Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multiple regression analysis model to predict and simulate winter rapeseed yield

Niedbała G., Piekutowska M., Adamski M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

139--144

EN

The aim of the work is to create a model for prediction and simulation of winter rapeseed yield. The model made it possible to perform a yield forecast on 30 June, directly before harvest in the current agrotechnical season. The prediction model was built using the multiple regression method (MLR). The model was based on meteorological data (air temperature and precipitation) and information about mineral fertilization. The data were collected from the years 2008-2017 from 291 production fields located in Poland, in the southern Opole region. The assessment of the quality of forecasts generated on the basis of the regression model was verified by determining prediction errors using RAE, RMS, MAE and MAPE error meters. An important feature of the created prediction model concerns the possibility of making the forecast in the current agrotechnical year on the basis of the current weather and fertilizer information.

PL

Celem pracy było zbudowanie modelu do predykcji i symulacji plonu rzepaku ozimego. Model ten umożliwił wykonanie prognozy plonu na dzień 30 czerwca, bezpośrednio przed zbiorem w aktualnie trwającym sezonie agrotechnicznym. Do budowy modelu predykcyjnego użyto metody regresji wielorakiej (MLR). Model powstał w oparciu o dane meteorologiczne (temperatura powietrza i opady atmosferyczne) oraz informacje o nawożeniu mineralnym. Dane zostały zebrane z lat 2008- 2017 z 291 pól produkcyjnych zlokalizowanych w Polsce, na obszarze południowej Opolszczyzny. Ocena jakości prognoz wytworzonych na bazie modelu regresyjnego została zweryfikowana poprzez określenie błędów prognozy za pomocą mierników błędów RAE, RMS, MAE oraz MAPE. Ważną cechą wytworzonego modelu predykcyjnego jest możliwość wykonania prognozy w bieżącym roku agrotechnicznym w oparciu o aktualne informacje pogodowe i nawozowe.

2

Modeling methods of predicting potato yield - examples and possibilities of application

Piekutowska M., Niedbała G., Adamski M., Czechlowski M., Wojciechowski T., Czechowska-Kosacka A., Wójcik Oliveira K.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

176--180

EN

The purpose of the following work is to review the methods used in predicting plant yields, with particular emphasis on potato production. The article refers to the histological methods of estimating plant yields and prevailing trends: groundbased remote sensing, which is often associated with regression calculus, multiple regression, artificial intelligence and image analysis. There are also two popular models SUBSTOR and LINTUL-POTATO, which are the foundation for developing more and more accurate tools of potato yield estimation. There are many methods that allow to predict yields before the end of the growing season. The most important element in creating prediction models is choosing the appropriate number of independent variables that actually shape the yielding of potatoes. Timely and accurate prediction of crop yields improve the management of agricultural production as well as limit financial, quantitative and qualitative losses of crops.

PL

Celem niniejszej pracy był przegląd metod wykorzystywanych w prognozowaniu plonów roślin ze szczególnym uwzględnieniem produkcji ziemniaka. W artykule nawiązano do historycznych sposobów szacowania plonów roślin oraz obecnie panujących trendów w predykcji: teledetekcji naziemnej, która często powiązana jest z rachunkiem regresyjnym, regresji wielorakiej, sztucznej inteligencji, analizie obrazów. Wspomniano także o dwóch popularnych modelach SUBSTOR i LINTULPOTATO, które stworzyły podwaliny do opracowywania coraz dokładniejszych narzędzi prognozujących plony ziemniaków. Wiele metod pozwala na predykcję plonów przed zakończeniem sezonu wegetacyjnego. Najistotniejszym elementem tworzenia modeli predykcyjnych jest dobór odpowiedniej liczby zmiennych niezależnych, które rzeczywiście kształtują plonowanie ziemniaków. Terminowe i dokładne prognozy plonów roślin uprawnych usprawniają zarządzanie produkcją rolniczą, pozwalają na ograniczanie strat finansowych, ilościowych i jakościowych plonów.

3

Fertilizer value and energy value of multi-component digestate pulp and the possibility of its aggregation

Adamski M., Herkowiak M., Mioduszewska N., Osuch E., Osuch A., Niedbała G., Piekutowska M., Przygodziński P.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

17--23

EN

The aim of the research was to indicate the possibility of using digestate which was obtained in the process of biogas production and the analysis of the effects of the aggregation process using rolling. The characteristics of fertilizers were determined based on the analysis of the basic properties of post-fermentation pulp such as: dry matter, organic matter, pH, C: N ratio, content of macroelements. The analyzes were carried out for a mixture of excess substrates and elements of food and feed processing. A narrow C: N ratio and a near-neutral pH were indicated. The content of total nitrogen (1.8%) allows the soil application of digestate as a soil improver. The ratio N: P: K (1: 0.53: 0.61) indicates potassium deficiency. The combustion heat was determined with the result of 17.20 MJ·kg-1. The obtained values of humidity and combustion heat were used to determine the net calorific value of digestate equal to 15.80 MJ·kg-1. The spherical granulate was obtained using the coating method. For the moisture content of the digestate 30% m / m granules were obtained in the size range from 1.5 to 4.5 mm.

PL

Celem badań było wskazanie możliwości zagospodarowania pofermentu pozyskanego w procesie wytwarzania biogazu oraz analiza efektów procesu agregowania obtaczaniem. W ramach realizacji celu pracy wskazano szereg zadań szczegółowych. Analizy przeprowadzono dla mieszanki substratów nadmiarowych i elementów procesów przetwórczych żywności i pasz. Określono cechy nawozowych na podstawie analizy podstawowych własności pulpy pofermentacyjnej takich jak: materia sucha, materia organiczna, pH, stosunek C:N, zawartość makroskładników pokarmowych. Wyznaczono wąski stosunek C:N oraz odczyn zbliżony do obojętnego. Zawartość azotu całkowitego (1,8%) pozwala na doglebowe zastosowanie pofermentu jako ulepszacz glebowy. Stosunek N:P:K (1:0,53:0,61) wskazuje niedobór potasu. Ciepło spalania wyznaczono uzyskując wynik 17,20 MJ·kg-1. Za pomocą uzyskanych wartości wilgotności oraz ciepła spalania określono wartość opałową pofermentu wynoszącą 15,80 MJ·kg-1. Przy zastosowaniu metody obtaczania uzyskano granulat sferyczny. Dla poziomu wilgotności pofermentu 30% m/m uzyskano granule w zakresie wielkości od 1,5 do 4,5 mm.

4

Comparison of the effects of management of apple pomace for energy purposes in fermentation and combustion processes

Herkowiak M., Adamski M., Pilarski K., Dworecki Z., Witaszek K., Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

73--79

EN

The search for alternative fuels is becoming increasingly common due to exhausting conventional energy sources. One of the solutions is to manage waste from agricultural and food production for energy purposes. The aim of the study was to compare possible energy gains from the use of apple pomace as a fuel in two variants. The first option consisted in converting waste into solid fuel for combustion, while the second option included methane fermentation of pomace and the use of the resulting fermentation for combustion. The research was carried out to determine the energy usefulness of apple pomace extruders, among others. combustion heat, calorific value and biogas efficiency. The amount of energy that can be obtained from biogas resulting from the decomposition of pomace as well as from the post-process fermentation was also determined. Energy expenditures necessary for the processes that transform the raw material into fuel were simulated. Then an energy balance was carried out which showed that the fermentation of pomace and the combustion of the fermented pulp, taking into account the losses, resulted in an energy gain of 4.03 MJ⋅kg-1 (1.12 kWh⋅kg-1) higher than the use of pomace for combustion alone.

PL

Ze względu na wyczerpujące się konwencjonalne źródła energii coraz powszechniejsze staje się poszukiwanie paliw alternatywnych. Jednym z rozwiązań jest zagospodarowywanie odpadów pochodzących z produkcji rolniczej oraz spożywczej na cele energetyczne. Celem pracy było porównanie możliwych zysków energetycznych z wykorzystania wytłoków jabłkowych jako paliwa w dwóch wariantach. Wariant pierwszy obejmował przekształcenie odpadu na paliwo stałe w celu spalenia, natomiast wariant drugi dotyczył fermentacji metanowej wytłoków oraz wykorzystania powstałego w jej wyniku pofermentu na sposób spalania. W pracy wykonano badania pozwalające określić przydatność energetyczną wytłoków jabłkowych m.in. ciepło spalania, wartość opałową oraz wydajność biogazową. Wyznaczono również ilość energii możliwą do uzyskania z biogazu powstałego w wyniku rozkładu wytłoków oraz z pofermentu pozostałego po tym procesie. Dokonano symulacji nakładów energetycznych potrzebnych na procesy przekształcające surowiec do postaci paliwa. Następnie wykonano bilans energetyczny, który wykazał, że w wyniku fermentacji wytłoków oraz spalania pofermentu przy uwzględnieniu strat możliwe jest uzyskanie o 4.03 MJ⋅kg-1 (1.12 kWh⋅kg-1)

5

Application of multiple linear regression for multi-criteria yield prediction of winter wheat

Niedbała G.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

125--131

EN

The aim of the work was to produce three independent models for prediction and simulation of winter wheat yield, which were marked in the following way: ReWW15_04, ReWW31_05 and ReWW30_06. The produced models enable to make yield forecasts for April 15, May 31 and June 30, directly before harvest in the current agrotechnical season. For the construction of prediction models the Multiple Linear Regression (MLR) method was used. The models are based on meteorological data (air temperature and rainfall) and information on mineral fertilisation. The data were collected from 2008- 2015 from 301 production fields located in Poland, in the Wielkopolskie Voivodeship. Evaluation of the quality of forecasts based on MLR models was verified by determining forecast errors using RAE, RMS, MAE and MAPE error gauges. An important feature of the produced prediction model consists in the possibility of making a prediction in the current agrotechnical year on the basis of current weather and fertilizer information.

PL

Celem pracy było wytworzenie trzech niezależnych modeli do predykcji i symulacji plonu pszenicy ozimej, które oznaczono w następujący sposób: ReWW15_04, ReWW31_05 and ReWW30_06. Wytworzone modele umożliwiają wykonanie prognozy plonu na dzień 15 kwietnia, 31 maja i 30 czerwca, bezpośrednio przed zbiorem w aktualnie trwającym sezonie agrotechnicznym. Do budowy modeli predykcyjnych użyto metody liniowej regresji wielorakiej (MLR). Modele powstały w oparciu o dane meteorologiczne (temperatura powietrza i opady atmosferyczne) oraz informacje o nawożeniu mineralnym. Dane zostały zebrane z lat 2008-2015 z 301 pól produkcyjnych zlokalizowanych w Polsce, na terenie województwa Wielkopolskiego. Ocena jakości prognoz wytworzonych na bazie modeli MLR została zweryfikowana poprzez określenie błędów prognozy za pomocą mierników błędów RAE, RMS, MAE oraz MAPE. Ważną cechą wytworzonego modelu predykcyjnego jest możliwość wykonania prognozy w bieżącym roku agrotechnicznym w oparciu o aktualne informacje pogodowe i nawozowe.

6

Application of Augmented Reality in dairy cattle monitoring

Rudowicz-Nawrocka J., Kudlińska K., Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

181--183

EN

The aim of the work was to design and implement an application with using Augmented Reality technology for supporting dairy cattle monitoring. This article presents the developed application and conclusions concerning the usage of Augmented Reality generally in agriculture.

PL

Celem pracy było zaprojektowanie i zaimplementowanie aplikacji wykorzystującej technologię Rozszerzonej Rzeczywistości w działaniach wspierających monitoring bydła mlecznego. Artykuł przedstawia wytworzoną aplikację oraz wnioski dotyczące wykorzystania Rozszerzonej Rzeczywistość ogólnie w rolnictwie.

7

Application of ASG-EUPOS high precision positioning system for cereal harvester monitoring

Czechlowski M., Wojciechowski T., Adamski M., Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

44--50

EN

The paper presents the application of a high precision positioning system ASG-EUPOS and its service NAWGEO for agricultural machines positioning. A measurement set was mounted on a cereal combine harvester and consisted of a GNSS antenna and receiver with a GSM modem for RTK corrections transfer. The positioning system was validated in a field during the 2011 harvest period in selected farms in southern and western Wielkopolska region in Poland. The total area of the field under study was 75 hectares. The quality of determining the machine’s position was monitored. It was understood as standard deviation values for longitude, latitude and altitude above the mean sea level. The hypothesis about the importance of impact of the adopted criteria on the level of changes in the recorded deviation errors was tested. Field tests show usefulness of the ASG-EUPOS network and its VRS NAWGEO service for precise positioning of agricultural machinery in dynamic conditions. The obtained data can be used to create numerical models of fields on-line, for example, in selective cereals harvesting technology, but they require filtration to remove the points affected by positioning error exceeding the acceptable value.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie systemu precyzyjnego pozycjonowania ASG- EUPOS i jego serwisu NAWGEO do pozycjonowania maszyn rolniczych. Zestaw pomiarowy został zamontowany na kombajnie zbożowym i składał się z anteny i odbiornika GNSS z modemem GSM do przesyłania sygnału korekcyjnego RTK w czasie rzeczywistym. Walidacja systemu pozycjonowania wykonana została w warunkach polowych w okresie zbiorów w 2011 roku na wybranych komercyjnych polach gospodarstw południowej i zachodniej Wielkopolski regionu Polski. Całkowita powierzchnia pola objęta badaniami to 75 hektarów. Jakość pozycjonowania urządzeniu była monitorowana, jako odchylenie standardowe błędu pomiaru długości, szerokości geograficznej oraz wysokości nad poziomem morza. Analizowano cztery kryteria jakości sygnału korekcji w funkcji czasu. Kryteriami tymi były: dokładność pozycjonowania w czasie zimnego i ciepłego startu oraz dynamika dokładności pozycjonowania w czasie ruchu i w spoczynku. Testowano hipotezę o znaczeniu wpływu przyjętych kryteriów na poziom zmian odchylenia standardowego rejestrowanych błędów. Przedstawiono przydatność sieci ASG-EUPOS i jej serwisu NAWGEO do precyzyjnego pozycjonowania maszyn rolniczych w warunkach dynamicznych oraz wykorzystania pozyskanych danych przestrzennych oraz ich filtracji przy tworzeniu modeli numerycznych np. w warunkach zbioru selektywnego.

8

Application of artificial neural networks to analyze the emergence of soybean seeds after applying herbal treatments

Niedbała G., Piekutowska M., Rudowicz-Nawrocka J., Adamski M., Wojciechowski T., Herkowiak M., Szparaga A., Czechowska-Kosacka A.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

145--149

EN

The aim of the following work is to indicate factors which significantly affect the emergence of selected soybean varieties after application of natural herbal extracts based on - Levisticum officinale L., Ribes nigrum L., Matricaria chamomilla L., as wet seed treatments using two methods of treatment. The research material included seeds treated for 24 hours in macerats, decoctions and infusions made from the above herb species as well as untreated seeds, seeded together with preparations in point application. Untreated seeds were used as the control group. The experiment was being conducted for 16 days in a greenhouse facility belonging to the COBORU Experimental Station for Variety Testing in Karzniczka. The assessed parameter referred to the percentage of soybean seedlings emergence ability determined based on the number of emerged plants. Indication of the importance of factors in shaping soybean emergence and considering their rank was possible due to the sensitivity analysis of the generated neural network with the MLP architecture 4:4-13-5-1:1 with two hidden layers. All analyzed factors of the experiment significantly shaped the ability of soybean emergence, with the following order: cultivar, application method, herb species from which the extract was made, form of preparation.

PL

Celem pracy było wskazanie czynników istotnie wpływających na wschody wybranych odmian soi po zastosowaniu naturalnych ekstraktów wodnych na bazie ziół - Levisticum officinale L., Ribes nigrum L., Matricaria chamomilla L., jako zapraw nasiennych na mokro z wykorzystaniem dwóch sposobów zaprawiania. Materiał badawczy stanowiły nasiona zaprawiane przez dobę w maceratach, wywarach i naparach sporządzonych z powyższych gatunków ziół oraz nasiona niezaprawiane, wysiewane łącznie z aplikacją punktową preparatów. Za obiekt kontrolny przyjęto nasiona niezaprawiane. Eksperyment prowadzono przez 16 dni w obiekcie szklarniowych należącym do Stacji Doświadczalnej Oceny Odmian COBORU w Karzniczce. Parametrem poddanym ocenie była procentowa zdolność wschodów siewek soi określana na podstawie liczby wzeszłych roślin. Wskazanie istotności czynników w kształtowaniu zdolności wschodów soi oraz uwzględnienie ich rangi było możliwe dzięki analizie wrażliwości wytworzonej sieci neuronowej o architekturze MLP 4:4-13-5-1:1 z dwoma ukrytymi warstwami. Wszystkie analizowane czynniki doświadczenia znacząco kształtowały zdolność wschodów soi, a ich waga miała następującą kolejność: odmiana, sposób aplikacji preparatu, gatunek zioła, z którego sporządzono ekstrakt, forma preparatu.

9

Application of artificial neural networks for the prediction of quality characteristics of potato tubers - Innovator variety

Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

132--138

EN

The aim of the research was to create a model for prediction of tuber dry matter on the basis of underwater weight of tubers (UWW), with the use of neural modelling methods. In order to achieve the aim of the study, data from the years 2011-2017 were collected from the production fields of an individual farm located at the border of Pomeranian and West Pomeranian Voivodeships in Słupski and Sławieński districts. The subject of the research concerned potatoes of the Innovator variety, which were grown for processing purposes - production of French fries. To build a neural model, data from September sampling as well as meteorological and fertilizer data were used. A total of 82 learning cases from the fields covered by the analyses were used, which were divided into two sets. Set 1, for the construction of the neural model consisted of 75 samples. Set 2, which consisted of 7 randomly selected samples, had a validation function and did not participate in the construction of the neural model. For proper model validation, four forecast error measures were used, i.e. relative approximation error (RAE), root mean square error (RMS), mean absolute error (MAE), mean absolute percentage error (MAPE). The model MLP 8:8-12-5-1:1 (BP100,CG31b) was based on eight inputs (meteorological data, fertilization levels) and one output (dry matter of tubers under water). The analysis resulted in a forecast error of 2.81% of MAPE. Moreover, the sensitivity analysis of the neural network showed that the mean air temperature in the period from April to September (T4-9) had the greatest influence on the dry matter of tubers.

PL

Celem pracy było wytworzenie modelu do predykcji suchej masy bulw na podstawie masy bulw pod wodą z wykorzystaniem metod modelowania neuronowego. Dla realizacji celu pracy zebrano dane pochodzące z lat 2011-2017 pochodzące z pól produkcyjnych gospodarstwa indywidualnego, zlokalizowanego przy granicy województw pomorskiego i zachodniopomorskiego w powiatach słupskim i sławieńskim. Przedmiotem badań były ziemniaki odmiany Innovator, które uprawiano na cele przetwórcze - produkcję frytek. Do budowy modelu neuronowego, wykorzystano dane pochodzące z wrześniowych próbkowań oraz dane meteorologiczne i nawozowe. Łącznie użyto 82 przypadków uczących pochodzących z pól objętych analizami, które zostały podzielone na dwa zbiory. Zbiór 1, do budowy modelu neuronowego składał się z 75 prób. Zbiór 2, który tworzyło 7 losowo wybranych prób, pełnił funkcję walidacyjną i nie uczestniczył w budowie modelu neuronowego. Dla właściwej walidacji modelu zastosowano cztery mierniki błędów prognozy, tj. globalny względny błąd aproksymacji modelu (RAE), błąd średniokwadratowy (RMS), błąd średni bezwzględny (MAE), błąd średni bezwzględny procentowy (MAPE). Wytworzony model MLP 8:8-12-5-1:1 (BP100,CG31b) bazował na ośmiu wejściach (dane meteorologiczne, poziomy nawożenia) i jednym wyjściu (sucha masa bulw pod wodą). W wyniku przeprowadzonych analiz uzyskano wynik błędu prognozy na poziomie 2.81% MAPE. Ponadto analiza wrażliwości sieci neuronowej wykazała, że największy wpływ na suchą masę bulw miała średnia temperatura powietrza w okresie od kwietnia do września (T4-9).

10

Analysis of the possibility of obtaining thermal energy from combustion of selected cereal straw species

Herkowiak M., Adamski M., Dworecki Z., Waliszewska B., Pilarski K., Witaszek K., Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

68--72

EN

Wheat, corn and rapeseed straw can be used as a raw material for the production of biofuels used to generate heat energy. Due to the growing interest in renewable fuels, including straw, it is reasonable to test the energy suitability of these fuels. The aim of the study was to compare the combustion heat and calorific value of particular straw species. The most important parameters enabling comparison of the above mentioned fuels were determined, which include: humidity, combustion heat and calorific value. The moisture content of individual wood samples was: 6.32% for wheat straw, 8.40% for corn straw and 8.49% for rapeseed straw. The analysis showed that the moisture content of the straw samples tested was at a similar level. Combustion heat analysis allowed to obtain the following results: 16.10 MJ⋅kg-1 for wheat straw, 16.60 MJ⋅kg1 for rapeseed straw and 17.30 MJ⋅kg-1 for maize straw. The highest combustion heat was observed for corn straw. The same parameter for rapeseed straw was lower by 0.7 MJ⋅kg-1 than for maize straw. The lowest combustion heat of 16.10 MJ⋅kg-1 was observed for wheat straw. The calorific value of the samples tested was: 14.80 MJ⋅kg-1 for wheat straw, 15.30 MJ⋅kg-1 for rapeseed straw and 16.10 MJ⋅kg-1 for maize straw. The highest calorific value was found for corn straw. The calorific value of wheat straw was lower by about 9%, while rapeseed straw was lower by about 5% in comparison to maize straw. On the basis of the conducted research and literature data concerning the yields of straw of various cereal species, the amount of energy possible to obtain per hectare of cultivation was estimated. With the yield per hectare for: wheat straw 3.2 Mg d.m., rapeseed straw 3.3 Mg d.m., maize straw 12.5 Mg d.m. can be obtained for: wheat straw 47.36 GJ⋅ha-1 , rapeseed straw 50.49 GJ⋅ha-1 , maize straw 201.25 GJ⋅ha-1 .

PL

Słoma pszenna, kukurydziana oraz rzepakowa może stanowić surowiec do produkcji biopaliw wykorzystywanych na cele pozyskiwania energii cieplnej. W związku z rosnącym zainteresowaniem paliwami odnawialnymi, w tym słomą zasadnym jest badanie przydatności energetycznej tych paliw. Celem badań było porównanie ciepła spalania oraz wartości opałowej poszczególnych gatunków słomy. Określono najważniejsze parametry umożliwiające porównanie wyżej wymienionych paliw, do których zaliczamy: wilgotność, ciepło spalania oraz wartość opałową. Wilgotność poszczególnych próbek drewna wynosiła: 6,32% dla słomy pszennej, 8,40% dla słomy kukurydzianej, oraz 8,49% dla słomy rzepakowej. Przeprowadzona analiza wykazała, że wilgotność badanych próbek słomy była na podobnym poziomie. Badanie ciepła spalania umożliwiło uzyskanie następujących wyników: 16,10 MJ⋅kg-1 dla słomy pszennej, 16,60 MJ⋅kg-1 dla słomy rzepakowej oraz 17,30 MJ⋅kg-1 dla słomy kukurydzianej. Najwyższe ciepło spalania zaobserwowano dla słomy kukurydzianej. Ten sam parametr dla słomy rzepakowej był o 0,7 MJ⋅kg-1 niższy niż dla słomy kukurydzianej. Najniższym ciepłem spalania 16,10 MJ⋅kg-1 charakteryzowała się słoma pszenna. Wartość opałowa badanych próbek wynosiła: 14,80 MJ⋅kg-1 dla słomy pszennej, 15,30 MJ⋅kg-1 dla słomy rzepakowej oraz 16,10 MJ⋅kg-1 dla słomy kukurydzianej. Najwyższą wartością opałową charakteryzowała się słoma kukurydziana. Wartość opałowa słomy pszennej była niższa o około 9%, natomiast słomy rzepakowej niższa o około 5% w porównaniu do słomy kukurydzianej. Na podstawie przeprowadzonych badań oraz danych literaturowych dotyczących wielkości plonów słomy różnych gatunków zbóż oszacowano ilość możliwej do uzyskania energii z jednego hektara uprawy. Przy plonie z jednego hektara dla: słomy pszennej 3,2 Mg s.m., słomy rzepakowej 3,3 Mg s.m, słomy kukurydzianej 12,5 Mg s.m. można uzyskać dla: słomy pszennej 47,36 GJ⋅ha-1 , słomy rzepakowej 50,49 GJ⋅ha-1 , słomy kukurydzianej 201,25 GJ⋅ha-1 .

11

Analysis of the possibilities of using a hybrid heating system in the process of anaerobic biomass decomposition in a container fermenter

Adamski M., Herkowiak M., Mioduszewska N., Osuch E., Osuch A., Niedbała G., Piekutowska M., Przygodziński P.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

7--16

EN

The subject of the work concerns the design of a hybrid solar system to maintain mesophilic conditions in the process of anaerobic biomass decomposition. The main purpose of the work was to design a hybrid heating installation for a biomass utilizer. It was assumed to simulate the use of three energy sources: photovoltaic panels, solar collector and heat from biogas combustion. It was assumed that the results of the analysis will be supported by evaluation of biogas yield for waste consisting food. The quasi-continuous and periodic operation of the rendering chamber was tested in relation to the energy demand for maintaining the mesophilic conditions in the fermentation process. As a result of the objective of the work, biogas productivity tests of the selected substrate mixture were carried out. A general design of the utilization plant (microbiogas plant) was also carried out, including thermal insulation and the design of the heating system. In order to determine the heat losses of the digester, the methodology based on the heat transfer coefficient by individual partitions was used. The level of biogas production was determined using a test stand complying with the requirements of DIN 38 414 S.8. On the basis of the volume of biogas production, thermal deficiencies resulting from its combustion were determined. Biogas deficiencies constituted more than 30% in the worst computing conditions for the periodic system and about 6% for the quasicontinuous system. The designed heating installation, which uses additional solar energy, in the case of a periodic system, allowed to cover 100% of the summer heat demand. In winter, the coverage of heat demand was around 90% for average monthly temperatures in December and January and 80% for the worst computing conditions. Identified energy shortages can be limited by optimizing the control of the biological process and optimizing the parameters of thermally insulating layers.

PL

Tematem pracy jest projekt hybrydowego systemu solarnego w celu utrzymania warunków mezofilnych w procesie beztlenowego rozkładu biomasy. Głównym celem pracy było zaprojektowanie hybrydowej instalacji grzewczej dla utylizatora biomasy. Założono symulację wykorzystania trzech źródeł energii: paneli fotowoltaicznych, kolektorów słonecznych i ciepła ze spalania biogazu. Wskazano, iż wyniki analizy będą poparte oceną wydajności biogazowej dla substratów zawierających składniki żywności i paszy. Quasi-ciągłe i okresowe działanie komory utylizacyjnej badano w odniesieniu do zapotrzebowania na energię do utrzymywania warunków mezofilnych w procesie fermentacji. W wyniku realizacji celu pracy wykonano biogazowe testy wydajności wybranej mieszaniny substratów. Wykonano również ogólny projekt instalacji utylizacyjnej (instalacji mikrobiogazowej), obejmującej izolację termiczną i projekt systemu grzewczego. W celu określenia strat ciepła komory fermentacyjnej zastosowano metodę opartą na współczynniku przenikania ciepła poszczególnych elementów konstrukcji. Poziom produkcji biogazu określono za pomocą stanowiska testowego zgodnego z wymaganiami normy DIN 38 414 S.8. Na podstawie wielkości produkcji biogazu określono niedobory termiczne wynikające z jego spalania. Niedobory biogazu stanowiły ponad 30% w najgorszych warunkach obliczeniowych układu okresowego i około 6% w systemie quasiciągłym. Zaprojektowana instalacja grzewcza, w której wykorzystywana jest dodatkowa energia słoneczna, będzie w przypadku układu okresowego bilansowała się na poziomie 100% letniego zapotrzebowania na ciepło. Zimą pokrycie zapotrzebowania na ciepło wynosiło około 90% w przypadku średnich temperatur miesięcznych w grudniu i styczniu oraz 80% dla najgorszych warunków obliczeniowych. Zidentyfikowane niedobory energii można ograniczyć, optymalizując kontrolę procesu biologicznego i optymalizując parametry warstw termoizolacyjnych.

12

Changes in the emission of toxic compounds from farming machinery used in Poland between 2011 and 2013

Czechlowski M., Adamski M., Wojciechowski T., Niedbała G., Wojdak E.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 3

57--61

EN

The article presents changes in the total annual emission of limited toxic compounds released into the atmosphere together with exhaust gases from farming machinery used in Poland between 2011 and 2013. The calculations were based on the amounts of the excise tax refund for ‘farming’ fuel, which were expended from the budget during the years under study. The methodology of calculations presented by the authors in the previous publication was also used in this study. It was based on emission limits included in Directive 97/68/EC and on exceeding of these limits during the operation of farming machinery under typical field conditions, which was presented by Lindgren. The fuel consumed by the whole population of farming machinery (including tractors, mobile and stationary machinery with diesel engines) has the greatest influence on the total emission of toxic compounds. This dependence was particularly noticeable when 2012 and 2013 were compared. In 2012 the lowest consumption of farming fuel was noted, i.e. 601.7 million tonnes. It resulted in the lowest total emission of toxic compounds, i.e. 88,188 tonnes. In 2013 the emission of toxic compounds was greater by 6.7% than in the previous year and reached 94,137 tonnes. It was caused by the highest fuel consumption during the years under study, i.e. 646.9 million tonnes.

PL

W pracy przedstawiono zmiany całkowitej rocznej emisji do atmosfery limitowanych związków toksycznych uwalnianych wraz ze spalinami przez maszyny rolnicze eksploatowane w polskim rolnictwie w latach 2011-2013. Jako podstawę do obliczeń przyjęto kwoty zwrotu podatku akcyzowego za tzw. paliwo rolnicze, które wydatkowano z budżetu w analizowanych latach. Do obliczeń zastosowano metodykę przedstawioną przez autorów we wcześniejszej publikacji, bazującą na limitach emisji zawartych w dyrektywie 97/68/WE oraz przedstawionych przez Lindgren'a przekroczeń tych limitów podczas pracy maszyny rolniczych w typowych warunkach polowych. Największy wpływ na całkowitą emisję związków toksycznych ma zużycie paliwa przez całą populację maszyn rolniczych (w tym ciągników, maszyn samobieżnych oraz stacjonarnych wyposażonych w silniki ZS). Zależność ta jest szczególnie widoczna pomiędzy latami 2012 oraz 2013. W 2012 r. zanotowano najniższe zużycie "paliwa rolniczego" wynoszące 601,7 mln t, co przełożyło się na najmniejszą sumaryczną emisję związków toksycznych wynoszącą 88 188 t. Natomiast w 2013 r. emisja związków toksycznych wzrosła do poziomu 94 137 t, co stanowi wzrost o 6,7% w stosunku do roku poprzedniego. Było to spowodowane najwyższym, w analizowanych latach, zużyciem paliwa równym 646,9 mln t.

13

The use of artificial neural networks to predict the spatial variability of grain quality during combine harvest of wheat

Niedbała G., Czechlowski M., Wojciechowski T.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2013

|

Vol. 58, nr 1

126--129

EN

The aim of the study was to attempt to build and validate the neural model controlling the qualitative selection of the stream of grain mass as early as the stage of combine harvesting of winter wheat. The model uses the highest possible number of data describing locally changeable environmental conditions such as: protein content, moisture and yield of wheat grain, soil abundance in basic nutrients (total Kjeldahl nitrogen, exchangeable phosphorus and potassium, magnesium) and additionally - the pH coefficient, content of organic matter in soil and the relative altitude. The construction of the neural model was preceded with a multiple regression analysis. The results of the analysis (α = 0.05) indicated statistical significance of all of the traits under analysis, which influence grain quality and are defined as the content of protein. The MLP neural network (9-30-1) consisted of one hidden layer containing 30 neurons, one output and nine inputs. The network learning was done with the BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno) algorithm in a single phase during 827 epochs with the SOS error function. The study was a part of the development project No. R12 0073 06 entitled “Development and validation of the technology for separation grain stream during cereals selective harvesting”, financed by the Polish National Centre for Research and Development.

PL

Celem pracy było podjęcie próby budowy i walidacji modelu neuronowego sterującego selekcją jakościową strumienia masy ziarna już na etapie kombajnowego zbioru pszenicy ozimej. Model wykorzystuje jak najwięcej danych opisujących lokalnie zmienne warunki środowiskowe takie jak: zawartości białka, wilgotność i wielkość plonu ziarna pszenicy, zasobność gleby w podstawowe składniki pokarmowe (azot ogólny, fosfor i potas wymienny, magnez) oraz dodatkowo współczynnik pH, zawartość materii organicznej w glebie oraz wysokość względną NPM. Budowę modelu neuronowego poprzedzono analizą regresji wielorakiej. Wyniki tej analizy na poziomie α = 0,05 wskazały istotność statystyczną wszystkich badanych cech wpływających na jakość ziarna zdefiniowaną jako zawartość białka. Zbudowana sieć neuronowa typu MLP (9-30-1) składała się jednej warstwy ukrytej zawierającej 30 neuronów, jednego wyjścia i dziewięciu wejść. Uczenie sieci z wykorzystaniem algorytmu BFGS wykonano jednofazowo w trakcie 827 epok z funkcją błędu SOS. Pracę zrealizowano w ramach projektu rozwojowego nr R12 0073 06 pt: „Opracowanie i walidacja technologii rozdziału strumienia ziarna podczas selektywnego zbioru zbóż” finansowanego przez NCBIR.

14

Doradcza aplikacja internetowa wspomagająca ochronę plantacji buraka cukrowego

Kozłowski R. J., Przybylak A., Niedbała G.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2011

|

Vol. 56, nr 1

82-85

PL

W artykule przedstawiono zaprojektowany i wytworzony internetowy system ekspertowy wspomagający doradztwo rolnicze w zakresie ochrony plantacji buraka cukrowego. Zadaniem systemu jest udostępnienie informacji dotyczących szkodników, chorób oraz innych czynników powodujących znaczące straty w plonie bądź powodujących spadek jego jakości. Moduł doradczy zaimplementowany w systemie pomaga w ocenie występującego na plantacji zagrożenia i wspomaga właściwe zaplanowanie programu ochrony plantacji.

EN

The paper presents designed and developed a web-based expert decision support system for assist in the protection of sugar beet plantations. The task of the system is to provide information on pests, diseases and other factors that cause significant losses in yield or decrease of quality. The implemented decision module allows identifying of the pest and helps in proper planning of the protection program.

15

Zastosowanie modelowania neuronowego do analizy wpływu depresatorów na lepkość surowego oleju rzepakowego

Niedbała G., Pilarski K.

Inżynieria Rolnicza

|

2009

|

R. 13, nr 9

331-336

PL

Celem pracy była budowa modelu neuronowego do analizy wpływu zastosowanych dodatków-depresatorów przeznaczonych do oleju napędowego, na lepkość kinematyczną surowego oleju rzepakowego. W pracy przedstawiono wyniki analiz zastosowanych depresatorów, które były dawkowane do 3% objętości, w różnych temperaturach otoczenia. Temperatury zostały tak dobrane, aby odzwierciedlały rzeczywiste warunki pracy silników w ciągnikach rolniczych i oscylowały od - 10°C do + 30°C (ze stopniowaniem o 5°C). Wytworzony model neuronowy miał za zadanie prognozować lepkość surowego oleju rzepakowego uwzględniając trzy parametry: rodzaj zastosowanego dodatku-depresatora, stężenie objętościowe oraz temperaturę otoczenia, w której mieszanina była poddawana badaniu na lepkość. Wyniki analizy wrażliwości sieci wskazały, że największy wpływ na lepkość ma temperatura otoczenia.

EN

The aim of the work was to build the neural model of analysis influences applied depressers of diesel oil on the viscosity of raw rapeseed oil. The analyse showed results applied depressers which were dosed to 3% volumes in the various temperatures of surroundings. The chosen temperatures showed the real conditions of the work of engines reflected in agricultural tractors and oscillated from -10°C to +30°C (with graduating about 5°C). There were three parameters predicted: kind applied depresatora, volumetric concentration and the temperature of the surroundings which in investigated viscosity of mixture. It results from the study that the temperature of surroundings had the largest influence on viscosity of raw rapeseed oil.

16

Telefonia internetowa VoIP jako alternatywa w komunikacji dla przedsiębiorstw rolniczych

Niedbała G., Krysztofiak A., Dolańska-Niedbała E.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2008

|

Vol. 53, nr 2

55-57

PL

Celem pracy było przedstawienie możliwości zastosowania nowoczesnej pod względem technologicznym, telefonii internetowej popularnie nazywanej VoIP lub telefonia IP. Zaprezentowano metody kompresji dźwięku oraz możliwości zastosowania w oparciu o aktualnie wykorzystywany protokół SIP. Przedstawiono także implementację omawianej technologii w małym przedsiębiorstwie rolniczym. Upowszechnienie tej metody komunikacji jest alternatywą dla telefonii stacjonarnej lub komórkowej biorąc pod uwagę koszty rozmów oraz możliwości integracji z istniejącymi systemami teleinformatycznymi. Technologia ta wymaga szybkich łączy internetowych charakteryzujących się wysoką jakością oraz stabilnością transmisji. Jak wykazano w pracy technologia VoIP może być zastosowana w małych i średnich przedsiębiorstwach z sektora rolniczego, dając wymierne efekty finansowe przy relatywnie niskich nakładach.

EN

The aim of the work was to show modern uses of internet telephony called popularly VoIP or IP telephony. The article describes methods of the compression of sound and possibility of the use on the basis of currently used SIP protocol. The implementation of this technology in the small agricultural company was also presented. Popularisation of this method of the communication can be the cheap alternative for stationary or cellular telephony. It requires fast internet connections and the high quality of transmission. As it was showed in the work the technology VoIP can be applied in small and average companies in the agricultural sector.

17

Analiza ekonomiczna budowy i eksploatacji systemów telefonii internetowej w przedsiębiorstwie rolniczym

Niedbała G., Krysztofiak A.

Inżynieria Rolnicza

|

2008

|

R. 12, nr 7(105)

167-171

PL

Celem pracy była budowa systemu telefonii internetowej w oparciu o istniejącą infrastrukturę teleinformatyczną w przedsiębiorstwie rolniczym oraz porównanie kosztów eksploatacji zbudowanego systemu z dotychczas użytkowanym. W pracy przedstawiono porównanie kosztów rozmów telefonicznych przy użyciu VoIP w stosunku do kosztów rozmów realizowanych przy pomocy standardowych łączy analogowych POTS. Przedstawiono także rozwiązanie sprzętowe tego przedsięwzięcia. Jak wykazano w pracy koszty ponoszone na rozmowy telefoniczne z użyciem VoIP mogą stanowić znaczący element budżetu przedsiębiorstwa, gdyż są one o ponad połowę tańsze w stosunku do tradycyjnych rozwiązań. Badania zostały przeprowadzone w trzech przedsiębiorstwach rolniczych przez okres trzech miesięcy 2006 roku.

EN

The purpose of the work was to design an internet communications system based on an existing data transmission infrastructure in an agricultural enterprise, and to compare operating costs of a new-built system with the system operated so far. The paper presents costs for telephone calls being made using the VoIP, compared to costs of calls via standard POTS analog links. Moreover, it shows the concept of equipment, which should be used in this project. As it has been shown in the paper, telephone calls via VoIP may be important for an enterprise budget, since their costs are more than twice lower than conventional communication. The research was carried out in three agricultural enterprises for three months in 2006.

18

Prognozowanie zawartości cukru w korzeniach buraka cukrowego z wykorzystaniem technik regresyjnych i neuronowych

Niedbała G., Przybył J., Sęk T.

Inżynieria Rolnicza

|

2007

|

R. 11, nr 2 (90)

225-234

PL

Celem pracy było zbudowanie modelu prognozującego zawartość cukru w korzeniach buraka cukrowego. Prognozę można przeprowadzić przy pomocy klasycznych metod regresyjnych oraz z wykorzystaniem nowoczesnej techniki modelowania neuronowego. W pracy dokonano porównania obu tych metod dla budowy krótkoterminowych modeli prognoz zawartości cukru w korzeniach buraka cukrowego, opartych na danych empirycznych z trzyletnich badań.

EN

Prognosis of the content of sugar in the roots of sugar-beet is an important element of the organization of the production in the farm. The high content of the sugar gives measurable financial advantages for the grower and delivers to the sugar factories the material from which one gets white sugar of high quality. The aim of the research was to build a prognosis model of the content of sugar in the sugar-beet roots. One can conduct the realization of the prognosis by means the classic regression method, and the modern techniques of neural modeling as well. During research comparisons of both methods were performed when it comes to the building of short-term models of prognoses the content of sugar in the roots of sugar-beet based on empirical data's of three-years investigations.

19

Nowoczesna technologia sieci bezprzewodowych WiMAX - IEEE 802.16 w rozwoju obszarów rolniczych w wymiarze lokalnym i regionalnym

Niedbała G.

Inżynieria Rolnicza

|

2007

|

R. 11, nr 2 (90)

211-216

PL

Rozwój techniki komputerowej związanej z przesyłem informacji wprowadza nowe możliwości komunikacji bezprzewodowej. Zwiększenie prędkości transmisji danych, a także zwiększenie zasięgu sieci bezprzewodowych w nowym standardzie WiMAX daje duże możliwości dostępu do Internetu oraz świadczenia nowych usług. Zasięg do 50 km od stacji bazowej umożliwia odbiór sygnału w miejscach, w których nie ma możliwości poprowadzenia linii kablowej. Rolnictwo dzięki tej technologii może zyskać w szybki sposób dostęp do Internetu, telefonii oraz wielu innych usług sieciowych. W niniejszej pracy przedstawiono główne zalety technologii sieciowej w standardzie WiMAX a także możliwości jej wykorzystania na obszarach wiejskich.

EN

The development of the computer technique connected with the sending of information brings new possibilities of the wireless communication. The increase of the data transmission speed as well as the enlargement of the range of wireless networks in the WiMAX new standard gives both of internet access possibilities and also provide new services. The range to 50 km from the base station the reception of the signal in places, where there's no possibility to install a cable line. Thanks this technology, agriculture can gain a quick access to internet, telephony and many other network services. The main advantages of the network technology in the WiMAX standard have been presented in the present research as well as the possibilities of using it in rural areas.

20

Analiza możliwości prognozowania przemieszczeń gleby podczas orki za pomocą klasycznych metod statystycznych oraz sztucznych sieci neuronowych

Niedbała G., Klejna K.

Inżynieria Rolnicza

|

2007

|

R. 11, nr 2 (90)

217-224

PL

Erozja uprawowa, obok erozji wietrznej i wodnej, może prowadzić do degradacji gleby w szczególności na skłonach pól. Nowoczesne odkładnice stosowane obecnie w trakcie orki charakteryzują się dużymi prędkościami roboczymi, co w konsekwencji może doprowadzić do szybkiego przebiegu tego procesu. Określenie najistotniejszych warunków uprawy i parametrów pracy agregatu umożliwi dokonanie prognozy wielkości poziomego przemieszczenia gleby. W tym celu można zastosować metody statystyczne oraz metody modelowania neuronowego. Obydwie metody dały zadawalający wynik prognozy oraz wykazały największy wpływ prędkości orki na poziome przemieszczenie gleby. Wyniki uzyskane za pomocą modeli neuronowych charakteryzują się większą dokładnością prognozy oraz wyższym współczynnikiem korelacji i determinacji.

EN

Tillage erosion as well as wind and water erosion can lead to the degradation of the soil especially on the inclinations of the fields. Modern mouldboards used nowadays during ploughing are marked by high working speeds which can also accelerate the process of the soil degradation. Determining the most relevant conditions for crops as well as the parameters of the plough work with enable us to predict the size of the horizontal soil dislocations. In order to this, we can either use statistical or neural modelling methods. Both methods gave satisfying predictions results and also showed the huge influence of the ploughing speed on the horizontal soil dislocation. The results obtained from the neural modelling, are marked by higher precision and have a higher correlation and determination coefficient.