Czytelników „Lasu Polskiego” nieco zaskoczyły tezy mojego artykułu 100 lat lotniczej ochrony lasów (nr 6/2025) o braku możliwości wykonywania zabiegów agrolotniczych przy użyciu dronów. Spieszę więc z wyjaśnieniem tego zagadnienia…

Bezzałogowe statki powietrzne stały się w ostatnich latach powszechnie stosowanym narzędziem (a raczej uniwersalnym nośnikiem wielu narzędzi) wykorzystywanym w gospodarce leśnej. Zaczęło się od geomatyki…

Początki w Lasach

To dzięki naczelnikowi z Dyrekcji Generalnej Lasów Państwowych, Krzysztofowi Okle, który fascynował się wszelkimi latającymi wynalazkami, w czerwcu 2008 r. w Nadleśnictwie Kaliska pracownicy Politechniki Gdańskiej zademonstrowali drony z zamocowanymi aparatami fotograficznymi. Długi czas trwała dyskusja, jakich kamer używać, aby zebrać jak najwięcej potrzebnych nam informacji i w jaki sposób ze zbioru dziesiątek (setek) kolejnych zdjęć stworzyć ortofotomapę. Dwa lata później, podczas zorganizowanej w Rogowie V konferencji Systemy Informacji przestrzennej w LP, firma Taxus SI przedstawiła ortomozaikę ze zdjęć niemetrycznych wykonanych z bezzałogowego samolotu. Rozwój sprzętu i oprogramowania rozwiązał problemy, a dokumentację z lotów można już uzyskać praktycznie natychmiast.

Na początku zdjęcia z dronów wykorzystywane były do analizy geometrii wydzieleń (w tym aktualizacji map numerycznych), ale rozwój sensorów z bliską podczerwienią umożliwił analizy stanu zdrowotnego drzewostanów i lokalizowanie posuszu czynnego. Niezależnie od ilości śmigieł i ich rozmieszczenia drony jako nośniki różnego rodzaju sensorów sprawdziły się w praktyce.

Wszechstronne narzędzie

Drony używane są dziś w codziennej pracy nadleśnictw. Poza stanem posiadania i ochroną lasu wykorzystywane są w ochronie przeciwpożarowej, hodowli (m.in. do oceny owocowania drzew), ochronie przyrody (do obserwacji zasiedlenia gniazd), ochronie mienia, gospodarce łowieckiej czy projektowaniu inwestycji. Na razie tylko do pozyskania i zrywki drewna nie wykorzystuje się dronów, ale to tylko kwestia czasu, bo takie prace trwają. W rolnictwie od lat stosuje się drony do aplikacji kruszynka w celu zwalczania omacnicy prosowianki w uprawach kukurydzy. Makroorganizmy, takie jak kruszynek właśnie, nie są traktowane jak środki ochrony roślin, z tego powodu ich stosowanie i lotnicza aplikacja nie podlegają żadnym regulacjom prawnym. Korzystając z wypracowanej technologii, w 2021 r. Instytut Badawczy Leśnictwa przeprowadził próbę dronowej aplikacji kruszynka w celu zwalczania osnui gwiaździstej w Nadleśnictwie Kolumna.

Od niedawna, na fali popularności „rolnictwa precyzyjnego”, na polskim rynku pojawiły się różnej wielkości drony agrolotnicze przeznaczone do wykonywania oprysków i opylania, o udźwigu do kilkudziesięciu kilogramów. W internecie można znaleźć kilkanaście firm oferujących takie drony, sporo filmów reklamowych, dużo informacji o wyposażeniu elektroniczno-nawigacyjnym, oprogramowaniu, radarach, nawet o tym, że zastosowanie białych śmigieł zwiększa wydajność zabiegów… Ale to, co najważniejsze, to brak szczegółowych informacji o parametrach aplikacyjnych.

Siała baba mak…

Czego zatem możemy się dowiedzieć z ogólnie dostępnych materiałów? Oto przykład: Aby osiągnąć optymalne rezultaty rozpylania, poniższe parametry są oferowane do celów referencyjnych. Prędkość lotu: 4–6 m/s. Rozmiar kropli: 50–500 µm (zależnie od rodzaju pestycydu i uprawy). Efektywna szerokość oprysku (na wysokości 3 m nad uprawami) 4–11 m. Ustaw parametry zgodnie z warunkami środowiskowymi, terenem i gatunkiem upraw. Powyższe dane mają charakter orientacyjny.

Jeszcze ciekawsze są zapisy instrukcji dotyczące aparatury rozsiewającej materiały sypkie.

Zakres rozrzutu: Zmienia się w zależności od średnicy materiału, prędkości obrotowej dysku wirnika, rozmiaru wylotu zasobnika i wysokości lotu. Dla najlepszej wydajności pracy zaleca się dostosowanie odpowiednich zmiennych w celu osiągnięcia zakresu rozrzutu od 4,5 do 7 m.

Jak na podstawie tak ogólnikowych danych użytkownik ma „ustawić parametry zgodnie z warunkami” i „dostosować odpowiednie zmienne”, aby osiągnąć precyzyjne dawkowanie substancji i wymaganą jakość aplikacji? Jaki będzie współczynnik zmienności dawki, gdy rekomendowaną szerokość oprysku można zwiększyć o 175%, a rozrzutu o 55%?Czy bez dodatku adiuwantów można uzyskać średnicę kropel 50 µm? I skąd się wzięła podawana we wszystkich ulotkach szerokość rozrzutu 8 m?Na te pytania nie byli w stanie odpowiedzieć nawet pracownicy jednostki badawczo-wdrożeniowej, oferującej takie drony, gdyż nikt w Polsce nie robił tego typu badań i nikt nie zna wyników badań prowadzonych przez producenta!

W przypadku stosowania dronów do wysiewu nasion i aplikacji makroorganizmów nie obowiązują żadne regulacje formalnoprawne. Możemy więc metodą prób i błędów na asfaltowym czy betonowym placu przeprowadzić testy dawkowania oraz równomierności rozkładu poprzecznego, w zależności od wielkości ziaren, i na tej podstawie określić szerokość smugi.

W przypadku aplikacji nawozów niewielkie restrykcje dotyczące warunków atmosferycznych i stref buforowych nakłada art. 19 ustawy z 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu. W tym przypadku zalecana zmienność dawkowania nie powinna być większa niż 20%. Analogiczne testy też można przeprowadzić, ale bez profesjonalnej aparatury (rozłożonych próbników) i oprogramowania analizującego dane określenie równomierności dawki i wybranie właściwej szerokości smugi będzie niemożliwe.

W książce Zabiegi agrolotnicze w ochronie lasu przedstawiona została matematyczna zależność pomiędzy parametrami zabiegu:

Chcąc otrzymać zalecaną w etykietach środków owadobójczych dawkę cieczy roboczej przy aplikacji agrolotniczej (3 l/ha), przyjmując parametry podane przez producenta (prędkość lotu 5 m/s, szerokość smugi 4–11 m), przepływ powinien mieścić się w przedziale od 0,36 l/min do 1 l/min w zależności od przyjętej szerokości smugi. Analogiczne wyliczenia można przeprowadzić, planując wysiew nasion lub nawozów. Jednak nadal nie będziemy wiedzieć, jaka jest zmienność rozkładu przestrzennego i jakie jest znoszenie środka. Do zaplanowania zabiegu powinniśmy również znać czas lotu drona. W instrukcji zapisano, że czas lotu drona z pełnym ładunkiem wynosi ok. 5–7 minut. Wymaga to zapewnienia dodatkowych akumulatorów oraz możliwości ich bieżącego ładowania.

Na prawo patrz!

Aplikacja środków ochrony roślin metodą agrolotniczą jest regulowana przez ustawę z 8 marca 2013 r. o środkach ochrony roślin. Aplikacja z powietrza może być stosowana, jeżeli zwalczanie organizmów szkodliwych nie jest możliwe przy użyciu rozwiązań naziemnych lub stwarza mniejsze zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt lub dla środowiska. Jednoznacznie w ustawie oraz aktach wykonawczych wprowadzone zostały wymagania formalne i organizacyjne. W aktualnym stanie prawnym drony opryskujące nie korzystają z żadnych ułatwień, a postawione wymagania muszą być spełnione w pełnym zakresie. Aby zgodnie z zapisami prawa wykonać zabieg agrolotniczy przy użyciu pestycydów, zlecający jego przeprowadzenie musi zapewnić Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Roślin i Nasiennictwa o spełnieniu następujących warunków:

1. udowodnić należy, że nie ma możliwości wykonania zabiegu sprzętem naziemnym lub przeprowadzenie zabiegu naziemnego będzie bardziej niebezpieczne dla ludzi i środowiska;
2. do zabiegu winien wykorzystać statek powietrzny (nośnik aparatury agrolotniczej) przeznaczony do wykonywania zabiegów agrolotniczych oraz aparaturę aplikacyjną, posiadającą aktualne badania techniczne;
3. pilot (operator) statku powietrznego musi mieć aktualne przeszkolenie w zakresie lotniczej aplikacji środków ochrony roślin;
4. należy stosować wyłącznie środki ochrony roślin dopuszczone do stosowania metodami agrolotniczymi (posiadać stosowny zapis w etykiecie środka);
5. należy wykonywać zabieg w określonych warunkach atmosferycznych i przy zachowaniu właściwych stref buforowych.

Przewóz dronami materiałów niebezpiecznych, mogących stanowić ryzyko dla ludzi, jednoznacznie kwalifikuje loty tych obiektów do kategorii „certyfikowanej”, co wymaga od dodatkowych uprawnień oraz ubezpieczenia.

Jednostki Lasów Państwowych, jako profesjonalni użytkownicy środków ochrony roślin, muszą spełnić te wszystkie wymagania. Zaplanowanie zabiegu i próba przekonania Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Roślin i Nasiennictwa, że sprzętem naziemnym „się nie da”, nie jest rzeczą niemożliwą, chociaż mało prawdopodobną, ale przebadanie u upoważnionego diagnosty dronowej aparatury aplikacyjnej zgodnie z obowiązującą metodyką i na podstawie obecnej wiedzy będzie już zadaniem karkołomnym. Chcąc więc stosować literalnie przepisy prawa, bezzałogowe statki powietrzne wyposażone w różnego rodzaju sensory mogą być używane do analiz stanu upraw, ale do nanoszenia środków ochrony roślin na razie nie.

Uchylona furtka

Procedowane rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie zrównoważonego stosowania środków ochrony roślin otwiera furtkę do stosowania bezzałogowych statków powietrznych w rolnictwie, leśnictwie i szeroko rozumianej ochronie środowiska. Zapisy w obecnej wersji projektu zakładają obowiązek rejestrowania sprzętu aplikacyjnego do użytku profesjonalnego oraz konieczność przeprowadzenia analizy ryzyka precyzyjnego stosowania pestycydów. Nie da się tego zrobić bez dokładnego przebadania parametrów aplikacji. Aparatura zabudowana na latających w Polsce samolotach i śmigłowcach była od początku lat 70. XX w. szczegółowo badana przez Instytut Lotnictwa we współpracy z Akademią Rolniczo-Techniczną w Olsztynie na poligonie w Kętrzynie. Badania pozwoliły określić przede wszystkim zmienność rozkładu poprzecznego aplikowanej substancji (cieczy, pyłu, granulatu) w zależności od wysokości i prędkości lotu danego statku powietrznego, kierunku i siły wiatru oraz toru przemieszczania się cząstek w wirze zaśmigłowym. W przypadku aparatury opryskowej badano również strukturę wielkości kropel oraz gęstość oprysku (liczbę kropel osiadłych na 1 cm²). Dane te pozwoliły precyzyjnie określić zalecaną szerokość przejścia roboczego dla danego typu aparatury i statku powietrznego przy założeniu, że poprzeczna zmienność dawki musi być mniejsza niż 20%. Na podstawie tych badań w 1973 r. wydana została broszura Technologia zabiegów agrolotniczych wykonywanych w kraju. W latach 90. XX w., przy współpracy z Instytutem Badawczym Leśnictwa, badano przenikanie cieczy roboczej przez korony drzew oraz rozkład przestrzenny oprysków ultradrobnokroplistych wykonywanych przy użyciu atomizerów Micronair AU-5000 zabudowanych na samolocie M-18 Dromader. W 1989 r. wydano Instrukcję technologiczną chemicznego zwalczania szkodników liściożernych, która została znowelizowana w 1995 roku. W 2014 r. badano rozkład cieczy z atomizerów Micronair AU-7000 zabudowanych na wiatrakowcu Zen-1. Do wykonywania lotów agro dopuszczeni byli wyłącznie piloci zawodowi, którzy ukończyli specjalistyczne szkolenie i posiadali potwierdzający to wpis do licencji. Tak więc zleceniodawca zabiegu agrolotniczego i jego wykonawca mieli wiedzę oraz umiejętności, aby zabieg ten wykonać skutecznie i bezpiecznie, przy użyciu odpowiednio dobranej i ustawionej aparatury aplikacyjnej.

Cóż mamy dzisiaj? Mamy przepiękne, kolorowe oferty, ale brak w nich wiedzy o tym, jaka będzie równomierność aplikacji. Bez dokładnego przebadania jej parametrów (podobnie, jak to było w przypadku aparatury samolotowej i śmigłowcowej) nie możliwe będzie dopuszczenie dronów do aplikacji pestycydów. Albo potencjalni nabywcy zmuszą dystrybutorów do przedstawienia wyników badań prowadzonych przez producentów, albo takie badania trzeba będzie przeprowadzić we własnym zakresie, zapewne na koszt PGL LP. I żadne białe śmigiełka nam w tym nie pomogą…