Спецвозможности
Техника и оборудование

Инструментарий современного агрария

13.01.2022
1382
Инструментарий современного агрария фото, иллюстрация

Для достижения запланированных показателей урожайности, уменьшение влияния климатических факторов при выращивании сельскохозяйственных культур, получения достоверной и своевременной информации о параметрах почвы, а также выращиваемых культурах, аграрию необходим портативный инструментарий, предоставляющий ряд ключевых показателей за короткое время и с приемлемой точностью.

 

Классический метод лабораторного исследования не всегда доступен, поскольку содержать многопрофильную лабораторию с десятками единиц оборудования, персоналом, поставкой расходных материалов финансово могут только крупные холдинги. Плюс отбор проб, логистика по доставке образцов – все это отнимает временный ресурс, которого всегда не хватает. К тому же часто возникает ситуация, когда, например, образцы для лабораторного исследования отобраны с нарушением методики, не с того участка, нарушены условия транспортировки, что привело к отклонению измеряемой от начальных показателей, то придется дополнительно тратить часы, а то и дни (если расстояния в лабораторию составляют десятки километров, а анализы продолжаются часами – и это происходит не в разгар сезона).

Не следует забывать и о финансовом аспекте, если заказывать исследования в лаборатории на платной основе. Если удастся сэкономить время и проводить анализ непосредственно на месте, человеко-часы можно направить на выполнение основных бизнес-процессов.

На сегодняшний день для фермеров и небольших агропроизводителей разработан ряд приборов с автономным питанием, предоставляющих важную информацию, объединив которые, можно видеть комплексную картину для выявления негативных тенденций и реагирования на них, принятия как оперативных мер, так и накопить статистику на следующий сезон и даже разработать мероприятия на годы вперед.

Принцип действия всех переносных агрономических приборов основан на косвенном методе измерения, когда интересующая величина (влажность, температура, плотность, концентрация и т. д.), превращается в электрическую величину с помощью того или иного метода (измерение сопротивления, давления, емкости, светового потока и т. п.).

Эти инструменты удобны еще и тем, что в самое короткое время только один человек с минимальной подготовкой может собрать данные с нескольких гектаров. В день можно провести десятки измерений в контрольных точках и при необходимости вернутся еще раз в любую из них.

 

Влажность почвы

Вимірювання вологості ґрунту

Это один из важнейших параметров, влияющих на питание растений, доставку растворенных макро- и микроэлементов, необходимых для нормальной жизнедеятельности. Резистивный метод измерения основан на законе Ома, когда разность потенциалов от источника напряжения подается на выбранный участок почвы, цепь замыкается и, в зависимости от влажности, меняется проводимость. Схема переводит аналоговую величину в цифру и отображает значение на экране.

Существуют разновидности влагомеров как со встроенным в корпус датчиком, так и с присоединяемым с помощью проводов. Вторые поудобнее. Во-первых, как бы ни изменялись условия (глубина погружения щупа, блики от солнца, мешающие фиксировать показатели), сам измерительный блок с дисплеем всегда перед глазами, поскольку совмещен с датчиком через гибкий кабель. Во-вторых, не нужно прилагать усилия к корпусу самого прибора, а давление при погружении в почву осуществляется только на измерительный электрод, что положительно сказывается на надежности и сроке службы всего прибора.

Щуповые влагомеры почвы удобны тем, что позволяют получать данные из разной глубины. Для лабораторного анализа влажности почвы пришлось бы специальным пробоотборником брать образцы из разных глубин, маркировать их, помещать в герметичную тару, вести в лабораторию и ждать. С влагомером задача упрощается. Достаточно погрузить зонд (щуп) на разные глубины.
 
Но делать это нужно осторожно, щуп необходимо опускать плавно, чтобы не повредить его от удара о камень и другие жесткие включения, ведь не всегда известно, что «спрятано» в месте, куда погружается электрод. Все чаще щупы для влагомеров грунта многофункциональны и оснащены термометром для одновременного измерения температуры. Также есть приборы, которые имеют набор калибровок для измерения влажности других материалов, например песка, строительных смесей, сыпучих материалов.

 

Використання електронних пенетрометрів є одним із кращих варіантів для швидкого вимірювання щільності ґрунтуСОВРЕМЕННЫЕ ПЕНЕТРОМЕТРЫ ИМЕЮТ РЯД ЦИФРОВЫХ НОВАЦИЙ:

запись данных на карту памяти/передача он-лайн;
 
коммуникация со средствами компьютерной техники;
 
фиксация географических координат места измерения с помощью GPS-приемника;
 
цветной экран;
 
построение графика изменения плотности в зависимости от глубины измерения.

 

Плотность почвы

В зависимости от сезона, климатических условий, вида обработки почвы сельхозтехникой, типа почвы (песчаные, глинистые, торфяные, чернозем, супесчаные), изменяется и такой параметр, как плотность почвы. Этот показатель оказывает непосредственное влияние на доступ влаги и воздуха к корням растений. Под тяжелыми колесами машины уменьшается количество воздушных промежутков. В комплексе эти факторы негативно влияют на развитие растений и в конечном счете – на урожайность. От плотности почвы зависит эффективность орошения и внесения удобрений.

Одним из лучших вариантов для быстрого измерения плотности почвы является использование электронных пенетрометров. Чувствительным элементом датчика плотности является щуп-наконечник, воспринимающий давление, увеличивающееся с глубиной измерения. Результат выдается в единицах давления (кг/см2) и позволяет оценить условия для роста растений и дать важный прогноз о благоприятных, удовлетворительных или неудовлетворительных условиях выращивания.

 

Портативный датчик азота (измеритель хлорофила)

Портативний прилад для вимірювання вмісту азоту (вимірювання хлорофілу)

Показатель степени зелености растений или содержания хлорофилла косвенно свидетельствует о здоровье растений, позволяет определить необходимость внесения минеральных удобрений или наоборот ограничить питание растений. Для измерения содержания хлорофилла применяется специальный цифровой N-тестер. Чувствительный прибор позволяет устранить субъективность при оценке зрелости растений и выявить неблагоприятные тенденции задолго до проявления видимых признаков минерального голодания.
 
Метод измерения основан на разнице оптической плотности и не связан с разрушением растительных клеток и оболочек. Соответственно, можно проводить мониторинг конкретного листа во время всего цикла развития растения, анализируя показатели через заданные промежутки времени.

Результат выходит с лабораторной точностью. Достаточно поместить зеленый лист в мягкий зажим измерительной головки. Чтобы выборка была репрезентативной, необходимо проделать несколько измерений. При этом удобно, что в памяти устройства хранятся данные результатов последних 30 тестов.

По показателям N-тестера можно составить график подкормки растений, а также спрогнозировать урожайность. Для понижения погрешности, чтоб числа отражали реальное состояние растений на исследуемом участке, важно правильно сделать выборку тестируемых растений, расположенных на равных промежутках друг от друга.

 

Тестирование показателей почвы на PH и содержание других компонентов

Тестові смужки для вимірювання PH ґрунту та інших компонентів

Кислотность почвы напрямую определяет качество жизни растений. Многие деревья, кустарники, плодово-ягодные культуры могут не дать запланированных показателей урожайности или просто не приживутся, если уровень рH будет для них неподходящим.
 
Показатель кислотности также влияет на содержание витаминов, микроэлементов и белков в кормовых травах и, как следствие, на питательную ценность сена, сенажа или силоса, используемых в кормлении КРС. Лабораторные рH-метры довольно сложные, требуют квалифицированного персонала для калибровки и обслуживания, впрочем, есть и портативные рH-метры, которые достаточно погрузить в почву и получить результаты, отображаемые на специальной шкале.

Также можно использовать набор тест-полосок. Это недорогие индикаторы, в основе работы которых положен принцип изменения цвета под действием разного рода реагентов. Кроме рH можно определять содержание азота, фосфора, калия и других элементов.

 

Влажность зерновых

Сельскохозяйственная отрасль зависит от природных явлений (прежде всего это засуха или, наоборот, длительные дожди). В частности, качество зерновых, сроки их хранения и цена реализации в значительной степени определяются влажностью. От влажности зависят время уборки урожая, дополнительные энергетические затраты на сушку и вентилирование, что в конечном счете отражается на себестоимости. Без периодического контроля влажности зерна возможно появление очагов самосогревания и даже самовозгорания, что может привести к потере всей партии продукции и повреждению основных фондов. Поэтому неудивительно, что именно влагомеры зерна являются одними из наиболее распространенных ручных лабораторных инструментов, наиболее часто встречающихся на производстве.
 
Содержание лаборатории по анализу качества зерна для фермера – дорогое дело. Потребуются серьезные инвестиции в оборудование (включая сушильный шкаф, весы, дополнительный инструментарий для анализа), подбор и обучение персонала, постоянные затраты на расходные материалы. Плюс зарплата, налоги и многолетний срок окупаемости.
 
Линейка влагомеров зерна от датского производителя SUPERTECH позволяет получить значение влажности без длительной подготовки проб и транспортировки, всего после нескольких нажатий на кнопки. Достаточно засыпать пробу зерна в измерительную емкость, выбрать калибровку для определенной культуры (например, пшеница, кукуруза или горох) и получить результат на дисплее влагомера сразу в процентах, с точностью до десятых. Есть модели без размола (SUPERPOINT, FARMPOINT) и с ручным измельчением (SUPERPRO, FARMPRO).
 
Все приборы настроены на заводе на 16 наиболее популярных и коммерчески востребованных на мировых рынках культур. При этом дополнительной ценностью таких влагомеров является возможность ввода корректировок, если результат отличается от эталонного, полученного по данным сушильного шкафа и лабораторных весов. Это позволяет достичь точности в пределах 0,25–0,5% в зависимости от модификации, а еще принять оперативные решения в работе (например, вывести в поле комбайны) с минимальными затратами времени и ресурсов.
 

Содержание белка

Белок — один из ключевых показателей, наряду с влажностью, что влияет на цену партии зерновых, бобовых культур, хлебопекарные и пищевые качества хлебобулочных, макаронных изделий, муки, а также комбикормов. Анализ на белок открывает возможность определять, куда направлять зерно – на продажу, хранение (в зависимости от ценовых тенденций на рынках), или, если показатель низкий, отдать на корм скоту. Также белок играет важнейшую роль в производстве солода для пива.

Лабораторный анализ методом Кельдаля длится несколько часов, к тому же при высоких температурах и с использованием агрессивных реактивов. Но есть альтернатива, если изучить образцы зерна на белок с помощью портативного анализатора, например модели Grainsense. Пара минут – и итоговое значение будет показано на дисплее.
 
Методика основана на инфракрасной спектроскопии. Обычно, ИК-анализаторы относят к стационарным приборам, а в Grainsense удалось реализовать тот же метод, но в портативном исполнении. А значит, на батарейках и независимо от розетки.

Комплексный анализ может производиться в зернохранилищах, на поле или мельнице. Учитывая современный тренд по диджитализации измерительных приборов, данные загружаются в облачное хранилище с учетом координат мест, где производятся замеры. Это открывает широкие возможности для дальнейшей аналитики в разрезе каждого поля. К примеру, по результатам текущего года, определить на какие участки нужно внести больше азотных удобрений.

 

Рефрактометр

Рефрактометр

Определить содержание растворенных солей, сахара и других компонентов во фруктовых соках можно в лабораторных условиях, требующих набора реактивов, посуды и оборудования, или воспользоваться экспресс-методом с помощью такого простого в использовании оптического инструмента, как рефрактометр, имеющего ряд преимуществ.
 
Это одно из немногих устройств, вообще не требующее электрического питания. Все, что необходимо для измерений, – это дневной или от искусственных источников свет.
 
Принцип действия основан на явлении преломления лучей или рефракции. Поток света, проходя через тончайшую пленку раствора на призме, изменяет направление отклоняясь и в зависимости от угла преломления линия, которая визуально наблюдается через монокль, останавливается на шкале (например, для сахара это шкала BRIX в %).
 
Кроме фруктов и соков, рефрактометры активно используются и в других отраслях сельского хозяйства:
 
в животноводческой отрасли при приемке молока приемщики всегда имеют с собой специальные молочные рефрактометры, измеряющие сухой остаток;
 
производители вина и пива контролируют рефрактометром алкоголь на содержание спирта;
 
на пасеке пригодится рефрактометр для меда с двумя шкалами, одновременно показывающий сахаристость и влажность меда.
 
Перед выбором одного или нескольких приборов следует определиться с набором измеряемых показателей, сравнить цены, ознакомиться с историей того или иного бренда-производителя, узнать условия гарантийного и послегарантийного обслуживания. И, конечно, использовать приборы согласно инструкции. Точных вам измерений!
 

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕФРАКТОМЕТРА

1. Малое количество пробы для анализа. Буквально несколько капель.

2. Результат появляется мгновенно.
 
3. Практически все рефрактометры имеют опцию калибровки, чтобы выставить нулевое значение. Для этого нужна калибровочная жидкость (в зависимости от разновидности прибора это может быть дистиллированная вода или масло).
 
4. Срок службы при соблюдении условий эксплуатации исчисляется годами.

 

Сергей Гончаров,

специально для журнала «Пропозиція»

журнал «Пропозиція», №1, 2021 г.

Интервью
доцент Львівського національного аграрного університету, канд. с.-г. наук Ігор Дидів (ліворуч) і співвласник компанії "Тетра-Агро" Сергій Прокопенко (праворуч)
Доцент кафедры садоводства и овощеводства Львовского национального аграрного университета, кандидат сельскохозяйственных наук рассказал сайту «Пропозиція» о новых исследованиях и их результатах.                     - Сейчас пора летних... Подробнее
Осенью 2018-го гипермаркет «Ашан Украина» запускает проект «Фермерские товары» - на полках магазинов будут продаваться продукты, поставленные напрямую украинскими фермерами. О том, как будут выбирать

1
0