Czujnik Claas - hit dla zbioru trawy

Producenci chcący wytwarzać kiszonki o wysokiej jakości powinni dokładnie zwracać uwagę na parametry plonów. Należą do nich zwłaszcza zawartość suchej masy w materiale kiszonym, ponieważ od wartości tego parametru zależy m.in. wybór dalszych środków w procesie załadunku i kiszenia.

Jeżeli wprowadzony zostanie zbyt wilgotny plon, kiszonka może być zbyt kwaśna. Oznacza to także utratę wartości odżywczych, ma one również agresywne działanie. Zbyt suchy wsad często bardzo trudno poddaje się ubijaniu, co wskutek obecności poduszek powietrznych w kiszonce może sprzyjać rozwojowi nieodpowiednich mikroorganizmów, a tym samym niepożądanej fermentacji.

Monitorowanie zawartości suchej masy w czasie rzeczywistym

Jeżeli jednak znamy zawartość suchej masy w stosowanej paszy, możemy odpowiednio reagować na daną sytuację. Jedna z możliwości polega na pokrywaniu równomiernie fragmentów powierzchni podczas napełniania silosu po skoszeniu na przemian bardziej suchym i bardziej wilgotnym plonem w celu zapewnienia pewnej równowagi. Jeżeli jest to niemożliwe, np. z przyczyn logistycznych, lub zbyt kosztowne, alternatywnie można zastosować odpowiedni dla danej sytuacji środek kiszący.

Problem oznaczania zawartości suchej masy sprowadza się jednak do czynnika, jakim jest czas. Jako wzorcowe oznaczanie wilgoci w warunkach laboratoryjnych stosowane jest suszenie w suszarce, tj. oznaczanie utraty masy próbki materiału. W trakcie badania materiał suszy się przez co najmniej 24 h do osiągnięcia stałej masy w suszarce, w temperaturze 105°C. W momencie uzyskania wyników materiał w silosie jest już jednak zwykle przykryty, a usługodawca wraz z całym łańcuchem logistycznym znajduje się już w kolejnym gospodarstwie rolnym.

Dzięki spektrometrii w zakresie bliskiej podczerwieni (NIR) od pewnego czasu stosowana jest rolnictwie metoda pomiarowa, która sprawdziła się w zastosowaniach laboratoryjnych oraz w monitorowaniu pasz i płynów w przemyśle, w czasie rzeczywistym. W przypadku tej metody, do wiązań chemicznych napływającej substancji dostarczana jest energia w postaci ciepła, światła lub innego promieniowania w postaci fal elektromagnetycznych.

Doprowadzona energia zostaje częściowo odbita, częściowo pochłonięta i ponownie wyemitowana po krótkim czasie, przy czym zakres częstotliwości pochłoniętego i emitowanego światła jest charakterystyczny dla danej substancji. Mamy ponadto do czynienia z mierzalnym przesunięciem barwy pomiędzy napromieniowanym i odbitym lub ponownie wyemitowanym światłem. Skrót NIR to angielskie oznaczenie bliskiej podczerwieni, co oznacza, że przyrządy pomiarowe NIR rejestrują promieniowanie tego rodzaju.

Pod pojęciem krzywej kalibracyjnej rozumiemy na ogół zebrany wybór odpowiednich filtrów i algorytmów matematycznych, ostatecznie określających możliwości monitorowania parametrów.

Test czujnika NIR Claas: metoda

W trakcie tego badania porównywano dokładność oznaczenia suchej masy w trawie z użyciem mobilnego czujnika z metodą wzorcową (metoda wykorzystująca suszarkę). W tym celu określono najpierw na podstawie prób wstępnych parametry plonów na miejscu zbioru. W celu objęcia badaniem możliwie jak najszerszego spektrum użytkowego, badanie prowadzono dla co najmniej dwóch gatunków traw, z których każdy charakteryzował się dwiema różnymi zawartościami suchej masy.

W każdym z tych czterech wariantów badania zbierano dziesięć ładunków i dokumentowano dane dotyczące przeciętnej zawartości suchej masy z użyciem mobilnego czujnika NIR, dla każdej przyczepy. Z każdego załadunku po rozładowaniu do silosy pobrano również wystarczającą liczbę próbek, umożliwiającą przygotowanie reprezentatywnej próbki mieszanej. Po dokładnym wymieszaniu próbki takie dzielono na pięć próbek cząstkowych.

Dla wszystkich próbek cząstkowych oznaczano zawartość suchej masy metodą wzorcową w laboratorium, a dla każdego załadunku obliczano następnie wartość średnią dla zawartości suchej masy. Wartości średnie uzyskane na podstawie analizy laboratoryjnej metodą wykorzystującą suszarkę porównano następnie z odpowiednimi danymi dla mobilnych czujników NIR, a dla wartości par obliczono odchylenia bezwzględne pomiędzy czujnikiem i metodą wzorcową.

Użyty w badaniu czujnik Claas wyposażono w model kalibracyjny „Gras V4.1.1“ i oprogramowanie firmowe w wersji 1.30.7. Oprócz zawartości suchej masy, według producenta czujnik NIR można również stosować do oznaczeń w określonych granicach zawartości białka, tłuszczu, skrobi, włókna czy popiołu.

Czujnik jest zamontowany na kanale wyrzutowym sieczkarni i rejestruje 200 wartości pomiarowych na sekundę. System informacji pokładowej sieczkarni CEBIS oblicza na ich podstawie wartość średnią w cyklu sekundowym. Z wykorzystaniem danych licznika zadania można odczytywać również średnią zawartość suchej masy w przeliczeniu na pokos.

Wyniki i wnioski

W przypadku wszystkich 40 pomiarów wzorcowych (ładunków) stwierdzone odchylenia pomiędzy wartością zawartości suchej masy oznaczaną czujnikiem i oznaczaną laboratoryjnie wynosiły poniżej 3%. a w przypadku 35 z tych 40 wartości par nawet poniżej 2%. Żadna z wartości zmierzonych przez czujnik nie przekracza dopuszczalnej tolerancji o więcej niż 4%. Dla wszystkich wartości pomiarowych uzyskanych przy użyciu czujnika NIR firmy Claas uzyskano w porównaniu z wynikami analizy wzorcowej wyższą wartość współczynnika korelacji R² = 0,987.

Po udanym teście przeprowadzonym w roku 2013 dla kukurydzy, obecnie czujnik NIR firmy Claas spełnia wymagania DLG również dla traw. W praktycznych warunkach zapewnia on dostatecznie dokładne i porównywalne z urzędową metodą wzorcową wartości zawartości suchej masy w plonach. Pełne sprawozdanie z badania DLG 7020 jest dostępne za darmo w Internecie, pod adresem www.DLG-test.com.