Як підвищити ефективність внесення засобів захисту рослин?

За останні 50 років підхід до внесення засобів захисту рослин (ЗЗР) на полі кардинально не змінився. Головними інструментами залишаються причіпні, самохідні та невеликі навісні обприскувачі. Мала авіація також застосовується. Проте її частка на ринку поступово зменшується. Натомість з’являються перші робочі проекти ультрамалооб’ємного внесення ЗЗР за допомогою дронів.

Подальший розвиток інструментів обприскування буде спрямований на підвищення точності роботи, зменшення витрат пестицидів, підвищення швидкості обробки поля.

Сама операція внесення ЗЗР нескладна. Це обробка рослин або ґрунту робочим розчином пестицидів у воді. Проте неякісне внесення призводить до зниження врожайності, росту собівартості та загибелі посівів.

Головна причина поганого внесення ЗЗР — людський фактор. Особливо при роботі зі старими, неавтоматизованими обприскувачами. Без використання додаткового обладнання, механізатор не може уникнути пропусків та перекриттів на полі. Ризик їх виникнення значно зростає при роботі у нічний час та в умовах туману.

На якість роботи техніки значною мірою впливає швидкість руху обприскувача, погодні умови, правильність калібрування, кваліфікація механізатора.

Можна виділити три основних напрямки у підвищенні ефективності обприскування:

pole1

Ми не будемо давати очевидних рекомендацій. Зрозуміло, що потрібно:

  • використовувати нові обприскувачі від лідерів ринку, як-от Dammann, Berthoud чи Amazone,
  • дотримуватися технології та мати професійних працівників.

Поговорімо про те, як вносити ЗЗР якісно, якщо Ваша техніка вже не нова, але Ви хочете працювати з нею максимально ефективно.

Підвищення продуктивності обробки поля

Використання курсовказівника

Епоха пінних маркерів та прапорців при внесенні ЗЗР минула. Технології GPS та GLONASS дозволяють визначати Ваше положення на полі у режимі реального часу.

Найбільш поширеним рішенням підвищення точності роботи обприскувача є курсовказівник – термінал із сенсорним екраном та GPS-приймач.

GPS-приймач курсовказівника встановлюється на капоті трактора. Сенсорний екран терміналу кріпиться у кабіні. Під час роботи механізатор бачить на екрані лінію напрямку руху, якої необхідно дотримуватись, а також уже оброблені ділянки поля. При недотриманні оптимальної траєкторії, комп’ютер подає звуковий сигнал та виводить на екран дані про величину та напрямок відхилення – вліво чи вправо. Таким чином, механізатор орієнтується на полі навіть у тумані та вночі.

hexagonantena-hexagon

Бортовий термінал Hexagon та зовнішній GPS/GLONASS приймач

Ключові функції курсовказівника для обприскувачів:

  • візуалізація оброблених і необроблених ділянок поля, їхніх меж;
  • відображення смуги поточного проходу агрегату, відхилень, перекриттів та пропусків;
  • розрахунок обробленої площі, збереження карти виконаної роботи для повторного використання або аналізу.

Що це дає на практиці:

  • під час обприскування механізатор орієнтується на показники у бортовому терміналі, які дозволяють йому тримати точний напрямок руху, уникати утворення зон пропусків та перекриттів;
  • після внесення ЗЗР у керівництва є можливість перевірити роботу техніки на підставі карт виконаних робіт.

Автопілот і системи підрулювання

Ще одним варіантом застосування GPS-навігації при роботі на полі є системи підрулювання та автопілотування. Ці технології спрямовані на підвищення автоматизації роботи.

Використовуючи лише курсовказівник, механізатор самостійно здійснює керування трактором. Проте людина – не робот.

Це призводить до незначних відхилень у русі трактора.

Частота та сила відхилень трактора залежать від рівня втоми та уважності тракториста, рельєфу поля тощо.

При використанні систем підрулювання або автопілотування управління рухом трактора здійснює автоматика.

Система автоматичного підрулювання, як і курсовказівник, складається із бортового терміналу з сенсорним екраном, GPS-приймача (або приймача GLONASS). Додатковим елементом є привідний механізм, який встановлюється на кермо.

smarttrax

Комплект системи рульового керування SmarTrax™ MD

Сигнал супутника допомагає визначати позицію на полі, а привідний механізм здійснює керування рухом в автоматичному режимі. Механізатор лише регулює швидкість та керує трактором на розворотах.

Впровадження системи підрулювання, зазвичай, не передбачає внесення кардинальних змін у конструкцію трактора – підрулюючий механізм встановлюється прямо на кермо.

На відміну від системи підрулювання, застосування автопілоту потребує більш комплексного дообладнання трактору. Проте саме автопілот є найбільш зручним, точним та ефективним у роботі на полі.

Елементи системи автопілотування монтуються безпосередньо у гідравлічну систему трактора чи самохідного обприскувача. Окрім механізму автоматичного керування, автопілот може передбачати встановлення системи контролю за швидкістю руху. Це дозволяє програмувати не лише напрямок і схему руху, але й швидкість.

Датчики повороту, датчики положення трактора та потужний процесор дозволяють отримати максимальну точність руху полем – від 2 сантиметрів! Робота механізатора стає ефективнішою та простішою.

Додаткові функції системи автопілотування:

  • автоматичне відслідковування курсу,
  • побудова ліній А-Б,
  • захід «слід у слід»,
  • різні шаблони руху,
  • вимір поля тощо.

Що це дає на практиці:

  • максимально точне керування рухом, уникнення пропусків та перекриттів;
  • підвищення продуктивності роботи механізатора;
  • можливість керівництва перевірити роботу техніки на підставі карт виконаних робіт.

propuski-perekrutiya

Схема утворення пропусків та перекриттів на прикладі операції посіву. Трактор не використовує автопілот чи курсовказівник, механізатор не може у повній мірі тримати курс ідеально прямо

Висока точність позиціювання техніки на полі – ключовий аспект роботи курсовказівника та системи автопілотування.

У звичайному автономному режимі GPS-сигнал дозволяє отримувати дані з точністю від 5 метрів. В аграрному виробництві це занадто велика похибка.

Для отримання сантиметрової точності сигнал GPS коригується, наприклад, за допомогою диференціального режиму DGPS.

Суть роботи DGPS полягає у використанні двох приймачів. Один з них – мобільний – встановлюється на тракторі. Інший – наземна, або «базова» станція – постійно знаходиться у точці з відомими координатами. Саме дані, отримані наземною станцією, використовуються для корекції сигналу мобільного апарату.

signal-dgps

Схема роботи базової станції

Використання GPS-сигналу є безкоштовним, DGPS – платним. Проте сьогодні існують і безкоштовні сервіси DGPS. Наприклад, європейська геостаціонарна служба навігаційного покриття EGNOS.

Система складається з мережі наземних станцій та головної станції, яка акумулює інформацію від супутників. EGNOS гарантує точність сигналу близько одного метру. При цьому покриття на території України базовими станціями залишається нерівномірним.

signal-dgps

Карта покриття сигналом DGPS від EGNOS на 2015 рік

Рівномірне покриття та точність сигналу до 5 см можна отримати, використовуючи платні DGPS сервіси, наприклад, від TerreStar, OmniSTAR, Trimble CenterPoint, John Deere SF2/SF3 та інших компаній.

Повертаючись до робочих характеристик обприскувачів, зазначимо, що неавтоматизований причіпний апарат із шириною захвату 18 метрів може працювати з продуктивністю 12-15 га/годину. Комплексне застосування системи автопілотування дозволить підвищити його продуктивність на 50-70%. Такий обприскувач зможе якісно обробляти до 20-25 га/годину. Окрім цього, зростає якість роботи техніки вночі та в умовах туману.

LED-підсвітка штанги обприскувача

Внесення ЗЗР у нічний час має переваги – нижча температура повітря та низька вітряність. У результаті зменшується рівень випаровування ЗЗР та знесення вітром робочого розчину.

Для роботи обприскувача вночі необхідно використовувати систему автопілотування та обладнати штанги обприскувача LED-діодами.

Підсвітка дозволяє механізатору візуально контролювати роботу форсунок обприскувача. Кожен факел розпилювання підсвічується синім або білим світлом. Це дозволяє легко помітити, коли одна чи декілька з форсунок утворюватимуть нерівномірний факел або взагалі не працюватимуть. Окрім підсвітки факелів розпилювання, LED-діоди встановлюються на кінцях штанги. Це дозволяє помітити перешкоду в темряві на відстані до 20 метрів.

podsvetka


Вартість

Найдоступнішими за ціною є курсовказівники. В Україні середня ціна різноманітних моделей коливається в межах від 20 000 до 60 000 гривень.

Обладнання трактора МТЗ комплектом курсовказівника з автопілотом обійдеться в середньому від 150 000  до 250 000 гривень. Вартість платного сигналу DGPS може коливатись від 2 000 до 30 000 гривень, залежно від строку передплати, території покриття, сервісної компанії.

Встановлення LED-діодів на штанги обприскувача коштує від 10 000 до 40 000 гривень.

Зниження витрат ЗЗР на гектар

Відключення секцій на перекриттях

Безумовно, наявність курсовказівника з автопілотом підвищує якість роботи. Під час руху трактора по прямій технологія дозволяє реально знизити частоту появи та розміри зон пропусків та перекриттів. Проте у випадках, коли перший прохід відбувся по краю поля, або ж поле має нерівний контур, виникає проблема зі вчасним відключенням подачі робочого розчину. Механізатору необхідно слідкувати за моментом проходження обприскувача по обробленим площам. Наприклад, під час розвороту.

При обробці посівів обприскувачами старого парку, похибки виникають у такій пропорції:

  • до 80% зон перекриттів та повторних проходів;
  • до 20% пропусків (необроблених посівів).

Саме тому з’явились системи автоматичного керування секціями. Технологія дозволяє повністю автоматизувати процес подачі робочого розчину на розпилювачі. Більшість нових моделей обприскувачів отримують таку опцію вже на заводі. Також автоматичним відключенням секцій можна обладнати і стару техніку.

Існують такі варіанти налаштування автоматичного відключення секцій:

  • часткове (3-5 крайніх секцій); площа взаємного перекриття, у тому числі і на смузі розвороту, зменшується на 75% (у порівнянні з ручним відключенням);
  • повне (всі секції, на всю ширину штанги); виникнення взаємних перекриттів виключається повністю.

Як на практиці відбувається переобладнання старої техніки? Є різні варіанти. Ми опишемо найбільш оптимальний (на прикладі трактора МТЗ).

    1. Технічний огляд трактора, встановлення системи паралельного водіння (тільки курсовказівник або курсовказівник та автопілот).
    2. Підключення до сервісу DGPS (EGNOS, OmniSTAR, Trimble RTX і т.д.) або до сигналу базової станції RTK, тестування системи.
    3. Технічний огляд обприскувача, монтаж контролера, його калібрування.
    4. Налаштування автоматичного відключення секцій обприскувача.
    5. Навчання персоналу.

Результат – висока точність операцій (до 2-4 см), повторюваність колії проходження техніки, можливість диференційованої обробки (секції обприскувача автоматично відключаються на перекриттях).

Додатковим ефектом буде зменшення витрат палива, води, ЗЗР, моторесурсу та зарплати механізаторів. Узагальнені розрахунки досить складні, але в цілому показують від 5% до 30% економії по кожному з перерахованих ресурсів. Конкретно витрати на ЗЗР знижуються в діапазоні 5-25%, залежно від конфігурації поля!

pole4

Збільшення кількості секцій і пофорсункове керування обприскуванням

Ще одним шляхом підвищення ефективності внесення ЗЗР є збільшення кількості секцій та застосування функції пофорсункового керування обприскувачем. Пофорсункове керування дозволяє вмикати/вимикати не лише секції, а й кожну з форсунок окремо. Керування може здійснюватися бортовим терміналом автоматично.

Збільшення кількості секцій – це, по суті, поділ крайніх секцій на декілька. Тобто кожна частина крайньої секції окремо підключається до контролера і відключається самостійно. Це дає можливість зменшити розміри «трикутників», економити більше ЗЗР.

Пофорсункове керування дозволяє вмикати/вимикати не лише секції, а й кожну з форсунок окремо. Керування може здійснюватися бортовим терміналом автоматично.

HawkEye – система компанії Raven, що дозволяє комп’ютеру за допомогою системи клапанів подавати робочий розчин на кожну форсунку. Окрім цього HawkEye вирівнює тиск в штанзі, запобігаючи утворенню різних за об’ємом капель у факелі.

pole2

Окрім HawkEye, не можемо не згадати і про застосування сенсорів WeedSeeker. Їх використання виводить технологію пофорсункового відключення на максимальний рівень ефективності.

Сенсори WeedSeeker встановлюються на кожну з форсунок штанги обприскувача. Під час руху полем сенсор автоматично і безперервно сканує рослинний покрив. Виявляючи бур’ян, комп’ютер вмикає подачу робочого розчину у форсунку, під якою він був виявлений. Робочий розчин попадає точно на бур’ян. Можете уявити, який рівень економії досягається при внесенні гербіцидів контактної групи.

weedseeker

Сенс підключення системи пофорсункового керування обприскувачем є тоді, коли Ви вже працювали з посекційним відключенням.


Вартість

Устаткування для обладнання штангового обприскувача контролером під автоматичне відключення секцій, залежно від типу і ширини захвату, обійдеться в середньому від 20 000 до 90 000 гривень.

Комплексне переобладнання трактора та причіпного обприскувача, що включає в себе комплект обладнання з монтажем, налаштування техніки та навчання персоналу будуть коштувати в межах 1 500 - 2 000 USD. Цей самий набір, але разом з автопілотом – близько 15 000 - 20 000 USD.

Скорочення втрат від наїздів на рослини

Разом із впровадженням системи автопілотування для внесення ЗЗР важливим моментом є відпрацювання паралельного водіння. Перед посівом необхідно спланувати розміщення рядків відносно поля. Таким способом відбувається закладення технологічної колії. Чому це важливо? Якщо Ваш обприскувач буде працювати не по міжряддю, а по діагоналі до рядків, Ви будете нести додаткові втрати від наїздів.

Давайте порахуємо їх розмір на прикладі кукурудзи:

збиток на одному, ідеально рівному полі в 100 гектарів

Це збиток на одному, ідеально рівному полі в 100 гектарів. В реальних умовах та в масштабах всього підприємства втрати будуть колосальними! Як цього уникнути? Застосовуйте автопілотування або курсовказівник не лише під час внесення ЗЗР, а починаючи з моменту посіву. Необхідно відпрацювати рух обприскувача по міжряддю, а для цього потрібна сантиметрова точність. Це ж стосується і внесення мінеральних добрив.

Інші можливі шляхи підвищення ефективності обприскувачів

Наприкінці хочемо додати: давайте не будемо забувати про прості та зрозумілі способи підвищення якості роботи Вашого обприскувача. Сюди можна віднести своєчасне сервісне обслуговування вузлів і агрегатів (помпи, форсунок, регулюючої апаратури та ін.). Багато фермерів відверто економлять на цьому, намагаючись проводити обслуговування своїми силами. В гіршому випадку – взагалі не роблять цього, поки щось не вийде з ладу. На жаль, така недбалість коштуватиме дуже дорого. Наприклад, вихід з ладу помпи може обійтись в декілька тисяч доларів та декілька днів часу простою техніки.

Іншим перспективним шляхом удосконалення старих штангових обприскувачів є заміна застарілих щілинних розпилювачів на сучасні інжекторні або роторні. Обидва види форсунок значно сприяють зниженню витрати робочого розчину (інжекторні меншою, роторні – більшою мірою), а значить, і економії на обсягах води та її підвезенні на поле. За рахунок оптимізації розміру крапель, зростає і якість обробки листяної маси. Рівень втрат значно зменшується.


Висновки

Враховуючи необхідність підвищення маржинальності агровиробництва, одним із пріоритетних напрямків для впровадження є саме більш ефективне внесення засобів захисту рослин.

ДРобіть це системно, відпрацюйте паралельне водіння, відключення секцій та рух по міжряддю, і тоді – це дасть можливість економити більше 50 $/га, якісно виконувати технологічні операції, зменшити потребу у техніці та збільшити врожайність на ваших полях.

Автори матеріалу: засновник компанії SmartFarming, Артем Бєлєнков та засновник компанії FRENDT, Віталій Шуберанський

Якщо дана стаття була цінною для Вас, підписуйтесь на наші новини та отримуйте більше аналітичних матеріалів щодо підвищення ефективності агровиробництва.

Підписатись на наші новини

Доброго дня!

Дякуємо за інтерес до наших послуг.

Залиште свої контакти і наш менеджер зв'яжеться з Вами і надасть всю необхідну інформацію

Консультант
Потрібна консультація?

Телефонуйте за номером +38 067 829 10 80
або залиште свої контактні дані і ми з вами зв'яжемося

Клієнти та Партнери

  • UkrLandFarming
  • Кернел
  • Agroprosperis
  • Миронівський Хлібопродукт
  • Астарта-Київ
  • Мрія
  • ІМК
  • Агрейн
  • Приват-АгроХолдинг
  • HarvEast
  • УкрАгроКом-Гермес-Трейдинг
  • Зерновий альянс – Баришівська зернова компанія
  • Фрідом Фарм Інтернешнл
  • Continental Farmers Group
  • ED&F Man
  • Agricom Group
  • Агро-Регіон
  • Централ Фармінг Юкрейн
  • Лендфорт
  • Агро-КМР
  • Фаворит-Агро
  • АМГ Миронівське
  • Бершадь Агроплюс
  • Грін Тім
  • Флора
  • MAS Seeds Україна
  • Syngenta
  • CAS
  • SmartDrones
  • Frendt
  • Meteotrek
  • Лабораторія AgroScope
  • DroneDeploy
  • OMP
  • AgGeek

Зворотний дзвінок