Współczesne rolnictwo 4.0 stoi przed wyzwaniem zwiększenia wydajności przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów produkcji i wpływu na środowisko. Szczególnie widoczne jest to w produkcji pasz objętościowych, gdzie zbiór zielonek, a ściśle: jakość zebranego materiału, bezpośrednio przekłada się na wyniki hodowli. Przeczytaj i sprawdź, jak sprostać tym wszystkim wymogom w trakcie zbioru zielonek.
Zbiór zielonek – jakie maszyny się sprawdzą?
Oczywiście rekomendujemy inteligentne maszyny rolnicze nowej generacji. Zielonki to przede wszystkim:
- trawy,
- lucerna,
- kukurydza.
Są to uprawy przeznaczone na kiszonkę, dlatego – zgodnie z założeniami rolnictwa 4.0 – wymagają zbioru w najbardziej optymalnym momencie zbioru zielonek. W odpowiedzi na te potrzeby rolników powstają dziś inteligentne maszyny rolnicze wyposażone w cyfrowe technologie, wpisujące się w koncepcję Rolnictwa 4.0. Te rozwiązania zmieniają sposób prowadzenia prac polowych.
Inteligentne maszyny do zbioru zielonek to konstrukcje zaawansowane technologicznie, wyposażone w:
- systemy czujników,
- analizę danych w czasie rzeczywistym,
- elementy sztucznej inteligencji.
W odróżnieniu od tradycyjnych kosiarek, sieczkarni, czy innych maszyn zielonkowych ich działanie nie opiera się wyłącznie na ustawieniach operatora, lecz na ciągłej analizie warunków pracy polowej i właściwości zbieranego materiału. Dzięki temu maszyny te są w stanie dynamicznie dostosowywać do aktualnych warunków swoje parametry, takie jak:
- długość cięcia,
- prędkość robocza,
- intensywność zgniotu.
To pozwala nie tylko zwiększyć efektywność zbioru, ale także znacząco poprawić jakość uzyskanej paszy. Są to zasadnicze normy rolnictwa 4.0, bardzo popularnego obecnie modelu produkcji rolnej.
Kluczowe znaczenie podczas zbioru zielonek mają czujniki pracujące w czasie rzeczywistym, takie jak sensory wykorzystujące spektroskopię w bliskiej podczerwieni (NIR). Podczas zbioru na bieżąco mierzą zawartość:
- suchej masy,
- białka,
- skrobi,
- cukrów,
- włókna.
Dzięki tym precyzyjnym danym operatorzy maszyn mogą optymalizować termin zbioru zielonki oraz automatycznie dostosowywać długość cięcia, co bezpośrednio przekłada się na lepszą jakość kiszonek, stabilną fermentację i wyższą wydajność mleczną zwierząt.
Cyfrowe narzędzia wspierają również logistykę zbiorów zielonki poprzez telematykę. Pozwalają menedżerom na zdalne śledzenie lokalizacji i wydajności floty oraz szybkie podejmowanie decyzji o segregacji partii paszy w zależności od jej wartości technologicznej.
Dodatkowo cyfryzacja umożliwia tworzenie szczegółowych map zasobności pól w składniki pokarmowe. Pozwala to na precyzyjne dawkowanie nawozów NPK również na użytkach zielonych.
Kontrola wilgotności podczas zbioru zielonek
W kombajnach do zbioru zbóż i sieczkarniach coraz częściej montuje się czujniki mierzące wielkość plonu oraz jego parametry. Urządzenia pomiarowe można również montować na prasach, które zbierają:
- słomę,
- siano,
- sianokiszonkę.
Jedną z ważnych danych podczas takich zbiorów jest wilgotność prasowanej masy. Parametr ten jest ściśle skorelowany z zawartością składników pokarmowych w zbieranej masie zielonki. Wielkość ta decyduje również o gęstości całej beli, a także jej rdzenia. Wilgotność zbieranej zielonki jest istotna w aspekcie jej przechowywania, ponieważ nieodpowiednia wartość tego parametru może prowadzić do pleśnienia i gnicia materiału w beli. Wilgotność jest też parametrem przydatnym do szacowania plonu siana czy sianokiszonki.
Dzięki czujnikom umieszczonym na prasie dane dotyczące wilgotności zbieranej zielonki mogą być mierzone na bieżąco i wyświetlać się na terminalu w:
- ciągniku,
- oddzielnych urządzeniach.
Takie dane, z pomocą systemów nawigacji satelitarnej, mogą być również nanoszone na mapy. W ten sposób rolnik uzyskuje informację dotyczącą przestrzennego rozkładu wilgotności zbieranej masy zielonki. Pozwala to na identyfikację obszarów, z których pochodzi surowiec o najwyższej wilgotności. Tym samym można poszukiwać przyczyn zróżnicowanej wilgotności masy w poszczególnych obszarach pola.
Jak na razie czujniki wilgotności umieszczane na prasach nie są jeszcze powszechne, jednakże już dostępne na rynku. Producenci oferują kilka ich rodzajów. Jednym z nich są czujniki bazujące na przewodności elektrycznej materiału. Do innych rodzajów urządzeń mierzących wilgotność w zbieranej zielonce należą czujniki mikrofalowe emitujące fale elektromagnetyczne.
Kolejnym rodzajem czujników do pomiaru wilgotności są sensory NIR wykorzystujące światło bliskiej podczerwieni. Popularne na gruncie rolnictwa 4.0 czujniki NIR znalazły zastosowanie do pomiaru wilgotności kiszonki zbieranej sieczkarniami oraz ziarna zbieranego kombajnami do zbioru zbóż. Technologia NIR zastosowana do badań zielonki zbieranej prasą charakteryzuje się wyższym błędem pomiarowym w porównaniu z czujnikami bazującymi na przewodności elektrycznej lub wykorzystującymi mikrofale. Urządzenia NIR cechuje wysoka czułość, dlatego odczyty mogą zakłócać:
- niewielkie ilości kurzu,
- inne ciał obce na soczewce kamery.
Oferująca stosunkowo wysoką dokładność pomiaru technologia wykorzystująca mikrofale jest też dość droga. Najtańszą okazuje się technologia wykorzystująca do pomiaru wilgotności pojemność elektryczną. Tym bardziej, że w tej technologii wilgotność balotu jest mierzona na całej jego szerokości.
System obsługujący czujniki wilgotności może ostrzegać w przypadku przekroczenia indywidualnie ustawianej jej granicy. W ten sposób unika się prasowania zielonej masy przy zbyt dużej wilgotności. Zmniejsza to w znacznym stopniu niebezpieczeństwo spontanicznego samozapłonu już ułożonych balotów siana i słomy. Dodatkowo baloty prasowane na polach z większą wilgotnością mogą być składowane oddzielnie lub później. Umożliwia to dodatkowe suszenie
Masa i położenie balotów
Nowoczesne prasy rolnicze umożliwiają rejestrowanie:
- parametrów pracy,
- szczegółowych danych na temat każdego balotu.
Do najważniejszych z nich należą:
- jego masa,
- miejsce pozostawienia na polu.
W określaniu lokalizacji wykorzystuje się systemy nawigacji satelitarnej, które pozwalają precyzyjnie zapisać pozycję każdego balotu w oprogramowaniu do zarządzania gospodarstwem rolnym zgodnie z koncepcją rolnictwa 4.0.
W trakcie zbioru zielonki zebrane informacje mogą być rozszerzone o dodatkowe parametry, takie jak:
- wilgotność,
- masa.
Tak uzyskuje się pełny profil każdego balotu. Kluczową rolę odgrywają tu czujniki wagowe zamontowane w prasie, które umożliwiają dokładne określenie masy sprasowanego materiału.
Połączenie danych o masie i wilgotności pozwala obliczyć rzeczywistą ilość suchej masy pozyskanej z konkretnego obszaru rolnego. Dzięki temu możliwe jest uchwycenie przestrzennej zmienności plonowania zielonki na danym polu. Informacje te stanowią cenne wsparcie przy planowaniu nawożenia użytków zielonych, zwłaszcza w systemach rolnictwa precyzyjnego, gdzie na potrzeby zbioru zielonki stosuje się zmienne dawki nawozów sterowane na podstawie danych GPS
Inteligentne znakowanie balotów
Jedną z technologii, która może znacząco usprawnić pracę podczas zbioru prasą, jest RFID (ang. radio frequency identification). System ten opiera się na wykorzystaniu specjalnych tagów, czyli niewielkich chipów, które umożliwiają identyfikację produktów, a ich odczyt za pomocą dedykowanego czytnika pozwala rejestrować różne zdarzenia, takie jak:
- przemieszczanie towarów,
- zmiany ich lokalizacji.
RFID stosuje się również w znakowaniu zwierząt w celu ich łatwej identyfikacji, co z punktu widzenia rolnictwa 4.0 ma duże znaczenie.
W rolnictwie technologia ta może być szczególnie przydatna przy zbiorze:
- siana,
- słomy,
- sianokiszonki.
Tagi RFID można umieszczać bezpośrednio na sprasowanych balotach. Wraz z przypisanym chipem w systemie zarządzania gospodarstwem zapisywane są kluczowe dane, takie jak pochodzenie z konkretnego pola, wilgotność, masa.
Odczyt informacji zapisanych w tagu możliwy jest przy użyciu przenośnego czytnika, np. w miejscu składowania balotów. Dzięki temu rolnik może szybko sprawdzić, skąd pochodzi dany balot i lepiej kontrolować jakość paszy. Takie dane są szczególnie pomocne przy ocenie preferencji żywieniowych zwierząt w zależności od źródła paszy.
Dodatkowo, na podstawie zgromadzonych informacji, baloty mogą być odpowiednio segregowane, przechowywane i sprzedawane zgodnie z ich jakością, co pozwala zwiększyć efektywność gospodarowania i potencjalne zyski.
Jak kontrolować zbiór zielonek?
W dobie czwartej rewolucji technologicznej, jaka wkroczyła również do rolnictwa (Rolnictwo 4.0), ciągniki i maszyny wyposażone w elementy automatyki i cyfryzacji stają się cennym źródłem bogatego zasobu danych. Te z kolei okazują się przydatne w efektywnym zarządzaniu gospodarstwem rolnym. To samo dotyczy sieczkarni stosowanych do zbioru masy zielonej z trwałych użytków zielonych i upraw polowych.
Sieczkarnie polowe to kolejne, po ciągnikach rolniczych i kombajnach do zbioru zbóż, zaawansowane technicznie maszyny. Zastosowanie szeregu systemów kontrolno-wspomagających umożliwia:
- pełne wykorzystanie przepustowości sieczkarni,
- ograniczenie strat zbieranego plonu oraz zużycia paliwa.
Dzięki nowoczesnym czujnikom zamontowanym w sieczkarniach możliwe stało się także monitorowanie wydajności zbioru zielonej masy, w tym kukurydzy:
- kukurydzy,
- roślin pastewnych.
Czujniki zamontowane w układzie podającym maszyny rejestrują objętość zbieranej masy, która po wcześniejszym skalibrowaniu przeliczana jest na jej wagę.
Proces kalibracji polega na zebraniu materiału do przyczepy, a następnie jego zważeniu. Uzyskany wynik wprowadza się do terminala maszyny jako współczynnik odniesienia, co pozwala systemowi automatycznie przeliczać kolejne pomiary w trakcie zbioru zielonek.
Po kalibracji dane zbierane przez czujniki są przypisywane do konkretnych lokalizacji w terenie za pomocą systemu GPS, często wykorzystywanego na gruncie rolnictwa 4.0. W efekcie powstaje mapa plonów, przedstawiona w formie kolorowej wizualizacji, gdzie poszczególne barwy odpowiadają różnym poziomom plonowania na danym obszarze.
Tak uzyskane informacje są niezwykle wartościowe dla rolnika. Umożliwiają:
- lepsze planowanie nawożenia,
- optymalizację produkcji rolnej,
- podejmowanie trafniejszych decyzji agrotechnicznych w kolejnych sezonach.
Prasy i sieczkarnie polowe w chmurze
Nowoczesne technologie cyfrowe coraz śmielej wkraczają do rolnictwa, umożliwiając zdalne zarządzanie maszynami oraz bieżący dostęp do danych z procesu zbioru. W przypadku pras czujniki zamontowane na maszynie mogą zbierać informacje o przebiegu pracy, które następnie dzięki rozwiązaniom Internetu Rzeczy (IoT) są przesyłane do chmury obliczeniowej. Tam dane są z kolei archiwizowane i analizowane w systemie wspierającym zarządzanie gospodarstwem.
Dzięki dostępowi do Internetu rolnik może w dowolnym momencie sprawdzić aktualne informacje na komputerze, smartfonie czy tablecie. Umożliwia to stałą kontrolę nad przebiegiem zbioru siana, słomy lub sianokiszonki. Wgląd obejmuje:
- wydajność maszyny,
- czas pracy,
- liczbę wykonanych balotów,
- zużycie paliwa.
Dodatkowo system może przechowywać szczegółowe dane dotyczące poszczególnych balotów (takie jak ich pochodzenie, masa czy wilgotność), co tworzy pełną ewidencję produkcji z konkretnych pól i ułatwia późniejsze zarządzanie paszą.
Podobne rozwiązania znajdują zastosowanie w sieczkarniach polowych, które mogą być zintegrowane z systemami telematycznymi i chmurą obliczeniową. Dane z czujników zamontowanych na maszynie są na bieżąco przesyłane do gospodarstwa, co pozwala osobie zarządzającej monitorować lokalizację sprzętu oraz jego najważniejsze parametry pracy, takie jak:
- wydajność,
- ustawienia robocze,
- spalanie paliwa.
Istotnym elementem jest także możliwość przesyłania danych z czujników NIR, które dostarczają wstępnych informacji o jakości zbieranej zielonki. Dzięki temu rolnik już w trakcie zbioru może podejmować decyzje dotyczące miejsca składowania surowca oraz jego przeznaczenia dla odpowiednich grup zwierząt. Integracja tych wszystkich danych w jednym systemie znacząco usprawnia zarządzanie produkcją i pozwala podejmować bardziej świadome decyzje.
