Точкове обприскування: економія, ефективність, екологічність

Технологія точкового обприскування стає все більш популярною серед аграріїв у всьому світі. Ця інноваційна система спрямована на оптимізацію використання ресурсів, зменшення витрат і підвищення врожайності.

Точкове обприскування – це комплексний підхід до внесення пестицидів, який використовує різні технології для оптимізації цього процесу. Його популярність зростає протягом останніх десяти років, але це не одномоментний феномен, а результат еволюції технологій та усвідомлення проблем, пов’язаних із традиційними методами обприскування.

Точкове обприскування: хронологія популярності

Ось декілька ключових етапів розвитку точкового обприскування:

1990-ті: поява перших систем GPS-навігації для сільськогосподарської техніки та розробка систем контролю для обприскувачів;

2000-ті: поширення систем навігації та контролю на обприскувачах. Розробка форсунок з електромагнітним клапаном для точного внесення пестицидів;

2010-ті: зростання популярності дронів для точного обприскування. Розробка систем візуалізації для ідентифікації цілей обприскування;

2020-ті: інтеграція штучного інтелекту в системи точного обприскування. Розробка автономних роботів для обприскування.

Нині точкове обприскування стає все більш доступним для фермерів завдяки розвитку технологій та зниженню їх вартості. Це робить його популярним у всьому світі.

Одним із лідерів у розробці та впровадженні технологій точного обприскування є США. Великі площі сільськогосподарських угідь та високий рівень розвитку сільського господарства роблять цю країну сприятливим середовищем для використання даних технологій.

Не відстає і Бразилія, яка є одним із найбільших у світі експортерів сільськогосподарської продукції. Використання точного обприскування допомагає бразильським фермерам підвищувати свою конкурентоспроможність на світовому ринку.

До трійки лідерів входить також Китай: країна має велику кількість населення та обмежені земельні ресурси, тому точкове обприскування допомагає китайським фермерам економити та підвищувати врожайність.

У цій статті ми розглянемо деякі ключові аспекти техніки точкового обприскування та її переваги для сільгоспвиробників.

Що ж таке точкове обприскування?

Точкове обприскування – це система, яка дозволяє наносити обприскувальні речовини (пестициди) точно у те місце, де вони потрібні, зменшуючи витрати на засоби захисту рослин і мінімізуючи негативний вплив на навколишнє середовище. Ця технологія базується на використанні GPS і картографії для точного визначення місця і маршруту руху сільськогосподарської техніки.

Точковий вибірковий обробіток має чимало переваг. Зокрема, це ефективність використання ресурсів, адже система точкового обприскування дозволяє розподіляти обприскувальні речовини з точністю до кожного квадратного метра поля, зменшуючи перекриття та перехід зон, які вже оброблені.

По друге, суттєво економить час та кошти, оскільки, за допомогою точкового обприскування аграрії можуть значно зменшити кількість витрат на робочу силу, пальне і засоби захисту рослин (80-90%), адже система оптимізує маршрути і розподіл отрутохімікатів, внаслідок чого обприскуються лише ті ділянки поля, де це дійсно необхідно.

Дуже важливою є і мінімізація шкідливого впливу на довкілля та здоров’я людей, адже поля обприскуються з високою точністю.

Ну і, звісно, слід відзначити підвищення врожайності, тому що точне нанесення обприскувальних речовин допомагає забезпечити оптимальні умови для росту рослин, що в свою чергу може призвести до збільшення врожаю.

Основні технології та техніка для досягнення точності й ефективності

Точне обприскування використовує різноманітні технології для досягнення точності та ефективності в розподілі обприскувальних речовин. Деякі з найпоширеніших технологій, які застосовуються в цій галузі, включають:

Глобальна система позиціонування (GPS): GPS використовується для визначення точного місцезнаходження сільськогосподарської техніки на полі. Це дозволяє реалізувати точне нанесення обприскувальних речовин і оптимізувати маршрути обробки.

Автоматизовані системи навігації: ці системи автоматично керують рухом обприскувальної техніки на полі, дотримуючись заданих маршрутів і рекомендацій.

Датчики та картографічні системи: забезпечують збір даних про ґрунтову вологість, рівні поживних речовин і фізичні характеристики поля, що допомагає оптимізувати розподіл обприскувальних речовин відповідно до потреб кожної зони.

Системи секційного керування: дозволяють регулювати розподіл обприскувальних речовин в залежності від ширини та конфігурації поля, що дозволяє уникнути перекриття і недостатнього покриття.

Відеомоніторинг і штучний інтелект: деякі сучасні системи використовують відеомоніторинг та алгоритми штучного інтелекту для реального аналізу стану рослин та визначення потреб у засобах захисту.

Техніку, яка використовується для точного обприскування, можна поділити на два основних типи: наземна та автономні роботизовані платформи, які можуть обприскувати поля без участі людини; та повітряна техніка: дрони (БПЛА, які оснащені баками для пестицидів та системами розпилення).

Обприскувачі: які обрати?

При точковому обприскуванні використовуються обприскувачі, які оснащені спеціальними системами для точного внесення пестицидів. Ці системи дозволяють обробляти лише уражені ділянки рослин, а не всю їх поверхню, що робить внесення ЗЗР більш економним та ефективним.

Ось декілька типів обприскувачів, які використовуються при точковому обприскуванні:

Причіпні обприскувачі  приєднуються до трактора та використовуються для обприскування великих площ. Як правило, вони оснащені штангами з форсунками, які можуть розкриватися та закриватися секційно, що дозволяє обробляти лише необхідні ділянки.

Самохідні обприскувачі мають власний двигун і не потребують трактора для пересування. Вони можуть бути оснащені штангами з форсунками, а також іншими системами точного обприскування, наприклад, системами візуалізації.

Навісні обприскувачі використовуються для обприскування невеликих та середніх площ. Вони можуть бути оснащені штангами з форсунками, а також іншими системами точного обприскування.

Автономні роботизовані платформи для точкового обприскування

Автономні роботизовані платформи стають все більш популярними для точного обприскування. Ці платформи можуть обприскувати поля без участі людини, що робить процес більш ефективним та безпечним. Ось декілька прикладів автономних роботизованих платформ:

Naio Technologies Dino: цей робот використовує камери та датчики для ідентифікації бур’янів та обприскує їх точково.

Yamaha RS-100: робот може обприскувати поля з високою точністю за допомогою GPS та системи навігації.

Agrobot SW-600: здатен працювати вдень і вночі та оснащений системою точного обприскування.

FarmDroid FD20: це автономний робот, розроблений для точного обприскування та прополювання на полях.

Серед основних переваг використання автономних роботизованих платформ: ефективність (роботи можуть працювати безперервно та обприскувати великі площі за короткий час), точність (обприскувати рослини з високою точністю, що зменшує витрату пестицидів), безпека (роботи знижують ризик контакту людей з пестицидами), економія витрат на робочу силу.

Стосовно недоліків роботів, то це, насамперед, вартість, особливо для малих фермерських господарств, технічна складність, а також ізаконодавство (існують обмеження на використання роботів в деяких країнах).

Застосування дронів

Дрони часто використовуються при точному обприскуванні сільськогосподарських угідь. Вони виконують низку корисних функцій, що сприяють покращенню ефективності та точності обприскування.

А саме: можуть здійснювати аерофотознімання, що дозволяє отримувати детальні зображення поля. Ці зображення використовуються для аналізу стану рослин, визначення рівнів стресу, виявлення хвороб та шкідників.

За допомогою даних, отриманих з дронів, можна створити тривимірні моделі поля та карти, що відображають різноманітні параметри, такі як вологість ґрунту, рівень поживних речовин, топографія тощо.

Дрони можуть регулярно здійснювати польоти над угіддям, дозволяючи відстежувати динаміку росту рослин та виявляти проблеми, такі як недостатній або надмірний полив, неоднаковість росту тощо.

Деякі дрони обладнані системами, що дозволяють точно наносити обприскувальні речовини на визначені ділянки поля, забезпечуючи економію засобів захисту рослин та захист від шкідників і хвороб.

Хоча використання дронів при точному обприскуванні має багато переваг, таких як  ефективність, швидкість (можуть обробляти великі площі за короткий час, що робить їх ідеальними для великих фермерських господарств), точність, однорідність, можливість обприскування важкодоступних місць тощо, проте, воно також пов’язане з певними недоліками. А саме: висока вартість обладнання, потреба у кваліфікованих операторах, обмежена місткість баків, залежність від погодних умов, потреба у попередній підготовці поля.

Відомі виробники обладнання для точкового обприскування

Існує багато виробників, які виробляють обладнання для точного обприскування. Деякі з найпопулярніших брендів: John Deere, Case IH, Agсo, New Holland, Lemken, Amazone, Grimme, Hardi та інші.

Ці виробники пропонують широкий спектр обприскувачів для точного обприскування, включаючи польові обприскувачі, садові обприскувачі та обприскувачі для присадибних ділянок. Вони також пропонують різноманітні технології точного обприскування, такі як GPS-навігація, контроль секцій та форсунки з електромагнітним клапаном.

Розглянемо детальніше кілька цікавих рішень від провідних брендів.

Технології та переваги застосування точкового обприскування від Drone.UA

Сьогодні в агровиробництві України та світу дедалі більшої актуальності набувають ресурсоощадні технології. У захисті культур – це технологія ультрамалооб’ємного обприскування (УМО), що дозволяє заощадити значну кількість ресурсів, оптимізувати логістику, підвищити ефективність внесення препаратів, а, отже, зрештою – покращити загальну економіку господарства. УМО, що реалізовується за допомогою агродронів, дає змогу провести всі операції вчасно та раціонально розподілити ресурси на кожному гектарі – внести препарат лише там, де він необхідний, якісно обробити ділянки біля межі поля та зони зі складним рельєфом чи конфігурацією. І все це здійснюється із шаленою економією ресурсів, завдяки нормі внесення – 6-10 л/га. Попри побоювання аграріїв, така норма виливу не програє традиційній, а навпаки – забезпечує максимальну ефективність препарату та має низку переваг, порівняно із класичною технологією:

• витрата води зменшується практично на 95%, що є важливим фактором, зважаючи на посилення посушливих умов і підвищення цін на водні ресурси;
• агродрону потрібно в 20 разів менше пального, ніж традиційній техніці, завдяки роботі на електричних акумуляторах;
• за дослідженням DroneUA та досвідом українських аграріїв, фітотоксичності на рослинах, оброблених агродронами, не було зафіксовано;
• завдяки потужному низхідному потоку, що утворюють лопасті дрона, розчин не розсіюється у повітрі, а глибоко проникає в усі шари рослинної маси;
• із малим розміром крапель (60-400 мкм) абсорбція відбувається дуже швидко, покриття рослин рівномірне та щільне, а скочування крапель на грунт виключено;
• механічне пошкодження рослин під час обробки дорівнює нулю, що особливо важливо для високорослих культур та в періоди високої стиглості ріпаку чи соняшнику;
• продуктивна площа поля збільшується до 10% внаслідок відсутності технологічних колій;
• дрони-обприскувачі можна експлуатувати в будь-який час, навіть одразу після дощу;
• технологічні особливості агродронів дозволяють легко обробляти важкодоступні ділянки;
• мобільність агродронів дозволяє швидко переміщуватися між полями.

Особливою перевагою в конструкції агродронів є наявність атомайзерів замість форсунок, як от у бренду XAG. Ця запатентована технологія дає змогу працювати із розчинами не ідеальної якості та густої консистенції, що нагадує кисіль.

Найбільш очевидною перевагою агродронів є можливість локальної обробки уражених зон посівів. Тут агродрони – безальтернативний інструмент. Маючи карти-завдання, дрон-обприскувач може з легкістю, без зайвих витрат дістатися потрібної ділянки та обробити лише ті зони, що вражені хворобою або бур’янами. Минулого року, сервісні бригади FarmFleet мали яскравий показовий кейс локальної обробки. На угіддях замовника менше 50% посівів кукурудзи були уражені ваточником сирійським. Це один із найбільш небезпечних і проблематичних бур’янів. Сервісні бригади самостійно здійснили картування поля та провели високоточний захист дронами-обприскувачами. Господар не лише врятував врожай, а й заощадив шалену кількість коштів. Можна уявити скільки довелося б витратити ресурсів і часу на обробку всього посіву, або локальну обробку традиційної технікою.

Опрацювання лише уражених ділянок мобільною бригадою з компактним обладнанням кардинально оптимізує логістичні витрати й дозволяє працювати точково, з вищою точністю, більш оперативно.

Нині дедалі більше фермерів в усьому світі обирають та довіряють технології ультрамалого внесення ЗЗР. Дрони-обприскувачі – безальтернативний та ефективний інструмент в умовах дефіциту ресурсів. Технологія ультрамалооб’ємного обприскуваннями агродронами вже стала незамінною в системі захисту кожного економічно ефективного господарства.

Розширений обсяг функцій для фронтального бака LEMKEN

Відтепер із посекційним керуванням та підкореневим внесенням рідких добрив

На сьогоднішній день фронтальний бак LEMKEN SprayHub може бути дообладнаний аплікаційною системою SprayKit, що встановлюється на просапних культиваторах, і використовується для смугової обробки рослин. Така комбінація агрегатів дозволяє заощадити до 60% від норми внесення. До майбутнього сезону  SprayHub та SprayKit буде доповнено новими функціями, такими як електричне перемикання рядів через ISOBUS, за допомогою якого можна реалізувати автоматичний Section Control по GPS. Окрім того буде окрема версія SprayKit, якою можна буде обладнати сівалку точного висіву Azurit для підкореневого внесення добрив.

Фронтальний бак SprayHub обладнаний власними системами регулювання, змішування та очистки. Агрегат працює по ISOBUS, а керується програмним забезпеченням «iQblue spray». SprayHub може мати об’єм баку 1.100 або 1.500 літрів та обладнаний ємністю для чистої води, бачком для миття рук та сіткою в заливній горловині. Для розчинення твердих засобів є додаткова промивна форсунка. Також бак обладнуються CTS-адаптером для безконтактного наповнення.

Залежно від комплектації SprayHub можна використовувати для рядного обприскування з просапним культиватором EC-Weeder до 28 рядів. При цьому відтепер можливе використання двох форсунок на ряд, завдяки яким гербіцид може потрапляти під листок культурної рослини. Ще один спосіб використання – це внесення рідких добрив під стрілчату лапу культиватора, що проходить поблизу рослини. При встановленні SprayKit на подвійному сошнику сівалки точного висіву LEMKEN Azurit можна проводити підкореневе підживлення.

Фронтальний бак SprayHub можна гнучко комбінувати з різноманітними агрегатами. Обладнання SprayKit є спеціалізованим для кожного окремого використання.

Передова технологія обприскування AIM Command FLEX II від Case IH

Удосконалена технологія обприскування AIM Command  FLEX II забезпечує підтримку ідеального дозування, тиску та точності під час внесення продуктів із захисту рослин.

Оптимізоване внесення

Технологія AIM Command FLEX II оптимізує норми внесення та розмір крапель для рівномірного обприскування, незалежно від швидкості та стану ґрунту.

Завдяки шести режимам роботи ця передова технологія обприскування забезпечує гнучке та точне внесення добрив.

Стандартне окреме керування увімкненням/вимкненням форсунок мінімізує витрати та підвищує точність за рахунок зменшення пропусків та перекриттів.

Удосконалені клапани управління форсунками мають підвищену пропускну здатність, що дозволяє вести обприскування на більш високих швидкостях або вносити більше продукту в міру необхідності, а посилені штовхачі клапанів допомагають продовжити термін служби.

Компенсація повороту

AIM Command FLEX II ефективно компенсує різну швидкість руху по всій довжині штанги для забезпечення правильної норми внесення при виконанні поворотів.

Кожна форсунка адаптує свій робочий цикл таким чином, щоб досягти заданого значення розходу продукту , виходячи з параметрів швидкості, положення форсунки на штанці та радіусу повороту.

Точна подача продукту

Технологія AIM Command FLEX II забезпечує індивідуальне управління увімкненням/вимкненням форсунок, завдяки чому досягається неперевершена точність та якість обприскування.

Можливість управляти обприскуванням на рівні окремих форсунок допомагає усунути надмірне внесення продукту, яке підвищує операційні витрати та може призвести до пошкодження рослин.

Щоб належним чином підлаштуватися до обробки колісних колій обприскувача, крайніх рядів або інших польових умов, ви можете попередньо налаштувати до восьми форсунок і задати на них норми обприскування до 30% вищі за цільову норму.

Покращений контроль знесення крапель

Технологія AIM Command FLEX дає вам змогу управляти віднесенням розпилюваного продукту шляхом перемикання між двома попередньо збереженими значеннями тиску, які можна в будь-який час змінити в більший або менший бік.

Введіть нижче значення тиску для того, щоб вибірково уникнути хибного внесення продукту в чутливих зонах або щоб компенсувати пориви вітру. Коли відновляться нормальні умови роботи, ви зможете одним натисканням на ходу відновити більш високі налаштування тиску системи.

Ви також можете ввести більш високі значення тиску для покращеного проникнення крапель через листяний покрив.

Підготувала Анна Артим