog hlađenja vazduha neposredno iznad tla.

U normalnim atmosferskim uslovima temperatura vazduha opada sa visinom. Međutim, tokom temperaturne inverzije situacija je obrnuta – hladniji vazduh ostaje u donjim slojevima, dok se topliji slojevi nalaze nekoliko metara iznad tla.

U voćnjacima to znači da se najhladniji vazduh zadržava upravo u zoni krošnje, gde se nalaze cvetovi i mladi plodovi. Istovremeno, na visini od nekoliko metara iznad voćnjaka temperatura može biti primetno viša. Razlika između temperature pri tlu i temperature na visini od nekoliko metara često može iznositi od 2 do čak 5°C.

Ova razlika u temperaturi ima veliki praktični značaj za sisteme zaštite od mraza. Mnoge metode zaštite, poput ventilatora ili helikoptera, zasnivaju se upravo na principu mešanja vazdušnih slojeva, odnosno na spuštanju toplijeg vazduha iz viših slojeva u zonu krošnje gde se nalaze cvetovi. Na taj način moguće je povećati temperaturu u kritičnoj zoni i ublažiti negativne posledice mraza.

Klasične metode zaštite voćnjaka od mraza – uporedni pregled

Voćari širom sveta koriste različite metode kako bi smanjili negativne posledice prolećnog mraza. Svaka metoda ima specifične prednosti i ograničenja, a izbor zavisi od veličine zasada, budžeta i lokalnih uslova.

Iako ove metode mogu biti veoma efikasne u zaštiti voćnjaka od mraza, njihova primena često zahteva značajna finansijska ulaganja i složenu organizaciju rada. Instalacija ventilatora ili sistema za orošavanje predstavlja ozbiljnu investiciju, dok primena grejalica ili sveća podrazumeva velike troškove tokom svake mrazne noći.

Pored toga, mnoge od ovih metoda zahtevaju i veliku potrošnju energije ili vode, kao i stalno prisustvo radnika koji moraju nadzirati sistem i reagovati u pravom trenutku. Upravo u tom kontekstu poslednjih godina sve češće se razmatra mogućnost korišćenja poljoprivrednih dronova kao dodatnog, mobilnog i ekonomičnijeg alata u zaštiti voćnjaka od prolećnog mraza.

Kako poljoprivredni dron može pomoći u zaštiti od mraza

Poljoprivredni dronovi imaju više snažnih rotora koji tokom leta stvaraju intenzivnu vazdušnu struju. Ova struja može imati značajnu ulogu u mešanju vazdušnih slojeva iznad voćnjaka, što je upravo princip na kojem se zasnivaju mnogi sistemi zaštite od mraza.

Kada dron leti iznad krošnje voćnjaka, vazdušna struja koju stvaraju rotori pokreće vazdušne mase u neposrednoj blizini biljaka. Na taj način dolazi do podizanja hladnog vazduha koji se zadržava u zoni krošnje, dok se istovremeno topliji vazduh iz viših slojeva atmosfere spušta prema biljkama. Ovaj proces može dovesti do delimičnog ujednačavanja temperature i stabilizacije mikroklimatskih uslova u voćnjaku.

U praksi to znači da se u određenim uslovima može postići privremeno povećanje temperature u zoni cvetova i mladih plodova, što može biti dovoljno da se izbegne kritična granica smrzavanja.

Ključne prednosti dronova u zaštiti od mraza:

• Mobilnost – dron može brzo preći sa jednog voćnjaka na drugi

• Brzina reakcije – može biti u vazduhu za nekoliko minuta od detekcije mraza

• Niža cena u poređenju sa helikopterima i stacionarnim ventilatorima

• Mogućnost kombinovanja sa ostalim metodama zaštite

Posebno interesantna mogućnost pojavljuje se sa razvojem velikih poljoprivrednih dronova nove generacije. Savremeni modeli, poput DJI Agras T50 i DJI Agras T100, poseduju snažne motore i velike propelere koji generišu značajnu količinu vazdušnog protoka. Iako su ovi dronovi prvenstveno razvijeni za prskanje useva i preciznu primenu sredstava za zaštitu bilja, njihova aerodinamička svojstva otvaraju mogućnost i za eksperimentalnu primenu u upravljanju mikroklimom u voćnjacima.

Model DJI Agras T50, koji je namenjen intenzivnim poljoprivrednim operacijama, opremljen je snažnim rotorima koji omogućavaju stabilan let i pri većim opterećenjima. Zahvaljujući tome, tokom leta iznad zasada može stvoriti snažan tok vazduha koji potencijalno doprinosi mešanju vazdušnih slojeva.

Još veći potencijal imaju dronovi velikog kapaciteta kao što je DJI Agras T100, koji je projektovan za rad na velikim površinama i zahtevnim uslovima. Veća masa, snažniji pogonski sistemi i veći prečnik propelera omogućavaju generisanje još jače vazdušne struje, što može imati značajan uticaj na kretanje vazduha iznad voćnjaka.

Važno je naglasiti da primena dronova u zaštiti od mraza još uvek nije standardna praksa u voćarstvu i da se ova mogućnost tek istražuje. Ipak, upravo razvoj snažnih poljoprivrednih dronova otvara nove perspektive za njihovu primenu ne samo u zaštiti bilja, već i u upravljanju mikroklimatskim uslovima u voćarskoj proizvodnji.

Naučna istraživanja o korišćenju dronova protiv mraza – rezultati iz 2024.

Eksperimentalna istraživanja pokazala su zanimljive rezultate u vezi sa korišćenjem dronova za ublažavanje efekata prolećnog mraza. U studiji objavljenoj 2024. godine u naučnom časopisu Biosystems Engineering (Qiao i sar., 2024.), analiziran je uticaj više-rotorskog drona na temperaturno polje u voćnjaku tokom pojave temperaturne inverzije.

U istraživanju je korišćen model DJI Agras T40, koji je prethodnik aktuelnog DJI Agras T50. Ovo je značajno jer savremeni modeli poput T100 imaju još snažnije rotore i veći kapacitet vazdušnog protoka, što sugeriše potencijalno još bolje rezultate u praksi.

Rezultati su pokazali da let drona na visini od približno 6 metara može izazvati značajno mešanje vazdušnih slojeva iznad krošnje voćaka. U takvim uslovima zabeleženo je veoma brzo stabilizovanje temperaturnog polja, često za manje od 20 sekundi, dok je u zoni krošnje zabeleženo povećanje temperature od približno 2,5 do 3°C.

Ovakvo povećanje temperature može biti dovoljno da se izbegne kritična granica smrzavanja cvetova, naročito u situacijama kada je mraz slabijeg intenziteta.

Ipak, efekat korišćenja dronova zavisi od više faktora. Na rezultate mogu uticati meteorološki uslovi tokom noći, visina i način leta drona, jačina samog mraza, kao i trajanje perioda niskih temperatura. Zbog toga je pravilno planiranje intervencije i praćenje vremenskih uslova od ključnog značaja za uspešnu primenu ove tehnologije.

Kada dronovi mogu pomoći, a kada ne

Primena dronova u zaštiti voćnjaka od prolećnog mraza ima najveći potencijal u određenim meteorološkim i proizvodnim uslovima. Najbolji rezultati mogu se očekivati kada je mraz slabijeg intenziteta i kada postoji temperaturna inverzija koja omogućava mešanje vazdušnih slojeva.

Najpovoljniji uslovi za primenu dronova:

• mraz slab do umeren (od –1°C do –3°C u zoni krošnje)

• prisutna temperaturna inverzija

• hladan period relativno kratak (do nekoliko sati)

• voćnjak srednje veličine

Situacije u kojima efekat drona može biti ograničen:

• veoma jak mraz (ispod –5°C)

• dugotrajne niske temperature

• jak vetar (iznad 8 km/h)

• ekstremni vremenski uslovi

Zbog toga se dronovi trenutno posmatraju kao dopunska metoda zaštite, a ne kao zamena za sve postojeće sisteme. Međutim, u kombinaciji sa drugim pristupima, dronovi mogu značajno doprineti efikasnosti celokupnog sistema zaštite.

Budućnost primene dronova u zaštiti voćnjaka

Razvoj poljoprivrednih dronova poslednjih godina izuzetno je brz. Novi modeli imaju sve veću nosivost, snažnije rotore i duže vreme leta, što otvara mogućnost njihove primene u sve većem broju poljoprivrednih operacija.

U budućnosti se očekuje razvoj naprednih sistema koji će omogućiti automatsko praćenje temperature u voćnjacima i pravovremenu reakciju na pojavu mraza. Integracija dronova sa meteorološkim stanicama i digitalnim sistemima za monitoring zasada mogla bi omogućiti autonomne noćne prelete dronova u momentima kada postoji rizik od naglog pada temperature.

Ovakav pristup već se testira u praksi. U okviru evropskog projekta agROBOfood, kompanija eVineyard je razvila sistem koji na osnovu podataka sa IoT senzora u vinogradu automatski pokreće dron kada detektuje uslove za pojavu mraza. Eksperimenti su pokazali da se let drona može pokrenuti automatski, a algoritam za planiranje leta samostalno generiše optimalnu rutu iznad ugroženog zasada.

Takvi sistemi mogli bi doprineti preciznijem upravljanju mikroklimom u voćnjacima i omogućiti proizvođačima da pravovremeno reaguju na pojavu mraza. Na taj način bi se značajno smanjio rizik od gubitka prinosa, posebno u osetljivim fenofazama razvoja voća.

U kombinaciji sa drugim metodama zaštite, dronovi bi u budućnosti mogli postati važan deo savremenog sistema upravljanja voćarskom proizvodnjom, naročito u intenzivnim zasadima gde je brzina reakcije presudna.

FAQ – Najčešća pitanja o dronovima i zaštiti od mraza

Da li dron može zaštititi voćnjak od mraza?

Dron može pomoći u ublažavanju efekata slabog prolećnog mraza mešanjem hladnog i toplijeg vazduha u voćnjaku. Naučna istraživanja potvrdila su efikasnost ovog pristupa kod mraza slabijeg intenziteta.

Koliko dron može povećati temperaturu u voćnjaku?

Istraživanja (Qiao i sar., 2024, Biosystems Engineering) pokazuju da dron može povećati temperaturu u zoni krošnje za približno 2,5 do 3°C, sa stabilizacijom temperaturnog polja za manje od 20 sekundi.

Kada dronovi imaju najveći efekat protiv mraza?

Najveći efekat imaju tokom temperaturne inverzije, kada je topliji vazduh prisutan iznad hladnog sloja u zoni krošnje voćaka.

Da li dron može zameniti ventilatore ili orošavanje?

Ne u potpunosti. Dronovi se trenutno smatraju dopunskom metodom zaštite, ali mogu značajno doprineti efikasnosti celokupnog sistema, posebno na manjim i srednjim površinama.

Da li se poljoprivredni dronovi već koriste u voćarstvu?

Da. Poljoprivredni dronovi se već široko koriste za:

• prskanje voćnjaka

• monitoring zasada

• detekciju bolesti

• preciznu zaštitu bilja

Koji dron je korišćen u naučnom istraživanju zaštite od mraza?

U studiji Qiao i sar. (2024) korišćen je DJI Agras T40, prethodnik modela DJI Agras T50. Rezultati sugerišu da noviji modeli poput T50 i T100 mogu ostvariti još bolje rezultate zahvaljujući snažnijim rotorima.

Koliko košta zaštita voćnjaka od mraza dronom?

Cena zavisi od veličine voćnjaka i učestalosti intervencija. Prednost drona je što ne zahteva posebnu infrastrukturu poput ventilatora ili sistema za orošavanje. Za detaljne informacije o cenama DJI Agras dronova i mogućnostima primene, kontaktirajte naš tim na preciznapoljoprivreda.rs.

Da li je zakonski dozvoljeno leteti dronom noću iznad voćnjaka u Srbiji?

Noćni letovi zahtevaju posebno odobrenje od Direktorata civilnog vazduhoplovstva Srbije. U okviru naše obuke za operatere, detaljno pokrivamo sve aspekte zakonske regulative, uključujući postupak prijave letova i dobijanja potrebnih dozvola.

Vaš Partner u Preciznoj Poljoprivredi

Na platformi preciznapoljoprivreda.rs voćarima i poljoprivrednicima nudimo kompletnu podršku u primeni savremenih tehnologija u proizvodnji.

Naša ponuda uključuje:

• Prodaju DJI Agras T100, T50, T25 i T25P poljoprivrednih dronova sa kompletnom opremom

• Kompletnu obuku za operatere na Poljoprivrednom fakultetu u Novom Sadu – sertifikovani program koji važi za najbolji u Srbiji

• Konsultantske usluge za optimizaciju prskanja, zaštite od mraza – prilagođeno vašim usevima i potrebama

• Tehničku podršku i servis tokom cele sezone

Ako želite da saznate kako dronovi mogu unaprediti rad u vašem voćnjaku ili ratarskoj proizvodnji, kontaktirajte nas za besplatnu konsultaciju i demonstraciju rada drona.

www.preciznapoljoprivreda.rs

U saradnji sa profesorima Poljoprivrednog fakulteta u Novom Sadu.

Izvori

Qiao, B., Wang, L., Han, H., Huang, Z., Lin, Y., Jia, Z., Nie, H., He, X., & Liu, Y. (2024). Effects of airflow disturbance from a multi-rotor unmanned aerial vehicle on fruit tree frost protection. Biosystems Engineering, 238, 1–14.