Współczesne rolnictwo i ogrodnictwo stawia coraz większe wymagania w zakresie precyzji i efektywności aplikacji środków ochrony roślin oraz nawadniania. Kluczową rolę w tych procesach odgrywają opryskiwacze z belkami polowymi, które ewoluują dzięki zastosowaniu zaawansowanych technologii elektrycznych i sensorowych.
Ewolucja systemów sterowania belką
Tradycyjne systemy opierają się na czujnikach ultradźwiękowych, które punktowo mierzą odległość belki od upraw i reagują dopiero po zarejestrowaniu odchylenia. Takie podejście wymaga szybkich reakcji i często prowadzi do kompromisów w ustawieniu belki, szczególnie przy lukach w uprawach czy stromych zboczach.
Innowacyjne systemy radarowe 3D
Nowy system Horsch wykorzystuje czujniki radarowe 3D, które modelują całą powierzchnię docelową w promieniu 5-10 m. Dane z radarów umożliwiają proaktywne sterowanie belką, uwzględniając kontury terenu, roślinność, liście, kłosy, przerwy, bruzdy nawadniające oraz przeszkody. Stożki skanowania czujników nakładają się na siebie, co pozwala na precyzyjne utrzymanie odległości belki od powierzchni docelowej na całej szerokości roboczej, eliminując ryzyko kontaktu belki z uprawami i błędy charakterystyczne dla czujników ultradźwiękowych.
Dodatkowo, system tworzy wcześniejszy model powierzchni docelowej, dzięki czemu belka może działać z wyprzedzeniem, zamiast reagować dopiero po pojawieniu się odchylenia. Zebrane dane trafiają do kontrolera HCM-1, który na bieżąco steruje pracą zaworów proporcjonalnych, utrzymując optymalną wysokość oprysku bez udziału operatora. System Boom Height Control został zaprojektowany z myślą o różnorodnych warunkach polowych i typach opryskiwaczy - od zawieszanych po duże modele samojezdne. Dzięki pełnej zgodności z protokołem ISOBUS-UT, system może być obsługiwany z terminala ciągnika lub dowolnego kompatybilnego wyświetlacza. Gdy roślinność na polu nie jest jednolita - np. w wyniku przymrozków, wylegnięcia lub śladów kół - system tworzy wirtualną powierzchnię roboczą i na jej podstawie stabilizuje wysokość belki. Dodatkowo system może zostać wyposażony w Dynamic Chassis Sensor (DCS-1), który monitoruje ruchy ramy opryskiwacza i poprawia stabilność belek na zakrętach, uwrociach i nierównościach.
Skład i montaż systemu Boom Height Control
System Boom Height Control można zamontować zarówno na nowym, jak i używanym opryskiwaczu - niezależnie od marki czy typu zawieszenia. W jego skład wchodzą m.in. czujniki MS-1, kontroler HCM-1, zawory proporcjonalne, opcjonalny czujnik podwozia DCS-1 oraz terminal ISOBUS. Wszystkie komponenty zostały zaprojektowane z myślą o łatwym montażu i integracji z istniejącym wyposażeniem.
Topcon's improved boom height control reduces manual adjustments
Belki do nawadniania i oprysków: zastosowanie i typy
Belki do oprysków są często wykorzystywane w ogrodnictwie do nawadniania oraz stosowania środków ochrony roślin. Za pomocą belki można z łatwością opryskiwać duże powierzchnie. Większość belek jest kupowana w kompletnej instalacji, która składa się z podwozia, dysz, węży i wózka natryskowego. Wszystkie te elementy muszą być odpowiednio skoordynowane, aby ciśnienie wody nie było zbyt wysokie lub zbyt niskie. Belki nawadniające dostępne są w różnych wariantach, dostosowanych do różnego rodzaju upraw. Występują zarówno w wariancie półautomatycznym z hydraulicznie sterowanym układem nawadniająco-opryskującym, jak i w wersji prostszej - jako rodzaj lanc opryskujących do opryskiwaczy lub deszczowni.
Belka opryskowa Visser Semi-A
Belka Visser Semi-A to półautomatyczna jednostka służąca do oprysków i nawadniania. W momencie ustawienia belki nad nawą i wybraniem programu, jednostka automatycznie przystępuje do oprysku. Po skończonym oprysku danej nawy, belka wraca na wózek i można ją przesunąć do kolejnego zagonu, gdzie proces oprysku rozpoczyna się na nowo. Belka może być również sterowana za pomocą pilota. Belka Semi-A jest zamocowana na wózku, co daje możliwość ręcznego przemieszczania belki po obiekcie. Wózek wyposażony jest w 4 duże kółka (2 stałe i 2 skrętne), dzięki czemu poruszanie się po szklarni jest łatwiejsze. Wózek posiada wewnętrzną ramę wraz z przyłączem do rury prowadzącej.
Belki opryskowe do upraw szkółkarskich i otwartego terenu
Belki nawodnieniowe mogą być stosowane nie tylko w uprawach szklarniowych, lecz również w szkółkach i uprawach roślin ozdobnych. Zewnętrzna belka deszczująca przeznaczona jest do nawadniania, zraszania i wykonywania oprysków w uprawach roślin na otwartym terenie. Jest wykonana ze stali ocynkowanej ogniowo i składa się z dwóch ramion oraz zestawów dysz do oprysków i nawadniania. Urządzenie porusza się po torze jezdnym, wydzielonym po środku uprawy. Montaż belki nie wymaga więc przeprowadzania zaawansowanych prac przygotowawczych. Jedynym warunkiem koniecznym jest przyłącze wody oraz przyłącze elektryczne.
Ramiona zraszające Mosa Green TO56 - 2R
Ramiona zraszające Mosa Green TO56 - 2R to zaawansowane rozwiązanie dedykowane do automatycznego nawadniania oraz opryskiwania upraw. Dzięki solidnej konstrukcji i nowoczesnym technologiom produkt ten zapewnia wydajność, niezawodność oraz precyzję w dystrybucji wody i środków pielęgnacyjnych. Konstrukcja wykonana jest z podwójnej szyny o wytrzymałej strukturze, z odstępem 1160 mm pomiędzy szynami, zapewniająca możliwość przejścia człowieka w środku. Wygodny panel sterowania AQUA GREEN umożliwia wygodne sterowanie procesami nawadniania i opryskiwania w szklarni dzięki prostemu i intuicyjnemu menu.
Wymagania dla nowoczesnych belek polowych
Współcześnie konstruowane opryskiwacze są coraz bardziej wydajne, większe, szybsze i o coraz większych szerokościach roboczych. Wymaga się, aby opryskiwacz zapewnił możliwie wysoką równomierność naniesienia środków ochrony roślin, ale także umożliwiał zróżnicowaną aplikację zmiennymi dawkami zgodnymi z wymogami rolnictwa precyzyjnego z uwzględnieniem warunku minimalizacji zagrożenia dla środowiska naturalnego (znoszenie cieczy użytkowej).
Kluczowe aspekty wyboru i konstrukcji belki
Belka polowa wydaje się być tym elementem opryskiwacza, na którym trzeba się skupić najbardziej ze względu na opcjonalność wyboru samego typu belki dla danego modelu opryskiwacza. Szerokość robocza belki powinna uwzględniać system ścieżek przejazdowych wynikający z szerokości roboczej siewnika. Istotna jest także odległość belki (jej środkowej części) od reszty konstrukcji opryskiwacza (rama, zbiornik, koła) tak, aby wyeliminować niedopuszczalne zjawisko samooprysku, zwłaszcza w przypadku użycia coraz powszechniejszych rozpylaczy dwustrumieniowych.
Aspekty transportowe i operacyjne
- W niektórych wypadkach szerokość belki polowej już po złożeniu w pozycji transportowej może mieć znaczenie w przypadku wąskich przejazdów czy miejsc parkowania sprzętu.
- Planując nawożenie płynne doglebowe roztworami saletrzano-mocznikowymi (RSM, RMS) przy użyciu węży (zboża w późniejszych fazach) lub rur rozlewowych (do upraw rzędowych) należy wybrać belkę, której sposób składania do pozycji transportowej umożliwi jej złożenie bez konieczności demontażu standardowych węży lub rur.
- Również wysokość położenia belki w położeniu transportowym może mieć wpływ na stabilność opryskiwacza (położenia środka ciężkości) w czasie transportu z prędkościami nieraz rzędu 40 km/h i więcej.
- Belki o szerokości roboczej powyżej 12 metrów powinny być wyposażone w system zawieszenia niezależnego (trapezowy, wahadłowy) najlepiej z kompensacją położenia całej belki lub niezależnie prawej lub lewej strony w przypadku belek szerokich, a czasami nawet jej fragmentu.
- Bardzo przydatna okazuje się możliwość złożenia jednego z ramion w sytuacji oprysku w sąsiedztwie przeszkody lub obiektu wrażliwego.
- Belki od 15 m szerokości wyposażane są w hydrauliczny system podnoszenia oraz posiadają zwykle również hydrauliczny system rozkładania i składania.
Dodatkowe rozwiązania poprawiające jakość pracy
Belka polowa może być dodatkowo wyposażona w opcjonalne rozwiązania poprawiające jakość pracy. Ostatnim hitem wydaje się być system podświetlania strugi cieczy oświetleniem typu LED. Rzeczywiście możliwość monitorowania oprysku w nocy podnosi kulturę techniki ochrony roślin. Zabieg w nocy może być bezpieczniejszy oraz często w ogóle możliwy ze względu na z reguły mniejszy wiatr, temperaturę powietrza, wyższą wilgotność względną powietrza oraz zakończenie oblotu pszczół. Dodatkowe mocniejsze oświetlenie na krańcach belki pozwala w porę dostrzec ewentualne przeszkody znajdujące się na polu. Poza tym oświetlenie zwiększa bezpieczeństwo czynności pomocniczych odbywających się w nocy (obsługa, napełnianie).
System cyrkulacji cieczy roboczej
Osobnym problemem jest zapewnienie wyrównanego, dostępnego natychmiast po włączeniu oprysku ciśnienia cieczy roboczej (eliminacja efektu „parasola”) oraz jednorodnego stężenia w każdym miejscu belki. Zapewnić to może system cyrkulacji cieczy roboczej w belce. Dwustronne zasilanie każdej sekcji umożliwia również jej przepłukanie mimo obecności cieczy roboczej w zbiorniku.
Opryskiwacze samobieżne
Decydując się na opryskiwacz samobieżny, do wyboru mamy te z belką polową z przodu lub z tyłu. Z ergonomicznego punktu widzenia lepiej widzieć belkę, a oczy mamy z przodu.
Stabilność belki polowej: klucz do precyzji
Kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o precyzję aplikacji środków ochrony roślin, ma utrzymanie odpowiedniej odległości rozpylacza od opryskiwanej powierzchni na całej szerokości belki roboczej. Stabilność belki polowej zarówno w płaszczyźnie pionowej, ale także poziomej (na co dotychczas nie zwracano należytej uwagi) jest tym parametrem, który ocenić możemy wyłącznie w ruchu. Dotyczy to zwłaszcza belek o większych szerokościach roboczych przekraczających obecnie nawet 50 m.
Pokazy opryskiwaczy i ocena stabilności
Podczas wielu wystaw maszyn rolniczych (Agro Show, Dni Pola) do głównych atrakcji niewątpliwie należą pokazy opryskiwaczy, w tym wyposażonych w techniki sensorowe, a to ze względu na możliwość oceny pracy belki polowej podczas przejazdu przez tor przeszkód imitujący trudne warunki polowe. Jedna z najciekawszych, polowa prezentacja opryskiwaczy podczas Dni Pola DLG (Niemcy) różni się od większości innych podobnych pokazów tym, że tor przeszkód wymuszający wibrację belki umieszczony został w rosnącym łanie. Procedura przejazdu opryskiwacza podlega standardowym regułom. Pierwsza część przejazdu po torze przeszkód odbywa się z prędkością 8 km/h i służy ocenie stabilności belki. Druga część przejazdu po nawrocie odbywa się przy prędkości 12 km/h i ma pokazać reakcję belki na zmianę konturu pola, który stanowi przeszkoda w postaci usypanego wału ziemnego.
Topcon's improved boom height control reduces manual adjustments
Większość obserwatorów pokazu ma możliwość ustawienia się na wprost do jadącego opryskiwacza i słusznie, jeżeli chcą oceniać stabilność poprzeczną belki. Będąc na takim pokazie warto jednak również, jeżeli jest taka organizacyjna możliwość, stanąć z boku i ocenić wibrację belki w płaszczyźnie poziomej, która może mieć większy wpływ na jakość oprysku (nierównomierność wzdłużna) niż wahania belki w płaszczyźnie pionowej (nierównomierność poprzeczna). Zjawisko to jest przez większość użytkowników opryskiwaczy ignorowane i trudne do oszacowania również w momencie badania technicznego opryskiwaczy.
Technologie stabilizacji wahań poziomych
Stabilizacja wahań belki w płaszczyźnie poziomej dotychczas rozwiązywana była w sposób „mechaniczny” poprzez zapewnienie odpowiedniej sztywności belki oraz wyposażenie jej zawieszenia w stabilizatory wibracji. Firma Kuhn wyposaża belki w system EQUILIBRA z akumulatorami gazowymi (azot) na siłownikach ramion belki. Chroni to konstrukcję belki w przypadku nagłego przyspieszania i hamowania. Odchylenia belki polowej stabilizowane są poprzez automatyczną korektę przechyłu (sprężyny) oraz hydrauliczną korektę przechyłu i blokady ramy.
Oryginalną koncepcję kompensacji wibracji belki w płaszczyźnie poziomej zaproponowała firma Amazone. System ten o nazwie SwingStop powoduje zmniejszenie dawki podczas wychyłu belki w kierunku jazdy i odwrotnie zwiększenie dawki w przypadku wychyłu do tyłu. System ten został rozwinięty wspólnie z firmą Rometron i znany jest jako SwingStop pro.
Precyzyjna aplikacja i rolnictwo precyzyjne
Koncepcja regulacji dawki pojedynczego rozpylacza w systemie SwingStop pierwotnie opracowana została na potrzeby Rolnictwa Precyzyjnego z zastosowaniem inteligentnych sensorów rozpoznających na przykład zachwaszczenie. W 2015 r. system ten pod nazwą AmaSpot opracowany został we współpracy przez firmy Amazone, Agrotop i Rometron z wykorzystaniem specjalnych modulowanych rozpylaczy SpotFan 40-03 o precyzyjnym wąskim kącie strumienia. Istotą rozwiązania jest modulacja czasu trwania i częstotliwości impulsu (PWFM - pulse width frequency modulation), który otwiera/zamyka rozpylacz, dzięki czemu można regulować jego wydatek w zakresie 100% do 20% bądź wyłączyć indywidualnie poszczególne rozpylacze.
Automatyzacja i unikanie podwójnego opryskiwania
Wymagania ciągle rosną, jeśli chodzi o precyzję aplikacji, wybór odpowiednich rozpylaczy, kategorii kroplistości, automatyzację wyłączania poszczególnych sekcji czy nawet indywidualne sterowanie poszczególnych rozpylaczy, dające w konsekwencji możliwość zmiennego dawkowania (rolnictwo precyzyjne) oraz unikanie podwójnego opryskiwania (szczególnie na uwrociach oraz przy omijaniu obiektów stanowiących przeszkody na polu).
System C.C.A (Curve Controle Aplication) firmy Dammann
Jednym z pierwszych najbardziej wyrafinowanych systemów może pochwalić się firma Dammann oferująca opryskiwacze z systemem C.C.A (Curve Controle Application). Polega on na możliwości wyboru jednego z 4 różnych rozmiarów rozpylaczy zamontowanych w poczwórnej oprawie rozpylaczy bądź równoczesnej pracy dowolnej ich kombinacji. W konwencjonalnym opryskiwaczu w czasie wykonywania manewru skrętu miejscowa dawka cieczy na ha zależy od odległości rozpylacza od osi obrotu opryskiwacza (można uznać, że jest to środek opryskiwacza). Prędkość liniowa rozpylacza zamontowanego na końcu belki może być zatem wielokrotnie wyższa niż tego bliższego zbiornika, a zatem również miejscowe dawki cieczy roboczej będą się różnić. Dzięki zamontowanemu układowi zmiany kierunku ruchu automatycznie są uwzględniane i następuje korekta dawki cieczy roboczej z dokładnością równą rozstawowi opraw rozpylaczy, czyli standardowo co 0,5 m.
Systemy Section Control
Systemy tego typu oferuje obecnie wielu producentów opryskiwaczy, gdzie różnicowane są dawki poszczególnych sekcji belki (Section Control). Spotyka się już belki, gdzie ilość sekcji przekracza nawet 20, a pojedyncza sekcja posiada tylko 1,5 m (3 rozpylacze) szerokości roboczej. W przypadku belek wyposażonych w indywidualne elektryczne lub pneumatyczne sterowanie każdej oprawy rozpylacza, ilość sekcji może być definiowana nawet do 72, a szerokość jednej sekcji to 0,5 m. Rozwiązania takie należy wziąć pod rozwagę, myśląc o rolnictwie precyzyjnym z wykorzystaniem nawigacji GPS. Będziemy mieli możliwość uniknięcia podwójnego oprysku (oszczędności środka ochrony roślin na poziomie 3-5 %), a także możemy uniknąć oprysku obiektów wrażliwych (na przykład znajdująca się na polu oraz oczywiście elektronicznej mapie studzienka melioracyjna). Rozwiązanie to umożliwia automatyczny, natychmiastowy wybór optymalnego rozpylacza lub nawet równoczesną pracę dowolnej kombinacji rozpylaczy zamontowanych w jednej głowicy opryskowej w zależności od chwilowej prędkości jazdy ewentualnie deklarowanej miejscowej dawki cieczy na ha. Indywidualny system sterowania pojedynczej oprawy rozpylaczy umożliwia również kompensację nierównomierności naniesienia preparatu w przypadku wykonywania oprysku na zakrętach i łukach oraz omijaniu przeszkód (drzewo, słupy energetyczne).
Wymagania konstrukcyjne dla belek szerokich
Belki o dużych szerokościach roboczych to niemałe wyzwanie dla konstruktorów. Muszą być one sztywne, stabilne, a przy tym lekkie (często ze stopu aluminiowego całe lub zewnętrzne sekcje, a ostatnio także mocne i lekkie z włókna węglowego). Szczególnie atrakcyjnym tworzywem konstrukcyjnym wydaje się być materiał kompozytowy z włókien węglowych (karbon).
Belki z włókna węglowego
Jednym z pierwszych producentów opryskiwaczy, który dostrzegł zalety karbonu była firma John Deere, która od 2015 r. we współpracy z firmą KingAgro (którą zresztą kupiła ostatnio) zaproponowała belki z tego materiału. Karbon okazał się dobrym substytutem metalu. Współczynnik wytrzymałości do wagi pozwalał konstruować belki lżejsze bądź powiększać ich szerokości robocze bez zwiększenia ciężaru. Mocniejszy materiał dający belce niską bezwładność pozwala na jazdę opryskiwacza z prędkością do 28 km/h. Warto podkreślić także wysoką odporność na korozję, mogącą być skutkiem kontaktu z pestycydami bądź płynnymi nawozami, jak również odporność na promienie UV nie powodujące spadku wytrzymałości występującego przy innych tworzywach. Istotnym jest również opracowany zestaw naprawczy umożliwiający szybką naprawę i przywrócenie wytrzymałości.
Inne innowacyjne rozwiązania w opryskiwaczach
Przykładowo samobieżny opryskiwacz marki Condor firmy Agrifac może być wyposażony opcjonalnie w różne systemy dystrybucji cieczy:
- klasyczny z rozpylaczami hydraulicznymi,
- system z rozpylaczami dwuczynnikowymi hydrauliczno-pneumatycznymi (HighTechAirPlus),
- wyrafinowany system rękawowy z pomocniczym strumieniem powietrza (AirFlowPlus).
Oryginalnym rozwiązaniem jest to, że hydraulicznie napędzane wentylatory rozmieszczone są na całej szerokości belki co 3 m, gwarantując równomierność wydatku powietrza. Warto także docenić rozwiązanie firmy Agrifac konstrukcji zawieszenia układu jezdnego StabiloPlus opryskiwacza samojezdnego Condor umożliwiającego poprawę stabilizacji belki polowej. To właśnie możliwa wysoka prędkość jazdy w czasie opryskiwania (20 km/h), szerokie belki (48 m) oraz niskie dawki cieczy roboczej na ha umożliwiły firmie Agrifac bicie kolejnych rekordów wydajności (ponad 2600 ha/24h).
Wspomaganie powietrzne w opryskiwaczach rękawowych
Wspomaganie powietrzne w polowych opryskiwaczach rękawowych polega na wytworzeniu kurtyny powietrznej emitowanej przez specjalnie zaprojektowany rękaw wypełniony powietrzem dostarczanym przez wentylator. Kurtyna ta odpowiedzialna jest za zmniejszenie dryfu kropel, z którymi współpracuje, najczęściej drobnych, a więc podatnych na znoszenie. W efekcie pozwala to na pracę przy wyższych prędkościach wiatru na polu.
tags: #opryskiwacz #belka #elektryczna