Точное земледелие: системы сбора информации о состоянии посевов

Системы сбора информации о состоянии посевов являются важными составляющими системы точного земледелия, поскольку собранные данные можно использовать для корректировки норм вносимых удобрений, химических средств защиты растений непосредственно в момент обработки конкретного полевого участка. Кроме того, сохраненные данные можно использовать в дальнейшем в целях планирования и разработки стратегии работ, выбора оптимальных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. 

Чувствительными элементами подобных систем, как правило, являются оптические датчики. В зависимости от вида источника излучения датчики для бесконтактного определения свойств растений  делятся на лазерные, ультразвуковые, радиолокационные и др. Принцип их работы основан на сопоставлении отражения дневного света и искусственных источников излучения. 

Посредством подобных систем возможно оценить рост и развитие биомассы культурных растений. Также существует возможность выявить сорное растение в общей растительной массе, дистанционно определить содержание азота в культурных растениях, что расширяет возможности дифференцированного внесения удобрений.

Оборудование ISARIA PRO Active устанавливается на трактор или самоходную сельскохозяйственную технику и в режиме реального времени измеряет содержание азота или биомассу растений. Такая информация может использоваться для экспресс-оценки состояния культурных растений или для мониторинга за развитием культур, накопления данных с целью последующего принятия решений.

Приспособление является довольно универсальным и может использоваться для корректировки норм вносимых удобрений или средств защиты растений, регуляторов роста и других препаратов.

Для монтажа оборудования требуется несколько минут. Достаточно зафиксировать приспособление на передней навесной системе, подать питание и подключиться к оборудованию через Bluetooth.

Основными культурами, с которыми успешно зарекомендовало себя оборудование ISARIA, являются кукуруза, картофель и озимые ячмень, рапс, пшеница. При обработке картофеля и озимой пшеницы существует возможность автоматизированной корректировки норм вносимых удобрений без вмешательства оператора. Однако для эффективного использования оборудования необходимо владеть исходными агрономическими данными для конкретных производственных условий и обрабатываемой культуры: стадии роста и развития растений, диапазон норм внесения для обрабатываемого участка, ожидаемая урожайность, плодородие почв и др.

Оптическая система может функционировать при различной степени освещенности в дневное и ночное время благодаря мощным светодиодам, работающим в импульсном режиме. Датчики не нуждаются в калибровке и на качество их работы не оказывают влияние солнечные лучи, роса и дождь. 

Система может эффективно работать с техникой для внесения удобрений и химических средств защиты растений при условии, что у оператора существует возможность самостоятельно корректировать нормы вносимых материалов из кабины трактора, либо имеются автоматизированные системы корректировки.

Внимание следует уделить также системе ISARIA PRO Compact. Система является компактной и подходит для применения в небольших сельскохозяйственных предприятиях. Датчики системы, установленные на зеркалах трактора или самоходной сельскохозяйственной машины, измеряют солнечный свет, отражаемый растениями в красном и инфракрасном диапазоне, а датчик установленный над кабиной фиксирует текущий спектр для последующего сопоставления полученных данных.

Компания Yara предлагает датчик N-Sensor, предназначенный для оперативного определения потребности в азоте для культурных растений. Принцип работы основан на изменении отражения сигнала источника излучения от растений.

Как показали испытания системы, за счет дифференцированного внесения удобрений урожайность зерновых культур увеличилась на 3,5% при сохранившейся заданной средней норме вносимых удобрений. Экономия удобрений составила 14%. 

Если рассматривать эффективность применения данного оборудования в масштабах технологии, то эффективность последующей комбайновой уборки выросла на 12-20% за счет равномерного распределения растений на площади поля.

Система Trimble GreenSeeker предназначена для реализации технологии дифференцированного внесения жидких азотных удобрений и позволяет работать при различных условиях видимости в любое время суток. Основу системы составляют оптические датчики, которые позволяют оценить состояние культурных растений. После определения состояния биомассы в конкретной точке рабочего участка, формируется управляющий сигнал для оперативной корректировки нормы вносимых удобрений.

Trimble GreenSeeker совместима с дисплеями TMX-2050 ™ и FmX® и может интегрироваться в системы подачи рабочей жидкости опрыскивателей. Оптические датчики системы GreenSeeker могут быть смонтированы на штанговых рабочих органах многих современных опрыскивателей.

Система Trimble WeedSeeker предназначена для выявления сорной растительности в общей массе растений на обрабатываемом участке. После определения сорных растений формируется управляющий сигнал, передаваемый на распылители опрыскивателя. Таким образом обеспечивается направленная подача гербицидов и уменьшается их необоснованный расход.

Для эффективного функционирования системы рабочая скорость опрыскивателя не должна превышать 16 км/ч. Благодаря направленной подаче рабочей жидкости обеспечивается не только экономическая эффективность данной системы, но также снижается засорение вредными веществами окружающей среды.

Для работы системы WeedSeeker 2 подходит любой совместимый с ISOBUS дисплей. Датчики новой системы имеют расширенную зону покрытия и подходят для размещения на современном штанговом опрыскивателе с любой шириной захвата с шагом расстановки распылителей 50 см.

Оборудование WeedSeeker легко интегрируется не только с системами распыления рабочий жидкости, но также может использоваться с системами автоматического позиционирования и подруливания. Также осуществляется контроль за распылением рабочей жидкости при развороте агрегата. Данные о месте внесения препаратов сохраняются с целью их последующего использования при составлении электронных карт полей.

Система определения состояния биомассы культурных растений Ag Leader OptRx позволяет измерить и записать для последующей обработки данные в режиме реального времени. Оборудование может эффективно использоваться для работы с опрыскивателями при внесении жидких минеральных удобрений, дефолиантов, регуляторов роста и других химических препаратов. При этом обеспечивается высокая производительность и экономия денежных средств за счет сокращения количества химических препаратов, вносимых на гектар рабочего участка.

Подводя итог, необходимо отметить, что системы сбора информации о состоянии посевов позволяют решить сразу несколько задач, без которых немыслимо дальнейшее совершенствование сельскохозяйственного производства. 

Во-первых, точечное применение пестицидов для уничтожения сорняков и дифференцированное внесение удобрений позволяет снизить экологическую нагрузку на обрабатываемые полевые участки. 

Во-вторых, за счет снижения расхода рабочей жидкости и удобрений можно достигнуть существенной экономии материальных ресурсов и денежных средств. Также не следует забывать, что снижение «пестроты» плодородия почв за счет рационального распределения удобрений по площади поля способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур.