Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici
PŘÍČINY ZHUTŇOVÁNÍ PŮD V TECHNOLOGICKÝCH POSTUPECH A MOŽNOSTI JEHO SNÍŽENÍ Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce : Doc. Ing. Pavel Zemánek ,Ph.D.
Vypracovala: Anna Balounová
Lednice 2006
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Příčiny zhutňování půd v technologických postupech a možnosti jeho snížení“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně zahradnické fakulty Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a byla tak zpřístupněna ke studijním účelům.
Anna Balounová V Lednici
3
Děkuji vedoucímu své bakalářské práce Doc. Ing. Pavlu Zemánkovi, Ph.D. za odborné vedení, cenné rady a připomínky poskytované v průběhu zpracování této práce.
4
OBSAH 1. Úvod…………………………………………………………………………….. 7 2. Cíl práce……………………………………………………………….………. 8 3. Literární část…………………………………………………………………. 9 3 . 1. Půda- nenahraditelný přírodní zdroj……………………………………….. 9 3.1.1. Zhutňování je závislé na fyzikálních vlastnostech půdy…………… 11 3.1.2. Zhutňování v závislosti na zpracovatelnosti půd…………………… 12 3.1.3.Operace a zpracování půd s největším vlivem na zhutnění ………… 14 3 . 2. Zhutnění můžeme ovlivnit vhodnou volbou strojů……………………….. 17 3.2.1 Stroje s pasivními pracovními nástroji……………………………… 17 3.2.2. Stroje s aktivními pracovními nástroji……………………………… 18 3.2.3. Stroje pro předseťovou přípravu půdy……………………………… 19 3 . 3. Zhutňování půd v trvalých porostech……………………………………. 20 3.3.1. Vinohradnické traktory…………………………………………….. 22
4. Vypracování………………………………………………………………..
23
4 . 1. Příčiny zhutňování půd…………………………………………………... 23 4 .2. Obecné důsledky nepříznivých vlastností…………………………. 24 4. 2.1. Příčiny a důsledky nepříznivých vlastností v trvalých porostech… 25 4 . 3. Hlavní technologické systémy zpracování půd…………………………. 4. 3 .1 Půdoochranné opatření ( konzervační zpracování půdy)……….
27 28
4 .3 .2. Mechanizační prostředky s aktivním pohonem…………………. 30 4. 3 .3. Minimální zpracování půdy……………………………………
31
4. 3. 4. Stroje a nářadí pro nové technologie zpracování půd…………… 32 4 . 4. Agronomické možnosti…………………………………………………… 33 4. 4 .1. Výzkumná činnost ÚZT ZF v Lednici na Moravě v oblasti zhutňování půd………………………………………………….. 34 4. 5. Technologické a organizační metody…………………………………...
34
4. 5. 1. Hloubkové kypření……………………………………………… 36 4. 5.2. Mechanizační prostředky pro zpracování půdy a kultivaci v meziřadí trvalých porostů………………………… … 37 5
4. 5. 3 . Používané stroje………………………………………………… 4. 6. Technická a konstrukční řešení………………………………………..
38 38
4.6.1. Konstrukce pneumatik…………………………………………… 38 4.6.2.Pásová pojezdová ústrojí…………………………………………
39
4.6.3. Tandemové nápravy……………………………………………… 40 4.6.4. Snižování hmotnosti strojů………………………………………
40
4.6.5. Netradiční možnosti omezení vlivu tlaků na půdu……………….. 40
5. Závěr………………………………………………………………………..
41
6. Souhrn………………………………………………………………………
42
7. Summary……………………………………………………………………
43
8. Použitá literatura a prameny………………………………………
44
9. Přílohy………………………………………………………………………..
45
6
1. ÚVOD Význam půdy Význam půdy a její ochrany je nutné zdůraznit právě v souvislosti se silnými civilizačními tlaky vyvolávajícími degradaci půd, případně stresy vedoucí až k likvidaci půdy samé. Ekologické havárie bodového nebo plošného rozsahu nejsou v dnešní době výjimkou. Zemědělství ovlivňuje svou činností značnou část plochy naší republiky a musí mít zájem na ochraně a tvorbě životního prostředí. Zpracování půdy je vzhledem k vysoké energetické náročnosti předmětem hledání možných úspor nákladů cestou zjednodušování pracovních postupů, snižováním hloubky zpracování půdy a spojováním pracovních operací. Chyby ve zpracování půdy mohou snížit účinnost hnojení a dalších opatření v pěstebních technologiích. Nevhodně volené zákroky zpracování půdy zhoršují i úrodnost půdy a můžou mít nepříznivý vliv na životní prostředí. Příčinou zhutňování půdy (pedokompakce) je pohyb těžkých mechanismů s vysokým měrným tlakem. Příčiny degradace půd jsou složitější a přispívají k nim i další okolnosti: vlastnosti půdy, hlavně vlhkost a zrnitost, obsah humusu, organizace pozemků, klima a způsob hospodaření. V některých půdách dochází ke genetickému zhutňování, které je dáno povahou půdotvorného substrátu - především zrnitostí. Je tedy přírodního charakteru. V praxi obvykle dochází ke kombinaci výše uvedených zhutnění. Důsledkem zhutnění je zvyšování objemové hmotnosti půdy, což vytváří nepříznivé podmínky pro růst rostlin. Zhutnělé půdy mají sníženou retenční schopnost pro vodu. Urychluje se tak povrchový odtok a zvyšuje se eroze. Zvyšuje se vysýchání půd, neboť je omezen přísun vody ze spodiny. Po silných deštích se v rovinatých oblastech tvoří jezera, čímž se stav půdy ještě zhoršuje. Značně omezen je koloběh živin a plynů. Na zemědělských půdách se snižuje rostlinná produkce o 10 - 20 %. Např. u obilovin dochází k menšímu odnožování, snižuje se počet klasů v ploše. U cukrovky dochází k nadměrnému větvení kořene, snižuje se cukernatost. V posledních letech se problému zhutnění půd přiznává více závažnost pro životní prostředí. 7
2. CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je zpracovat hlavní příčiny zhutňování půd obecně a v trvalých porostech, se zaměřením na vliv mechanizačních prostředků. Charakterizovat zemědělské operace, které mají největší vliv na zhutnění. Dále popsat jednotlivá možná řešení, která vedou ke snižování nežádoucího zhutnění.
8
3. LITERÁRNÍ ČÁST 3. 1. Půda - nenahraditelný přírodní zdroj
Každá půda je základní složkou každého suchozemského systému, její zničení vylučuje možnost obnovy vegetace a tudíž zánik daného ekosystému (Jandák,Prax,Pokorný 2001). Justus von Liebig(1840),zakladatel minerální teorie ji charakterizoval takto:“Vznik a zánik národů ovládá tentýž přírodní zákon.Zničení podmínek úrodnosti zemí způsobuje jejich úpadek, udržení úrodnosti
jejich trvání, bohatství a
moc“.(Richter,Hlušek 2003). Půda je lehce zničitelným, ale těžce obnovitelným přírodním zdrojem. Bylo zjištěno, že 1cm půdní vrstvy se tvoří zhruba 80 – 150 let. Tato vrstvička může být vlivem eroze zničena během několika minut – což je bohužel v současné době na mnoha našich polích běžným jevem (Jandák,Prax,Pokorný 2001).
Ohroženo zhutněním je podle odborného odhadu 45% zemědělských půd, z toho 15% je genetické zhutnění dané přirozenými parametry těžkých půd, zatímco nevhodné způsoby hospodaření (technogenní zhutnění) postihuje většinu ohrožených půd (30%). Největší ohrožení půd technogenním zhutněním je v řepařském výrobním typu (na 60% řepařských půd). Snížení výnosů technogenním zhutněním se udává u nás i ve světě o 10 – 30%, podle druhu plodiny a dalších okolností. U nás ( odborným odhadem z různých zdrojů) se rovná každoroční ztráta 1,3mld.Kč. V USA vyčíslili tyto ztráty na částku větší než 1bilion dolarů (Lhotský 2000).
Nežádoucí zhutňování snižuje výnos plodiny. Skutečnost, že nežádoucí zhutňování půdy zhoršuje podmínky pro tvorbu výnosu plodin, je dostatečně známa. Se zhutňováním půdy jsou však spojena i závažná ekologická rizika, například zvýšený povrchový odtok vody (nebezpečí vodní eroze půdy a kontaminace vodních zdrojů). V situaci, kdy zemědělské podniky musí stále hledat cesty k dosahování co nejnižších nákladů na jednotku produkce, může být užitečné se zamyslet i nad tím, zda v používaných pěstitelských technologiích 9
nezhoršujeme půdní vlastnosti zhutňováním tak, že vyvoláváme následný nárůst nákladů na některé pracovní operace.
Podmínky pro zpracování půdy a zakládání porostů plodin jsou významným způsobem ovlivňovány předchozími přejezdy traktorů, dopravních prostředků a sklizňových strojů. O stupni zhutnění půdy rozhoduje kromě hmotnosti strojů připadající na jednu nápravu a kromě středních kontaktních tlaků na půdu významným způsobem momentální odolnost půdy vůči stlačování. Určité zatížení půdy může mít různou odezvu v půdě v průběhu roku v závislosti především na momentální vlhkosti půdy a prostorovém uspořádání půdní hmoty (stupni nakypření nebo utužení půdy). (web.stránky 2006).
Zhutnění zhoršuje kvalitu fyzikálního prostředí v půdě. Dobrá struktura půdy umožňuje optimální vodní a vzdušný režim půdy.Vzniká kvalitní humus, rostlina čerpá vodu a živiny v optimální skladbě. Naopak po defektech struktury (zhutnění) je narušen vodní a vzdušný režim půdy, což vyvolává negativní důsledky (Lhotský 2000):
-
deficit kyslíku pro kořeny a celkový stres rostlin (rostliny ve stresu vyžadují více kyslíku),nekvalitní růst a složení rostlin
-
vytváří se méně energie pro růst plodin
-
snižuje se sanitární účinnost (klesá schopnost půdy dezaktivovat vstupující škodlivé látky)
-
okyselováním se zhoršuje příjímání živin rostlinou (rizikové prvky)
-
nižší efektivnost hnojení
-
destrukce struktury půd.povrchu přispívá k snížené infiltraci a k erozi
-
u hlinitých a jílovitých půd – defekty v růstu a kvalitě rostlin
-
u lehčích půd – urychlení mineralizačních pochodů s tvorbou dusičnanů, důsledkem zvýšený příjem rostlinou nebo vyplavování do vod
10
3. 1. 1. Zhutňování je závislé na fyzikálních vlastnostech půdy
Úrodnost půdy definujeme jako schopnost půdy poskytovat rostlinám takové životní podmínky, které mohou uspokojit jejich požadavky na vodu, živiny a půdní vzduch po celé vegetační období a tak zabezpečovat jejich úrodu Činnost člověka se na přetváření úrodnosti půdy projevuje podstatnou měrou. Proto úrodnost půdy je třeba chápat jako výsledek lidské práce ( a to jak v pozitivním tak negativním směru) a ne pouze jako její přirozenou vlastnost.Úrodnost půdy je dynamická, neustále se měnící vlastnost, při čemž veškeré změny způsobují půdotvorní činitelé, mezi než je nutno řadit také činnost člověka. (Jandák, Prax,Pokorný 2001).
Zrnitostní složení půdy Zrnitostní složení půdy je dáno zastoupením velikostních kategorií minerální složky půdy. Z hlediska půdních vlastností je zvlášť významná kategorie zrn menších než 0,01mm (jílnaté částice) podle hmotnostního obsahu těchto částic se vyčleňují půdní druhy.(Hůla, Abrham,Bauer 1997). Ovlivňuje poměr vody a vzduchu v půdě, poměr kapilárních a nekapilárních pórů, obsah i složení edafonu, velikost povrchové plochy a energie, adhezi a kohezi, chemické, fyzikálně chemické i biochemické procesy v půdách. Zrnitostní
složení
silně
ovlivňuje
konzistenční
a
technologické
vlastnosti
půd,soudržnost, přilnavost, zpracovatelnost. Mechanické složení půdy se zjišťuje v poli odhadem(množství písku i jílnatých částic lze rozlišit roztíráním prsty) v laboratoři mechanickým rozborem půdy (Jandák,Prax,Pokorný 2001).
( Tab.1- Půdní druhy ) Označení
Druh půdy
Těžké půdy
Jíl (J), jílovitá (JV), jílovitohlinitá (JH)
Střední půdy
Hlinitá (H), písčitohlinitá (PH)
Lehké půdy
Hlinitopísčitá(HP), písčitá(P)
Tab.1. uvádí běžné označení půd podle zpracovatelnosti a zrnitostního složení.
11
Z celkové výměry zemědělské půdy v České republice ( 4280tis. Ha) představují skupiny půd podle zrnitostního složení a zpracovatelnosti: -
19 % lehké půdy
-
59 % střední půdy
-
17 % těžké půdy
Zbývající část ( 5%) připadá na půdy kamenité a silně štěrkovité, s velmi nízkou úrodností, tedy na půdy nevhodné pro zemědělskou produkci.( web.stránky,2006).
Důležitou klasifikační jednotkou půdy je půdní typ. Typ půdy je dán vznikem půdy pod vlivem půdotvorných procesů v průběhu vývoje půdy. Půdní typ tedy představuje skupinu půd, které se vyvíjely za obdobných podmínek a mají srovnatelnou přirozenou úrodnost (černozem, hnědozem, ilimerizovaná půda, rendzina, hnědá půda, nivní půda, lužní půda a další půdní typy). (Hůla,Abrham,Bauer 1997).
3. 1. 2. Zhutňování v závislosti na zpracovatelnosti půd
Zpracovatelnost půd (půdní zralost) závisí na mnoha faktorech, z nichž nejdůležitější jsou: druh půdy (zrnitostní složení), předplodina a plodina v souvislosti s uplatněnou technologií a okamžitá vlhkost půdy. Okamžitá vlhkost půdy má rozhodující vliv na provedení
kvalitní
operace
(tj.orby,
válení,
plečkování,
hrobkování
atd.)
(Škoda,Cholenský 1993).
Lehké půdy: Lehké půdy jsou velmi dobře zpracovatelné, ovšem při jejich zpracování je nutné dbát zvýšené opatrnosti, abychom nepodpořili nežádoucí procesy v půdě, jejichž důsledkem by bylo snížené úrodnosti těchto půd. Pro lehké půdy s vysokým obsahem písčitých částic a nízkým obsahem jílnatých jsou typické tyto vlastnosti: - malá sorpční kapacita -
vysoká propustnost pro vodu a nízká vododržnost (vysýchavé půdy)
-
rychlá mineralizace organických látek, zpravidla nižší obsah humusu
-
nízká odolnost vůči erozi, zejména erozi větrné. 12
Uplatňujeme především kypřící zásahy (aby nedošlo ke snížení obsahu organických látek v půdě) -
na písčitých půdách, zejména na vátých píscích, by se neměla používat orba. Vyjímkou je zaorání velké dávky hnojiv. Obecně platí, že tyto půdy by se neměli kypřit za sucha a mělo by se zabránit ponechání nakypřeného povrchu půdy (web.stránky 2006).
Těžké půdy: Mezi těžké půdy se řadí půdy s obsahem částic I.kategorie (tj. částic menších než 0,01 mm) větším než 45%. Podle půdních druhů jsou tyto půdy jílovitohlinité, jílovité a jíly. Tyto půdy mají řadu pro rostlinou výrobu nepříznivých vlastností, které jsou dány zejména
půdotvorným
substrátem
a
podmínkami
jejich
vzniku
a
vývoje
(genezí).(Němec,1998).
Energetická náročnost a kvalita zpracování půdy je podstatným způsobem předurčena zrnitostním
složením
půd.
Obtížné
je
zejména
zpracování
těžkých
půd,
charakterizovaným úzkým rozsahem půdní vlhkosti, při které je lze dobře zpracovávat. Právě u této skupiny půd mohou být významným přínosem nové technologie mělkého zpracování půdy, popřípadě technologie přímého setí do nezpracované půdy. Omezením hloubky zpracování půdy se sníží tvorba hrud, které u těchto půd velmi znesnadňují předseťové zpracování půdy a způsobují nárůst nákladů.(Hůla,Mayer1999).
Struktura půdy Globálním vyjádřením vlastností půdy a souhrnným ukazatelem jejího okamžitého stavu je struktura půdy. Právě půdní struktura je zhutněním postihována bezprostředně a od jejího zhoršování se odvíjí i zhoršení ostatních půdních vlastností. Optimální drobtovitá struktura (agregáty od 2 do 5mm, max10mm) účelně hospodaří s vodou, zajišťuje správnou míru mikrobiální aktivity a ostatních pochodů důležitých pro úrodnost půdy (Lhotský 2000).
13
- Na kvalitě půdní struktury se významně uplatní hnojení organickými hnojivy. - Odolnost struktury půd oslabují některé druhy průmyslových hnojiv (chloridová,draselná,sodná).
3. 1. 3. Operace a zpracování půd, s největším vlivem na zhutňování
Zpracování a kultivace půdy Historie nás poučila o tom, že zemědělec může vhodnými agrotechnickými zásahy potencionální úrodnost půdy podstatně zvyšovat a naopak nevhodnými zásahy ji nejen snižovat, ale ohrožovat půdní stanoviště – životní prostředí. Zpracování a kultivace půdy ovlivňují fyzikální stav půdy, biologickou činnost i chemismus půdy. Zpracováním půdy vytváříme seťové a sadbové lůžko pro zakládání nových porostů. Kultivací půdy pak zlepšujeme a udržujeme dobrý fyzikální stav půdy v době vegetace, hubíme
plevele
a
udržujeme
příznivé
prostředí
pro
růst
a
vývoj
plodin.(Škoda,Cholenský 1993).
Tradiční zpracování půdy (konvenční zpracování půdy): Konvenční zpracování půdy je založené na každoročním zpracováním půdy radličnými pluhy. Půda se pluhem drobí, mísí,kypří a obrací. Konvenční zpracování půdy je sled kultivačních operací, které ponechávají málo nebo žádné posklizňové zbytky na povrchu půdy. Tento postup zahrnuje orbu nebo také několik pojezdů s jinými kultivačními nástroji (disky, podrýváky) (web.stránky 2006).
Výhody: - příprava rovného seťového lůžka - zvládání posklizňových zbytků
- likvidaci plevelů - zvládání utužení půdy
- zapravování hnojiv a chemikálií - zvýšené ohřívání a vysušování půdy před setím
Nevýhody: - zvyšování ztrát vlhkosti půdy - narušování půdní struktury
- zvyšování rizika půdní eroze - zvyšování provozních nákladů
14
Podmítka: Představuje první zákrok zpracování půdy po sklizni obilovin, dalších zrnin a pícnin sklizených v letním období. Kvalitní a včas vykonaná podmítka významně usnadňuje následné zpracování půdy. Každý den zpoždění, kdy pozemek zůstává nepodmítnut, způsobuje závažné ztráty půdní vláhy. (Hůla,Abrham,Bauer1997) -
usnadňuje následné zpracování půdy
-
její vynechání náklady neušetří, vyjímkou jsou ovšem na půdy, které jsou silně ohroženy erozí
Mechanizační prostředky pro mělké zpracování půdy: -
radličkové kypřiče ( spíše na lehkých a středních půdách)
-
talířové podmítače a talířové brány
-
podmítací pluhy( používání radličných pluhů k podmítce ustupuje )
-
kypřiče s pracovními orgány poháněnými vývodovým hřídelem traktoru: na těžkých půdách lze k podmítce a zapravování slámy do půdy využít půdní frézy. Půdní fréza však nachází uplatnění ve spojení se secím strojem, čímž se účelně spojí mělké zpracování půdy a setí.
Orba: Charakteristické pro orbu je zapravení rostlinných zbytků předplodiny, popřípadě biomasy meziplodiny, do půdy. Na těžších půdách však mohou nastat zejména při orbě k ozimům problémy s vytvořením tvrdých, obtížně zpracovatelných hrud. Rozrušení těchto hrud při předseťové přípravě půdy je energeticky velmi náročné. (Hůla, Mayer1999).
Orba radličnými pluhy představuje základní operaci klasického zpracování půdy. Zvýšenou pozornost je třeba věnovat kvalitě orby, aby tato nákladná operace zpracování půdy byla přínosem v péči o půdu. Z hlediska přímého vlivu na půdu se orbou dosahuje: -
kypření půdy,
-
drobení půdy,
-
obracení zpracovávané vrstvy půdy,
-
mísení půdy a zapravování rostlinných zbytků a hnojiv do půdy. 15
Orbě bývá přičítáno narušování přirozené tvorby strukturních agregátů (Hůla,Abrham,Bauer 1997).
Klasické rozlišení orby podle hloubky: Mělká orba (do 18cm) : se využívá na půdách s mělkým orničním profilem, kde hluboká orba není možná. Střední orba (18 až 24cm): se využívá nejčastěji, uplatňuje se především k obilninám, řepce, luskovinám. Hluboká orba (24 až 30cm): – výrazně upravuje půdní vlastnosti. Významně přispívá k potlačování víceletých plevelů. Je energeticky velmi náročným zákrokem zpracování půdy. Velmi hluboká orba ( více než 30cm). Vyjímečným a velmi energeticky náročným opatřením je rigolovací orba, kterou lze využít před založením některých trvalých kultur – chmelnic, intenzivních ovocných sadů, vinic. Rigolace se provádí pomocí vhodných speciálních rigolačních pluhů, které mohou využívat předradličku nebo podrývák. Při orbě bez předradličky se horní vrstva ukládá v podstatě pravidelně do celého profilu.Při použití předradličky je ukládána ve větší míře na dno brázdy.(Zemánek, Burg,2003).
Způsob orby: Orba jednostranným pluhem – běžným, avšak na kvalitu práce náročným obdělávacím zákrokem. Oboustranné pluhy – umožňují orat do roviny bez vytváření skladů a rozorů Při orbě na svažitých pozemcích začíná orba na vrchním okraji pozemku ve směru vrstevnic.Tento způsob orby významně přispívá k ochraně půdy před vodní erozí. Oboustranné otočné pluhy – vybavené pravostrannými a levostrannými orebními tělesy nacházejí široké uplatnění i při orbě rovinatých pozemků. Oboustranné výkyvné pluhy se symetrickými odhrnovačkami (s válcovou pracovní plochou) - Při orbě lehkých a středních půd. 16
Seřizování pluhu : Radličné pluhy jsou náročné na seřízení. Orba nesprávně seřízeným pluhem je nekvalitní, zhoršuje se využití tahové síly traktoru a zvyšují se nároky na následné
urovnávání
povrchu
půdy
při
předseťové
přípravě
půdy.
(Hůla,Abrham,Bauer1997).
Orba prováděná za nepříznivých podmínek má za příčinu nadměrnou spotřebu nafty a ztrátu času, dochází tedy k nežádoucímu růstu nákladů. Orba za vlhka přispívá k tvorbě zhutnělé vrstvy s nepříznivými fyzikálními vlastnostmi v podorničí. Ornice se dostává do nestabilního stavu. -
půda se stává málo odolnou proti stlačování při přejezdech mechanizačních prostředků
-
v našich podmínkách lze jen těžko omezit orbu například k okopaninám
3. 2. Zhutnění půd můžeme omezit vhodnou volbou strojů
3. 2. 1. Stroje s pasivními pracovními nástroji: Při práci těchto strojů je využívána tahová síla traktoru, jejich pracovní nástroje nemají pohon odvozený od vývodového hřídele traktoru. Nejrozšířenější skupinou jsou kombinátory (Hůla,Mayer1999).
-
Účelně spojují funkci smyků, bran, kypřičů a válců.
-
V poslední době dochází k oživení zájmů o tuto skupinu strojů.
-
KOMPAKTOR- kombinátor nové generace – obsahuje jednotlivé sekce rovnacích smyků, drobicích válců, různých typů radliček, utužovacích válců, které jsou uchyceny na společném rámu.
-
Velikou výhodou moderních kombinátorů : přesné dodržení hloubky předseťové přípravy půdy.
-
Při používání nových moderních strojů, můžeme velmi ovlivnit náročnost předseťového zpracování půd, a tím částečně zamezovat nežádoucímu zhutňování půd.
17
3. 2. 2. Stroje s aktivními pracovními nástroji U této skupiny je pohyb pracovních orgánů odvozen od vývodového hřídele traktoru. Intenzívní působení pracovních orgánů na půdu předurčuje tuto skupinu strojů pro využití při předseťové přípravě středních a těžkých půd.(Hůla,Mayer1999).
-
umožňují dobře přizpůsobit intenzitu mechanického působení na půdu
-
je možné měnit otáčky rotorů změnou převodového stupně v jejich převodovce
-
je možné měnit pojezdovou rychlost soupravy
-
obvodová rychlost nožů nebo hřebů těchto strojů je vždy větší než pojezdová rychlost soupravy, což určuje výhodu proti strojům s pasivními pracovními nástroji.
Energetická náročnost základního zpracování půdy: Klasické zpracování půdy je energeticky značně náročné. Proto se pro zpracování půdy používají nejvýkonnější traktory. Například při středně hluboké orbě prochází pluhem tři až čtyři tisíce tun zeminy na každém hektaru pozemku.Tahový odpor pluhů a kypřičů je významně ovlivněn stavem čepelí. Pro tradiční předseťovou přípravu půdy byly typické oddělené operace spojené s opakovanými přejezdy po půdě: smykování, vláčení, mělké kypření, válení. (Hůla,Abrham,Bauer1997).
Předseťová příprava půdy: Pod pojmem předseťová příprava půdy se rozumí soubor obdělávacích zásahů zpravidla pouze do menší hloubky orniční vrstvy, umožňujících kvalitní uložení osiva nebo sadby a rychlé vzejití porostu. Základním úkolem je vytvoření vhodného seťového lůžka pro osivo.
Dalšími
úkoly
předseťové
přípravy
půdy
jsou
především
urovnání
povrchu.(web.stránky 2006). Předseťová příprava a setí se uskutečňuje buď v oddělených operacích, nebo se operace předseťové přípravy a setí spojují. Při oddělených operacích se pro předseťovou přípravu půdy využívají především kombinátory. Pro spojené operace předseťové přípravy půdy převládá využívání strojů s poháněnými pracovními nástroji ve spojení se secím strojem (web.stránky 2006). 18
3. 2. 3. Stroje pro předseťové zpracování půdy
Smyky: slouží k urovnání povrchu pole, drcení a zatlačování hrud a kypření povrchové vrstvy půdy Brány: slouží k mělkému kypření povrchu půdy, vláčením se rozrušuje půdní škraloup, ničí se plevele brány s pasivními pracovními částmi ( hřebové, brány s pevným rámem, síťové
-
brány, článkové brány, prutové ) brány s aktivními pracovními částmi ( talířové, hvězdicové, kývavé hřebové
-
brány, otáčející se hřebové brány ) Válce: drtí hroudy, urovnávají povrch a utužují půdu, jejich pracovní povrch je buď hladký nebo profilovaný ( kotoučové, kombinované- cambridgeské, hřebové ) Kypřiče: rovnoměrně prokypřují půdu v celé šířce záběru, dělí se na radličkové a rotační.
Kombinátory: vykonávají několik pracovních operací současně, nejčastěji se kombinují radličkové kypřiče, brány a válce,snižují opakované přejezdy po půdě. -
s pasivními nebo aktivními pracovními nástroji
Přejezdy po nakypřené půdě způsobují zhutnění půdy,v současné době je snaha o spojování pracovních operací. Výhodou takových operací je i snížení finančních nákladů a celkové snížení energetické náročnosti. Na trhu se objevuje celá škála nové a moderní zemědělské techniky, která umožňuje šetrné zpracování půdy, ve srovnáním s tradičními postupy. Nabízí se také půdoochranné zpracování půdy ,které je oproti tradičnímu zpracování méně energeticky i časově náročné.
19
3. 3. Zhutňování půdy v trvalých porostech
Trvalé porosty představují pozemky, na kterých se pěstuje trvalá kulturu např.révy vinné, nebo se jedná o ovocné sady ,chmelnice. (životnost trvalých kultur je zhruba od 10.let a více). Vinice je pozemek s trvalou kulturou révy vinné v celkovém počtu nejméně 200keřů nebo přesahující celkovou plochu 300m2. (Hubáčková 2000).
Meziřadí trvalých porostů
Meziřadí trvalých porostů představuje prostor, který zůstává po celou dobu životnosti výsadby (15 a více let) vymezený pro průjezd mechanizace.V závislosti na uplatňovaném technologickém postupu (např. černý úhor, zatravnění ob jeden řádek, apod.) se často jedná o 20 i více přejezdů za jedno vegetační období ve stejných kolejových řádcích. Z pracovních operací , které nejvíce zatěžují půdní horizont se vedle sklizňových operací nejhůře projevuje chemická ochrana. Důvodem je skutečnost, že pěstitelé jsou nuceni vjíždět do porostu bez ohledu na stav půdy, tedy i při její zvýšené vlhkosti (web.stránky 2006). Také hnojení organickými hnojivy je charakterizováno velkým objemem aplikovaných hmot a velkou spotřebou energie (nakládání a přeprava).
Ke zhutnění půdy dochází zejména ve dvou rizikových obdobích. Jarní období: půda má dostatek vláhy po zimě, přenos tlaku zasahuje do větších hloubek Podzimní období: je prováděna sklizeň, často i bez ohledu na vhodné půdní vlastnosti a stroje projíždějí v meziřadí navíc i se sklizeným nákladem.
20
Ošetření půdy ve vinicích:
Tradiční způsob ošetřování půdy ve vinicích spočívá v udržování černého úhoru. Zahrnuje podzimní přiorání keřů, orbu meziřadí, jarní odorání půdy od keřů a urovnání půdy. V letních měsících potom následuje ničení plevelů mělkým kypřením. Pro ničení plevelů pod keři se používají též herbicidy,např. Gramoxone, Reglone, Roundap a další. (Hubáčová 2000).
V integrovaném nebo organickém vinohradnictví se místo černého úhoru používá zatravnění směsí lipnice luční s jetelem bílým,švédským,zlatým,kostřavou luční apod., a to buď jen pod keři, nebo i v meziřadí, či jenom v meziřadí. V tom případě není možná podzimní orba s naoráním půdy k patě kmínků. Při podzimní orbě je výhodné použití podrýváku, protože se po jeho použití omezuje eroze půdy při deštích. Při zatravnění vinice se půda méně utlačuje průjezdem těžkých traktorů s nářadím, nevzniká eroze, není nutné organické hnojení, lépe se množí půdní fauna, je možný vjezd postřikovačů do vinice v boji proti chorobám a škůdcům i po deštích. Tráva se seče podle potřeby a používá se k mulčování meziřadí. V sušších oblastech je také možné zatravnění každého druhého meziřadí (Hubáčová 2006).
Mechanizace pro jednotlivé technologie: Černý úhor: klasický kypřič – kultivátor doplněný jednostrannou nebo dvoustrannou výkyvnou sekcí. Zatravnění meziřadí ob řádek: kultivátor s výkyvnou sekcí a mulčovač s výkyvnou vyžínací sekcí. Celoplošné zatravnění: mulčovač s s výkyvnou vyžínací sekcí
Jako nejprogresivnější technologický postup se u nás postupně rozšiřuje zatravněné meziřadí s mechanickou kultivací příkmených pásů. Zde potřebujeme mulčovač (bez vyžínací sekce) a samostatnou kultivační výkyvnou sekci. To se určitě výrazně projevuje na nižším počtu poškozených keřů a na dosažené kvalitě kultivačního zásahu, protože traktorista může práci sekce snadno kontrolovat (Zemánek, Burg,2003). 21
Výhody, které přináší zatravnění meziřadí: Takřka odstraní půdní erozi a silně omezí vyplavování živin. Souvislý travní porost tvoří pevný a pružný povrch, po kterém je možné projíždět traktorem i v období vysokých srážek bez rizika velkého utužení a poškození půdní struktury.
3. 3. 1. Vinohradnické traktory
Klasický zemědělský traktor univerzálního typu: -
výkony motorů 40 – 50 kW
-
použití pouze v širších sponech (2,50-3,00 m)
Vinohradnický traktor univerzálního typu (zúžený): -
výkony motorů 25 – 60 kW
V rovinných a mírně svažitých terénech lze vystačit s traktorem bez pohonu předních kol. Je ale třeba počítat s občasným prokluzem, který negativně ovlivňuje zhutnění půd v meziřadí.(Zemánek,Burg,2003).
Vinohradnický malotraktor kolový: -
stejná velikost kol a šířka v rozsahu 0,90 – 1,10m
-
zásadně s pohonem všech 4kol, výkony motoru – 40kW (i více)
Vinohradnický traktor (malotraktor) pásový: -
pásový podvozek s pásy o šířce 300 mm a více
-
použití do těžkých svahových podmínek, nízký kontaktní tlak na půdu
-
nevýhodou : poškozování komunikací při přejezdech (ochrana - pryžové chrániče)
Multifunkční portálový nosič: -
motory s výkonem 80 – 120kW
-
mají portálový(mostový) rám na 4kolovém podvozku, který se pohybuje nad řádkem
-
využití i ve velmi úzkých sponech, stopa kol vede středem meziřadí
-
výhodou je vysoká výkonnost a kvalita prováděných operací
-
nevýhodou je vysoká pořizovací cena 22
Jeden z požadavků na vinohradnický traktoru je snížení tlaku na půdu a omezení prokluzu. To předpokládá vybavení traktoru kvalitními pneumatiky a pohonem všech 4 kol. Tento požadavek je nezbytné dodržet pro obdělávání vinic ve svahových polohách. (Zemánek,Burg,2003).
4. Vypracování 4. 1. Příčiny zhutňování půd
Zhutnění
půd
je
nežádoucím
vedlejším
důsledkem
používaných
způsobů
obhospodařování půd. Přesáhne-li zhutnění určitou mez projeví se tato změna nejen snížením výnosu plodin , ale zvýší se i energetická náročnost a pracnost zpracování půdy (Hůla,Abrham,Bauer 1997).
Zhutnění je akumulativní proces v němž se sčítají nepříznivé vlivy (tlaky aj.) na půdu. Do tlaků 0,10 Mpa ( za příznivého vlhkostního stavu ) lze počítat s vratnými změnami, při vyšších tlacích rozhodují další faktory. Tlak 0,15 Mpa se projeví do 0,35 – 0,40m, vyšší tlaky hlouběji.(Lhotský 2000).
Z hlediska rovnováhy strukturotvorných a destrukčních procesů rozlišujeme zhutnění:
-
strukturální : půda je v tomto stupni schopna vratných regeneračních procesů
-
mikrostrukturální : Dochází k silnému přiblížení agregátů ( za jejich současné destrukce), tvoří se tzv. nestrukturní matrix, není už možná samovolná regenerace, půda vyžaduje umělý agromeliorační zásah.
Změna morfologie a struktury zhutnělých vrstev má zásadní význam pro režim vody , vzduchu a tepla v půdě.
23
Zhutnění může postihnout prakticky všechny druhy a typy půd, některé jsou však náchylnější. Hlavní a nejzávažnější příčinou technogenního zhutňování půd je intenzivní hospodaření na půdě (Němec 1988).
Především jde o
pojezdy těžkých mechanismů a nákladních automobilů po půdě,
pojezdy po půdě ve vlhkostně nevhodném stavu, nevhodné zpracování půdy, nízký podíl víceletých pícnin v osevních postupech, časté opakování okopanin na jednom pozemku, nedostatečné organické hnojení, nedostatek posklizňových zbytků v půdě, nadměrná aplikace tekutých hnojiv ( kejdy), nevhodný sortiment průmyslových hnojiv, nedostatečné nebo nesprávné vápnění.
Plošný rozsah zhutnění často uniká pozornosti, neboť například při předseťové přípravě půdy jsou vzniklé koleje zahrnuty zeminou, vzniklé zhutnění však přetrvává Hůla,Abrham,Bauer 1997).
4. 2. Obecné důsledky nepříznivých vlastností:
Ovlivňují jak vodní, vzdušný a živinný režim a zakořeňování rostlin, tak i kvalitu zpracování a přípravu půdy. Mnohé z těchto důsledků jsou dobře rozpoznatelné na samotných rostlinách či na půdě a slouží jako vizuální indikátor ( louže, deficitní vzrůst plodin ).
Narušený vodní režim: Např. při vydatných srážkách dochází ke stagnaci vody na pozemku, a v období sucha dochází k přísuškům (půda není schopna krýt vláhovou potřebu vody)
Špatná propustnost pro vzduch : rostliny trpí nedostatkem kyslíku, vznikají pukliny v půdě a tím dochází i k nežádoucímu výparu ( v období sucha).
Kořenový systém rostlin: je zploštělý, deformovaný, orientovaný do trhlin a širších pórů. Dochází k nerovnoměrnému růstu rostlin. Zhutnělý profil omezuje růst kořenů rostlin do hloubky. 24
V půdě se sníží mikrobiální aktivita, tím se zpomalí rozklad a mineralizace posklizňových zbytků. Omezuje se nitrifikace a naopak se uplatňují denitrifikační pochody.
Velkým problémem je především zpracování těžkých a zhutnělých půd. Vyznačuje se to vysokým orebním odporem, za vlhka se těžké půdy lepí a mažou, za sucha jsou velmi kompaktní, při orbě se vytvářejí hroudy. Následné zpracování takové půdy je tedy obtížné a energeticky více náročné.
4. 2. 1. Příčiny a důsledky nepříznivých vlastností v trvalých porostech.
Nejzávažnější příčinou jsou technologické postupy ve vinohradnické výrobě spojené s četnými přejezdy mechanizačních prostředků, zvláště přejíždí-li se půdy za vyšší vlhkosti.Ve vinohradnické praxi se jedná především operace spojené s chemickou ochranou. Při častém používání rotačních kypřičů (rotavátorů) se zhutňuje vrstva půdy bezprostředně pod pracovním ústrojím rotavátorů. Nedostatečný obsah organických látek v půdě je závažnou příčinou negativních změn půdní struktury a fyzikálních vlastností půdy.
Průjezd mechanizace v nevhodném vlhkostním stavu má za následky vedle půdního tlaku i efekt hnětení. Dochází k narušení půdních vlastností nejen v orniční vrstvě, ale i v podorniční. Současný stav techniky umožňuje mechanizovat téměř všechny základní pracovní úkony. ( Tab.2.) Pracovní operace
Počet přejezdů
Mechanizovaný podřez
1
Drcení réví
1
Chemická ochrana porostu
5-8
Likvidace plevelů v meziřadí nebo mulčování trávy
3-5
25
Likvidace plevelů v příkmenném pásu
3-5
Zastrkování(zvedání letorostů)
1
Čištění kmínků
1-2
Osečkování letorostů
1-2
Odlisťování
1-2
Sklizeň
1-3
Hnojení
1-2
Oprava opěrné konstrukce
1
Počet přejezdů celkem
20-33
(Tab.2. Odhad počtu přejezdu traktorem ve vinici během jedné sezóny.)
Jak uvádí Tab.2 je možné odhadnout počet přejezdů řádkem v průběhu jedné sezóny.(Vinařský obzor 5/2005).
Následky u trvalých porostů : omezený příjem živin , který se projevuje chlorózami Při extrémním zhutnění může dojít i k odumírání jednotlivých keřů a stromů. Náprava takto poškozených půd je nákladným a dlouhodobým procesem.
Zhutňování půdy pod koly traktoru se šíří elipticky a prakticky tak kopíruje obrys pneumatiky při styku s půdou.
Bylo prokázáno, že šířka „mrtvé zóny“ může být až 80cm pod každým kolejovým řádkem, což v případě šířky meziřadí 300cm znamená ztrátu více než 50% účinné plochy kořenového systému! (Vinařský obzor 5/2005).
Kontaktní tlak působí na půdu společně s prokluzem kol, který je dán především stavem podložky, tahovým zatížením a vlhkostí půdy. Řešení na snížení prokluzu existuje několik, mezi hlavní lze přiřadit jízdu na suché podložce, traktory s pohonem všech čtyř kol, vhodným dezénem pneumatik a samotnou technikou jízdy.
26
Hlavní faktory ovlivňující výběr technologií zpracování půdy:
Půdní vlastnosti: Volbu technologií a strojů pro zpracování půdy významně ovlivňuje rozmanitost půdních podmínek České republiky.(Hůla, Mayer 1999). Kvalita zpracování půdy je ovlivněna zrnitostním složením půdy , obtížné je zpracování těžkých půd, zatímco lehké a velmi lehké půdy jsou snadno zpracovatelné.
Podnebí: Na našem území se vyskytuje relativně široké rozpětí oblastí s rozdílnou průměrnou teplotou vzduchu a rozdílným ročním úhrnem srážek.
Stupeň ohrožení půdy erozí: Na svažitých pozemcích je půda ohrožena vodní erozí, můžeme zde uplatnit půdoochranné technologie zpracování půdy.
Výrobní podmínky zemědělského podniku: Z hlediska zhutnění je důležitá velikost zemědělského podniku a také i jeho finanční možnosti.
Technologie musí odpovídat
půdním i ostatním podmínkám regionu, zásahy musí
vytvořit jednotný systém s preventivními s následnými opatřeními.
4. 3. Hlavní technologické systémy zpracování půdy
Můžeme je rozdělit podle intenzity, hloubky a způsobu zpracování půdy na: -
konvenční (s orbou)
-
půdoochranné
V USA se v praxi aplikují a rozšiřují tyto základní půdoochranné technologie zpracování půdy:
-
Technologie setí do nezpracované půdy( No-tillage ) - půda se před setím neobdělává. Seje se do úzké rýhy nezpracované půdy speciálním secím strojem. Po setí zůstává 80 –100% posklizňových zbytků. 27
-
Technologie setí do hrůbků ( Ridge-tillage) - bez základního zpracování půdy, plodiny se sejí speciálním secím strojem do hrůbků ( ty se vytvářejí zpravidla při setí). Zůstává 40-70% posklizňových zbytků.
-
Pásové zpracování půdy ( Strip-tillage) – půda se před setím nezpracovává,seje se do nezpracované půdy. Podle potřeby se půda(během vegetačního období) mechanicky zpracovává v úzkých pásech.
-
Mulčovací technologie zpracování půdy (Mulch-tillage) - před setím se provede podřezání strniště (půda se nadzvedne, ale strniště zůstává na povrchu půdy). Speciální secí stroje se šípovými radličkami. Po setí je 30-60% povrchu půdy pokryto posklizňovými zbytky.
-
Redukované zpracování půdy ( Reduced-tillage) – základem této technologie je redukce počtu mechanických zásahů a intenzity zpracování půdy, využívá se zde spojování operací.
4. 3 .1. Půdoochranné opatření ( konzervační zpracování půdy)
Je charakteristické ponecháním rostlinných zbytků ( zbytky předplodin,např.strniště a rozdrcená sláma obilnin, porosty meziplodin) na povrchu půdy nebo pouze jejich částečným zapravením do půdy. V těchto postupech se
zpravidla nahrazuje orba
kypřením bez obracení zpracovávané vrstvy půdy.
Cílem půdoochraného zpracování půd je dosažení stabilní, pojezdu odolné strukturní výstavby jako preventivní ochrany proti zhutnění. Řada systémů půdoochranného zpracování půdy navazuje na způsoby minimálního zpracování půdy s tím, že uplatněním těchto postupů se předchází zhutnění půdy a zvyšuje se odolnost vůči pojezdům (Hůla,Šimon 1989). Pokud se využije spojení operací zpracování půdy se setím tak, že traktor přejíždí po nezpracované půdě, je možné stlačování půdy omezit na minimum (Hůla, Abrham,Bauer 1997).
28
Půdoochranné zpracování půdy poznáme podle toho, že po zasetí plodiny je nejméně 30% povrchu půdy pokryto rostlinnými zbytky, které se příznivě uplatní v období do plného zapojení porostů plodin. Proti konvenčnímu zpracování má tyto výhody: -
snižuje se spotřeba nafty a pracnost.
-
půda se chrání před větrnou a vodní erozí, před poškozováním půdní struktury.
-
zvyšuje se únosnost půdy a její odolnost vůči nežádoucímu zhutňování půd při přejezdech traktorů.
-
snižuje se riziko vyplavování snadno pohyblivých forem živin,především dusíku, do podzemních vod.
-
zlepšují se podmínky pro včasnost pracovních operací při zakládání porostů plodin.
Při tomto zpracování půdy se tedy neuskutečňuje orba radličnými pluhy. Základním strojem je zde kypřič. Dochází ke kypření půdy do zvolené hloubky, drobení půdy a opětovnému utužení seťového lůžka. Kypření může být spojeno se setím. Pluh je používán pouze ve zvláštních případech, především k potlačování plevelů, k zapravení velkého množství rostlinných zbytků.(Hůla, Procházková a kol 2002).
Kritickou situaci, kdy jsou ohroženy agrotechnické termíny pro setí ozimů nebo při značné hrudovitosti v extrémních podmínkách ( za sucha ) lze spolehlivě řešit stroji s aktivním pohonem.(Škoda, Cholenský1993).
Stroje s poháněnými rotačními pracovními orgány jsou přednostně využívány na obtížněji zpracovatelných půdách. Jejich práci může nahradit několikanásobné opakování přípravy půdy stroji s pasivními pracovními orgány. Což je ale vzhledem ke snaze o omezování počtů pojezdů po poli nežádoucí.
29
4. 3. 2. Mechanizační prostředky s aktivním pohonem
Rotační kypřič ROTOTILLER ( s aktivním pohonem a utužovacím válcem), z hrubé brázdy se jedním pojezdem důkladně připraví seťové lůžko. -
pracovní orgány v horizontální poloze
Rotační kypřič CYKLOTILLER ( s aktivním pohonem a utužovacím válcem) -
s vertikální osou rotace
Rotační kypřiče se používají na půdách kde chceme místo orby jen hluboké prokypření, pracují do hloubky 30 – 40cm.
Mezi další stroje s poháněnými pracovními orgány patří:
Rotační brány : pracovními nástroji jsou hřeby a nože, které se otáčejí kolem svislé osy rotorů, jsou vybaveny také opěrným a utužovacím válcem
Opěrné a utužovací válce: Umožňují přesné nastavení hloubky kypření, jsou různě řešené, například válce s ozubenými prstenci, tyčové válce, pneumatikové válce s plastovými kotouči uvnitř nenahuštěných pneumatik
Spojením rotačních bran se secím strojem lze při jednom přejezdu vykonat na zorané půdě předseťovou přípravu půdy a zaset.
Půdní frézy a rotavátory: s nožovými pracovními nástroji, již dlouho používané -
k mělkému zpracování půdy
-
významné je jejich spojování se setím ( nožová fréza s výsevní lištou secího
stroje s pneumatickým výsevním ústrojím )
Řada systémů půdoochranného zpracování půdy navazuje na způsoby minimálního zpracování půdy s tím, že uplatněním těchto postupů se předchází zhutnění půdy a zvyšuje se odolnost půdy vůči pojezdům. (Hůla,Šimon 1989). 30
4. 3. 3. Minimální zpracování půdy
Jde o cílevědomé a vědecky podložené střídavé zpracování půdy (hluboké,mělké i setí do nezpracované půdy), a to ve vztahu k biologickým požadavkům jednotlivých plodin, a o další zúrodňovací zásahy, jako jsou prohlubovací orba, hluboké kypření půdy, vápnění,
kvalitní
organické
hnojení
a
zásobní
hnojení
minerální
aj.(Krejčí,Homolka,Hrbáček 1982).
Minimalizační technologie jsou nejvíce používány v Severní a Jižní Americe ( téměř na 41 mil.ha) a v Austrálii. V posledních desetiletí byl zaznamenán jejich rozvoj i v Evropě.
Pro Afriku představují velkou šanci pro omezení hrozivé půdní eroze.
(Hůla,Procházková a kol 2002). K uplatnění minimalizačních technologií musí být splněny tyto předpoklady: - nezaplevelenost půdy,především vytrvalými plevely (rychle se rozšiřují při zpracování půdy). - dále nám brání skeletovitost půdního profilu a velká svažitost pozemku (přes 8%).
Nové soustavy zabezpečují v zásadě hluboké zpracování půdy k okopaninám s organickým hnojením i zásobní aplikací hnojiv minerálních i s ostatními prvky zajišťujícími půdní úrodnost a minimální zpracování půdy k obilninám a některým dalším plodinám (Krejčí,Homolka,Hrbáček 1982). Tyto soustavy mají v konkrétních podmínkách a v závislosti na předpokladech řadu variant, které jsou dále rozvíjeny. Výhody minimálního zpracování půdy: -
nedochází k výrazným změnám (negativním) ve fyzikálních, chemických i biologických vlastnostech půdy
-
zejména setí do nezpracované půdy zlepšuje vláhové podmínky půd
-
zlepšuje se stabilita půdní úrodnosti ( obsah humusu, půdní struktura )
-
zvyšuje se odolnost půdy proti vodní a větrné erozi
-
celkově kladný vliv na životní prostředí
31
Setí do nezpracované půdy se provádí bez jakýkoliv půdních úprav po vhodných a dobře sklizených předplodinách, především po okopaninách a zeleninách Jen pokud jsou vytvořené hluboké koleje ( sklizeň za mokra ) musí se ještě rozdiskovat půda. Na těžkých a vyschlých půdách se povrch půdy lehce rozruší diskovým nářadím , do hloubky asi 3 – 5 cm. Je možné využívat i letecké setí. Při minimálním zpracování půdy snižujeme hloubku seťové orby na 15, 10 nebo až na 8 cm. Snižování hloubky závisí na sklizených předplodinách. Je možnost sloučení podmítky se seťovou orbou – u těžkých půd v sušších oblastech, nebo zaplevelených pozemcích. V pokusech bylo dokázáno, že omezování orby, hlavně při setí do nezpracované půdy dochází ke zvyšování půdní úrodnosti ( zvyšuje se obsah organické hmoty ). Nevýhodou je ovšem omezování provzdušování půdy a tím i mineralizace organické hmoty, proto se vynechání orby provádí jen občas. A to na půdách, které mají vysokou přirozenou půdní úrodnost. Přímé setí ve srovnání s podzimní orbou způsobuje vyšší stabilitu půdních agregátů, ale přispívá ke zvyšování objemové hmotnosti půdy, přičemž klesá minimální vzdušná kapacita (Borresen, 1993). Setí letadlem: možnost uplatnění technologie minimalizace zpracování půdy, provádí se v kukuřičný a řepařský výrobní oblasti.
4. 3. 4. Stroje a nářadí pro nové technologie zpracovávání půdy: Talířové podmítače: PDP 180, 21- PDPX – 310, ETB – 24 Nově vyvinuté : 18 – PHDX – 335 Diskové brány :
BDT – 10, BDT – 7
Kombinátory :
25- KON-375 za Z 80 45 34-KON-500 za Z 120 11 4-KOX-270 na těžké půdy
Válce:
lužní válec VLZ-170 VART-500 Cambridgeský válec
Secí stroje:
48-SEX-125-botkový 40-SEX DJ-150-dvoudiskový, 20-SEX BJ-150-třídiskový 32
Závěrem je třeba znovu zdůraznit, že nových technologií zpracování půdy může být úspěšně používáno jen za předpokladu jejich pojetí v celém komplexu a ve vzájemných vazbách jednotlivých prvků, účelně uspořádaných podle charakteru půdního představitele podmínek klimatoregionu. (Krejčí, Homolka, Hrbáček 1982).
-
V České republice je výzkum minimalizačních technologií zpracování půdy prováděn od šedesátých let.
-
V zemích západní Evropy nejsou minimalizační technologie dosud využívány ve větší míře.
-
Celá řada výzkumů ukazuje, že vliv minimalizačních postupů zpracování půdy je na půdní prostředí většinou příznivý.
4. 4. Agronomické možnosti
Vhodně volenou soustavou agrotechnických opatření je možné zvýšit únosnost půdy a posílit regeneraci půdní struktury po jejím poškození (Hůla,Šimon 1989). Ke zvýšení odolnosti půdy vůči zhutňování přispívají všechna opatření , kterými se zlepšuje stav půdní struktury.
Dostatečné organické hnojení: -
Zásobuje půdu strukturotvornými látkami,organická hmota v půdě je zdrojem výživy mikroorganismů, zdrojem živin pro rostliny a zdrojem látek pro vznik humusu v půdě.
-
vede také ke snižování energetické náročnosti zpracování půd.
Vápnění kyselých půd : vápník je důležitý pro tvorbu půdní struktury.
Úprava osevních postupů : osevní postup sehrává významnou roli, vhodné střídání plodin je účelné a finančně nenáročné opatření pro udržení půdní úrodnosti, důležité jsou hlubokořenící plodiny. Důležité je uplatnit meziplodiny na zelené hnojení. 33
Správná – půdu šetřící agrotechnika vyžaduje dodržovat agrotechnické lhůty, zpracovávat půdu kvalitně, s kvalitním nářadím a ve vhodném vlhkostním stavu (především při základním zpracování půdy), aplikovat hnojiva,vyloučit pojezdy nákladních automobilů a vyloučit přejezdy v nevhodném vlhkostním stavu.
4. 4. 1. Výzkumná činnost ÚZT ZF v Lednici na Moravě v oblasti zhutnění půdy
Ústav zahradnické techniky se ve své výzkumné činnosti zabývá také problémem nežádoucího zhutnění půdy v trvalých kulturách, zejména pak ve vinicích.V roce 2003 byl založen pokus v provozních podmínkách ve třech vinohradech.Každé pokusné stanoviště se nacházelo v různých odlišných lokalitách.Všude byla zapravena organická hmota na podzim 2003. Sledovali se přejezdy mechanizačních prostředků a fyzikální vlastnosti půdy. Ústav také hodnotí účinek hloubkových kypřičů v trvalých porostech a jejich ekonomiku.
4 .5. Technologické a organizační metody
V systémech zpracování půdy jsou přínosem jednotlivé operace se snížením působením pojezdových ústrojí na půdu, především však pracovní postupy se spojováním operací /Hůla,Šimon/. Například uplatnění spojení předseťové přípravy půdy se setím, při němž se využívají stroje pro zpracování půdy s aktivně poháněnými pracovními nástroji.
Základní zpracování půdy Rozhoduje se o tom, zda předseťová příprava půdy bude spojena s četnými přejezdy po pozemku, či zda přejezdy budou minimalizovány. -
orba tupými čepeli přispívá ke zhutňování podorniční
-
jízda traktoru po dně brázdy při orbě je rovněž nežádoucí
34
Orba oboustrannými pluhy Orba oboustrannými pluhy je přínosem pro protierozní ochranu půdy, při orbě svažitých pozemků po vrstevnicích. Posune se celá zpracovávaná vrstva půdy proti svahu, tzn. v opačném směru než je ornice splavována srážkovou vodou. Významným přínosem pro zlepšení kvality orby je možnost měnit pracovní záběr pluhu. Pluhy některých výrobců umožňují, aby traktor pojížděl všemi koly po nezorané části pozemku.
Drcení hrud při orbě Tímto postupem se významně přispívá k omezení přejezdů při předseťové přípravě půdy. Drcení hrud se spojení s orbou je výhodné i z energetického hlediska. Používají se pěchy a drtiče hrud, které se připojují k pluhu. Přispívají k tvorbě kvalitního seťového lůžka a umožňují zkrátit období mezi orbou a setím.
Náhrada orby kypřením Náhrada orby kypřením bez obracení zpracovávané vrstvy půdy je typická pro postupy půdoochranného zpracování půdy.Použití dlátových kypřičů, případně radličkových kypřičů pro zpracování půdy do hloubky 18 až 25 cm přináší úsporu nejméně čtvrtiny motorové nafty v porovnání s orbou do stejné hloubky (Hůla.Abrham,Bauer,1997). Náhrada poslední orby k cukrovce kypřením dlátovým kypřičem do hloubky 35 – 45cm je účinným opatřením při rozrušování zhutnělého podorniční, při tomto kypření se nevytvářejí sklady ani rozory, přispívá k omezení pojezdů po pozemcích na jaře.
Předseťové zpracování půdy Přesun pracovních operací z jara na podzim Odporuje to sice tradičnímu názoru na výhodnost ponechání pole v hrubé brázdě přes zimu, ale nové požadavky na ochranu půdy před zhutňováním vyžadují i v tomto směru změnu pohledu na zpracování půdy ( Hůla, Šimon 1989) Jedná se o přesun operací přípravy půdy z jara na podzim u plodin setých a sázených na jaře. 35
Výhodou – zhutnění půdy ve stopách kol po přejezdech na podzim může být z části sníženo vlivem objemových změn půdy při promrzání v zimním období.
Kypření stop kol traktoru Stopy kol, které traktor vytváří zhoršují kvalitu přípravy půdy Kypřiče stop kol traktoru pracují do hloubky pouze 6-8cm Přispívají k částečnému snížení důsledku zhutnění.
Spojování přípravy půdy a setí Nová generace strojů pro předseťové zpracování půdy s aktivně poháněnými pracovními orgány, umožňuje jejich účelné spojování se secími stroji. Omezí se tím četnost jízd po pozemcích.
Používané stroje – vibrační brány, vířivé kypřiče , kypřiče s vodorovným hřebovým rotorem Základem zúrodňovacích opatření na zhutnělé půdě je kypřící zásah. Podle okolností může mít tyto základní podoby a intenzitu: -
orba s pluhem s podrýváky, meliorační orba, podrývání dláty, dlátování
podorniční, hloubkové meliorační kypření, kypření ( s pasivními nebo aktivními orgány). Kolejové meziřádky Využívání kolejových meziřádků je běžným opatřením v zemědělské praxi. Produkční plocha je uchráněná před přejezdy. Sníží se valivý odpor a zároveň i spotřeba paliva.
4. 5. 1. Hloubkové kypření V současné době v souvislosti s problematikou půdního zhutnění zaznamenávají rozšíření do pěstitelské praxe hloubkové kypřiče. Z pohledu pro porost
příznivé agrotechniky by hloubkový kypřič měl patřit mezi
základní mechanizační prostředky, kterým by měl být vybaven každý střední a větší vinohradnický podnik.(Vinohradnický obzor 5/2005). 36
Hloubkové kypření slouží k obnově příznivých poměrů. V půdním profilu meziřadí trvalých porostů dojde k dostatečnému provzdušnění, prokypření utuženého podorniční. Hloubkové kypření lze provádět každoročně. Hloubkové kypření je také energeticky velmi náročným zásahem. Provádí se do hloubek větších než 60cm. Doba účinnosti zásahu je mezi dvěma a čtyřmi roky.
Z technických řešení se využívá dlátových a hloubkových kypřičů. Pracovními orgány jsou dlátovité nože na masivní slupici, nože půdu rozřezávají a mírně nadzvednou. Ve zpracovávané vrstvě nedochází k obracení a promíchání jednotlivých vrstev.
4.5.2. Mechanizační prostředky pro zpracování půdy a kultivaci v meziřadí trvalých porostů.
Zpracování půdy v meziřadí vinice je důležitý a náročný zásah do půdní struktury. Podle hloubky zpracování ve vinohradnictví rozlišujeme:
-
kultivaci meziřadí: prokypření povrchové vrstvy v hloubce 40-60mm, rozrušení
půdního škraloupu a ničení plevelů.
-
kypření meziřadí: v hloubce 150-200mm, půda se prokypřuje, mísí a přitom dochází k částečnému promíchání s organickou hmotou na povrchu.
-
přiorání a odorání : meziřadí se zpracovává pomocí pravých a levých orebních
těles doplněných kypřícími nebo dlátovitými radličkami v hloubce 150-200mm.
-
Hloubkové kypření: v hloubkách 600-800mm dochází k provzdušnění a
prokypření podorničí. Podporuje se regenerace kořenového systému a vytváří se zasakovací pásy.
37
4. 5. 3. Používané stroje Pro mělké kypření : Stroje s pasivními pracovními orgány:
radličkové kultivátory, kypřiče, talířové a
hvězdicové brány Stroje s aktivními pracovními orgány: rotační kypřiče a rotační brány Pro hluboké zpracování: Stroje s pasivními pracovními orgány: přiorávací a odorávací pluhy, talířové podmítače, těžké radlicové kypřiče, hloubkové kypřiče Stroje a aktivními pracovními orgány: rýčové rotační pluhy, hloubkové kypřiče
4. 6. Technická a konstrukční řešení Vychází zpravidla ze dvou předpokladů a jejich kombinace. První možností jak snížit nežádoucí zhutnění je v konstrukci stroje, respektive ve snížení jeho hmotnosti ( aktivně poháněné pracovní orgány). Druhou možností jak snížit nežádoucí zhutnění půdy je výběr pneumatiky a využívání pásových pryžových podvozků.
Teoreticky i přímým pozorováním se zjistilo, že při stejném měrném tlaku se při větším absolutním zatížením přenáší namáhání půdy do větší hloubky. Situace je horší u širší pneumatiky přenášející větší zatížení, než u užší pneumatiky se zatížením menším. K největšímu stlačování půdy nedochází přímo pod styčnou plochou pneumatiky s půdou, ale v hloubce 30 až 70% šířky pláště. Proto je nutné stanovit i limitní zatížení náprav, případně kol.
4. 6. 1.Konstrukce pneumatik -
Válcové nízkotlaké pneumatiky: vysoké pořizovací náklady a poškozování
těchto pneumatik při jízdě po tvrdé podložce limitují jejich používání. -
Radiální pneumatiky: ve srovnání s konvenčními diagonálními pneumatiky jsou
z hlediska vlivu na půdu hodnoceny kladně. -
Širokoprofilové pneumatiky: šířka stopy je limitujícím faktorem při použití
těchto pneumatik při ošetřování porostu během vegetace. Širokoprofilové nízkotlaké pneumatiky se používají u moderních sklízečů se zásobníkem. Při použití těchto sklízečů je obsah zásobníku překládán na dopravní 38
prostředky na okraji pozemku. Je tím docíleno oddělení dopravy po pozemcích od dopravy po komunikacích. Oddělení
dopravy po polích od dopravy po pevných
vozovkách je významným příspěvkem k ochraně půdy před zhutňováním.(Hůla, Abrham,Bauer 1997). -
Zdvojené pneumatiky: Při jejich používání dojde k rozložení hmotnosti traktoru
na větší plochu, usnadní se jízda traktoru po nerovném povrchu.Někteří autoři ovšem uvádějí protichůdné názory. Zdvojené pneumatiky jsou jakýmsi kompromisem, při jejich používání je nutné snížit jejich huštení ,což jejich konstrukce dovoluje. Tlak (huštění) je významější než rychlost a počet přejezdů(Lhotský 2000). -
Klecová kola: Levnější než dvojité pneumatiky jsou přídavná klecová kola pro
traktory. Je s nimi velmi snadná manipulace, jejich průměr je menší než průměr pneumatiky traktoru a používají se především pro předseťovou přípravu půdy.
4 6 .2. Pásová pojezdová ústrojí
Klasické pásové traktory zhutňují půdu ještě více, vyvíjejí větší tlak ,odůvodněním bývá to, že přes ocelové pásy se přenášejí vibrace. Přesto je někteří autoři hodnotí kladně.V dnešní době se nabízí nová konstrukční řešení:
-
pneumatické pásy sníží střední kontaktní tlak na půdu na 20 kPa a špičkový tlak do 40 kPa. / dvakrát až třikrát menší než u ocelových pásů /.
-
Pásový traktor Caterpilar Challenger 65 je vybaven pryžovými pásy. Především na svahu vynikne schopnost pásů pro efektivní zpracování výkonu na tažnou sílu.V ČR dosud jezdí osm kusů těchto strojů, v příštím roce by to měl být dvojnásobek. (Mechanizace zemědělství 1/2006).
-
Pryžové pásy mají větší životnost než je životnost pneumatik, střední kontaktní tlak na půdu se pohybuje kolem 40 kPa.
-
Nadějná je i kombinace ocelových pásů s pryžovými elementy :snižují stlačování půdy a dovolují jízdu po komunikacích s asfaltovým povrchem.
39
4. 6. 3. Tandemové nápravy
Výhody tandemového uspořádání kol vyplývají ze skutečnosti, že největší přírustek zhutnění způsobí první přejezd půdy, při opakovaných přejezdech ve stejné stopě se přírustek zhutnění výrazně snižuje (Hůla, Šimon 1989). Nevýhody: vysoká pořizovací cena a obtíže při otáčení přívěsu (příklad přívěsu i s pěti nápravami s možností dodatečné montáže pásů).
4. 6. 4. Snižování hmotnosti strojů Se zvyšováním hmotnosti strojů nestačí úměrně zvětšovat styčnou plochu s půdou Jako prevence proti zhutnění spočívá v konstrukci mechanizačních prostředků odlehčením jejich celkové hmotnosti, přenosu zatížení na více os. Je potěšitelné, že v poslední době jsou na našem trhu k dispozici zemědělské stroje a nářadí špičkové úrovně. V posledních letech se v některých evropských státech, USA a Kanadě prosazují
nové
progresivní způsoby zpracování půdy, jako např. setí do mulče, bezorebné zpracování půdy apod., které se ukazují jako nadějné. (Škoda,Cholenský 1993).
4. 6. 5. Netradiční možnosti omezení vlivu tlaků na půdu
Zhutnění půdy můžeme omezit na minimum pokud omezíme i počty přejezdů po poli. Odstranit pojezdy po půdě můžeme jen pokud oddělíme produkční plochu od zóny jízdních stop při uplatnění tzv. agrotechnického mostu. Mostový systém je velmi finančně náročný avšak energeticky výhodný.Proto se v praxi koncepce agrotechnického mostu neuplatnila.
40
5. Závěr Výše uvedená bakalářská práce se zabývá příčinami technogenního zhutňování půd a následně jejich důsledky. Zabývá se zhutněním půdy v meziřadí trvalých porostů, z toho je zaměřená na technologie zpracování půdy ve vinicích. Popisuje používané mechanizační prostředky pro konvenční, půdoochranné a minimální zpracování půdy a charakterizuje tyto jednotlivé tehnologie zpracování půdy. Jsou zde popsány jednotlivé možnosti – technologické, organizační , technické a konstrukční, které pomáhají snížit nežádoucí zhutnění. Veškeré údaje potřebné k vypracování byly shromážděny z různých informačních zdrojů. V největší míře bylo využito textu z knihy Zpracování půdy od autorů Hůly,Abrhama a Bauera. Tato kniha podává stručné informace o technologiích zpracování půdy s ohledem na volbu strojů. Poznatky získané při vypracovávání této práce mohou sloužit těm , kteří se zajímají z laického pohledu o technologie zpracování půdy s ohledem na nežádoucí zhutňení . Práce by měla poskytnout stručný přehled agronomických a technologických a konstrukčních možností, které vedou ke snižování zhutnění a které jsou dnes běžně využívány.
41
6. Souhrn Tato bakalářská práce se zabývá příčinami zhutňování půd obecně a v meziřadí trvalých porostů. Popisuje podstatu zhutňování v technologických postupech. Zabývá se mechanizačními prostředky pro zpracování půd. Charakterizuje pracovní operace, které mají největší vliv na zhutnění, popisuje vhodné pracovní nástroje a vinohradnické traktory. Dále jsou v práci uvedeny hlavní technologické systémy zpracování půdy. Jak konvenční, tak půdoochranné a minimální zpracování půdy. Na závěr práce popisuje agronomické, technologické a organizační metody, které slouží ke snižování nežádoucího zhutnění půd. A také nabízí technická a konstrukční řešení.V práci jsou uvedeny tabulky, které slouží k přehlednějšímu zpracování práce.A v přílohách jsou fotky některých vybraných strojů, kterými se práce zabývá.
42
7. Summary The Bachelor paper talks about the causes of soil compaction in general and in interlines of perennial vegetation.It studies the core of compaction in technological processes, describes the mechanization means for soil processing. It also characterizes work operations that have the strongest influence on the compaction, and subsequently it also characterizes suitable work tools and vineyard tractors. Furthermore, this paper also deals with the technological systems of soil processing, both conventional and soilprotecting and minimal soil processing. The paper closes with a description of agronomical, technological and organization methods that serve for minimizing the unwanted soil compaction. It also offers technical and constructional solutions. The attachments include photos of some selected machines that are dealt with in the paper.
43
8. Použitá literatura
Použitá literatura: 1) BORRESEN, T.:The efect of straw manegment and reduced tillage on soil properties and crop yields of spring-sown cereals on two loam soils in Norway,1999 2) HUBÁČKOVÁ, M.: Základy pěstování révy vinné, Praha: Institut výchovy a vzdělávání Ministerstva zemědělství ČR, 2000, ISBN 80-7105-216-7, 28 s. 3) HŮLA,J.-ABRHAM,Z.-BAUER,F: Zpracování půdy, Praha: Nakladatelství Brázda, 1997, ISBN 80-209-0265-1, 144 s. 4) HŮLA, J.-MAYER, J.:Technologické systémy a stroje pro zpracování půdy, Praha: Institut výchovy a vzdělávání Ministerstva zemědělství ČR, 1999, ISBN 80-7105-187-X,35 s. 5) HŮLA ,J.-PROCHÁZKOVÁ, B. A KOL.: Zemědělské informace,Vliv minimalizačních a půdoochranných technologií na plodiny, půdní prostředí a ekonomiku ,Praha:Ústav zemědělských a potravinářských informací,,č.3/2002, ISBN 80-7271-106-7, 103 s. 6) HŮLA, J.-ŠIMON, J.: Systémy zpracování půdy a způsoby snižování nadměrného tlaku na půdu, Praha: Ústav vědeckotechnických informací pro zemědělství( Studie VTR), 1989, 44 s. 7) KREJČÍ, V.: Zpracování půdy s využitím minimalizace, Praha,1982, 8) LHOTSKÝ, J.:Zhutňování půd a opatření proti němu, Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2000, ISBN 80-7271-067-2, 61 s. 9) NĚMEC, P: Příprava a konstrukce zúrodňovacích plánů pro těžké a zhutnělé půdy.Metodika, Praha: Výzkumný ústav pro zúrodnění zemědělských půd, 3/1988, RVT 06-329-813-04, 36 s. 10) PRAX, A.-JANDÁK, J.-POKORNÝ, E.: Půdoznalství, Brno: Skriptum MZLU, 2001, ISBN 80-7157-559-3, 142 s. 11) RICHTER, R.-HLUŠEK, J.: Půdní úrodnost, Praha:Ústav zemědělských a potravinářských informací,2003, ISBN 80-7271-130-X,44 s.
44
12) ŠKODA,V.-CHOLENSKÝ, J.: Konvenční a perspektivní způsoby zpracování půdy, Praha: Institut výchovy a vzdělávání Mze ČR, 1993, ISBN 80-7105-0482, 64 s. 13) ZEMÁNEK, P.-BURG, P.:Speciální mechanizace, mechanizační prostředky pro vinohradnictví, Brno:Skriptum MZLU, 2003, ISBN 80-7157-739-1, 93 s.
Časopisy, odborné články: 14) Mechanizace zemědělství ,Praha:,ISSN 0737-6776 08/2005 – technologie zpracování půdy, 1/2006 – inovace pásových traktorů Challenger,Text: P.BENEŠ 15) SVOBODA, J. – zhutnění půdy ve vinicích , OSTRATICKÝ, R. – Regenerace kořenového systému révy vinné, Vinařský obzor, 5/2005
Prameny: http:/www.zahradaweb.cz http:/www.Agroweb.cz http:/www.Kverneladgroup.cz http:/www.eagrotec.cz http:/www.ekotech.cz http:/www.agronavigator.cz http:/www.farmet.cz
45
9. Přílohy Příloha I. – Secí stroje Příloha II. – Zpracování půdy Příloha III. – Hloubkové kypřiče Příloha IV. – Vinohradnické traktory
46
Příloha I. – Secí stroje Secí stroj TS(Tine Seeder): Setí s minimálními náklady
Využití secího stroje za traktor s nízkotlakými pneumatikami
47
Příloha II. – Zpracování půdy
Kverneland BB – využití návěsného jednostranného pluhu ( 4-8 radličný)
Kverneland PT : návěsný obracecí pluh (10-12 radličný)
48
Příloha III. – Hloubkové kypřiče Hloubkový kypřič : Krtek DG 3 N
49
Příloha IV. - Vinohradnické traktory Traktor NEW HOLLAND modelové řady TNA, DA
50
