Aktuální vydání

celé číslo

06

2019

Počítačová podpora vývoje a výroby, software pro řízení údržby 

celé číslo

Létající laserový systém zjišťuje napadení vinné révy houbovými chorobami

V letním počasí se nad vinicemi heilbronnské vinařské společnosti ozývá jemný bzukot. Pochází od malého, dálkově řízeného dronu (hexacopter), který ve výšce několika málo metrů nad terénem přelétává nad vinnou révou. Na dronu je zavěšena černá skříňka velikosti asi krabice od bot, ve které je umístěn speciální laserový detekční systém. S jeho pomocí chtějí odborníci Německého střediska pro letectví a kosmonautiku DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) již v blízké budoucnosti včas odhalovat napadení vinné révy houbovými chorobami a tak zabránit ztrátám výnosů vinic a zmenšit spotřebu prostředků používaných k ochraně rostlin vinné révy před škůdci. 

Houbové choroby vinné révy jsou postrachem vinařů

Aktuálně jsou vědečtí pracovníci Ústavu pro technickou fyziku DLR (Institut für Technische Physik) se sídlem v Lampoldshausenu uprostřed vývojové fáze létajícího laserového systému, který by měl na vinici včas zjistit napadení vinné révy houbovými chorobami. „Naším cílem je realizovat a ve stadiu prototypu ověřit kompaktní a cenově výhodný detekční systém, který by umožnil plošně a systematicky sledovat velké pěstitelské a osevní plochy a v co nejranějším stadiu zjistit napadení hospodářských rostlin škůdci,“ shrnuje Dr. Christoph Kölbl, vědecký pracovník ústavu DLR. Vědci přitom musí vyřešit tři důležité problémy: navrhnout detekční zařízení, které bude současně pracovat bezchybně a co nejpřesněji, bude lehké a schopné použití za letu a bude realizovatelné za ekonomicky přijatelné náklady (obr. 1).

Zařízení na bázi dronů se v zemědělství již úspěšně používají, např. k cílené aplikaci prostředků na ochranu rostlin nebo při určování optimálního časového okamžiku hnojení nebo závlahy. Ve vinařství způsobuje velké škody speciálně napadení vinné révy houbovými chorobami. Napadené hrozny je třeba při sklizni nákladně vytřídit, přesto ovšem trpí kvalita úrody a v celku i hospodářský výnos. 

Důležitá je včasná lokalizace houbové choroby

Aby se zabránilo šíření nákazy houbovými chorobami, je důležité tyto choroby včas poznat a začít proti nim bojovat. V Evropě se asi 60 % všech spotřebovaných prostředků na ochranu rostlin před houbovými chorobami, tzv. fungicidů, používá ve vinařství. „Zjistí-li napadení rostliny houbovou chorobou dostatečně včas, lze zavést cílená protiopatření a zajistit lokální ohraničení nákazy. Tím klesají výdaje na postřikové prostředky, šetří se životní prostředí a rovněž roste kvalita vína jako výsledného produktu,“ bilancuje Dr. Kölbl.

V tažení proti houbovým chorobám používají odborníci DLR metodu aktivní fluorescenční detekce. Laser optimalizovaný pro tento účel vysílá neviditelné a pro lidi i zvířata zcela neškodné laserové paprsky, které při dopadu na vinnou révu vyvolají pouhým okem nezjistitelný fluorescenční jev, tj. aktivují zasažený povrch k druhotnému záření. Toto záření – nebo, fyzikálně řečeno, odražené rozptýlené fluorescenční světlo s vlnovým spektrem lišícím se podle toho, je-li vinná réva zdravá, nebo napadená houbovými chorobami – snímají vědci spektrometrem speciálně vyvinutým pro tento účel, který tvoří druhou důležitou část detekčního systému. 

Závěr

Ve své výzkumné činnosti se Dr. Kölbl a jeho kolegyně a kolegové z Ústavu pro technickou fyziku DLR zabývají použitím laseru ve volné atmosféře. Ve středu jejich zájmu jsou přitom možnosti využití laserového záření k detekci na velké vzdálenosti. Vyvíjejí a zkoušejí např. laserová zařízení umožňující na dálku zjistit a určit škodlivé a nebezpečné látky. Použití laserových systémů v zemědělství je jen vedlejším produktem jejich práce ve výzkumu klíčových otázek bezpečnosti v DLR (obr. 2).

[Fliegendes Lasersystem soll Pilzbefall im Weinbau aufspüren. Pressemitteilung DLR, 30. 8. 2018.] 

(Kab.)

Obr. 1. Předváděcí model zařízení při jednom z prvních letových pokusů: podvěsný laserový systém pro letové použití musí být mj. kompaktní a lehký (foto: DLR)

Obr. 2. Dron s laserovým systémem pro detekci škodlivých hub v letové akci nad vinicí (foto: DLR)