Приборное и программно-аппаратное обеспечение информацией систем точного земледелия — Мониторинг урожайности с.-х. культур

Мониторинг урожайности с.-х. культур

Мониторинг урожайности с.-х. культурв момент их уборки является одним из основных источников информации об эффективности всех ранее принятых мероприятий по воздействию на почву и растение. Широкомасштабные исследования ведутся по совершенствованию технических средств для измерения урожайности, а также методов обработки полученной информации с целью повышения точности измерений и достоверности выводов. Эта проблема довольно сложная, так как определение урожайности осуществляется посредством измерения массы зерна, поступающей в бункер комбайна (в случае уборки зерновых культур). Время от момента скашивания до поступления зерна в бункер, по данным, составляет 15 с. При средней скорости комбайна 5,15 км/ч он проходит расстояние 20,1 м. Это запаздывание поступления зерна в бункер должно учитываться при определении координат участка, с которого было убрано зерно /37/.

В настоящее время фирмы John Deere, Fieldstar и другие выпускают и представляют на рынок мониторы урожайности для зерновых культур. Хуже обстоит дело с мониторами урожайности корнеклубнеплодов, помидор, земляных орехов и др. Основная причина, сдерживающая их производство – отсутствие надежных датчиков для измерения урожайности. Затруднения с разработкой систем мониторинга для перечисленных культур обусловлены тем, что размеры и форма плодов меняются в широких пределах. Наличие вибрации, запыленности и загрязненности урожая также влияет на точность измерений.

В последние годы в Северной Америке количество мониторов урожая зерновых, установленных на зерновых комбайнах, возросло от 100 до 25000 штук. Почти половина из них подсоединена к приемникам DGPS для составления карт урожайности. Это оборудование совместно с компьютером, принтером и соответствующим математическим обеспечением дает возможность составлять цветные карты урожайности, которые отражают изменчивость урожая при переходе от одного участка к другому. С помощью этих карт можно понять причины изменчивости урожайности в пределах одного поля. Более эффективное использование карты урожайности может быть достигнуто посредством объединения информации об урожайности с другой информацией о поле, такой, например, как рельеф, распределение элементов питания и др.

Для получения информации, необходимой для построения карты урожайности, на комбайн устанавливают ряд датчиков. Основным элементом системы картографирования является датчик урожайности, измеряющий урожайность либо непосредственно — взвешиванием, либо опосредовано. Для получения достоверной информации об урожайности нужны высокоточные датчики. В настоящее время имеется много различных датчиков для определения урожайности: весовой датчик урожайности фирмы Claas, радиационный датчик измерения урожайности, объемный датчик урожайности RDS Ceres /37/. Однако даже при точной оценке массы зерна, поступающего в бункер, не всегда удается точно определить урожайность. Это обусловлено рядом причин:

· изменением геометрии потока зерна;

· нарушением характеристик датчика, например, из-за изменения температуры окружающей среды или вибрации комбайна;

· изменением влажности зерна или его плотности;

· засоренностью потока зерна различными включениями.

В связи с этим погрешность при определении урожайности существующими мониторами урожайности составляет 3…8%.