Как повысить эффективность внесения средств защиты растений?

За последние 50 лет подход к внесению средств защиты растений (СЗР) на поле кардинально не изменился. Главными инструментами остаются прицепные, самоходные и небольшие навесные опрыскиватели. Применяется и малая авиация. Однако ее доля на рынке постепенно уменьшается. Зато появляются первые рабочие проекты ультрамалообъемного внесения СЗР с помощью дронов.

Дальнейшее развитие инструментов опрыскивания будет направлено на повышение точности работы, уменьшение расходов пестицидов и повышение скорости обработки поля.

Сама операция внесения СЗР несложная. Это обработка растений или почвы рабочим раствором пестицидов. Однако некачественное внесение приводит к снижению урожайности, росту себестоимости и гибели посевов.

Главная причина плохого внесения СЗР — человеческий фактор. Особенно при работе со старыми, не автоматизированными опрыскивателями. Без использования дополнительного оборудования механизатор не может избежать пропусков и перекрытий на поле. Риск их возникновения значительно возрастает при работе в ночное время и в условиях тумана.

На качество работы техники влияет скорость движения опрыскивателя, погодные условия, правильность калибровки, квалификация механизатора.

Можно выделить три основных направления в повышении эффективности опрыскивания:

pole1

Мы не будем давать очевидных рекомендаций. Понятно, что нужно:

  • использовать новые опрыскиватели от лидеров рынка, например, Dammann, Berthoud или Amazone,
  • соблюдать технологии и иметь квалифицированных работников.

Поговорим о том, как вносить СЗР качественно, если ваша техника уже не нова, но вы хотите работать с ней максимально эффективно.

Повышение производительности обработки поля

Использование курсоуказателя

Эпоха пенных маркеров и флажков при внесении СЗР миновала. Технологии GPS и GLONASS позволяют определять ваше положение на поле в режиме реального времени.

Наиболее распространенным решением повышения точности работы опрыскивателя является курсоуказатель — терминал с сенсорным экраном и GPS-приёмником.

GPS-приёмник курсоуказателя устанавливают на капоте трактора. Сенсорный экран терминала крепят к кабине. Во время работы механизатор видит на экране линию направления движения, которой необходимо придерживаться, а также уже обработанные участки поля. При несоблюдении оптимальной траектории, компьютер подает звуковой сигнал и выводит на экран данные о величине и направлении отклонения — влево или вправо. Таким образом механизатор ориентируется в поле даже в тумане и ночью.

hexagonantena-hexagon

Бортовой терминал Hexagon и внешний GPS/GLONASS приемник

Ключевые функции курсоуказателя для опрыскивателей:

  • визуализация обработанных и необработанных участков поля, их границ;
  • отображение полосы текущего прохода агрегата, отклонений, перекрытий и пропусков;
  • расчёт обработанной площади,
  • сохранения карты выполненной работы для повторного использования или анализа.

Что это дает на практике:

  • во время опрыскивания механизатор ориентируется на показатели в бортовом терминале, которые позволяют ему держать точное направление движения, избегать образования зон пропусков и перекрытий;
  • после внесения СЗР у руководства есть возможность проверить работу техники на основании карт выполненных работ.

Автопилот и системы подруливания

Еще один вариант применения GPS-навигации при работе на поле — системы подруливания и автопилотирования. Эти технологии направлены на повышение автоматизации работы.

Используя только курсоуказатель, механизатор самостоятельно осуществляет управление трактором. Но человек — не робот.

Это приводит к незначительным отклонениям в движении трактора.

Частота и сила отклонений трактора зависят от уровня усталости и внимательности тракториста, рельефа поля и тому подобное.

При использовании систем подруливания или автопилотирования управление движением трактора осуществляет автоматика.

Система автоматического подруливания, как и курсоуказатель, состоит из бортового терминала с сенсорным экраном и GPS-приёмника (или приёмника GLONASS). Дополнительным элементом является приводной механизм, который устанавливается на руль.

smarttrax

Комплект системы рулевого управления SmarTrax™ MD

Сигнал спутника помогает определять позицию на поле, а приводной механизм осуществляет управление движением в автоматическом режиме. Механизатор только регулирует скорость и управляет трактором на разворотах.

Внедрение системы подруливания, как правило, не предусматривает внесения кардинальных изменений в конструкцию трактора — подруливающий механизм устанавливается прямо на руль.

В отличие от системы подруливания, применение автопилота требует более комплексного дооборудования трактора. Однако именно автопилот является наиболее удобным, точным и эффективным устройством в работе на поле.

Элементы системы автопилотирования монтируются непосредственно в гидравлическую систему трактора или самоходного опрыскивателя. Кроме механизма автоматического управления, автопилот может предусматривать установку системы контроля за скоростью движения. Это позволяет программировать не только направление и схему движения, но и скорость.

Датчики поворота, датчики положения трактора и мощный процессор позволяют получить максимальную точность движения — от 2 сантиметров! Работа механизатора становится эффективнее и проще.

Дополнительные функции системы автопилотирования:

  • автоматическое отслеживание курса,
  • построение линий А-Б,
  • заход «след в след»,
  • различные шаблоны движения,
  • измерение поля и тому подобное.

Что это дает на практике:

  • максимально точное управление движением во избежание пропусков и перекрытий;
  • повышение производительности работы механизатора;
  • возможность руководства проверить работу техники на основании карт выполненных работ.

propuski-perekrutiya

Схема образования пропусков и перекрытий на примере операции посева. Трактор не использует автопилот или курсоуказатель, механизатор не может в полной мере держать курс идеально прямо

Высокая точность позиционирования техники на поле — ключевой аспект работы курсоуказателя и системы автопилотирования.

В обычном автономном режиме GPS-сигнал позволяет получать данные с точностью от 5 метров. В аграрном производстве это слишком большая погрешность.

Для получения сантиметровой точности сигнал GPS корректируется, например, с помощью дифференциального режима DGPS.

Суть работы DGPS состоит в использовании двух приёмников. Один из них — мобильный — устанавливается на тракторе. Другой — наземная, или «базовая» станция — постоянно находится в точке с известными координатами. Именно данные, полученные наземной станцией, используются для коррекции сигнала мобильного аппарата.

signal-dgps

Принцип работы станции DGPS

Использование GPS-сигнала бесплатно, за DGPS нужно платно. Однако сегодня существуют и бесплатные сервисы DGPS. Например, европейская геостационарная служба навигационного покрытия EGNOS.

Система состоит из сети наземных станций и главной станции, которая аккумулирует информацию от спутников. EGNOS гарантирует точность сигнала до одного метра. При этом покрытие на территории Украины базовыми станциями остается неравномерным.

signal-dgps

Карта покрытия сигналом DGPS от EGNOS на 2015 год

Равномерное покрытие и точность сигнала до 5 см можно получить, используя платные DGPS сервисы, например, от TerreStar, OmniSTAR, Trimble CenterPoint, John Deere SF2/SF3 и других компаний.

Возвращаясь к рабочим характеристикам опрыскивателей, отметим, что неавтоматизированный прицепной аппарат с шириной захвата 18 метров может работать с производительностью 12-15 га/час. Комплексное применение системы автопилотирования позволит повысить его производительность на 50-70%. Такой опрыскиватель сможет качественно обрабатывать до 20-25 га/час. Кроме этого, растет качество работы техники ночью и в условиях тумана.

LED-подсветка штанги опрыскивателя

Внесения СЗР в ночное время имеет преимущества — низкая температура воздуха и безветренность. В результате уменьшается уровень испарения СЗР и снос ветром рабочего раствора.

Для работы опрыскивателя ночью, необходимо использовать систему автопилотирования и оборудовать штанги опрыскивателя LED-диодами.

Подсветка позволяет механизатору визуально контролировать работу форсунок опрыскивателя. Каждый факел распыления подсвечивается синим или белым светом. Это позволяет легко заметить, когда одна или несколько форсунок образовывают неравномерный факел или вообще не работают. Кроме подсветки факелов распыления, LED-диоды устанавливаются на концах штанги. Это позволяет заметить препятствие в темноте на расстоянии до 20 метров.

podsvetka


Стоимость

Самые доступные по цене — курсоуказатели. В Украине средняя цена различных моделей колеблется в пределах от 20 000 до 60 000 гривен.

Оборудование трактора МТЗ комплектом курсоуказателя с автопилотом обойдется в среднем от 150 000 до 250 000 гривен. Стоимость платного сигнала DGPS может колебаться от 2 000 до 30 000 гривен, в зависимости от срока подписки, территории покрытия, сервисной компании.

Установка LED-диодов на штанги опрыскивателя стоит от 10 000 до 40 000 гривен.

Снижение расходов СЗР на гектар

Отключение секций на перекрытиях

Безусловно, наличие курсоуказателя с автопилотом повышает качество работы. Во время движения трактора по прямой технология позволяет реально снизить частоту появления и размеры зон пропусков и перекрытий. Однако в случаях, когда первый проход состоялся по краю поля, или же поле имеет неровный контур, возникает проблема со своевременным отключением подачи рабочего раствора. Механизатору необходимо следить за моментом прохождения опрыскивателя по обработанным площадям. Например, во время разворота.

При обработке посевов опрыскивателями старого парка, погрешности возникают в такой пропорции:

  • до 80% зон перекрытий и повторных проходов;
  • до 20% пропусков (необработанных посевов).

Именно поэтому стали появляться системы автоматического управления секциями. Технология позволяет полностью автоматизировать процесс подачи рабочего раствора на распылители. Большинство новых моделей опрыскивателей получают такую ​​опцию уже на заводе. Также автоматическим отключением секций можно оборудовать и старую технику.

Существуют такие варианты настройки автоматического отключения секций:

  • частичное (3-5 крайних секций) — площадь взаимного перекрытия, в том числе и на полосе разворота, уменьшается на 75% (по сравнению с ручным отключением);
  • полное (все секции, на всю ширину штанги) — возникновение взаимных перекрытий исключается полностью.

Как на практике происходит переоборудование старой техники? Есть разные варианты. Мы опишем наиболее оптимальный (на примере трактора МТЗ).

    1. Технический осмотр трактора, установка системы параллельного вождения (только курсоуказатель или курсоуказатель и автопилот).
    2. Подключение к сервису DGPS (EGNOS, OmniSTAR, Trimble RTX и т.д.) или к сигналу базовой станции RTK, тестирование системы.
    3. Технический осмотр опрыскивателя, монтаж контроллера, его калибровка.
    4. Настройка автоматического отключения секций опрыскивателя.
    5. Обучение персонала.

Результат — высокая точность операций (до 2-4 см), повторяемость пути прохождения техники, возможность дифференцированной обработки (секции опрыскивателя автоматически отключаются на перекрытиях).

Дополнительным эффектом будет уменьшение расхода топлива, воды, СЗР, моторесурса и зарплаты механизаторов. Обобщенные расчеты довольно сложные, но в целом показывают от 5% до 30% экономии по каждому из перечисленных ресурсов. Только затраты на СЗР снижаются в диапазоне 5-25%, в зависимости от конфигурации поля!

pole4

Увеличение количества секций и пофорсуночное управление опрыскиванием

Еще одним путем повышения эффективности внесения СЗР является увеличение количества секций и применение функции пофорсуночного управления опрыскивателем.

Увеличение количества секций – это, по сути, разделение крайних секций на несколько. То есть, каждая часть крайней секции отдельно подключается к контроллеру и отключается самостоятельно. Это дает возможность уменьшить размеры «треугольников», экономить больше СЗР.

Пофорсуночное управление позволяет включать/выключать не только секции, но и каждую из форсунок отдельно. Управление может осуществляться бортовым терминалом автоматически.

HawkEye — система компании Raven, она позволяет компьютеру с помощью системы клапанов подавать рабочий раствор на каждую форсунку. Кроме этого, HawkEye выравнивает давление в штанге, предотвращая образование различных по объему капель в факеле.

pole2

Кроме HawkEye, не можем не вспомнить и о применении сенсоров WeedSeeker. Их использование выводит технологию пофорсуночного отключения на максимальный уровень эффективности.

Сенсоры WeedSeeker устанавливаются на каждую из форсунок штанги опрыскивателя. Во время движения полем сенсор автоматически и непрерывно сканирует растительный покров. Находя сорняк, компьютер включает подачу рабочего раствора в ту форсунку, где этот сорняк был найден. Рабочий раствор попадает точно на растение. Можете представить, какой уровень экономии достигается при внесении гербицидов контактной группы.

weedseeker

Смысл подключать систему пофорсуночного управления опрыскивателем есть тогда, когда вы уже работали с посекционным отключением.


Стоимость

Оборудование для обеспечения штангового опрыскивателя контроллером под автоматическое отключение секций, в зависимости от типа и ширины захвата, обойдется в среднем от 20 000 до 90 000 гривен.

Комплексное переоборудование трактора и прицепного опрыскивателя, включающее в себя комплект оборудования с монтажом, настройкой техники и обучением персонала будут стоить в пределах 1 500 - 2 000 USD. Этот же набор, но вместе с автопилотом — около 15 000 - 20 000 USD.

Сокращение потерь от наездов на растения

Вместе с внедрением системы автопилотирования для внесения СЗР, важным моментом является отработка параллельного вождения. Перед посевом необходимо спланировать размещение рядов относительно поля. Таким способом происходит закладка технологической колеи. Почему это важно? Если ваш опрыскиватель будет работать не по междурядью, а по диагонали к рядам, вы будете нести дополнительные потери от наездов. Давайте посчитаем их размер на примере кукурузы:

ущерб на одном, идеально ровном поле в 100 гектаров

Это ущерб на одном, идеально ровном поле в 100 гектаров. В реальных условиях и в масштабах всего предприятия потери будут колоссальными! Как этого избежать? Применяйте автопилотирование или курсоуказатель не только во время внесения СЗР, а начиная с момента посева. Необходимо отработать движение опрыскивателя по междурядью, а для этого нужна сантиметровая точность. Это же касается и внесения минеральных удобрений.

Другие возможные пути повышения эффективности опрыскивателей

В конце хотим добавить: давайте не будем забывать о простых и понятных способах повышения качества работы вашего опрыскивателя. Сюда можно отнести своевременное сервисное обслуживание узлов и агрегатов (помп, форсунок, регулирующей аппаратуры и др.). Многие фермеры откровенно экономят на этом, пытаясь проводить обслуживание своими силами. В худшем случае — вообще не делают этого, пока что-то не выйдет из строя. К сожалению, такая небрежность будет стоить очень дорого. Например, выход из строя помпы может обойтись в несколько тысяч долларов и несколько дней времени простоя техники.

Другим перспективным путем усовершенствования старых штанговых опрыскивателей является замена устаревших щелевых распылителей на современные инжекторные или роторные. Оба вида форсунок значительно способствуют снижению расхода рабочего раствора (инжекторные меньше, роторные — в большей степени), а значит, и экономии на объемах воды и ее подвозе на поле. За счет оптимизации размера капель растет и качество обработки листовой массы. Уровень потерь значительно уменьшается.


Выводы

Учитывая необходимость повышения маржинальности агропроизводства, одним из приоритетных направлений для внедрения является более эффективное внесение средств защиты растений.

Делайте это системно, отработайте параллельное вождение, отключение секций и движение по междурядью. Это даст возможность экономить более 50 $/га, качественно выполнять технологические операции, уменьшить потребность в технике и увеличить урожайность на ваших полях.

Авторы материала: основатель компании SmartFarming, Артем Беленков и основатель компании FRENDT, Виталий Шуберанский

Если данная статья была полезной для Вас, подписывайтесь на наши новости и получайте больше аналитических материалов по повышению эффективности агропроизводства.

Подписаться на наши новости

Консультант
Нужна консультация?

Звоните по телефону +38 067 829 10 80
или оставьте свои контактные данные и мы с вами свяжемся

Партнеры и Клиенты

  • UkrLandFarming
  • Кернел
  • Мироновский Хлебопродукт
  • ИМК
  • HarvEast
  • Фридом Фарм Интернешнл
  • Continental Farmers Group
  • ED&F Man
  • Agricom Group
  • Агро-Регион
  • Централ Фарминг Юкрейн
  • Агроинвестгрупп
  • Успех
  • Лэндфорт
  • Хмельницк-Млын
  • Асприя Сидз
  • Шпола-Агро Индустри
  • Kusto Agro
  • Фаворит-Агро
  • АМГ Мироновское
  • Глобино Агро
  • Бершадь Агроплюс
  • Грин Тим
  • AgAdvisors
  • Frendt
  • Carefield
  • MegaDrone
  • Fly Technology
  • DroneDeploy
  • Syngenta
  • iTec
  • Aerodrone
  • Западный Буг
  • Tvis
  • SystemSolutions
  • SkyGlyph
  • AgGeek
  • AgTech Ukraine
  • Альтера Нова

Обратный звонок