Rolnictwo zrównoważone to koncepcja produkcji żywności realizująca cele produkcyjne w połączeniu z wymaganiami środowiskowymi. Jednym z ważnych obszarów rolnictwa zrównoważonego jest ochrona chemiczna. W nowej koncepcji rolnictwa środki ochrony roślin podawane są jedynie w konieczności oraz w odpowiedniej dawce dopasowanej do rodzaju i wielkości zagrożenia. Precyzyjne dawkowanie pestycydów jest możliwe dzięki opryskiwaczom wyposażonym w nowoczesne rozwiązania techniczne, które dostarcza czwarta rewolucja technologiczna.
Autor: dr inż. Jacek Skudlarski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Wielkim wyzwaniem dla rolnictwa jest ograniczenie zużycia pestycydów jak i zapewnienie efektywności oprysku. Nieefektywne wykorzystanie herbicydów generuje straty finansowe, których nie da się uniknąć stosując opryskiwacze z tradycyjnymi rozwiązaniami i wyposażeniem.
Pomocne w oszczędzaniu na herbicydach i korzystne dla ochrony środowiska okazują się technologie wizji komputerowej wykorzystywane do rozpoznawania chwastów oraz algorytmy uczenia maszynowego, które samodzielnie doskonalą się w identyfikacji roślin. Systemy te mogą działać we współpracy z nawigacją GPS co pozwala tworzyć mapy zachwaszczenia pola przydatne w planowaniu kolejnych zabiegów agrotechnicznych. Jednocześnie nawigacja GPS umożliwia prowadzenie ciągnika z opryskiwaczem po określonym torze bez ryzyka wystąpienia omijaków i nakładek.
Jak wynika z dotychczasowych badań z zastosowaniem opryskiwaczy wyposażonych w inteligentne systemy ilość zużywanych w tychże maszynach jest o 70% mniejsza w porównaniu z ilością aplikowaną przez opryskiwacze konwencjonalne.
Zaawansowanie techniczne w konstrukcji opryskiwaczy
Opryskiwacze polowe przestały być prostymi konstrukcjami, w skład których wchodziły zintegrowane z ramą takie elementy, jak zbiornik na ciecz roboczą, pompa, układ zaworów i belka polowa z ręcznym układem wysokości położenia. Obecne opryskiwacze to bardziej zaawansowane technicznie konstrukcje, wyposażone w hydrauliczne układy podnoszenia i składania belki, układy poziomowania i stabilizacji belki, amortyzowany dyszel i osie, które mogą być skrętne, jak również system umożliwiający zmianę rozstawu kół z kabiny kierowcy.
Sterowanie pracą opryskiwacza z poziomu kabiny operatora oferują terminale pokładowe. Duże możliwości oferuje standard ISOBUS, dzięki któremu za pomocą jednego terminala można zarówno sterować zespołami opryskiwacza, jak również obsługiwać inne funkcje, np. prowadzenie równoległe agregatu za pomocą systemu GPS. Jedną z opcji obsługiwanych przez urządzenia ISOBUS jest funkcja Section Control, czyli wyłączanie w trybie automatycznym na podstawie pozycji GPS poszczególnych sekcji rozpylaczy na belce opryskiwacza podczas pracy na klinach i w trakcie manewrowania. Inną ważną funkcją jaką oferują komputery pokładowe jest sterowanie w trybie automatycznym podnoszeniem i opuszczaniem belki polowej podczas pracy na podstawie danych z umieszczonych na belce ultradźwiękowych czujników, dokonujących pomiaru wysokości belki nad łanem lub powierzchnią gleby. Czujniki ultradźwiękowe są montowane zarówno na końcach belki, jak i na jej środku. Z poziomu kabiny za pomocą terminala można sterować napełnieniem zbiornika cieczą oraz jego płukaniem po zakończonej pracy.
Terminale ISOBUS pełnią także funkcję pomiarową, mierząc zużycie cieczy roboczej, wydajność maszyny, opryskaną powierzchnię, czas pracy oraz inne wielkości, które w dalszej kolejności są wykorzystywane na potrzeby księgowości w gospodarstwie.
Rozpoznawanie chwastów w czasie rzeczywistym
Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań inteligentnego opryskiwania jest rozpoznawanie chwastów w czasie rzeczywistym czyli technologia wizji komputerowej. W technologii tej umieszczone na belce kamery 3D rejestrują obrazy obszaru przed belką zaś system analizy obrazu wyposażony w sztuczną inteligencję (SI) wykrywa chwasty tym samym przekazując dane do układu sterującego rozpylaczami, które podczas oprysku są wyłączone i załączane są wtedy kiedy dany rozpylacz znajdzie się w obszarze występowania chwastów. Z rozpylacza aplikowana jest określona dawka herbicydu dopasowana do specyfiki chwastów.
Dzięki temu może być stosowany oprysk miejscowy (opryskiwanie obszarów na których znajdują się chwasty) jak również oprysk punktowy (opryskiwanie pojedynczych chwastów). Ponadto dzięki systemom rozpoznawania chwastów i stadium ich rozwoju możliwe jest wraz z opryskiem lokalnym lub punktowym aplikowanie zmiennych dawek herbicydu.