Оценка внесения частиц в условиях многопроходного перекрытия с помощью центробежных разбрасывателей удобрений с переменной нормой внесения для точного земледелия

Современные требования к охране окружающей среды и экономическая эффективность сельского хозяйства способствуют развитию технологий внесения удобрений с переменной нормой (VRF). Эти технологии позволяют точно регулировать количество удобрений, вносимых на поля, что в свою очередь способствует более эффективному использованию ресурсов и снижению негативного воздействия на окружающую среду.

Проблема неравномерности распределения удобрений

Несмотря на преимущества, такие как простота конструкции, низкая стоимость и высокая эффективность, центробежные разбрасыватели удобрений сталкиваются с проблемой неравномерного распределения удобрений. Это является ключевым фактором, ограничивающим их широкое применение. Для повышения равномерности распределения и точности работы необходимо изучить характеристики распределения частиц и законы их изменения при использовании центробежных разбрасывателей VRF с многопроходным перекрывающимся распределением.

Исследование и тестирование

В данном исследовании была разработана и протестирована работа центробежного разбрасывателя VRF, основанная на информации о росте риса и пшеницы в режиме реального времени. Для оценки равномерности распределения использовались специальные лотки для сбора урожая, соответствующие стандартам ISO 5690 и ASAE S341.2.

Методика тестирования

1. Подготовка лотков: Лотки были установлены на поле для сбора удобрений, которые распределялись разбрасывателем.
2. Измерение норм внесения: Разные нормы внесения удобрений (225, 300 и 375 кг/га) были протестированы для оценки их влияния на равномерность распределения.
3. Расчет коэффициента вариации (CV): Масса удобрений в стандартных лотках была взвешена для определения коэффициента вариации, который служит показателем равномерности распределения.

Результаты тестирования показали следующие данные:

- Эффективная ширина захвата:
- 21,05 м при норме внесения 225 кг/га
- 22,58 м при норме 300 кг/га
- 23,67 м при норме 375 кг/га

- Фактические нормы внесения: Фактические нормы, полученные при многопроходном перекрывающемся разбрасывании, в целом оказались выше целевых норм.

- Разброс частиц:
- 11,51% для 225 кг/га
- 9,25% для 300 кг/га
- 11,28% для 375 кг/га

- Средняя разница между фактическим и целевым внесением: Средняя разница составила 4,54%, что указывает на высокую точность работы разбрасывателя.

- Среднее отклонение распределения частиц: Это значение составило 11,94%, что соответствует требованиям к поперечному распределению частиц для центробежных разбрасывателей удобрений.

Заключение и значение исследования

Результаты данного исследования предоставляют теоретическую основу для технических инноваций и разработки центробежных разбрасывателей VRF. Они демонстрируют, что с помощью многопроходного перекрывающегося разбрасывания можно достигнуть высокой равномерности распределения удобрений, что имеет важное практическое и социальное значение.

Применение таких технологий в точном земледелии может способствовать:

- Снижению расходов на удобрения: Более точное внесение позволяет избежать избыточного использования удобрений и, следовательно, снизить затраты.
- Улучшению экологической ситуации: Снижение количества удобрений, попадающих в окружающую среду, уменьшает негативное воздействие на экосистему.
- Повышению урожайности: Оптимизация внесения удобрений может привести к улучшению роста культур и увеличению урожайности.

Таким образом, результаты исследования подчеркивают необходимость дальнейшего изучения и внедрения технологий VRF в сельское хозяйство для достижения устойчивого и эффективного производства.


Исследование: Artificial Intelligence in Agriculture