Эффективные решения для дифференцированного внесения пестицидов

Развитие технических средств, позволяющих в оперативном режиме распознавать сорные растения в общей массе и корректировать внесение рабочей жидкости каждой секцией полевого опрыскивателя, позволило выйти на новый уровень внесения пестицидов. Дифференцированное внесение пестицидов имеет целый ряд преимуществ в сравнении со сплошным опрыскиванием. Прежде всего экологическая эффективность, которая заключается в существенном снижении дозы препарата, вносимого на единицу площади, а также направленной обработки сорной растительности с учетом неравномерности распределения сорняков с минимальным попаданием пестицидов на культурные растения. Сведение к минимуму попадания пестицидов на культурные растения способствуют повышению урожайности, поскольку культурные растения расходуют меньше энергии на дезоксидацию гербицида.

На сегодняшний день существует целый ряд компаний, разрабатывающих оборудование для дифференцированного внесения пестицидов, которое можно применить на любом современном опрыскивателе. Буквально за несколько лет подобное оборудование прошло путь от идеи и экспериментальной модели до реального коммерческого предложения, однако производители подобного оборудования утверждают, что применение подобной технологии позволит сократить затраты на пестициды на 80%.

«ГлавПахарь» предлагает ознакомиться с разработками известных мировых производителей оборудования для внесения пестицидов: Carbon Bee Agtech, Blue River, Bosch и Bilberry.

Компания BILBERRY одной из первых вышла на рынок оборудования для дифференцированного внесения пестицидов. Первенство позволило закрепиться, и в настоящее время оборудование можно устанавливать на опрыскиватели компаний Agrifac, Berthoud и Dammann. 

Оборудование состоит из объединённых в сеть RGB камер, которые монтируются на штанги полевого опрыскивателя. При движении опрыскивателя результаты съемки растительной массы обрабатываются компьютером, и в режиме реального времени происходит распознавание сорной растительности.

Затем происходит внесение препарата секцией распылителей, расположенной непосредственно над местом прорастания обнаруженной сорной растительности. Управление каждым распылителем, установленным на штанге опрыскивателя, осуществляется индивидуально.

Координаты точки срабатывания распылителей записываются, далее эти данные используются для составления карт расположения сорной растительности, которые могут использоваться при выполнении последующих технологических операций.

Распознавание растений осуществляется по цвету, текстуре и форме.

Компания Carbon Bee AgTech для выявления сорной растительности использует инфракрасные и гиперспектральное камеры, изображение которых требует больше времени на обработку. Однако специально разработанные Carbon Bee AgTech алгоритмы позволяют с успехом выявлять сорняки и в оперативном режиме корректировать работу распылителей.

Преимущество использования камер гиперспектрального и инфракрасного типов позволяет выявлять не только сорняки, но и болезни растений, а также определять дефицит питательных веществ в растениях, что достигается за счет высокой степени детализации изображений и специальных алгоритмов обработки.

Также оборудование Carbon Bee AgTech позволяет реализовать картографирование сорняков с указанием их вида и плотности распределения по площади поля, это  сокращает применение гербицидов при обработке.

Компания сотрудничает с известными производителями сельскохозяйственной техники Kuhn и Berthoud.

Оборудование See & Spray от компании Blue River успешно используется для борьбы с сорной растительностью в полевых условиях. Компания Blue River приобретена John Deere и в настоящее время занимается разработкой технических решений для повышения точности внесения средств защиты растений. 

Особая конструкция распылителей уменьшает ширину факела распыла до 2,5 см, а точное программно-аппаратное решение для распознавания и точного внесения пестицидов позволяет эффективно обрабатывать посевы сельскохозяйственных культур.

Разработки компании базируются на совершенствовании методов машинного обучения и компьютерного зрения. Вместо распознавания в диапазонах цветов и текстур в концепцию работы оборудования Blue River заложены алгоритмы нахождения тонких различий между культурным растением и сорняками различных видов.

После обнаружения сорной растительности на распылители с электронной системой управления подается сигнал и происходит точная дозированная подача пестицидов на сорные растения. При этом сведена к минимуму вероятность попадания рабочей жидкости на почву или на культурные растения.

Методика распознавания и обработки сорной растительности пестицидами совершенствуется за счет машинного обучения. Тем самым становится возможным использовать пестициды различных видов и применять оборудование для обработки посевов различных сельскохозяйственных культур.

Разработки компаний Bosch/BASF базируются на базе данных трехмерных изображений сорной растительности. Основная часть оборудования: камеры, контроллеры для обработки изображений, элементы управления распылителями разрабатывалась Bosch.

Оборудование состоит из RGB камер, установленных на штангах опрыскивателя с шагом 1 м. Камеры сканируют почву и полосами шириной 25 см. Для внесения пестицидов используются широкоимпульсные распылители Amazone Spotfan 40-03, шаг расстановки которых составляет также 25 см. Угол факела распыла составляет 40 градусов, что позволяет свести к минимуму перекрытие при обработке пестицидами. Модули управления и обработки информации подключены к клапанам распределителя опрыскивателя. После распознавания происходит оперативная обработка сорной растительности, что занимает 300 миллисекунд.

Испытания оборудования Bosch/BASF — Smart Spraying показали экономию пестицидов до 90% в период появления всходов и 20-60% после всходов. Рабочая скорость опрыскивателя при обработке составляет 14 км/ч.

В заключение следует отметить, что оборудование для дифференцированного внесения пестицидов имеет большие перспективы развития. Это связано с тем, что экономия пестицидов позволяет не только снизить экологическую нагрузку на почву и уменьшить попадание пестицидов на культурные растения, но также снизить затраты денежных средств на приобретение дорогостоящих пестицидов.