Фермерство контролируемого трафика

Сельское хозяйство с контролируемым движением ( CTF ) — это инструмент управления, который используется для уменьшения ущерба почвам, вызванного тяжелыми или повторяющимися проездами сельскохозяйственной техники по земле. Этот ущерб и его негативные последствия хорошо задокументированы и включают повышенное потребление топлива , плохие посевные грядки , ^[1] снижение урожайности сельскохозяйственных культур и плохое функционирование почвы с точки зрения инфильтрации воды, дренажа и парниковых газов смягчения последствий выбросов из- за уплотнения почвы . ^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]^[7]^[8]

Фермерство с контролируемым движением представляет собой систему, которая ограничивает нагрузку всей техники на минимально возможной площади постоянных полос движения . Современные системы ведения сельского хозяйства позволяют машинам беспорядочно перемещаться по земле, уплотняя около 75% площади за один сезон и всю площадь ко второму сезону. Почвы восстанавливаются не быстро, на это уходит несколько лет (например, >5 лет, особенно в почвах без свойств набухания-усадки). ^[9]^[10]^[11] С другой стороны, правильная система CTF может сократить отслеживание всего до 15%, и это всегда в одном и том же месте. CTF — это инструмент; он не включает в себя предписания по обработке почвы, хотя большинство производителей, применяющих CTF, практически не используют или вообще не используют его, поскольку структуру почвы не нужно восстанавливать. Постоянные полосы движения обычно параллельны друг другу, и это наиболее эффективный способ достижения CTF, но это определение не исключает отслеживания под углом. Постоянные полосы движения могут быть обрезаны или не обрезаны в зависимости от широкого спектра переменных и местных ограничений.

Достижение контролируемого фарма трафика

Фермерство контролируемого трафика может быть достигнуто в любом масштабе, но чтобы свести отслеживаемые площади к минимуму, существуют три требования:

Соответствовать ширине орудия так, чтобы соседние проходы находились в одном и том же месте для всех машин, работающих в поле.
Чтобы соответствовать ширине колеи (расстоянию между центрами колес на одной оси ) всей полевой техники.
Чтобы машины находились в одном и том же месте из года в год.

Согласование ширины навесного оборудования — это случай перспективного планирования или обеспечения того, чтобы, если что-то не соответствует сейчас, его заменят. Кроме того, чем шире орудия, тем меньше будет отслеживаемая площадь. Фермеры часто обнаруживают, что могут использовать более широкие машины, потому что без повреждения почвы их легче тянуть, а в случае культиваторов , скорее всего, им не нужно работать так глубоко.

Подбор ширины колеи является более сложной задачей, поскольку зерноуборочные комбайны часто имеют колею длиной 3 м и более, а соответствие этой колеи сделает все машины очень широкими и зачастую непрактичными для повседневного использования. Адаптация к гусеницам комбайна хорошо работает в Австралии, где участки часто находятся в отдаленных районах, где достаточно места, а передвижение по дорогам может быть не слишком обширным. В других частях мира, включая большую часть Европы, были найдены альтернативы. Возможно, это не так эффективно с точки зрения минимизации отслеживаемой площади, но достижение менее 20% по-прежнему вполне осуществимо.

В системах выращивания овощей с регулируемым движением транспорта ширина колеи варьируется от 1,83 м (имперский стандарт 72 дюйма) до индивидуальных систем, возможно, 3,2 м и более. Автомобильные перевозки с использованием этих широких систем могут быть затруднены, но их использование в Нидерландах и Дании растет, и производители соглашаются с ограничениями из-за преимуществ, которые дают эти системы.

Удерживать машины точно на одном месте проще всего с помощью спутниковой системы наведения, основанной на корректирующем сигнале RTK и автоматическом рулевом управлении. Только система RTK может гарантировать удержание транспортных средств на одном и том же месте из года в год, а также обеспечивает высочайшую точность прохода за проходом — около ± 2 см. Системы наведения имеют много других преимуществ, и как только такая система будет принята, естественным прогрессом станет переход к сельскому хозяйству с контролируемым движением.

К общим преимуществам системы управления относится значительно уменьшенное перекрытие между проходами машин, особенно широких культиваторов, которые могут перекрываться примерно на 10%. Хотя сеялки и сеялки используют физические маркеры для согласования одного прохода с другим, совокупные ошибки могут быть большими, а необрезанные колеи, создаваемые этими машинами (технологические колеи) для применения химикатов, часто могут иметь перекрытие в 5%. Последствия этого значительны, поскольку технологические колеи используются для всех химических процессов. Перекрытие в 5% приведет к потере эквивалента в виде все более дорогих материалов, а из-за передозировки повредит урожай и может привести к дополнительным стокам и диффузному загрязнению.

Преимущества

Основные преимущества:

повышение урожайности сельскохозяйственных культур, особенно в сезоны с экстремально засушливыми или влажными сезонами.
более низкие затраты на выращивание сельскохозяйственных культур, что:
- сократить расход топлива
- снизить потребность в мощности, что означает, что меньшие тракторы будут выполнять ту же работу
- улучшить своевременность операций
улучшение почвы здоровья и функционирования , что:
- улучшает пористость почвы, что означает больше места для воды и воздуха;
- улучшает инфильтрацию воды, что снижает вероятность эрозии почвы и увеличивает доступность воды для сельскохозяйственных культур;
- улучшает дренаж, что позволяет избежать заболачивания и потенциальных выбросов закиси азота и метана , а также окисления метана. ^[12]
- улучшает укоренение сельскохозяйственных культур и эффективность поглощения питательных веществ, что приводит к уменьшению отходов и потенциальному загрязнению окружающей среды . ^[13]^[14]
улучшает доступ к полю, особенно при высокой влажности почвы. Полевые операции часто необходимы в условиях, далеких от идеальных, и их проведение может привести к значительному ущербу. Фермерство с контролируемым движением обеспечивает более прочную основу для этих операций (постоянные пути) и ограничивает ущерб узким полосам.

Недостатки

В поле требуется больше дисциплины, что может увеличить время в пути при уборке больших объемов материала, например сахарной свеклы или картофеля.

Первоначальные инвестиции в технологии и инфраструктуру CTF могут быть высокими.

Для реализации CTF требуется специальное оборудование, такое как GPS-контроль, технологии точного земледелия и машины, адаптированные для работы на транспортных маршрутах.

Переход к CTF может потребовать изменения привычек и методов работы фермеров и рабочих. Образование и подготовка кадров, ориентированные на новые методы и технологии, являются ключом к успешной реализации.

Будущее

Хотя выращивание контролируемого трафика все еще находится в зачаточном состоянии с точки зрения внедрения (частично потому, что технология спутникового наведения все еще относительно нова), существует лучшее инженерное решение, которое сократит отслеживаемые площади до менее чем 10%. Это не новая концепция: ее впервые предложил Александр Халкетт в 1850-х годах. ^[15] и Дэвид Даулер в 1970-х годах, ^[16] но концепция широкополосного автомобиля становится все более привлекательной из-за других преимуществ, которые она дает. ^[17]

Концепция подробно описана на широкой странице Европы по сельскому хозяйству с контролируемым трафиком. ^[18] и достигает малой площади гусениц за счет использования одной и той же колеи колес на соседних проходах. Система также снижает зависимость от спутниковых технологий , поскольку колея направляющего колеса для следующего прохода устанавливается автоматически. Поскольку навесное оборудование в основном находится в пределах колеи колес, операции по ширине, например, вспашка или уборка корнеплодов, вполне осуществимы, тогда как с существующими тракторными системами это невозможно.

Ссылки

^ «Точное земледелие – Уплотнение почвы и контролируемое движение транспорта» . Архивировано из оригинала 24 июля 2010 г. Проверено 19 марта 2010 г.
^ Соан, Б.Д.; Диксон, Дж.В.; Кэмпбелл, ди-джей (1982). «Уплотнение сельскохозяйственными машинами: обзор. III. Частота уплотнения и борьба с ним в растениеводстве». Исследования почвы и обработки почвы . 2 (2): 3–36. Бибкод : 1982STilR...2....3S . дои : 10.1016/0167-1987(82)90030-7 .
^ Канараш, А.; Колибас, Дж.; Колибас, М.; Хоробяну, И.; Патру, В.; Симота, Х.; Трандафиреску, Т. (1984). «Влияние уплотнения почвы колесным движением на физические свойства почвы и урожайность кукурузы в Румынии». Исследования почвы и обработки почвы (4): 199–213. дои : 10.1016/0167-1987(84)90048-5 .
^ Таллберг, Дж. Н. (2000). «Влияние колесного движения на тягу при обработке почвы». Журнал сельскохозяйственных инженерных исследований . 75 (4): 375–382. дои : 10.1006/jaer.1999.0516 .
^ Таллберг, Дж. Н.; Зибарт, П.Дж.; Ли, Ю. (2001). «Влияние обработки почвы и движения транспорта на сток». Австралийский журнал почвенных исследований . 39 (2): 249–257. дои : 10.1071/SR00019 .
^ Джонс, RJA; Спур, Г.; Томассон, Эй Джей (2003). «Уязвимость недр Европы к уплотнению: предварительный анализ». Исследования почвы и обработки почвы . 73 (1–2): 131–143. Бибкод : 2003STilR..73..131J . дои : 10.1016/S0167-1987(03)00106-5 . HDL : 1826/3360 .
^ Хамза, Массачусетс; Андерсон, В.К. (2005). «Уплотнение почвы в системах земледелия. Обзор природы, причин и возможных решений». Исследования почвы и обработки почвы . 82 (2): 121–145. Бибкод : 2005STilR..82..121H . дои : 10.1016/j.still.2004.08.009 .
^ Хоканссон, И. (2005). «Техническое уплотнение пахотных почв. Распространенность – последствия – меры противодействия». Отчеты Отдела управления почвенными ресурсами (109). Уппсала: Департамент почвенных наук. ISSN 0348-0976 .
^ Рэдфорд, Би Джей; Юл, DF; МакГарри, Д.; Плейфорд, К. (декабрь 2007 г.). «Улучшение уплотнения почвы при использовании Vertisol без обработки почвы в полузасушливых субтропиках может занять 5 лет». Исследования почвы и обработки почвы . 97 (2): 249–255. Бибкод : 2007STilR..97..249R . дои : 10.1016/j.still.2006.01.005 .
^ Макхью, AD; Таллберг, Дж. Н.; Фриберн, DM (июнь 2009 г.). «Земледелие с контролируемым движением восстанавливает структуру почвы». Исследования почвы и обработки почвы . 104 (1): 164–172. Бибкод : 2009СТилР.104..164М . дои : 10.1016/j.still.2008.10.010 .
^ «Потенциал контролируемого земледелия для смягчения выбросов парниковых газов и повышения секвестрации углерода на пахотных землях: критический обзор». Сделки ASABE : 707–731. 22 июня 2015 г. doi : 10.13031/trans.58.11049 .
^ Болл, Британская Колумбия; Паркер, JP; Скотт, А. (1999). «Влияние обработки почвы и остатков на условия посевов и потоки закиси азота при контролируемом движении в Шотландии. 2. Закись азота, состояние азота в почве и погода». Исследования почвы и обработки почвы . 52 (3–4): 191–201. дои : 10.1016/s0167-1987(99)00081-1 .
^ Волковски, Р.П. (1990). «Связь между уплотнением почвы, вызванным движением колес, наличием питательных веществ и ростом сельскохозяйственных культур: обзор». Журнал производственного сельского хозяйства . 3 (4): 460–469. дои : 10.2134/jpa1990.0460 .
^ Волковски, Р.П. (1991). «Реакция роста кукурузы на внесение калия на трех уплотненных почвах». Исследования почвы и обработки почвы . 21 (3–4): 287–298. Бибкод : 1991STilR..21..287W . дои : 10.1016/0167-1987(91)90026-Т .
^ Халкетт, Пенсильвания (1858 г.). «О направляющем сельском хозяйстве: это система, позволяющая выполнять все операции на ферме с помощью пара». Журнал Общества искусств (7): 41–53.
^ Чамен, ДАП; Даулер, Д.; Лиде, PR; Лонгстафф, диджей (1994). «Проектирование, эксплуатация и производительность портальной системы: опыт выращивания пахотных культур». Журнал сельскохозяйственных инженерных исследований . 59 (59): 45–60. дои : 10.1006/jaer.1994.1063 .
^ Чамен, ДАП; Уоттс, штат Вирджиния; Лиде, PR; Лонгстафф, диджей (1992). «Оценка широкопролетной машины (портальной) и реакции почвы и культур на ее использование в режиме нулевого движения». Исследования почвы и обработки почвы (24): 359–380. дои : 10.1016/0167-1987(92)90119-В .
^ «Обширная страница CTF Europe» . Архивировано из оригинала 26 мая 2010 г. Проверено 19 марта 2010 г.

Внешние ссылки

Австралийская ассоциация фермеров с контролируемым движением транспорта (ACTFA)

[1] «Точное земледелие – Уплотнение почвы и контролируемое движение транспорта» . Архивировано из оригинала 24 июля 2010 г. Проверено 19 марта 2010 г.

[2] Соан, Б.Д.; Диксон, Дж.В.; Кэмпбелл, ди-джей (1982). «Уплотнение сельскохозяйственными машинами: обзор. III. Частота уплотнения и борьба с ним в растениеводстве». Исследования почвы и обработки почвы . 2 (2): 3–36. Бибкод : 1982STilR...2....3S . дои : 10.1016/0167-1987(82)90030-7 .

[3] Канараш, А.; Колибас, Дж.; Колибас, М.; Хоробяну, И.; Патру, В.; Симота, Х.; Трандафиреску, Т. (1984). «Влияние уплотнения почвы колесным движением на физические свойства почвы и урожайность кукурузы в Румынии». Исследования почвы и обработки почвы (4): 199–213. дои : 10.1016/0167-1987(84)90048-5 .

[4] Таллберг, Дж. Н. (2000). «Влияние колесного движения на тягу при обработке почвы». Журнал сельскохозяйственных инженерных исследований . 75 (4): 375–382. дои : 10.1006/jaer.1999.0516 .

[5] Таллберг, Дж. Н.; Зибарт, П.Дж.; Ли, Ю. (2001). «Влияние обработки почвы и движения транспорта на сток». Австралийский журнал почвенных исследований . 39 (2): 249–257. дои : 10.1071/SR00019 .

[6] Джонс, RJA; Спур, Г.; Томассон, Эй Джей (2003). «Уязвимость недр Европы к уплотнению: предварительный анализ». Исследования почвы и обработки почвы . 73 (1–2): 131–143. Бибкод : 2003STilR..73..131J . дои : 10.1016/S0167-1987(03)00106-5 . HDL : 1826/3360 .

[7] Хамза, Массачусетс; Андерсон, В.К. (2005). «Уплотнение почвы в системах земледелия. Обзор природы, причин и возможных решений». Исследования почвы и обработки почвы . 82 (2): 121–145. Бибкод : 2005STilR..82..121H . дои : 10.1016/j.still.2004.08.009 .

[8] Хоканссон, И. (2005). «Техническое уплотнение пахотных почв. Распространенность – последствия – меры противодействия». Отчеты Отдела управления почвенными ресурсами (109). Уппсала: Департамент почвенных наук. ISSN 0348-0976 .

[9] Рэдфорд, Би Джей; Юл, DF; МакГарри, Д.; Плейфорд, К. (декабрь 2007 г.). «Улучшение уплотнения почвы при использовании Vertisol без обработки почвы в полузасушливых субтропиках может занять 5 лет». Исследования почвы и обработки почвы . 97 (2): 249–255. Бибкод : 2007STilR..97..249R . дои : 10.1016/j.still.2006.01.005 .

[10] Макхью, AD; Таллберг, Дж. Н.; Фриберн, DM (июнь 2009 г.). «Земледелие с контролируемым движением восстанавливает структуру почвы». Исследования почвы и обработки почвы . 104 (1): 164–172. Бибкод : 2009СТилР.104..164М . дои : 10.1016/j.still.2008.10.010 .

[11] «Потенциал контролируемого земледелия для смягчения выбросов парниковых газов и повышения секвестрации углерода на пахотных землях: критический обзор». Сделки ASABE : 707–731. 22 июня 2015 г. doi : 10.13031/trans.58.11049 .

[12] Болл, Британская Колумбия; Паркер, JP; Скотт, А. (1999). «Влияние обработки почвы и остатков на условия посевов и потоки закиси азота при контролируемом движении в Шотландии. 2. Закись азота, состояние азота в почве и погода». Исследования почвы и обработки почвы . 52 (3–4): 191–201. дои : 10.1016/s0167-1987(99)00081-1 .

[13] Волковски, Р.П. (1990). «Связь между уплотнением почвы, вызванным движением колес, наличием питательных веществ и ростом сельскохозяйственных культур: обзор». Журнал производственного сельского хозяйства . 3 (4): 460–469. дои : 10.2134/jpa1990.0460 .

[14] Волковски, Р.П. (1991). «Реакция роста кукурузы на внесение калия на трех уплотненных почвах». Исследования почвы и обработки почвы . 21 (3–4): 287–298. Бибкод : 1991STilR..21..287W . дои : 10.1016/0167-1987(91)90026-Т .

[15] Халкетт, Пенсильвания (1858 г.). «О направляющем сельском хозяйстве: это система, позволяющая выполнять все операции на ферме с помощью пара». Журнал Общества искусств (7): 41–53.

[16] Чамен, ДАП; Даулер, Д.; Лиде, PR; Лонгстафф, диджей (1994). «Проектирование, эксплуатация и производительность портальной системы: опыт выращивания пахотных культур». Журнал сельскохозяйственных инженерных исследований . 59 (59): 45–60. дои : 10.1006/jaer.1994.1063 .

[17] Чамен, ДАП; Уоттс, штат Вирджиния; Лиде, PR; Лонгстафф, диджей (1992). «Оценка широкопролетной машины (портальной) и реакции почвы и культур на ее использование в режиме нулевого движения». Исследования почвы и обработки почвы (24): 359–380. дои : 10.1016/0167-1987(92)90119-В .

[18] «Обширная страница CTF Europe» . Архивировано из оригинала 26 мая 2010 г. Проверено 19 марта 2010 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]