360 Rain – инновационная система, автоматизирующая уход за плантациями

Компания 360 Yield Center в конце января запустила испытания платформы 360 Rain. Это передовой комплекс, способный в автономном режиме вносить воду и жидкие удобрения для пропашных культур.

Основатель и генеральный директор 360 Yield Center Грегг Саудер говорит, что в вопросах сельского хозяйства особенно важен контроль. Однако, продолжает он, получить контроль над всеми факторами, которые могут повлиять на урожайность, – непростая задача, но к ее решению нужно стремиться. И новая разработка Саудера и его компании призвана сделать контроль за состоянием плантаций не только более эффективным, но и менее хлопотным.

В основе комплекса 360 Rain лежит другая разработка 360 Yield Center – поливная система Y-Drops. За ее работу отвечает сложная электронная система управления, работающая в полностью автономном режиме. «Когда мы только начинали разрабатывать концепцию 360 Rain, мы уже понимали, что именно мы хотим от нее. Нам нужно было устройство, которое работало бы в поле от посева до сбора урожая, требуя нашего минимального участия. В то же время новое решение должно было обеспечивать и эффективный контроль», – говорит Саудер. Он признает, что ураганный ветер, град и другие погодные явления по-прежнему составляют серьезную проблему для аграрного сектора, однако управление частотой и интенсивностью полива вполне можно автоматизировать.

Задача, которую он взял на себя, состояла в том, чтобы найти систему, которая была бы практически полезна владельцам ферм и хозяйств любого масштаба. Правильно организованная система полива обеспечивает фермерам гораздо больше контроля, однако для обеспечения всех посадок достаточным количеством воды обычно требуется немало сил, ресурсов и времени. Поэтому 360 Yield Center решила найти способ упростить этот процесс.

Сущность новой концепции

Конструкционно и технологически поливная система, разработанная американскими техниками, достаточно проста. К посадкам вода доставляется по вертикальным полым штангам, которые соединяются с источником воды гибким шлангом. Он, в свою очередь, хранится на специальной катушке. Особенность системы в том, что вода подается она непосредственно под корень. Следовательно, одновременно обеспечивается и экономия воды, и более эффективное использование всего ее объема. Кроме того, по этому же шлангу можно подавать на плантацию удобрения и фунгициды. Главная же изюминка новой концепции – высокоточный центр управления. Используя уникальные алгоритмы, он определяет оптимальную схему работы и подает воду в оптимальном количестве именно тогда, когда это необходимо.

Предусмотрели в 360 Yield Center  и возможность расширения функционала своей новой разработки. К ней можно подключить различные инструменты наблюдения, в частности, камеры, которые в паре со специальным анализатором смогут выявлять симптомы болезней, следы поражения плантаций насекомыми.

Главная же изюминка концепции 360 Rain – это ее полностью автономная работа. Все оборудование базируется на 3-колесном шасси с электроприводом. И движение машины управляется автономно. То есть для ее работы не требуется оператор – его замещает интеллектуальная электронная система управления.

Во время ее движения по плантации шланг, намотанный на барабан, растягивается и укладывается в ряд максимально близко к прикорневой зоне растений. Дойдя до конца ряда, машина запускает полив или подачу удобрений из внешнего источника. После завершения программы она начинает двигаться к началу, попутно сматывая шланг на катушку.

Пока еще остается открытым вопрос с питанием системы. На данный момент предлагается подключение к электросети по длинному кабелю с автоматической размоткой. Однако более перспективным решением станет оснащение нового комплекса аккумуляторной батареей большой емкости либо солнечными панелями.

Практические испытания и их результаты

Как отмечают авторы проекта, реакция плантаций, на которых проводились испытания, была довольно бурной. В частности, на повторных испытаниях в 2020 году результаты тестов показали прирост урожайности на 65 бушелей с акра. Причем такого результата удалось добиться при подаче с помощью 360 Rain всего 4.5 дюймов воды за вегетационный период. В сравнении с неорошаемыми посадками прирост урожайности составил 32%.

Грегг Саудер отмечает, что эти 4.5 дюйма воды были внесены в почву за 12 проходов системы 360 Rain по тестовому полю. Следовательно, за 1 раз плантация получала примерно 1/3 дюйма – и это намного меньше, чем при большинстве других вариантов полива. Такое снижение расхода воды означает, что для работы новой системе не требуется скважина с мощным водяным давлением. В зависимости от габаритов поля машина расходует от 100 до 225 галлонов воды в минуту. При этом практически не имеет значения форма участка – автономный поливальщик Саудера эффективен и на полях неправильной формы, покрывая 100% их площади.

Тонкости обращения со шлангами

Система 360 Rain, в основе которой лежит принцип катушки для шланга, двигается по рядам посадок подобно челноку, постепенно проходя по всему участку. Ширина каждого прохода составляет 60 футов. Однако как ведет себя новая машина на полях со сложной геометрией, на которых от нее требуется достаточно высокая маневренность?

«Разматывая шланг, 360 Rain укладывает его с той же скоростью, с которой машина движется. Сматывается обратно он аналогичным образом», – объясняет Саудер. – «Когда наша новая машина поворачивает за углы, она со столь же высокой точностью распределяет шланг, учитывая изменение его направления. И специальная система контроля гарантирует, что разматываемый рукав не повредит посадки. В достижение такой хирургической точности было вложено немало времени и усилий. И это было интересно. Сложно, но интересно».

Концепция использования новинки, разработанная Саудером, выглядит следующим образом:

• как только сеялка покидает поле, на него заходит 360 Rain;

• система продолжает работать, пока не придет время уборки урожая;

• она сможет обеспечивать обработку посевов круглосуточно и без выходных, снабжая плантацию достаточным количеством воды и питательных веществ независимо от того, что дает природа.

К сельхозсезону 2021 году у Саудера будет уже несколько машин, работающих на 6 разных плантациях в центральном районе Иллинойса, недалеко от головного офиса 360 Yield Center. «Моя цель – создать к 2022 году 20 машин и запустить их бета-тестирование на нескольких локациях в разных штатах, а в 2023 году уже выпустить полноценную серийную версию», – говорит он.

Еще одна цель, поставленная до 2023 года – протестировать систему 360 Rain на 10 различных сельскохозяйственных культурах и в разных климатических условиях – от Флориды с ее способностью давать до 2 урожаев в год до непростого климата Среднего Запада и северных штатов.

«Я получаю удовольствие от своей работы, поскольку я таким способом меняю мир, улучшаю его», – говорит Грегг Саудер. – «Вода и удобрения всегда используются  аграриями, полив и подкормки – это непременные задачи при выращивании любых культур. Я же стремлюсь найти новые методы решения этих задач, которые будут не только более эффективными, но и более удобными. В конечном итоге это сможет превратить фермера из непосредственного работника в управленца, в подчинении которого будут находиться высокотехнологичные решения».