Po glebie do sukcesu

SoilDetect dla kultywatorów AMAZONE tworzy szczegółowe, małoobszarowe mapy pól

W ramach wspólnego projektu badawczego Soil4Climate wspieranego przez BMLEH firma AMAZONE wraz z partnerami Field-Expert GmbH, exatrek GmbH, Szkołą Wyższą w Osnabrück, JKI oraz stowarzyszonymi gospodarstwami Westrup-Koch i Brunotte prowadzi badania nad systemem pomiaru przewodności gleby w trakcie uprawy. Projekt ten został zainicjowany przez gospodarstwo testowe Lukas und Dr. Joachim Brunotte, jest wspierany przez BMLEH i został z powodzeniem przetestowany w dwóch lokalizacjach w północnych Niemczech.

Obecnie inteligentne maszyny uprawowe potrafią zbierać w trakcie uprawy dane z czujników, które można wykorzystywać do planowania pracy, regulacji w czasie rzeczywistym lub analizy powykonawczej w celu dostosowania takich parametrów, jak głębokość robocza, prędkość robocza, poślizg czy ochrona przed przeciążeniem. Część zebranych danych może posłużyć także do tworzenia map lub wykonywania dalszych czynności. Obecnie istnieje niewiele systemów, które są w stanie zarejestrować rodzaj gleby i jej stan podczas uprawy gleby, aby określić potencjał plonów. Jednakże każdy, kto pragnie w prosty sposób zbadać rodzaj i stan swojej gleby oraz zoptymalizować prace i wykorzystanie zasobów na podstawie uzyskanych danych, znajdzie w systemie SoilDetect idealne narzędzie.

Układ multisensorowy podstawą systemu SoilDetect

System AutoTill (nowość na targach Agritechnica 2023) wyposażony jest w czujniki kluczowych elementów i procesów kultywatora. Oprócz czujników kultywatora, dane dostarcza również ciągnik – m.in. prędkość jazdy, zużycie paliwa, poślizg czy siła uciągu. Są one rejestrowane i udostępniane przez partnera projektu – exatrek GmbH. Wymiana danych / komunikacja między ciągnikiem a urządzeniem odbywa się przez interfejs ISOBUS. Dzięki AutoTill gromadzenie, analiza i wykorzystanie danych skoncentrowane jest bezpośrednio na procesie roboczym. Podczas uprawy gleby za pomocą kultywatora można ponadto rejestrować i gromadzić jeszcze więcej danych, które mogą wspierać i optymalizować kolejne etapy pracy. Dzięki temu system AutoTill stanowi podstawę sensoryczną dla SoilDetect, w którym na pierwszym planie znajduje się przede wszystkim geoelektryczny pomiar przewodności gleby podczas pracy. Metoda geoelektryczna została opracowana przez partnera projektu, firmę Field-Expert GmbH. Analizę danych metodami AI prowadzi partner projektu, Szkoła Wyższa w Osnabrück.

Pomiar geoelektryczny odbywa się podczas uprawy gleby i nie wymaga dodatkowych zasobów. Generowanie mapy gleby w wysokiej rozdzielczości odbywa się automatycznie za pomocą systemu eksperckiego wspieranego przez sztuczną inteligencję. Znacznie zmniejsza to nakład pracy związany z generowaniem, co stanowi decydującą zaletę w porównaniu z obecnymi metodami.

W systemie SoilDetect poszczególne czujniki AutoTill, takie jak czujnik głębokości roboczej, czujnik ochrony przed przeciążeniami i czujnik położenia, są połączone z geoelektrycznym pomiarem przewodności gleby. W tym celu w glebę przez zęby robocze wprowadzany jest prąd. Wykorzystywana jest konfiguracja czteropunktowa. W tym celu stosuje się 2 pary elektrod.

• 1 para elektrod wprowadza stały prąd (I)
• 1 para elektrod służy do pomiaru napięcia (U)

Prąd pomiarowy (I) jest stały. Mierzone jest napięcie pomiarowe (U). Zmiany napięcia oznaczają zmiany przewodności gleby.

Celem tych pomiarów przeprowadzanych podczas uprawy przez SoilDetect jest stworzenie bazy danych, z której przy pomocy sztucznej inteligencji zostanie wygenerowana mapa gleby o wysokiej rozdzielczości. Mapa ta umożliwia rolnikom – na całym świecie – optymalizację produkcji roślinnej na podstawie gospodarki na poziomie części pola. Części pola z potencjałem plonowania – wyznaczone na podstawie wartości pomiarowych z kultywatora AutoTill, wartości przewodności połączonych z danymi satelitarnymi udostępnionymi przez partnera projektu JKI (NDVI) – umożliwiają optymalizację nawożenia na podstawie plonowania i gospodarki na poziomie części pola.

Po przygotowaniu danych pomiarowych i zastosowaniu Krigingu (interpolacji wartości przewodności) powstają interpolowane wartości przewodności elektrycznej (wartości EC), które są klasyfikowane metodą Jenksa.

W kolejnym etapie procesu następuje fuzja danych z interpolowanych wartości przewodności, danych satelitarnych i danych szacunkowych gleby z odpowiednich urzędów krajowych.

Dzięki tej fuzji powstaje produkt końcowy systemu SoilDetect, czyli mapa gleby dla poszczególnych części pola.

Mapa umożliwia optymalizację pH, nawożenia, wysiewu, a także ewentualnie dostosowaną uprawę na poziomie części pola. Gospodarka na poziomie części pola ma pozytywny wpływ na przepływy substancji, wspiera celowe wykorzystanie zasobów i ewentualnie redukuje zużycie zasobów na gruntach rolnych. System pozwala na zdecentralizowane zastosowanie we wszystkich regionach rolniczych świata.

SoilDetect można zintegrować z każdym kultywatorem, pod warunkiem, że posiada on wyposażenie ISOBUS.

Inteligentne połączenie i integracja maszyn z opartą na chmurze platformą danych AmaConnect otwierają nowe możliwości. W ten sposób powstaje podstawa dla inteligentnych funkcji skoncentrowanych na wspomaganiu decyzji, automatyzacji, monitorowaniu procesów lub zapewnieniu jakości.

Nie jest wymagana wiedza ekspercka, aby zbierać dane i przesyłać je przez AmaConnect do specjalistów na całym świecie w celu wygenerowania map potencjału plonowania. Dane w czasie rzeczywistym, czujniki i cyfrowe systemy asystujące zapewniają większą przejrzystość i efektywność pracy.

Rolnik otrzymuje w wyniku tych danych wysokorozdzielczą mapę gleby jako podstawę do rolnictwa precyzyjnego na poziomie części pola, z celem aplikacji zasobów zgodnie z potrzebami i w sposób ukierunkowany. W ten sposób urządzenia AMAZONE stają się cyfrowymi partnerami w rozwiązywaniu przyszłych wyzwań gospodarstw.

Następne procesy, które wpływają na warunki wzrostu i dostępność wody, mogą być zoptymalizowane dzięki SoilDetect.

• SoilDetect to system do pomiaru przewodności gleby podczas przejazdu w trakcie uprawy
• SoilDetect łączy czujniki AutoTill i geoelektryczny pomiar 4-punktowy poprzez zęby kultywatora w celu określenia przewodności gleby
• Wysokiej rozdzielczości mapa gleby powstaje z fuzji danych z czujników, zdjęć satelitarnych (NDVI) i szacunków glebowych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji
• Opracowane mapy gleby umożliwiają gospodarowanie zmienne przy efektywnym wykorzystaniu środków produkcji
• SoilDetect służy ponadto do optymalizacji procesów następujących po tym etapie, takich jak poprawa warunków wzrostu i dostępności wody
• Dzięki SoilDetect maszyny AMAZONE stają się inteligentnymi partnerami w gospodarstwie