АГРОБИО ТЕХНИКА - растениевъдство, животновъдство, биоенергетикагодина VII, брой 6, 2019

Прецизни сеялки

Прецизното земеделие, наричано още земеделие според спецификата на обекта, е вече не чак толкова нова технология. През последните години то се радва на все по-голяма популярност и не без основание, защото то позволява на производителите да управляват адекватно земеделските площи в зависимост от пространствено диференцирана информация. Прилагането на методи и машини за прецизното земеделие има голям потенциал, изразяващи се в намаляване на ресурси и труд, повишаване на качеството и количеството на добивите.
В процеса на сеитбата предизвикателството е да се ускори времето за семеполагането, като в същото време то се извърши възможно най-прецизно. Новите прецизни сеялки гарантират прецизност и качество на сеитбата при по висока работна скорост, с висококачествена електронна система за контрол на изсяващи системи, които могат да бъдат автоматично управлявани.


Сеялките се използват за механизирано сеене на семена. Основните предимства на прикачните сеялки са, че значително намаляват времето за сеитба, повишават ефективността и добивите. На пазара се предлагат сеялки за окопни култури, сеялки за пролетници, сеялки за зеленчуци и други. Сеялките са пневматични или конвенционални, със или без торовнасяне, и механични. При механичните сеялки семето пада свободно от дозатора през семепровода в почвата. При пневматичните, семената се изхвърлят под налягане на въздух. Когато при повишаване на скоростта възникват вибрации, семената започват да се блъскат в стените на семепровода и в голяма степен прецизността на дозатора се губи. Прецизните сеялки със своя дозиращ апарат под налягане за изхвърляне на семената, поддържат пълен контрол върху последните чак до полагането им в почвата. Точно засяване означава оптимално разстояние между семената, точен контрол на дълбочината и максимална кълняемост при минимално обработени или необработени полета. Извеждането на високоскоростно изсяване на следващото ниво, предполага намиране на решение на проблема с пропуските и дублирането на семена. Пропуските в редовете означават по - ниски добиви при жътва. Дублирането обаче може да бъде също толкова вредно. Когато са твърде нагъсто, растенията се конкурират за слънчева светлина и хранителни вещества, което води до неравномерно развитие и намален добив. Пропуските могат да бъдат причинени от външни фактори, докато дублирането винаги се причинява от сеялката. Използването на прецизни сеялки осигурява еднакви условия за всички растения. Равномерното отстояние между растенията позволява посевите да се развиват с еднакво темпо и повишава вероятността за постигане на максимален добив.

Устройство и принцип на действие
Всяка прецизна сеялка се състои от следните конструктивни части: eдин или повече бункери за семена в зависимост от типа, устройство за засяване - изсяващи апарати, които дозирано подават семена от бункерите към семепроводите, рамка, маркер, редуктор за торове, редуктор, вентилатор за пневматичните сеялки, основно задвижващо колело, електронен контролен модул на системата за засяване, въздуховод за пневматичните сеялки, ботуши - дискови или анкерни, образуващи почвени канали – бразди, заравящи органи, които запълват каналите с почва и изравняват повърхността на полето.
Работата на сеялката при пунктирана сеитба, се състои в рязане на браздата или браздите и сеене на семена, последвано от заравяне на браздата и утъпкване. Семената се полагат на една дълбочина и в зададен диапазон. Ботушите регулират дълбочината на засяване.

Видове прецизни сеялки
Според начина на засяване сеялките се разделят на следните видове: редови - за посев на семена в непрекъснато-, тесно-, широко - редови и лентови методи; квадратно - гнездови - за вграждане на група гнезда от семена по върховете на квадратите или правоъгълниците; гнездови - за поставяне на семенни гнезда в редове; пунктирни или еднозърнови - за широко - редно сеене и за поставяне на семена в ред на еднакво разстояние едно от друго; разпръснати - за посев на семена и торове, например семена за тревни смески, като същевременно се подобряват естествените земи за фураж.

Според начина на агрегиране с трактора сеещите машини се разделят на прикачни, навесни, монтирани. Последните, в повечето случаи, са агрегирани със самоходни шасита или са неразделна част от комбинираните агрегати. За основните земеделски култури, които се засяват на големи площи, сеялките са прикачни. Съставят се скоростни широкозахватни агрегати от няколко сеялки, които осигуряват засяването да се извърши в кратки срокове. За сеитба на култури, заемащи малки площи, сеялките са навесни.

В зависимост от засяваната култура сеялките се разделят на специализирани и универсални. С една универсална пневматична сеялка могат да се сеят различни зърнено - житни култури - пшеница, ечемик, трикале, овес, просо, сорго, с отлични резултати. Чрез лесната промяна на разстоянието между редовете и конфигурацията на машината за различни култури, се осигурява висока степен на гъвкавост в стопанството. Резултатът е повишена ефективност и намалени експлоатационни разходи на хектар. Смяната на дискове за семена се извършва за секунди, без инструменти. Индивидуалното електрическо задвижване на дозиращите апарати позволява изключването на отделни изсяващи секции, като по този начин се пестят семена при полета с неправилна форма. В сравнение с механично задвижваните сеялки, електрическото задвижване на сеялката предотвратява проблеми като буксуване на задвижващите колела или неизправности на веригите, които водят до неравномерно дозиране. С електронно - управляема система за хидравлично разпределение на натиска на сеялката, се осигурява възможно най - добрия старт за всички типове семена.

Специализираните сеялки са предназначени за посев на семена от един или ограничен брой култури, близки по размери и норми за сеитба - цвекло, памук, царевица, слънчоглед, зеленчуци и др. Разстоянието между посевите зависи от културата. Най - често срещаният интервал между редовете за цвекло е 45cm, a за царевица и слънчоглед - 70cm. Но има редица други междуредови разстояния за култури, които се използват в отделните стопанства. Специализираните прецизни сеялки са предназначени за точно засяване на изброените култури с възможност за допълнително торене с гранулирани торове. Системата с тандемно разположени дискови единици за допълнително наторяване не само че осигурява прецизно двустранно поставяне на тор в зоната на корените, но също така извършва и предварителна обработка на почвата, позволяваща последващо прецизно поставяне на семената в предварително подготвено посевно легло. Сеитбените единици също са оборудвани с високо усъвършенствана електронна система за контрол на сеитбата. Специални сензори сканират всяко отделно зърно и точно преценяват дали има пропуски или двойки. Цялата информация за сеялката се показва на компютърен терминал в трактора. Следователно трактористът има постоянен контрол за всичките функции на машината и може да регулира настройката и скоростта на движението спрямо моменталните условия на почвата.

Зеленчуково - оранжерийните сеялки, за разлика от полевите, могат да бъдат разделени на ръчни, самоходни, прикачни и полуприкачни. По време на работа ръчните сеялки се движат от сеещия работник, а самоходните се задвижват с електричество или двигател с вътрешно горене. Прикачните се агрегират с малогабаритни трактори, самоходните - с мостови шасита, полуприкачните - с моторни блокове.

Конструктивно - технологични особености
В бункерите на някои от сеялките се поставят разбухвачки. Последните разрушават сводовете на семената и спомагат за по - доброто им влизане в изсяващите апарати. В разпръснатите сеялки зад изсяващите апарати се укрепва разпределителен борд, от който семената равномерно попадат върху повърхността на полето. Работните органи - изсяващи апарати, разбухвачки, се завъртат от задвижващите - окачени, или поддържащи - прикачни, колела с помощта на верижни и зъбни предавки.

Съвременните прецизни сеялки са проектирани като конструкционно - технологично решение в съответствие с принципа на работа. Те могат да бъдат с централен бункер за посев, под формата на изсевни секции като отделни модули в състава на бункера и изсевния апарат или като комбинация, базирана на централизиран бункер и модулни изсевни секции.

Днешното конструиране на прецизните сеялки се извършва в две направления. Първото направление е използване на сеещи модули с възможност за промяна на броя им. Получава се сеялка за различни редове, и съответно - различна производителност. В този случай ограничаващите фактори за увеличаване на посочения параметър са ниската максимална скорост на движение, чието превишаване рязко влошава качеството на засяване и границата на максималния възможен размер на реда. Второто направление е използване на централизирани и комбинирани системи за транспортиране и засяване на семена и торове, които се основават на нови принципи на конструиране, базирани на разделяне на семената поотделно, тяхното дозиране, транспортиране и задържане в леглото. Така се осигурява постигане на високи работни скорости - 15km/h и повече.

Принципът на модулна конструкция е сеялка, изработена под формата на рамка на колела, с подходящ брой изсяващи модули върху нея. Всеки модул е едноредова сеялка, която включва бункер за семена, изсяващ апарат, ботуш, носещи и валиращи ролки, загърляч и други елементи.

Работни органи
Основният елемент на модула в сеялката е изсяващия апарат. Той избира определено количество семена от общата маса и формира изходния є поток със зададени параметри. Следователно предимствата и недостатъците на сеялките по отношение на качеството на разпределение на семената в реда и по цялото поле за засяване се определя основно от работата на изсяващите апарати.

Съгласно принципа на действие - улавяне на семена, изсяващите апарати се разделят на механични и пневматични.

Механичните апарати, като конструктивно изпълнение и принцип на работа на основното работно тяло, създаващо семенен поток, могат да се разделят на шнекови, вибрационни, центробежни, леглови и клетъчни. От клетъчните апарати най - популярни в страните от Западна Европа и САЩ, са дисковете с хоризонтална ос на въртене.

Пневматичните изсяващи апарати, в зависимост от конструкцията на изсяващите устройства, се разделят на дискови, барабани, палцови - прътови, и устройства без движещи се части, работещи както на принципа на вакуума, така и на принципа на нагнетяване на въздух в семенната камера. И в двата случая семената се притискат към отворите - клетките на сеещите устройства с въздушна струя, задържат и се носят от нея до точката на изхвърляне. Отвеждането на семената обикновено се извършва чрез прекъсване на подаването на въздух - екраниране, или чрез механични изхвъргачи.

Дисковите пневматични апарати, както и механичните, се разделят на апарати с хоризонтална и вертикална ос на въртене. Най - голямо приложение в Европа са получили апаратите с хоризонтална ос на въртене, разположени перпендикулярно на посоката на движение.

Прецизните сеялки се произвеждат с дисков или анкерен ботуш. Анкерният ботуш е предназначен за работа върху подготвени почви по класическата технология за обработка на почвата - Classic . Без качествена подготовка на почвата по време на сеитбата, този ботуш ще се запуши с растителни остатъци и просто няма да влезе в почвата на желаната дълбочина. Дисковият ботуш е предназначен основно за работа по технологията Min - tillage - минимална обработка на почвата и No - till farming - безорна обработка на почвата.

Дисковите сеялки могат да работят при високи скорости и да имат по - голяма производителност - от 30 до 50%, но в същото време е необходим по - мощен трактор. За работа по No - till farming , дисковата сеялка се преоборудва с режещи дискове за висококачествено рязане на растителни остатъци и подготовка на линията за засяване.

Прецизните сеялки имат възможност да регулират налягането на работните органи върху почвата, което се организира чрез регулиране на пружините на всеки изсяващ апарат или чрез използване на газови пружини с хидравлично управление при по - скъпи модели. Това обстоятелство се използва за настройка на сеялката с помощта на различни технологии и за адаптиране към твърдостта на почвата. Диапазонът на регулиране е до 250kg, като съответно сеялката с по - голям товар върху изсяващия апарат е по - устойчива и поддържа дълбочината на заравяне дори при високи скорости и относителни неравности.

Пневматичните изсяващи апарати са предназначени за сеитба на царевица, слънчоглед, сорго, соя, в големи земеделски стопанства. Предимствата на пневматичната единица могат да се дължат и на нераздробяването на сеитбения материал в сравнение с механичната сеялка. Поради универсалността си, пневматичните сеялки могат да работят с разнообразие от допълнително оборудване - за оран и торене. На изсяващия блок се поставя устройството за допълнителна обработка на почвата.

Механичните изсяващи апарати не изискват създаването на въздушен поток, следователно не са необходими уплътнения, не са необходими вентилатори, но при преминаване от една култура към друга възникват трудности. Трябва да се сменят изсяващите апарати като цяло, което е доста скъпо. Но сеялките с такива апарати, са по - малко взискателни към хидравликата на трактора. С помощта на механични изсяващи апарти с пунктирано засяване, може да се сее цвекло, моркови, лук, фасул, царевица и други зеленчукови култури в малки земеделски стопанства. Те са удобни за експлоатация, имат леко тегло, просто устройство, и ако се използват правилно имат дълъг експлоатационен срок.

В прецизните сеялки всеки изсяващ елемент се намира на паралелограм - успоредник. Тази конструкция позволява да се копира повърхностния релеф в процеса на сеитба възможно най - точно, като поддържа ботуша през цялото време в правилната позиция.

Механичните и пневматичните изсяващи апарати имат своите предимства и недостатъци. Пневматичната система за подаване на семена не е толкова взискателна към размера на семената, но чистотата на семето е от значение. Механичничната, напротив, е по - взискателна към размера на зърната. Получават се някои грешки в механичното подаване - запушване на отворите в дозиращия диск и съответно засяване на няколко семена в една точка. Пневматичните точни сеялки рядко допускат такива дефекти при сеитбата, но те съществуват.

Система за електронен контрол - ISOBUS
Стандартът ISOBUS за съвместимост на навесните и прикачните машини се оказва много полезен на практика. Този стандарт определя взаимодействието между електрониката на трактора и навесните или прикачните машини. Наричат стандарта език на общуване между електрониката на трактора и агрегираните с него машини. При наличието на ISOBUS от сеялката върви само един кабел, който се свързва към терминала за управление чрез девет - полюсен щекер. Електронният мозък получава информация от сензора на сеялката и при нужда издава управляващи команди на електрозадвижването и хидравликата. На един дисплей се показват всички ключови показатели, с което се повишава видимостта в кабината на тракториста. За цялата прикачена технология, един монитор е достатъчен. Така се осъществява стандартизирано електронно съвместяване на трактора и сеялката, независимо от производителя.

Основните елементи, на ISOBUS на трактора и сеялката, са управляващ терминал от кабината на трактора, блокови устройства за управление - ECU, между трактора и сеялката, блок контролер на задачите - Task Controller. Благодарение на обмена на данни между персоналния компютър на земеделския производител и терминала ISOBUS се повишава ефективността и се оптимизира времето за изпълнение на процесите в прецизното земеделие.

Роботизирани сеялки
Visser въвежда съвсем нов Robot Seeder - Робот сеялка. Роботът - сеялка може ефективно и бързо да дозира и поставя семена. Едно oт основните приложения е обработването на малки партиди от семена. Роботът - сеялка може да запълни целия посевен канал с помощта на семена от различни партиди.

Използвайки софтуера на сеялката, семената се дозират и прецизно се полагат в браздата. Това позволява да се постигне непрекъснато засяване със записана информация за проследяване. Роботът - сеялка има два контейнера за семена, един за засяване и един за полагане на следващата партида. Това позволява да се стартира сеялката без време за превключване. Създава се възможност за постоянно стартиране на сеялката - робот. За сеялките - роботи са налични голям брой сеещи ръце. Това дава голям потенциал за засяване на повече видове семена.

Aggo представя проекта Mobile Agricultural Robot Swarms (MARS) - Мобилни земеделски роботи. Компанията вече е известна като производител на различни селскостопански машини. Решението MARS е различно, тъй като представлява фундаментално нов подход, а именно максимално възможната степен на автоматизация на засяването. Всички етапи - планиране, наблюдение и полагане на семена се извършват от роботизирана платформа. Интересна характеристика на MARS е използването на принципа на натрупването.

Едно поле може да бъде засято от група 6 - 12 робота, контролирани от един център. Системата разделя полетата за сеитба на отделни зони на отговорност за всеки робот и след това поддържа точен запис на координатите за въвеждането на всяко зърно. За получаване на координатите се използва технологията GPS. Ако по време на работа възникне проблем с един от роботите, системата взема предвид това събитие и делегира обработката на своята част от полето на друг робот, който работи. Това осигурява пълно покритие на зоната за посев дори в случай на неизправност на един от роботите. Съществува възможност за едновременно засяване на различни култури в различни части на полето, за които всеки робот - сеяч получава свой собствен набор от семена. Работните данни на всеки член от „групата роботи“ се предават в единен контролен център, а между роботите се осъществява допълнителен обмен на информация. Данните се съхраняват локално, за предаването им се използват различни канали, което гарантира безопасността на информацията. След приключване на работата, земеделският производител има възможност да разгледа отчета за извършената работа, параметрите на извършената сеитба. Това ще е необходимо за планиране на предстоящата работа по торенето и растителната защита на посевите. Всеки робот - сеялка тежи 50kg, работи с батерия и се задвижва от 400W електрически мотор. Следователно, тази техника има ниско ниво на шум, което позволява използването му дори в градска среда. Налягането върху почвата е 200g/cm² - по - малко от това на човек. Системата е предназначена за денонощна употреба без почивни дни.