Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Системы современных интенсивных технологий в растениеводстве

Сравнение перерасхода пестицидов и горючего для культур, связанных с увеличением площади

Культура

При перекрытии 0,30 м

При перекрытии 1 м

При перекрытии 2 м

грн. / га

%

грн. / га

%

грн. / га

%

рапс

17979,5

100

61792,5

312

131250,0

730

Пшеница

11695,5

100

40606,5

347

86250,0

737

Подсолнечник

11526,0

100

40018,0

346

85000,0

735

яровой ячмень

7966,5

100

27659,5

347

58750,0

737

топливо

79,1

100

274,5

347

583,0

737

Кроме того, параллельное вождение с помощью маркера и маячков требует дополнительных расходов:

• расходы пены - 0,02 (кг / га) х1058,85 (га) × 300 (грн.) = 6 353,1 грн.

• расходы на 2-х сигнальщиков - 2 × 0,70 (грн. / Га) × 1125 (га) = 1575 грн.

Увеличение общей стоимости работ на внесении пестицидов различными способами за счет перекрытия и дополнительных расходов приведены в таблице 7.

Из приведенных данных видно, что применение приборов параллельного вождения создает высокий экономический эффект и экономию средств при внесении пестицидов.

Увеличение общей стоимости работ по внесению пестицидов различными способами за счет перекрытия и дополнительных расходов

Культура

CLAAS GPS COPILOT

пенный маркер

маячки

рапс

100%

382,74%

746,27%

Пшеница

100%

401,15%

750,84%

Подсолнечник

100%

401,94%

751,03%

яровой ячмень

100%

426,16%

757,03%

Приборы параллельного вождения по сравнению с обычными маркерами имеют преимущества при внесении пестицидов, которые реагируют на температуру (табл. 8).

Широкое применение DGPS для определения координат машинно тракторных агрегатов сдерживается высокой стоимостью технических и информационных средств, отсутствием развитой сети станций дифференциального корректировки, возможными погрешностями, вызванными грозовыми разрядами и магнитными бурями.

Эффективность использования опрыскивателей на внесении пестицидов, чувствительных к температуре

Диапазон времени для внесения

с 18:00 до 01:00 с 05:00 до 07:00

3 18:00 до 22:00 с 05:00 до 07:00

Допустимое количество времени для внесения, ч.

9

6

Обработанная количество земли, га / сутки

243

162

Время необходимое на опрыскивание всего поля, суток

4

6

Количество опрыскивателей для внесения пестицидов за сутки ед.

4

6

Технология переменных норм внесения (Variable Rate Technolog, VRT) - это внесение с помощью специального оборудования сменных норм (доз) технологических материалов, в соответствии с особенностями каждого элементарного участка поля. Основой VRT является высокоточное сельскохозяйственная техника, функциональные свойства которой определяются широким использованием электронных устройств (компьютеров, микропроцессоров, датчиков) (рис. 19).

Для качественного адресного расчета доз минеральных удобрений необходимо учитывать агрохимические свойства почвы, такие как: кислотность, подвижные формы фосфора и калия, органическое вещество, сумма впитанная основ, то есть основные химические индексы плодородия почв. Для определения значений этих показателей проводится агрохимическое обследование почв .

Агрохимическое обследование полей позволяет разработать особый метод внесения удобрений для каждого поля и каждой культуры отдельно.

При базовом агрохимическому анализе определяется содержание следующих элементов: N, Р, К, Са, Mg, S, Ph, гумус.

При расширенном агрохимическому анализу указанному выше перечню добавляются следующие элементы: В, Zn, Cu, Fe, Mg, Mo.

МТЗ-1221 с установленным Hydros-Sensor на крыше и разбрасывателем Amazone7А-М1500

Рис. 19. МТЗ-1221 с установленным Hуdros-Sensor на крыше и разбрасывателем Amazone7А-М1500

Агрохимический анализ почвы - это быстрый, экономичный и надежный способ определения необходимой нормы каждого элемента на каждом конкретном поле во время предпосевной и вегетативного периода. Агрохимический анализ в совокупности с качественными семенами, эффективной защитой от сорняков и болезней, дифференциальным внесением удобрений и благоприятными погодными условиями способствуют значительному увеличению урожайности, а соответственно и прибыли.

На сегодняшний день в Украине агрохимическое обследование проводится, как правило, традиционным для прошлого столетия методом, в соответствии с "Методическими указаниями по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий" (ЦИНАО, Москва, 1994г.). Размер элементарного участка, то есть площадь сельскохозяйственного поля, характеризуется одной пробой, в общем случае определяется количеством фосфорных удобрений, внесенных в почву. Для Северо-Западного региона она составляет 5 га, если удобрений вносится не более 60 кг / га действующего вещества ежегодно. Если доза фосфора составляет 60-90 кг / га, элементарную участок уменьшают до 4-х га, если вносится более 90 кг / га, площадь составляет 2 га. Причем размеры и местоположение элементарного участка определяются «на глаз», что соответственно дает приблизительный результат. Это особенно сказывается на сравнении результатов анализа в разные годы, потому что в следующий раз проба берется не в том же месте, что год назад, а с погрешностью в десятки метров и больше.

Сегодня схожие методы обследования сельскохозяйственных полей считаются устаревшими и не отвечают требованиям времени. Во многих сельскохозяйственных предприятиях мира и в Украине в частности, уже используются высокотехнологичные методы, использующие автоматику, компьютерную технику, систему глобального позиционирования (GPS). Современный подход является одним из основных элементов «точного земледелия».

Современные мобильные автоматизированные комплексы (рис. 20) позволяют проводить агрохимическое обследование почв и создания электронных карт полей (с сантиметровой точностью) на высоком уровне с использованием новейших достижений в области информационных технологий.

Такие комплексы состоят из следующих функциональных

компонентов:

1) транспортное средство (трактор, пикап, квадро цикл)

2) автоматический почвенный пробоотборник (глубина отбора от 10 до 120 см);

3) спутниковая система позиционирования (GPS)

4) карманный персональный компьютер или ноутбук; 5) программное обеспечение.

Автоматический почвенный пробоотборник Duoprob 60

Рис. 20. Автоматический почвенный пробоотборник Duoprob 60

После получения результатов агрохимического анализа почв необходимо применять систему дифференцированного внесения удобрений (рис. 21), которая предназначена для дифференцированного внесения жидких и твердых удобрений и ядохимикатов на поле в соответствии с аппликационной (технологической) карты с целью уменьшения затрат удобрений и увеличения урожайности.

Она состоит из бортового компьютера со встроенным приемником DGPS, антенны, чип-карты, программного обеспечения для персонального компьютера AGRO-NET NG или AGRO-MAP.

Система дифференцированного внесения удобрений AGROCOM VRA

Рис. 21. Система дифференцированного внесения удобрений AGROCOM VRA

Внедрение системы дифференцированного внесения удобрений предоставляет следующие преимущества: 1) увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур; 2) уменьшает количество внесенных удобрений; 3) "выравнивает" все участки поля по содержанию питательных веществ.

Инновационный датчик биомассы GROP-METER AGRONOM

Рис. 22. Инновационный датчик биомассы GROP-METER AGRONOM

Для определения нормы внесения удобрений записи на бортовой компьютер карты биомассы, формирование технологических карт дифференцированного внесения удобрений и использования их на основе технологической карты на данный момент широко используют инновационный датчик биомассы - GROP-METER AGROCOM (рис. 22).

Данный датчик имеет двух точечную калибровку, которая базируется на определении максимальной и минимальной нормы внесения пестицидов (азотных удобрений, фунгицидов, регуляторов роста).

Сравнение карт состояния посевов (полученных в результате применения системы CROP-METER) с картами урожайности дает возможность определять структуру урожая задолго до проведения уборочных работ, дает возможность оценить эффективность проведенных работ по уходу за посевами.

Результаты исследований, проведенных институтом АТВ (Institute for Agricultural Engineering, Германия) на нескольких сотнях гектаров, в течение трех лет, в пяти фермерских хозяйствах, показывают, что использование системы GROP-METER позволяет экономить около 14% удобрений и средств защиты растений.

GROP-METER (рис. 23) - соответствует требованиям аграриев, так как контроль руководителям позволяет осуществлять на местах, системно и автоматически определять необходимое количество внесения веществ в рамках заданного минимального и максимального уровня.

Интерфейс датчика биомассы CROP-METER

Рис. 23. Интерфейс датчика биомассы CROP-METER

Следующим элементом точного земледелия является использование современных опрыскивателей, которые используют GPS-навигаторы, которые могут работать на бесплатных и платных сигналах.

В чем заключается необходимость использования GPS-навигаторов при выполнении ухода за посевами? Ответ на этот вопрос дает характеристика выполнения основных агротехнических операций.

Трактор с прицепным или навесным агрегатом курсирует из одного конца поля на другой, и вслед за ним остается обработанный участок. Каждый раз механизатор должен следить, чтобы край агрегата двигался четко по границе только обработанного участка. А чуть отступит в сторону - и между двумя проходами образуется полоса, лишенная удобрений. Если же подстраховываться и каждый раз "прихватывать" край уже обработанной полосы, образуются участки, получили двойную порцию препаратов. Мало того, что в почве могут повышенные дозы препаратов, не всегда полезных для здоровья - такая тщательность оборачивается дополнительными затратами дорогих удобрений или препаратов.

А если поле имеет не прямоугольную форму, да еще и граничит с оврагами или лесными. Выполнять на нем параллельные движения широкозахватного агрегата практически невозможно. В результате хозяйство несет значительные расходы химикатов и горючего, поэтому здесь на помощь приходят системы точной навигации.

Имея необходимую аппаратуру, трактористу все равно, какую форму имеет обрабатываемую поле (рис. 24). Достаточно проехать агрегатом по его краю, и электроника сама определит маршрут движения трактора.

Конфигурация полей с различными элементами рельефа

Рис. 24. Конфигурация полей с различными элементами рельефа

При развороте она возьмет управление им "в свои руки" и четко поведет машину оптимальному маршруту - погрешность при совмещении границ обрабатываемых полос не превышает ± 10-15 см. Более того, маршрут заносят в базу данных 1, например, если проводился посев кукурузы, следующего раз, когда нужно будет обработать междурядья, система использует координаты прохождения сеялки и, как идеальный проводник, направит культиватор точно между строк.

Устанавливается она на щитке приборов, оборудована световыми диодами, которые оповещают об отклонении передних колес от заданного маршрута. Водителю остается следить за датчиками и поворотом руля корректировать движение трактора. Собственно, такое устройство можно назвать идеальным компасом. Кстати, это устройство можно установить не только на современных западных тракторах, но и на стареньких "Беларусь".

Другой комплект навигационного оборудования несколько сложнее. Аппаратура монтируется в гидросистему управления трактором, и уже она, а не оператор, управляет машиной. А тракторист превращается в беззаботного пассажира. Он больше не испытывает постоянного напряжения, а следовательно и усталости, поэтому может продуктивно работать на несколько часов дольше (А. Пальчун, 2000).

В Украине на опрыскивателях используются системы параллельного управления с классом точности до ± 20 см. Они пользуются наибольшим спросом благодаря простоте и универсальности, возможности быстрой адаптации на местности. На отечественном рынке GPS-систем выделяются продукты компаний Teejet, Agrocom, Trimble, которые имеют почти одинаковые установки, настройки, но различные характеристики управления агрегатом, частоту обновления сигнала, дополнительных функций на аппаратном уровне и возможности перенастройки прибора вообще. Дополнительные функции в различных брендов имеют неодинаковые возможности. Например, воспроизведение правильного направления движения агрегата в Agrocom оптимальным по сравнению с Teejet благодаря большему количеству светодиодов для точного движения - 45 против 11. Благодаря этому лучше настраивается четкость восприятия указанного направления движения опрыскивателя, что соответственно влияет на четкость подруливания, качество выполнения агротехнического мероприятия. Другой важной функцией является частота обновления сигнала в работе систем. Так, если в Agrocom, Trimble она равна 10 Гц, то в Teejet - всего 5 Гц. Благодаря большему показателю чаще обновляется сигнал, а значит, качественнее выполняется сам агротехнический мероприятие.

На опрыскивании максимальную точность выполнения агротехнической операции обеспечивают базовые станции (± 1-3 см.). Они могут обеспечить поправки от локальной базовой станции, которая устанавливается на краю поля.

Для работы по этой технологии на опрыскиватель устанавливается радиомодем. Поправки от базовой станции передаются по радио. Если говорить о целесообразности приобретения базовых станций для опрыскивания посевов, то стоит учесть несколько принципиальных моментов. Во-первых, их мощность: эти станции даже без усилителя могут покрывать площади в радиусе около 25 км. Во-вторых, их использование связано с необходимостью оформления лицензий на высокочастотный или ультравысокочастотной радиоканал.

Срок окупаемости GPS-систем через значительную стоимость может составлять 3-5 лет (М. Куценко, 2009).

Кроме того, такие системы позволяют не только управлять трактором в автоматическом режиме, но и получать исчерпывающую информацию о его работе. Иными словами, находясь в конторе, руководитель предприятия всегда имеет возможность увидеть на экране компьютера, движется в этот момент трактор. Также без труда можно с точностью до секунд вычислить, как он работал, сколько простаивал и даже увидеть, где именно тракторист устроил себе отдых. Причем получить эти сведения можно по любой рабочий день.

Кабина МТЗ 1221 с установленными бортовыми системами

Рис. 25. Кабина МТЗ 1221 с установленными бортовыми системами

Поскольку информация о движении каждого трактора на поле сохраняется в компьютере, то даже через пять лет достаточно взять ее за основу, и агрегат двигаться тем же маршрутом.

Опрыскиватели оборудованы устройствами для электронного регулирования подачи рабочего раствора пестицидов, сеялки - для регулирования нормы высева и глубины заделки семян, машины для внесения удобрений - регулирование доз внесения удобрений, почвообрабатывающие орудия - для регулировки глубины обработки почвы. Управление рабочим процессом и контроль за его выполнением осуществляют с трактора, оборудованного многоканальным процессором или компьютером, а на сельскохозяйственных машинах устанавливают унифицированные датчики. На пульт управления поступает информация о скорости движения агрегата, объема выполненной работы, расхода топлива и запасов технологических материалов и т.д. (рис. 25).

Следующим элементом точного земледелия уборки урожая. Для того, чтобы существенно влиять на скорость и качество проведения уборочных работ специалистам, или руководителям необходимо иметь полную характеристику сбора каждого комбайна, для этого существуют специальные программы и устройства.

На данный момент существует два метода определения урожайности. Первый - механически взвесить собранный урожай после разгрузки зерноуборочного комбайна, второй (система картирования урожайности) - измерение урожая в реальном времени на протяжении всей работы комбайна с помощью систем GPS.

Система картирования урожайности - это совокупность оборудования и программного обеспечения, с помощью которого осуществляется учет количества урожая собранной культуры на каждой определенной участке поля. Во время работы уборочной техники в бортовом компьютере фиксируется время работы, название поля с указанием культуры, общая убранная площадь, количество израсходованного горючего, данные о технике, оператора, который на ней работает, и хозяйство, в котором происходят жатву.

Первые системы картирования урожайности ни были точными. К 2000 году точность определения координат в системе GPS имела погрешность ± 10- 20 м .; также большие погрешности имели датчики намолоту. С появлением корректирующих сигналов DGPS точность определения координат достигла ± 5-10 см. Такая информация уже имеет большую ценность. Все остальные серии зерноуборочных комбайнов осуществляют полный учет всех работ в бортовом оборудовании с возможностью дальнейшей обработки с помощью программного обеспечения компьютера.

Например, TELEMATICS позволяет анализировать работу комбайна в режиме реального времени и получать следующую информацию о его дальнейшей работе:

1. Аналитика использования рабочего времени (разгрузки в движении, разгрузки при остановке, время поворота, время выполнения процесса, простой, время движения с полным зерновым бункером, время в пути, остановка из-за перегрузки, выключения двигателя).

2. Анализ производительности (анализируются следующие параметры: влажность зерна, высота среза, заполнения зернового бункера, работа измельчаемого, молотильного барабана, намолот, убранная площадь, выгрузки зернового бункера и др.).

3. Показатели счетчиков (моточасов, рабочих часов, времени работы измельчаемого и обмолот, объема сбора и площади, пройденного пути в поле, расхода топлива).

4. Перепик аварийных сообщений.

5. Карту урожайности, которую потом через GoogleEarth можно использовать в on-line через Интернет на Информационно-аналитическом сервере. Она дает возможность получить изображение пути движения комбайна, фиксацию разгрузок зернового бункера (при движении и с остановками), подробную информацию о параметрах работы комбайна (рис. 26).

Путь движения комбайна в GoogleEarth

Рис. 26. Колея движения комбайна в GoogleEarth

Использование аналитико-информационной системы (рис. 27) позволяет увеличить производительность техники, благодаря контролю за машиной и механизатором, улучшить транспортную логистику, получить документацию рабочих процессов.

Карта урожайности - это разноцветная карта, на которой каждый цвет соответствует определенному диапазону урожайности.

Зеленый - от 0,04-0,06 т / га, желтый - 0,01-0,04, красный - 0- 0,01 т / га. Первые системы для создания карт урожайности предназначались только для зерноуборочной техники, но их принцип действия можно применять и для определения урожайности других сельскохозяйственных культур. Принцип картирования урожайности у подавляющего большинства современных комбайнов таков: во время уборки с помощью специальных устройств (датчиков, датчиков, бортового компьютера) фиксируют количество собранного урожая на определенном участке. Пространственные координаты комбайна в каждый момент времени поступают от DGPS-приемника.

Точность определения урожайности зависит от калибровки датчиков и почти не зависит от культуры, сбор которой ведется. Стандартное отклонение измерений не превышает 3-10%, для всех типов датчиков.

Информационно-аналитический сервер, накапливает информацию, которая поступает от комбайна

Рис. 27. Информационно-аналитический сервер, накапливает информацию, которая поступает от комбайна

Электронная карта поля

Рис. 28. Электронная карта поля

В процессе использования элементов точного земледелия создаются электронные карты полей . Электронная карта поля (рис. 28) - это: удобство, наглядность, эффективность, возможность оперативного внесения изменений и быстрый доступ к любой занесенной информации. Они дают возможность вести учет и контроль всех сельскохозяйственных операций, поскольку основывается на точных данных: площади полей, расстояния дорог и т.д., помогают провести полный анализ условий, влияющих на рост и развитие растений на данном поле, или на участке 100x100 м, позволяют оптимизировать производство с целью получения максимальной прибыли, а также рационально использовать в производстве ресурсы.

То есть, электронные карты полей используются для: учета севооборотов, картирование урожайности, обследования почв, статистического и тематического анализа данных и планирования производственных процессов.

В процессе использования элементов точного земледелия для составления карт полей хозяйства с нанесением: рек, дорог и других

объектов с привязкой к GPS; выполнение разграничения полей на участки; объединение полей в группы; определение площади и параметров поля; координат объектов на поле; бонитировки; ведения перечня выполненных работ на поле и учета использования техники и химических веществ применяют КПК "Помощник агронома О" (рис. 29).

КПК '' Помощник агронома ПРО "

Рис. 29. КПК '' Помощник агронома ПРО "

Данный устройство обеспечивает, существенную точность за счет использования недокументированных возможностей приемника SirForce III, имеет большой объем внутренней памяти, что позволяет запомнить множество полей нескольких хозяйств, осуществляет перенос карт на ПК и создание картотеки полей, дает возможность нанесение полей на спутниковые изображения в программе Google Earth (использование Интернета).

Картографирования урожайности

Для выполнения качественной уборки и в дальнейшем выращивания следующей культуры необходимо проводить составления карты урожайности каждого поля. Потому что на одном поле, в разных его участках, урожайность одной и той же культуры может резко меняться.

Для картографирования урожайности используют на комбайне специальный прибор ACT или Cebis, который соединен с измерителем влажности зерна, световым датчиком, передним мостом комбайна и сенсором наклона жатки.

Принцип картографирования включает в себя знания ширины захвата жатки, средний намолот на определенном отрезке с позиционированием GPS. Затем эта информация через интерфейс обрабатывается с помощью программы AGRO-MAP.

В Украине в 2000г. Принято "Программу создания и внедрения технических средств для технологий точного земледелия", реализация которой дала первые результаты, созданы мобильные машины для механического отбора проб почвы, электронно-механические устройства для изменения доз внесения удобрений, машину для дифференциального обработки , радиосистему для определения координат агрегатов, с использованием базовой радиостанции и др.

В Украине элементы точного земледелия, в настоящее время широко внедрены в таких областях, как Ровенская и Киевская.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее