Перспективы роботизации процессов внутрипочвенного полива и подкормки растений

   При внутрипочвенном поливе и внесении удобрений ручные и механизированные гидробуры характеризуются большими трудозатратами и невысоким качеством выполнения технологических операций. Оптимизация и совершенствование процессов внутрипочвенного полива и подкормки растений с использованием роботизированных технологий позволят обеспечить более эффективное и точное воздействие на корневую систему растений. С целью поиска перспектив и возможностей роботизации процессов внутрипочвенного полива и подкормки растений авторами проведён анализ текущих тенденций и предпосылок роботизации процесса внутрипочвенного полива. На основании научных статей, патентов и технических отчётов исследованы технические аспекты и предложена принципиальная схема автоматизированного модуля роботизированной платформы для внутрипочвенного полива и подкормки растений. Установленный на роботизированной платформе гидробур оборудован средствами технического зрения для картографирования и автономного ориентирования в саду, а также пневмоцилиндром, что позволяет использовать его на тяжёлых почвах, осуществлять заглубление с помощью воздуха. Роботизированное устройство может в течение продолжительного времени по заданному алгоритму точно и аккуратно вносить воду и удобрения. Его применение позволяет снизить трудозатраты и повысить качество внутрипочвенного полива и подкормки. Применение роботизированных гидробуров расширяет возможности подпочвенного очагового воздействия на корневую систему растений, способствует улучшению климата почвы, формированию архитектуры корневой системы.

1. Селиванов В.Г., Аристов Э.Г., Краховецкий Н.Н. Технология и технические средства для реализации инновационного метода посадки и полива виноградников и плодово‑ягодных культур // Материалы XI Международной научно‑практической интернет‑конференции «Научно‑информационное обеспечение инновационного развития АПК» (п. Правдинский, 5‑7 июня 2019 г.). Правдинский: Росинформагротех, 2019. С. 199‑206. EDN: WMCKGT

2. Федоренко В.Ф., Селиванов В.Г., Аристов Э.Г., Краховецкий Н.Н. Исследование инновационной технологии подпочвенного орошения при возделывании плодово‑ягодных культур и виноградников // Техника и оборудование для села. 2019. № 12 (270). С. 17‑22. doi: 10.33267/2072-9642-2019-12-17-22

3. Пневмогидробур: Патент RU2740805 C2, МПК A01C23/02, A01C23/00, A01G 29/00 / В.Ф. Федоренко, Э.Г. Аристов, Н.Н. Краховецкий, В.Г. Селиванов; заявл. 04. 04. 2019; опубл. 21. 01. 2021. EDN: NJRREB

4. Пневмогидробур с защитным устройством: Патент RU2802309 C1, МПК A01C23/02, A01C5/04, A01G 29/00 / Э.Г. Аристов, Р.А. Филиппов, В.Ф. Федоренко, И.Г. Смирнов, Д.О. Хорт, М.П. Харитонов; заявл. 15.02.2023; опубл. 24. 08. 2023. EDN: SKUCLL

5. Ручное орудие для посадки черенков винограда: а.с. SU357903 A1, МПК A01C5/02, A01C11/04 / Б.И. Корсунский; заявл. 22.04.1971; опубл. 03. 11. 1972. EDN: KDALXV

6. Гидробур: а.с. SU1540696 A1, МПК A01C23/02 / В.А. Гузун; заявл. 23. 11. 1987; опубл. 07. 02. 1990. EDN: OVEIPS

7. Гидробур: а.с. SU1407430 A1, МПК A01C23/02 / В.Ф. Косенко, С.К. Чобану; заявл. 14. 07. 1986; опубл. 23. 05. 1988. EDN: NHVZBE

8. Mussett H.L., Hanggi G.J. Soil injection apparatus: Patent № US3148643A United States of America, IPC A01C23/026 (1961.11). 1964. URL: https://patents.google.com/patent/US3148643A/en?oq=US3148643A+

9. De Lany T., Andros M.J., Stapp G.J., Klippenstein T. Soil injection system and method: Patent № US10098276B2 United States of America, US15/425 (2017.02). 2018. https://patents.google.com/patent/US10098276B2/en?oq=US10098276B2+

10. Collins W.C. Injector for soil treating liquids: Patent № US4034686A United States of America, US05/634 (1975.11). 1977. URL: https://patents.google.com/patent/US4034686A/en?o-q=US4034686A+

11. Устройство для внесения жидких веществ в почву: а.с. SU360021 A1, МПК A01C23/02 / С.А. Доброхотов, А.Я. Каинсон, В.Н. Пигур, Н.Е. Сорокин, А.А. Сосинов; заявл. 29. 12. 1969; опубл. 28. 11. 1972. EDN: MYQGTO

12. Barton J.R. Apparatus for injecting materials into the earth: Patent № US2789522A United States of America, AO1C23/02 (1952.11). 1957. URL: https://patents.google.com/patent/US2789522A/en?oq=US2789522A+

13. Агрегат для внесения жидкостей в почву: а.с. SU927164 A1, МПК A01C23/02 / А.Я. Каинсон, Н.Е. Сорокин, В.П. Кустарев, Ю.С. Разыграев; заявл. 21. 10. 1977; опубл. 15. 05. 1982. EDN: JCJNUX

14. Устройство для внесения жидких удобрений в почву: а.с. SU982569 A1, МПК A01C23/02 / В.А. Бондарев, М.П. Ефименко; заявл. 21. 08. 1981; опубл. 23. 12. 1982. EDN: EKCPKI

15. Peterson M.L. Chemical applicator: Patent № US3602166A United States of America, AO1C23/02 (1969.06). 1971. URL: https://patents.google.com/patent/US3602166A/en?oq=US10098276B2+

16. Рабочий орган машины для инъекционного подпочвенного орошения: а.с. SU198819 A1, A01G 29/00 / Т.Я. Гуделас; заявл. 17. 01. 1966; опубл. 28. 06. 1967. EDN: RPEFIE

17. Перенести в английский вариант

18. Selivanov V.G., Aristov E.G., Krakhovertsy N.N. Technology and technical means for implementing an innovative method of planting and irrigating vineyards and fruit‑berry crops. Scientific and Information Support for Innovative Development of the Agricultural Complex : Proceedings of the XI International Scientific and Practical Internet Conference, Pravdinsky, June 05‑07, 2019. Pravdinsky: Russian Scientific Research Institute for Information and Techno‑Economic Research in Engineering and Technical Support for the Agro‑Industrial Sector, 2019:199‑206. EDN: WMCKGT (In Rus.).

19. Fedorenko V.F., Selivanov V.G., Aristov E.G., Krakhovertsy N.N. Research of innovative technology of subsoil irrigation in the cultivation of fruit crops and vineyards. Equipment and Machinery for Rural Area. 2019;12:17‑22. doi: 10.33267/2072-9642-2019-12-17-22 (In Rus.).

20. Fedorenko V.F., Aristov E.G., Krakhovertsy N.N., Selivanov V.G. Pneumatic Hydrodrill: Patent No. 2740805 C2 Russian Federation, IPC A01C23/02(2006.01), A01C23/00(2006.01), A01G 29/00(2006.01). 2021. EDN: NJRREB (In Rus.)

21. Aristov E.G., Filippov R.A., Fedorenko V.F., Smirnov I.G., Khort D.O., Kharitonov M.P. Pneumatic Hydrodrill with Protective Device: Patent No. 2802309 C1 Russian Federation, IPC A01C23/02(2006.01), A01C5/04 (2006.01), A01G 29/00(2006.01). 2023. EDN: SKUCLL (In Rus.)

22. Korsunskiy B.I. Hand Tool for Planting Grape Cuttings: Patent № 357903 A1 Soviet Union, IPC A01C5/02(1995.01), A01C11/04(1995.01). 1972. EDN: KDALXV (In Rus.)

23. Guzun V.A. Hydrodrill: Patent No 1540696 A1 Soviet Union, IPC A01C23/02 (2006.01). 1990. EDN: OVEIPS (In Rus.)

24. Kosenko V.F., Chobanu S.K. Hydrodrill: Patent No.1407430 A1 Soviet Union, IPC A01C23/02 (1985.01). 1988. URL: https://patents.google.com/patent/US3148643A/en?oq=US3148643A+ (In Rus.)

25. Mussett H.L., Hanggi G.J. Soil injection apparatus: Patent № US3148643A United States of America, IPC A01C23/026 (1961.11). 1964. https://patents.google.com/patent/US3148643A/en?oq=US3148643A+

26. De Lany T., Andros M.J., Stapp G.J., Klippenstein T. Soil injection system and method: Patent № US10098276B2 United States of America, US15/425 (2017.02). 2018. https://patents.google.com/patent/US10098276B2/en?oq=US10098276B2+

27. Collins W.C. Injector for soil treating liquids: Patent № US4034686A United States of America, US05/634 (1975.11). 1977. https://patents.google.com/patent/US4034686A/en?oq=U-S4034686A+

28. Dobrokhotov S.A., Kainson A.Ya., Pigur V.N., Sorokin N.E., Sosinov A.A. Device for Introducing Liquids into the Soil: Patent No.360021 A1 Soviet Union, IPC A01C23/02 (1985.01). 1972. EDN: MYQGTO (In Rus.)

29. Barton J.R. Apparatus for injecting materials into the earth: Patent № US2789522A United States of America, AO1C23/02 (1952.11). 1957. https://patents.google.com/patent/US2789522A/en?oq=US2789522A+

30. Kainson A.Ya. Implement for introducing liquids into the soil: Patent No. 927164 A1 Soviet Union, IPC A01C23/02 (2006.01). 1982. EDN: JCJNUX (In Rus.)

31. Bondarev V.A. Device for introducing liquid fertilizers into the soil: Patent No.982569 A1 Soviet Union, IPC A01C23/02 (2006.01). 1982. EDN: EKCPKI (In Rus.)

32. Peterson M.L. Chemical applicator: Patent № US3602166A United States of America, AO1C23/02 (1969.06). 1971. https://patents.google.com/patent/US3602166A/en?oq=US10098276B2+

33. Gudelas T.Ya. Working tool of a subsurface irrigation machine: Patent No.198819 A1 Soviet Union, A01G 29/00(1995.01). 1967. EDN: RPEFIE (In Rus.)