Žengiant tvaresnio ir išmanesnio žemės ūkio link tobulėja technologinių operacijų procesai ir technika, įprastines technologijas keičia išmaniosios, grįstos dirvožemio ir augalų savybių kintamumo identifikavimo sistemomis.

Daug dešimtmečių vyravusioms tradicinėms mechaninėms ir pneumomechaninėms sėklų dozavimo ir įterpimo sistemoms pritaikomi nauji inžineriniai sprendimai, kurie suteikia galimybę sėti itin tiksliai ir tvariai. Atsižvelgiant į žemės ūkio augalų auginimo perspektyvas, išmaniųjų technologijų diegimas sėjos technologiniuose procesuose turi ypatingą reikšmę.

Tiksliosios kintamos normos tręšimo ir purškimo technologijos jau nieko nestebina, tačiau apie tiksliąją kintamos normos sėją Lietuvoje mažai žinoma. Ši sėja mūsų šalyje kol kas yra dar eksperimentinių tyrimų stadijoje, nors pasaulyje gana sparčiai daugėja ūkininkų, kurie naudodami sėjos žemėlapius automatiškai kontroliuoja sėjos normą. Šiai technologijai diegti tinka keletas tiksliojo ūkininkavimo būdų. Vienas iš jų – dirvožemio derlingumo žemėlapių sudarymas ir skirtingų sėjos normų pritaikymas skirtingo derlingumo lauko zonose.

Kitas kintamos normos sėjos plano sudarymo būdas yra pradėti nuo dirvožemio elektrinio laidumo tyrimo, kuris lemia dirvožemio struktūros pokyčius. Sėjant kintama norma, galima koreguoti konkrečiai lauko vietai taikomą normą lauke, pagrįstą jai būdingais duomenų sluoksniais, tokiais kaip dirvožemio granuliometrinė sudėtis ar kitos savybės. Žemdirbio tikslas yra sukurti nebūtinai didžiausią, bet optimalią augalų populiaciją visame lauke.

Kitas požiūris į sėją

Švedijos žemės dirbimo ir sėjos mašinų gamintoja „Väderstad“ taiko naujus inžinerinius sprendimus, kurie leidžia pagerinti ne tik agronominius, bet ir dirvosauginius mašinų parametrus. Naujoji šios gamintojos sėjamoji Proceed skirta įgyvendinti pažangius sėjos koncepcijos standartus. Pirminiai sėjamosios eksperimentinių tyrimų rezultatai rodo, kad kviečių normą galima sumažinti net iki 50 proc., nesumažinus grūdų derliaus. Proceed gali labai tiksliai sėti įvairių augalų skirtingo stambumo sėklas – kviečių, miežių, rapsų, cukrinių runkelių, žirnių, kukurūzų, saulėgrąžų ir kt. – į įvairiai paruoštą arba į visai neįdirbtą dirvą. Ji taip pat gali sėti ir į dirvą su tarpiniais augalais.

„Väderstad“ pardavimų ir rinkodaros vyresnysis viceprezidentas Mattias‘as Hovnert‘as (Matjesas Hovnertas) nurodo, kad ši mašina gali labai tiksliai įterpti net smulkiausias sėklas į tinkamą gylį, o tai leidžia tikėtis geresnio augalų derlingumo ir geresnio cheminių medžiagų panaudojimo. „Väderstad“ verslo plėtros produktų valdymo direktoriaus Lars‘o Thylén‘o (Larso Tyleno) teigimu Proceed taip pat pasižymi tikslumu sėklų eilutėje ir optimalios sėklų guoliavietės suformavimu. Tai leidžia pasiekti greito ir tolygaus sėklų sudygimo, gerai augančių ir gyvybingų pasėlių, kuriuose kiekvienam augalui sudaromos tokios sąlygos, kad galėtų išnaudoti visą derliaus potencialą.

Sėjamosios eilučių sėjos sekcijos yra labai tikslios. Kad kiekvienai sėklai būtų užtikrintos vienodos dygimo ir augimo sąlygos, prieš kiekvieną noragėlį atskiri prispaudimo ratukai sutankina dirvos paviršių. Javų sėjai naudojami 225 arba 250 mm tarpueiliai. Tačiau, norint sėti plačiaeilius augalus, pvz., cukrinius runkelius, rapsus, kukurūzus ar saulėgrąžas, tarpueilių plotis gali būti lengvai pakeičiamas, nustatant 450, 500 arba 750 mm. Kitas ne mažiau svarbus veiksnys – tikslus sėklos dozavimas. Šioje mašinoje numatyta, kad su specialiai adaptuota dozavimo sistema Väderstad PowerShoot kiekvienos sėklos judėjimas kontroliuojamas nuo pat sėkladėžės iki įterpimo į dirvą. Kiekvieną iš sėklavamzdžio išbyrančią sėklą pasitinka prispaudimo ratukas – tai užtikrina optimalų sėklos ir dirvožemio sąlytį pasirinktame gylyje.

Proceed sėjamoji sudaryta iš dviejų eilių. Antrosios sėjamosios eilės sekcijos sėklas įterpia į pirmosios eilės tarpus. Kad būtų lengviau prieiti prie sėjos sekcijų ir atlikti sėjamosios mazgų priežiūrą, antroji eilė gali būti perstumiama rėmu. Kiekviena sėjos sekcija turi elektros pavarą ir yra valdoma Väderstad E-Control sistemos, naudojant iPad planšetę. Tai leidžia operatoriui lengviau valdyti visą sėjos procesą. Sėjamosios elektroninės sistemos funkcijos apima nuoseklų sėjos eilučių išjungimą, sėklų normos keitimą, technologinių vėžių nustatymą, individualų sėjamosios kalibravimą, sėjos tikslumo stebėjimą ir kontrolę realiuoju laiku.

Manoma, kad pirmieji techninėmis naujovėmis pagrįsti Proceed modeliai rinkoje turėtų pasirodyti 2024 m., nes prieš pradedant masinį šių sėjamųjų tiekimą į rinką dar planuojama atlikti nemažai eksperimentinių tyrimų.

Autonomiškumo keliu

Autonominės technologijos leidžia mašinoms laisvai judėti ir dirbti. Technologinių operacijų automatizavimas vis dar plėtojamas, tačiau jau dabar rinkoje galima pastebėti labai didelę pažangą.

Kompanija „Horsch Maschinen GmbH“ daug dėmesio skiria automatizavimui ir autonominiam mašinų valdymui. 2000-ųjų pradžioje ji įsigijo AutoFarm GPS sistemą, kuri buvo pirmoji RTK sistema, galinti važiuoti kelių centimetrų tikslumu. Pasak įmonės įkūrėjo Michael‘io Horsch‘o (Michaelio Horšo), būtent tuomet jam kilo mintis, jog jei įmanoma užtikrinti tokį tikslumą, turėtų būti įmanoma užtikrinti ir visiškai autonominį važiavimą.

Kitas šios įmonės atstovas Philipp‘as Horsch‘as (Filipas Horšas) mano, kad daugelis autonominių funkcijų yra susijusios su automatika. Pirma, technologiniai procesai lauke yra automatizuoti siekiant išnaudoti mašinos našumo potencialą. Pavyzdžiui, traktorius, kuris važiuoja lauke naudodamas GPS sistemą ir gali pats lauko gale apsisukti. Tai labai svarbus automatizavimo žingsnis, bet mašiną vis vien turi valdyti žmogus. O autonomija reiškia, jog darbo procesai vyksta be vairuotojo. P. Horsch‘o nuomone, yra trys dalykai, dėl kurių šiandien galima dirbti pusiau autonomiškai: tai mašinos judėjimo trajektorijų planavimo sistema, skaitmeninė „tvora“ (angl. geofencing), kuri yra GPS sekimo technologijos komponentas, apribojantis, kad mašina neišvažiuotų ten, kur neturėtų, ir saugumas.

Daugelį problemų galima išspręsti lauke naudojant „nuotolinį vairuotoją“ su nuotolinio valdymo pulteliu, kurio užduotis – stebėti ir sureaguoti avarijos atveju. Nuotolinio valdymo pultas veikia 500 m spinduliu. Šie trys aspektai yra svarbūs, kad būtų galima lauke dirbti pusiau autonomiškai ir saugiai. Tolesni visiškos autonomijos įgyvendinimo veiksmai grindžiami jutikliais, kuriais galima stebėti mašinos darbą. Todėl dar labai daug darbo vertinant įvairias koncepcijas, pritaikant jas praktikoje ir tobulinant.

Diegiant autonomines robotizuotas mašinas svarbu ne tik inžinerinės, technologinės ar skaitmeninės naujovės, bet ir teisinė situacija. Šiuo metu įstatymų leidėjai važiavimą keliais ir laukais traktuoja vienodai. M. Horsch‘as įžvelgia skirtumų, ypač greičio, nes jis skiriasi važiuojant keliu ir lauke, taip pat važiavimo priešpriešine kelio puse. Jo nuomone, kuo greičiau važiuojamasis kelias teisine prasme bus atskirtas nuo lauko, tuo greičiau su robotais bus galima išvažiuoti į laukus. Kitas labai svarbus dalykas yra saugaus darbo koncepcijos ir sprendimai: stebėjimo kameros, radarai ir kitos sistemos. Tikimasi, kad per ateinančius kelerius metus saugos sistemos bus dar labiau plėtojamos, kad būtų galima jas patvirtinti ir įteisinti, nes techniniai sprendimai pažengę labai toli.

Naujas technologijas teks įgyvendinti visuomenės kartai, kuri auga dabartinėmis skaitmeninėmis sąlygomis. Pasak M. Horsch‘o, toji karta, kuri mėgo mašinas su oro kondicionieriais ir prašmatniais variklio dangčiais, jau nueina. Naujos kartos, ypač 14–18 metų amžiaus, jaunuoliams išmaniųjų telefonų, planšetinių kompiuterių ir kt. įrenginių su jutikliniais ekranais valdymas yra beveik įgimtas. Išmaniuosius įrenginius jie valdo intuityviai, jiems net nereikia skaityti naudojimo instrukcijų. Vadinasi, potencialūs naujų mašinų operatoriai jau yra, tad reikia tik sukurti teisinę autonominių mašinų bazę.

Autonominė sėjamoji-robotas

Šiais metais Brazilijoje „Horsch“ pristatė autonominę sėjamąją Gantry RO G 500. Ši mašina visą antrąjį 2022 m. pusmetį dirbo sojų pupelių laukuose, kad patvirtintų mašinos ir atskirų jos darbinių mazgų veikimo efektyvumą. Tai savaeigė sėjamoji, galinti savarankiškai važiuoti iš anksto kompiuteryje suplanuotomis linijomis.

Jos centralizuotas variklio blokas yra virš sėjos eilučių. Žemės ūkio mašinos darbinių įrenginių prikabinimas galimas tiek tiltinės važiuoklės priekyje, tiek ir gale, o atstumas tarp ratų gali būti 4 ir 11 m. Naudojant šią didelio tarpuvėžio pločio tiltinę važiuoklės koncepciją užtenka vieną kartą važiuoti numatyta technologinių vėžių linija, kad būtų išvengta dirvožemio sutankinimo, ypač drėgnose dirvose. Sėjamojoje įrengtos dvi sėkladėžės, kurių bendra talpa yra 12 tūkst. litrų. Tokia konstrukcija ypač tinka sojų pupelėms sėti, nes didelės talpos sėkladėžės leidžia padidinti mašinos darbo našumą, mažiau sugaištama laiko sėklai papildyti. Po savaeigės važiuoklės rėmu sumontuotos Horsch Maestro serijos sėjos eilučių sekcijos, kurių bendras darbinis plotis 24 metrai. Dvigubi V formos sėjos diskai su gylį ribojančiais ratukais užtikrina tikslų sėklų įterpimą ir nuolatinį sėjos gylio palaikymą.

Tiltinė konstrukcija taip pat turi privalumų, nes mašinos svoris, reikalingas sėjos diskų spaudimui į dirvą užtikrinti, gali būti labai efektyviai perkeltas iš važiuoklės, kartu su sėkladėžėmis ir variklio bloku, į sėjos sekcijas ir paskirstytas per visą darbinį sėjamosios plotį. Didelis važiuoklės aukštis sudaro geras galimybes kopijuoti lauko nelygumus. Su Horsch RO G 500 galima dirbti iki 36 m pločiu. Be to, galima sėti tiek vasarinius, tiek ir žieminius augalus. Įmonės atstovų teigimu, savaeigę sėjamąją verta turėti tada, kai per metus galima nuimti du augalų derlius.

Tradicinės sėjamosios

Šiuo metu žemdirbiai labiausiai renkasi tradicines nuolat tobulinamas sėjamąsias. Tad jų gamintojams dar taip pat yra ką veikti. Labai svarbu, kad sėjamosios tinkamai atliktų technologines operacijas, būtų patikimos, tikslios ir kad jas būtų lengva valdyti. Ne mažiau svarbu ir tai, kad tradicinės sėjamosios galėtų dirbti skirtingai įdirbtose dirvose, būtų pritaikytos įvairiems augalams sėti, galėtų sėti tiksliai dideliu greičiu, lengvai formuotų technologines vėžes, būtų nesunku jas nustatyti ir kalibruoti, galėtų sėti tiksliai vienoda ir kintama norma pagal kintamas dirvožemio savybes.

Pasaulyje sėjamąsias gamina daug kompanijų, vien Lietuvoje žemdirbiai naudoja kelių dešimčių gamintojų mašinas. Kiekviena kompanija kas kelerius metus į rinką išleidžia naują sėjamosios modelį. Viename straipsnyje apžvelgti visų gamintojų naujų sėjamųjų modelių neįmanoma. Todėl šį kartą plačiau apie įmonės „Lemken“ vieną iš naujausių modelių Solitair DT.

Ši sėjamoji buvo kuriama pagal nuostatas – didžiausias įmanomas efektyvumas ir maksimalus tikslumas. Universali kombinuota sėjamoji užtikrina patogų judėjimą po lauką, į ją integruotos kompaktinės diskinės akėčios, yra didelė sėkladėžė, sėjamąją patogu valdyti.

Sėjamosios priekyje sumontuoti purenimo noragėliai, kurie pašalina traktoriaus ratų paliktas vėžes. Už noragėlių įrengti padanginiai volai išlygina ir sutankina dirvos paviršių. Esant stipriems nelygumams ir norint tolygiai išlyginti dirvą, vietoje padanginio volo gali būti naudojama noragų sekcija. Sėjamąja dirbant artame lauke naudojami spyruokliniai lygintuvai, kurie patikimai išlygina visus nelygumus ir yra lengvai reguliuojami iš traktoriaus kabinos. Išlyginimui reikalingus įrenginius galima naudoti tiek traukimo, tiek ir stūmimo padėtyse.

Sėklų guoliavietės paruošimas. Integruotos kompaktinės diskinės akėčios palieka tolygiai supurentą, purią, smulkiai trupančią ir išlygintą sėklų guoliavietę. Mažiau intensyviam sėklų guoliavietės paruošimui galima montuoti banguotus diskus. Tiksliam žemės dirbimo gyliui valdyti kiekvienas akėčių diskas tvirtinamas atskirai prie rėmo lakštinėmis spyruoklėmis. Jos užtikrina akėčių diskų didesnį stabilumą dirbant. Žinoma, papildomai diskus taip pat galima reguliuoti hidrauliškai. 465 mm skersmens ir 5 mm storio karpyti lėkštės formos diskai leidžia gerai įsiskverbti į žemę net ir pačiomis sudėtingiausiomis sąlygomis. Dirbant mažesniu gyliu, naudojami banguoti diskai, kurių bangos aukštis 22 mm. Tokios formos diskai užtikrina ne tokį intensyvų dirvožemio maišymą. Tai tinka tada, kai reikia slopinti piktžolių dygimą. Sausose vietose banguoti diskai padeda sumažinti drėgmės praradimą ruošiant sėklų guoliavietę, nes supurena tik tas vietas, kuriose dirbs sėjos noragėliai.

Tikslus trąšų įterpimas. Užsakovui pageidaujant priešais padanginį volą gali būti tvirtinami dvidiskiai trąšų noragėliai. Trąšos įterpiamos į tarpą tarp dviejų gretimų sėjos eilučių. Diskiniai noragėliai, kurių skersmuo 400 mm, gali būti spaudžiami iki 150 kg jėga, kad trąšos būtų įterpiamos tiksliai į norimą gylį. Gylis keičiamas naudojant specialius spaustukus ant hidraulinio cilindro. Tais atvejais, kai sėjant netręšiama, tręšimo noragėliai lieka pakelti, kad būtų išvengta jų nusidėvėjimo.

Tiksli sėja. Antroji padanginių volų eilė atlieka ne tik mašinos transportavimo funkciją, bet ir užtikrina tolygų dirvožemio sutankinimą visoje sėklų guoliavietės zonoje. Didelio 900 mm skersmens padanginiai dirvožemio tankinimo volai išdėstyti su tam tikrais perstūmimais, kad pagerintų savaiminį išsivalymą ir tarp padangų nestrigtų grumstai ir akmenys. Tarp padanginių volų ir sėjos noragėlių gali būti komplektuojami papildomi akėčvirbaliai, kurie optimaliai išlygina sėklų guoliavietę, arba papildomi mažesnio skersmens (420 mm) trapeciniai tankinimo volai, kurie dirbdami prieš kiekvieną noragėlį pagerina sėjos noragėlių eigą ir sėklų sąlytį su dirva.

Tikslų sėklų įterpimą ir tolygų padengimą garantuoja dvidiskiai sėjos noragėliai, kuriems nereikia ypatingos priežiūros. Jie tvirtinami ant specialios lygiagretainio konstrukcijos, kartu su sėklų prispaudimo voleliais, skirtais sėklų įterpimo gyliui palaikyti. Noragėlių spaudimas į dirvą ir sėklų įterpimo gylis gali būti reguliuojami nepriklausomai vienas nuo kito. Tad net važiuojant didesniu greičiu ir keičiantis dirvožemio savybėms, sėklos visada įterpiamos tolygiai tokiu pačiu gyliu. Galimos dvi skirtingos noragėlių spaudimo į dirvą sistemos: pirma – hidraulinė, kai sėjos noragėlius galima spausti iki 70 kg jėga, antra – mechaninė, noragėlius spaudžiant iki 45 kg jėga. Atstumas tarp sėjos eilučių pasirinktinai gali būti 125 arba 167 mm.

Sėklų skirstytuvai. Lemken Solitair DT komplektuojama su keturiomis sėklų paskirstymo galvutėmis, esančiomis tiesiai virš sėjos sekcijų, jos užtikrina puikų sėklų paskirstymą į visas puses sėjant. Sistemoje pasirinktinai gali būti integruotas hidraulinis technologinių vėžių jungiklis. Dėl simetriško sėklavamzdžių paskirstymo dirbant technologinių vėžių režimu sėklų grąžinimas nereikalingas. Perjungiant į technologinių vėžių režimą sėjos norma sumažinama automatiškai. Skirstytuvo kasetes paprasta pakeisti, o tai leidžia greitai prisitaikyti prie įvairių technologinių vėžių sistemų, padidina sėjamosios darbo lankstumą. Keli skirstytuvai sudaro galimybę sėti skirtingo pločio juostas, nes galima dalį jų išjungti.

Skaitmeniniai sprendimai. Tinkamas skaitmeninių sprendimų panaudojimas užtikrina efektyvesnį darbą tiek lauke, tiek ir biure. Sėjamosios iQ valdymo koncepcija sukurta ISOBUS pagrindu. Atskirų sekcijų valdymo sistema Multi-Boom automatiškai perjungia reikalingą tręšimo ir sėjos darbinį plotį. Taip išvengiama persidengimo. Taip pat lygiagrečiai galima naudoti du įterpimo žemėlapius, todėl tiek sėklos, tiek ir trąšos gali būti įterpiamos tik ten, kur rezultatas geriausias. Sėjos ir tręšimo procesas valdomas per Lemken CCI-1200 terminalą arba bet kurį kitą universalų ISOBUS terminalą. Terminalo informacijos meniu leidžia naudoti įvairias gedimų diagnostikos parinktis. Gedimo atveju naujoji diagnostikos sistema nukreipia vairuotoją tiesiai į problemos šaltinį ir padeda ją pašalinti.

Ateities perspektyvos

Jeigu anksčiau buvo sunku įsivaizduoti, kad po laukus važinės nuotoliniu principu valdomi robotai ir automatizuotos žemės ūkio mašinų platformos, šiandien tai jau realybė. Daugelis žemės ūkio technikos gamintojų pasaulyje laiko garbės reikalu, kad kuo daugiau automatizuotų ir robotizuotų gamybos ir valdymo procesų būtų pritaikyta žemės ūkio mašinose. Kol kas Lietuvoje turime tik poros kompanijų robotus: jei FarmDroid saulės energija varomi robotai gali sėti ir atlikti pasėlių priežiūrą ekologiniuose ūkiuose, tai automatizuoti AgXeed gali atlikti ir sudėtingesnes technologines operacijas, pavyzdžiui, traukti žemės dirbimo mašinas, pjauti žolę ir atlikti kitus žolės tvarkymo darbus.

Tačiau ateityje stambesnių ūkių laukuose didesnę dalį visų mechanizuotų darbų galės nudirbti autonominiai traktoriai, robotai ir skraidantys dronai. Naujų technologijų ir naujų skaitmenizuotų inžinerinių principų diegimą spartina siekis efektyvinti gamybos procesus ir mažėjantis darbuotojų skaičius žemės ūkyje. O naujoms išmanioms žemės ūkio mašinoms valdyti ir prižiūrėti neišvengiamai reikės ir aukštos kvalifikacijos jaunosios kartos specialistų.

***

„Žemės ūkis 4.0“ – tai ketvirtoji žemės ūkio revoliucija, kurioje naudojamos skaitmeninės technologijos ir kuriamas pažangesnis, efektyvesnis ir ekologiškesnis žemės ūkio sektorius. Technologijos tobulinamos ieškant efektyvesnių žemės ūkio gamybos metodų ir siekiant didinti ūkininkavimo tvarumą. Tai apima visus žemės ūkio verslo ir žemdirbių kasdienių darbų procesus, įskaitant jų skaitmenizavimą ir automatizavimą, robotų, dirbtinio intelekto ir didelių duomenų valdymą. Naujų skaitmenizuotų technologijų pažanga daro didelę įtaką gamybai, nes techniniu požiūriu tai daro žemės ūkį tikslesnį. Ši duomenimis pagrįsta strategija leidžia efektyviau auginti ir prižiūrėti pasėlius, tikslingiau naudoti išteklius.

Visų žemės ūkio produktų gamybos procesų kasdienės technologinės operacijos sukuria didžiulius duomenų kiekius. Deja, didžioji dalis šios informacijos lieka nepanaudota. Todėl tie, kurie pirmieji panaudos sukauptą skaitmeninę informaciją, turės geresnes startines pozicijas siekiant efektyvesnio ir tvaresnio žemės ūkio.