Inovativní rozvoj odbornosti v zemědělství a potravinářství Lektor: Prof. Ing. František Bauer, CSc. Mechanizační prostředky ve vztahu k nežádoucímu zhutňování půdy a inovace v mechanizaci Termín 28.1 2014 v době od 9:00 do 16:00 hod. Místo konání: ZD Hraničář Loděnice, Loděnice 50, Holasovice 747 74 1
Problematika nežádoucího zhutňování půd. Prof. Ing. František Bauer,CSc. Mendelova univerzita v Brně. Zabránit nechtěnému utužení půdy je jednou z důležitých otázek hospodaření šetrného k půdě. Odhady uvádějí, že v Evropě je utužením poškozeno 33 milionů hektarů, v podmínkách České republiky je zhutněním ohroženo 45 % zemědělských půd, z toho 15 % představuje genetické zhutnění dané přirozenými parametry těžkých půd. Utužené půdní vrstvy vznikají ve velkém procentu případů v důsledku pojezdů a zpracováním půd, které k tomu vzhledem ke své vlhkosti nejsou způsobilé. Nebezpečí utužení půdy se zvyšuje při hnětoucích pochodech během zpracování půdy, např. při prokluzu kola traktoru v brázdě. Stupeň utužení půdy je ovlivněn mnoha faktory. K těmto patří zejména půdní druh, vlhkost půdy, obsah a kvalita organické hmoty a stupeň prokořenění. Podstatným faktorem je samozřejmě vyvíjený tlak, stejně jako plocha, na niž se tlak rozkládá. Vzhledem k používání traktorů s vyššími výkony se zemědělec snadno dostává do pokušení obdělávat půdu za stavu, který k tomu s ohledem na vlhkost půdy není vhodný. To má dopady především na těžších půdách. Utužení půdy má tyto důsledky: _ Na silně utužené orné půdě klesá infiltrace, tj. množství vody, které půda dokáže přijmout při srážkách. Souběžně s tím se zvyšuje povrchový odtok a problémy s vodní erozí. _ V utužených půdách je vzhledem ke sníženému objemu pórů k dispozici méně vody, živin i vzduchu. To má zřetelné dopady na prokořenění. Nejlepším příkladem je podorniční horizont, kterým kořeny mnohdy nemohou proniknout. _ V důsledku sníženého obsahu vzduchu je silně omezen život v půdě, což se projevuje sníženou biologickou aktivitou a menším uvolňováním živin pro rostliny, negativně je ovlivněn edafon, hlízkové bakterie na kořenech vikvovitých rostlin atd. Následkem nedostatku vzduchu dochází k denitrifikaci a tím ke ztrátám dusíku. _ V utužených půdách dochází ke snížení výnosů, řada vědeckých prací uvádí hodnoty podle půdních druhů v intervalu 25 až dokonce 75 %. Při obdělávání těchto půd jsou i zvýšené náklady na pohonné hmoty, mnohdy o více než třetinu. Cílem optimálního obhospodařování půdy proto musí být co největší omezení utužení, aby se tak podpořil život v půdě a růst kořenů. Traktor a půda Pohyb traktoru je uskutečňován přenosem točivého momentu spalovacího motoru na pojezdové ústrojí, které musí být pro splnění podmínky pohybu ve stálém kontaktu s podložkou. Každý pohyb traktoru vyvolává v půdě napětí způsobující negativní změny především pórovitosti a měrné hmotnosti půdy, které se projeví změnami vodního režimu. Sledováním jevů, které vznikají vzájemným působením pojezdového ústrojí s půdou, se zabývá terramechanika, formulovaná v 50 letech 20. století M. G. Brokerem v Kanadě a USA. Zabývá se vytvářením stopy, jízdními odpory, stlačováním půdy, přenosem obvodových sil atd. Každé pojezdové ústrojí je charakteristické velikostí plochy styku a otisku, které ovlivňují zhutňování půdy. Plocha styku S d je část plochy otisku, jež je dána výstupky dezénu, které přijdou do styku s podložkou. Plocha otisku S O je charakterizována jako plocha rovinná, omezená obrysem vtlačení vzhledem k povrchu půdy a vzniká tedy na podložkách s malou únosností, např. nakypřená půda. Na tuhé podložce má eliptický tvar. Poměr plochy styku a otisku se nazývá plností vzorku běhounu a na tuhé podložce dosahuje 30/60 %. 2
Rozdílné požadavky na použití pneumatik na silnici a v terénu vytváří obrovské dilema pro výrobce pneumatik a uživatele. V současnosti je požadován vyšší tlak potřebný pro jízdu po silnici, z důvodu lepší ovladatelnosti a komfortu jízdy a tím je nevhodný při tahových pracích na poli, kde vyhledáváme nižší tlak v pneumatice z důvodu větší styčné plochy. Proto firma Michelin vytvořila pneumatiku s názvem Xeobib, která tyto požadavky dokáže zvládnout při nahuštění pneumatik na konstantní tlak. Graf nahuštění pneumatik při provozu na pozemních komunikacích (www.strompraha.cz ) Sloupcový graf ukazuje hustící tlaky pneumatik při provozu na pozemních komunikacích v závislosti na pojezdové rychlosti při konstantním zatížení. První tři sloupce naznačují nutnost zvyšování hustících tlaků při zvyšujících se pojezdových rychlostech u konvenčních pneumatik. Další tři sloupce ukazují hustící tlaky pneumatiky XeoBib také při zvyšujících se rychlostech. Při rychlosti 50 km.h -1 můžeme pozorovat výhody pneumatiky XeoBib tak, že na rozdíl od konvenční pneumatiky vyžaduje o 50 % nižší hustící tlak při zachování jízdní bezpečnosti a komfortu. Porovnání konvenční pneumatiky a pneumatiky XeoBib (www.strompraha.cz) 3
Na obrázku vlevo je naznačen schematicky otisk konvenční pneumatiky a pneumatiky XeoBib, kde XeoBib (pravá část) nabízí o 24 % větší styčnou plochu dezénu s povrchem při stejné nosnosti pneumatiky ale různých hustících tlacích. Pravý obrázek porovnává zhutnění půdy při použití dvou předem jmenovaných pneumatik. Z obrázku vyplývá, že nižší hustící tlak má výrazný vliv na zhutnění půdy, kde při nižším hustícím tlaku a pneumatice XeoBib dojde ke zhutnění o 55 % nižšímu než o konvenční pneumatiky (www.strompraha.cz ). Systém pro změnu tlaku v pneumatikách Opakované nastavování tlaku by bylo nepohodlné a časově náročné, protože souprava často přejíždí z pole na silnici a opačně. To se především týká souprav se senážním vozem, velkoobjemovým návěsem nebo cisternou. Při práci traktoru, třeba při podmítce by byla možnost změny reálná, pokud by stroj pracoval na větším pozemku a nemusel několikrát denně přejíždět. Tímto problémem se zabývá několik firem, které dodávají různé technologie na změnu tlaku vzduchu v pneumatikách. Mezi nejjednodušší a nejlevnější patří systém rychlospojek místo ventilku. Pokud máme výkonný kompresor, tak můžeme být huštění kol otázkou několika minut. Ovšem nevýhoda je v tom, že musíme vystupovat a nastupovat ze stroje, což by bylo výhodné jen tehdy, když bychom na pozemku pracovali celý den, v opačném případě je tento systém nevýhodný. Dalším systémem je huštění kol centrálně, na náboji kola je otočný převodník, který vzduch dodává pomocí hadice do speciálního ventilku, přívod vzduchu k převodníku obstarává potrubí vedené přes blatník ke kolu. Nevýhoda je, že se zvýší šířka a hrozí poškození potrubí. Poslední systém je nejdražší, vedení vzduchu je vedeno přes nápravu zevnitř. Není tedy vidět žádné vedení a nehrozí jeho poškození z vnějšku. U malých traktorů je vzduch pro huštění dodáván od kompresoru vzduchotlakých brzd. U velkých traktorů je namontován přídavný šroubový kompresor. Ten má malé rozměry, a tak se může na traktoru lépe umístit. Tyto kompresory dosahují litrový výkon 2500 l. min -1 při tlaku 7 barů. Ke zvýšení tlaku u předních a zadních kol traktoru střední výkonové třídy z 0,8 na 1,4 baru je potřeba 1500 litrů vzduchu. U velkoobjemových pneumatik to je ještě více. Velké třínápravové návěsy potřebují až 6000 litrů vzduchu, proto je nutné výkonný kompresor, abychom při přechodu z pole na silnici nemuseli dlouho čekat, i když změna tlaku probíhá za jízdy (Křepelka, Fuka, 2009). Obr. 5 Claas Xerion se systém pro změnu tlaku v pneumatikách (www.farmvideo.cz) 4
Taková regulace je ovšem výhodná pokud je stroj správně vytížen celý rok, a je nasazován střídavě pole silnice. Protože pořízení takového systému není levnou záležitostí, mnohdy je cena i několik set tisíc korun. Proto se tyto systémy uplatňují u strojů u velkých podniků a podniků služeb. Tyto systémy jsou na trhu zatím krátce, a tak zemědělec, který potřebuje zvětšit styčnou plochu při práci na poli, vybaví traktor dvoumontáží kol. K maximálnímu omezení půdního utužení jsou vhodná následující opatření: - Správnou strukturou plodin v osevních postupech, dostatečným organickým hnojením a vápněním. - Půdní život by měl být rozvíjen dobrým zásobováním organickou hmotou.cílem je zachování, resp. Zvyšování obsahu humusu v půdě. Předpokladem k tomu jsou podsevy, meziplodiny a pícniny na orné půdě. Pokud použijeme nářadí k hlubokému kypření půdy, musí být žádoucí prokypření následně zajištěno hluboce kořenícími druhy rostlin. - Měli bychom usilovat o mělké obracení a hluboké kypření. Zpracování půdy bychom především na hlinitých a jílovitých půdách měli provádět pokud možno za přijatelných vlhkostních poměrů. - Vhodné je provádět co nejméně pracovních operací, zásahy pokud možno agregovat. Je-li nutné po poli přejíždět vícekrát, např. při vláčení prutovými branami, měly by být používány stejné koleje (kolejové řádky), protože jednou utužená stopa se při dalším pojezdu již tolik neutuží. - U traktorových souprav používat nízkotlaké pneumatiky. LTERATURA: Bauer, F., Sedlák, P., Šmerda, T.: Traktory, Profi Press, 2006, Praha, 192 s., ISBN 80-86726- 15-0 Šarapatka, B: Fyzikální degradace půdy a způsob ochrany 2, Zpravodaj, Ekozemědělci přírodě. 12/2008 Křepelka, J., Fuka, V.: Přínos změny tlaku v pneumatikách, Zemědělec, 2009, č. 44, s 11-13 5