Для чего используется полевой компьютер при работе с пробоотборником почвы
Для чего используется полевой компьютер при работе с пробоотборником почвы
Одним из важнейших мероприятий в точном земледелии является агрохимическое обследования полей с дальнейшим созданием карт почвенного плодородия. Наша публикация посвящена вопросам применения почвоотборников, их особенностям и типичным ошибкам, которые допускают агрономы при отборе почвенных проб.
Стратегия использования технологий точного земледелия направлена на максимальное привлечение различной информации для выработки агротехнологических решений, их оптимизации к конкретным почвенно-климатическим и хозяйственным условиям и достижения высоких производственных показателей. Для этого используются данные из разнообразных источников, одним из которых являются почвенные карты полей, полученные с использованием автоматических почвоотборников.
Применение современного комплекса для автоматического отбора почвы позволяет качественно и детально проводить обследование на наличие и содержание питательных элементов в почве, которые необходимы для полноценного развития сельскохозяйственных культур. Отбор образцов почвы производится с помощью мобильного автоматизированного комплекса, состоящего из навигационной системы, полевого компьютера, автоматического пробоотборника и транспортного средства высокой проходимости, на которое это оборудование устанавливается.
Подключив указанное оборудование, исполнитель операции объезжает поле по заданной сетке отбора проб. Место взятия проб фиксируется с помощью навигационного приемника с привязкой к координатам. Дальнейший анализ отобранных проб может быть проведен непосредственно в хозяйстве при помощи мобильной лаборатории или на агрохимической станции. Автоматический пробоотборник позволяет существенно снизить затраты ручного труда, дает возможность проводить отбор проб почвы одному человеку вместо целой бригады работников при традиционном способе агрохимического обследования. Несомненным плюсом также можно считать то, что маршрут обследования повторим в любое время, что позволяет осуществлять мониторинг почвенного плодородия, то есть через определенный период времени отбирать образцы почвы в одних и тех же местах и следить за изменением показателей.
На основании данных агрохимического обследования составляются электронные карты поля на содержание питательных веществ (карта почвенного плодородия), на которых видно пространственное распределение показателей плодородия по площади поля. Исходя из содержания в почве элементов питания и планируемой урожайности, в специализированном программном обеспечении создаются карты-матрицы, которые в дальнейшем используются для расчета доз удобрений. Почвенный отбор и, впоследствии, почвенный анализ, являются неотъемлемой частью точного земледелия, а точнее дифференцированного внесения удобрений. На рынке оборудования для точного земледелия представлено несколько компаний, производящих автоматические почвоотборники. Рассмотрим некоторые из них подробнее.
Отобрать по-американски
Самый маленький и самый быстрый
Для взятия проб на глубине 0-30 см и 30-60 см был создан пробоотборник Duoprob 60. Он имеет гидравлический привод, пригоден для работы с любыми видами почв, включая самые тяжелые и плотные. Машина работает полностью автоматически и оснащается гидравлической ударной системой. Гидравлический «молоток» делает 2500 ударов в минуту. После введения в почву на 30 см пробник автоматически поворачивается, затем погружается еще на 30 см и поднимается. Взятая проба почвы с первого горизонта помещается в первый контейнер, затем контейнеры автоматически меняются, и проба со второго горизонта помещается во второй контейнер. Управление этим агрегатом производится специальным пультом с интегрированным счетным устройством. Оператор может управлять агрегатом, не выходя из салона автомобиля. Он управляет процессом взятия пробы нажатием кнопки, покидает кабину только после взятия 15 проб, чтобы освободить боксы. Возможно также взятие стандартных проб почвы только с глубины 0-30 см. В этом случае оператор включает на рабочей панели режим «Box 1». С этого момента каждая проба помещается в первый контейнер, пока оператор не переключится в режим «Box 2». Пока проходит отбор первой партии в 15 проб, оператор остается в кабине, затем переключается в режим «Box 2», берет еще 15 проб, а только потом покидает свое место, чтобы освободить контейнер.
По словам менеджера по сбыту Fritzmeier Герхарда Кроисса, автоматические пробоотборники серии Profi полностью автоматизированы, имеют веретенообразный бур с гидравлическим приводом и могут агрегатироваться как с трактором, так и с легковым автомобилем (пикапом). Они позволяют отбирать пробы глубин в диапазоне от 0 до 90 см, при этом управление процессом отбора проб осуществляется из кабины с помощью компьютера. Почвоотборник стандартно оборудован бортовым компьютером с пакетом прикладных программ и GPS-приемником, что обеспечивает картирование каждой точки отбора проб, гарантирует высокую точность расчетов, также есть возможность документирования результатов исследований за несколько лет. Смешанные образцы весом 300-400 г прибор формирует автоматически. Затем их прямо в поле можно проанализировать на содержание основных питательных веществ – для этого производителем предлагается переносная почвенная лаборатория Fritzmeier Laboratory suitcase.
Зондируя почву
Одним из самых популярных среди европейских фермеров является автоматический пробоотборник Wintex 1000 датской компании Wintex Agro. Этот агрегат производит отбор однородных проб почвы на глубине до 30 см. Его уникальность заключается в том, что он производит отбор проб c помощью специально спроектированного зонда, который при проникновении в почву поворачивается по спирали, уменьшая тем самым нагрузку на механизм и обеспечивая высокую скорость забора грунта и однородность образцов. Конструкция автоматического пробоотборника спроектирована так, чтобы получать почву с нужной глубины, без перемешивания с верхними слоями. Внутренняя полость зонда Wintex 1000 имеет такой размер, что за 10-14 проколов он набирает необходимое для лабораторного анализа количество грунта (около 300 грамм).
Скорость отборам составляет 38 проб в час по 10 мини проб в каждой, т.е. за час можно сделать 380 мини проб. Образцы почвы автоматически помещаются в контейнер, который по мере заполнения извлекается вручную из пробоотборника, помечается и отправляется далее в лабораторию. Как отмечают специалисты компании, этот пробоотборник достаточно прост в эксплуатации и может быть установлен на большинство легковых и грузовых автомобилей.
Еще один пример многофункционального автоматического пробоотборника почвы – немецкая разработка Haldrup WTX-1000. Все функции почвоотборника регулируются автоматически с места водителя, агрегат отбирает однородные пробы независимо от вида почвы и может работать на любом рельефе. Глубина отбора проб устанавливается бесступенчато от 10 до 30 см, агрегат способен произвести до 48 проб почвы за 10 погружений (480 отборов в час), за 14 – 16 погружений отбирается около 300-450 г почвы. Отбор проб осуществляется бесшумно при помощи гидравлического погружения зонда и автоматического наполнения пробы. Специально разработанный штекер обеспечивает гарантированный отбор почвы на заданной глубине. За быстрый и эффективный рабочий проход проба автоматически выгружается в емкость, которая позже отправляется в лабораторию. Для транспортирования автоматического пробоотборника почвы подходят как квадроциклы с достаточной мощностью, так и другие транспортные средства.
Полный автомат
Летом этого года на сельскохозяйственной выставке в Сент-Луисе (США) был представлен автоматический почвоотборник последнего поколения, появление которого может стать новым этапом в агрохимическом обследовании почв. Новый пробоотборник был сконструирован по техническому заданию компании Falcone фермером Аланом Баком из Северной Каролины с учетом потребностей крупного сельхозпредприятия.
Почвоотборник прицепного типа агрегатируется с легковым, грузовым автомобилем или трактором и может передвигаться по полю с высокой скоростью. Оборудование позволяет одному оператору производить быстрые заборы почв с высокой точностью. Инновацией этого агрегата стала оригинальная система по отбору проб грунта: в ней используется барабан из нержавеющей стали, с приводом от колес и почвенный зонд, который собирает образцы каждые 5 метров. Образцы помещается внутрь вращающегося при движении машины барабана, где гомогенизируется, затем помещается в воронку, которая опустошается в пакет для образцов. Весь этот процесс происходит во время движения агрегата по полю, образцы отбираются автоматически и безостановочно. Производительность агрегата – до 30 га в час.
Прототип еще одного революционного почвоотборника представила американская фирма AgRobotics. AutoProbe, запатентованный как автоматический зонд для точного забора проб почвы, представляет собой прицепной агрегат на гусеничном ходу (для снижения уплотнения почвы используются резиновые гусеницы), управление которым осуществляется из кабины трактора.
Так же, как и предыдущая модель почвоотборника, AutoProbe осуществляет забор проб на ходу, с помощью 6-дюймового стержня, который «прокалывает» почву и отбирает образцы. При этом точно выдерживается предварительно заданная глубина отбора, за один проход пробы могут браться сразу с нескольких горизонтов.
Когда и как брать
Но ни одна, даже самая «умная» и современная техника не может исключить «человеческий фактор». По мнению практиков, при отборе почвенных проб важно избежать наиболее распространенных ошибок, которые могут свести на нет все ваши усилия. Во-первых – это несоблюдение сроков отбора и отбор проб почвы в нетипичных местах. Оптимальным сроком проведения агрохимического обследования является период после уборки культур, но до перехода среднесуточных температур через +5С0. Весенний отбор менее приемлем, так как весной, как правило, не удается вовремя выполнить отбор, анализ образцов, анализ полученных данных, расчет доз удобрений и т.д. из-за быстрого нарастания тепла и необходимости проведения работ в сжатые сроки. Также недостатком весеннего отбора можно считать дополнительные проезды по полю, что ухудшает состояние почвы перед посевом культур.
Почвенный бур. Применение, виды почвенных пробоотборников.
Эта статья навеяна тем, что сельское хозяйство обещают поднимать. Соответственно, необходимость в проведении анализа почв будет возрастать. Мы решили написать статью, посвященную почвенным бурам и средствам отбора почвы.
Рисунок 1. Набор почвенных буров для различных видов почв.
Итак, классический почвенный пробоотборник, конструктивно представляет собой вытянутую металлическую трубку, один из концов которой заострен. Внутри трубки, вдоль её оси размещён поворотный механизм, благодаря которому и происходит процедура забора грунта на различных глубинах. Например, почвенный бур «БрП-0.03» служит для получения образцов грунта или почвы для последующего проведения химического анализа. Он изготавливается из химически и коррозионностойких материалов, прост в эксплуатации, надежен, комплектуется пробоотборниками для всех видов почвы.
Обычно, почвенный бур выбирают исходя из следующих факторов:
1. назначение исследования ( для чего берется проба грунта: химический или физический анализ, объемный или весовой анализ, анализ влажности);
2. глубина отбора пробы ( скажем, для пахотных земель в сельском хозяйстве, глубина отбора почвы составляет около 30см, для сложных грунтов, глубина отбора может достигать и 10м);
3. уровень требований к прочности и стойкости материала, из которого изготавливается бур (сталь, нержавейка, тефлон и др.);
4. способ взятия проб (нас интересует ручной, но есть ещё и автоматизированный);
Иногда, рационально и даже полезно использовать буры для комбинированных почв, конструктивные особенности наконечника которых позволяет: во-первых, достаточно плотно удерживать песчаные грунты внутри, не давая просыпаться при извлечении, а во-вторых, довольно просто извлекать тяжелые глинистые почвы из внутренней полости бура. Всё это модификации буров Эдельмана, которые позволяют производить забор пробы с наименьшими усилиями (рисунок 2).
Рисунок 2. Буры Эдельмана, слева направо: для глины, для комбинированных почв, для песчаных почв, для крупнозернистых песков.
Бур для прибрежных зон, также имеет свои особенности строения: здесь, без каких либо затруднений вводить бур во влажную, твердую почву позволяют заостренные и заточенные нижние края (рисунок 3).
Рисунок 3. Бур для прибрежных почв.
В свою очередь, бур для каменистых почв, который представляет собой прочную конструкцию из стали, имеет слегка загнутые кверху нижние концы. Благодаря этому, диаметр нижней части становится немного шире диаметра всего остального наконечника бура, что существенно облегчает проникновение в твердые каменистые, гравийные почвы (Рисунок 4).
Рисунок 4. Бур для каменистых почв.
Теперь, рассмотрим виды этих устройств для отбора проб грунта, ведь каждый бур-пробоотборник для почвы имеет свое назначение:
1. В зависимости от принципа действия, почвенные буры делятся на:
Рисунок 5. Спиралевидный бур.
Рисунок 6. Бур для мягких почв.
Рисунок 7. Бур-ложка и поршневой бур
Рисунок 8. Стандартный набор для цилиндрического почвенного бура.
Также, необходимо отметить такой вспомогательный инструмент, как «уловитель камней», который необходим для удаления из скважины камней различного диаметра (Рисунок 10).
Рисунок 10. Уловитель камней.
2. В зависимости от способа работы с буром:
Область применения, т.е. для чего предназначаются почвенные буры-пробоотборники:
— для определения объема и веса;
— для измерения пористости и плотности почвы;
— для определения уровня влажности почвы для построения кривой pF;
— для анализа степени водопроницаемости грунта;
— для исследования воздухопроницаемости почвы;
— для исследования уровня насыщенности почвы кислородом.
Для чего используется полевой компьютер при работе с пробоотборником почвы
Почвоотборники
Почвенный анализ.Почвоотборники. Датчики уплотнения.
Цели:
Задача 1:
Дано:
1) Норма внесения азота 100 кг/га.
2) Общая посевная площадь = 10000 га.
Найти: расходы на удобрения?
10000 х 100 х 5 = 5000000 рублей.
Задача 2:
Дано:
1) Стоимость 1 кг азота = 5 рублей.
2) Норма внесения азота 100 кг/га.
3) Общая посевная площадь = 10000 га.
4) Содержание азота в почве 50 кг/га.
Найти: расходы на удобрения?
10000 х (100-50) х 5 = 2500000 рублей.
 |
 |  |
Методы отбора образцов:
Традиционный метод
| Характеристики поля | Размер (га) | Рекомендуемое количество образцов |
| Поля, тестированные больше 4 лет назад, либо поля, сильно реагирующие на удобрения | Все поля | 1 образец/ 2 га |
| Поля, слабо реагирующие на удобрения, тестированные меньше 4 лет назад | 2-4 | 2 образца/ поле |
| 4-10 | 3 образца/ поле | |
| 10-16 | 4 образца/ поле | |
| 16-24 | 5 образцов/ поле | |
| 24-32 | 6 образцов/ поле | |
| 32-40 | 7 образцов/ поле |
Традиционный метод
Отбор по сетке
Отбор по зонам
Обозначение зон
Анализ образцов
Пробоотборник для кузова
Модель 2450 (61 см):
Пробоотборник для трактора
Модель 2403 (61 см), 3603 (91.5 см),
4803 (122 см):
Навигационные комплекты для пробоотборника/почвоотборника
Полевые компьютеры с функцией картирования
Полевой компьютер Insight
| Recon и EZ-Map | Полевой компьютер SMS |
 |  |
Проведение агрохимического обследования почв при традиционном и современном подходах
Традиционное земледелие
В системе точного земледелия
| Дифференцированное внесение удобрений в системе «off-line» | |
| Навигационная система AgGPS EZ-Guide Plus, AgGPS EZ-Guide 500 XP/HP | Курсоуказатель со встроенным GPS приемником AgGPS EZ-Guide, антенна, крепление, соединительные кабели |
| Полевой компьютер Ag-170, SMS Mobile Полевой компьютер Insight | Дисплей AgGPS FieldManager Display, крепление, соединительные кабели, выносная кнопка включения |
| Программа SMS | Коробка с дисками и инструкцией, годовая лицензия на поддержку |
| Пробоотборник | Автоматический пробоотборник, бур, трехточечное крепление к трактору |
| Лаборатория | Мобильная лаборатория |
| Разбрасыватель удобрений с оборудованием для дифференцированного внесения |
Состав комплекта:
Методика отбора проб:
Краткое описание функций почвоотборника Nietfeld:
Бурильные штанги и оснастка
Эта бурильная штанга Ø 22 мм состоит из следующих частей:
Автоматический пробоотборник Wintex 1000 производит отбор однородных проб почвы на глубине до 30 cm. Глубина может регулироваться от 10 до 30 cm. Wintex 1000 производит отбор проб c помощью специально спроектированного зонда, который при протыкании почвы поворачивается по спирали, уменьшая тем самым нагрузку на механизм и обеспечивая высокую скорость забора грунта.
Внутренняя полость зонда имеет такой размер, что за 10-14 проколов он набирает необходимое для лабораторного анализа количество грунта (около 300 грамм). Образцы почвы автоматически помещаются в коробочку, которая при заполнении достается вручную из пробоотборника, помечается и отправляется далее в лабораторию.
Для точной привязки измерений и составления почвенной карты полей можно использовать специальный GPS приемник, полевой ноутбук типа Panasonic CF19 с тач-скрином или другой на Ваше усмотрение, программное обеспечение
«ГЕОПЛАН», разработанное нашей компанией для планирования точек взятия проб, организации перемещения в необходимые точки, записи результатов, а также программное обеспечение для Precision Farming для создания почвенной карты.
Всеми операциями можно управлять с водительского сиденья (в случае, когда он монтируется на ATV.типа Honda TRX 450 FE Foreman).
Wintex 1000 может также устанавливаться и на другую технику. При этом необходимо решить проблему установки гидравлической помпы на вал двигателя, как это сделано на Honda TRX 450 или использования штатной гидравлики передвижного средства (например, трактора) или использования бортовой электрической сети для подключения специальной гидравлической помпы, что является не очень эффективным решением (низкий кпд, возможна разрядка аккумулятора).
Почвоотборники Fritzmeier автоматизирует почвенные исследования в России
Немецкая фирма Fritzmeier Systems GmbH & Co KG начинает поставки автоматических приборов для исследования почвы в Россию. Это оборудование создано для работы по технологиям точного земледелия – оно позволяет отбирать пробы с каждого гектара поля с точной привязкой к местности.
Как объяснил менеджер по сбыту Fritzmeier Герхард Кроисс, автоматический пробоотборник увеличивает производительность труда при отборе почвенных проб. Он позволяет отказаться от тяжелой физической работы, которая неизбежна при традиционном агрохимическом обследовании, когда почву отбирают с помощью ручного бура.
Приборы серии Profi полностью автоматизированы, имеют веретенообразный бур с гидравлическим приводом и могут агрегатироваться как с трактором, так и с легковым автомобилем. Они позволяют отбирать пробы глубин в диапазоне от 0 до 90 см. Управление процессом осуществляется из кабины. Встроенный компьютер с пакетом прикладных программ обеспечивает картирование каждой точки отбора проб и документирование результатов исследований за много лет. Смешанные образцы весом 300-400 г прибор формирует автоматически. Затем их прямо в поле можно проанализировать на содержание основных питательных вееств – для этого создана переносная почвенная лаборатория Fritzmeier Laboratory suitcase.
Несколько мобильных пробоотборников Fritzmeier Profi 90 уже работают в России.
— полный автомат;
— гидравлический привод;
— глубина экстракции в диапазоне от 0 до 90 см;
— управление с водительского места;
— время взятия одной пробы 15-25 сек.;
— возможность установки на:
1. подвеску трактора;
2. внедорожник;
3. автоприцеп;
— для записи результатов, фиксации точек отбора проб, получения почвенных карт используется бортовой компьютер с встроенным GPS приемником и специализированное программное обеспечение.