БУЛАВИНЦЕВ РОМАН АЛЕКСЕЕВИЧ к. т. н. доцент Курс лекций для студентов специальности «Электрификация и автоматизация с/х » по дисциплине: «Технологии и технические средства в с/х»
Лекция Точное земледелие
ЛИТЕРАТУРА: 1. Методические указания. Методика отбора почвенных проб по элементарным участкам поля в целях дифференцированного внесения удобрений. Сычев В. Г. , Афанасьев Р. А. , Личман Г. И. , Марченко М. Н. ; М. : ВНИИА, 2007 г. 2. Информационно-навигационный комплекс для полевых экспериментов. (Материалы 12 ой Международной конференции и выставке по механизации полевых экспериментов IAMFE/РОССИЯ, С-Пб, 2004 г). 3. Первые шаги в практическом использовании технологии точного (прецизионного) земледелия на Северо-Западе России (Сельскохозяйственные вести, № 4, 2005 г). 4. Дифференцированное внесение минеральных удобрений на опытных полях Агрофизического НИИ (Материалы школы молодых ученых, С-Пб, 2007 г). 5. В. П. Якушев, В. В. Якушев. Информационное обеспечение точного земледелия. СПб. : Издательство ПИЯФ РАН. 2007. - с. 384. 6. Полуэктов Р. А. , Смоляр Э. И. , Терлеев В. В. , Топаж А. Г. Модели продукционного процесса сельскохозяйственных культур. – СПб. : Изд-во С. -Петерб. Ун-та, 2006. – 396 с.
Вопросы лекции 1. Основные понятия и определения. 2. Этапы реализации технологии точного земледелия. 3. Технологии точного земледелия
1. Основные понятия и определения Одним из базовых элементов ресурсосберегающих технологий в сельском хозяйстве является "точное земледелие" (или как его иногда называют "прецизионное земледелие" - precision agriculture). Точное земледелие - это управление продуктивностью посевов c учётом внутрипольной среды обитания растений. Условно говоря, это оптимальное управление для каждого квадратного метра поля. Целью такого управления - является получение максимальной прибыли при условии оптимизации сельскохозяйственного производства, экономии хозяйственных и природных ресурсов.
Комплексное «точное земледелие» имеет 5 основных задач: 1. Увеличение эффективности производства 2. Улучшение качества продукции 3. Более эффективное использование химикатов 4. Экономия энергоресурсов 5. Защита почвы и грунтовых вод
2. Этапы реализации технологии точного земледелия Первый этап Сбор, накопление и создание баз пространственных данных. На этой стадии работы широко используются данные дистанционного зондирования земли (космические и авиационные спектрозональные снимки), полевые датчики контроля состояния растительности, а также проводится отбор и анализ почвенных образцов с использованием GPS и GIS-технологий. Определяются фактические размеры площади полей, а также их границы, а затем на основе полученных данных составляется электронная карта. Для этих целей можно использовать обработанный спутниковый снимок либо мобильный комплекс, состоящий из автомобиля с GPS-приемником, и компьютерный позиционный картограф (КПК).
Второй этап Анализ, обработка и интерпретация пространственной информации, в результате чего составляются разнообразные картографические материалы по каждому полю в пределах хозяйства. По мере поступления и накопления информации создается многослойная электронная карта полей, на которой отображаются результаты агрохимического и агрофизического обследований, уборки, погодные условия, севообороты, рельеф и т. д. На основе этой информации принимаются решения и формируются карты-задания для выполнения агротехнологических операций.
Третий этап Непосредственное выполнение обоснованных агротехнологических операций, когда с учетом полученной информации осуществляется дозирование норм высева семян, применяемых удобрений или средств защиты растений, а также коррекция проведения агрономических работ. Четвертый этап Оценка и картирование пространственного распределения урожайности в пределах одного поля. Прогнозная оценка урожайности осуществляется в определенные фазы развития растений на основе данных дистанционного зондирования, а сбор фактической информации для такого картирования производится во время уборки урожая с помощью установленных на комбайне датчиков мониторинга урожайности. Пятый этап Агрономическая, экономическая и экологическая оценка эффективности применения технологии точного земледелия.
3. Технологии точного земледелия 3. 1 Спутниковый мониторинг техники и учёт ГСМ Спутниковый мониторинг техники — система спутникового мониторинга и управления подвижными объектами, построенная на основе систем спутниковой навигации, оборудования и технологий сотовой и/или радиосвязи, вычислительной техники и цифровых карт. Спутниковый мониторинг техники используется для решения задач транспортной логистики. Внедрение системы мониторинга транспорта позволит получать контроль над техникой в режиме реального времени и, тем самым, увеличить эффективность использования транспортных средств.
GSM-модем для "Ag. GPS® EZ-Guide® 250/500" Модем позволяет осуществлять мониторинг, как в реальном режиме времени, используя GPRS соединение, так и периодическое определение текущих координат транспортного средства (по CSD или GPRS протоколу). Имеется возможность подключения различных датчиков, таких как датчиков расхода топлива и т. д. Автомобильный контроллер "Apel T-104" Интеллектуальное устройство мониторинга подвижных объектов. Предназначено для использование в системах управления парком транспортных средств, обеспечение безопасности транспорта и его поиск. Система параллельного вождения "Ag. GPS® EZ-Guide® 500 « Система параллельного вождения Trimble® Ag. GPS® EZGuide® 500 –система, сочетающая цветной экран, функции картирования и управления с двадцатисантиметровой точностью.
3. 2 Параллельное и автоматическое вождение без GPS Система параллельного и автоматического вождения – технически совершенная и экономически выгодная технология для современных сельскохозяйственных машин. С помощью систем спутниковой навигации осуществляется движение и прямолинейно и криволинейно, главная идея состоит в том, чтобы свести к минимуму перекрытия и пропуски между проходами техники. «пропуски» «перекрытия» Площадь «пропусков» – 4% Площадь «перекрытий» - 11% с GPS Средняя экономия от применения GPS составляет 20% затрат на га
Программное обеспечение "Ag Leader® SMS™ Advanced" Для управления информацией для нескольких операций и клиентов. В дополнение к мощным инструментам анализа, "SMS™ Advanced" выступает в качестве хранилища данных. "SMS™ Advanced" позволяет консультантам тратить меньше времени на вычисления и больше времени на анализ информации, что выгодно сказывается на повышении практического результата.
Базовая станция "Ag. GPS® RTK" Базовая станция Trimble® Ag. GPS® RTK используется для вычисления расхождения между принимаемыми сигналами со спутников и настоящей действительностью. Другими словами она вычисляет погрешность сигналов, действующих в настоящий момент на территории, ограниченной радиусом действия базовой станции. Подруливающее устройство "Ag. GPS® EZ-Steer® Assisted Steering" Рентабельность, простота в установке и использовании Система подключается к рулевому колесу - подключение к гидравлике не требуется. Снижает напряжение и утомляемость водителя и исключает ошибки в управлении. Применяется при обработке почвы, внесении удобрений, опрыскивании, посеве и уборке урожая.
Сенсорный дисплей "Ag. GPS® Fm. X™" Дисплей с сенсорным экраном, двойным интегрированным приёмником GPS+ГЛОНАСС. Интегрированный дисплей Ag. GPS® Fm. X™ с поддержкой всех необходимых функций навигации, вождения и картирования, доступных одним касанием пальца. Система "Ag. GPS® Autopilot™" Система Trimble® Ag. GPS® Autopilot™ осуществляет автоматическое вождение трактора с точностью 2, 5 см на всех операциях от посадки до уборки, используя любые шаблоны движения.
3. 2 Составление карт полей, исследование почвы При создании карт используется высокоточное навигационное оборудование, вычисляющие координаты с точностью до 10 см и специализированное программное обеспечение. Измеритель кислотности почвы Economy ph/EC Meter Устройство позволяет измерять два главных показателя для сельского хозяйства - кислотность и электропроводность почвы. Электропроводность почвы - качественный показатель содержания в ней минеральных веществ, кислотность - важный фактор, влияющий на доступность питательных веществ в почве. Измеритель плотности почвы SC 900 Измеритель уплотнения почвы с ультразвуковым датчиком глубины измеряет сопротивление проникновению с помощью динамометра, дополнительно измеряя глубину проникновения щупа с помощью ультразвукового датчика. При погружении щупа, датчик посылает импульсы, улавливает отражённые от земли и по временнной разнице определяет дистанцию. Запоминающее устройство и порт RS-232 позволяют производить измерения с привязкой к координатам местности.
Автоматический почвенный пробоотборник представляет собой агрегат, смонтированный как навесное оборудование на задней части рамы движителя, и работает от электрического двигателя, питающегося от аккумуляторной батареи автомобиля 12 V. Электрический двигатель приводит в действие гидравлическую систему, непосредственно производящую отбор проб посредством двух спаренных агрохимических буров.
Лаборатория для почвенного анализа Почвенный анализ включает три стадии: 1. Отбор почвенных образцов. Образцы отбираются при помощи пробоотборника, который крепится к кузову или внутри кабины автомобиля. Глубина отбора – от 60 до 120 см. Важно правильно выбрать метод отбора, обеспечивающий репрезентативность образцов. 2. Почвенный анализ. Образцы передаются на анализ в высокоэффективную многофункциональную лабораторию. Используются методы, которые позволяют с точностью определить содержание питательных веществ в почве. 3. Рекомендации по внесению удобрений. Конечный результат почвенного анализа – разработка конкретных предписаний по внесению удобрений для каждого поля и каждой культуры. В результате почвенного анализа достигается: - Снижение расходов на внесение удобрений и известкование - Контроль за состоянием почвы - Повышение урожайности - Обеспечение равномерности роста растений - Защита окружающей среды - Повышение прибыли
3. 4 Дифференцированное внесение удобрений и СЗР Дифференцированное внесение минеральных удобрений на сегодняшний день является ключевым элементом в точном земледелии. Режим off-line предусматривает предварительную подготовку на стационарном компьютере карты-задания, в которой содержатся пространственно привязанные, с помощью GPS, дозы удобрения для каждого элементарного участка поля. Для этого проводится сбор необходимых для расчёта доз удобрений данных о поле (пространственно привязанных). Проводится расчёт дозы для каждого элементарного участка поля, тем самым формируется (в специальной программе) карта-задание. Затем карта-задание переносится на чип-карте (носитель информации) на бортовой компьютер сельскохозяйственной техники, оснащённой GPS-приёмником и выполняется заданная операция. Режим реального времени on-line предполагает предварительно определить агротребования на выполнение операции, а доза удобрений определяется непосредственно во время выполнения операции. Агротребования, в данном случае, это количественная зависимость дозы удобрения от показаний датчика установленного на сельскохозяйственной технике, выполняющей операцию.
Система дифференцированного внесения удобрений «off-line» Insight (Direct. Command) Система дифференцированного внесения удобрений «off-line» Insight (Direct. Command) выполняет автоматическое и ручное управление нормой внесения и дифференцированное внесение гранулированных и жидких удобрений по электронным картам. Система дифференцированного внесения удобрений «on-line» Green. Seeker RT 200 Система дифференцированного внесения удобрений автоматически определяет характеристики растительного покрова и формирует команды по изменению нормы внесения материалов для разбрасывателей и опрыскивателей.
Система дифференцированного внесения удобрений «on-line»
Система дифференцированного внесения удобрений «on-line»
Система дифференцированного внесения удобрений «on-line»
1. Агротехнические требования к машинам для заготовки кормов. 2. Агротехнические требования, предъявляемые к свеклоуборочным машинам. 3. Виды кормов. 4. Дифференцированное внесение удобрений в системе off-line. 5. Дифференцированное внесение удобрений в системе on-line. 6. Комплекс машин для заготовки прессованного сена. 7. Комплекс машин для заготовки рассыпного сена. 8. Молотилка зерноуборочного комбайна. 9. Назначение и общее устройство валковых жаток. 10. Назначение и устройство косилки DISCO 3050 TRC. 11. Назначение и устройство косилки КС-2, 1. 12. Назначение и устройство косилок. 13. Назначение и устройство косилок-плющилок. 14. Назначение и устройство пресс-подборщика ROLANT 250 15. Назначение и устройство силосоуборочного комбайна Дон-680 М. 16. Основные принципы очистки и сортирования зерна. 17. Основные этапы системы точного земледелия. 18. Разделение зерна по аэродинамическим свойствам. 19. Разделение зерна по крупности. 20. Разделение зерна по плотности.
21. Разделение зерна по форме. 22. Разделение зерна по электрофизическим свойствам. 23. Система машин для возделывания картофеля. 24. Способы уборки зерновых культур. 25. Способы уборки картофеля и агротехнические требования к машинам. 26. Технология заготовки зеленого корма. 27. Технология заготовки сена. 28. Типы зерноочистительных машин. 29. Устройство и процесс работы жатки зерноуборочного комбайна. 30. Устройство и процесс работы МСУ. 31. Устройство и процесс работы очистки зерноуборочного комбайна. 32. Устройство и технологический процесс жатки кормоуборочного комбайна ДОН 680 М. 33. Устройство и технологический процесс зерноуборочного комбайна 34. Устройство и технологический процесс машины для послеуборочной обработки зерна ОВС-25 35. Устройство и технологический процесс МС-4, 5 36. Устройство и технологический процесс пресс-подборщика Rolant-250. 37. Устройство и технологический процесс свеклоуборочного комбайна. 38. Назначение и технологический процесс сушилок зерна. 39. пневматического сортировального стола. 40. Назначение и технологический процесс магнитной семяочистительной машины. 41. Разделение зерна по состоянию поверхности.
http: //www. egps. ru
Скачать презентацию БУЛАВИНЦЕВ РОМАН АЛЕКСЕЕВИЧ к. т. н. доцент Курс
Точное земледелие новое.ppt