Не всякий разбрасыватель способен распределять минеральные удобрения точно, а уж дифференцированно и подавно. Так какая тогда нужна машина для решения данных задач?
С Калашниковым за плечом
От редакции
Эту подрубрику мы решили создать вместе со специалистом по опрыскивателям и электронике российского представительства компании Amazone Алексеем Калашниковым, чтобы периодически рассказывать вам о способностях современных сельхозмашин. Электроника существенно упрощает реализацию задач в полеводстве, а мы порой не знаем о ее возможностях или не умеем ими воспользоваться. Алексей обещает помочь разобраться с тем, что кажется сложным, подскажет, как облегчить выполнение рабочих процессов в поле и как сделать это с большей эффективностью. В общем, готов стать своего рода профильным ангелом-хранителем за вашим плечом.
Вы уже вносите удобрения дифференцированно, а результаты далеки от ожидаемых? Причиной могут быть как неправильно подготовленные карты заданий, так и сама машина, которую используете для этих целей. Каким же на самом деле должен быть распределитель минеральных удобрений для эффективного дифференцированного внесения?
Равномерность превыше всего
Независимо от того, работаете ли вы единой нормой или дифференцированно, машина должна удовлетворять требованиям по равномерному внесению удобрений, причем по всей своей ширине захвата и при условиях распределения больших норм. Последняя задача не из простых, так как с увеличением массы подаваемого на диски удобрения добиться равномерной картины распределения становится сложнее.
Неравномерность внесения удобрений как вдоль траектории движения машины, так и поперек приводит к сокращению объемов получаемой продукции: теряется 1,5% урожая на каждые 5% неравномерности внесения. Именно такую формулу используют наши западные коллеги для оценки масштабов бедствия в результате некачественного распределения удобрений. Цифры помогают понять, почему настройке машин перед работой следует уделять так много внимания.
В борьбе за равномерность внесения прежде всего нужно обеспечить сохранение нормы внесения при движении машины с разной скоростью. Данная задача решается электромоторами (сервоприводами), без которых невозможно точное внесение удобрений, не говоря уже о дифференциации с привязкой к картам-заданиям.
Калибровка
Помимо того, нужно иметь в виду, что удобрения изначально отличаются неоднородностью структуры, которая усугубляется под воздействием окружающей среды, особенно в процессе хранения и транспортировки. Неоднородная структура определяет тот факт, что удобрение сыпется неравномерно, то есть сыпучесть в процессе работы распределителя меняется, причем постоянно.
Таким образом, если вы хотите, чтобы норма внесения на поле всегда поддерживалась заданной, изменчивость сыпучести необходимо компенсировать, фактически подстраивая калибровочный коэффициент на ходу. Только в этом случае количество израсходованных мешков с удобрениями, выделенных под конкретное поле или площадь, сойдется с плановым расчетным. В противном случае внесение будет вестись с перерасходом, и удобрений, увы, на всю площадь не хватит. Понятно, что с внесением недостаточной нормы лишние мешки останутся стоять на краю поля в ожидании своей участи.
Калибровку в процессе работы выполняют весовые системы или же специальные датчики, определяющие изменение нагрузки на диск. Стоит сказать, что весы дают более точное значение калибровочного коэффициента, нежели датчики, но датчики устанавливают его быстрее.
Оснащенная весовой системой машина подстраивает себя под изменяющиеся физические свойства удобрений на ходу и без участия механизатора. По силам ей и корректировка показаний при изменении наклона машины благодаря специальному датчику. Система работает точно, поскольку производятся 200 измерений в секунду. Хороша она еще и тем, что определяет актуальный вес удобрений в бункере, который автоматически отражается на экране ISOBUS-монитора, а также может передаваться в офис для оперативного анализа. Поэтому машина для дифференцированного внесения удобрений просто обязана быть укомплектованной весовой системой, иначе ни о какой точности внесения и речи быть не может: если не получается вносить удобрения точно с единой нормой, то уж дифференцированно тем более не получится.
Иногда на одну машину ставятся и весовая система, и система контроля массы удобрений, подаваемых на диск. Тогда они работают одновременно, одна быстро находит калибровочный коэффициент для начала работы, а вторая уточняет его в работе.
Форма решает
Внесение удобрений по карте задания (предписания) предполагает резкое изменение нормы в процессе работы при переходе из одной зоны поля в другую. При этом машина должна по-прежнему обеспечивать одинаковую картину распределения. С существенным увеличением нормы внесения, как уже говорилось ранее, добиться этого очень сложно. Решению данной задачи конструкторы уделяют немало времени.
В частности, сложные математические расчеты позволили инженерам компании Amazone предложить к использованию замысловатую форму выпускного отверстия воронки. С увеличением нормы внесения оно не просто открывается сильнее – меняется его форма, в результате регулируется не только количество подаваемого удобрения, изменяется и точка его подачи на диск. За счет этого картина распределения остается неизменной. Данную характеристику современных распределителей называют отсутствием количественного эффекта.
Понятно, да и проверено опытом, что просто круглая, квадратная или трапециевидная форма выпускного отверстия воронки не позволит компенсировать количественный эффект, и при изменении нормы хорошего распределения удобрений в поле добиться не получится.
На равномерность внесения влияет и равномерность подачи удобрений на диски. Она в свою очередь зависит от устройства бункера, гладкости его стенок и, конечно же, конструкции и организации работы мешалки. Я бы скорее назвал это устройство подавалкой, а не мешалкой, потому как оно отвечает за равномерность потока удобрений к выходному отверстию. Какой бы продвинутой ни была распределяющая система на вашей машине, если удобрения не подаются правильно, то они и не распределяются правильно.
Работа по ширине
Качественное поперечное распределение – важное условие для реализации точного внесения удобрений. Причины того, что на выбранной ширине захвата машина не обеспечивает высокой равномерности, могут быть разные: от невыполнения предварительной настройки до несоответствия распределителя предъявляемым требованиям.
Распределяющая система должна быть способна вносить большую массу удобрений на большую ширину. Дальность выброса определяется конструкцией распределяющего диска, распределяющих лопаток и их длиной. На ширину захвата также влияют частота вращения диска и место падения удобрений на диск. Современная машина может на ходу изменять как точку падения удобрений на диск (при помощи электромоторов), так и частоту вращения диска (посредством гидромоторов).
Оснащение дисков гидроприводом позволяет не только удобно настраивать машину перед работой прямо из кабины трактора, но и изменять ширину захвата во время работы. Управление включением / отключением и изменением ширины захвата полностью передается автоматике. В итоге машина вносит удобрения по всему участку даже внутри самого сложного контура, при этом без перекрытий! Итоговая норма внесения будет соблюдена, и у вас сойдется расчетное и фактическое количество выделенных на поле мешков – оправдываться перед руководством не придется.
Новейшие машины с гидравлическим приводом дисков условно разбивают всю ширину захвата на 128 секторов, и работают по каждому сектору, обеспечивая практически бесступенчатое изменение ширины захвата при заезде на уже обработанную площадь. Процедура изменения нормы внесения по карте задания и автоматическое отключение машины на уже обработанных участках – два процесса, происходящих параллельно.
При резком увеличении нормы внесения разбрасыватель должен сохранять точность внесения, чего технически добиться непросто. Для бесступенчатого изменения нормы внесения инженеры Amazone предложили использовать замысловатую форму выпускного отверстия дозатора.
Повторное внесение удобрений чаще всего случается на разворотных полосах. Такие огрехи работы машины для внесения удобрений становятся заметны позже не только на снимках БПЛА, но и при взгляде с края поля невооруженным глазом. Автоматическое управление веером распределения позволяет сэкономить 3 – 10 % удобрений и получить ожидаемую прибавку урожайности от отсутствия внесения по внесенному. При современном объеме вносимых удобрений одной машиной данная экономия позволяет окупить затраты на ее приобретение.
Если говорить о соблюдении правильной ширины захвата на протяжении всего рабочего дня, то нужно принять во внимание тот факт, что неоднородная структура удобрений даже в рамках объема одного бункера приводит к тому, что гранулы удобрения в силу разницы их баллистических характеристик летят то дальше, то ближе, немного изменяя фактическую ширину захвата в процессе работы. Поэтому на современных машинах устанавливаются СВЧ-датчики, которые контролируют веер распределения, определяя массу пролетающих удобрений и прямо на ходу адаптируя под нее ширину захвата. Таким образом, при наличии на распределителе систем автоматической калибровки и СВЧ-датчиков исключается влияние физических свойств самих удобрений на норму внесения и на ширину захвата, а картина распределения удобрений характеризуется высокой равномерностью как в продольном, так и в поперечном направлении. Только решив задачу качественного продольного и поперечного распределения, можно переходить к внесению удобрений по картам заданий и рассчитывать на гарантированный эффект от данного мероприятия.
Пограничный контроль
При организации точного внесения удобрений особое внимание уделяется работе по границам поля. Современные разработки упростили решение задачи. Теперь нет необходимости пускать машину по кромке поля, теряя в производительности, можно отступить половину ширины захвата от края и работать на всю ширину. Это увеличит площадь обработки при обходе по контуру и параллельно создаст разворотную полосу, на которой потом машина в автоматическом режиме будет отключаться самостоятельно.
Чтобы удобрения не улетали за пределы поля, используются системы пограничного внесения. В частности, на распределителях Amazone с системой TS реализовано решение, дающее высокую точность при краевом внесении и не вызывающее повреждения гранул удобрений. На диске установлена дополнительная короткая лопатка. Центральная разгонная часть лопатки может смещаться, причем даже при вращающемся диске, в результате удобрение перенаправляется с длинной лопатки на короткую.
К этому процессу еще может подключиться подстройка частоты вращения диска и корректировка нормы внесения. На деле получается, что машина распределяет удобрения с полной нормой на половину ширины захвата (на которую был сделан отступ от края) и не перекидывает их за границу поля. Естественно, если машина вносит удобрения дифференцированно, то, находясь в зоне краевого внесения, можно менять нормы внесения по карте задания.
Поправка на ветер
Все старания на пути к точному внесению удобрения враз могут быть развеяны ветром. Использование мобильных метеостанций позволяет учесть воздействие потоков воздуха и отрегулировать работу с поправкой на них. Amazone предложила интегрировать метеодатчики в систему управления машиной (Wind-Control). Они измеряют скорость и направление ветра и меняют настройки на ходу, компенсируя искажения веера распределения.
Вместо заключения
Наверняка многие из читателей, ознакомившись с рекомендациями выше, сделают вывод, что все они актуальны и для обычного внесения удобрений, не обязательно дифференцированного. Все верно, эти принципы базовые. Придерживаясь их, можно повысить эффективность применения и обычного внесения удобрений в хозяйстве. Если в данном случае тем или иным из принципов можно пренебречь, то применительно к работе по картам заданий соблюдение каждого из них – условие непременное, иначе потенциалу технологии дифференцированного внесения будет суждено остаться нераскрытым!
Ваш Калашников