Logo SPU

Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra
Tr. A. Hlinku 2
949 76 Nitra
e-mail: jan.kosiba@gmail.com

 
 


Utláčanie pôdy mobilnou technikou

Negatívne účinky mobilnej techniky na pôdu sú známe prakticky už od začiatku mechanizácie poľnohospodárstva. Avšak konkrétne dôsledky zapríčinené vysokým stupňom zhutnenia pôdy so všetkými sprievodnými znakmi sa v plnom rozsahu prejavili až po nie-koľkých desaťročiach intenzívneho používania mechanizačných prostriedkov, pri vzájomnom spolupôsobení ďalších negatívnych faktorov.

V tejto súvislosti je treba predovšetkým uviesť nedostatočné hnojenie organickými hnojivami, obrábanie pôdy pri vysokej vlhkosti, nevhodné osevné postupy a pod. Znižovanie organickej hmoty v pôde je aj dôsledkom rapídneho zníženia stavov hospodárskych zvierat, najmä hovädzieho dobytka a tým zníženia produkcie maštaľného hnoja. Do určitej miery je a možno v budúcnosti bude vyššie uvedený stav pokračovať, ktorý je spôsobený aj značne propagovaným využitím biomasy na energetické účely a to zvlášť spaľovaním slamy. V tejto súvislosti je potrebné zdôrazniť, že vývoj situácie v oblasti zachovania prirodzenej úrodnosti pôdy nie je vôbec lichotivý a nejaký radikálny obrat v tomto smere ťažko možno v dohľadnej budúcnosti očakávať.

Nástup traktorov vyšších výkonových tried

Je úplne prirodzené a zákonité, že vyššie uvedené skutočnosti našli odozvu v zainteresovaných vedeckých a odborných kruhoch a následne aj v poľnohospodárskej praxi. Snáď stojí za zmienku spomenúť, že už po roku 1970 bývalý Výzkumný ústav zemědělské techniky v Prahe - Řepy vyvíjal aktivity zamerané na utláčanie pôdy mobilnou technikou. Dosiahnuté výsledky a prognózy v tom čase vonkoncom neboli optimistické, avšak vzhľadom na napredujúcu intenzifikáciu a komplexnú mechanizáciu rastlinnej výroby boli navrhnuté opatrenia iba čiastočne realizované. Totižto po roku 1970 dochádza pomerne k rýchlemu nasadeniu výkonných a ťažkých kolesových traktorov do poľnohospodárskej výroby na úkor znižovania počtu pásových traktorov typu DT - 54 a DT -75. Jednalo sa predovšetkým o traktory so štvorkolesovým pohonom typu KIROVEC a jeho odvodené modifikácie a traktor ŠKODA - 180. Okrem toho sa začalo s dovozom na tú dobu pomerne výkonných kolesových traktorov ZT - 300 a ZT - 303 so štvorkolesovým pohonom z bývalej NDR. Taktiež, takmer súčasne s dovozom vyššie uvedených typov traktorov bola zahájená tuzemská výroby kolesových traktorov tzv. ťažkého radu ZETOR UR II. v príslušných modifikáciách a výkonových triedach od 80 do 160 koní. Samozrejme, že aj rozsiahle používanie samojazdných zberových strojov a to okrem obilných kombajnov hlavne zberacích rezačiek, orezávačov a vyorávačov cukrovej repy, má však svoj podiel na súčasnom stave zhutnenia pôdy. Avšak vonkoncom nemožno zabudnúť na to, že pri zberových prácach, ale aj pri hnojení organickými hnojivami sa takmer výlučne používali nákladné automobily vybavené rôznymi adaptérmi, resp. nadstavbami. Tieto automobily vybavené štandardnými cestnými pneumatikami tiež do určitej miery prispeli k nežiaducemu zhutňovaniu pôdy a to najmä v ťažkých terénnych a klimatických podmienkach.

Použitie dvojmontáže pneumatík

Pre ilustráciu a názornosť je určite zaujímavé uviesť, že výskumom bolo zistené, že pri komplexnej mechanizácii pestovania a zberu cukrovej repy sa od podmietky počnúc až do skončenia zberu na jednom hektári najazdí 400 km koľají pokiaľ sa počíta prejazd každého kolesa samostatne. Zdá sa to priamo neuveriteľné , ale keď spočítame všetky technologické operácie a počet kolies použitej mobilnej techniky potom vyššie uvedený číselný údaj možno považovať za reálny. V dôsledku pokračujúcej devastácie pôdy sa začali realizovať určité opatrenia, ktoré sa začali v poľnohospodárskej praxi realizovať, najmä pri predsejbovej príprave pôdy a to prostredníctvom dvojmontáže zadných a následne aj predných traktorových pneumatík. Nebolo a nie je ani v súčasnosti vzácnosťou, že niektorí výrobcovia traktorov ponúkajú dokonca trojmontáž traktorových pneumatík. Vzhľadom na určitú neochotu zo strany užívateľov traktorov používať dvojmontáž pneumatík, začali sa na traktoroch vyšších výkonových tried používať tzv. široko profilové pneumatiky, ktoré napokon vyústili až do výroby flotačných pneumatík.

Pôdoochranné technológie

Avšak za účelom zníženia škodlivých účinkov mobilnej techniky na pôdu začali sa v poľnohospodárskej praxi postupne realizovať tzv. minimalizačné a pôdoochranné technológie. Treba ale rozlišovať, čo je hlavným cieľom minimalizačných a pôdoochranných technológií. Hlavný cieľ minimalizačných technológií napr. bez orbovej sejby bol zameraný predovšetkým na zníženie spotreby pohonných hmôt a teda aj nákladov. Súčasne vynechaním orby a následnej predsejbovej prípravy pôdy sa znížil počet technologických operácií a v konečnom dôsledku aj počet prejazdov mobilnej techniky. Naproti tomu hlavným cieľom pôdoochranných technológií je udržať pôdnu vlahu, teda zabrániť vyparovaniu vody z pôdy a to prerušením kapilár vo vrchnej vrstve pôdy a súčasne zabezpečiť pokrytie povrchu pôdy určitým množstvom rastlinných zbytkov. Na základe vyššie uvedeného, je z hľadiska utláčania pôdy potrebné rozlišovať v súčasnosti používané minimalizačné a pôdoochranné technológie obrábania pôdy.

Vychádzajúc zo všetkých už známych faktorov, ktoré výrazne ovplyvňujú utláčanie pôdy mobilnou technikou je nevyhnutné znížiť tlak pojazdového ústrojenstva na pôdu. Jeden z možných spôsobov je znížiť hmotnosť mechanizačných prostriedkov, čo je v súčasnosti problematické a z hľadiska požadovanej výkonnosti mobilnej techniky nereálne. Potom nezostáva iná možnosť jedine zvýšiť kontaktnú plochu medzi pojazdovým ústrojenstvom a pôdou. Táto možnosť je už známa prakticky od vývoja prvých typov pásových traktorov v prvej polovici 20. storočia. Avšak obmedzená mobilita po verejných komunikáciách so spevneným povrchom a sezónne využitie pásových traktorov s článkovým oceľovým pásom boli hlavné dôvody ich obmedzeného využitia. Samozrejme, že okrem týchto faktorov nemožno zanedbať ani problematické smerové ovládanie a obmedzenú životnosť pásového podvozku a s tým súvisiace náklady na údržbu a opravy. Okrem vyššie uvedených negatívnych faktorov je potrebné zvlášť zdôrazniť, že pásové traktory s oceľovým pásom, ktorého jednotlivé články boli opatrené ostrohami sa vyznačovali okrem nižšieho tlaku na pôdu podstatne lepšími záberovými vlastnosťami a to zvlášť na mokrej pôde. O ťahových vlastnostiach pásových traktorov a prejazdnosťou rozbahneným terénom v porovnaní s kolesovými traktormi vonkoncom nemožno pochybovať.

Renesancia pásových traktorov

Opodstatnenosť týchto i ďalších skutočností potvrdzuje aj určitá snaha o renesanciu pásových traktorov, keď americká firma CATERPILLAR koncom osemdesiatych rokov predstavila na trhu pásový traktor s celogumovým pásom s typovým označením "Challenger". Použitie celogumového pásu v tomto prípade predstavuje určité kompromisné riešenie medzi kolesovým a pásovým traktorom. Je pochopiteľné, že tento renesančný trend našiel odozvu aj u iných výrobcov traktorov vo svete predovšetkým JOHN DEERE a CLASS. Určite bude zaujímavé a s odstupom času možno aj atraktívne uviesť, že pod vplyvom nastupujúcej renesancie pásových traktorov bol v roku 1990 v bývalom Výskumno-vývojovom ústave ZTS Martin vyvinutý prototyp pásového traktora PTM - 175 a v roku 1991 poľnohospodársky pásový traktor s typovým označením PPT - 130 (obr.1). Obidva prototypy pásových traktorov mali článkové oceľové pásy vybavené pogumovanými pätkami, ktoré umožňovali neobmedzený pohyb pásového traktora po verejných komunikáciách rýchlosťou až 30 kilometrov za hodinu. Poľnohospodársky pásový traktor predstavoval vlastne pásovú modifikáciu kolesového traktora ZTS UR IV. s výkonom motora 130 kW.

Obr. 1: Prototyp pásového traktora PPT - 130

Iste stojí za pozornosť spomenúť, že po roku 1990, za pomerne krátku dobu bol v bývalom Výskumnom ústave strojov a mechanizmov vo Zvolene vyvinutý vinohradnícky pásový traktor s typovým označením "VINCÚR" a takmer súčasne v bývalom podniku ZŤS - Hriňová bol vyvinutý ďalší prototyp pásového vinohradníckeho traktora s typovým označením "VINOTRAC". Takže v tom čase ešte existujúce strojárske podniky na Slovensku pomerne pružne a operatívne reagovali na celosvetový vývoj a nastupujúcu renesanciu pásových traktorov. Avšak s pomerne rýchlo postupujúcou likvidáciou a degeneráciou strojárskej výroby na Slovensku, vynaložené aktivity v oblasti vývoja a konštrukcie vyššie uvedených prototypov traktorov vyšli doslova nazmar, aj keď záujem zahraničných odberateľov bol v tej dobe ešte evidentný.

Utláčanie pôdy kolesovým a pásovým traktorom

Za účelom vzájomného porovnania utláčania pôdy kolesovým traktorom Z - 16145 a pásovým traktorom PPT - 130 bolo uskutočnené experimentálne meranie tzv. dvojparametrovou komparačnou metódou. Konštrukcia meracieho zariadenia je zrejmá z obr. 2. Princíp merania spočíva v tom, že prostredníctvom dvoch nožových krájadiel sa súčasne meria v stope traktora a mimo stopy. Hodnota odporu pôdy sa kontinuálne zaznamenáva a potom štatisticky vyhodnocuje. Experimentálne meranie sme uskutočňovali na stredne ťažkej černozemnej pôde pri priemernej vlhkosti 13,16 % bezprostredne po hlbokej orbe. Utláčanie pôdy sme sledovali v závislosti na počte prejazdov a okrem odporu pôdy sme zisťovali aj objemovú hmotnosť pôdy a hĺbku stopy.

Obr. 2: Meracie zariadenie na traktore Z - 161 45

Pri hodnotení dosiahnutých výsledkov je treba zohľadňovať predovšetkým tú skutočnosť, že kolesový traktor Z - 16145 má hmotnosť 6 300 kg a pásový traktor PPT - 130 10 000 kg. Aj napriek existujúcim rozdielom v hmotnosti jednotlivých typov porovnávaných traktorov možno konštatovať, že z hľadiska utláčania pôdy pásový traktor PPT - 130 dosahuje jedno značne lepšie výsledky vo všetkých sledovaných ukazovateľoch. Ako vyplýva z grafického znázornenia na obr.3 zvlášť výrazné zvýšenie odporu pôdy sa u kolesového traktora dosiahne po prvom prejazde.

Obr. 3: Závislosť merného odporu pôdy na počte prejazdov

Zaujímavá je skutočnosť, že hodnoty objemovej hmotnosti pôdy pásového traktora v závislosti na počte prejazdov sú pomerne vyrovnané, avšak v každom prípade nižšie než u kolesového traktora, čo je napokon zrejmé z obr. 4.

Obr. 4: Závislosť objemovej hmotnosti pôdy na počte prejazdov

Z grafického znázornenia na obr. 4 tiež vyplýva, že najvýraznejšie zvýšenie objemovej hmotnosti pôdy u kolesového traktora sa zistilo po prvom prejazde, avšak so zvyšovaním počtu prejazdov zvyšovanie objemovej hmotnosti pôdy je už menej výrazné.

Najpodstatnejšie rozdiely medzi kolesovým a pásovým traktorom sú v hĺbke stopy, čo napokon výstižne znázorňuje obr. 5, pričom treba zdôrazniť, že u pásového traktora hĺbka stopy v závislosti na počte prejazdov sa zvyšuje neporovnateľne menej, ako u kolesového traktora.

Obr. 5: Závislosť hĺbky stopy na počte prejazdov

Táto skutočnosť tiež vyplýva zo vzájomného porovnania obr. 6, 7 a 8.

Obr. 6: Stopy kolesového traktora Z - 161 45 po jednotlivých prejazdoch

Obr. 7: Stopy pásového traktora PPT - 130 po prvom prejazde

Obr. 8: Stopy pásového traktora PPT - 130 po piatom prejazde

Dosiahnuté výsledky teda korešpondujú s názormi odborníkov, že z agrotechnického hľadiska, najmä čo sa týka trvalého zachovania požadovaných fyzikálno-mechanických vlastností pôdy, majú pásové traktory svoje opodstatnenie. Keď ešte zohľadníme nižšie hodnoty preklzu pásového traktora oproti kolesovému traktoru, je potom snaha o renesanciu pásových traktorov pochopiteľná aj keď v poľnohospodárskej praxi táto snaha nenašla očakávanú odozvu.

Vystavené 22.4.2013

Autori textu: prof. Ing. Anton Žikla, CSc.; Ing. Ján Kosiba, PhD.