Co znajdziesz w artykule?
Współczesne rolnictwo 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 dokładnie jakość zebranego materiału, bezpośrednio przekłada się na wyniki hodowli.
Zielonki – takie jak trawy, lucerna czy kukurydza – przeznaczone na kiszonkę wymagają precyzyjnego zbioru w optymalnym momencie. W odpowiedzi na te potrzeby powstają maszyny rolnicze, wyposażone w cyfrowe technologie, wpisujące się w koncepcję Rolnictwa 4.0, które zmieniają sposób prowadzenia prac polowych.
Zbiór zielonek nową generacją maszyn rolniczych
Inteligentne maszyny do zbioru zielonek to konstrukcje zaawansowane technologicznie wyposażone w systemy czujników, analizę danych w czasie rzeczywistym oraz 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 i właściwości zbieranego materiału. Dzięki temu maszyny te są w stanie dynamicznie dostosowywać swoje parametry (takie jak długość cięcia, prędkość robocza czy intensywność zgniotu) do aktualnych warunków na polu. To pozwala nie tylko zwiększyć efektywność zbioru, ale także znacząco poprawić jakość uzyskanej paszy.
Kluczowe znaczenie, podczas zbioru zielonek, mają czujniki pracujące w czasie rzeczywistym jak sensory wykorzystujące spektroskopię w bliskiej podczerwieni (NIR), które podczas zbioru na bieżąco mierzą zawartość suchej masy, białka, skrobi, cukrów oraz włókna. Dzięki tym precyzyjnym danym operatorzy mogą optymalizować termin zbioru oraz automatycznie dostosowywać długość cięcia, co bezpośrednio przekłada się na lepszą jakość kiszonki, stabilną fermentację i wyższą wydajność mleczną zwierząt.
Cyfrowe narzędzia wspierają również logistykę zbiorów poprzez telematykę, pozwalając 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 i sianokiszonkę.
Jedną z ważnych danych podczas takich zbiorów jest wilgotność prasowanej masy. Parametr ten jest ściśle skorelowany z zawartością składników pokarmowych w zbieranej masie. Wielkość ta decyduje również o gęstości całej beli, a także jej rdzenia. Wilgotność zbieranej masy jest istotna w aspekcie jej przechowywania, ponieważ nieodpowiednia wilgotność 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 masy mogą być mierzone na bieżąco i wyświetlać się na terminalu w ciągniku lub 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. 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 zbieranym materiale należą czujniki mikrofalowe emitujące fale elektromagnetyczne.
Kolejnym rodzajem czujników do pomiaru wilgotności są sensory NIR wykorzystujące światło bliskiej podczerwieni. Czujniki NIR znalazły zastosowanie do pomiaru wilgotności kiszonki zbieranej sieczkarniami oraz ziarna zbieranego kombajnami do zbioru zbóż. Technologia NIR zastosowana do badań masy zbieranej prasą charakteryzuje się wyższym błędem pomiarowym w porównaniu z czujnikami bazującymi na przewodności elektrycznej lub wykorzystującymi mikrofale. Urządzenia NIR cechuje wysoka czułość, dlatego niewielkie ilości kurzu lub innych ciał obcych zgromadzonych na soczewce kamery mogą zakłócać odczyty. 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 znacznie 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 nie tylko parametrów pracy, lecz także szczegółowych danych dotyczących każdego wytwarzanego balotu. Do najważniejszych z nich należą jego masa oraz miejsce pozostawienia na polu. W określaniu lokalizacji wykorzystuje się systemy nawigacji satelitarnej, które pozwalają precyzyjnie zapisać pozycję każdego balotu w oprogramowaniu do zarządzania gospodarstwem.
Zebrane informacje mogą być rozszerzone o dodatkowe parametry, takie jak wilgotność czy masa, tworząc 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. 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 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 czy zmiany ich lokalizacji. RFID stosuje się również w znakowaniu zwierząt w celu ich łatwej identyfikacji.
W rolnictwie technologia ta może być szczególnie przydatna przy zbiorze siana, słomy czy 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 lub inne istotne parametry.
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.
Zbiór zielonek pod kontrolą
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, które okazują się przydatne w efektywnym zarządzaniu gospodarstwem. 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, maszyny, które mogą być zaawansowane technicznie. Zastosowanie szeregu systemów kontrolno-wspomagających umożliwia pełne wykorzystanie przepustowości sieczkarni, przy jednoczesnym ograniczeniu strat zbieranego plonu oraz zużycia paliwa.
Dzięki nowoczesnym czujnikom zamontowanym w sieczkarniach możliwe stało się także monitorowanie wydajności zbioru zielonej masy, w tym kukurydzy i 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 pracy.
Po kalibracji dane zbierane przez czujniki są przypisywane do konkretnych lokalizacji w terenie za pomocą systemu GPS. 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 oraz 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 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 m.in. wydajność maszyny, czas pracy, liczbę wykonanych balotów i 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 czy spalanie paliwa. Istotnym elementem jest także możliwość przesyłania danych z czujników NIR, które dostarczają wstępnych informacji o jakości zbieranego materiału roślinnego. 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.
