فوائد استخدام معدات الرش التي تستخدمها أجهزة التصويب بواسطة النظام العالمي لتحديد المواقع من أجل تطبيقات كيميائية دقيقة

مقدمة

وقد أعادت الزراعة الدقيقة تشكيلها أساساً عن كيفية إدارة المزارعين للمدخلات، وثبت أن بعض الابتكارات تحولت إلى معدات رش موجهة إلى النظام العالمي لتحديد المواقع، ومن خلال دمج تكنولوجيا النظام العالمي لتحديد المواقع مع ميكانيكيات متقدمة للتطبيقات، فإن هذه النظم تتيح للمشغلين تسليم الأسمدة ومبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات التي يحتاجون إليها إلى تطبيقات دقيقة، مما يؤدي إلى زيادة القدرة على الاعتماد على المواد الكيميائية.

ما هي معدات الأشعة المُوجّهة؟

وتُشير معدات الرش التي تستخدمها الشبكة العالمية لتحديد المواقع أو أجهزة الرش التي تستخدمها أجهزة الرش الزراعي - سواء كانت ذاتية الدفع أو مجهزة بالجرارات أو تستخدم في تركيبها بواسطة السواتل في أنماط تطبيقات المراقبة، وتمتد هذه النظم من توجيه خفيف بسيط يساعد المشغلين على البقاء على المسار الصحيح بحيث يُدمج تماماً ويُضبطون في الوقت الحقيقي الناتج الكيميائي بينما تنقل الأجهزة عبر مختلف مناطق الحقل.

وكثيراً ما تدمج الوحدات الحديثة قدرات لأجهزة توجيه ]، التي تُسلّط التوجيه من السائق لمتابعة مرورات متوازية تماماً، وتقضي على الخطأ البشري، وتُدمج بعض النظم المتقدمة أيضاً مع ] تكنولوجيا التحكم في القطع ، التي تُغلق تلقائياً أجزاء من الازدهار عندما تتداخل المناطق السائلة سابقاً أو عندما تُنَّدَّدَّدَّدَّدَّدَّدُّخْعَت في حقلَت.

كيف يعمل جهاز الأشعة المُوجّه للنظم العالمية

إشارات تحديد المواقع والإصلاحات بواسطة السواتل

وأساس أي نظام توجيهي للجهاز العالمي لتحديد المواقع هو قدرته على تحديد موقع الرش، وتعطي إشارات النظام العالمي الموحد للبرمجيات دقة تتراوح بين 3 و 5 أمتار، وهو ما لا يكفي للرش الدقيق، ولتحقيق الدقة في المترات الفرعية اللازمة للتغطية المتسقة، يستخدم معظم النظم الحديثة خدمات تصحيحية متمايزة أو RTK. وتستخدم شبكة قاعدية ثابتة تنقل التصويبات إلى الرش في الوقت الحقيقي، مما يتيح الدقة في حدود تتراوح بين 2 و 3 درجات.

خرائط الوصف وتكنولوجيات المتغيرات

Before spraying begins, the farmer or agronomist creates a prescription map using GIS software. This map divides the field into management zones based on soil types, yield history, organic matter, nutrient levels, or weed pressure. The map assigns specific application rates to each zone. When the sprayer enters a zone, the controller reads the prescription and adjusts the flow rate accordingly. For example, a field area with heavy weed pressure might receive a full herbicide dose, while a low-pressure zone might receive a reduced rate or no treatment at all. This variable-rate capability is the engine driving the cost and environmental savings of GPS-guided spraying.

القسم المراقب والآلية

ويمكن أن يتراوح حجم الازدهار في الأرض بين 90 و120 قدماً، مما يجعل من الصعب على مشغل بشري أن يطفأ يدوياً أجزاء من حيث تحول الآلة أو يمر عبر المناطق التي سبق تداولها، كما أن النظم التي تستخدم النظام العالمي لتحديد المواقع يمكن أن تقسم الازدهار إلى أجزاء افتراضية (من 10 إلى 20 في المائة من الازدهار) وتنشط أو ترش كل مادة كيميائية.

المنافع الرئيسية لمعدات الرش المزودة بأجهزة توجيه

1 - الدقة غير المطابقة والحد من النفايات الكيميائية

إن أهم ميزة للرش الذي يُوجَّه النظام العالمي لتحديد المواقع هي الانخفاض الكبير في النفايات الكيميائية، إذ أن أساليب التطبيق التقليدية الشاملة تعالج جميع الميادين بصورة متسقة، بغض النظر عن التقلبات، ولا تطبق النظم التي تستخدمها الشبكة سوى المواد الكيميائية حيثما كانت الحاجة إليها وبمعدل صحيح، وقد أظهرت الدراسات أن الرش الدقيق يمكن أن يقطع مبيدات الأعشاب واستخدام مبيدات الآفات بنسبة تتراوح بين 20 و40 في المائة مقارنة بالطرق التقليدية، دون المساس بالأنواع أو السيطرة على الآفات المختلفة.

2 - الوفورات في التكاليف الأساسية

(أ) تقرير عام 2021 من دائرة البحوث الاقتصادية التابعة لوزارة الزراعة، يقدر أن اعتماد تكنولوجيات زراعية دقيقة، بما في ذلك الرش باستخدام نظام تحديد المواقع، يمكن أن يوفر للمزارعين الأمريكيين متوسطه 10 إلى 20 دولاراً سنوياً في تكاليف الأسمدة ومبيدات الآفات مجتمعة، لأن المزرعة التي تبلغ 000 1 فدان والتي تضيف إلى وفورات أسرع من 000 10 دولار إلى 000 20 دولار سنوياً.

3- الإشراف البيئي

وهذه النظم، بتقليلها إلى أدنى حد ممكن، تساعد على منع الجري الكيميائي إلى المجاري والأنهار والمياه الجوفية، كما أن انخفاض الانجراف الناجم عن تحسين اختيار الأزياء وتطبيقات محددة الهدف يحمي النباتات غير المستهدفة والملوثات والحياة البرية.() وقد اعترفت U.S. Environmental Protection Agency) بأن تكنولوجيات غير ملوثة فعالة.

4 - كفاءة التوقيت ووفورات العمل

وتُحرِّر عملية الرش بالتدبير بواسطة توجيه النظام العالمي لتحديد المواقع المشغل من القرارات المستمرة المتعلقة بالتوجيه ومراقبة الأقسام، ويتيح الجهاز الآلي تشغيل ساعات أطول بأقل من درجة، ويمكن للعديد من النظم أن تعمل في ظروف أقل وضوحاً مثل الغبار أو الضباب الضوئي، ويلغي القسم الحاجة إلى عمليات الإغلاق اليدوية في نهاية الصفوف، وبالتالي فإن المرور الميداني أكثر سلاسة وأسرع.

5 - تعزيز جمع البيانات وإدارة المزارع

وينشئ كل رشاش مُوجَّه إلى نظام تحديد المواقع سجلاً مفصلاً لما طُبِّق، حيث يمكن تخزين هذه البيانات وتحليلها في برامج إدارة المزارع لتوليد خرائط مُطبقة، وفي مواسم متعددة، تساعد هذه السجلات المزارعين على تحديد الاتجاهات في الضغط المُبتعَل، وتقلب التربة، ورد المحاصيل، ويمكن إدماج البيانات في خرائط الإنتاج لجعلها أكثر استنارة في سجلات الامتثال للمدخلات في المستقبل.

6 - تحسين سلامة المشغلين ومجتمعهم

وتخفف النظم التي توجهها الشبكة من الضغط العقلي والبدني على المشغلين، وتقضي على نظام التوجيه الآلي بضرورة إجراء تصويبات مستمرة على المسارات، مما يتيح للمشغل التركيز على رصد أداء المرش، والمشاهدة للعقبات، وتكييف البيئات حسب الحاجة، مما يقلل من مخاطر الحوادث الناجمة عن الإهدار أو الإهدار، وبالإضافة إلى ذلك، ونظرا لأن النظام يتجنب تلقائيا التداخل والمناطق الحساسة، فإن المشغل أقل احتمالا في المناطق السكنية التي تتفادى فيها على نحو مفرط.

مقارنة الرش المزود بمقياس للجوانب الجغرافية والدليل على الطرائق التقليدية

Factor	Conventional Spraying	GPS-Guided Spraying
Coverage accuracy	Subject to operator error, overlaps up to 10-15%	Sub-meter accuracy, overlaps less than 1%
Chemical waste	High, especially at headlands and irregular shapes	Low, targeted only where needed
Operator fatigue	High, requires constant attention	Reduced, auto-steer handles course
Data capture	Minimal or none	Full as-applied records
Adaptability to variability	Only possible with manual rate changes	Automatic variable-rate based on prescription

وتؤكد هذه المقارنة أن الرش الذي يوجّه النظام العالمي لتحديد المواقع ليس مجرد تحديث تدريجي وإنما هو تحول نموذجي في كيفية تطبيق المواد الكيميائية، والاختلافات في الكفاءة والأثر البيئي وفائدة البيانات هي اختلافات صارخة.

التكنولوجيات الأساسية التي تخضع للأشعة تحت الحمراء

النظم العالمية لسواتل الملاحة

وفي حين أن مصطلح النظام العالمي لتحديد المواقع هو الأكثر شيوعا، فإن هذه النظم تضغط بالفعل على مجموعات ساتلية متعددة: النظام العالمي لتحديد المواقع، ونظام GLONASS، وGLONASS، وGLAleo، وGieleo، وPiDou، حيث أن الجمع بين الإشارات من عدة مجموعات يحسن الموثوقية والدقة، ولا سيما في البيئات الصعبة مثل خطوط الأشجار أو بالقرب من المباني، ويمكن للمستقبلين أن يتعقبواثبط أكثر من 40 ساتلا في آن واحد.

موقع كينتيم حقيقي

(ه) استخدام محطة قاعدية في موقع معروف لحساب التصويبات وإرسالها إلى أجهزة استقبال مزودة بالمعدات، وترسل التصويبات عادة عبر إشارة إذاعية أو خلوية، ويمكن للرش أن يحتفظ بدقة دون ثلاث بوصة حتى بالسرعة العالية، فبدون نظام RRTK، فإن النظام العالمي لتحديد المواقع المتباينة المعيارية يتيح الدقة في ما يتراوح بين 12 و 20 بوصة، مما قد يؤدي إلى حدوث فجوات ضيقة في بعض العمليات.

مراقبو الرقابة في القسم وأسلوب النبض - الغضب

(ب) استخدام أجهزة الرش الحديثة التي تستخدمها الشبكة العالمية لتحديد المواقع [(FLT:0]) تعديل النبضات في الشبكة (PWM) ] لمراقبة الأزهار الفردية، وتسمح هذه المادة بتباين معدل التدفق بسرعة في التدوير على المتغيرات وخارجها في ترددات ثابتة، مع اختلاف دورة العمل، مما يوفر رقابة دقيقة مستقلة عن سرعة الرش، ويلغي الحاجة إلى أنماط مخففة.

نظم المعلومات الجغرافية والبرمجيات الجاهزة

ومن الضروري وضع وإدارة خرائط لفحص التربة، وتنتج بيانات عن الصور الساتلية، وتخزن أيضا البيانات التي تستخدم كبيانات مطبقة، ويمكن استخدامها في الوصفات أو سجلات الامتثال في المستقبل، كما أن نقل البيانات اللاسلكية بين أجهزة الحاسوب المحمولة على شبكة الإنترنت ونظم التحويل اللاسلكية لا تعمل على الإطلاق أمر بالغ الأهمية.

اعتبارات التنفيذ للمزارعين

الاستثمار في المقام الأول والعودة

وتحتاج معدات الرش التي تستخدمها الشبكة العالمية لتحديد المواقع إلى نفقات كبيرة، وقد تكلف جهاز استقبال وجهاز للضوء الأساسي من مصادر القدرة العالمية 000 2 دولار إلى 000 5 دولار، ولكن نظاما متكاملا تماما مع نظام RTK، وآلية التحكم بالقسم، والقدرة على استخدام أسعار متغيرة 000 15 دولار، و 000 30 دولار لمرش متجدد، أو 000 50 دولار + لآلة جديدة، غير أن عمليات العودة تتحقق عادة في إطار موسم مصغر من خلال الاد كيميائية.

دورة تدريبية وتعلمية

وفي حين أن توجيه النظام العالمي لتحديد المواقع يقلل من عبء عمل المشغل، فإن هناك منحنى للتعلم لكل من المزارع والمشغل، فهم كيفية وضع خرائط الوصفات الطبية، ومواءمة النظام، وتفسير البيانات، ومسائل حرق المشكلات يستغرق وقتاً، إذ يقدم العديد من تجار المعدات تدريباً وخدمات إرشادية (مثل تلك التي تقدم من ]] جامعة مينيسوتا [FpsLT:1]) خدمات ثقة لا تقدر إلا بجزء من حيث اكتسابها.

تحديثات الصيانة والبرمجيات

وعلى غرار أي نظام إلكتروني، فإن أجهزة الرش التي توجهها الشبكة العالمية لتحديد المواقع تتطلب صيانة منتظمة، ويجب أن تظل أجهزة استقبال النظام العالمي لتحديد المواقع، وهائيات، وكابلات نظيفة، وتفتيشها للضرر، كما أن محطات القاعدة )إذا استخدمته شركة RTK( بحاجة إلى أن تكون في موقع آمن ومتحررة من التدخل، وتصدر تقارير دورية عن تحديثات عن البرمجيات لتحسين الدقة، وتضاف مواد تنص على أن معظم المصن ِّع يقدموا تكاليف دعم سنوية.

التوافق مع المعدات الموجودة

وقبل شراء نظام توجيهي للنظام العالمي لتحديد المواقع، ينبغي للمزارعين التحقق من التوافق مع رشاشهم وجرارهم الحاليين، وكثير من نظم السوق )مثلا من تريمبل أو توبكون أو رافين( مصممة للعمل مع مجموعة واسعة من الصنع والنماذج، غير أن بعض المرشات القديمة قد تحتاج إلى تعديلات إضافية هيدرولية أو كهربائية، ومن المهم أيضا ضمان أن يكون عرض الإرشادات متوافقا مع المستوى المرغوب فيه من التشغيل الآلي )مثلا(.

الاتجاهات المستقبلية في مجال الأشعة المُوجَّهة إلى الشبكة العالمية لتحديد المواقع

التكامل مع الاستخبارات الفنية والتعلم في مجال الآلات

الحدود التالية هي الحشيش واكتشاف الأمراض باستخدام رؤية حاسوبية، والكاميرات المثبتة على الرذاذ يمكن أن تحدد أنواعاً من الحشيش، ثم تأمر متحكماً من نوع GPS برش فقط تلك النباتات بمبيدات الأعشاب المناسبة، وقد وضعت شركات مثل تكنولوجيا النهر الأزرق (والآن جزء من جون ديري) نظماً "انظر ورش" يمكنها أن تقلل من استخدام المبيدات الحشرية بنسبة تصل إلى 90 في المائة في بعض الحالات.

الكشافة بواسطة الطائرات العمودية والتصوير التعاوني

وتستخدم المركبات الجوية غير المأهولة على نحو متزايد لاكتشاف الحقول وتحديد المناطق المشكله قبل دخول الرش، ويمكن أن تكون الصور المتحركة على الخرائط التي توجهها الشبكة لتنقية الوصفات الطبية، بل إن بعض النظم التجريبية تتيح نقل البيانات من الطائرة إلى الرش في الوقت الحقيقي، بحيث يمكن للآلة الأرضية تعديل تطبيقها مع التحرك، وهذا التآزر بين المعدات الجوية والبرية يعد قدرا أكبر من الكفاءة والخصوصية.

رسوم مقسمة ذات أسعار متغيرة

ومع توفر المزيد من طبقات البيانات (مثل أجهزة استشعار رطب التربة في الوقت الحقيقي، وعكس مسار المحاصيل)، ستصبح خرائط الوصفات أكثر دينامية، وبدلا من كونها ملفات ثابتة، يمكن أن تستكمل النظم المقبلة وصفات الذبابة استنادا إلى ردود الفعل المستشعرة الفورية، وهذا المعدل المتغير المخفف يمكن أن يزيد من استخدام المدخلات والاستجابة للمحاصيل إلى أقصى حد.

تعزيز القدرة على الاتصال وإدارة القاعدة

وسيتيح نشر شبكات الخلايا الـ 5G والشبكة الساتلية الإلكترونية نقل البيانات بصورة أسرع بين الرش والمكتب الزراعي وحتى الازراع البعيد، والفكر في آراء لوحة بيانات حية عن التقدم المحرز في تطبيقات الرش، والتنبيهات الآلية لأجهزة التخثر أو المخاطر العائمة، والتكامل غير المستقر مع لوجستيات سلسلة الإمداد، وسيتيح الحساب المزدوج تجميع البيانات التاريخية عبر العديد من المزارع، مما يسفر عن جميع الأفكار التي تحسن.

خاتمة

وقد انتقلت معدات الرش التي تستخدمها الشبكة العالمية لتحديد المواقع من تكنولوجيا الكيمياء إلى حجر الزاوية للزراعة الحديثة الدقة، حيث أن التخفيضات في الفوائد - الدراية في النفايات الكيميائية، وانخفاض تكاليف التشغيل، وتحسين الإدارة البيئية، وثراء البيانات المتعلقة بصنع القرار - هي تكنولوجيا موثقة جيدا ومتاحة بصورة متزايدة، وحيث أن التكنولوجيا لا تزال تتطور، وتدمج الاستخبارات الاصطناعية، والتعاون في مجال الطائرات بدون طيار، وتكيف، فإن احتمالات تحقيق المزيد من المكاسب في مجال الرش الزراعي الأكبر.