Перефразировать известную присказку позволяет БИК-спектроскопия. Специальные сенсоры определяют влажность и содержание питательных веществ в заготавливаемой на корм массе. Их можно использовать для картирования урожайности.
Умное сельское хозяйство
Урожайность, влажность, содержание питательных веществ… Многие параметры чаще всего становятся известны лишь по завершении заготовки кормов и уборочной кампании. По зерну, например, информация нередко поступает только после расчетов с закупщиками. Если с зерном можно подождать, то в случае с кормами располагать достоверной информацией об их качестве и количестве необходимо в процессе заготовки.
Считать по урожайности
Первичными ориентирами при заготовке кормов на силос служат урожайность зеленой массы и ее влажность. Здóрово, если кормоуборочный комбайн способен выдавать информацию по каждому полю сразу. К сожалению, данные об урожайности, поставляемые комбайном, не столь точны, сколь хотелось бы, здесь требуется постоянная калибровка.
Как правило, урожайность рассчитывается на основании данных по отклонению первого подпрессовывающего вальца и числа оборотов двигателя. Для более точного установления выхода зеленой массы с гектара значения следует откалибровать с использованием весов. Если на транспортных единицах, задействованных на доставке скошенной массы от комбайна к месту силосования, установлены весы, то сравнения показателей и калибровка регистрируемых данных настраиваются автоматически через телеметрическую систему передачи данных.
Как резать будем?
Еще один важный параметр работы кормоуборочных комбайнов – степень измельчения заготавливаемой на корм массы. Небольшая длина резки способствует лучшей трамбовке и стабилизации процессов ферментации. Однако если заготавливаемая масса слишком влажная, сильное измельчение и чрезмерное образование силосных соков может привести к «наводнению» в силосохранилище. В этом случае успешное протекание консервирования станет проблематичным, а корм не будет отличаться аэробной стабильностью.
Выбор длины резки – вопрос довольно тонкий. Именно поэтому многие современные кормоуборочные комбайны оснащаются системами автоматической регулировки степени измельчения в зависимости от влажности заготавливаемой массы. Требуемое для этого измерение содержания сухого вещества производится с помощью датчиков. Одни определяют степень созревания по цвету массы, другие измеряют ее электропроводность, третьи работают на основании спектрометрии в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК-спектрометрии).
Датчики последнего вида имеются от простых до сложных. Простые БИК-спектрометры измеряют только содержание сухого вещества в заготавливаемой массе. Датчики с более сложными системами калибровки способны определять содержание таких веществ, как крахмал, сырой протеин, кислотно-детергентная клетчатка (ADF), нейтрально-детергентная клетчатка (NDF), а также сырой жир и сырая зола. Для достижения наилучшего результата для каждой культуры, будь то кукуруза, кормовые травы, люцерна, рожь или тритикале, существуют свои калибровочные графики. Имеющийся в распоряжении набор калибровок на кормозаготовительной технике устанавливается ее производителем.
Не кормом единым
Но БИК-спектрометры используются сегодня не только на кормоуборочниках. Их можно обнаружить на зерноуборочных комбайнах, например, бренда New Holland, а также в технике для внесения навозной жижи и на смесителях-кормораздатчиках (НСХ 2 / 19, с. 86). Для оценки качества внутрихозяйственных органических удобрений многие из БИК-спектрометров, предназначенных для анализа навозной жижи КРС и свиней, рекомендованы к применению Немецким сельскохозяйственным обществом (DLG), а измерения, регистрируемые ими и отражаемые в документации, в отдельных федеральных землях ФРГ считаются официально признанными.
В навозной жиже датчик фиксирует содержание азота, аммиака, фосфора, калия и сухого вещества. В результате при наличии соответствующей техники возможно дозированное внесение жидкой органики в соответствии с нормами расхода, например, по азоту 60 кг / га.
Установленный на смесителях-кормораздатчиках БИК-спектрометр определяет влажность, содержание крахмала, сырого протеина, кислотно- и нейтрально-детергентной клетчатки, сырых золы и жира в загружаемых в бункер силосе из кукурузы или трав, сене, люцерне, соевом шроте или в уже готовой полнорационной смеси.
Непосредственно в поле
Датчики БИК помогают не только автоматизировать подбор длины резки зеленой массы, определяющую условия оптимального силосования в дальнейшем, но и позволяют оперативно устанавливать урожайность и содержание сухого вещества. В результате с их помощью можно составлять карты урожайности и подводить итоги по внутрихозяйственным испытаниям различных сортов и гибридов той же кукурузы.
Установка таких датчиков на цистернах с навозной жижей позволяет перераспределить затраты на приобретение дорогостоящей техники и включить их в расходы на операцию по внесению органических удобрений. Преимущества в данном случае состоят в точном определении содержания питательных веществ в жиже на ее выходе, что позволяет вычислить объем вносимых полезных веществ с точностью до килограмма.
Наше заключение
Несмотря на всю целесообразность оперативного определения урожайности и анализа содержания веществ, применение датчиков БИК – удовольствие не из дешевых. Их установка на кормоуборочный комбайн увеличит стоимость машины почти на 12 тысяч евро – и это только в случае сенсоров, измеряющих урожайность и влажность заготавливаемой массы. Желание знать показатели кормовой ценности будет стоить дополнительно 20 тысяч евро. Далеко не каждый аграрий решится приобрести столь дорогостоящую опцию. Однако, только зная урожайность с привязкой к отдельным участкам поля, можно еще точнее оценить предстоящие затраты на внесение удобрений, планировать новую посевную.
БИК-спектрометр: измерь, сравни, определи!
Принцип работы БИК-датчиков базируется на знании, что любой продукт или любой химический компонент отражает свет по-своему. Инфракрасный свет ближнего спектра с длиной волны от 1 100 до 1 800 нм подается на тестируемое вещество, и его отражение измеряется в 70 частотах видимого излучения.
Влажность и содержание веществ устанавливаются с помощью калибровочных графиков, полученных в результате замеров самими датчиками и в лабораторных условиях. Чем больше сравнительных измерений в базе данных, тем более точными будут результаты.
Наш опыт
Использование спектрометрии в ближнем инфракрасном диапазоне, безусловно, технология интересная. Являясь производителем техники для кормозаготовки, мы намереваемся предложить своим клиентам опциональную установку БИК-спектрометров на кормоуборочных комбайнах для определения качества заготавливаемой на корм массы уже в поле. Однако должен сказать, что такие датчики – не массовый продукт. Объясню почему.
В российских хозяйствах процесс заготовки основных кормов ведется под контролем агронома и зоотехника, которые в своей работе полагаются на данные лабораторных анализов кормовой массы. Получаемые в поле данные от БИК-спектрометров все же уступают по точности лабораторным. При всех доступных калибровках датчиков они плюс-минус отличаются от фактических, а специалистам важна точность, поскольку затем именно на основе полученных показателей ведется расчет заготовленных хозяйством кормов, рассчитываются обеспеченность ими, планируются рационы. На мой взгляд, для оперативного определения параметров состава кормовой массы БИК-спектрометры использовать, конечно, можно, но платить за это такие большие суммы имеет смысл едва ли.
Но вот в чем могут быть полезны БИК-датчики на кормозаготовительной технике, так это для составления карт урожайности. Картирование урожайности при уборке зерновых практикуется довольно давно, теперь же появляются решения для картирования урожайности кормовых культур. Имея на руках точные карты урожайностей полей, можно более рационально распределять удобрения и СЗР, то есть работать еще точнее и экономичнее.
Использование систем картирования урожайности на кормоуборочных машинах – один из актуальных ориентиров «Ростсельмаша», и мы плотно занимаемся этой темой. Но наша технология картирования не строится на использовании принципов БИК-спектрометрии.
Безусловно, рожь сохранит место на нашем столе, но на рынке преимущество могут получить те, кто делает ставку на достижения современной селекции.
Олег Александров, руководитель проекта инновационных технологий группы компаний «Ростсельмаш»