Огляд технологій Precision Planting

Посів – найважливіша операція на полі. Саме під час посіву ми закладаємо той потенціал врожаю, за який боремось протягом усього сезону з допомогою добрив та ЗЗР.

Перші промислові сівалки почали з’являтись в 50-х роках. До цього часу сіяли, розкидаючи насіння руками або використовуючи примітивні агрегати на кінній тязі. Сьогодні ж ми працюємо з 24-рядними сівалками, у яких точність розкладки насіння можна назвати хірургічною. Компанія Precision Planting одна з перших сфокусувалася на доведенні точності та якості кожного окремого етапу роботи сівалок. Сьогодні це світовий лідер в технологіях для посівної техніки, на якого рівняються гіганти-виробники.

Історія Precision Planting

В 1993 році молода пара фермерів з штату Іллінойс Грег і Сінді Саудер заснували нову компанію Precision Planting. Грег був невпинним у своїй гонитві за кращими посівами і захоплювався вирощуванням кукурудзи, був “схиблений” на досконалості та уважний до дрібниць. Свою роботу над підвищенням якості посіву пара почала з апгрейду власних сівалок. Грег експериментував з точним регулюванням глибини залягання насіння, намагаючись усунути пропуски і двійники на своїх кукурудзяних полях. Сусіди-фермери стежили за молодою парою і їх нестандартним підходом. Саме вони і стали першими клієнтами Precision Planting, коли побачили результати напрацювань Грега. 

Грег Саудер, засновник компанії Precision Planting

Одним з тих, хто зацікавився Precision Planting був Юджин Кітон, американський винахідник, який в той час розробив і запатентував пластикові хвостовики для притискання насінин без ущільнень та “повітряних кишень” Keeton Seed Firmer. Хтось із компанії Kinze розповів Кітону про молодих експерементаторів з Іллінойса, і Кітон запропонував Саудеру спробувати його хвостовики на своїх тестових посівах. Саудер швидко оцінив потенціал розробки Кітона, що дозволила йому завершити посів на вологих полях, ґрунт яких постійно забивав опорні колеса сівалки. Після випробувань компанія Саудера стала ексклюзивним дистриб’ютором революційної насадки. 

Компанія довгий час була локальною і працювала лише з місцевими фермерами. Проте Грег Саудер мав підприємницький хист і розвивав нішу точного посіву на повну. Далі були калібрувальні стенди MeterMax для налаштування сівалок, монітор 20|20 SeedSense для моніторингу роботи сівалки в режимі реального часу. Precision Planting розпочала продаж вакуумних дисків eSet і почала будувати свою сітку дилерів в США для роботи з місцевими фермерами.

У 2012 році Precision Planting випустила унікальне для індустрії того (та і зараз також) рішення – FieldView, а вже через рік, з метою впровадження технологій Precision Planting в масове виробництво, компанію було продано корпорації Monsanto. У 2016 році Precision Planting LLC стала дочірньою компанією американського виробника сільгосптехніки AGCO Corporation. Precision Planting створила дилерську мережу в США, Канаді, Аргентині, Бразилії, ПАР, Нові Зеландії та Австралії. У 2019 році SmartFarming стала офіційним дилером Precision Planting в Україні.

Сам Грег Саудер не зупиняється на досягнутому і сьогодні продовжує винахідницьку діяльність в рамках своєї нової компанії 360 Yield Center. Його нова ціль – довести до ідеалу внесення ЗЗР та рідких добрив. Про технології та рішення 360 Yield Center ми вже згадували в нашій статті “Як підвищити ефективність внесення ЗЗР”, та більш детально напишемо в наступних матеріалах. 

Якісний посів

Які завдання сьогодні стоять перед сучасними сівалками точного висіву?

Рівномірний розподіл насіння в рядках

Навіть найкращі сівалки не гарантують відсутності двійників та пропусків, працюють з порушенням інтервалів розкладки. Для просапних культур точність висіву та рівномірний розподіл насіння у рядку має ключове значення для урожайності, оскільки рослини конкурують за простір і поживні речовини.

Сингуляція

Ключове завдання точного висіву – максимальний рівень сингуляції при посіві. Збільшивши його до 98 – 99%, можна отримати приріст врожаю на 2–4 ц/га, в залежності від культури. 

Розміщення насіння на оптимальній глибині для отримання дружніх та рівномірних сходів.

В рамках одного поля існують ділянки з різною щільністю ґрунту, вологістю та температурою. Цю проблему зазвичай вирішують шляхом попереднього налаштування глибини висіву на сівалці, в залежності від усередненого стану ґрунту на полі або спираючись на власний досвід. В результаті виникає ризик розміщення насіння на неоптимальній глибині, що може спричинити неоднорідні сходи, зокрема — на ділянках, де стан ґрунту суттєво відрізняється від усередненого на полі. 

Нормування висіву в залежності від культури, вмісту гумусу, тощо.

Зазвичай налаштування норми висіву, відбувається усереднено, без врахування зональних особливостей поля щодо вмісту гумусу, його вологості, температури, крутизни схилу, і т.д. На загінках з наявністю поворотів і розворотів норму висіву необхідно регулювати в залежності від відстані секції сівалки від центру повороту чи розвороту. Ігнорування таких особливостей призводить до перевитрати посівного матеріалу, висіву з неоптимальною нормою, порушення сингуляції — всі ці фактори знижують врожайність. Отже, сіяти варто зі змінними нормами, що враховують зони неоднорідностей.

До комплексу проблем слід додати використання застарілих механічних сівалок, які ще не відпрацювали повністю свого технічного ресурсу і продовжують активно експлуатуватися в господарствах. Морально і технічно застарілі сівалки давно не відповідають сучасним вимогам до посіву, і більшість фермерів їх би вже давно б замінили, але це потребує значних інвестицій.  

Технології Precision Planting є рішенням, що дозволяє вдихнути життя в старі сівалки, адже вони дозволяють посівній техніці після переобладнання працювати на рівні з новими моделями кращих виробників. Старі моделі сівалок John Deere – ідеальні кандидати для переобладнання і модернізації.

Як підвищити якість посіву з Precision Planting 

Комплекс технологій і обладнання Precision Planting призначений для глибокої модернізації сівалок у відповідності сучасним вимогам якісного посіву. В першу чергу це ідеальний вибір для тих, хто використовує старі моделі сівалок від CaseIH, AGCO, John Deere, Kinze та Monosem. Сучасні механічні та вакуумні сівалки точного висіву теж мають значний потенціал модернізації з Precision Planting у наступних напрямках:

• точність розкладки насіння у рядку;
• підвищення показника сингуляції до 98 – 99%;
• автоматичне регулювання норми висіву;
• автоматичне управління притискним зусиллям;
• підвищення швидкості посіву;
• внесення рідких добрив.

Технології Precision Planting ідеально підходять для посіву культур, де високий показник сингуляції суттєво впливає на врожайність: кукурудза, соняшник, соя. Також існують варіанти обладнання Precision Planting для сівби ріпаку, сорго та інших дрібнонасінних культур, де їх застосування дозволяє підвищити якість посіву.

Лінійка обладнання Precision Planting

• Бортовий програмний комплекс управління, збору, обробки і відображення інформації в режимі реального часу 20|20 SeedSense.
• RowFlow – бортовий “автопілот” сівалки з власним гіроскопом та датчиками просторового орієнтування, комутатором роздільного управління висівними секціями, що призначений для перемінного нормування висіву, з деталізацією на кожну висівну секцію.
• Радіохвильові датчики підрахунку насіння WaveVision підвищеної точності, що не реагують на частинки пилу та сміття, чітко фіксуючи лише посівний матеріал.
• Висівні апарати vSet з індивідуальним приводом та окремою пневмо-вакуумною системою (для переобладнання механічних та вакуумних сівалок), а також висівні апарати попереднього покоління eSet (для вакуумних сівалок) та Precision Meters (для механічних сівалок). Забезпечують виключно високий рівень сингуляції насіння, до 98-99%, та майже повне виключення появи двійників.
• Електропривід vDrive для висівного апарату vSet – забезпечує індивідуальне управління кожним висівних апаратом з метою змінного нормування висіву по кожній секції (ряду), їх відключення при роботі з перекриттям по площі.
• DeltaForce – гідравлічна система для управління притискним зусиллям секцій, що може автоматично змінювати силу притискання кожного ряду.
• Насінневі трубки SpeedTube з багатосекційною транспортною стрічкою та індивідуальним електроприводом для гарантованого забезпечення високої сингуляції насіння на підвищених швидкостях роботи сівалки, до 12 – 15 км/год.
• CleanSweep – фірмові очисники рядків від пожнивних залишків з індивідуальними гідравлічними сервоприводами контролю притискного зусилля.
• Пластикові хвостовики Keeton Seed Firmer, що м’яко вкладають насіння на дно висівної канавки та створюють оптимальні умови для схожості насіння. В останніх версіях хвостовики поєднані з системою FurrowJet для внесення рідких добрив безпосередньо в посівні канавки поряд з насінням.
• SmartFirmer — багатофункціональний сенсор стану ґрунту, що в режимі реального часу контролює декілька параметрів. Він здатен визначати температуру, вологість ґрунту, вміст гумусу та кількість пожнивних решток прямо у посівному ложі. Надана ним інформація стає підставою для автоматичного внесення поправок в роботу вузлів і агрегатів, що регулюють норму та глибину висіву, в роботу очисників CleanSweep.

Також в Precision Planting є рішення для внесення рідких добрив під час посіву (FurrowJet, Conceal, vApplyHD).

Піраміда пріоритетів ефективного посіву Precision Planting за їх впливом на рівень врожайності

Технології Precision Planting розроблені таким чином, щоб взаємно доповнювати одна одну в роботі. Так досягається синергія для отримання максимального сумарного результату. В той же час окремі системи є самодостатніми і не виключають окремого застосування, виходячи з конкретних потреб аграрія, наявної техніки та умов роботи. Багатоваріантність часткового застосування технологій дозволяє впроваджувати їх гнучко та поетапно. Як інтегратор, ми спочатку проводимо аналіз компанії, наявної техніки та її стану і тільки після цього пропонуємо конкретні рішення для переобладнання. Наприклад, для господарств без потреби в проведенні посіву на високих швидкостях можна не встановлювати SpeedTube. Достатньо буде заміни висівного апарату на вакуумний vSet — і ви отримаєте показники сингуляції 99% при посіві кукурудзи та до 96% для соняшника. 

Як працюють технології Precision Planting

Серцем системи Precision Planting є бортовий програмний комплекс 20|20 SeedSense. Це інтерактивний дисплей, на якому відображається інформація про роботу сівалки в режимі реального часу; на нього можна виводити як візуалізацію посіву, так і картографування врожайності комбайном. Дисплей розміщується на кронштейні в кабіні трактора, з яким агрегатується сівалка. До нього по CAN-шині підключаються всі датчики, сенсори та керовані сервоприводи системи. Через дисплей 20|20 механізатор здійснює управління сівалкою та контролює процес висіву. Завданнями 20|20 SeedSense є:

 Збір інформації при посіві:

• власного бортового гіроскопу системи RowFlow та GPS-сигналу для визначення просторової орієнтації сівалки, напрямку та швидкості руху;
• радіохвильових сенсорів – лічильників висіяного зерна WaveVision;
• датчиків вимірювання сили притискання висівних секцій системи DeltaForce;
• багатофункціонального сенсора SmartFirmer для визначення комплексних показників поточного стану ґрунту.

 Відображення інформації:

• ефективність роботи кожної секції та узагальнено за весь агрегат, через показник поточної сингуляції;
• якість контакту висівних секцій з ґрунтом;
• контроль вібрації та балансування висівних секцій, що може вказувати на необхідність зміни швидкості сівби;
• контроль кількості двійників та пропусків, що може вказувати на необхідність зміни рівня вакууму;
• відповідність поточної норми висіву заданій нормі, в тому числі змінній (можливість роботи з картами змінного нормування висіву);
• облік засіяної площі та оцінка продуктивності роботи;
• картографування виконаної роботи з урахуванням геометрії проходу сівалки.

Найбільш важливі параметри роботи сівалки виводяться на 20|20 у вигляді кольорових зон. Зелений колір зони вказує на те, що параметр знаходиться в межах норми та можна продовжувати роботу. Жовтий – параметр виходить за межі норми, слід звернути увагу та проаналізувати можливі причини. Червоний колір зони є сигналом, що слід зупинитися та негайно усунути проблему. Таким чином, крім інформування, 20|20 SeedSense дозволяє проводити поточну діагностику роботи вузлів сівалки.

Автоматичне та ручне управління системами:

• DeltaForce – підтримання постійного тиску на ґрунт в заданих межах, в тому числі з урахуванням інформації сенсора SmartFirmer про поточний стан ґрунту;
• індивідуальними електроприводами vDrive для нормування висіву в кожному ряду, в тому числі з урахуванням: швидкості руху, радіусу повороту, змінних норм висіву, інформації сенсора SmartFirmer про стан ґрунту для припинення і відновлення висіву при роботі з перекриттям;
• приводами очисників рядків CleanSweep на основі інформації SmartFirmer про кількість пожнивних залишків;
• приводами транспортної стрічки висівних трубок SpeedTube, для узгодження їх роботи з робочими режимами висівних апаратів vSet.

20|20 SeedSense в режимі реального часу може передавати інформацію на виносний планшет iPad з встановленим FieldViewCab. FieldView – платний сервіс, але з ним зручно систематизувати та аналізувати інформацію відразу від декількох систем (сівалок) Planting Precision. 

Висівні апарати vSet 2 мають п’яти-пелюсткові механічні сингулятори, які ефективно «скидають» двійники насіння, практично гарантуючи їх відсутність. Для висіву різних культур використовуються плоскі змінні диски. Їх спектр дуже широкий, і змінюючи диски можна сіяти кукурудзу, сою, соняшник, ріпак, інші культури та насіннєві суміші. 

Змінні диски для висівного апарату vSet

Якщо обладнати сівалку апаратом vSet + SpeedTube, насіння буде подаватись в насіннєві трубки з нормувально-транспортерною стрічкою. Це гарантує відсутність рикошетів від стінок трубки, максимально точну сингуляцію навіть на високих швидкостях сівби, що зі SpeedTube може досягати 12-15 км/год. Використання транспортера дозволяє зменшити висоту, з якої насінина падає в землю до 5 см. SpeedTube – ідеальне рішення для господарств, які в сівозміні мають багато кукурудзи.

Ефективність технологій Precision Planting

При модернізації старої сівалки під Planting Precision, для 8-ми рядного агрегату вартість переобладнання однієї секції стартує від 1,5 тисяч доларів США. Для сівалок 16 чи 24 рядів і більше вартість секції буде нижчою, оскільки деякі системи комплексу розраховані на роботу з усім посівним агрегатом, незалежно від кількості секцій в ньому.

Підраховано, що на кукурудзі зростання сингуляції сівби на 1% дає приріст врожаю 1 ц/га. Звичайна сівалка точного висіву в середньому дозволяє отримувати сингуляцію на рівні 94%. При встановленні висівного апарату vSet сингуляція досягне 99%, тому можна очікувати зростання врожайності на 5 ц/га лише за рахунок підвищення ефективності сівби. Використання системи DeltaForce з індивідуальними гідроциліндрами при посіві кукурудзи дозволяє отримати прибавку врожайності до 10 ц/га. 

vSet з індивідуальними електроприводами vDrive та насіннєвими трубками SpeedTube дозволяють вести сівбу зі збереженням рівня сингуляції 98-99% на високих швидкостях до 16 км/год. Така швидкість сівби двократно перевищує стандартні 8-9 км/год для звичайних сівалок, чим досягається висока продуктивність праці, економія дорогоцінного часу, ПММ, знижується собівартість посівних робіт.

Індивідуальний привід vDrive у поєднанні з іншими системами (20|20 SeedSense, RowFlow) дозволяє оптимізувати густоту посіву по кожному ряду, економити посівний матеріал, підвищувати ефективність сівби, загальну врожайність культур. На загальний результат з підвищення ефективності сівби та нарощування врожайності працюють і інші системи Precision Planting.

Переобладнання техніки ми проводимо на господарстві замовника, для цього зазвичай потрібно до 5 днів. За цей час спеціалісти проводять безпосередньо переобладнання сівалки, її налаштування, калібрування та підготовку до роботи, а також навчають персонал компанії працювати з новою технікою.

З досвіду SmartFarming можемо стверджувати, що враховуючи економічний ефект від економії ресурсів та підвищення врожайності, термін окупності модернізації звичайної точної сівалки до рівня Precision Planting може становити всього лише 1 рік. Це справедливо за умови, що сівалкою Precision Planting за сезон буде посіяно площу не менше 600 га.