Михайло Гузь, ст. викладач, Анатолій Шиш, канд. екон. наук, доцент, НУБіП, Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Висока якість хімічного догляду за посівами сільськогосподарських культур може бути досягнута лише з використанням обприскувачів високого технічного рівня, які обладнані сучасними системами контролю основних параметрів роботи.
Враховуючи вартість пестицидів та обсяги їх використання у рослинництві, виникає потреба розробки й запровадження електронних систем контролю роботи обприскувачів, які забезпечать максимальну ефективну дію препарату з можливою його економією.
Серед багатьох параметрів, які характеризують технологічний процес обприскування, найважливішими є концентрація робочого розчину засобів захисту рослин, норма внесення препарату та рівень забруднення навколишнього середовища шкідливими сполуками.
Під час застосування хімічних препаратів дуже важливим є забезпечення та дотримання концентрації робочого розчину пестицидів. Заводи-виробники препаратів встановлюють точну їх кількість на одиницю обробленої площі, за якої ефективність дії буде найкращою. Відповідно до агротехнічних вимог відхилення фактичної норми внесення від встановленої не має перевищувати 10%. Зменшення концентрації зумовлює низьку біологічну дію препарату на оброблюване середовище. Надто висока концентрація робочого розчину негативно впливає на культурні рослини, завдає шкоди навколишньому середовищу та призводить до зайвих витрат коштів на обприскування.
У польових умовах без належних засобів контролю дуже важко досягти такої концентрації робочого розчину, яка б відповідала агротехнічним вимогам. Перед кожною новою заправкою в баку обприскувача залишається певна кількість робочої рідини від попереднього заправлення. Через можливу похибку рівнеміра (нерівна поверхня поля, висота навіски трактора тощо) не можна точно визначити залишок робочої рідини у баку обприскувача. Більше того, після декількох заправок підряд ще складніше точно визначити концентрацію препарату. Внаслідок цього з кожною новою заправкою концентрація робочого розчину пестицидів у баку обприскувача змінюється на декілька відсотків у той чи інший бік. Таким чином, через 4 – 5 заправок робоча суміш може стати занадто низькоконцентрованою, або ж її концентрація може бути недопустимо високою.
Але навіть ретельно підготовлений та налаштований обприскувач не забезпечує підтримання встановленої норми внесення на одиницю площі, і тому повністю досягти бажаних результатів неможливо. Відбувається це завдяки таким моментам. На робочу швидкість руху обприскувача впливає декілька чинників: рельєф та мікрорельєф поля, зміна радіуса кочення коліс через прогинання шин та вгрузання коліс у ґрунт, буксування ведучих коліс (для колісних тракторів буксування коливається в межах 8 – 15%), твердість ґрунту, нерівномірність частоти обертання колінчастого вала двигуна, непостійна величина тягового опору агрегату, яка викликана поступовим спорожненням баку тощо. Таким чином, відхилення фактичної швидкості руху обприскувача від встановленої змінюється в межах 10 – 15%. Усі ці наведені фактори свідчать про те, що досягти встановленої швидкості руху практично неможливо.
Величина тиску в гідросистемі обприскувача, що створюється гідронасосом, теж коливається через нерівномірність частоти обертання колінчастого вала двигуна, і це також впливає на кількість внесеного робочого розчину на одиницю площі.
Значна частка у відхиленні встановленої норми внесення робочої рідини належить і людському фактору. Механізатор фізично не може постійно підтримувати встановлену частоту обертів двигуна. Даються взнаки кваліфікація механізатора, втома, погодні умови тощо.
Відтак усі ці фактори, накладаючись один на одного, в сумі створюють відхилення фактичної норми внесення робочого розчину пестицидів від встановленої до 20 – 30% і навіть вище, хоча за агротехнічними вимогами відхилення не має перевищувати 10%. Навіть найретельніше регулювання обприскувача не може забезпечити тієї встановленої норми внесення робочого розчину, дотримання якої забезпечує найефективнішу дію препарату. Знаючи про таку невідповідність, готуючи робочий розчин свідомо завищують норму внесення препарату, аби запобігти ризику. Звідси випливає перевитрата препарату та коштів. А якщо до зайвих витрат коштів долучити ще й забруднення навколишнього середовища шкідливими сполуками пестицидів, то отримаємо величину екологічної проблеми у межах держави.
Залишається практично неконтрольованим і той проміжок пройденого обприскувачем шляху, коли він розпочинає робочий хід на початку загінки або закінчує його перед виїздом на поворотну смугу, а також за гранично малої кількості робочого розчину пестицидів у баку обприскувача, коли замість препарату через розпилювачі випорскується дрібнодисперсна суміш, яка більше схожа на туман.
Аби максимально раціонально вирішити проблему дотримання концентрації робочого розчину пестицидів у баку обприскувача та досягнення встановленої норми внесення препарату в будь-який проміжок часу, на обприскувачах доцільно встановлювати системи комп’ютерного контролю та дистанційного й автоматичного регулювання роботи обприскувачів. Ці системи у використанні досить прості, а їх робота базується на такому: до блока комп’ютера постійно надходять два сигнали – дані про робочу швидкість обприскувача та витрату робочої рідини, яка пройшла через розпилювачі. Миттєво системний блок обробляє інформацію про параметри технологічного процесу обприскування і надсилає на дисплей відповідні результати.
Останнім часом провідні фірми-виробники машин для хімічного захисту сільськогосподарських культур зробили відчутний крок уперед у плані обладнання обприскувачів бортовими комп’ютерами з контролюючими та виконавчими механізмами. Найвідомішими фірмами, що займаються розробкою та виробництвом комп’ютерних систем або окремих їх елементів для управління технологічними операціями внесення пестицидів і рідких комплексних добрив, є Muller Electronik, Teejet, ARAG, Micotron GmbH, RDS Technology LTD та інші. Бортові комп’ютери різні за конструкційним виконанням та оформленням, але всі виконують одні й ті самі функції.
Застосування бортових комп’ютерів на обприскувачах забезпечує необхідну кількість внесення робочого розчину препарату й підтримання його в межах агротехнічних вимог незалежно від рельєфу та мікрорельєфу поля (під час руху вгору, згори та впоперек схилу), швидкості руху агрегату, тиску в гідросистемі обприскувача, а також за різної вологості ґрунту. Обприскувачі, обладнані бортовими комп’ютерами, в середньому витрачають на 10% менше пестицидів порівняно із звичайними обприскувачами.
Досвід показує, що кількість бур’янів на окремих ділянках поля не постійна. На це впливає попередник, кліматичні умови, попередній обробіток тощо. Тому не обов’язково на всіх ділянках поля дотримуватися постійної норми внесення робочого розчину, а доцільно за потреби збільшувати її чи зменшувати. Під час обприскування електронні системи контролю регулювання та роботи обприскувача дають змогу механізатору оперативно збільшувати або зменшувати норму внесення препарату і таким чином покращувати якість обробки з меншими витратами.
За допомогою лічильника виливу робочої рідини, який входить до системи комп’ютерного контролю роботи обприскувача, можна з високою точністю підтримувати необхідну концентрацію робочого розчину в баку обприскувача. Це відбувається так: припустимо, що на обприскувачі встановлено бак місткістю 3000 л, за час роботи витратомір підрахував, що використано 2740 л робочого розчину. Знаючи це, агроном за допомогою пропорції підраховує, скільки необхідно використати самого препарату, аби заливши в бак витрачену кількість води та препарату концентрація робочого розчину була в межах агротехнічних вимог. Після цього лічильник «обнулюють», і він уже рахуватиме вилив робочої рідини після заправлення.
Найпростіші а отже, найдешевші системи комп’ютерного контролю роботи обприскувача дають змогу механізатору контролювати всі основні параметри роботи техніки для точного і рівномірного розподілення робочого розчину препарату на поверхні поля та за потреби змінювати норму витрати завдяки зміні робочої швидкості агрегату. Отримавши сигнал про відхилення від встановленої норми внесення робочої суміші, оператор повинен змінити швидкість руху або ж, якщо робоча швидкість агрегату зашвидка чи надто повільна, вийти з кабіни трактора і на пульті керування за допомогою ручного регулятора тиску змінити його у гідравлічній системі обприскувача.
Більш досконалі блоки комп’ютерного контролю та дистанційного керування наступного покоління поєднують у собі функції найпростіших систем і розширюють їх можливості стосовно дистанційного регулювання. Вони дають змогу оператору відслідковувати всі параметри технологічного процесу обприскування та впливати на норму внесення робочої рідини як зміною швидкості руху агрегату, так і зміною робочого тиску в гідравлічній системі безпосередньо з кабіни трактора. Крім того, можна змінювати швидкість руху агрегату без зміни норми внесення робочого розчину препарату.
Сучасні системи контролю та регулювання норми виливу робочої рідини забезпечують повністю автоматичну підтримку попередньо встановленої норми витрати рідини незалежно від швидкості руху агрегату, та дають змогу оператору контролювати всі основні параметри обприскування, вимикати подачу робочої рідини до штанги й за потреби вимикати окремі секції штанги. Блок обладнано акустичним сигналом, який попереджає про виникнення відхилень у роботі.
Бортовий комп’ютер може працювати як у ручному, так і в автоматичному режимах. При роботі у ручному режимі дотримання необхідної норми виливу робочої рідини виконується оператором шляхом зміни швидкості руху агрегату або тиску у гідравлічній системі обприскувача.
При необхідності система дає можливість під час автоматичного режиму роботи, в залежності від умов обприскування, тимчасово змінювати норму виливу – до ±50% від початкової.
Дисплей бортового комп’ютера дозволяє оператору постійно контролювати всі дані, які стосуються технологічного процесу обприскування. Контрольна панель розташована у кабіні трактора так, аби оператор міг вільно спостерігати за даними, які висвітлюються на моніторі, та керувати електромагнітними клапанами пульта керування. Живлення комп’ютерного блоку відбувається від мережі електрообладнання напругою 12 В.
Контрольна панель даної системи має великий багатофункціональний рідиннокристалічний дисплей з підсвічуванням, на якому оператор може спостерігати за всіма даними, які стосуються технологічного процесу обприскування.
На моніторі комп’ютера можуть бути висвітлені такі параметри: робоча швидкість агрегату, км/год; витрата робочої рідини, л/га; оброблена площа, га; шлях, пройдений агрегатом, км; час роботи, год; загальна витрата робочої рідини, л; типорозмір розпилювачів; напруга акумулятора, В; робочий тиск у системі, Бар; швидкість потоку робочої рідини, л/хв. Найдосконалішими є такі електронні системи, які дають змогу повністю автоматизувати управління роботою обприскувача.
Обприскувач, обладнаний блоком комп’ютерного контролю параметрів роботи і дистанційного регулювання, забезпечує високу якість та ефективність використання пестицидів, повний контроль процесу обприскування, що в свою чергу дає можливість підвищити продуктивність агрегату, зменшити витрати коштів на обприскування, полегшить роботу оператора та зведе до мінімуму шкідливу дію хімічних препаратів на навколишнє середовище.
