Távvezérlés és szenzortechnológia műtrágyaszóróknál

Írta: - 2022 június 22.

Az inputanyagok és a szilárd műtrágyák ára már korábban is folyamatosan emelkedett, valamint a kijuttatásra és egyéb, a környezetkímélő gazdálkodásra vonatkozó szabályok léptek életbe. Ezért a gyártók és konstruktőrök folyamatosan fejlesztik a röpítőtárcsás műtrágyaszórók szerkezeteit, funkcionális mechanizmusait és távvezérlő, illetve szenzortechnológiai elemeit, a digitális és GPS-alkalmazásokat.

Az ez utóbbiakra vonatkozó fejlesztési programok a műtrágyaszórók esetében már megelőzték a mezőgazdaság digitális átállására irányuló programot. A mai korszerű röpítőtárcsás műtrágyaszórók amellett, hogy biztosítják a manuális kezelési és beállítási lehetőségeket és vezérlési megoldásokat, az említett digitális megoldásokat is megfelelő opciókban tartalmazzák.

Az említett szempontok miatt a röpítőtárcsás műtrágyaszóró gépek fejlesztése során fontos a konstrukciók mechanikusan és funkcionálisan működő szerkezeti részeinek, a kiömlőgaratoknak, a műtrágya-rávezetésnek, a röpítőtárcsák, szórólapátozás mechanizmusainak tökéletes, üzembiztos működését biztosítani. Ezért a gyártók ezeket a szerkezeti részeket jó minőségű, korrózióálló CrNi ötvözött szerkezeti anyagból állítják elő. Ugyancsak nagy gondot fordítanak a manuális állítómechanizmusok tökéletes kivitelére is (1. kép). Ezek a megoldások biztosítják a nagy üzembiztosságú és nagy pontosságú üzemeltetési paraméterekkel a digitális és elektromos távvezérlés, valamint a szenzortechnológia és GPS-alkalmazások eredményes és gazdaságos, megtérülő használatát.

1. kép. A biztonságos távvezérlés és a szenzortechnológia alapja a tökéletesen működő mechanizmus

Az előzőekben vázolt fejlesztési irányokat, innovációkat szinte valamennyi röpítőtárcsás műtrágyaszóró gép kivitelében, funkcionálisan működő szerkezeti részében megtalálhatjuk, a funkcióból adódóan hasonló vagy kissé eltérő kivitelben. Egyes kettőtárcsás műtrágyaszórók esetében a szórótárcsák fölött elhelyezett kiömlőgarat helyzetének változtatásával történik a műtrágyaszóró tárcsákra történő rávezetés. A géphez kifejlesztett monitor segítségével a vezetőülésből vezérelhető a kiömlőgarat, vagyis a ráfolyási pont helyzete. A kiömlőgarat helyzetének változtatása a műtrágya ráfolyási, áramlási irányát változtatja meg. Az állítókar vezérelt felfelé mozgatásakor nő, lefelé mozgatásakor csökken a szórásszélesség (2. kép).

2. kép. Szórásszélesség-szabályzó mechanizmus

A gépkezelő a vezetőülésből automatikusan szabályozhatja az adagmennyiséget, a beépített elektronikus mérleg, illetve a felbélyegezett és a lejtőhatást is kompenzáló mérőbélyegek által adott jel segítségével. Az adagmennyiség szabályozása sebességfüggő, helyesebben sebességarányos fordulatszámú elektromos motorokkal történik. A táblavégen, a fordulókban a suberelzárás hidraulikus munkahengerrel végezhető el. A műtrágyaszórók tárcsáira egyenes és hajlított szórólapátokat szereltek. Az elektromos motorral változtatható helyzetű kiömlőgarat a műtrágyát a normál helyzetbe, illetve a hajlított lapát fölé vezeti. A vezérlőberendezéssel tehát lehetőség van a normálüzemű, a táblaszéli és a környezetbarát, határvonal menti szórás beállítására. A műtrágyaszórók vezérlése is alkalmas a táblatérképhez igazodó műholdas GPS-vezérlésre azzal, hogy a STOP & GO rendszer a táblavégi fordulóknál a suber automatikus elzárását is biztosítja. A beépített szenzorok pedig az optimális szórásképet állítják be.

Az anyagáram egyenletes áramlásának elősegítésére egyes típusoknál elektromotorral meghajtott, alacsony fordulatszámú, csillag alakú berendezést alkalmaznak a garatcsúcsokban, mely a vezérlőrendszer segítségével követi a keverőszerkezet mozgását és a suber, tolózár működését. Ennél a konstrukciós megoldásnál idegentest vagy egyéb okból történő elakadáskor a keverőszerkezet automatikusan megáll, illetve ellenkező irányban forog. A normál és határszórás beállításakor a tárcsákon egy előtétlaphoz történik a hozzávezetés. A beállítás manuálisan vagy elektromos rávezetéssel történhet (3. kép).

3. kép. Szórásiüzemmód-állító szerkezet

A mérlegrendszer újabb fejlesztésű változata a szórótárcsák hajtási nyomatékának mérésével ellenőrzi a kiszórt műtrágya tömegének mennyiségét. A kidolgozott szoftver vezérli a szórószerkezetet. A röpítőtárcsa hajtása egyes típusokon hidrosztatikusan történik. A hidrosztatikus energiaátvitel pedig további kedvező szabályozási, vagyis távvezérlési lehetőséget biztosít a tárcsák fordulatszámának változtatására (1. ábra).

1. ábra. Távvezérelhető hidrosztatikus hajtás

A szóráskép és az átfedésének pontos betartását a röpítőtárcsás műtrágyaszóróknál manuális és elektronikus vezérléssel, a terminál monitorjának kezelésével oldják meg. A nagy munkaszélesség és annak pontos betartása – manuális üzemeltetés esetén – még nagy gyakorlattal rendelkező traktorvezetőnek is gondot okozhat. Az üzemeltető traktor sorvezetőjének segítségével vagy a GPS-vezérelt automata kormányzásával, nyomkövető programmal a beállított szórásszélesség pontosan tartható, vagyis a munkaszélesség, illetve az átfedés is (4. kép).

4. kép. Szórásszabályozás terminálja

Az ISOBUS-adatátvitel, a számítógépes, illetve GPS-alkalmazások biztosítják a különböző szakaszvezérléseket, a táblaszéli, vízparti stb. szórási üzemmódok beállítását (2. ábra).

2. ábra. Távvezérléssel történő szakaszolás

A GEO műholdas rendszerek pontossága 30–10–2 cm. A 10–30 cm pontosságú jelek ingyenesek, a 2 cm (RTK) pontosságért fizetni kell. Fejtrágyázás kiszórásakor a gyakorlat számára a 10 cm-es pontosság is elfogadható. A manuális gépkezelés (40–50 cm) pontosságához képest jelentős mennyiségű műtrágyát takaríthatnak meg, néhány százalékkal nő a területteljesítmény és csökken a hajtóanyag-felhasználás. A GPS-alkalmazások fejlesztéseit a műtrágyaszórógép-gyártók is követik. Ez abban nyilvánul meg leginkább, hogy a műtrágyaszóró gépeken alkalmazott elektronikus és automatikus vezérlések termináljai is ISOBUS-kompatibilisek a traktorokon alkalmazott terminálokkal (AgLeder, TopCon stb.), illetve adaptációkkal (5. kép).

5. kép. GEOpoint-alkalmazás

A műtrágyaszóró gépeknél (pl. a GEOSpread rendszer, mely a munkaszélességet 2 m-es szakaszokra tudja bontani) a munkaszélesség és az adagmennyiség beállítása után a működés automatikus, a különböző említett rendszerek táblatérképei alapján differenciált mennyiségű adagmennyiséget juttat ki, automatikus elzárást végez a fordulókban. A GEOpoint érzékeli a kúp alakú, 3D-s szóráskép (műtrágyaféleségtől és a gépbeállítástól függő) méretváltozásait. A GEOpoint ismeretében a nyitás-zárás helyzetét az IsoMatch GEOcontrol segítségével a táblavégi fordulókban optimalizálja. Szinte valamennyi gyártmányú és típusú röpítőtárcsás műtrágyaszóró elektronikája – az ISOBUS-adatátvitel segítségével – kompatibilis az üzemeltető traktorokon keresztül elérhető műholdas GPS-rendszerekkel, terminálokkal. Az itt leírt konstrukciókat és technológiákat eltérő formában, de hasonló hatékonysággal természetesen az Amazone, Bogballe, Kuhn, Kverneland, Rauch stb. gyártmányoknál is alkalmazzák. A nagyobb teljesítményű és nagyobb tartálytérfogatú műtrágyaszórók feltöltését lámpás vagy szenzoros figyelőrendszer segíti, és ad tájékoztatást a feltöltés folyamatáról.

Amikor a terület, vagyis a talaj már növényzettel borított, és a növényzet klorofilltartalma, illetve a zöld szín árnyalata tükrözi a nitrogénellátottságot, ehhez a színképelemzésen alapuló szenzortechnológiát alkalmazó „optikai szenzort”, illetve ISOBUS-terminált alakították ki, melyeket a gyakorlat már széles körben alkalmaz. A színképelemzés alapján a növényállomány állapotának, tápanyagigényének megfelelő differenciált kijuttatás valósítható meg. A differenciált kijuttatás azonban szolgáltatásként is megoldható távérzékelési adatok segítségével, műhold (GPS) által készített képfeldolgozással NDVI- (a növényzet vegetációs indexe) felvétel alapján. A színképelemzésen alapuló szenzorok a vörös és infravörös hullámhosszúságú fénykibocsátás és az interferencia elvén működnek (6. kép).

6. kép. Fotóoptikai szenzorral kiépített adapter

A készülékek, szenzorok természetes, illetve az újabb változatok mesterséges fényforrást alkalmaznak. A legtöbb ilyen elven működő szenzornak van kézi kezelésű változata, illetve terminálja. Az „N-Pilot” – Borealis, L.A.T. – szenzor (hordozható spektrométer) is a fényvisszaverődés és interferencia elvén működik. Az alkalmazása során – az első fejtrágyázás műveleténél – referenciaterületet kell kialakítani a táblán, és a szenzor érzékelései alapján a terminál a zöld és infravörös fény hatására határozza meg a következő fejtrágyázási lépések során kijuttatható mennyiséget. Természetesen ehhez hasonló kézi kalibrálású és megfelelő szoftverrel ellátott berendezések egyéb alkalmazásoknál is megtalálhatók, melyek a levélzet klorofilltartalmát és a nitrogénhiányt állapítják meg (pl. a Yara N-Tester, Green Seeker RT 100 stb.).

A röpítőtárcsás műtrágyaszórók széles választéka választási lehetőséget biztosít a hagyományos gazdálkodásban a területnagysághoz megfelelő nagyságrendű, manuális vezérlésű és mechanikus állítású gépek kiválasztására. A szenzortechnológiát és GPS-alkalmazásokat magukban foglaló konstrukciók pedig alapot szolgáltathatnak a precíziós gazdálkodás, az elektronikus üzemvitel bevezetésére. Mindezek mellett a táblatérképek (3. ábra) használatával a precíziós gazdálkodásba is beépíthető a röpítőtárcsás műtrágyaszóró gépekre alapozott differenciált tápanyag-visszapótlási technológia. Megfelelő változatban pedig megfelelnek a mezőgazdaság digitális átállásával kapcsolatos követelményeknek.

3. ábra. Tápanyag-táblatérkép alapján a helyspecifikus kijuttatás is működik