Система точного земледелия

Точное земледелие включает в себя множество элементов. Все их можно разбить на три основных этапа: - сбор информации о хозяйстве, поле, культуре, регионе; - анализ информации и принятие решений; - выполнение решений – проведение агротехнологических операций.

Для реализации технологии точного земледелия необходимы: - современная сельскохозяйственная техника, управляемая бортовой ЭВМ, способная дифференцированно проводить агротехнические операции; - приборы точного позиционирования на местности (система ГЛОНАСС, GPS-приёмники); - технические системы, помогающие выявить неоднородность поля (автоматические пробоотборники, различные сенсоры и измерительные комплексы, уборочные машины с автоматическим учётом урожая, приборы дистанционного зондирования сельскохозяйственных посевов и др.).

Первый этап достаточно развит в плане технического и программного обеспечения. Для его выполнения используются автоматические почвенные пробоотборники, оснащенные GPS-приемниками и бортовыми компьютерами; дистанционные методы зондирования (ДМЗ), такие как аэрофотосъемка и спутниковые снимки; геоинформационные системы (ГИС) для векторизации спутниковой съемки и составления пространственно-ориентированных электронных карт полей; карты урожайности обмолачиваемых культур, получаемые сразу после уборки.

Основой технологии точного земледелия (второй этап) является программное наполнение, которое обеспечивает автоматизированное ведение пространственно-атрибутивных данных картотеки полей, а также генерацию, оптимизацию и реализацию агротехнических решений с учётом вариабельности характеристик в пределах возделываемого поля. На сегодняшний день наименее развит, однако существует ряд программных продуктов, предназначенных для анализа собранной информации и принятия производственных решений. В основном это программы расчёта доз удобрений с элементами геоинформационных систем (ГИС).

Этап выполнения агротехнологических операций, также как и первый этап, динамично развивается. Здесь самыми «продвинутыми» являются операции по внесению минеральных удобрений, а также посев зерновых культур.

Внесение удобрений по технологии точного земледелия проводится дифференцированно, то есть, условно говоря, на каждый квадратный метр необходимо вносить столько удобрений, сколько необходимо конкретно на данном элементарном участке поля.

Предусматривается предварительная подготовка на стационарном компьютере карты-задания, в которой содержатся пространственно привязанные, с помощью GPS, дозы удобрения для каждого элементарного участка поля, рассчитанные по результатам агрохимического обследования. Для этого проводится сбор необходимых для расчёта доз удобрений данных о поле (пространственно привязанных). Расчёт дозы производится для каждого элементарного участка поля, тем самым формируется (в специальной программе) карта-задание, которая переносится на чип-карте на бортовой компьютер сельскохозяйственной техники, оснащённой GPS-приёмником, и выполняется заданная операция. Трактор, оснащенный бортовым компьютером, двигаясь по полю, с помощью GPS определяет свое местонахождение и считывает с чип-карты дозу удобрений, соответствующую месту нахождения, затем посылает соответствующий сигнал на контроллер распределителя удобрений. Контроллер же, получив сигнал, выставляет на распределителе удобрений нужную дозу.

В области полном объеме система точного земледелия внедрена на учебно- опытном поле ОГАУ.

В ООО «Оренбург-Иволга» внедрены система параллельного вождения, картирования поля, обнаружения техники. В ООО «МТС Агро» Саракташского района внедрены система параллельного вождения основной обработки почвы, сева, внесения пестицидов. На комбайнах «Клаас» установлены бортовые устройства определения урожайности.

Системы параллельного вождения на посевных комплексах внедрены в ПСК «Приуральский» Оренбургского района, НПО «Южный Урал» Саракташского района.

Существует несколько точек, с которых можно начать работать по технологиям точного земледелия. Наиболее распространенными являются: мониторинг урожайности, навигация вождения техники, отбор образцов почвы для анализа и проверка полей.

Автоматическое управление.

Навигационные системы данного типа предназначены для обеспечения точного параллельного вождения при выполнении сельскохозяйственных работ, агрохимическом отборе почвы, внесении минеральных удобрений, СЗР и посеве. Использование GPS приемника совместно с устройством параллельного вождения позволяет точно водить агрегат вдоль рядов при любой видимости днем и ночью. Это оборудование увеличивает эффективную ширину ряда, позволяет экономить топливо, минеральные удобрения и средства защиты растений, таким образом, сокращаются сроки выполнения работ и минимизируется отрицательное воздействие на окружающую среду.

Система автоматического управления использует данные, поступающие от системы точного вождения для управления специальным подруливающим устройством, подключенным к рулевому колесу транспортного средства. Осуществляется управление машиной и снижает утомляемость водителя. Поскольку система берет на себя задачу удержания машины на заданном маршруте, механизатор может сосредоточиться на более важных делах, таких как контроль работы оборудования, что позволит повысить качество полевых работ.

Полевые компьютеры.

Данный тип устройств предназначен для сбора данных мобильными ГИС в реальных полевых условиях. Этот компактные и прочные компьютеры полностью соответствуют самым жестким требованиям к падению, вибрации, погружению в воду и к диапазону рабочих температур.

Универсальная система картирования урожайности.

Назначение: определение урожайности и влажности зерна с единицы площади с учетом местоположения комбайна и неровностей поля. Может устанавливаться на любой комбайн.

Состав: приемник GPS, оптический датчик, датчик влажности, датчик поперечных и продольных отклонений, электронно-вычислительный модуль определения урожайности, бортовая информационная система, карточка памяти, калибратор.

Приемник сигналов со спутниковой группировки в реальном времени привязывает показания датчиков урожайности к электронной карте. В результате получается цифровая карта урожайности, которая включает данные со всех комбайнов, оснащенных бортовым компонентом системы.

Пробоотборники.

Пробоотборники призваны автоматизировать и многократно ускорить процесс отбора проб почвы для их последующего анализа и создания электронной карты распределения химических веществ в почве. Пробы отбираются усредненно. План объезда и фиксация точек отбора проб готовится с помощью электронной карты, подготовленной на основе космических снимков спутников с применением программного векторизатора и карт внутрихозяйственного землепользования. Собранные пробы нумеруются и сдаются в лабораторию для определения необходимых элементов питания и, в ряде случаев, других элементов и соединений. Результаты исследования заносятся в специальное программное обеспечение, которое позволяет получить карту распределения химических элементов в почве.

Данная карта вместе с цифровой картой урожайности в дальнейшем используется для дифференцированного внесения, а так же для принятия решений при расчете необходимого количества семян, удобрений и средств защиты растений. С учетом данных о том, какой участок принесет больший урожай, принимается решение о дифференцированной обработке поля.

Возможна постановка противоположной задачи - снижение затрат в соответствии с потенциалом урожайности на обедненных участках поля, включая принятие решений об изменениях севооборота, конфигурации полей и высеваемых культур.