Kiểm soát cỏ dại bằng cuốc chính xác
Cỏ dại là một loài gây hại xâm lấn cạnh tranh với cây trồng về chất dinh dưỡng, nước và ánh sáng. Nếu không được xử lý đúng cách, cỏ dại có thể làm giảm năng suất đáng kể , đặc biệt là trong giai đoạn tăng trưởng đầu vụ, do đó gây thiệt hại tài chính cho nông dân . Vì kiểm soát cỏ dại là một hoạt động trang trại sử dụng nhiều lao động nên nông dân phải liên tục cải tiến các kỹ thuật kiểm soát cỏ dại. Sử dụng cuốc và máy xới đất trong nhiều năm, giờ đây người nông dân đã có một giải pháp hiện đại và hiệu quả để kiểm soát cỏ dại thành công.
Kiểm soát cỏ dại hiện đại bao gồm việc sử dụng máy móc nông nghiệp với hệ thống định vị toàn cầu động học thời gian thực (RTK-GPS) và các kỹ thuật lập bản đồ .
Một hệ thống RTK-GPS được sử dụng để điều chỉnh độ lệch bên của máy xới đất kết hợp máy xới đất và máy phun băng.
Ngoài ra, các kỹ thuật lập bản đồ cung cấp thông tin về vị trí của từng cây trồng riêng lẻ để điều khiển người trồng trọt với mức độ chọn lọc chấp nhận được. Về vấn đề này, hệ thống có thể tự động phát hiện các vị trí địa lý trồng cây trồng, dựa trên các dao cắt cỏ được đặt giữa các cây trồng dọc theo đường tâm của hàng.
Đi qua các loại cây trồng, các camera trong hệ thống sẽ phân biệt cỏ dại với cây trồng dựa trên kỹ thuật phân tích màu quang phổ và đặc tính kết cấu của lá và hình dạng của cây, do đó tự động loại bỏ cỏ dại bằng dao cắt cỏ cơ học trong hàng.
Những máy kiểm soát cỏ dại cơ học này được thiết kế để loại bỏ chính xác càng nhiều cỏ dại trong dây chuyền gieo hạt càng tốt mà không gây hại cho cây trồng . Chúng chủ yếu được sử dụng trong rau và cây trồng được trồng từ cấy ghép, ban đầu lớn hơn cỏ dại.
Máy móc nông nghiệp với hệ thống GPS động học thời gian thực không chỉ được sử dụng để loại bỏ cỏ dại cơ học mà còn cho ứng dụng hóa chất nông nghiệp. Cung cấp độ chính xác định vị hàng là ±25 mm, hệ thống này có thể nâng cao đáng kể độ chính xác của ứng dụng. Về vấn đề này, các mảng bị nhiễm cỏ dại được xử lý có chọn lọc trong khi các mảng không có cỏ dại hoàn toàn không được xử lý.
Có thể thực hiện đồng thời hoạt động canh tác giữa các hàng và dải trong hàng nhờ khung dịch chuyển bên điện-thủy lực được điều khiển bởi hệ thống RTK-GPS . Khung dịch chuyển bên có khả năng tập trung các phương pháp xử lý hóa chất nông nghiệp dải hẹp phía trên các hàng và song song với các hàng cây trồng với độ lệch sang bên tối thiểu (lỗi theo dõi chéo). Khung dịch chuyển bên được gắn vào cả máy kéo và nông cụ.
Để xác định vị trí của cây trồng và loại bỏ cỏ dại một cách thích hợp và áp dụng các chất bảo vệ, nông dân có thể sử dụng các cảm biến khác nhau. Bao gồm các:
- Các cảm biến phản xạ các dải sóng hồng ngoại gần để xác định sự khác biệt về quang phổ giữa cỏ dại và đất trống
- Cảm biến sử dụng đi-ốt phát quang để đánh giá tỷ lệ phản xạ đỏ và cận hồng ngoại của cỏ dại và nền
- Cảm biến xác định cỏ dại dựa trên các thuộc tính màu sắc, hình dạng cơ bản và kích thước bằng cách sử dụng phân tích hình ảnh video
- Phương pháp điều trị bằng laser không tiếp xúc
Tất cả chúng đều được gắn vào máy kéo hoặc là những máy tự động độc lập được sử dụng cho những mục đích này.
Sau khi cảm biến xác định loại cỏ dại không mong muốn, nó có thể tiêu diệt bằng ba phương pháp; cơ học, hóa học hoặc nhiệt bằng cách sử dụng tia laser.
Sự phát triển của máy móc nông nghiệp với hệ thống RTK-GPS để kiểm soát cỏ dại mang lại lợi ích cho cả nông dân và cây trồng. Hơn nữa, chúng có thể nâng cao đáng kể hiệu suất sản xuất cây trồng tổng thể theo những cách sau:
- Tiết kiệm cho làm cỏ thủ công
- Giảm thiệt hại cho cây trồng bằng cách làm cỏ thủ công
- Tu luyện và phun cỏ dại trong một lượt
- Tiết kiệm nhiên liệu
- Giảm thiểu độ nén của đất
- Giảm tỷ lệ thuốc trừ sâu
- Áp dụng thuốc trừ sâu với độ chính xác cao hơn và tiết kiệm chi phí hơn
- Giảm chi phí trang trại
Bằng cách cung cấp độ phân giải đo theo thời gian cao, truyền dữ liệu thời gian thực và độ phân giải không gian cao của dữ liệu cảm biến cho thấy các biến thể tại hiện trường, công nghệ cảm biến mang lại giá trị gia tăng cho sản xuất cây trồng.
Nhược điểm duy nhất của các hệ thống RTK-GPS tại thời điểm này là chi phí đầu tư cao do yêu cầu trạm gốc phải luôn được đặt trong phạm vi 10 km.
Không giống như các cảm biến để phát hiện cỏ dại, nông dân có thể sử dụng nhiều loại cảm biến để theo dõi các điều kiện cây trồng khác nhau. Đây có thể là cảm biến cây trồng trên mặt đất, máy bay không người lái và/hoặc vệ tinh.
Những cảm biến này có thể đo các điều kiện và dị thường của cây trồng như; Chỉ số Phản xạ Quang hóa (PRI), Chỉ số Căng thẳng Độ ẩm (MSI), Chỉ số Nước Chênh lệch Bình thường hóa (NDWI), Chỉ số Chất diệp lục (CI), Chỉ số Thực vật Chênh lệch Bình thường hóa (NDVI) và nhiều chỉ số khác.
Tất cả các cảm biến đều có một điểm chung. Họ cung cấp cho nông dân thông tin chi tiết về điều kiện cây trồng .
Ngày nay, nông dân có một công cụ khác trong viễn thám để cải thiện sản lượng hơn nữa đồng thời giảm chi phí canh tác. Hệ thống giám sát ‘đi bộ xuống cánh đồng’ kiểu cũ đã được thay thế bằng khảo sát đồng ruộng tự động như một phần của phương pháp tiếp cận chính xác để quản lý cây trồng.
