Co to jest rolnictwo precyzyjne?
Nie ma globalnej definicji rolnictwa precyzyjnego. Oznacza różne rzeczy dla różnych osób. Czy można powiedzieć, że jest to wykorzystanie technologii w celu poprawy plonów lub ułatwienia sobie pracy w polu. Myślę, że tak.
Po co rolnictwo precyzyjne?
Istnieje wiele powodów, dla których warto zainwestować w rolnictwo precyzyjne. Ceny surowców zmienia się codziennie, rolnicy są świadomi, że maksymalizacja wydajności ze swoich pól jest trudniejsze niż kiedykolwiek. Inwestując w precyzje ograniczamy nakłady, równocześnie zwiększając plony, co za tym idzie koszty produkcji naszych surowców spadają. A my cieszymy się z większego zysku. Jednak trzeba zdać sobie sprawę że nie jest to tanie i w Polsce dopiero raczkuje.
Rolnictwa precyzyjne może podzielić na trzy części:
* Kontrola maszyn i automatyki
* Ukierunkowane agronomii
* Zarządzanie danymi
W tej części zajmiemy się kontrolą maszyn i automatyzacji, pozostałe dwa obszary zostaną omówione w kolejnych artykułach.
Co to jest GPS?
GPS, czyli Global Positioning System to w wolnym tłumaczeniu system nawigacji satelitarnej. Zasięg GPS obejmuje całą kulę ziemską. Aby system działał w pełni sprawnie, na orbicie wokół ziemi (na wysokości 20 162 km) muszą znajdować się co najmniej 24 satelity. Właśnie taka liczba gwarantuje możliwość widoczności przynajmniej 5 satelitów w dowolnym punkcie naszego globu, a to jest warunkiem sprawności całego systemu. W odbiorniku GPS zapisane są informacje o położeniu satelitów w czasie. Mierzy on czas dotarcia sygnału radiowego z satelitów do niego. Znając prędkość fali elektromagnetycznej, można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Znając położenie satelitów w czasie, mikroprocesor oblicza pozycję geograficzną.
Na początku GPS był systemem dostępnym tylko dla wojska USA. Z czasem uległo to zmianie i dziś oprócz rozwiązań stosowanych w rolnictwie GPS wykorzystuje się podczas jazdy samochodem jako mapę, podczas jazdy rowerem czy wędrówki. Tę nowoczesną technologię wykorzystują rolnicy, leśnicy, wojskowi, piloci, budowniczy, marynarze, geodeci, kartografowie i przedstawiciele wielu innych zawodów.
Standardowa dokładność GPS wynosi kilka metrów, co na potrzeby rolnictwa jest zdecydowanie za mało. W związku z tym istnieje kilka możliwości korekcji błędu GPS, dających możliwość pracy z centymetrową dokładnością.
Docierający z satelity sygnał ma do przebycia długą drogę. Fale radiowe muszą przejść przez wszystkie warstwy atmosfery, co wpływa na dokładność sygnału. Problem mogą stanowić również niedoskonałe urządzenia naziemne.
Najbardziej popularną metodą korekcji błędów GPS jest korekcja różnicowa: DGPS (Differential Global Positioning System) i często wykorzystywana w rolnictwie europejska EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service). W tym systemie błędów unika się, korzystając z dwóch odbiorników GPS: jednego stacjonarnego umieszczonego w określonym niezmiennym miejscu na ziemi (stacja referencyjna), drugi znajduje się w pracującej maszynie. Sposób działania jest prosty. Wiadomo dokładnie, gdzie znajduje się stacja referencyjna. Ona sama odbiera również sygnał z satelitów i oblicza swoją pozycję. Błąd to różnica między obliczoną a faktyczną pozycją. Wynik przesyłany jest do odbiornika w maszynie przez satelity geostacjonarne. Główne różnice między technikami DGPS i EGNOS polegają na sposobie przesyłu poprawek: DGPS poprzez VHS i GPRS, EGNOS przez wspomniane satelity geostacjonarne. Korzystanie z EGNOS odbywa się bezpłatnie (konieczny jest zakup odbiornika GPS). W Europie znajdują się 34 stałe stacje referencyjne, 4 stacje kontrolne i 6 stacji transmitujących sygnał korekcyjny przez 3 satelity geostacjonarne. Istnieje również rozwiązanie, za które trzeba zapłacić. Omni-STAR (działa na całym świecie) to komercyjny dostawca poprawek sygnału GPS, który ma ok. 100 stacji referencyjnych, 3 światowe sieci kontrolno-obliczeniowe i 6 satelitów geostacjonarnych. Zasada działania jest podobna.
Zupełnie innym rozwiązaniem jest korekcja błędów RTK. Najdokładniejsza i zarazem najbardziej skomplikowana. Do tego jest również potrzebna stacja referencyjna, ale własna (na rynku są firmy, które mają je w ofercie). Własna stacja referencyjna znajduje się bliżej odbiornika zamontowanego w ciągniku niż ogólnie dostępna, a zatem nie potrzebuje satelitów do przesyłania korekcji (wszystko jest zgrupowane w okolicy jednego pola). Bezpośredni efekt to uzyskanie kilkucentymetrowej dokładności.
Cztery poziomy dokładności dostępne:
* Bardzo niski - ok. 1m
* Niski - 20-30cm
* Średni - 10-15cm
* Wysoki (RTK) - ok. 2.5cm
Od czego zacząć?
Systemy do prowadzenia ciągników i kombajnów stały się bardziej dostępne i mogą być już dostępne na polskie warunki. Są albo całkowicie zautomatyzowanie systemy, nie wymagające wielu czynności ze strony rolnika lub systemy, które pomagają prowadzić w czasie jazdy za pomocą jakiś wyświetlaczy lub diód.
Ceny automatów to około zaczynają się od około 10-15 tys, zaś „wspomagaczy” od 3-4 tys.
A po co to?
Podczas siewu, zbioru, uprawy czy nawożenia warto stosować jeden z ważnych elementów rolnictwa precyzyjnego, jakim jest system jazdy równoległej.
Podczas wykonywania nawożenia przedsiewnego lub przedwschodowego łatwo jest operatorowi popełnić błąd i rozrzucić (lub opryskać) nierówno (mijaki, zakładki). To strata czasu, pieniędzy, nawozu. Nie odbywa się to również bez szkody dla gleby. Rozwiązaniem tej sytuacji jest GPS.
Najlepiej wyposażyć ciągnik w urządzenia do jazdy równoległej, wykorzystujące sygnał GPS. Na ciągniku montowana jest antena, w środku znajduje się niewielki komputer wskazujący prawidłowy tor jazdy, równoległy do poprzedniego przejazdu. Trochę droższe, ale efektywniejsze rozwiązaniem to… autopilot. Można wyposażyć swoją maszynę w jedno z takich rozwiązań oferowanych przez wiele firm – nazwy będą różne, ceny też, ale podstawowa zasada pozostaje niezmieniona. Po jednym wykonanym przejeździe urządzenie zapamiętuje trasę i później analogicznie równolegle prowadzi ciągnik podczas kolejnych przejazdów, a operator ma czas na przykład na… kawę. Oba rozwiązania umożliwiają pracę w trudnych warunkach pogodowych, takich jak mgła lub noc. Dokładność pracy maszyn przy wykorzystaniu technologii GPS może wynosić od kilkudziesięciu centymetrów do 1–2 cm.
Czy warto?
Można to zrobić na kilka prostych obliczeń. Jednak gdy nie posiada wielkich hektarów nie ma co nawet liczyć! Polska jeszcze długo będzie musiała dojrzewać do rozkwitu technologicznego zachodu, aby opłacało się skorzystać z takich narzędzi. Ale może kiedyś ;-)?
Artukuł jest własnością serwisu Porady Rolnicze
