The problematic issues of unmanned aerial vehicle application in agriculture

Abstract

BACKGROUND: The rapid development of unmanned aerial vehicle (UAV) today is largely driven by the needs of the defense industry. The new scientific and technological phase of research substantiates the necessity for a systematic analysis and review of existing regulations concerning the use of agrochemicals in agriculture with the application of unmanned aerial vehicles.

AIM: Conducting an analysis of the current state of the application of UAV in agriculture for the use of agrochemicals and identifying problematic issues that limit the development of this field as a whole.

METHODS: The material used in this study includes publications of scientific articles and reviews that cover the researched topic and are available in scientific libraries: elibrary.ru; dissercat.com; medline.ru; scholar.google.com.ru; cyberleninka.ru. Additionally, legislative acts published on the websites of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation; the Federal Air Transport Agency; the Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation; the Ministry of Transport of the Russian Federation; Rospotrebnadzor of the Russian Federation; and the Government of the Russian Federation were utilized. The study was conducted using generally accepted methods of scientific information processing: citation, grouping, editing, aggregation, and transformation into a new form.

RESULTS: The study analyzes the results of existing research works, the technical capabilities of UAV fleet models, and the requirements of legislative acts regulating the operation of agricultural drones when applying agrochemicals.

CONCLUSION: The imperfections of the existing legal framework, new technical capabilities of unmanned aerial vehicles, and modern advancements in agricultural chemicalization necessitate the review of current approaches and the development and justification of new strategies for the use of unmanned aerial vehicles in agriculture, particularly when applying agrochemicals.

Keywords

unmanned aerial vehicle / agriculture / precision farming system / pesticides

References

[1] Prikaz ot 31 iyulya 2009 g. N 128 «Ob utverzhdenii federal’nyh aviacionnyh pravil «podgotovka i vypolnenie poletov v grazhdanskoj aviacii Rossijskoj Federacii» (v red. Prikazov Mintransa RF ot 29.05.2023 g.), punkty 7.1–7.11. (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://favt.gov.ru/public/materials/6/2/f/7/2/62f72d288596b1626a9faf47b000f01c.pdf?ysclid=lylzuw1l2c139763629

[2] Приказ от 31 июля 2009 г. N 128 «Об утверждении федеральных авиационных правил «подготовка и выполнение полётов в гражданской авиации Российской Федерации» (в ред. Приказов Минтранса РФ от 29.05.2023 г.), пункты 7.1–7.11. Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://favt.gov.ru/public/materials/6/2/f/7/2/62f72d288596b1626a9faf47b000f01c.pdf?ysclid=lylzuw1l2c139763629

[3] Sanitarnye pravila i normativy SanPiN 1.2.2584-10 “Gigienicheskie trebovaniya k bezopasnosti processov ispytanij, hraneniya, perevozki, realizacii, primeneniya, obezvrezhivaniya i utilizacii pesticidov i agrohimikatov” (utv. postanovleniem Glavnogo gosudarstvennogo sanitarnogo vracha RF ot 2 marta 2010 g. N 17). (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/101/4293820341.pdf?ysclid=lylzu7smwk176920738

[4] Санитарные правила и нормативы СанПиН 1.2.2584-10 «Гигиенические требования к безопасности процессов испытаний, хранения, перевозки, реализации, применения, обезвреживания и утилизации пестицидов и агрохимикатов» (утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 2 марта 2010 г. N 17). Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/101/4293820341.pdf?ysclid=lylzu7smwk176920738

[5] Spiglazova AS, Mezencev AV. Motion of a uniformly evaporating liquid droplet considering the influence of gravity and two different drag forces. In: Aktual’nye problemy razvitiya estestvennyh nauk : Sbornik statej uchastnikov XXIII Oblastnogo konkursa nauchno-issledovatel’skih rabot «Nauchnyj Olimp» po napravleniyu «Estestvennye nauki» Ministerstvo obrazovaniya i molodezhnoj politiki Sverdlovskoj oblasti ; GAU SO «Dom molodezhi». Ekaterinburg: Ural’skij federal’nyj universitet im pervogo Prezidenta Rossii BN El’cina; 2020:99–105 (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/94067/1/978-5-91256-506-9_2020_018.pdf

[6] Спиглазова А.С., Мезенцев А.В. Движение равномерно испаряющейся капли жидкости с учетом действия силы тяжести и двух различных сил сопротивления. В кн.: Актуальные проблемы развития естественных наук : Сборник статей участников XXIII Областного конкурса научно-исследовательских работ «Научный Олимп» по направлению «Естественные науки» Министерство образования и молодёжной политики Свердловской области; ГАУ СО «Дом молодёжи»; ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина». Екатеринбург: Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2020. С. 99–105. Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/94067/1/978-5-91256-506-9_2020_018.pdf

[7] Postanovlenie Pravitel’stva RF ot 11.03.2010. № 138 «Ob utverzhdenii Federal’nyh pravil ispol’zovaniya vozdushnogo prostranstva RF» (v red. 19.07.2012 g.). Rossijskaya gazeta. 2010. (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_98957/

[8] Постановление Правительства РФ от 11.03.2010 г. № 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства РФ» (в ред. 19.07.2012 г.). Российская газета. 2010. Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_98957/

[9] Prikaz Ministerstva sel’skogo hozyajstva Rossijskoj Federacii ot 21.01.2022 № 23 «Ob ustanovlenii trebovanij k forme i poryadku utverzhdeniya rekomendacij o transportirovke, primenenii, hranenii pesticidov i agrohimikatov, ob ih obezvrezhivanii, utilizacii, unichtozhenii, zahoronenii, a takzhe k tarnoj etiketke» (Zaregistrirovan 22.02.2022 № 67417) (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://69.fsvps.gov.ru/files/prikaz-23-ot-21-01-2022/

[10] Приказ Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 21.01.2022 № 23 «Об установлении требований к форме и порядку утверждения рекомендаций о транспортировке, применении, хранении пестицидов и агрохимикатов, об их обезвреживании, утилизации, уничтожении, захоронении, а также к тарной этикетке» (Зарегистрирован 22.02.2022 № 67417). Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://69.fsvps.gov.ru/files/prikaz-23-ot-21-01-2022/

[11] Perechen’ organizatsiy, dopushchennykh k provedeniyu registratsionnykh ispytaniy. (In Russ.) Accessed: 20.04.2024. Available from: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/de4/9lwej4ktxkyaraa8cpdoii7jhws0coo0.pdf

[12] Перечень организаций, допущенных к проведению регистрационных испытаний. Дата обращения: 20.04.2024. Режим доступа: https://mcx.gov.ru/upload/iblock/de4/9lwej4ktxkyaraa8cpdoii7jhws0coo0.pdf

[13] Reglament Evropejskogo Parlamenta i Soveta Evropejskogo Soyuza 1107/2009 ot 21 oktyabrya 2009 g. o razmeshchenii na rynke produkcii dlya zashchity rastenij i otmene Direktiv Soveta ES 79/117/ EEC i 91/414/EEC (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://www.fumigaciya.ru/sites/default/files/public/page/2011- 09/15/reglamentesorazmeshcheniipesticidov.pdf

[14] Регламент Европейского Парламента и Совета Европейского Союза 1107/2009 от 21 октября 2009 г. о размещении на рынке продукции для защиты растений и отмене Директив Совета ЕС 79/117/ EЭC и 91/414/EЭC. Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://www.fumigaciya.ru/sites/default/files/public/page/2011- 09/15/reglamentesorazmeshcheniipesticidov.pdf

[15] GOST R 8.777–2011. Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenij (GSI). Dispersnyj sostav aerozolej i vzvesej. Opredelenie razmerov chastic po difrakcii lazernogo izlucheniya. M.: Standartinform; 2019 (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://meganorm.ru/Data/520/52098.pdf

[16] ГОСТ Р 8.777–2011. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Дисперсный состав аэрозолей и взвесей. Определение размеров частиц по дифракции лазерного излучения. М.: Стандартинформ, 2019. Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://meganorm.ru/Data/520/52098.pdf

[17] Patent RF 2578105 / 20.03.2016. Boyko AYu, Efimov IN, Grigoryev AA, et al. Sposob distantsionnogo kontrolya razmerov tonkodispersnykh aerozoley stoykikh toksichnykh khimikatov pri vozniknovenii zaproektnykh avariy na khimicheski opasnykh (In Russ.) EDN: SWXLXD

[18] Патент РФ 2578105 / 20.03.2016. Бойко А.Ю., Ефимов И.Н., Григорьев А.А., и др. Способ дистанционного контроля размеров тонкодисперсных аэрозолей стойких токсичных химикатов при возникновении запроектных аварий на химически опасных. EDN: SWXLXD

[19] Patent RF 2155954 / 10.09.2000. Grigoryev AA, Gavrilov VV, Matsyuk GV, Sedunov SG. Sposob distantsionnogo kontrolya massovoy kontsentratsii tonkodispersnykh aerozoley otravlyayushchikh veshchestv po ikh sobstvennoy lyuminestsentsii v mestakh khraneniya i unichtozheniya otravlyayushchikh veshchestv pri vozniknovenii neshtatnykh situatsiy (In Russ.) EDN: XIXKYR

[20] Патент РФ 2155954 / 10.09.2000. Григорьев А.А., Гаврилов В.В., Мацюк Г.В., Седунов С.Г. Способ дистанционного контроля массовой концентрации тонкодисперсных аэрозолей отравляющих веществ по их собственной люминесценции в местах хранения и уничтожения отравляющих веществ при возникновении нештатных ситуаций. EDN: XIXKYR

[21] Patent RF 2540003 / 27.01.2015. Avtaykin S.V., Alekseev S.A., Evstafyev I.B., i dr. Sposob opredeleniya dispersnogo sostava aerozolya (In Russ.) EDN: SDCMJP

[22] Патент РФ 2540003 / 27.01.2015. Автайкин С.В., Алексеев С.А., Евстафьев И.Б., и др. Способ определения дисперсного состава аэрозоля. EDN: SDCMJP

[23] Gosudarstvennyj katalog pesticidov i agrohimikatov, razreshennyh k primeneniyu na territorii Rossijskoj Federacii/Ministerstvo sel’skogo hozyajstva Rossijskoj Federacii. — 2017 (In Russ.) Accessed: 15.01.2024. Available from: https://mcx.gov.ru/ministry/departments/departament-rastenievodstva-mekhanizatsii-khimizatsii-i-zashchity-rasteniy/industry-information/info-gosudarstvennaya-usluga-po-gosudarstvennoy-registratsii-pestitsidov-i-agrokhimikatov/

[24] Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации/Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. 2017. Дата обращения: 15.01.2024. Режим доступа: https://mcx.gov.ru/ministry/departments/departament-rastenievodstva-mekhanizatsii-khimizatsii-i-zashchity-rasteniy/industry-information/info-gosudarstvennaya-usluga-po-gosudarstvennoy-registratsii-pestitsidov-i-agrokhimikatov/

[25] Kurchenko NYU, Daus YUV, Truflyak EV, Il’chenko YAA. Parameters of using unmanned aerial vehicles for the application of plant protection products on agricultural crops. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professional’noe obrazovanie. 2023;1(69):527–536 (In Russ.) doi: 10.32786/2071-9485-2023-01-58

[26] Курченко Н.Ю., Даус Ю.В., Труфляк Е.В., Ильченко Я.А. Параметры применения беспилотных летательных аппаратов при обработке средствами защиты растений сельскохозяйственных культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 1(69). С. 527–536. doi: 10.32786/2071-9485-2023-01-58

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector