TECHNOLOGIE ŘÍZENÝCH PŘEJEZDŮ PO POZEMCÍCH

TECHNOLOGIE ŘÍZENÝCH PŘEJEZDŮ PO POZEMCÍCH František Kumhála a kolektiv Uplatněná certifikovaná metodika Česká zemědělská univerzita v Praze Technická fakulta Praha, 2013

Metodika vznikla za finanční podpory Ministerstva zemědělství ČR, je etapou PUV (Plán uplatnění výsledků) projektu č. NAZV QH92105 Technologie řízeného pohybu strojů po pozemcích vedoucí k omezení degradace půdy a zvýšení efektivity hospodaření. Česká zemědělská univerzita v Praze, Technická fakulta 2013 ISBN 978-80-213-2425-1

TECHNOLOGIE ŘÍZENÝCH PŘEJEZDŮ PO POZEMCÍCH Vedoucí autorského kolektivu prof. Dr. Ing. František Kumhála, ČZU v Praze Seznam autorů: Ing. Dumitru Gutu, ZAS Podchotucí, a. s. prof. Ing. Josef Hůla, CSc., VÚZT v. v. i. Praha, ČZU v Praze Ing. Jan Chyba, ČZU v Praze Ing. Pavel Kovaříček, CSc., VÚZT, v. v. i. Praha Ing. Milan Kroulík, Ph. D., ČZU v Praze Ing. Zdeněk Kvíz, Ph. D., ČZU v Praze Ing. Jiří Mašek, Ph. D., ČZU v Praze Marcela Vlášková, VÚZT, v. v. i. Praha Uplatněná certifikovaná metodika Česká zemědělská univerzita v Praze Technická fakulta 2013

TECHNOLOGIE ŘÍZENÝCH PŘEJEZDŮ PO POZEMCÍCH V metodice jsou uvedeny možnosti zavádění technologie řízených přejezdů po pozemcích a dopady této technologie na energetickou náročnost zpracování půdy, výnosy pěstovaných plodin, vodní režim a vodní erozi půdy. Dále jsou uvedeny možnosti úprav systému přejezdů po pozemcích, příklady polních pokusů s různými moduly záběru a příklady vybavení mechanizačními prostředky pro systémy řízených přejezdů po pozemcích. Jsou zde také uvedeny ekonomické aspekty související se zaváděním a používáním této technologie. Klíčová slova: zpracování půdy, technogenní zhutňování půdy, řízené přejezdy po pozemcích, fyzikální vlastnosti půdy. CONTROLLED TRAFFIC FARMING TECHNOLOGY In this methodology are discussed the possibilities of controlled traffic farming technology application and its influence to soil tillage energy requirements, cultivated crops yields, soil water regime and soil water erosion. Hereinafter, the possibilities of over land crossing system adjustment, examples of field trials with various modules of working width and examples of farm equipment suitable for control traffic farming are also discussed. Economic aspects related to controlled traffic farming implementation and application are also included. Key words: soil tillage, soil compaction, control traffic farming, soil physical properties.

OBSAH 1 CÍL METODIKY...6 2 VLASTNÍ METODIKA...6 2.1 Úvod...6 2.2 Škody způsobované technogenním zhutňováním půdy...7 2.2.1 Vliv zhutnění na energetickou náročnost a kvalitu zpracování půdy a setí...7 2.2.2 Vliv zhutnění na výnos plodin...8 2.2.3 Vliv zhutnění na přijímání vody půdou a na riziko vodní eroze půdy...12 2.3 Možnosti úprav systému přejezdů po pozemcích...13 2.3.1 Současný stav přejezdů po pozemcích...14 2.3.2 Princip postupů s řízenými přejezdy po pozemcích...16 2.3.3 Výsledky polního pokusu s modulem pracovního záběru 4 m...18 2.3.4 Výsledky polního pokusu s modulem pracovního záběru strojů 6 m...20 2.3.5 Výsledky polního pokusu s modulem pracovního záběru 8 m...29 2.3.6 Bilance plochy stop u variant systému řízených přejezdů...32 2.3.7 Vybavení pro systémy řízených přejezdů po pozemcích...33 3 DOPORUČENÍ PRO UŽIVATELE...34 4 SROVNÁNÍ NOVOSTI POSTUPŮ...34 5 POPIS UPLATNĚNÍ CERTIFIKOVANÉ METODIKY...35 6 EKONOMICKÉ ASPEKTY...35 7 SEZNAM POUŽITÉ SOUVISEJÍCÍ LITERATURY...36 8 SEZNAM PUBLIKACÍ, KTERÉ PŘEDCHÁZELY METODICE...39 5

1 CÍL METODIKY Cílem metodiky je: poukázat na škody způsobované technogenním zhutňováním půdy a navrhnout možnosti jejich náprav využitím technologie řízených přejezdů po pozemcích, vypracovat soubor podkladů, který zahrnuje dopad technologie řízených přejezdů po pozemcích na půdu se zaměřením na energetickou náročnost, kvalitu zpracování, vodní režim a vodní erozi půdy včetně vlivu na výnos pěstovaných plodin, vypracovat doporučení pro potenciální uživatele technologie řízených přejezdů po pozemcích z hlediska vybavení mechanizací a ekonomických aspektů jejího používání. 2 VLASTNÍ METODIKA 2.1 Úvod Podpora udržitelného využívání zemědělské půdy se zájmem zachovat její úrodnost pro příští generace je bezesporu cílem každého rozumného hospodáře. V současnosti používané systémy hospodaření na půdě však kladou dosažení tohoto cíle významné překážky. Např. podle Hamzy a Andersona (2005) je nežádoucí zhutnění půdy jedním z hlavních problémů moderního zemědělství. Toto nežádoucí, tzv. technogenní zhutnění je nejčastěji spojováno s přejezdy těžkou mechanizací a dnes představuje vpravdě celosvětový problém (Chan a kol, 2006; Gysi, 2001). Zhutnění půdy má přitom nejenom negativní vliv na výnos plodin, ale velmi závažné jsou i důsledky ekologické. V důsledku zhutnění se snižuje schopnost půdy infiltrovat a akumulovat srážkovou vodu, což vede k jejímu zvýšenému povrchovému odtoku. Následkem toho je nejenom přímé poškozování půd vodní erozí, ale z globálního hlediska také celkové snížení vodní jímavosti v zemědělské krajině, které přispívá ke vzniku povodní. Dalším nepříznivým důsledkem zhutnění půdy je také nárůst potřeby energie nutné k jejímu zpracování. Problematika spojená s technogenním zhutněním půdy a přejezdy mechanizace po pozemcích je proto z výše uvedených důvodů v poslední době intenzivně sledována u nás i v zahraničí. Například Chamen (2006) uvádí, že průměrná hmotnost a výkon zemědělských strojů se od roku 1966 zvýšily třikrát a maximální zatížení půdy pneumatikami narostlo navzdory všem opatřením až šestkrát. Nadměrně zhutnělé podorničí bylo také z těchto důvodů uznáno Evropskou unií jako závažná forma degradace půdy, která ohrožuje až 33 milionů hektarů v Evropě zemědělsky využívané půdy (Akker a Canarache, 2001). Současná úroveň dostupných navigačních systémů přitom bez potíží umožňuje rozdělení pozemků na plochy, po kterých se pohybují kola zemědělské mechanizace (stálé kolejové stopy) a na plochy, na které už kola zemědělské mechanizace při využívání těchto technologií nikdy nevjedou. Předložená metodika si klade za cíl stručnou formou seznámit potenciální zájemce s technologií řízeného pohybu strojů po pozemcích, podat přehled jejich dopadů na energetickou náročnost a kvalitu zpracování půdy, na výnosy pěstovaných plodin, vodní režim a vodní erozi půdy. Je zde také řešena problematika potřebné mechanizace a jejího nezbytného technického vybavení. V závěru jsou zmíněny rovněž některé z ekonomických aspektů případného zavádění a využívání technologie řízených přejezdů po pozemcích v zemědělské praxi. 6

2.2 Škody způsobované technogenním zhutňováním půdy Technogenním zhutňováním půdy označujeme nežádoucí změny v půdním profilu v důsledku využívání techniky v pěstitelských technologiích. Na rozdíl od zhutnění genetického, daného povahou půdy, je hlavní příčinou technogenního zhutňování stlačování půdy při přejezdech strojů. K narušování struktury půdy dochází i při prokluzu kol a pásů pojezdových ústrojí. Zdrojem technogenního zhutnění může být i narušování struktury půdy pracovními nástroji strojů na zpracování půdy - například čepele orebních těles radličných pluhů spolupůsobí na vzniku zhutnělé vrstvy pod dnem brázd, zejména při každoroční orbě do stejné hloubky. Škodlivost zhutnění půdy se projevuje ve více směrech. Závažné je zvýšení energetické náročnosti zpracování půdy a snížení jeho kvality, které se nepříznivě promítá i do kvality setí. Zhutnělá půda má sníženou schopnost přijímat vodu ze srážek, voda odtékající po povrchu zhutnělé půdy zvyšuje erozní ohrožení orné půdy. Přesáhne-li zhutnění kritickou mez, dochází ke snížení výnosu pěstovaných plodin. Zde však spolupůsobí více faktorů, důležitá je zejména vlhkost půdy. Při posuzování stavu půdy je třeba rozlišovat pojmy zhutnění a utužení. Zhutněním rozumíme nežádoucí stav půdy, charakterizovaný vysokou objemovou hmotností půdy a její nízkou celkovou pórovitostí. Výraz utužení používáme pro cílenou úpravu nadměrně kypré ornice válením nebo použitím pěchů. 2.2.1 Vliv zhutnění na energetickou náročnost a kvalitu zpracování půdy a setí Zhutnění půdy způsobené přejezdy strojů po pozemcích zhoršuje zpracovatelnost půdy, zvyšuje energetickou náročnost zpracování půdy a projevuje se nepříznivě při následné předseťové přípravě půdy a v kvalitě setí. Odolnost půdy vůči stlačování pojezdovými ústrojími výrazně klesá se zvyšující se vlhkostí půdy. Nízkou odolnost má zejména vlhká půda v době jarního předseťového zpracování půdy. Rizikové z hlediska zhutňování půdy jsou přejezdy při sklizni plodin v podmínkách s vyšší vlhkostí půdy: sklizeň cukrové řepy a dalších plodin na podzim, kdy je častá nadměrná vlhkost půdy, ale i žňové práce na pozemcích s vlhkou půdou. Riziková je rovněž aplikace kejdy a digestátu, kdy se aplikují jejich vysoké dávky. Zvýšení energetické náročnosti základního zpracování v důsledku zhutnění půdy nemusí být nijak dramatické opět má značný vliv momentální vlhkost půdy. Při měření bylo zaznamenáno široké rozmezí nárůstu měrného odporu orby a hlubšího kypření v důsledku předem vyvolaného zhutnění půdy zvýšení o 25 až 120 %. Toto široké rozmezí zvýšení měrného odporu orby resp. kypření půdy bylo kromě stupně zhutnění půdy značnou měrou ovlivněno právě vlhkostí půdy v době jejího zpracování. Nárůst spotřeby motorové nafty při samotné orbě nebo hlubším kypření zhutnělé půdy často neodpovídá nepříznivému stavu této půdy. Při orbě zhutnělé půdy se mohou tvořit velké hroudy s nepozměněnou vnitřní strukturou. Vysoká energetická náročnost zpracování zhutnělé půdy se pak přesouvá na rozrušování obtížně drobitelných hrud po orbě nebo hlubším kypření. To je charakteristické pro zpracování půdy k ozimým plodinám. Důsledkem je nutnost opakování operací předseťové přípravy půdy, což je spojeno s nárůstem nákladů i opožděním termínu setí ozimů. Nepříznivě se může projevit zhoršení kvality setí ozimů vlivem nadměrné hrudovitosti ornice a nekvalitního seťového lůžka. Zhoršení zpracovatelnosti půdy v důsledku přejezdů po vlhké půdě v jarním období lze doložit výsledky měření tvrdosti hrud, které byly odebrány z míst s odstupňovanou intenzitou stlačení půdy pojezdovými ústrojími traktorů a dopravních prostředků s nákladem. 7

U hrud odebraných z povrchové vrstvy ornice byl naměřen po vyschnutí hrud odpor vůči průniku kužele penetrometru 1,8 až 4,7krát vyšší než u vyschlých hrud z nepřejížděných míst téhož pozemku. Velké rozdíly v obtížnosti drobení hrud z různých míst pozemku v důsledku oddělení jízdních stop od nepřejížděné plochy jsou uvedeny v další části metodiky. V grafu na obr. 1 jsou patrné velké rozdíly v zastoupení velkých hrud (nad 0,10 m) v ornici po orbě na pozemku, kde byly využity 3 postupy sklizně cukrové řepy. Vysoké zastoupení velkých hrud je překážkou rychlého a energeticky přijatelného zpracování půdy pro ozimou pšenici, je-li tato plodina zařazena po cukrové řepě. To je příklad ovlivnění kvality pracovních operací zpracování půdy předchozími operacemi, v tomto případě při sklizni plodin. Obr. 1 Hrudovitost půdy po orbě na pozemku, kde byly ověřovány 3 postupy sklizně cukrové řepy (hloubka 0 až 0,23 m) 2.2.2 Vliv zhutnění na výnos plodin Mnoho prací potvrdilo, že zhutnění půdy skutečně ovlivňuje výnosy plodin (Voorhees, 1991; Arvidsson et al., 1996; Radford et al., 2001; Defossez et al., 2002; Gelder et al., 2006 a Ahmad et al., 2009a). Zásadní vliv na výnosy plodin má objemová hmotnost (obr. 2), nicméně vliv zhutnění půdy na jednu plodinu nemusí mít významný vliv na jinou plodinu (Voorhees, 1991) a nemusí nezbytně přinášet pouze negativní vliv na výnosy plodin. Střední zhutnění půdy (při přibližné hmotnosti stroje 4,5 t) může zajišťovat i vyšší výnosy plodin (Arvidsson et al., 1996 a Bouwman et al., 2000). Avšak vyšší hodnoty zhutnění půdy zamezují kořenovému systému rostlin pronikat do hlubších vrstev půdy (cca. 0,2 m), což může způsobit výnosové ztráty (obr. 3). Mimo celkové výnosy může půdní zhutnění ovlivňovat i kvalitu plodin (Voorhees, 1991 a Arvidsson et al., 1996). Další výsledky prokázaly, že v případě minimálních přejezdů je nárůst výnosů o 2-14 % u cukrové řepy, brambor, cibule a jílku, oproti konvenční technologii. U ječmene a pšenice byly sledovány výnosy pro minimální přejezdy, které kolísaly od -9 do 21 % v porovnání s konvenční technologií (Chamen et al., 1992). Ishaq et al. (2001) získal obdobné výsledky při sledování výnosů při zhutněném podloží, navíc uvedl v závěru, že hmotnost tisíce semen ve výnosech není ovlivněna zhutněním podloží. 8

-2 Výnos (g.m ) Objemová hmotnost (t.m -3 ) Obr. 2 Vztah mezi výnosy plodin a objemovou hmotností půdy (Ahmad et al., 2009b) Délka kořenového systému (m) Objemová hmotnost (t.m -3 ) Obr. 3 Vztah mezi objemovou hmotností půdy a délkou kořenového systému (Hassan et al., 2007) Vlivem zhutnění půdy na výnosy plodin se zabýval rovněž Arvidsson et al. (1996), který zjistil, že účinky zhutnění půdy vlivem přejezdů zemědělských strojů přetrvávají i po orbě radličným pluhem. Zhutnění způsobilo snížení výnosů následných plodin a zároveň korelovalo s obsahem jílu v půdě. V případě lehkých písčitých půd nedocházelo k výrazným ztrátám výnosu plodin (do 10 %), naproti tomu v případě těžkých jílovitých půd, docházelo ke ztrátám větším než 20 % a pro jílovito-hlinité půdy ztráty činily 10-20 %. Tyto ztráty přetrvaly 3-4 roky od aplikace přejezdů a lineárně korelují s množstvím provozu zemědělských strojů na daném pozemku. Obrázek 4 zobrazuje dlouhodobý experiment, kde byl posuzován vliv přejezdů na výnos plodin a počet rostlin. Ztráty výnosů plodin při experimentálním zatěžování se během let pohybovaly mezi 0 a 40 %. Z obrázku je zřejmý nárůst výnosů po ukončení experimentálního zatěžování. 9

Rel. výnos a počet rostlin (kontrolní = 100) Poslední experimentální jízda Výnos Počet rostlin Rok Obr. 4 Relativní výnosy plodin a počet rostlin dvaadvacetiletého experimentu (Arvidsson et al., 1996) Håkansson (1983) provedl experiment, kde zapojil tzv. stupeň zhutnění, který je definován jako suchá objemová hmotnost půdní vrstvy v procentech z referenční objemové hmotnosti stejné půdy vystavené jednoosému tlaku 200 kpa. Na obrázku 5 je zobrazena závislost výnosů plodin na stupni zhutnění, z obrázku je patrný výrazný pokles výnosů při stupni zhutnění větším než 90 %. Výnos zrna (kg.ha -1 ) Stupeň zhutnění Obr. 5 Průměrný výnos ječmene jako funkce stupně zhutnění ve vrstvě 4-25 cm (v hloubce orby bez seťového lůžka) při hnojení 60 a 120 kg dusíku na hektar (Håkansson et al., 1983) Další experiment, věnující se tématice vlivu zhutnění na výnosy plodin (Vigna čínská - Vigna unguiculata), provedl Dauda et al. (2002). Experiment spočíval v založení dvouletého pokusu, kde byl simulován provoz traktoru s rozsahem od 0 do 20-ti přejezdů s odstupňováním po 5-ti přejezdech (Tab. 1). Experimenty byl zjištěn nejvyšší výnos po pěti a deseti přejezdech. Zvýšení výnosů ve druhém roce bylo pravděpodobně způsobeno zvýšeným množstvím srážek. Snížení výnosů po patnácti a dvaceti přejezdech je odůvodněno sníženým vývojem kořenového systému v důsledku neschopnosti kořenového systému pronikat zhutněnou půdu (Hassan et al., 2007). Dalším vlivem je vlhkost rostlin, která při dvaceti přejezdech činila průměrně 40,4 %, zatímco u nepřejeté půdy 28,8 %. Vliv mírného zhutnění na vyšší výnosy byl také zaznamenán Arvidssonem et al. (1996) a Bouwmanem et al. (2000). 10

Tab. 1 Výnosy a obsah vlhkosti rostlin Vignie čínské (Dauda et al., 2002) První rok Druhý rok Počet přejezdů Výnos Vlhkost rostlin Výnos Vlhkost rostlin [kg ha -1 ] [g kg -1 ] [kg ha -1 ] [g kg -1 ] 0x 980 28,4 989 29,15 5x 1050 30,6 1085 31,7 10x 1200 35,3 1353 36,8 15x 750 36,8 800 37,75 20x 550 40,0 560 40,8 Vliv zhutnění půdy na výsledné výnosy plodin byl sledován v podmínkách České republiky na jílovito-hlinité půdě (hnědozem modální, Haplic Luvisol). Pokus byl založen s cílem zjistit vliv technologií provozu na výnosy plodin. V prvním roce byl pozemek rozdělen na dvě hlavní technologie a to řízený provoz strojů (CTF) a náhodný provoz zemědělských strojů (RAN), přičemž pro obě technologie byla zavedena varianta s hlubokým kypřením (HK), které bylo provedeno před založením experimentu. Pokrytí stopami pneumatik bylo v případě CTF 37,4 % a v případě RAN 69,8 % z celkové plochy. Z obrázku 6 je zřejmé, že po prvním roce jsou nejvyšší hodnoty výnosů v případě náhodného provozu. Překvapivým výsledkem jsou nejnižší hodnoty u řízeného provozu strojů mimo stopy pneumatiky (nepřejetá půda), přičemž došlo ke statisticky významnému poklesu oproti ostatním výsledkům. Obr. 6 Výnosy plodin pšenice ozimé po prvním roce měření. CTF - řízený provoz strojů, RAN - náhodné přejezdy, S - měřeno ve stopě, M - měřeno mimo stopu, +HK - hluboké kypření před založením pokusu Ve druhém roce byl pokus obohacen o parcely zpracované technologií s orbou (Obr. 7). V tomto případě byly naměřené hodnoty CTF mimo stopu obdobné jako v předchozím roce, došlo ovšem k rapidnímu snížení hodnot CTF ve stopě a hodnot náhodného provozu. K nejvyšším hodnotám výnosů došlo v případě orby ve stopě s hlubokým kypřením. Z obrázku jsou zřejmé nárůsty a poklesy jednotlivých variant, nicméně 11

v tomto případě nedošlo ke statisticky významným rozdílům a všechny varianty spadají do stejné homogenní skupiny. Obr. 7 Výnosy plodin sladovnického ječmene po druhém roce měření. CTF - řízený provoz strojů, RAN - náhodné přejezdy, S - měřeno ve stopě, M - měřeno mimo stopu, +HK - hluboké kypření před založením pokusu Z obrázků 6 a 7 je zřejmé, že nejvyšších výnosů bylo dosaženo u variant měřených ve stopě pneumatik s variantou hlubokého kypření a naopak nižších hodnot v případě mimo stopu pneumatik. Tento výsledek má několik možných vysvětlení. Jedním z nich je negativní vliv přejezdů na půdní organizmy. Dalším vysvětlením je potenciál půdní vody a tím i živin pro plodiny, především v sušších obdobích během vegetace plodin. Mírné zhutnění půdy zajišťuje vyšší hodnoty potenciálu půdní vody a může sebou přinášet vyšší výnosy plodin než v případě nezhutněné půdy (Voorhees, 1991; Arvidsson et al., 1996 a Bouwman et al., 2000). Toto tvrzení také podporuje výzkum Negiho et al. (1981), který provedl experiment závislosti výnosů plodin na objemové hmotnosti písčito-hlinité půdy (obr. 8). Výnos (t/ha) Objemová hmotnost (t/m 3 ) Obr. 8 Vliv objemové hmotnosti písčito-hlinité půdy na výnosy plodin (Negi et al., 1981) 2.2.3 Vliv zhutnění na přijímání vody půdou a na riziko vodní eroze půdy 12

Nepříznivým důsledkem zhutnění půdy je zvýšený povrchový odtok srážkové vody na svažitých pozemcích spojený se smyvem zeminy, tedy zvýšené riziko vodní eroze půdy. Příčinou je snížená propustnost zhutnělých částí půdního profilu pro vodu. Omezení infiltrace vody do půdy se navíc může nepříznivě projevit v hospodaření s půdní vláhou. Nepříznivé je, vyskytuje-li se výrazně zhutnělá vrstva půdy v hloubce, která je mimo dosah pracovních nástrojů strojů při běžně používaném zpracování půdy. Příkladem je výskyt tzv. zhutnělého podbrázdí u hlubokých úrodných půd. Příklad průběhu povrchového odtoku vody při umělém zadešťování simulátorem deště po dobu 60 minut na místech mimo stopy kol a v kolejové stopě je znázorněn v grafu na obrázku 9. Z grafu je patrné, že v průběhu zadešťování nastal povrchový odtok vody v místech bez působení přejezdů na půdu výrazně později něž v místě kolejové stopy. Rozdíl v objemu vody, která odtékala z měřené plochy, se v průběhu měření výrazně zvětšoval. Při vysokém podílu kolejových stop, typickém pro soudobé technologie pěstování polních plodin (75 až 100 % plochy kolejových stop z celkové plochy pozemků), je snížené přijímání vody půdou při intenzivních srážkách závažným problémem (zvýšené riziko povodní, smyv zeminy). K nadměrnému povrchovému odtoku srážkové vody dochází často i při malém sklonu pozemků. Souvisí to s využívanými technologiemi zpracování půdy a s rozšiřováním pěstování kukuřice na siláž jako typické plodiny, která nechrání dostatečně půdu při přívalových deštích. Kumulativní odtok (l.m -2 ) 35 30 25 20 15 10 5 y = 0.0091x 2 + 0.0028x R² = 0.9962 y = 0.003x 2-0.0656x R² = 0.9928 0 0 10 20 30 40 50 60 Čas (min) Mimo stopy Stopa traktoru a secího stroje Obr. 9 Kumulativní odtok vody při simulaci deště (87,8 mm.h -1 ) na písčitojílnaté půdě 2.3 Možnosti úprav systému přejezdů po pozemcích Myšlenka soustředit jízdní stopy na pozemcích do trvalých stop není nová. V současnosti jsou však k dispozici technické prostředky, které to v provozních podmínkách umožňují. Jedná se o navigační prostředky využívající korekční signál RTK a vybavení pro automatické řízení traktorů a samojízdných strojů. Dalším přínosem je nárůst pracovního záběru strojů a jejich dobrá manévrovací schopnost, takže v současnosti je možné v provozních podmínkách uskutečnit systém řízených přejezdů s modulem pracovního záběru 6 m a více. Pro systém soustředěných přejezdů do trvalých stop je výhodou provozní rozšíření a dobré zkušenosti s technologiemi zpracování půdy bez orby. Aby bylo možné posoudit uskutečnitelnost systému řízených přejezdů v podmínkách zemědělských podniků a vyhodnotit očekávaný přínos trvalého oddělení jízdních stop od produkční části pozemků bez stop, byly založeny víceleté poloprovozní polní pokusy na třech vybraných pozemcích. V polních pokusech byl využit modul pracovního záběru 4 m, 6 m a 8 m. 13

2.3.1 Současný stav přejezdů po pozemcích Než zde budou představeny jednotlivé návrhy polních pokusů, je dobré se seznámit se současnou situací přejezdů po pozemcích, které byly naměřeny v reálných podmínkách obdělávání pozemků v České republice. Na následujících obrázcích je ukázka záznamu pohybu zemědělské techniky po pozemku, demonstrovaná na jednohektarovém výřezu. Jedná se o trajektorie jízd u minimalizační technologie (obr. 10). Pro názornost je na dalším obrázku 11 znázorněno pokrytí plochy stopami pneumatik. Na souvratích je potom četnost přejezdů a zejména opakování přejezdů ještě významnější (obr. 12). Obr. 10 Mapa záznamu pohybu mechanizace po pozemku na výřezu o ploše 1 ha. Minimalizační technologie s mělkým kypřením. Obr. 11 Mapa přejeté plochy pozemku pojezdovými ústrojími mechanizace na výřezu o ploše 1 ha. Minimalizační technologie s mělkým kypřením. 14

Obr. 12 Záznam přejezdů na souvratích u orebné technologie (a) a minimalizační technologie (b) Výsledky ze sledování intenzity přejezdů ukazují, že 88,2 % plochy bylo pokryto stopami během jednoho roku, resp. sezóny v případě, že byla uplatněna orebná technologie. Dále bylo spočítáno, že tato, již jednou přejetá plocha byla vystavena opakovaným přejezdům. Na pozemku, kde byla uplatněná minimalizační technologie, klesla plocha přejetá pneumatikami na 65,2 % resp. 42,7 % u přímého setí. Se snížením intenzity klesla plocha přejetá pneumatikami. I tak ale zůstávají v organizování přejezdů značné rezervy. V našem případě organizace přejezdů odpovídala provozním podmínkám v zemědělském podniku, nebylo do ní nijak zasahováno. K podobným závěrům dospěli také Watson a Lowenberg- DeBoer (2004). Uvádí až 90 % pěstební plochy přejeté pneumatikami, zatímco s uplatněním navigace klesá přejetá plocha na 30 %. K uvedenému vyjádření je zapotřebí přidat další doplňující údaj a tím je momentální vlhkost půdy. Je obecně známo, že vlhká a případně nakypřená půda je k nežádoucímu zhutnění náchylná mnohem více než půda v sušším nenakypřeném stavu. Řada operací, jmenujme zejména přípravu půdy, setí, přihnojování a ochranu v jarním období, ale na druhou stranu rovněž sklizeň některých plodin spadá do období, kdy je zranitelnost půdy vyšší. Rovněž na zavlažovaných plochách a v intenzivních provozech je riziko nežádoucího zhutnění velmi vysoké. Problém intenzivních a náhodných přejezdů se dotýká také dalších plodin, jako jsou pícniny orné půdě a víceleté travní porosty. Obrázek 13 dokládá intenzitu přejezdů technikou během sklizně pícnin na siláž. V případě sklizně s využitím samojízdné řezačky bylo pneumatikami přejeto okolo 64 % sledované plochy. V případě nasazení svinovacího lisu bylo přejeto okolo 63 % plochy. Nejčastěji byly zaznamenány dvakrát opakované přejezdy. Zhutnění půdy na travnatých plochách v Anglii a Walesu podle Håkanssona a Reedera (1994) nebo Bateye (2009) může způsobovat jak mechanizace, tak pastva. Jako hlavní příčina se ale ukazuje změna v obhospodařování luk a pastvin za několik posledních desetiletí, konkrétně nasazení těžké mechanizace, kterou disponují podniky služeb. Byl prokázán vliv přejezdů techniky po travních porostech, kdy zhutnění půdy výrazně snižovalo výnos sušiny (Frost, 1988 a, b, Douglas a kol., 1998) a ovlivňovalo využití dusíku (Douglas a kol., 1998). Arvidsson a Håkansson (1991) upozorňuje, že za snížením výnosu také stojí poškození rostlin přejezdy a to více, než utužení. Duiker (2004) poukazuje na poškození porostu vojtěšky v závislosti na odstupu mezi sečením a odvozem píce z pozemku. Poškození je mnohem větší při odvozu 5 dní po posečení, než 2 dny po posečení. Je tedy namístě včasnost odvozu píce z pozemku. 15

Obr. 13 Grafické vyjádření přejezdů při sklizni samojízdnou řezačkou (vlevo) a přejezdů při sklizni svinovacím lisem (vpravo) Obrázek 14 zobrazuje trajektorie a přejezdy pneumatikami na výřezu 1 ha při zakládání porostu brambor. Technologie pěstování brambor patří k velmi intenzivním technologiím. Tomu odpovídá podíl přejeté plochy technikou 84,4 %. Do výčtu ještě není zařazena sklizeň. Obr. 14 Grafické vyjádření trajektorií jízd (a) a stop pneumatik (b) při zakládání porostu brambor 2.3.2 Princip postupů s řízenými přejezdy po pozemcích Při zavádění postupů řízených přejezdů do praxe je třeba počítat se dvěma základními problémy. Prvním je dostatečná přesnost navigace strojů a strojových souprav po pozemku, která musí být pro dané použití v řádech centimetrů. Tuto podmínku splňují například GPS navigace s korekcí RTK (RTK-GPS). Ve spojení s asistovaným nebo automatickým řízením traktorů a sklízecí mlátičky je v tomto případě pohyb strojů po pozemku zaručen s odpovídající přesností. Druhý problém je složitější a souvisí s mechanizací, která je v podniku k dispozici a kterou je třeba do systému řízených přejezdů po pozemcích zařadit. Všechny používané stroje by měly mít nejlépe stejný rozchod kol a v optimálním případě také šířku pneumatik. Již tato podmínka je při naprosto běžné kombinaci strojů traktor-sklízecí mlátička velmi těžko splnitelná. 16

Kromě rozchodu kol je třeba také rozhodnout, jaký bude pracovní záběr strojů zařazených do této technologie. Zde se hovoří o tzv. modulu. Např. základní modul záběru 5 m znamená, že většina použitých strojů bude mít pracovní záběr právě 5 m. V případě, že je záběr větší, mělo by se jednat o násobky tohoto modulu (např. kypřič 5 m, postřikovač 15 nebo 25 m). V současné době existují tři základní přístupy, jak se s rozchodem kol a modulem strojů v technologiích řízených přejezdů po pozemcích vypořádat. Nejexaktnějším, ale také technicky nejnáročnějším přístupem je upravit rozchod kol veškeré použité mechanizace na jeden, který je zpravidla dán rozchodem kol sklízecí mlátičky. Základní modul záběru strojů pak odpovídá jejímu pracovnímu záběru. V praxi to znamená, že rozchod kol traktorů a další používané mechanizace je třeba zvětšovat (obr. 15). Tento způsob řešení je používán na velkých a spíše extenzívně obdělávaných pozemcích např. v Austrálii. Další možností je zvolit vhodnou kombinaci strojů, které jsou k dispozici tak, aby výsledná plocha stop byla co nejmenší. U traktorů a strojů se kterými pracují to zásadní problém nebývá, rozchod kol bývá cca 2 až 2,5 m, lišit se mohou šířky pneumatik. Poměrně jednoduchými úpravami (např. otočením disků atd.) lze zpravidla u těchto strojů dosáhnout poměrně dobré shody rozchodu kol. Občas se ale stane, že některý stroj např. v důsledku větší šířky pneumatik nebo nemožnosti změny jeho rozchodu (sklízecí mlátička) tyto rozměry mírně přesahuje. Nevznikne tak žádná další stopa, pouze se ty stávající rozšíří. Tomuto přístupu se v anglické literatuře říká OutTrac, tj. mimo stopu. Zmíněný systém bude dále podrobněji popsán v kap. 2.3.3 a 2.3.4, která se zabývají výsledky polních pokusů s modulem pracovního záběru 4 a 6 m. Jinou možností je tzv. systém AdTrac, tj. přidej stopu. Jedná se samozřejmě o stopu sklízecí mlátičky. organizace práce na pozemku je potom taková, že všechny stroje pracují s rozchodem stop např. 2,2 m a výjimkou je pouze sklízecí mlátička, která pracuje s rozchodem např. 3 m. Jednou dvojicí kol přitom jede ve stopách předchozí mechanizace, další dvojice kol je však již mimo ně. Tento postup byl použit při našich polních pokusech s modulem pracovního záběru 8 m (kap. 2.3.5). Sklízecí mlátička pak většinou bohužel nepracuje na celý pracovní záběr žacího válu, v našem případě to bylo 9 m, ale pouze na záběr rovnající se zvolenému modulu. Obr. 15 Úprava rozchodu kol traktoru na rozchod kol sklízecí mlátičky. Vzhledem k velkému záběru žací lišty musí být překládácí vůz vybaven dalším překládacím dopravníkem. Celé obdělávání pozemku se pak ale odehrává pouze ve stopách o jednom rozchodu. 17

2.3.3 Výsledky polního pokusu s modulem pracovního záběru 4 m Modul záběru strojů 4 m byl použit na pozemku ŠZP Lány. Jednalo se o upravený systém OutTrac, kdy se podle mechanizace, která je k dispozici, soustřeďují stopy do jednotlivých trajektorií s tím, že může docházet k jejich částečnému přesahu. Problematickým strojem je vždy sklízecí mlátička, která má oproti ostatní technice větší rozchod kol a také větší šířku pneumatik. Při obdělávání parcelních pokusů ŠZP v Lánech byly použity následující nejdůležitější stroje: traktor John Deere 5820 (rozchod kol 1710 mm, šířka pneu 480 mm), traktor Fendt 820 (rozchod kol 1900 mm, šířka pneu 700 mm) a sklízecí mlátička Sampo 2075 (rozchod kol 2340 mm, šířka pneu 600 mm). Při daných rozchodech kol bylo možno zajistit, aby mlátička také využívala zvolených trajektorií, bylo však nutno posunout osu stroje při práci o půl jeho záběru rovnajícího se modulové šířce, tedy o 2 m. Organizace obdělávání pozemku ŠZP Lány v Červeném Újezdě je na obrázku 16. Tímto uspořádáním bylo možno dosáhnout 38 % přejeté plochy z celkové plochy pozemku. Celková výměra takto obdělávaného parcelního pokusu byla 6,7 ha. Pěstované plodiny byly: 2009-řepka, 2010- pšenice ozimá, 2011-ječmen. Parcelní pokus byl rozdělen na 6 parcel s výměrou cca 1 ha. Obr. 16 Organizace obdělávání pozemku na Školním zemědělském podniku v Lánech (Červený Újezd) při základním modulu 4 m S ohledem na předchozí náhodný způsob pohybu souprav po pozemku bývá doporučováno jako nápravné opatření proti technogennímu zhutnění provést jednorázové hluboké prokypření půdy. Před založením parcel tedy proběhlo na polovině pozemku nápravné hloubkové kypření a pro každou ze tří sledovaných technologií (řízený pohyb ve vymezených stopách, náhodný pohyb po pozemku bezorebná technologie, orebná technologie) tak byl vždy založen pokus s předchozím hloubkovým kypřením a bez něj, celkem tedy 6 pokusných variant. Jako ukázka rozdílného způsobu a intenzity zpracování půdy jsou použity hodnoty penetračního odporu. Měření půdního penetračního odporu s použitím normovaného vertikálního kuželového je nejběžnější nepřímou metodou pro měření utužení půdy. Hodnoty penetračního odporu byly získány pro pokusné pozemky před zavedením technologie řízených přejezdů, kdy veškeré přejezdy byly voleny náhodně (obr. 17). Jedná se o vyobrazení příčného profilu o délce 9 m. Do této doby byla na pozemcích uplatňována orebná technologie. Z grafu je patrné, že byly shledány vysoké hodnoty penetračního odporu, 18

což předpokládá přítomnost zhutněných vrstev půdy. Je zde rovněž patrná linie, která ohraničuje orniční a podorniční vrstvu. Obr. 17 Hodnoty penetračního odporu při náhodně volených přejezdech. Situace před zavedením stálých jízdních stop. Shodná měření se uskutečnila v následujících letech po zavedení systému jednotných jízdních stop (obr. 18). Na uvedených plochách byla již uplatňována minimalizační technologie založená na opakovaném kypření. Grafy na obrázcích zobrazují hodnoty penetračního odporu napříč půdním profilem ve druhém roce po zavedení systému řízených přejezdů. Celkově došlo ke snížení hodnot penetračního odporu, především v orniční vrstvě. Částečně jsou patrné jízdní stopy mechanizačních prostředků. Obr. 18 Hodnoty penetračního odporu při uplatnění technologie stálých jízdních stop bez předchozího hlubokého kypření. Minimalizační technologie. 19

Obrázek 19 dále zobrazuje dopad hlubokého kypření na hodnoty penetračního odporu v hlubších vrstvách půdního profilu. Zde jsou výrazněji patrné jízdní stopy, v porovnání s předchozí variantou. Také zde byla uplatňována minimalizační technologie. Obr. 19 Hodnoty penetračního odporu při uplatnění technologie stálých jízdních stop s předchozím hlubokým kypřením. Minimalizační technologie. Uvedené výsledky jsou dalším podpůrným argumentem pro zavádění technologie řízeného přejezdu strojů po pozemcích. Na základě zjištěných výsledků je možné konstatovat, že použití technologie řízeného pohybu strojů po pozemcích patrně vede k pomalejší opětovné degradaci hloubkovým kypřením napravené půdy, než další dvě porovnávané technologie (náhodné přejezdy a orba). Pro porovnání přináší graf na obrázku 20 hodnoty penetračního odporu pro plochy orané s předchozím hlubokým kypřením. Pod koly strojů je patrné navýšení hodnot penetračního odporu. Ukazuje se, že intenzivně zpracovávaná půdy je náchylnější k technogennímu zhutnění. Otázkou také zůstává, do jaké míry je opodstatněné hlubší a tedy nákladnější kypření do větších hloubek. Pokud nebude půda utužována pojezdovými ústrojími a bude docházet pouze k přirozenému sléhávání, mohla by postačit pouze mělká příprava povrchové vrstvy půdy a seťového lože. Obr. 20 Hodnoty penetračního odporu při uplatnění orebné technologie s předchozím hlubokým kypřením 2.3.4 Výsledky polního pokusu s modulem pracovního záběru strojů 6 m Pro hodnocení vlivu soustředěných přejezdů na fyzikální vlastnosti půdy, povrchový odtok vody, infiltraci vody do půdy, mechanické vlastnosti půdy a na kvalitu zpracování půdy byl na jaře 2010 založen poloprovozní polní pokus v zemědělském podniku ZAS Podchotucí, a.s., Křinec. Ze strojového parku zemědělského podniku byly k tomuto účelu vybrány stroje, 20

jejichž pracovní záběr odpovídal základnímu modulu 6 m. Pokus byl založen na pozemku o výměře 10 ha v řepařské výrobní oblasti. Půdní podmínky: hlinitá půda (obsah částic menších než 0,01 mm v orniční vrstvě: 38,3 % hmotnostních). Obsah spalitelného uhlíku v ornici: 3,8 %. Pozemek byl po sklizni ozimé pšenice v roce 2009 podmítnut radličkovým kypřičem Farmet Hurikán do hloubky 0,08 m, na podzim následovalo zpracování půdy kombinovaným kypřičem Horsch Tiger MT do hloubky 0,20 m. Po tomto středně hlubokém prokypření půdy zůstal pozemek bez přejezdů do jara roku 2010, kdy přejezdy již byly organizovány v systému řízených přejezdů s organizací jízd OutTrac (Chamen, 2009) obrázek 21. Stopy kol sklízecí mlátičky, která má větší rozchod kol než traktory, jsou na vnější straně společných trvalých stop. Obr. 21 Stopy kol traktorů a sklízecí mlátičky strojů uplatněných při zajišťování pracovních operací (operace chemické ochrany rostlin a hnojení minerálními hnojivy jsou zajišťovány soupravami s pracovním záběrem 18 m, ostatní operace s pracovním záběrem 6 m Pro zajištění pracovních operací byly vybrány stroje uvedené v tabulce 2. Ze strojového parku zemědělského podniku byly k tomuto účelu vybrány stroje, jejichž pracovní záběr odpovídal základnímu modulu 6 m. S pracovním záběrem 6 m se uskutečnily pracovní operace zpracování půdy a setí. Pro aplikaci přípravků na ochranu rostlin byly využity kolejové meziřádky založené při setí, pracovní záběr postřikovače byl 18 m. Šířka nezasetých vodicích stop byla 0,25 m. Při pěstování luskoviny (hrách setý) se v roce 2010 na pozemku neuskutečnilo hnojení minerálními hnojivy, pro aplikaci minerálních hnojiv byl v dalším období využit stejný pracovní záběr jako u postřikovačů (18 m). 21

Tab. 2 Zajištění pracovních operací strojními soupravami Setí Pracovní operace Hnojení tuhými minerálními hnojivy Aplikace pesticidů Stroje CASE 7140 + VÄDERSTAD Rapid 600P ZETOR 10145 + AMAZONE 1000 CASE JX 1100U + AGRIO NAPA 18 Pracovní záběr [m] Rozchod kol [mm] Šířka stopy pneumatik [mm] 6 2000 500x2 18 1800 300x2 18 1800 320x2 Sklizeň CLAAS Lexion 460 6 2750 650x2 Podmítka CASE IH 335 + HORSCH (hloubka 0,06-0,08 m) Joker 6 RT 6 2220 720x2 Likvidace vzešlého výdrolu (opakované CASE IH 335 + FARMET mělké kypření) Hurikán 600 6 2220 720x2 (hloubka 0,080-0,10 m) Kypření půdy s urovnáním povrchu půdy (hloubka 0,12-0,15 m) CASE IH 335 + HORSCH Terrano 6 AS 6 2220 720x2 Celková šířka kolejových stop je ovlivněna rozdílným rozchodem kol traktorů a sklízecí mlátičky. Pro hodnocení vlivu pojezdových ústrojí na půdu v systému soustředěných přejezdů byly vymezeny 4 varianty kolejových stop: 1. Stopy kol traktorů při setí, při aplikaci přípravků na ochranu rostlin, při hnojení minerálními hnojivy a při zpracování půdy. 2. Stopy kol traktorů při setí, stopy kol sklízecí mlátičky a stopy traktorů při zpracování půdy. 3. Mimo stopy kol. 4. Stopy na části pozemku s neřízenými přejezdy (Random, výměra 3 ha). Pro navigaci strojů při pracovních operacích byl použit satelitní systém GPS s korekčním signálem RTK VRS. Byl použit systém asistovaného řízení AgGPS EZ-STEER (Trimble). Při dopravě zrna při sklizni sklízecí mlátičkou nepřejížděly dopravní prostředky po pozemku, zásobník sklízecí mlátičky byl vyprazdňován do traktorového návěsu na souvrati v blízkosti silnice. Způsob jízd strojních souprav po pozemku v systému soustředěných stop znázorňuje obrázek 22. V průběhu trvání poloprovozního polního pokusu byly na vybraném pozemku pěstovány následující plodiny. 2010: hrách setý 2010-2011: pšenice ozimá 2011-2012: pšenice ozimá 2013: hrách setý 22

Obr. 22 Řízené přejezdy v systému OutTrac na pokusném pozemku v Křinci Výsledky sledování z roku 2010 Soustředění přejezdů do trvalých stop ovlivnilo fyzikální vlastnosti půdy, které vyjadřují prostorové uspořádání půdní hmoty. V případě sledování celkové pórovitosti půdy se v roce 2010 ukázalo, obdobně jako v následujících letech trvání polního pokusu, že v hloubce 0,35-0,40 m se neprojevily změny fyzikálních vlastností půdy v důsledku přejezdů po povrchu půdy. Změny fyzikálních vlastností půdy v důsledku rozdílného stupně zatížení pozemku pojezdovými ústrojími traktorů a sklízecí mlátičky se podle očekávání projevily v průběhu trvání poloprovozního polního pokusu (2010-2013). Výrazný vliv soustředění přejezdů po půdě do trvalých jízdních stop bylo možné očekávat na příjem vody půdou při intenzivních dešťových srážkách. Se sníženou propustností půdy pro vodu souvisí nárůst povrchového odtoku vody s rizikem vodní eroze půdy. Rychlost infiltrace a rychlost povrchového odtoku v průběhu měření simulátorem deště ve stopě kol traktoru při setí a traktoru při jízdě s postřikovačem (varianta 1) znázorňuje graf na obrázku 23. Počátek povrchového odtoku (tp) nastal za 9,9 minut po začátku simulace intenzivní dešťové srážky. Po poměrně krátké době povrchový odtok výrazně převážil nad infiltrací vody do půdy, což je charakteristické pro zhutnělou půdu. 23

Odlišný průběh rychlosti infiltrace a povrchového odtoku byl zjištěn při simulaci intenzivní dešťové srážky na ploše mimo stopu kol (varianta 3) obrázek 24. Na nepřejížděné části pozemku stačila všechna voda vsakovat do půdy po dobu 25,5 minut. Po počátku povrchového odtoku představovala odtékající voda velmi malý podíl z celkové dávky vody kumulativní povrchový odtok za dobu 60 minut představoval u varianty 3 (mimo stopy) 2,9 l.m -2.h -1, oproti hodnotě 40,0 l.m -2.h -1 u varianty 1. Rovněž smyv zeminy se výrazně lišil: 2,3 g.m -2.h -1 u varianty 3 oproti hodnotě 65,9 g.m -2.h -1 u varianty 1. Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] 2,0 1,8 1,6 tp=9,9 min sklon 1,7º drsnost 25,4 mm 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 0 10 20 30 40 50 60 Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp Obr. 23 Rychlost infiltrace a rychlost povrchového odtoku Křinec, 29.4.2010, varianta 1 Rychlost povrchového odtoku [l.min -1.m -2 ] Rychlost infiltrace [l.min -1.m -2 ] 2,0 1,8 tp=25,5 min sklon 2,4º drsnost 13,8 mm 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 0 10 20 30 40 50 60 Čas [min] Intenzita srážky Rychlost povrchového odtoku Rychlost infiltrace Počátek výtopy tp Obr. 24 Rychlost infiltrace a rychlost povrchového odtoku Křinec, 29.4.2010, varianta 3 Výsledky sledování z roku 2011 Na jaře 2011 již bylo možné očekávat výraznější projevy důsledného oddělení jízdních stop od plochy pozemku bez přejezdů i rozdíly mezi dalšími variantami pokusu. Průměrné hodnoty celkové pórovitosti půdy (v hloubce 0,05-0,10 m) již vykazovaly nejlepších hodnot mimo stopy kol zemědělské techniky ve srovnání se situací ve stopách, kolejových řádcích a při náhodných přejezdech. Významným ukazatelem stupně zhutnění půdy jsou hodnoty minimální vzdušné kapacity vyjadřující objem pórů, které zůstanou zaplněny vzduchem po vyplnění kapilárních pórů vodou (obr. 25). Hodnoty minimální vzdušné kapacity nižší než 10 % objemu ukazují na nežádoucí zhutnění půdy (Lhotský, 2000) - tyto nízké hodnoty byly zjištěny v hloubce 0,05-0,10 m na variantě s náhodnými přejezdy. Obdobný trend rozdílů fyzikálních vlastností půdy byl zjištěn u hloubky 0,15-0,20 m, v dalších hodnocených hloubkách (0,25-0,30 m a 0,35-0,40 m již nebyly zaznamenány rozdíly, které by ukazovaly na významně rozdílnou míru stlačení půdy u jednotlivých variant. 24

Minimální vzdušná kapacita [% obj.] 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Kolejové řádky Hloubka 50-100 mm Stopy mimo kolejové řádky Mimo stopy Random 1 2 3 4 Obr. 25 Minimální vzdušná kapacita v hloubce 0,05-0,10 m (duben 2011) V dubnu 2011 byl měřen penetrační odpor půdy. V tomto termínu měření se projevil statisticky významně vyšší penetrační odpor u varianty 1(kolejové řádky) než u variant č. 2 (stopy mimo kolejové řádky), 3 (mimo stopy) a 4 (náhodné přejezdy) v hloubkách měření 0,04, 0,08 a 0,12 m, při průměrné vlhkosti půdy v těchto hloubkách 15,8 % hmotnosti. Tento rozdíl lze přičítat zejména stlačení půdy přejezdem traktoru při regeneračním přihnojování ozimé pšenice minerálním hnojivem (11.3.2011). V dalších hloubkách již tak výrazné rozdíly nebyly zaznamenány měření penetrometrem se uskutečnilo do hloubky 0,50 m. V období od března do června 2011 se na pozemku uskutečnilo 5 operací hnojení minerálními hnojivy a chemické ochrany rostlin - tyto pracovní operace byly spojeny s přejezdem traktoru v kolejových meziřádcích varianta č. 1. Při měření penetrometrem a vrtulkovou sondou 29.6.2011 byly zjištěny narůstající rozdíly mezi variantou 1 (kolejové meziřádky) a ostatními variantami. Z těchto měření uvádíme hodnoty smykové pevnosti půdy v hloubce 0,05 m v kpa graf na obrázku 26. Hodnoty smykové pevnosti půdy byly u varianty č. 1 více než čtyřikrát vyšší než u ostatních hodnocených variant. Průměrná vlhkost půdy v hloubce měření byla 11,3 % hmotnosti u varianty 1 a 14,1 % hmotnosti u variant 2, 3 a 4. Tyto výsledky ukazují na narůstající únosnost půdy v místech kolejových meziřádků v důsledku přejezdů na jaře roku 2011 a na narůstající rozdíly ve stupni stlačení půdy mezi variantou 1 a ostatními variantami. Z hlediska pohybu strojů po pozemku se opakovanými přejezdy ve stejných stopách zlepšuje sjízdnost těchto stop a vytvářejí se podmínky pro snížení valivého odporu. 25

Smyková pevnost půdy [kpa] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Kolejové řádky Hloubka 50-100 mm Stopy mimo kolejové řádky Mimo stopy Random 1 2 3 4 Obr. 26 Smyková pevnost půdy (červen 2011, hloubka 0,05 m) Smyková pevnost půdy v dalších termínech měření je uvedena v tabulce 3. Před sklizní sklízecí mlátičkou byla naměřena více než 7x vyšší smyková pevnost půdy v hloubce 0,05 m než ve stejné hloubce v místech mimo kolejové stopy. Po podmítce (16.9.2011) se rozdíly hodnot smykové pevnosti mezi variantami snížily, přesto nejvyšší hodnoty byly opět zjištěny u varianty 1. Tab. 3 Smyková pevnost půdy (srpen a září 2011 hloubka 0,05 m) Varianta Smyková pevnost [kpa] Smyková pevnost [kpa] 18.8.2011 16.9.2011 1 kolejové řádky 158 67 2 stopy mimo kolejové řádky 33 30 3 mimo stopy 22 22 4 Random 35 37 Po předseťové přípravě půdy a zasetí ozimé pšenice byla zjištěna hrudovitost půdy v povrchové vrstvě ornice (16.10.2011). Cílem bylo posoudit kvalitu přípravy půdy pro uložení osiva v podmínkách soustředění přejezdů do vymezených stop. Výskyt velkých hrud, které jsou v době setí v zóně setí nežádoucí, je uveden v tabulce 4. Výsledky ukazují na výrazně vyšší kvalitu předseťové přípravy půdy v místech mimo stopy kol. Obdobné výsledky byly zjištěny i po podmítce, před předseťovou přípravou půdy. Pokud se v systému řízených přejezdů podaří dosáhnout přijatelného podílu kolejových stop z celkové plochy pozemků, je toto zlepšení podmínek pro zpracování půdy výrazným přínosem. Tab. 4 Výskyt velkých hrud v povrchové vrstvě půdy po zasetí ozimé pšenice (říjen 2011) Varianta Hroudy s průměrem nad 0,10 m [% hmotnosti] Kolejové řádky 12,0 16,3 Mimo stopy 0 3,6 Random 1,2 11,9 Hroudy s průměrem v rozmezí 0,05-0,10 m [% hmotnosti] 26

Dále byly v roce 2011 posouzeny povrchový odtok vody a infiltrace vody do půdy při simulovaných intenzivních srážkách na místech s různým režimem přejezdů po půdě. Graf na obrázku 27 vyjadřuje průběh měření simulátorem deště 19.4.2011. Povrch půdy byl vystaven intenzivnímu zadešťování: (88 l.m -2.h -1 ). V grafu je patrný průběh povrchového odtoku po patnácti minutách od počátku zadešťování. Kumulativní povrchový odtok představuje celkové množství vody odtékající z vyměřené plochy, po přepočtu na 1 m 2. Z grafu je zřejmé, že povrchový odtok v místě kolejových řádků mnohonásobně převyšoval hodnoty povrchového odtoku na dalších místech pozemku stopy, ve kterých přejížděly traktory a sklízecí mlátička (bez přejezdů traktoru při hnojení a ochraně rostlin) a místa mimo kolejové stopy. Rozdíl mezi množstvím vody, která dopadne na povrch ohraničené části zadešťované plochy (88 l.m -2.h -1, což představuje 88 mm srážek za hodinu) a množstvím vody vyjádřeném v grafu na obrázku 27 (povrchový odtok vody), představuje množství vody, které infiltruje do půdy. Při měření simulátorem deště v roce 2011 se potvrdily výsledky měření z předchozího roku nepřejížděná půda má vysoký potenciál přijmout srážkovou vodu i při vysoké intenzitě srážek. Soustředění přejezdů do trvalých jízdních stop představuje významný přínos k dosažení příznivé jímavosti vody půdou a k omezení povrchového odtoku vody, který je spojen s rizikem vodní eroze půdy. Je to dáno především tím, že v systému řízených přejezdů nemá půda na většině plochy pozemku sníženou schopnost přijímat vodu ze srážek. Povrchový odtok [l.m -2 ] 35 30 25 20 15 10 5 0 1,07 8,72 18,06 0,00 0,00 0,03 0,00 0,93 0,30 28,06 15 30 45 60 3,06 2,95 Kumulativní odtok [l.m -2 ] Kolejový řádek Stopy mimo kolejové řádky Mimo stopy Obr. 27 Kumulativní povrchový odtok při měření simulátorem deště (duben 2011) Výsledky sledování z roku 2012 Měření a hodnocení vlastností půdy v roce 2012 potvrdila výrazný vliv přejezdů na vlastnosti půdy a na ukazatele kvality zpracování půdy. V letním období a na podzim byly zaznamenány podstatné rozdíly v mechanických vlastnostech půdy na různých místech pozemku. V grafu na obrázku 28 jsou hodnoty naměřené penetrometrem TerraTest v hloubce 0,05 m před sklizní ozimé pšenice (27.7.2012). V tomto období se projevil nárůst penetračního odporu v kolejových stopách i v souvislosti se snížením vlhkosti půdy (16,1 % hmotnosti). 27

450 Penetrační odpor [kpa] 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Kolejové řádky Stopy mimo kolejové řádky Mimo stopy Random 1 2 3 4 Obr. 28 Penetrační odpor naměřený penetrometrem TerraTest v hloubce 0,05 m (27.7.2012) Po sklizni ozimé pšenice se uskutečnila podmítka, na podzim (15.11.2012) středně hluboké kypření kombinovaným kypřičem. V grafu na obrázku 29 je znázorněno zastoupení frakcí hrud v kolejových stopách, mimo stopy kol a na kontrolní variantě s náhodnými přejezdy (Random). Stanovení hrudovitosti ornice do hloubky 0,20 m se uskutečnilo bezprostředně po kypření půdy kypřičem SIMBA SLD600 do hloubky 0,20 m. Z grafu je patrné, že zastoupení velkých hrud (nad 100 mm), které jsou ukazatelem zhoršené kvality zpracování půdy, bylo vysoké u všech variant mimo část pozemku bez stop pojezdových ústrojí. Obr. 29 Frakce hrud v ornici po kypření kombinovaným kypřičem SIMBA SLD600 do hloubky 0,20 m (15.11.2012) Po podzimním prokypření ornice byla opět změřena i smyková pevnost půdy sondou TerraTest. Naměřené hodnoty penetračního odporu a smykové pevnosti půdy ukazují na rozdílnou odolnost hrud vůči drobení. Hroudy ve variantách 1 (kolejové řádky) a 4 (náhodné přejezdy) vykazovaly větší odolnost vůči drobení v porovnání s hroudami ve variantách 2 (stopy mimo kolejové řádky) a 3 (mimo stopy). To dokládá i rozdílnou energetickou 28

náročnost následné předseťové přípravy půdy v případě, že by na pozemku byla zařazena ozimá obilnina. Systém řízených přejezdů, uskutečněný na pozemku o výměře 10 ha při modulu pracovního záběru strojních souprav 6 metrů umožnil důsledně oddělit plochu vymezenou pro soustředěné jízdní stopy strojů od produkční plochy pozemku. Pojezdová ústrojí traktorů a sklízecích mlátiček nejsou dosud konstruována s ohledem na využití v systému CTF. Přesto bylo dosaženo relativně příznivé situace, kdy celková plocha kolejových stop na pozemku (mimo souvratě) představovala 32 % výměry pozemku při modulu pracovního záběru 6 m. Při modulu pracovního záběru strojů 8 m je reálné snížit plochu kolejových stop na 20 až 25 % plochy pozemku. To je významné snížení poježděné plochy pozemku při konvenčním způsobu jízd představuje poježděná plocha 75 až 100 % plochy pozemků. V podmínkách poloprovozního polního pokusu se neprojevil nepříznivý vliv operací zpracování půdy, kdy jízdy při kypření půdy byly vedeny ve směru všech ostatních přejezdů. 2.3.5 Výsledky polního pokusu s modulem pracovního záběru 8 m Poloprovozní pokus na pozemku farmy Ing. Zdeňka Kvíze v Davli - Sloupu byl založen pro sledování zvolených parametrů při využívání modulu záběru strojů 8 m, eventuelně záběru s násobkem 8 m. Celková výměra obdělávaného poloprovozního pokusu byla 11 ha. Pěstované plodiny byly: rok 2009-triticale ozimé, rok 2010-ředkev bílá, rok 2011- pšenice ozimá. Obr. 30 Organizace obdělávání pozemku na pozemku v Davli 8 m modul (stopy strojů po jednotlivých operacích) 29