Snahou moderních způsobů zpracování půdy je pečovat o zachování a rozvoj půdního fondu, zejména o půdní úrodnost. Množství směrů v oblasti předseťového zpracování půdy dobře odráží snahu zemědělců i výzkumných pracovníků o nalezení nejvhodnějšího způsobu zpracování půdy pro danou oblast.
Vzhledem k předpokládané vysoké variabilitě půdních vlastností však není možné dál setrvávat u modelu plošně jednotného způsobu zpracování půdy. Správné seřízení pracovních souprav se v rámci práce na jednom pozemku sice pozitivně projeví na jednom místě, může však negativně působit na jiných částech pozemku (například hloubka orby, stupeň zaklopení rostlinných zbytků, intenzita práce vířivého kypřiče aj.).
V poslední době velmi populární propojení systému satelitní navigace GPS s různými stroji v zemědělské výrobě (sklízecí mlátičky, traktory, zařízení pro odběr vzorků půdy aj.) se zdá být nadějným prostředkem k získávání informací o stavu dílčích ploch v rámci pozemku. Pokud dokáže zemědělská praxe využít těchto vstupních údajů zašifrovaných do informací např. o tahovém odporu soupravy, otevírá se zde cesta pro přizpůsobení seřízení stroje místním podmínkám v průběhu práce na pozemku.
Kvalitativní vyhodnocení práce se řídí požadavky kulturních rostlin, přičemž jsou zohledňovány specifické vlastnosti stanoviště. Pro „rozkvět rostlin“ jsou důležitá zejména následující kritéria:
napojení osiva na kapilární systém půdy
průchodnost půdy pro kořeny a děložní lístky
tepelná, vodní a vzdušná výměna mezi půdou a atmosférou
odvod přebytečných srážek do podloží
Při nasazení strojů poháněných vývodovým hřídelem na lehkých a středně těžkých půdách vzniká nebezpečí, že následkem vysoké obvodové rychlosti nástrojů při nízké pojezdové rychlosti vzniká struktura půdy náchylná k rozbahňování. Oproti tomu při zpracování těžkých, jílovitých půd se projevuje nebezpečí dosažení nedostatečně jemné struktury. Na toto nebezpečí upozorňuje i Anken (Výzkumný ústav zemědělské techniky Tänikon, Švýcarsko), který se zabývá optimálním stavem seťového lože pro setí ozimé pšenice.
Optimální struktura seťového lože
Kritérium zabezpečení vláhy při současné dostatečné průchodnosti půdy pro teplo, vzduch, srážkovou vodu a vyvíjející se části rostlin (děložní lístky, kořeny) určují následující, částečně si odporující požadavky na seťové lože:
- Horizont nad osivem by měl být hrudovitý a kyprý. Hroudy by měly být dostatečně odolné proti rozrušení silnými srážkami, aby na pozemku zůstal výhodný reliéf povrchu pokud možno co nejdéle. To znamená docílení dostatečně jemného, ale ne příliš intenzivního drobení.
- Půda pod osivem by měla být dostatečně těsně uložená kvůli dobrému přívodu vody, naopak by měla být dostatečně kyprá, aby podpořila růst kořenů a nebránila odvodu přebytečné vody.
Pro stanovení optimálního zpracování seťového lože pro ozimou pšenici (obr.1) stanovil Anken následující kritéria: Půda by měla být zpracována tak jemně, aby na jejím povrchu v obdélníkovém rámu o rozměrech 400 x 600 mm leželo přibližně 15 – 25 hrud s průměrem větším než 40 mm. Zpracování půdy je příliš jemné, pokud se nevyskytují na povrchu půdy takřka žádné hroudy s touto velikostí a je naopak příliš hrubé, pokud se na povrchu půdy vyskytují ještě hroudy s průměrem větším než 100 mm. Strukturu půdy je ovšem nutné přizpůsobit velikosti semen. Menší semena vyžadují jemnější strukturu. Jako srovnávací prvek použil autor mince s průměrem 40 mm.
Při pěstování ozimé pšenice je dosaženo lepší vzcházivosti rostlin při jemněji zpracovaném seťovém lůžku. Toto srovnání bylo hodnoceno polním pokusem, kdy byly sledovány pozemky ošetřené kypřičem s pružnými radličkami a vířivým kypřičem. Naopak odnožování bylo u pozemku ošetřených kypřičem s pružnými radličkami nejlepší. Je tedy prokázáno, že výnos u ozimé pšenice nekoreluje se vzcházením a potažmo s jemností zpracování.
Přizpůsobení struktury seťového lože
Podle víceletých průzkumů, které Anken na FAT Tänikon v letech 1994-97 prováděl se zakládáním porostů ozimé pšenice, je pro kvalitní zpracování půdy důležitější vlastní stav půdy než volba typu stroje a jeho nastavení.
Vlastnosti půdy mohou silně kolísat i v rámci jednoho pozemku. Dále se projevuje také struktura půdy. Při dobré struktuře půdy je možné připravit kvalitní seťové lože bez vyšších energetických nároků i stroji s pasivními pracovními orgány. Scarlett z výzkumné stanice pro výzkum půdy v Silsoe (Anglie) uvádí, že kvalita a účinnost vytváření seťového lože může mít znatelný účinek na efektivitu a náklady pěstování obilovin.
Snaha postihnout variabilitu pozemku již při předseťovém zpracování půdy vede k vývoji takových strojů, u nichž lze v průběhu práce seřizovat nastavení podle aktuálního stavu pozemku – podle stavu povrchu pozemku, podle odporu půdy, výskytu půdních agregátů.
Scarlett vyvinul experimentální stroj (obr.2), který seřizuje kontrolní a řídící systém založený na bázi inteligentního sledování již zpracovaného povrchu půdy ultrazvukovým čidlem. Cílem ověřování vhodnosti inteligentního bezkontaktního čidla stavu povrchu půdy je zlepšit kvalitu a operační účinnost tvorby seťového lože. Souprava se skládá z traktoru a klasického vířivého kypřiče. Traktor je vybaven sběrnicí typu BUS s řídícím počítačem. Na interní BUS traktoru je připojen elektronický kontrolní a řídící obvod kypřiče. Na obvod vířivého kypřiče je připojeno i ultrazvukové čidlo kvality zpracování půdy (drsnosti povrchu = nevyrovnanosti ve vertikální rovině). Čidlo vysílá nespojité zvukové impulsy následně detekuje signály odražené od cílového povrchu. Časový posun mezi vysláním signálu a detekcí odrazu je přímo závislý na rychlosti zvuku ve vzduchu a vzdálenosti mezi čidlem a povrchem. Je-li povrch nerovný, vytvoří každý vyslaný impuls několik odražených signálů. Odstup jednotlivých odražených signálů proporcionálně vyjadřuje nerovnost povrchu.
Konstrukcí a ověřováním mechanického čidla pro on-line měření odporu půdy se zabýval Sirjacobs (Anglie). Další pokusy popsat stav půdy v rámci jednoho pozemku pomocí tahového odporu radličkového kypřiče prováděl také Kroulík (katedra zemědělských strojů České zemědělské univerzity v Praze). Lze konstatovat, že mezi katedrou zemědělských strojů ČZU Praha a Výzkumným ústavem zemědělské techniky v Praze Ruzyni se rodí dobrá spolupráce zejména v oblasti sledování parametrů strojů při základním a předseťovém zpracování půdy. Výsledkem jsou zatím nejrůznější mapy půdního odporu (obr.3), které budou dále analyzovány. Ve spolupráci s dalšími pracovišti ČZU Praha probíhá mapování např. penetrometrického odporu půdy, mapy zásobenosti živinami a další prostorově orientované informace využitelné jak pro mechanizátory tak i pro agronomy.
Viscarra Rossel (Austrálie) se zabývá on-line sledováním půdního pH. Sledování půdních vlastností pomocí pozemních metod i metod dálkového průzkumu Země má za cíl sestavit mapu doporučení, podle kterých by byla řízena práce stroje pro předseťové zpracování půdy s ohledem na požadavky rostliny a stav půdy v jednotlivých částech pozemku.
Sledování parametrů půdy v polním pokusu
Sestavování map prostorové proměnlivosti pozemku (na stejném principu jako výnosové mapy) je prvním krokem k zjišťování efektivity řízeného zpracování. Tyto diagramy jsou podkladem pro testování kvality zpracování. Pro předseťové zpracování půdy k obilninám je rozhodujícím parametrem střední vážený průměr půdních agregátů – hrud (GMD). Tento parametr popisuje nejvýstižněji jemnost zpracované vrstvy půdy. Hodnota GMD je standardně zjišťována pomocí otvorových sít o různé světlosti, přes která je prosíván vzorek půdy. Je to metoda nejspolehlivější, ale zdlouhavá a náročná zejména na potřebu pracovních sil v určitém okamžiku. U moderních pokusů je proto jemnost seťového lože zjišťována pomocí metody analýzy obrazu, která je rychlá a spolehlivá (obr.4).
Princip vyhodnocování a sledování variability půdních vlastností můžeme sledovat na polním pokusu, který byl uskutečněn v létě 2000. V průběhu práce soupravy traktor 100 kW + rotační kypřič se záběrem 3 m byly ve vteřinových intervalech zapisovány hodnoty tahové síly, točivého momentu, pojezdové rychlosti a výkonu na vývodovém hřídeli (obr.5). Pokusy byly prováděny na klasicky zoraném pozemku a na pozemku zpracovaném radličkovým podmítačem.
Pokus byl zaměřen na zjištění, zda je v rámci pozemku dostatečně velká variabilita půdy. Za hlavní ukazatele byla zvolena tahová síla a příkon stroje. Současně byl zkoumán účinek změny otáček rotorů kypřiče na hodnotu GMD. Zpracování proto probíhalo s několika nastaveními. Z každé zpracované parcely jsou pomocí metody analýzy obrazu vyhodnocovány hodnoty GMD.
Výsledkem je graf zobrazených nasnímaných hodnot (obr.6). Na podrobnější statistické analýze se zatím pracuje. Lze konstatovat, že v rámci jednoho pozemku kolísal tahový odpor poháněného vířivého kypřiče při pracovní hloubce 10 cm v rozmezí od 2,7 do 13 kN. Průměrná hodnota tahového odporu byla přitom 6,792 kN. V přímé závislosti na tahovém odporu je i příkon resp. výkon odečítaný na vývodovém hřídeli.
Kromě zrnitostního složení půdy závisí její zpracovatelnost zejména na momentální vlhkosti. Údaje o tahovém odporu by tedy teoreticky měly v sobě obsahovat informace o vlhkosti půdy, druhu půdy, skeletovitosti (obsahu štěrku) a pevnosti půdních agregátů – hrud. Nepříznivě se projevuje při měření vliv svažitosti pozemku, postupného opotřebení pracovních orgánů kypřiče a nestejná pojezdová rychlost. Vyhodnocení naměřených údajů je přímo závislé na dalším sledování zpracovaného pozemku, kdy lze srovnávat naměřené hodnoty s výnosem, vzcházením nebo zdravotním stavem porostu.
Ing. Pavel Přidal
