In den letzten Jahren waren Hersteller von Bewässerungsgeräten damit beschäftigt, Sprinklersysteme neu zu erfinden, um mehr als „Arbeiter“ zu dienen und nicht nur eine effiziente Möglichkeit zur Bewässerung von Pflanzen zu bieten.
Von der Durchführung von Selbstdiagnosen über die Reduzierung von Ausfallzeiten und Reparaturen bis hin zur Überwachung der Pflanzen auf dem Feld soll die neue Generation von Bewässerungsgeräten Landwirten dabei helfen, ihre Wasserressourcen besser zu nutzen, Umweltziele zu erreichen, mit weniger Mitarbeitern zu arbeiten und die Ernteerträge zu verbessern. Beispielsweise verfolgen jetzt an Bord befindliche Center-Pivot-Kameras und Luftüberwachung den Insekten- und Krankheitsdruck in Echtzeit, während die Maschine durch Messungen der Stickstoffaufnahme auch die allgemeine Gesundheit der Pflanzen überwacht.
Und da diese Technologie weiterhin in neue Produkte integriert wird, verändert sich die Kunst und Wissenschaft der Bewässerungslandwirtschaft für immer. Progressive Farmer verfolgt die Bewässerungsbranche aufmerksam, seit 1956 in Nebraska das erste Center-Pivot-Rig installiert wurde, und jetzt, 66 Jahre später, zeigt diese Zusammenfassung der neuesten Angebote großer Bewässerungs-OEMs (Originalgerätehersteller) auf, wie weit die Technologie fortgeschritten ist fortgeschritten. (Siehe Teil 2 dieser Geschichte in der März-Ausgabe des Magazins.)
TALBEWÄSSERUNG
Valley Irrigation hat seine auf Luftbildern basierenden Valley Insights für die Vegetationsperiode 2021 um schwenkbar montierte, hochauflösende, kamerabasierte Sensoren erweitert, wodurch Zentralschwenksprinklersysteme vollständig in die Lage versetzt werden, Daten zur Pflanzengesundheit auf dem Feld und andere agronomische Erkennungen bereitzustellen Zapfen bewässern die Felder. Das neue System mit KI-gesteuerter (künstliche Intelligenz) Vor-Ort-Bildgebung heißt Plant Insights und verwandelt den zentralen Drehpunkt in eine Ernteüberwachungsmaschine.
Beide Systeme liefern Bilder an das KI-Zentrum des Unternehmens, die dort von einer Software für maschinelles Lernen verarbeitet werden, die potenzielle Krankheiten, Insektenprobleme und die allgemeine Pflanzengesundheit identifizieren kann. Die Ergebnisse der KI-Auswertung von Felddaten werden verwendet, um Warnungen an Landwirte zu generieren, die die Standorte potenzieller Probleme auf den Feldern lokalisieren.
Unternehmensvertreter sagen, dass die Pivot-Kameras hochwertige digitale Fotos mit ausreichender Auflösung liefern können, um bestimmte Insektenschädlinge und Hinweise auf Pflanzenkrankheiten zu identifizieren. KI-basierte Erkennungen ermöglichen das Auflaufen in der Frühsaison, die Erkennung von Beständen und Unkrautdruckberichte sowie Einblicke auf Blattebene, die die Pflanzengesundheit und die Stickstoffaufnahme messen.
Zu den weiteren Pivot-Technologien von Valley für das kommende Jahr gehören die integrierte Maschinendiagnoseüberwachung im Rahmen des Valley 365-Pivot-Steuerungsprogramms des Unternehmens; EnCompass, ein System zur gleichmäßigen Wasseranwendung für Eckmaschinen; und ein Hochgeschwindigkeits-Schwenksteuerungssystem, X-Tec HS, das einen Siebenfeldsprinkler für Pflanzenschutz oder Leichtwasseranwendungen in 90 Minuten in einem vollständigen Kreis bewegen kann. Die neue Technik von Valley ermöglicht es dem Pivot, nicht nur die Ernte im Auge zu behalten, sondern auch unterwegs seinen eigenen Zustand zu überwachen.
„Maschinendiagnose ist jetzt innerhalb von Valley 365 verfügbar“, sagte Troy Long, Vizepräsident für Hardwareprodukte in der Prospera-Division von Valley. „Für die Vegetationsperiode 2022 haben wir das 2017 eingeführte Icon-Panel um eine Maschinendiagnose über eine Touchscreen-Schnittstelle erweitert“, erklärte er. „Das Basissystem überwacht den Reifendruck und die Spurweitenausrichtung und nutzt Mobilfunktelemetrie, um Landwirte auf potenzielle Probleme aufmerksam zu machen und den Abschnitt des Drehpunkts zu lokalisieren, an dem der Sicherheits- oder Ausrichtungsfehler vorliegt.“
Die Spannweitenausrichtung ist ein wichtiges Diagnosetool, da sie Probleme mit der Turmgeschwindigkeit und -bewegung anzeigt, was Probleme mit dem Reifendruck, der Traktion oder dem Zustand des Antriebsstrangs bedeuten kann. „Dieses System kann erheblich Zeit sparen, indem es den Bediener über die genauen Fehlercodes informiert, die die Spanne auslösen“, erklärte Long. „Wenn in der Vergangenheit Reifen platt wurden, feststeckten oder Getriebe ausfielen, musste man zu Fuß oder mit dem Auto entlang der Maschine fahren, um den Ort des Problems zu ermitteln.“
Lange sagte, dass über das Programm zusätzliche Diagnosemöglichkeiten verfügbar seien, einschließlich der Hinzufügung von Wasserdruckwandlern entlang der Spannweite, um Druckabfälle zu messen. „Normalerweise platziert man einen Wandler am Drehpunkt und einen weiteren am Ende der Spannweite“, erklärte er. „Die Rückmeldung dieser Druckmessungen könnte es Landwirten ermöglichen, die Pumpen mit variabler Frequenz zu beschleunigen oder zu verlangsamen, um einen ausreichenden Durchfluss zu den Enddüsen sicherzustellen.“ Long sagte, das System funktioniere auch gut bei der Überwachung von Hochgeschwindigkeitsantriebsmotoren mit variabler Frequenz wie dem X-Tec von Valley und dem neu eingeführten X-Tech HS.
„EnCompass verwendet Echtzeit-GPS-Daten, um den Durchfluss jeder Düse basierend auf der genauen Position des Eckarms zu bestimmen“, erklärte Jerry Gerdes, leitender Produktmanager für Valley Irrigation.
„Das System misst, wie schnell sich der Arm bewegt, und da es den verfügbaren Durchfluss und die Feldposition jedes Ecksprinklers kennt, bestimmt es die Pulsfrequenz des Sprinklers, um die richtige Wassermenge abzugeben“, fügte er hinzu. „Außerdem funktioniert es in einer Vor- oder Nachlaufposition und umgeht Hindernisse. „Das EnCompass-System wird über proprietäre Schaltkreise gesteuert, während die Sprinklerventilhardware VRI iS (Variable Rate Irrigation Individual Sprinkler) von Valley verwendet wird, um die von der Ecke gelieferte Wassermenge zu steuern“, fügte Gerdes hinzu. EnCompass ist für Neuinstallationen und Nachrüstungen an jeder Valley-Eckmaschine verfügbar.
Bewässerungsbetreiber können zwischen einem Zwei-Wege-Steuerventil für Brunnenwasser und einem Drei-Wege-Ventil für Oberflächenwasser wählen, erklärte Gerdes. Um den Nutzen von Sprinklern mit zentralem Drehpunkt weiter zu verbessern, reagierte Valley im vergangenen Jahr auf die Bedürfnisse der Kartoffelbauern mit einem Hochgeschwindigkeits-Antriebssystem mit variabler Frequenz, das es ihnen ermöglicht, Blattpflanzenschutzmittel effizient und zeitnah auszubringen – und zwar mit einer Geschwindigkeit von 120 %. Hektarkreis in 90 Minuten.
„Dort müssen die Erzeuger alle acht bis zehn Tage Chemikalien ausbringen und wollten ihre Pivots nutzen, um Arbeits- und Feldzeit zu sparen, mussten aber in der Lage sein, ihre Produkte mit den angegebenen Wassermischungsraten und auf eine Weise auszubringen, dass das Produkt auf dem Blatt bleibt und die Anlage nicht bis zum Boden abspülen“, erklärte Aaron Caughey, leitender Produktmanager bei Valley.
— „X-Tec HS (Hochgeschwindigkeit) ist eine verbesserte Version des X-Tec VR-Motors von Valley Irrigation, der verspricht, landesweit Anwender zu finden“, sagte er. „Wie der X-Tec zuvor ist auch die Hochgeschwindigkeitsversion ein langlebiges System mit konstanter Bewegung, das wahrscheinlich bei Züchtern Anklang finden wird, die eine leichte, schnelle Bewässerung benötigen, um kleinsaatige Pflanzen zum Keimen zu bringen, oder die die Möglichkeit benötigen, ein Licht zu erzeugen.“ Bewässerung, um Winderosion auf leichten Böden zu verhindern“, erklärte er. „Wir haben bereits eine hochkarätige Maschine an einen Apfelproduzenten verkauft, der sie zum Frühlingsfrostschutz einsetzen möchte, wenn eine schnelle, leichte Vernebelung von Wasser erforderlich ist.“
Caughey sagte, der HS-Motor mit der größten Auswahl an Bewässerungsreifen könne fast 96 Fuß pro Minute bewegen, und bei einer Maschine mit sieben Feldern bedeute dies, dass ein vollständiger Kreis in 90 Minuten erreicht werde. Im Vergleich dazu dauert die Fahrt mit dem vorhandenen X-Tec-Motor etwa vier Stunden. Er sagte, das aktuelle System sei aufgrund von Drehmomentbeschränkungen in erster Linie für Felder mit einer Neigung von nicht mehr als 5 % ausgelegt.
„Wir bewegen den Sprinkler zehnmal schneller, verbrauchen aber nicht die zehnfache Pferdestärke, daher gibt es Drehmomentgrenzen beim Ziehen schwerer Lasten im hohen Gang“, erklärte er. „Der 10-PS-HS-Motor ist für eine Ausgangsdrehzahl von 10 U/min ausgelegt, im Vergleich zum Standard-X-Tec, der mit 3 U/min läuft und 343 PS entwickelt.“ Caughey sagte, in den ersten zwei Monaten nach ihrer Veröffentlichung im September 34 seien etwa 0.6 X-Tec HS-Maschinen verkauft worden.
LINDSAY CORP.
Die große Neuigkeit von Lindsay Corp. für 2022 ist eine umfassende Neugestaltung ihres aktuellen Fernsteuerungsprogramms FieldNET, um Benutzern einen intuitiveren Zugriff auf die wachsende Zahl von Center-Pivot-Funktionen zu ermöglichen, die sowohl zur Maschinengesundheit als auch zur Anlagengesundheit beitragen.
„Die Überarbeitung ist derzeit im Gange und wird den Erzeugern voraussichtlich kommerziell verfügbar sein, nachdem die Betatests in der Vegetationsperiode 2022 abgeschlossen sind“, sagte Reece Andrews, Produktmanager für FieldNET und Zimmatic Controls. Er sagte, die Neugestaltung sei eine kontinuierliche Verbesserung von FieldNET, das erstmals 2007 veröffentlicht wurde, um Bewässerungsbetreibern einen benutzerfreundlicheren Zugang zum heutigen wachsenden Portfolio an Pivot-Technologie zu ermöglichen.
Die neue FieldNET-Benutzeroberfläche sei auch der Ort, an dem Züchter Lindsays Smart Pivot zum Leben erwecken könnten, sagte Andrews. Der erstmals im November 2020 angekündigte Smart Pivot soll gesündere Pflanzen und nachhaltigere landwirtschaftliche Praktiken unterstützen und gleichzeitig betriebliche Ausfallzeiten reduzieren sowie den Landwirten Arbeitskosten und Zeit sparen.
„Unsere neue Smart-Pivot-Plattform bringt eine neue Produktgeneration hervor und wird die Art und Weise, wie Landwirte bewässern, im Laufe der Zeit verändern, da sich die Technologie mit neuen Sensoren und Funktionen weiterentwickelt“, sagte er. „Ausfallzeiten von Geräten sind in der Landwirtschaft ein kostspieliges Unterfangen, und Landwirte haben uns gefragt, ob FieldNET verwendet werden könnte, um ihnen eine Nachricht zu senden: ‚Welcher Turm ist abgeschaltet?‘ Wir wollen ihnen geben, was sie wollen“, fuhr er fort. „Außerdem möchten wir ihnen helfen, die Ursache des Problems zu identifizieren, sei es ein Komponentenfehler oder Feldbedingungen, und Smart Pivot wird dazu in der Lage sein.“
Andrews sagte, das Rückgrat des Smart Pivot sei ein System von Turmsensoren, das die Ausrichtungswinkel im Verhältnis zu anderen Türmen überwacht. „Anhand dieser Informationen kann ein maschinelles Lernsystem verwendet werden, um dem Kunden die gewünschten Informationen über den Ort eines möglichen Fehlers zu senden und ihm so wertvolle Zeit bei der Lokalisierung des Problems zu sparen“, erklärte er. „Eine schnellere Diagnose bedeutet weniger Zeit vor Ort, um die Maschine wieder in Betrieb zu nehmen. Dies alles trägt dazu bei, die Gesamtproduktivität zu steigern, insbesondere in Zeiten des Arbeitskräftemangels.“
Darüber hinaus könne das System laut Andrews dazu verwendet werden, die Stromaufnahme von Antriebsmotoren zu messen und so potenzielle Systemprobleme in Komponenten wie Getrieben zu erkennen, bevor diese ausfallen. „Außerdem sind wir in der Lage, Monitore an Schwenkreifen anzubringen, nicht nur um den Reifendruck zu messen, sondern die so voreingestellt werden können, dass die Maschine zur Reparatur zur nächsten Servicestraße zurückgebracht wird, bevor sie bei niedrigem Druck einen Reifen oder andere Komponenten zerstört. ”
Der Smart Pivot eröffnet außerdem einen effizienteren Zugang zu einer wachsenden Zahl von pflanzenbezogenen Sensoren, die zur Überwachung von Pflanzen- und Bodenbedingungen, Insekten- und Krankheitsausbrüchen sowie dem Goldstandard der Bewässerungseffizienz – der Bewässerungsplanung – zur Verfügung stehen. Lindsay brachte 2017 mit FieldNET Advisor das erste cloudbasierte, automatisierte Bewässerungsplanungstool der Branche auf den Markt. „Die potenziellen Wassereinsparungen auf einem einzelnen Feld mit FieldNET Advisor können sich auf Millionen Gallonen belaufen, sodass der Landwirt mehr für weniger bekommt, und das wollen wir.“ Dies muss bei allen unseren Erzeugern wiederholt werden, da eine effiziente Wassernutzung in der Landwirtschaft so wichtig ist“, sagte Andrews. „Die Verwendung von FieldNET Advisor erfordert eine Lernkurve, und die Neufassung zielt auch darauf ab, diese Kurve abzuflachen.“
Das Unternehmen hat außerdem kürzlich FieldNET mit WaterTrend veröffentlicht, eine neue Funktion innerhalb der FieldNET-Plattform, die die gleichen wissenschaftlichen Erkenntnisse und Daten nutzt, die in FieldNET Advisor einfließen, ohne dass den Abonnenten zusätzliche Kosten entstehen. „WaterTrend wurde kostenlos in das System integriert und bietet Entscheidungsinformationen zur Wasserplanung auf der Grundlage von Bodentypen, Pflanzenwachstumsmodellen, lokalen Wetter- und Niederschlagsdaten. Dies liefert eine Prognose für den Wasserverbrauch der nächsten sieben Tage“, erklärte Andrews. Darüber hinaus soll das neue Smart-Pivot-System die Einrichtung und Nutzung von FieldNET erleichtern, unabhängig davon, wie und wo Feldkarten und Ertragsinformationen generiert oder gespeichert werden.
„Ein Teil unseres Ziels besteht darin, den Zugriff unserer Kunden auf ihre Daten plattformübergreifend zu verbessern“, bemerkte Andrews. „Es gibt APIs (Application Programming Interfaces) zwischen FieldNET und den anderen vertrauenswürdigen Beratern unserer Kunden. Wenn also jemand beispielsweise das John Deere Operations Center nutzt, anstatt diese Informationen in FieldNET neu zu zeichnen, kann er die beiden Plattformen verbinden und so beides ermöglichen.“ um ihre Informationen automatisch zu nutzen“, erklärte er. „Wir versuchen, den Einsatz sehr komplexer Technik für unsere Landwirte so einfach wie möglich zu gestalten.“
REINKE BEWÄSSERUNG
In den letzten zwei Jahren hat Reinke Irrigation wichtige Schritte unternommen, um Bewässerungsbetreibern dabei zu helfen, Planungsentscheidungen zu verbessern und eine gleichmäßigere Wasserausbringung auf Feldern zu gewährleisten, bei denen Eckarme die Reichweite ihrer Mittelzapfen vergrößern.
Mark Gross betreibt 100 mit Reinke-Maschinen ausgestattete Kreise in der Nähe von Spokane, Washington, und baut Kartoffeln, Mais, Erbsen, Weizen, Gerste und Heu an. Er ist gerade dabei, viele seiner Eckarmgelenke auf das neue ESAC-System (elektronische Schwenkarmsteuerung) von Reinke umzurüsten, um eine GPS-gesteuerte Bewässerung mit variabler Rate in den Ecken zu ermöglichen. „Man kann den Unterschied in den Ernten in den Ecken während der Vegetationsperiode sehen“, erklärte er, nachdem er die Leistung von fünf ESAC-Einheiten auf seinem Betrieb während der Vegetationsperiode 2020–21 beobachtet hatte. „Es gibt keine gelben Streifen und ein viel gleichmäßigeres Grün in diesen Reihen.“
Gross sagte, es sei schon immer problematisch gewesen, die richtige Menge Wasser unter die Schwenkarme zu bringen, erklärte jedoch, dass er mit dem ESAC-Bewässerungssystem keine Über- oder Unterbewässerung der Eckreihen sehe. „Allein unter diesem Gesichtspunkt macht es Sinn, diese in unsere Maschinen zu übernehmen“, sagte er. Ken Goodall, Vertriebsleiter für Nordamerika bei Reinke, sagte, dass die ESAC-Technologie eines der wenigen verfügbaren Corner-Arm-Systeme sei, die sich für eine Wassereffizienz-Kostenbeteiligung im Rahmen des Environmental Quality Incentive Program der Farm Service Agency qualifizieren.
„ESAC bietet in seinem gesamten Anwendungsbereich mithilfe von GPS und drei an der Einheit montierten Antennen eine Genauigkeit im Subzentimeterbereich für eine präzise Steuerung sowohl vorwärts als auch rückwärts“, erklärte er. „Diese Führung, gepaart mit der Fähigkeit des Systems, einen gepulsten Wasserfluss zu jeder Düse auf der Spannweite bereitzustellen, ermöglicht die präzise Bewässerung von Ecken über 10 x 10 Fuß große Feldkarten.“ Goodall sagte, ESAC sei speziell darauf ausgelegt, durch alle Variablen eines beweglichen Schwenkarms, der an einer beweglichen Mitteldrehmaschine montiert ist, eine gleichmäßige Wasserverteilung zu gewährleisten. Dank seiner fortschrittlichen Technologie ist er außerdem in der Lage, eine Bewässerung nach Rezept vorzunehmen, um Bodentyp und Geländevariationen gerecht zu werden.
„Anhand der Feldkarten kann das Bewässerungssystem die größten und kleinsten Teile des Feldes finden und diese entsprechend bewässern“, fügte er hinzu. Zusätzlich zur Bordtechnologie von ESAC hat Reinke auch eine Partnerschaft mit CropX geschlossen, um dessen Bodenfeuchtigkeitsüberwachungstechnologie über das RC-10 Rain Cloud-Steuerungssystem in Reinke-Drehpunkte zu integrieren. „Durch die Möglichkeit, die Feuchtigkeitsverhältnisse auf Feldern mit unterschiedlichen Bodentypen online zu sehen, können Landwirte viel fundiertere Bewässerungsentscheidungen treffen“, erklärte Goodall.