Under de senaste åren har tillverkare av bevattningsutrustning varit upptagna med att återuppfinna sprinklersystem för att fungera mer som "hyrda händer" än bara ett effektivt sätt att vattna grödor.
Från att köra självdiagnostik för att minska stilleståndstider och reparationer till att övervaka grödor på fältet, den nya generationen av bevattningsutrustning är designad för att hjälpa odlare att bättre utnyttja sina vattenresurser, uppfylla miljömål, arbeta med färre anställda och förbättra skördeavkastningen. Till exempel håller inbyggda center-pivot-kameror och flygövervakning nu reda på insekts- och sjukdomstryck i realtid samtidigt som maskinen också övervakar grödans övergripande hälsa genom mätningar av kväveupptag.
Och eftersom denna teknik fortsatte att integreras i nya produkter, förändras konsten och vetenskapen kring konstbevattnade jordbruk för alltid. Progressive Farmer har följt bevattningsindustrin noga sedan den första pivotriggen installerades i Nebraska 1956, och nu, 66 år senare, katalogiserar denna sammanfattning av de senaste erbjudandena från stora bevattningstillverkare (tillverkare av originalutrustning) hur långt tekniken har utvecklats. (Se del 2 av denna berättelse i marsnumret av tidningen.)
DALSVATTNING
Valley Irrigation lade till pivotmonterade högupplösta kamerabaserade sensorer till sina flygbildsbaserade Valley Insights för odlingssäsongen 2021, vilket fullt ut möjliggör center-pivot sprinklersystem att tillhandahålla data om växthälsa i fält och andra agronomiska upptäckter som pivoter vattna fälten. Det nya systemet med AI-driven (artificiell intelligens) bildbehandling på plats kallas Plant Insights och förvandlar mitttappen till en maskin för grödaövervakning.
Båda systemen tillhandahåller bilder till företagets AI-center för att bearbetas genom maskininlärningsprogram som kan identifiera potentiella sjukdomar, insektsproblem och övergripande växthälsa. Resultaten av AI-utvärderingen av fältdata används för att generera varningar till odlare som pekar ut fältplatser för potentiella problem.
Företagstjänstemän säger att de pivotbaserade kamerorna kan ge digitala fotobilder av hög kvalitet med tillräcklig upplösning för att identifiera specifika skadeinsekter och bevis på växtsjukdomar. AI-baserade detektioner ger tidig säsongsuppkomst, detektering av stand-count och ogrästrycksrapporter, såväl som insikter på lövnivå som mäter växthälsa och kväveupptag.
Ytterligare pivotteknologi från Valley för det kommande året inkluderar övervakning av maskindiagnostik ombord inom företagets Valley 365 pivot-kontrollprogram; EnCompass, ett system för enhetlig vattenapplikation för hörnmaskiner; och ett höghastighets pivot-kontrollsystem, X-Tec HS, som kan flytta en sjuspans sprinkler i en hel cirkel på 90 minuter för växtskydd eller lätta vattentillämpningar. Förutom att hålla ett öga på grödan, gör ny teknik från Valley att pivoten kan övervaka sitt eget tillstånd på språng.
— Maskindiagnostik är nu tillgängligt inom Valley 365, säger Troy Long, vice vd för hårdvaruprodukter i Valleys Prospera-division. "För odlingssäsongen 2022 har vi uppgraderat ikonpanelen som introducerades 2017 för att inkludera maskindiagnostik genom ett pekskärmsgränssnitt," förklarade han. "Det grundläggande systemet övervakar däcktrycket och spaninriktningen och använder cellulär telemetri för att varna odlare om potentiella problem och lokalisera sektionen av pivoten för säkerhets- eller inriktningsfelet."
Spännviddsjustering är ett viktigt diagnostiskt verktyg eftersom det indikerar problem med tornets hastighet och rörelse, vilket kan innebära problem med däckpumpning, dragkraft eller drivlinans kondition. "Det här systemet kan spara avsevärd tid genom att varna operatören om de exakta intervall som utlöser felkoder," förklarade Long. "Tidigare, när däcken gick ur, fastnade eller växellådorna gick sönder, innebar det att gå eller köra längs med maskinen för att fastställa platsen för problemet."
Long nämnda ytterligare diagnostik är tillgänglig genom programmet, inklusive tillägg av vattentrycksgivare längs spännet för att mäta tryckfall. "Vanligtvis skulle en placera en givare vid pivoten och en annan mot slutet av spann," förklarade han. "Återkoppling från dessa tryckmätningar kan göra det möjligt för odlare som använder pumpar med variabel frekvens att snabba upp eller sakta ner för att säkerställa tillräckligt flöde till ändmunstyckena." Long sa att systemet också fungerar bra och övervakar höghastighetsdrivmotorer med variabel frekvens som Valleys X-Tec och den nyligen släppta X-Tech HS.
— EnCompass använder GPS-data i realtid för att bestämma varje munstyckes flöde baserat på den exakta positionen för hörnarmen, förklarade Jerry Gerdes, senior produktchef för Valley Irrigation.
"Systemet mäter hur snabbt armen rör sig, och genom att känna till varje hörnsprinklers tillgängliga flöde och fältposition bestämmer det sprinklerns pulsfrekvens för att leverera rätt mängd vatten," tillade han. "Den fungerar också i en ledande eller släpande position och fungerar runt hinder. "EnCompass-systemet styrs genom egenutvecklade kretsar samtidigt som Valleys VRI iS (Variable Rate Irrigation Individual Sprinkler) sprinklerventilhårdvara används för att kontrollera mängden vatten som levereras av hörnet," tillade Gerdes. EnCompass är tillgängligt för nyinstallationer och eftermontering på valfri Valley corner-maskin.
Bevattningsmaskiner kan välja en tvåvägskontrollventil för brunnsvatten eller en trevägsventil för ytvatten, förklarade Gerdes. För att ytterligare förbättra användbarheten av sprinkler med central pivot, svarade Valley det senaste året på behoven hos potatisodlare med ett höghastighetsdrivsystem med variabel frekvens som gör det möjligt för dem att effektivt applicera lövväxtskyddsmedel i tid – hela 120- tunnland cirkel på 90 minuter.
"Odlare där måste applicera kemikalier var åttonde till var tionde dag och ville använda sina pivoter för att spara arbetskraft och fälttid, men behövde kunna applicera sina produkter med märkvattenblandningshastigheter och på ett sätt för att hålla produkten på bladet och inte skölja ner anläggningen till marken”, förklarade Aaron Caughey, senior produktchef i Valley.
— "X-Tec HS (höghastighet) är en uppgraderad version av Valley Irrigations X-Tec VR-motor som lovar att hitta användare över hela landet", sa han. "Liksom X-Tec före den, är höghastighetsversionen ett hållbart system med konstant rörelse som troligen kommer att finna nåd hos odlare som behöver lätt, snabb vattning för att gro småfröiga grödor eller de som behöver förmågan att göra ett ljus vattning för att förhindra vinderosion på lätta jordar”, förklarade han. "Vi har redan sålt en högprofilerad maskin till en äppelproducent som vill använda den för vårfrostskydd där en snabb lätt imma av vatten behövs."
Caughey sa att HS-motorn med det största utbudet av bevattningsdäck kan röra sig nästan 96 fot per minut och på en maskin med sju spann vilket innebär en hel cirkel på 90 minuter. Det kan jämföras med cirka fyra timmars resa för den befintliga X-Tec-motorn. Han sa att det nuvarande systemet främst är utformat för fält med högst 5 % lutning på grund av vridmomentbegränsningar.
"Vi flyttar sprinklern 10 gånger snabbare, men vi använder inte 10 gånger hästkrafterna, så det finns vridmomentgränser förknippade med att dra tunga laster på hög växel," förklarade han. "Den 3 hästkrafter HS-motorn är designad för att arbeta med en utgående hastighet på 343 rpm jämfört med standard X-Tec, som går på 34 rpm och utvecklar 0.6 hästkrafter." Caughey sa att cirka 80 X-Tec HS-maskiner hade sålts under de första två månaderna efter lanseringen i september 2021.
LINDSAY CORP.
Den stora nyheten från Lindsay Corp. för 2022 är en stor omdesign av dess nuvarande fjärrstyrningsprogram FieldNET, för att ge användarna mer intuitiv tillgång till det växande antalet centerpivotfunktioner som bidrar till både maskinhälsa och växthälsa.
"Översynen pågår nu och kommer troligen att vara tillgänglig kommersiellt för odlare efter att beta-tester har slutförts under odlingssäsongen 2022", säger Reece Andrews, produktchef för FieldNET och Zimmatic Controls. Han sa att omdesignen är en kontinuerlig förbättring av FieldNET, som först släpptes 2007, för att ge irrigatorer mer användarvänlig tillgång till dagens växande portfölj av pivotteknologi.
Det nya FieldNET-användargränssnittet är också där odlarna kommer att börja se Lindsays smarta pivot komma till liv, sa Andrews. Den smarta pivoten, som först tillkännagavs i november 2020, är utformad för att stödja hälsosammare grödor och mer hållbara jordbruksmetoder, samtidigt som den minskar driftstopp och sparar odlarnas arbetskostnader och tid.
"Vår nya smart-pivot-plattform föder en ny generation av produkter och kommer att förändra sättet som odlare bevattnar över tid när tekniken utvecklas med nya sensorer och funktioner," sa han. "Stopptid för utrustning är ett dyrt förslag när du driver jordbruk, och odlare har frågat oss om FieldNET kan användas för att skicka dem ett meddelande om "vilket torn har stängts av?" Vi vill ge dem vad de vill ha”, fortsatte han. "Vi vill också hjälpa dem att identifiera vad som orsakade problemet, oavsett om det var komponentfel eller fältförhållanden, och smart pivot kommer att kunna göra det."
Andrews sa att ryggraden i den smarta pivoten är ett system av tornsensorer som övervakar inriktningsvinklar i förhållande till andra torn. "Med hjälp av den informationen kan ett maskininlärningssystem användas för att skicka kunden den information de vill ha om platsen för ett eventuellt fel, vilket sparar värdefull tid för att lokalisera problemet," förklarade han. ”Snabbare diagnos innebär mindre tid på fältet för att få maskinen i drift igen. Allt är en del av att öka den totala produktiviteten, särskilt i tider av brist på arbetskraft.”
Dessutom sa Andrews att systemet skulle kunna användas för att mäta strömstyrka för drivmotorer, vilket rödflaggar potentiella systemproblem i komponenter som växellådor innan de misslyckas. ”Vi kan också lägga till monitorer för att svänga däck, inte bara för att mäta däcktrycket utan som kan förinställas för att returnera maskinen till närmaste serviceväg för reparation innan den förstör ett däck eller andra komponenter vid låga tryck. ”
Den smarta pivoten öppnar också effektivare tillgång till ett växande antal grödrelaterade sensorer tillgängliga för att övervaka grödor och markförhållanden, insekts- och sjukdomsutbrott och guldstandarden för bevattningseffektivitet – bevattningsschemaläggning. Lindsay lanserade branschens första molnbaserade, automatiserade schemaläggningsverktyg för bevattning, FieldNET Advisor, 2017. "De potentiella vattenbesparingarna på ett enda fält med hjälp av FieldNET Advisor kan uppgå till miljontals gallon, vilket ger odlaren mer för mindre, och vi vill att det att replikeras med alla våra odlare, eftersom effektiv vattenanvändning inom jordbruket är så avgörande, säger Andrews. "Det finns en inlärningskurva för att använda FieldNET Advisor, och omskrivningen syftar också till att platta till den kurvan."
Företaget släppte också nyligen FieldNET med WaterTrend, en ny funktion inom FieldNET-plattformen som använder samma vetenskap och data som går in i FieldNET Advisor utan extra kostnad för prenumeranter. "WaterTrend har inkluderats gratis i systemet och ger beslutsfattande information om vattenschemaläggning baserat på jordtyper, modellering av grödor, lokalt väder och nederbördsdata. Detta ger en nästa sju dagars prognos för vattenanvändning för skörden”, förklarade Andrews. Dessutom designas det nya smart-pivot-systemet för att göra det enklare att installera och använda FieldNET, oavsett hur eller var fältkartor och avkastningsinformation genereras eller lagras.
"En del av vårt mål är att förbättra våra kunders tillgång till deras data över plattformar," noterade Andrews. "API (application programming interfaces) finns på plats mellan FieldNET och våra kunders andra betrodda rådgivare, så om någon använder till exempel John Deere Operations Center istället för att rita om den informationen till FieldNET, kan de koppla ihop de två plattformarna, vilket gör att både att automatiskt använda deras information”, förklarade han. "Vi försöker göra användningen av mycket komplex teknik så enkel som möjligt för våra odlare att använda."
REINKE BEVATTNING
Under de senaste två åren har Reinke Irrigation tagit stora steg för att hjälpa bevattningsmaskiner att förbättra schemaläggningsbeslut och tillhandahålla mer enhetlig vattentillförsel på fält där hörnarmarna utökar räckvidden för sina centrumtappar.
Mark Gross driver 100 cirklar utrustade med Reinke-maskiner nära Spokane, Washington, och odlar potatis, majs, ärtor, vete, korn och hö. Han håller på att konvertera många av sina hörnarmsvängningar till Reinkes nya ESAC-system (elektronisk svängarmskontroll) för att ge GPS-styrd bevattning med variabel hastighet i hörnen. "Du kan se skillnaden i grödorna i hörnen under växtsäsongen," förklarade han efter att ha sett prestandan för fem ESAC-enheter på sin gård under växtsäsongen 2020-21. "Det finns inga gula ränder och en mycket mer enhetlig grön i de raderna."
Gross sa att det alltid har varit problematiskt att applicera rätt mängd vatten under svängarmarna, men förklarade att med ESAC bevattningssystem ser han ingen över- eller undervattning av hörnrader. "Bara ur den synvinkeln är det vettigt att använda dessa i våra maskiner," sa han. Ken Goodall, Reinkes försäljningsdirektör i Nordamerika, sa att ESAC-tekniken är ett av de enda hörnarmssystem som är tillgängliga för att kvalificera sig för kostnadsandelar för vatteneffektivitet under Farm Service Agencys Environmental Quality Incentive Program.
"ESAC ger subcentimeternoggrannhet över sitt applikationsområde med hjälp av GPS och tre enhetsmonterade antenner för exakt kontroll både framåt och bakåt", förklarade han. "Denna vägledning, tillsammans med systemets förmåga att ge pulserande vattenflöde till varje munstycke på spännvidden, gör det möjligt att vattna hörn exakt över fältkartan 10 x 10 fots rutnät." Goodall sa att ESAC är utformad specifikt för att ge vattenlikformighet genom alla variabler för en rörlig svängarm monterad på en rörlig centerpivotmaskin. Dess avancerade teknologi gör den också kapabel att vattna på recept för att möta jordtyp och terrängvariationer.
"Baserat på fältkartorna kan bevattningssystemet hitta de enskilt största och enstaka minsta delarna av fältet och vattna dem därefter," tillade han. Förutom ESAC:s inbyggda teknologi, har Reinke också samarbetat med CropX för att införliva dess markfuktighetsövervakningsteknik i Reinke pivoter genom styrsystemet RC-10 Rain Cloud. "Genom att kunna se fuktförhållandena i fält med olika jordtyper online, kan odlare fatta mycket mer välutbildade vattningsbeslut," förklarade Goodall.