iнтелектуальні рішення в агробізнесі

Лапи з інтелектом

11.04.2022
Автор матеріала

Іван Бойко

Як використання сенсорів для вимірювання параметрів ґрунту сприяє підвищенню ефективності роботи ґрунтообробних агрегатів

Лапи з інтелектом

Обробіток ґрунту чомусь вважають однією з найпростіших операцій у рослинництві. Мовляв, що там вигадувати: заглибив робочі органи в землюі поїхав. Утім, сьогодні істотно зростають вимоги до роботи ґрунтообробних агрегатів не лише в плані виконання ними прямого завдання, але й одночасного вимірювання низки параметрів. Це дає змогу якісніше виконувати свою роботу та підвищувати показники ефективності обробітку поля загалом.

Налаштування

Упродовж буквально декількох останніх років істотно змінилася сама концепція розвитку ґрунтообробних агрегатів, зокрема таких «простих» агрегатів, як плуги. Сьогодні це не просто міцні «залізяки», а незрідка високотехнологічні машини, зорієнтовані на синхронізацію роботи з трактором-рушієм та механічно-інтелектуальне розв’язання робочих моментів. Це безпосередньо стосується і налаштування ґрунтообробних знарядь. Такі технології, як гідравлічне регулювання точки прикладання сили для навісних і напівнавісних плугів чи автоматична система контролю і калібрування навісних агрегатів, сьогодні перетворюються з опційної категорії на обов’язковий елемент програми. Під час зміни параметрів однієї секції ґрунтообробного агрегата автоматично налаштовується і решта робочих органів. А в режимі реального часуможна автоматично коригувати параметри функціонування техніки з урахуванням стану ґрунту.

Сьогодні практично всі відомі світові виробники ґрунтообробної техніки пропонують готові рішення, у яких використовуються спеціальні датчики. Це такі компанії, як Vaderstad, Lemken, Pottinger, Horsch, Precision Planting, John Deere та інші.

Автоматизація

Автоматичне керування налаштуваннями ґрунтообробних агрегатів можна здійснювати як з окремого термінала, так і з єдиного монітора, наприклад Isobus, розташованого в кабіні трактора. Причому у переліку операцій відображаються усі необхідні функції роботи плуга чи якогось іншого ґрунтообробного агрегата. Наприклад, оранка — щоб використовувати всі основні регулювання, транспортування — автоматична послідовність виконання операцій для забезпечення безпечного перевезення, покажчики — для роботи на полях неправильної конфігурації. Умовний плуг перетворюється на справді розумний агрегат, який дає змогу істотно підвищити ефективність роботи.

Можна оснащувати такі плуги спеціальними підсилювачами тяги,що забезпечує перенесення маси плуга і передньої осі трактора на його заднювісь, зменшуючи таким чином пробуксовування машини. Все це створює оптимальні умови для зростання робочої швидкості орного агрегата і зниження витрати палива. Спеціальніґрунтоущільнювачі дають змогу провадити сівбу безпосередньо після оранки. Велике значення має система мінімізації бічного відведення трактора плугом за допомогою автоматичної оптимізації центру тяги гідравлічним циліндром.

Сенсори та камери

Утім, це все суто конструктивні, хоча і справді розумні речі. Ми ж наразі поведемо мову про спеціальні сенсори, якими оснащують ґрунтообробні агрегати для того, щоб досягти цілої низки пов’язаних агрономічних завдань. Річ у тім, що сьогодні навіть за великого бажання людина просто фізично не здатна проконтролювати всі процеси, що відбуваються під час здійснення тієї чи іншої ґрунтообробної операції. І тим більше не в змозі оцінити ефективність якогось підходу, реальні умови роботи, стан ґрунту тощо. Тому тут на допомогу агроному та механізатору приходить електроніка у вигляді спеціалізованих сенсорів та камер.

Почнімо якраз з останніх. Так, сьогодні, зокрема в Україні, активно використовують просапні культиватори для обробітку міжрядь, які конструктивно спроможні одночасно вносити гербіциди. Це робиться для того, щоб паралельно знищувати бур’яни там, де не проходять лапи агрегата, — безпосередньо в рядках культурних рослин. Але при цьому не бажано розпилювати розчин на останні, оскільки це може завдати їм фітотоксичного стресу та спричинити відставання у розвитку. Щоб подолати цюпроблему, на сучасних просапних культиваторах монтують інтелектуальні камери з функцієюзапам’ятовування зовнішнього вигляду культурних рослин, точніше їхніх стебел. Достатньо показати камері стебло кукурудзи чи соняшнику в актуальній фазі вегетації, щоб електроніка запрограмувала собі, що такі об’єкти не можна «обстрілювати» гербіцидом. Причому такі системи справді ефективно працюють, зокрема і на полях України.

Схожі інтелектуальні рішення використовують і під час суцільного обробітку ґрунту. Такі камери, змонтовані на агрегаті, з певною регулярністю роблять знімки поверхні поля та вимірюють ступінь грудкуватості оброблених ділянок. Якщо такий не відповідає заданимстандартам, електроніка регулює швидкість трактора та обертання ВВП борони для того, щоб оптимізувати обробіток ґрунту та досягти необхідного ступеня грудкуватості. Це дає змогу істотно підвищити якість проходу ґрунтообробного агрегата та водночас полегшити завдання оператора трактора, якому не потрібно постійно озиратися.

Слід взяти до уваги й спеціальні сенсори для вимірювання вологості ґрунту під час висіву насіння як у звичайних сівалках, так і мінісівалках, що монтують на рамі ґрунтообробних агрегатів. За допомогою таких сенсорів електроніка автоматично контролює та регулює в режимі реального часу глибину закладання насіння, залежно від того, чи відповідає температура та вологість ґрунту оптимальним заданим показникам. Але звісно жце здійснюється в міру та залежить від певного діапазону показників вологості,температури та глибини висіву насіння, заданих від початку людиною. Наприклад, глибина закладання насіння неможе бути мілкішою, аніж 3 см і глибшою, аніж 7 см. Якщо ж показники вологості та температури в цьому діапазоні не відповідатимуть оптимальними, заданим від початку показникам, сівалка, однак, висіє насіння.

Зрозуміло, що реальна практичність таких систем, побудованих на роботі сенсорів вологості та температури, може бути досягнута за умов більш-менш нормального зволоження та погодних умов, коли треба обирати з-поміж хорошого та дуже хорошого, з епізодичними відхиленнями від норми. Навряд чи такий підхід допоможе в пересушеному чи холодному ґрунті.

Ще один сенсор для вимірювання вологостіґрунту встановлюють безпосередньо на ґрунтообробних агрегатах. Їхнє основне завдання — створити реальну карту вологості різних ділянок поля і на різних горизонтах. Хоча наразі йдеться лише про теоретичну цінність таких технологій для напрацювання ефективніших підходів до роботи, втім, не складно помітити їх потужний практичний потенціал. По-перше, якщо сівба провадиться відразу ж після проходу ґрунтообробного агрегата, а отже, отримані сенсорами дані є актуальними, можна задати різну густоту висіву на різних ділянках поля. Де більше вологи — густота висіву насіння буде вищою, де менше — відповідно, нижчою. По-друге, попрацювавши таким чином два-три сезони, можна виявити якісь закономірності, що впливають на забезпеченість вологою тих чи інших ділянок поля. Окрім традиційних критеріїв «височина — низина», це також може бути наявність ущільнень чи нетиповий склад ґрунту, що можна спробувати вирішити додатковими агрономічними заходами.

Під час здійснення глибокого розпушування ґрунту та деяких інших ґрунтообробних операцій існує очевидний сенс застосування сенсорів, що надають інформацію для спеціальних електромагнітних сканерів. Їхнє головне завдання —визначити наявну структуру ґрунту та окремих ділянок, що потребують поліпшення. Якісне застосування цієїтехнології дає змогу отримати цілісну картину стану ґрунту на полі та його структури, а по тому — вжити певних заходів для поліпшення ситуації.

Не менш цікавими є рішення, спрямовані на створення карти pH ґрунтів усіх ділянок, себто визначення зон із надмірною чи недостатньою кислотністю. На сьогодні це рішення може бути по-справжньому актуальнимдля вітчизняних аграріїв, зважаючи передусім на надмірну закисленість земель сільгоспризначення у багатьох регіонах України.

Отже, сьогодні існують технології, зорієнтовані не на епізодичне визначення стану ґрунтів, як-от лише під час проходу ґрунтообробного агрегата чи відбирання проб для аналізу, а своєрідні постійно працюючі «лабораторії». Це спеціальні зонди, котрі заглиблюються в ґрунт на полі у визначених точках та накопичують інформаціюпро зміну його властивостей.Фермерможе зафіксувати зміну тих чи інших показників практично в онлайн-режимі, а головне, пов’язати ці зміни з різними польовими операціями, наприклад внесення того чи іншого виду добрив, або ж обприскування сильнодіючим гербіцидом.

У разі передруку посилання на iFarming обов’язкове. Видавець не несе відповідальність за зміст рекламних оголошень та статей.

Ваші відгуки, пропозиції та зауваження приймаємо на пошту редакції: julia.naruzhna@ifarming.com.ua

Матеріали за темой