Technologia zmienia rolnictwo [VIDEO]
Nawigacja satelitarna znana jest już od 30 lat - nie jest to więc nic nowego. W rolnictwie temat ten mocno zaczął być jednak wprowadzany dopiero na początku drugiej dekady XXI wieku. Dzisiaj, nowoczesne systemy telematyczne w większych gospodarstwach są już powszechne. W jakim kierunku idzie rolnictwo?
- Przed laty problemem nawigacji była dokładność. Kiedy wynosiła ona do 100 metrów, nie było możliwości wykorzystania jej w rolnictwie, ale również i w innych dziedzinach, takich jak: logistyka czy chociażby nawigacja samochodowa. Mniej więcej na przełomie XX i XXI wieku wycofano się z systematycznego zakłócania systemu GPS. Dzięki temu zyskał on na dokładności, która doszła do 20 metrów. To był przełom - mówi dr hab. inż Adam Ekielski - absolwent Wydziału Mechaniki Precyzyjnej (obecnie Mechatroniki) Politechniki Warszawskiej o specjalności automatyka przemysłowa i metrologia, a także współtwórca książki pt. "Systemy agrotroniczne" wydanej przez Polską Izbę Gospodarczą Maszyn i Urządzeń Rolniczych. To tak naprawdę wtedy, na początku obecnego wieku, rozpoczęło się wykorzystywanie nawigacji w rolnictwie. - W Polsce takie systemy pojawiły się w latach 2001-2002. Pierwsze nawigacje przyjeżdżały po prostu z pojazdami, które importowane były z Zachodu. Były one jednak stosunkowo mało popularne ze względu na cenę, która stanowiła nawet 15% ceny ciągnika - wspomina w rozmowie z nami Ekielski, który zaznacza także, że w rolnictwie początkowo problemem nawigacji była nie tylko dokładność. Dużą wagę trzeba zwrócić również na niezawodność. - Potrzebny był ogromny postęp systemów mechatronicznych, który spowodował, że nawigacja mogła przejść ze stanu stosunkowo niedużych obciążeń termicznych i mechanicznych, jakie są spotykane w samochodach osobowych, do naprawdę trudnych warunków polowych. Takie ulepszenie było kolejnym przełomem - mówi. W międzyczasie pojawiły się kolejne mutacje nawigacji, zwiększające jej dokładność. Tak naprawdę jednak ta innowacja rolnictwie to temat, który rozwinął się zdecydowanie w drugiej dekadzie bieżącego wieku. - Od 2010 roku zaczęto stosować nie tylko same nawigacje, ale system synergii, czyli system powiązania nawigacji z elementami wykonawczymi. I to jest kolejny przełom, bo prosta nawigacja to system pokazujący, czy mamy jechać w prawo, czy w lewo, a dopiero jego współgranie z elementami wykonawczymi, takimi jak: siewniki i ich sekcje dozujące, układ kierowniczy w kombajnie lub w ciągniku, czy układy w maszynach do zbioru sprawiły, że mogliśmy nazwać systemy nawigacji pełnoprawnym uczestnikiem procesów polowych - wyjaśnia Adam Ekielski.
Dzięki takiemu skokowi technologicznemu i możliwościom, jakie dała nawigacja, coraz większa grupa rolników zaczęła się do niej przekonywać. Pierwsze systemy montowane były w ciągnikach, w większych gospodarstwach, które mogły pozwolić sobie na takie inwestycje. Jednym z nich jest gospodarstwo rodziny Boruckich położone na Dolnym Śląsku, w miejscowości Warta Bolesławiecka, które odwiedziliśmy na początku sierpnia. - Z nawigacji korzystamy już od prawie 9 lat. Na początku nie chcieliśmy się na to zdecydować, ale przekonał nas jeden z przedstawicieli handlowych, który poprosił, abyśmy zmierzyli dokładnie ścieżki przejazdów maszyn rolniczych. Okazało się, że na każdym przejeździe było po 2, a nawet 3 metry nakładów - mówi Wojciech Balicki, kierownik gospodarstwa, które się na produkcji roślinnej. Obecnie na charakterystycznym, mocno pagórkowatym terenie Dolnego Śląska, państwo Boruccy uprawiają zboża, rzepak i ziemniaki na areale 1.700 ha. - Pierwsza nawigacja zwróciła nam się już po pierwszym sezonie, a później poszło już szybko. Pojawiły się 2 i 3 nadajnik, które domontowaliśmy do używanych już przez nas wcześniej traktorów. Kolejne traktory zamawialiśmy już z wbudowanymi systemami - wspomina Wojciech Balicki, który wyjaśnia, dlaczego wybór padł na markę John Deere. - Mamy nawigację John Deere-a, ponieważ mamy tutaj wykupoiony sygnał SF3. Ma on dokładność do 2 cm i nie ma z nim obecnie żadnych problemów. Jest u nas również nawigacja firmy Trimble, ale ona jest dokładana i zdarzają się zakłócenia sygnału - wyjaśnia kierownik gospodarstwa położonego w Warcie Bolesławieckiej.
Wróćmy jednak do podstaw i historii. Dla większości z nas nawigacja satelitarna jest równoznaczna z sygnałem GPS. Trzeba jednak wiedzieć, że GPS to po prostu nazwa handlowa. - To tak jak wszyscy mówią ksero, a urządzenie to po prostu kopiarka, która swoją potoczną nazwę zawdzięcza firmie Xerox. Tak samo jest z GPS-em. Jest to nazwa systemu opracowanego w Stanach Zjednoczonych i funkcjonującego od lat 70-tych. Właściwie nawigację powinniśmy nazywać systemem globalnego pozycjonowania satelitarnego - GNSS. Jeżeli mówimy o tym, to w grupie GNSS znajdziemy systemy: GPS, GLONASS i GALILEO - wyjaśnia dr hab. Adam Ekielski. Stąd można już płynnie przejść do dokładności nawigacji. Przede wszystkim zależy ona od samego użytkownika. Maksymalna dokładność, która jest obecnie stosowana, wynosi do około 1,5 cm. - Powszechnie uznawaną w warunkach agrarnych dokładnością jest błąd w granicach 2,5 cm - mówi Ekielski, który zwraca uwagę na to, że aby uzyskać tak mały błąd można, iść dwiema drogami. - Najwygodniejsze z punktu widzenia rolnika jest wykupienie poprawki referencyjnej w postaci abonamentu, bo nie wiąże się to z kolejnymi wydatkami. Kupujemy usługę i dostajemy sygnał korekcyjny. Można jednak też zakupić jednak stację referencyjną i samemu generować sygnał poprawki. Mało tego, można na tym zarabiać, udostępniając sygnał sąsiadom. Tutaj pojawiają się kolejne dwie opcje: możliwe jest korzystanie ze stacji przenośnej i pokrywanie terenu w odległości 2-5 km od niej, a możliwe jest także zamontowanie w gospodarstwie masztu i pokrywanie terenu 20 km wokół niego - opowiada Ekielski. Ekspert zwraca uwagę na to, jak potężny skok zaliczyła dokładność nawigacji - od 100 metrów do 1,5 cm. Czy jednak tak wysoka dokładność możliwa jest w każdych warunkach? - Niewielkie pagórki nie prowadzą do specjalnych błędów systemu pozycjonowania, ale jeżeli pola będą mocno pofalowane bądź w pobliżu terenów zalesionych, to może dojść do takiej sytuacji, że część satelitów będzie niewidoczna przez co systemy nawigacji mają wtedy problem z sygnałem - wyjaśnia specjalista.
Konsekwencją tego stanu rzeczy jest to, że większość firm zaczyna wprowadzać systemy nawigacji pracujące zarówno w systemie GPS, jak i GLONASS - czyli rosyjskim odpowiedniku amerykańskiego systemu. - Dlaczego tak się dzieje? Ano dlatego, że satelity systemu GLONASS położone są na wyższych szerokościach geograficznych. Wobec tego, w północnej Europie, jak również w północnych rejonach Polski, sygnał systemu GLONASS bywa w niektórych przypadkach lepiej dostępny niż sygnał GPS - tłumaczy współtwórca książki "Sytemy agrotroniczne". Będąc tutaj nie można pominąć systemu GALILEO. Jego przypadek różni się jednak mocno od systemów GPS i GALILEO, ponieważ GALILEO jest systemem typowo cywilnym, promowanym przez Unię Europejską, a systemy GPS i GLONASS to systemy wojskowe. - Który sektor ma największe możliwości? Właśnie system wojskowy. Dlatego też na system GALILEO najzwyczajniej w świecie zawsze brakuje pieniędzy. Według mojej wiedzy, obecnie tylko 6 lub 7 satelitów tego systemu jest aktywnych, a aby pokryć obszar ziemi należy stosować przynajmniej 20-25 satelitów - mówi dr Adam Ekielski.
Najbardziej popularne nawigacje wykorzystywane w rolnictwie można podzielić na dwie, a właściwie trzy grupy. Pierwszą z nich tworzą marki, które systemy nawigacji mają montowane bezpośrednio w fabryce, przez producenta. - Liderami na rynku są tutaj firmy John Deere i Claas. Chociaż trzeba zaznaczyć, że New Holland także ma swoje rozwiązania - mówi Ekielski. Drugą grupą są marki, które montują nawigacje w fabryce, ale korzystają z dostawców zewnętrznych - tak jest np. w przypadku Massey-a Fergusona. Trzecią grupą są całkowicie niezależne systemy, które można domontować do każdego ciągnika, każdej generacji, niezależnie od tego jakie rozwiązania są w nim zastosowane. W tym przypadku najpopularniejsze są systemy: Topcon i Trimble. - Najprostsze nawigacje, które można kupić na rynku od niezależnego dostawcy kosztują w granicach 4 tys. zł. Oczywiście, trzeba zdać sobie sprawę z tego, że coraz częściej pojawiają się również systemy sprowadzane z Chin, a ich cena waha się w granicach 2,5 tys. zł – mówi dr hab. Adam Ekielski. Jego zdaniem obecnie nawigacja w rolnictwie jest już powszechnie wykorzystywana. U rolników będących właścicielami dużych i średnich gospodarstw stała się praktycznie standardem. - Zdecydowana większość rolników posiadających areał powyżej 100 ha ma ciągniki wyposażone w systemy pozycjonowania. W gospodarstwach o wielkości od 20 do 100 ha jest to ogromna większość, a u mniejszych jest to zależne od profilu produkcji - mówi Adam Ekielski, który uważa, że w nawigację warto zainwestować w przypadku upraw zbożowych już od 20 ha. Inaczej jest jednak np. w przypadku upraw warzywnych. - Jeżeli rolnik nastawia się na automatyzację pracy, to już 5 ha wystarczy, żeby wykorzystać ten system optymalnie i żeby było to opłacalne. Trzeba też podkreślić, że nawigacja pozwala zaoszczędzić najwięcej na polach o nieregularnych kształtach. Według badań, które prowadziliśmy, można stwierdzić, że oszczędność środków ochrony roślin na takich użytkach dochodzi nawet do 30%, a jeśli chodzi o nawozy jest to nawet 10-15% - podaje Ekielski.
