CC BY
45Милюткин В.А., Заслуженный деятель науки РФ, Почетный работник АПК РФ, доктор технических наук, профессор технологического факультета
ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет» Буксман В.Э., доктор-инженер, почетный профессор КубГАУ,
Компания «AMAZONEN-WERKE», АО «Евротехника» г. Хасберген, Германия; г. Самара, Россия
ИННОВАЦИОННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ТЕХНИКА
ДЛЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АПК РОССИИ
U
Продолжая традиции журнала «АгроФорум» по публикациям с более глубоким освещением ранее рассматриваемых концепций технико-технологического совершенствования аграрного комплекса страны за счет цифровизации важнейшей отрасли сельского хозяйства - земледелия [1], представляем аграриям материалы по инновационным сельхозмашинам, разработанным немецким концерном «AMAZONEN-WERKE» и выпускаемым предприятием компании в России -АО «Евротехника» (г. Самара), являющимся, по заявлению экспертов, одним из лидеров в РФ по сельскохозяйственной прицепной технике. На сегодня АО «Еротехника» поставляет АПК России три важнейшие технологические машины для совершенствования производства растениеводческой продукции: распределитель минеральных удобрений [2] и сеялка [3] для всех применяемых технологий, включая - NO-Till и MINI-Till с дифференцированным внесением удобрений и обеспечением дифференцированной нормы высева в зависимости от плодородия почвы, а также опрыскиватель [4] для избирательного внесения гербицидов с экономией раствора - только на сорняки.
В статье изложены материалы современных технологий дифференцированного внесения минеральных удобрений специально разработанными немецкой компании «AMAZONEN-Werke» распределителями, поставляемыми сельхозмашиностроительным предприятием в России АО «Евро-техника» (г. Самара) и исследования в агропредприятии «Биотон» в Самарской обасти.
I. Для эффективного агрохимического обслуживания посевов в земледелии фирмой выпускается специальные распределители твердых минеральных удобрений, в частности распределитель ZA-TS 3200 (рис. 1а), который оснащен новым распределительным устройством TS.
Также распределитель имеет систему ArgusTwin, при работе которой обеспечивается постоянный онлайн-контроль и корректировка распределяющей системы для оптимального поперечного распределения удобрений. Это повышает эффективность удобрений и является основой для оптимального менеджмента посевов. Система ArgusTwin для определения участков распреде-
Рисунок 1. Распределитель минеральных удобрений ZA-TS 3200 (а), датчики управления технологическим процессом (б).
ЛМ АЖХЖ M E №4 июль 2020
А1РОФиРУМ
ления основана на регистрации поперечного фиксирования радарами (рис. 1б), которые работают независимо от наличия пыли и загрязнений и показывают на практике отличные результаты. ArgusTwin с помощью радаров с обеих сторон распределителя непрерывно контролирует как левый, так и правый участок распределения и при необходимости автоматически корректирует электрическую распределяющую систему независимо друг от друга.
С распределительным устройством TS возможна ширина захвата до 54 м и одновременно идеальная картина пограничного распределения, для этого используется специальный ISOBUS-распределитель - ZA-TS, который относится к абсолютно высокопроизводительным распределителям. Каждая ISOBUS-машина от AMAZONE представляет собой современную технику цифрового будущего с почти неограниченными возможностями. ISOBUS обозначает действующий по всему миру стандарт коммуникации между терминалами управления, тракторами и навесными орудиями, с одной стороны, и офисным программным обеспечением хозяйств с другой стороны. Из большого перечня технологических возможностей распределителя минеральных удобрений ZA-TS: система пограничного распределения (распределение по краям - ориентированное на урожайность, распределение по границам и вдоль обочин, канав - ориентированное на экологию, распределение по грядам с двусторонним грядовым щитком) особое инновационное предназначение распределителя представляется возможность дифференцированного внесения удобрений. Этот модуль позволяет просто обрабатывать аппликационные карты в формате shape. При этом задаются либо требуемые значения вносимого материала или непосредственно требуемое количество действующего вещества. Эта функция серийно доступна в AmaPad и может быть заказана для AmaTron3 и Ama Tron4 с пакетом ПО «GPS-Maps» или «GPS-Maps&Doc». Компания в честь IGG-летнего юбилея в 2G19 году подарила Самарскому государственному аграрному университету СГАУ инновационный распределитель минеральных
удобрений ZA-TS для научно-исследовательских работ в регионе. В этом же году университет провел испытания нового разбрасывателя в одном из высокоразвитых в Самареагрохолдингов на подкормке озимых - сорта «Юка» (рис. 2).
Исследовалось два варианта:
1. Подкормка озимых в фазе кущения аммиачной селитрой с нормой внесения 150 кг/га в физическом веществе по общепринятой технологии равномерного внесения по всей площади обычными распределителями удобрений - контроль;
2. Двухкратная подкормка озимых из расчета, по общему количеству внесения аммиачной селитры, по норме 150 кг/га по технологии дифференциального внесения распределителем минеральных удобрений ZA-TS в два этапа: в фазу кущения озимой пшеницы - 0-150 кг/га и в фазу выхода в трубку - 0-60 кг/га.
Предварительно перед исследованиями были изучены многолетние космические данные по плодородию участка, на котором проводились исследования для расчета эффективных норм внесения удобрений. При уборке урожая с определением биологической урожайности были получены следующие результаты: по общепринятой технологии возделывания озимых с равномерной подкормкой посевов по всему полю-получено 47,1 ц/га, а при дифференцированном внесении - 53,5 ц/га. То есть по новой инновационной технологии с использованием распределителя минеральных удобрений ZA-TS урожайность озимой пшеницы возросла на 13% при практически том же количестве внесенных удобрений, что свидетельствует о достаточно высокой эффективности новой технологии при применении новой «интеллектуальной» машины.
Рисунок 2. Распределитель минеральных удобрений ZA-TS СамГАУ на полях Самарской области при дифференцированном внесении при подкормке озимых.
Рисунок 3. Сеялка Primera DMC 9000.
Рисунок 4. Схема распределения технологического материала.
Рисунок 5. Сервопривод дозирования и ISOBUS-регулировка Primera DMC 3000/-C, 4500/-C, 6000-2/-2C, 9000-2/-2C, 9001-2C и 12001-2C.
II. Из большого разнообразия сеялок, используемых в аграрном комплексе Российской Федерации, особое место по распространенности и положительной оценке занимает сеялка Primera DMC (рис. 3) (ширина захвата 3.0; 4,5; 6,0; 9,0; 12,0 метров) немецкой компании "AMAZONEN-Werke", производства АО «Евротехни-ка» (г. Самара, РФ). В настоящее время, с курсом ведущих стран мира на цифровизацию экономики, в том числе, сельского хозяйства (земледелия), компания "AMAZONEN-Werke" в плане модернизации сеялки Primera DMC для интеллектуальных технологий при посеве по No-Till, Mini-Till и - традиционно, разработала и поставляет аграрному комплексу специальное оборудование по
данному направлению. В связи с чем нами рассмотрены технико-технологические возможности сеялки Primera DMC, изучением и адаптацией которой к Российским условиям более 20-ти лет занимается Самарский ГАУ (ранее Самарская ГСХА) [2-12] , сотрудничая с "AMAZONEN-Werke".
Преимущественные достоинства сеялки Primera DMC 9000: с помощью уникальных долото-видных сошников обеспечивается высокая точность заделки семян на дно борозды на обработанном поле, по прямому и мульчирующему посеву. Особенно эффективно работает сеялка Primera DMC по сравнению с другими известными сеялками при большом количестве органических остатков предшеству-
ющей культуры или после сиде-рального пара. Сеялка Primera DMC может одновременно с посевом целенаправленно вносить удобрения, причём как твёрдые минеральные удобрения из специального тукового бункера сеялки, так и жидкие - при дополнительном агрегатировании с сеялкой Primera DMC, специального бункера FDC для размещения жидких минеральныхудо-брений и их транспортирования под давлением в область работы сошника и заделку семян. Целенаправленное внесение минеральных удобрений непосредственно в посевную борозду способствует быстрому и дружному появлению всходов и росту молодых растений, для достижения более глубоких ресурсов почвенной влаги и толерантности посевов к сильной засухе. Параллелограммная подвеска высевающих сошников сеялки Primera DMC с долотами DURA с «активным» углом атаки гарантирует копирование рельефа поля и равномерную заделку семян по глубине, что способствует дружным всходам, выравненному стеблестою и равномерному созреванию сельскохозяйственных культур с максимальной урожайностью и качеством продукции. Технологически-востре-бованное покрытие посевного материала осуществляется за счёт рамочных катков и штри-геля Exact или прикатывающей балки. Расположение сошников в 4 ряда с расстоянием между рядами 18,75 мм с образованием сквозного «туннеля» исключает забивание сеялки соломой при работе. Регулировка нормы высева осуществляется с помощью бесступенчатого редуктора Vario с возможными нормами от 2 до 400 кг/га практически всех сельскохозяйственных культур.
Модернизация сеялок Primera DMC специальным оборудованием для дифференцированного посева сельскохозяйственных культур в зависимости от плодородия почвы с разной нормой высева при посеве связано с тем, что поля как правило имеют неравномерное, причём значительное, изменение плодородия, влияющее на урожайность сельхозкультур, что и решает точное земледелие, исследованию эффективности которого посвящено много научных работ, в том числе и учёных Самарско-
Q aiviazdime
№4 июль 2020 _!
А1РЦФиРУМ
го ГАУ [2-12]. Данная проблема решается за счёт компьютерной автоматизации процесса дозирования посевного материала в процессе работы. Главным образом модернизируется основной механизм дозирования семян сеялки Primera DMC. При этом механический привод дозирующих катушек от приводного и опорных колёс сеялки с обеспечением одинакового вращения катушек (рис. 4) и одинаковых норм высева каждым сошником, заменяется на гидромеханический, за счёт гидро-мотора, меняющего свои обороты за счёт управляющих воздействий бортового компьютера, в который закладывается карта плодородия почвы на поле и алгоритм изменения норм высева, в зависимости от наличия питательных элементов в почве - как правило азота, определяемого различными способами, в частности или по цвету листовой части растения в инфракрасном излучении снимками из космоса, или диагностирования плодородия почвы с использованием специальных пробоотборников и традиционных лабораторных исследований, или за счёт ис-
пользования датчиков урожайности на комбайне - всё это в режиме Off-Line, или с помощью разработанных в Самарском ГАУ технологий и устройств определяющих мощность гумусового (плодородного) слоя в режиме On-Line.
По имеющимся данным (г. Вебстер штат Южная Дакота) дифференцированный посев кукурузы обычно повышает урожайность на 0,5-0,6 т/га, при этом дооборудование посевного агрегата электрическими сервоприводами обходится дополнительно в 1500 $ и компенсируется увеличением урожайности при сокращении количества высеваемых семян и соответственно сокращении затрат на достаточно дорогой семенной материал. В нашем случае привод катушек распределения семян осуществляется сервоприводом дозирования и ISOBUS - регулировкой (рис. 5), который устанавливается по заявке на сеялки Primera DMC Amazone с шириной захвата от 3 до 12 м.: DMC-3000/-C, 6000-2/2C, 9000-2/2C, 9001-2, 12001-2C. (Рис. 3).
III. В настоящее время немецкая сельхозмашиностроительная
компания "AMAZONEN-Werke" и ее предприятие в России (г. Самара) АО «Евротехника» успешно создали в плане цифровизации АПК: опрыскиватели «AmaSpot», «AmaSwitch» с оборудованием для автоматического управления технологическими процессами по целенаправленному воздействию гербицидов на сорняки с установкой инфракрасных датчиков Green Sens, управляющих работой специальных форсунок для точного внесения гербицидов. Проведенными многолетними совместными исследованиями компании «AMAZONEN-Werke» и Самарской государственной сельскохозяйственной академии подтверждается эффективность технологий Mini-Till, No-Till техники AMAZONEN, широко поставляемой АПК России [6-12]. Новая инновационная разработка компании «AMAZONEN-Werke» в кооперации с фирмами Rometron и Agrotor представляет собой опрыскиватель UX AmaSpot (рис. 6), оснащенный специальной штангой AmaSpot - 24 м и всеми специальными деталями, такими как датчики и ШИЧМ-форсунки [4-5].
Рисунок 6. Прицепной опрыскиватель их AmaSpot с интеллектуальной системой сенсорных форсунок для дифференцированного внесения средств защиты растений.
Рисунок 7. Структура AmaSpot: а - вид сбоку; б - вид сверху.
AmaSpot может работать в трёх режимах:
1. Опрыскиватель выдаёт полную норму только в том месте, где есть зелёная масса. В этом случае мы максимально экономим препарат, но есть риск не обработать все сорняки.
2. Опрыскиватель выдаёт 30% от заданной нормы по всей ширине захвата штанги, а полную норму только в том месте, где есть зелёная масса.
3. Режим обычного опрыскивания: 100% расхода от заданной нормы по всей ширине штанги. Эта система уже проверена на российских полях.
Обратная связь от клиентов AMAZONE говорит о том, что AmaSpot окупается за один сезон. Важно, что машина с AmaSpot за счет активных датчиков может работать как днем, так и ночью (рис 6, 9). При этом рабочая скорость остается выше 20 км/ч, AmaSpot успевает распознать сорняк и вовремя включить форсунку. Минимальный размер сорняка, который распознает AmaSpot, составляет всего 1 кв. см. Для определения наличия сорняков на поле прицепной опрыскиватель UX AmaSpot использует флуоресцентные датчики GreenSense. Эти сенсоры
распознают флуоресцентный пигмент хлорофилла, что позволяет им отличить растения от почвы. Датчики расположены на штанге с интервалом 100 см, в пределах этого интервала находятся четыресенсорныхзоны по 25 см, в которых происходит определение наличия растений. Это обеспечивает очень высокую точность при внесении средств защиты растений (рис. 7).
Если датчик GreenSense определил наличие зеленого растения, процесс внесения средств защиты растений выполняется с точностью до сантиметра, на высоких рабочих скоростях, вплоть до 20 км/ч. Помимо датчиков GreenSense система оснащена специализированными высокоточными форсунками. Данные форсунки срабатывают мгновенно, включаясь и выключаясь в процессе работы, и обрабатывают препаратом только место расположения сорняка. Форсунка работает по принципу широтно-импульсной частотной модуляции (ШИЧМ). В процессе работы вентиль подает раствор в высокочастотном интервале до 50 Гц (50 включений/выключений в секунду) и регулирует соотношение закрытой и открытой форсунки (длительность импульсов). Дополнительно можно изменять промежутки между включениями (частота импульсов). За счет комбинации изменения длительности и частоты импульсов система позволяет бесступенчато варьировать норму в пределах от 30% до 100% на каждой форсунке или отключать форсунку полностью. Давление и размер капель при ШИЧМ-дозировании остаются константными. Система также подходит для сплошной и дифференцированной обработки поверхности поля. Так, например, по всей поверхности поля возможно вносить 30% нормы, а там, где датчиком обнаружены растения - 100% нормы - это обеспечивает максимально-эффективную обработку. Комбинация трех компонентов (Датчик-Механизм включения-Форсунка) на опрыскивателе AMAZONE позволяет очень точное внесение, например, глифосатов, со значительным снижением дозы внесения препарата. Значительная экономия препарата имеет также производственно-
GO
for Innovation | www.amazone.ru
AmaSpot снижает расход гербицидов. Экономия от 20 до 80 %%
отсканируйте, чтобы увидеть работу в поле
Преимущества интеллектуальной системы сенсорных форсунок AmaSpot:
вносит гербицид только на зеленые растения </ работает днём и ночью •/ скорость работы более 20 км/ч / не требует калибровки
Портнов Виталий ■ ЮФО Землин Артём ■ ЮФО Красноборов Андрей ■ УФО Щука Андрей ■ Калининградская область
+7-918-892-30-99 +7-989-238-33-98 +7-919-337-03-77 +7-911-269-57-07
vitaly.portnov@amazone.ru artem.zemlin@amazone.ru andrey.krasnoborov@amazone.ru апс1геу.всИуика@ат^опе.ги@ат^опе.ги
Рудь Дмитрий ■ СЗФО Тур Андрей ■ УФО Логинов Сергей ■ Северный регион Козлов Евгений ■ Северное Поволжье
+7-911-269-57-07 +7-913-921-29-83 +7-921-233-29-99 +7-927-814-75-55
dmitry.rud@amazone.ru andrey.tur@amazone.ru sergey.loginov@amazone.ru evgeny.kozlov@amazone.ru
Царьков Илья ■ ЦФО Фролов Игорь ■ Черноземье Пётр Журавлёв ■ Черноземье
+7-916-346-70-80 +7-906-568-42-94 +7-980-77-07-72 ПИ
ilia.tsarkov@amazone.ru igor.frolov@amazone.ru petr.zhuravlev@amazone.ru (§)■■ @ата20пеги55'а
АМАЗОНЕ ООО ■ г. Подольск ■ +7(4967) 55-59-30 ■ info@amazone.ru ЕВРОТЕХНИКА АО ■ г. Самара ■ +7(846) 931-40-93 ■ eurotechnica@amazone.ru
Рисунок 8. Зависимость (а) расхода воды (Ш, л/га) с химраствором от площади обработки (S, %) гербицидами; зависимость (б) затрат (руб/га) на гербициды (Раундап, Экстра, ВД (540 г/л) стоимостью 750 руб/л) при изменяющемся расходе (Ш, л/га) в зависимость от степени засоренности поля %).
Рисунок 9. Работа опрыскивателя AmaSpot в ночное время.
экономические преимущества, количество ежедневных загрузок опрыскивателя значительно снижается, а производительность - значительно возрастает. Воз-
можность дифференцированного внесения гербицидов только на сорняки позволяет значительно снизить расход воды для химра-створа (рис. 8) и, соответственно,
значительно уменьшить затраты на сам гербицид. С 2017 года в различных хозяйствах России и Казахстана введены в эксплуатацию опрыскиватели UX AmaSpot. При использовании глифосата, по сравнению со сплошной обработкой, было отмечено до 70% экономии средств [5].
При снижении площади обработки до 30% экономия только по гербициду составит около 2-х тыс.рублей. На выставке Агроса-лон 2016 в Москве, - опрыскиватель UX с системой AmaSpot получил золотую медаль.
Разработанная инновационная конструкция опрыскивателя немецкой компании «AMAZONEN-Werke»-UX AmaSpot позволяет дифференцированно с большой экономией вносить средства защиты растений, что обеспечивает экономию затрат на гербициды например по раундапу - до 2-х тыс. руб./га.
Выводы. Активно разрабатываемые и внедряемые в АПК России технологии и инновационные цифровизированные сельхозмашины нового поколения обеспечат значительный прорыв в экономике производства продуктов питания. Примером комплексного подхода к решению данной проблемы является идеология немецкой компании «AMAZONEN-Werke» по выпускаемым в России -АО «Евротехника» основным сельхозмашинам.
Литература
1. Алексеенкова Е. Точное земледелие. Переходим «на цифру» // Агро-Форум, май, 2020. - С. 54-61.
2. Милюткин В.А., Калашников А.В., Аметх Д. Разбрасыватели минеральных удобрений с использованием интеллектуальных цифровых технологий // В сборнике: Ресурсосберегающие технологии и технические средства для производства продукции растениеводства и животноводства. Сборник статей Международной научно-практической конференции, 2020. - С. 98-102.
3. Милюткин В.А., Канаев М.А., Калашников А.В., Диоп А. Сеялка PRIMERA DMC с цифровым управлением нормы высева при дифференцированном посеве в зависимости от плодородия почвы // В сборнике: Цифровая трансформация сельского хозяйства: проблемы и перспективы. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, 2020. - С. 50-57.
4. Милюткин В.А., Калашников А.В., Диоп А. Техническое обеспечение агрохимической обработки посевов с цифровизацией опрыскивателей - дальнейшее развитие ресурсосберегающих, адаптивных и экологически безопасных технологий в земледелии // В сборнике: Ресурсосберегающие технологии и технические средства для производства продукции растениеводства и животноводства. Сборник статей V Международной научно-практической конференции, 2020.
- С.102-107.
5. Милюткин В.А., Буксман В.Э. Интеллектуальный опрыскиватель нового поколения // Техника и оборудование для села, 2018, № 7. - С. 10-12.
6. Милюткин В.А., Буксман В.Э., Канаев М.А. Высокоэффективная техника для энерго-, влаго-, ресурсосберегающих мировых технологий MiniTill, No-Till в системе точного земледелия России // Монография,
- Кинель: РИО Самарской ГСХА, 2018, 182с.
7. Милюткин В.А. Эффективная политика аграрных машиностроительных фирм в развитии интеллектуальных технологий в земледелии (на примере совместной деятельности компании «Amazonen - Werke» (Германия) в России - АО «Евротехника» (Самара) // Агрофорсайт, № 2, 2017. - С. 1-5.
8. Милюткин В.А., Толпекин С.А., Орлов В.В. Энерго-ресурсо-влагосбе-регающие технологии в земледелии и рекомендуемые комплексы машин // В сборнике: Стратегические ориентиры инновационного развития АПК в современных экономических условиях - материалы международной научно-технической конференции, 2016. -С. 232-236.
9. Милюткин В.А., Толпекин С.А., Буксман В.Э. Приоритетные конструктивные и технологические особенности опрыскивателей для защиты растений при техперевооружении агропредприятий АПК. Нива Поволжья, № 1 (46), 2018. - С. 97-102.
10. Милюткин В.А., Буксман В.Э. Внутрипочвенное внесение удобрений агрегатом XTENDER с культиватором CENIUS при высокоэффективном влагонакоплении // В сборнике: Аграрная наука сельскому хозяйству: в 3 книгах. Алтайский государственный аграрный университет,
2017. - С. 41-43.
11. Милюткин В.А., Буксман В.Э. Повышение эффективности опрыскивателей для внесения жидких минеральных удобрений // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, №1 (69),
2018. - С. 119-122.
12. Милюткин В.А., Канаев М.А., Буксман В.Э., Комарова Н.К., Квашен-ников В.И. Формирование рационального состава наиболее эффективных разбрасывателей минеральных удобрений для агропредприятий // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, № 6 (68), 2017. - С. 111-114.
