Co znajdziesz w artykule?
W kolejnej części artykułu o znaczeniu belki polowej w opryskiwaczu przedstawiamy zagadnienia z funkcjami: Section Control, automatycznego wyboru rozpylacza, elektroniczną kompensację wibracji belki oraz systemy utrzymujące automatycznie belkę nad chronionym łanem.
Precyzja aplikacji – Section Control
Wymagania ciągle rosną, jeśli chodzi o precyzję aplikacji, wybór odpowiednich rozpylaczy, kategorii kroplistości, automatyzację wyłączania poszczególnych sekcji czy nawet indywidualne sterowanie poszczególnych rozpylaczy dające w konsekwencji możliwość zmiennego dawkowania (rolnictwo precyzyjne) oraz unikanie podwójnego opryskiwania (szczególnie na uwrociach oraz przy omijaniu obiektów stanowiących przeszkody na polu).
Jednym z pierwszych najbardziej wyrafinowanych systemów może pochwalić się firma Dammann oferująca opryskiwacze z systemem C.C.A (Curve Controle Aplikation). Polega on na możliwości wyboru jednego z 4 różnych rozmiarów rozpylaczy zamontowanych w poczwórnej oprawie rozpylaczy bądź równoczesnej pracy dowolnej ich kombinacji. Ma to szczególne znaczenie przy pracy opryskiwaczy na łukach, zakrętach a także w czasie manewrów omijania przeszkód. W konwencjonalnym opryskiwaczu w czasie wykonywania manewru skrętu miejscowa dawka cieczy na ha zależy od odległości rozpylacza od osi obrotu opryskiwacza (można uznać, że jest to środek opryskiwacza).
Korekta szerokości aplikacji
Prędkość liniowa rozpylacza zamontowanego na końcu belki może być zatem wielokrotnie wyższa niż tego bliższego zbiornika, a zatem również miejscowe dawki cieczy roboczej będą się różnić. Obecnie dzięki zamontowanemu układowi, zmiany kierunku ruchu automatycznie są uwzględniane i następuje korekta szerokości aplikacji cieczy roboczej z dokładnością równą szerokości sekcji roboczej.
Systemy tego typu oferuje obecnie wielu producentów opryskiwaczy, gdzie różnicowane są dawki poszczególnych sekcji belki (Section Control). Niezmiernie istotną cechą jest podział belki na odpowiednią ilość sekcji. Spotyka się już belki, gdzie ilość sekcji przekracza nawet 20 a pojedyncza sekcja posiada tylko 1,5 m (3 rozpylacze) szerokości roboczej.
Oszczędności środka ochrony roślin
W przypadku belek wyposażonych w indywidualne elektryczne lub pneumatyczne sterowanie każdej oprawy rozpylacza ilość sekcji może być definiowana nawet do 72 a szerokość jednej sekcji to 0,5 m. Rozwiązania takie należy wziąć pod rozwagę myśląc o rolnictwie precyzyjnym z wykorzystaniem nawigacji GPS. Będziemy mieli możliwość uniknięcia podwójnego oprysku (oszczędności środka ochrony roślin na poziomie 3 -5 %) a także możemy uniknąć oprysku obiektów wrażliwych (na przykład znajdująca się na polu oraz oczywiście na elektronicznej mapie studzienka melioracyjna).
Rozwiązanie to umożliwia automatyczny, natychmiastowy wybór optymalnego rozpylacza lub nawet równoczesną pracę dowolnej kombinacji rozpylaczy zamontowanych w jednej głowicy opryskowej w zależności od chwilowej prędkości jazdy ewentualnie deklarowanej miejscowej dawki cieczy na ha. Jest to funkcja umożliwiająca poruszanie się w bardzo szerokim zakresie prędkości roboczej wynikającej na przykład z warunków terenowych bez konieczności manualnej zamiany rozpylacza.
Indywidualny system sterowania pojedynczej oprawy rozpylaczy umożliwia również kompensację nierównomierności naniesienia preparatu w przypadku wykonywania oprysku na zakrętach i łukach oraz omijaniu przeszkód (drzewo, słupy energetyczne). Uwzględniając różnice prędkości liniowej poszczególnych rozpylaczy w zależności od odległości od osi obrotu włączane są po kolei coraz większe rozmiary rozpylaczy bądź ich kombinacje dając coraz większe wydatki jednostkowe w kierunku szybciej przemieszczającego się końca belki polowej (na przykład system CCA-Curve Control Application –Dammann).
Jeszcze bardziej precyzyjną kompensację nierównomierności naniesienia cieczy roboczej w przypadku pracy na zakrętach i łukach zapewniają systemy PWM z możliwością ustalenia indywidualnego wydatku każdego z pracujących rozpylaczy.
Systemy automatycznego wyboru rozpylacza
Możliwość zastosowania optymalnego w danym momencie rozpylacza oraz dotychczasowa konieczność manualnego ich wyboru zrodziła potrzebę konstrukcji oprawy rozpylacza umożliwiającej natychmiastowy automatyczny sposób aktywacji jednego spośród kilku rozpylaczy zamontowanych w wielokorpusowej oprawie.
Rozwiązanie spełniające wymagania automatyzacji zmiany rozpylacza po raz pierwszy zaproponowała firma Lechler oferując podwójny, potrójny oraz poczwórny pneumatycznie sterowany korpus rozpylaczy do zmiennej aplikacji środków ochrony roślin oraz nawozów płynnych. System ten uzyskał 3 srebrne medale na Międzynarodowych Targach Techniki Rolniczej „Agritechnika 2001” w Hannoverze (jako system Lechler oraz jako element dwóch producentów opryskiwaczy, które go zastosowały).
System umożliwia natychmiastową aktywację jednego rozpylacza lub dowolną kombinację spośród kilku zamontowanych w oprawie. Korpus VarioSelect może pracować w trybie „Vario” lub „Select” w zależności od celu aplikacji i technicznego wyposażenia opryskiwacza.
Bezstopniowa regulacja dawki
W trybie Vario następuje w pełni automatyczne przełączanie rozpylaczy i optymalne sterowanie kombinacją aktywnych rozpylaczy w celu zapewnienia wyliczonej chwilowej dawki cieczy przy zapewnieniu optymalnego, programowanego ciśnienia roboczego dla danego typu rozpylaczy. W trybie tym istnieje możliwość bezstopniowej regulacji dawki cieczy roboczej na ha w oparciu o mapę potrzeb pestycydowych lub nawozowych stosowanych w Rolnictwie Precyzyjnym.
Bezstopniowa regulacja dawki jest także istotą precyzyjnego nawożenia w oparciu o analizę potrzeb azotu w trybie „online” we współpracy z systemem optycznego (Yara N-sensor, Crop Sensor-ISARIA) lub mechanicznego (wahadło Cropmeter) monitorowania potrzeb nawozowych.
Regulacja z kabiny
Tryb Select z kolei umożliwia z kabiny ciągnika zmiany rozpylaczy lub ich kombinacji w trakcie pracy w celu zmiany zaprogramowanej dawki cieczy na ha, zmianę kroplistości cieczy (np. zabieg średnio- lub grubokroplisty) czy wreszcie aktywacji rozpylaczy ograniczających znoszenie w strefach buforowych lub wyłączenia wybranych rozpylaczy, które mogły się znaleźć w sposób niezamierzony nad powierzchnią już opryskaną (współpraca z nawigacją satelitarną).
Obecnie każda pojedyncza oprawa rozpylacza może być sterowana indywidualnie, zapewnić to może na przykład system ESV firmy Lechler, który umożliwia elektryczne sterowanie poszczególnych pojedynczych opraw rozpylaczy co w praktyce oznacza, że na przykład 36 m belka polowa podzielona jest na 72 sekcje o szerokości najczęściej 0,5 m.
Osobnym problemem jest zapewnienie wyrównanego, dostępnego natychmiast po włączeniu oprysku ciśnienia cieczy roboczej (eliminacja efektu „parasola”) oraz jednorodnego stężenia w każdym miejscu belki. Zapewnia to może system cyrkulacji cieczy roboczej w belce. Dwustronne zasilanie każdej sekcji umożliwia również jej przepłukanie mimo obecności cieczy roboczej w zbiorniku.
Aby zminimalizować pozostałość cieczy roboczej w magistrali cieczowej belki po skończeniu oprysku jest ona przepłukiwana a nawet może być dodatkowo „przedmuchana” sprężonym powietrzem.
Elektroniczna kompensacja wibracji belki
Oryginalną koncepcję kompensacji wibracji belki w płaszczyźnie poziomej zaproponowała firma Amazone. System ten o nazwie SwingStop powoduje zmniejszenie dawki podczas wychyłu belki w kierunku jazdy i odwrotnie zwiększenie dawki w przypadku wychyłu do tyłu.
System ten został rozwinięty wspólnie z firmą Rometron i znany jest jako SwingStop pro. Istotą rozwiązania jest uzupełnienie systemu w innowacyjne rozpylacze o zmiennej dawce regulowanej modulacją częstotliwości i czasu trwania impulsu otwarcia-zamknięcia rozpylacza typu PWM.
Koncepcja regulacji dawki pojedynczego rozpylacza w tym systemie pierwotnie opracowana została na potrzeby Rolnictwa Precyzyjnego z zastosowaniem inteligentnych sensorów rozpoznających na przykład zachwaszczenie. W 2015 r. system ten o nazwie AmaSpot opracowany został we współpracy przez firmy Amazone, Agrotop i Rometron z wykorzystaniem specjalnych modulowanych rozpylaczy SpotFan 40-03 o precyzyjnym wąskim kącie strumienia.
Istotą rozwiązania jest modulacja czasu trwania i częstotliwości impulsu (PWFM –pulse width frequency modulation), który otwiera/zamyka rozpylacz dzięki czemu można regulować jego wydatek w zakresie 100% do 20% bądź wyłączyć indywidualnie poszczególne rozpylacze.
System modulowanych impulsowych rozpylaczy oferowany jest obecnie przez kilku wiodących producentów opryskiwaczy. Idea systemu polega na modulacji czasu impulsu roboczego rozpylacza (pulse width modulation PWM) w celu zmiany wydatku bez konieczności zmiany ciśnienia, a więc przy utrzymaniu stałej kategorii kroplistości.
Distance Control
Powszechnie mówi się, że jednym ze sposobów zmniejszenia dryfu cieczy roboczej jest maksymalne obniżenie odległości belki polowej od opryskiwanej powierzchni. Nie można tego robić jednak bezkrytycznie. Obniżajmy belkę tak jak to jest możliwe, ale nie bardziej.
Minimalna odległość pracy rozpylaczy na belce zależy od dwóch parametrów: szerokości strumienia cieczy oraz od rozstawu rozpylaczy na belce. Dla najczęściej stosowanych rozpylaczy o kącie strumienia 110o lub 120o pracujących w rozstawie 0,5 m minimalna odległość oscyluje najczęściej wokół 0,4 m. Obniżenie belki poniżej tej wartości skutkuje zaburzeniem nierównomierności poprzecznej naniesienia cieczy roboczej.
Niedoskonałości systemów stabilizacji
Drugą barierą w możliwości obniżenia belki jest jej wibracja wynikająca z niedoskonałości systemów stabilizacji. Większość producentów wykorzystuje ultrasoniczne sensory (sonary) mierzące odległość od gleby lub powierzchni opryskiwanych upraw. Belka może być wyposażona w kilka takich sensorów.
Tradycyjne punktowe ultrasoniczne sensory (sonary) posiadają ograniczoną precyzję związaną z możliwymi zakłóceniami w przypadku natrafienia sensora na zaburzenie jednorodności monitorowanej powierzchni (ścieżki przejazdowe, miejscowe uszkodzenia wynikające z niekorzystnych zjawisk atmosferycznych lub uszkodzeń spowodowanych przez zwierzynę leśną).
Ograniczeń tych nie ma system Boom Sight będący ulepszoną wersją Boom Control Pro firmy Horsch polegający na skanowaniu przez umieszczone na kabinie maszyny laserowe urządzenie powierzchni 15 m przed opryskiwaczem oraz 20 m po lewej i prawej stronie z wyprzedzeniem identyfikując przeszkody oraz ubytki w łanie. W ten sposób udoskonalona stabilizacja belki może umożliwić jej obniżenie od powierzchni opryskiwanej do około 30 cm (mniejsze znoszenie, lepsze naniesienie cieczy roboczej). W takim przypadku, aby nie pogorszyć jakości rozkładu poprzecznego Horsch oferuje belkę o zagęszczonym rozstawie rozpylaczy co 25 cm.
Rodzi się pytanie, kiedy wykonany zostanie kolejny krok polegający na indywidualnym sterowaniu każdego rozpylacza w takim rozstawie co pozwoli zdefiniować minimalną szerokość sekcji na poziomie 0,25 m. Teoretycznie jest to już możliwe, ale czy konieczne?
Autor: Eugeniusz Tadel
