Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Stroje a zariadenia / Príprava pôdy a pestovanie plodín

Trendy pri aplikácii minerálnych hnojív

08-04-2024
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | [email protected]
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Účelom hnojenia je dodať pestovaným plodinám dostatok živín aplikáciou správneho typu a množstva živín v závislosti od predpokladanej úrody, rastu plodín a analýzy pôdy. Rôzne plodiny majú rôzne potreby. Pri zbere plodín sa z polí odstraňujú aj živiny v týchto plodinách, čo je potrebné kompenzovať následným hnojením. Pokiaľ je množstvo odobraných živín väčšie ako množstvo látok pridaných, vedie to k vyčerpaniu pôdy a zníženiu jej úrodnosti. Nesprávne stanovený cieľ by teda odporoval agronomickým zásadám integrovanej a vyváženej výživy plodín.

Pri používaní minerálnych hnojív je dôležitá ich rovnomerná aplikácia. Potom postačuje vlhkosť pôdy, rosa alebo vzdušná vlhkosť na ich rozpustenie, pretože hnojivá vodu prijímajú pomerne rýchlo. Vo forme roztoku sa potom živiny dostávajú ku koreňom rastlín. V závislosti od vývojovej fázy rastlín je potrebné zvoliť vhodný termín hnojenia. Aplikáciou vo vhodný čas, kedy rastlina najviac potrebuje prísun živín, sa najlepšie podporí rast ako nadzemných častí rastlín, tak aj rozvoj koreňov.

Ďalšou možnosťou, ktorá sa v poslednom období tiež rozvíja, je uloženie hnojiva do tzv. pôdneho depa súbežne so spracovaním pôdy. Pri aplikácii minerálnych hnojív odstredivými rozhadzovačmi vedú rôzne rýchlosti pohybu hnojiva v pracovnom zábere k prehnojeným alebo nedostatočne hnojeným plochám na jednom poli v zákrutách. Na zakrivených okrajoch polí môže hnojivo z technických dôvodov preletieť hranicu pozemku. Z hľadiska ochrany vody a zdrojov treba tomu zabrániť. Uvedenému problému sa svojimi riešeniami snažia zabrániť viacerí výrobcovia techniky na aplikáciu hnojív, ktorí svoje výrobky predstavili aj v rámci výstavy Agritechnica 2023.

Pneumatické rozhadzovače hnojív - nové riešenia

Pokiaľ ide o presnosť rozhadzovania v pracovnom zábere, pneumatické rozhadzovače stanovujú jasné meradlá v rovnomernosti aplikácie minerálnych hnojív. Avšak určité riziká predstavujú možné upchatie hnojivom v dopravných rúrkach výložníka. Tento jav má potom za následok nerovnomerné rozloženie hnojiva v pracovnom zábere a pre užívateľov je často ťažké takéto upchatie včas odhaliť. Riešením je nová funkcia, ktorá umožňuje monitorovanie výstupu pomocou digitálnych kamier ako na prvkoch výložníka, tak pomocou umelej inteligencie. V prípade poruchy jedného alebo viacerých dopravných potrubí hnojivá vydajú algoritmy umelej inteligencie s rozpoznávaním obrazu výstražnú správu prostredníctvom riadiacej jednotky ISOBUS a informujú užívateľa. Zobrazenie čísla príslušnej rúrky uľahčuje priradenie a kontrolu. Systém je plne integrovaný do riadiaceho systému ISOBUS stroja a je určený na ponúkanie na trhu za rozumnú cenu.

Prácu ťahaných pneumatických rozhadzovačov umožnil zefektívniť systém, ktorý súčasný počet sekcií vo výložníku ešte zväčší. Existujúce stroje majú celkom šesť dávkovacích ústrojenstiev, takže v celej šírke záberu je možné realizovať vypínanie celkom šiestich sekcií.

Modernizujú sa aj kompaktné rozhadzovače

Aj v oblasti kompaktných rozhadzovačov, určených pre menšie poľnohospodárske podniky, prebieha vývoj a modernizácia. Nové rozhadzovače s objemom zásobníka od 500 do 900 l sa pýšia moderným dizajnom, vyššou precíznosťou aplikácie a komfortným ovládaním. Vďaka tomu budú ešte zaujímavejšie pre zákazníkov z oblasti pestovateľov zeleniny, ovocinárov, pestovateľov chmeľu či vinárov. Nový top model vie ponúknuť viac než len výrazne zvýšenú nosnosť na 2000 kg. Predovšetkým so svojimi novo vyvinutými rozhadzovacími kotúčmi dosahuje vysokú precíznosť v aplikácii na šírku až do 24 m aj pri problematických druhoch hnojív. Tiež nastavovanie rozhadzovacích kotúčov na požadovaný typ hnojiva a pracovný záber pri normálnom či hraničnom rozhadzovaní je jednoduché a komfortné. Rozhadzovač využíva osvedčený jednokomorový zásobník, ktorý sa vyznačuje vynikajúcimi vlastnosťami pri zosypávaní hnojiva pri hnojení na svahu alebo pri jednostrannom hnojení na kraji poľa. Ale rozhadzovač môže byť vybavený aj nadstavcami, ktoré sú vybavené novo tak, aby bolo možné optimálne zvýšiť plošnú výkonnosť. V otázke pohonu kotúčov výrobca vsádza na osvedčený systém bezúdržbového pohonu prostredníctvom prevodovky v olejovom kúpeli. Vnútri zásobníka sa v jeho spodnej časti pomaly otáča miešacie zariadenie, šetrné k hnojivu.

Práca na svahoch už nie je problémom

Nie je nič nové na tom, že rozdelenie hnojiva v rozhadzovacom obrazci u odstredivých rozhadzovačov je možné regulovať zmenou bodu výpadu hnojiva na kotúče, zmenou otáčok kotúčov a množstvom hnojiva, prechádzajúceho rozhadzovačom. Doteraz však žiadny systém nedokázal adaptovať šírku rozhodovania a zdeformovaný rozhadzovací obrazec pri práci na svahoch. Aktuálne riešenie sa snaží u rozhadzovačov, nachádzajúcich sa na svahovitých poliach, pri ktorých sa mení bod výpadu hnojiva, túto skutočnosť kompenzovať znížením výšky pádu hnojiva medzi dávkovacím zariadením a rozhadzovacím kotúčom, alebo núteným vedením hnojiva na kotúč odlišnou cestou. Systémy kontroly rozhadzovacieho obrazca, využívajúce meranie pomocou radaru, dokážu zmeny v obrazci zaregistrovať a na základe ich údajov sú potom zmeny kompenzované. Regulačný systém od nemeckého výrobcu odstredivých a pneumatických rozhadzovačov je softvér, ktorý zlepšuje presnosť aplikácie hnojivá prostredníctvom odstredivých rozhadzovačov na svahoch. Využíva pritom údaje od senzora sklonu a na rozhadzovači prestavuje bod výpadu hnojiva, otáčky rozhadzovacích kotúčov aj množstvo pretekajúceho hnojiva. Prispôsobením bodu výpadu sa dosahuje zmeny šírky rozhadzovania hnojiva aj smeru, ktorým sa hnojivo v priestore pohybuje, čím je korigovaná deformácia rozhadzovacieho obrazca na svahu.

Ovládanie posúvačov je jednoduchšie

Posúvače (šupátka) na ovládanie dávky sú ovládané hydraulicky alebo elektricky. Ovládače pre ich nastavenie sa spolu so stupnicami presunuli na prednú stranu rozhadzovača, kde sú ľahko dosiahnuteľné. Tam sa nachádzajú mimo oblasti znečisťovania a zároveň je zvolené nastavenie dobre viditeľné z kabíny. Počas jazdy je možné meniť dávku hnojiva pomocou elektrického ovládania posúvačov alebo s elektronickým ovládaním, s ktorými má vodič o aktuálnom nastavení dobrý prehľad. Nie nepodstatným detailom sú funkčné výstražné dosky, v ktorých sú integrované LED svetlomety v modernom dizajne. Pre mnoho rozličných spôsobov nasadenia sa k novým odstredivým rozhadzovačom kompaktnej kategórie ponúka široká škála výbavy na osobitnú požiadavku. K tomu patria precízne fungujúce systémy pre hraničné rozhadzovanie, ovládané diaľkovo, niekoľko variantov ovládacieho počítača, ktoré dovoľujú aplikovať hnojivo až na hranicu pozemku. Ani hnojenie v riadkových kultúrach nerobí pre tieto rozhadzovače žiadny problém. Stroj môže byť vybavený doplnkovou sadou pre riadkovú aplikáciu, s ktorou je možné hnojiť súčasne až sedem riadkov. A s ďalšou špeciálnou sadou je možné ukladať hnojivo priamo ku koreňom rastlín, napr. viniča a medziradie zostáva nepohnojené.

Plodinový senzor ako súčasť výbavy rozhadzovača hnojiva

Na minuloročnom medzinárodnom veľtrhu Agritechnica 2023 bolo možné vidieť aj jedno zaujímavé riešenie: zo vzájomnej spolupráce dvoch spoločností úplne po prvýkrát vzišli rozhadzovače hnojív s továrensky inštalovanými plodinovými senzormi. Ide o spoluprácu nemeckého výrobcu rozhadzovačov a firmy, ktorá sa zaoberá precíznym poľnohospodárstvom. Na rozhadzovači boli pomocou špeciálnych držiakov namontované plodinové senzory. Montáž senzorov sa vykonáva už v priebehu výroby rozhadzovača na výrobnej linke, kde je tiež nájdené ideálne umiestnenie.

Senzor vetra môže byť prínosným riešením

Ďalším senzorom, ktorým môže byť odstredivý rozhadzovač na prianie vybavený, je senzor vetra. Vodiči v kabíne traktora nemajú možnosť priamo zistiť smer a silu prúdiaceho vetra, pritom vplyv vetra na kvalitu aplikácie hnojivá nemožno podceňovať. Senzor sa usadzuje na stĺpik na pravej strane rozhadzovača vpredu. Ide o vysokofrekvenčný senzor vetra, schopný zaznamenávať ako rýchlosť vetra, tak aj jeho smer. Tieto informácie v reálnom čase putujú do pracovného počítača. Tieto dáta sú spracovávané spolu s rýchlosťou stroja a výsledkom sú nové nastavenia ako pre dávkovací systém, tak aj pre otáčky rozhadzovacieho kotúča, ktoré sa následne automaticky prestavia. V prípade bočného vetra sa zvýšia otáčky na strane privrátené k vetru a dopravný systém sa natočí smerom von. Súčasne sa znížia otáčky na strane odvrátenej od vetra a zavádzací systém sa natočí smerom dovnútra. To automaticky pôsobí proti účinku vetra a zaisťuje presnú distribúciu. Okrem toho má použitie systému senzora vetra prednosť v lepšom využití času práce, pretože nie je nutné zastavovať kvôli úpravám alebo čakať na dobu, kedy prestane fúkať.

Systémy precízneho poľnohospodárstva

Niektorí výrobcovia odstredivých rozhadzovačov ponúkajú systém monitorovania rozhadzovacieho obrazca. Ten je dostupný na prianie. Pod ľavým aj pravým rozhadzovacím kotúčom je namontovaných štrnásť radarových senzorov. Tieto senzory zaisťujú nepretržité sledovanie rozhadzovania. Pokiaľ sa vyskytnú nejaké odchýlky, priečne rozhodenie sa automaticky optimalizuje nastavením prostredníctvom elektricky ovládaného systému dopravy hnojiva na kotúče. To je možné vykonať individuálne pre každú stranu, čím je zaistená optimálna distribúcia hnojiva. Systém monitorovania rozhadzovacieho obrazca zaisťuje konštantné rozhadzovanie aj pri práci na svahoch, pri použití nehomogénnych materiálov, alebo pri zmenách v rozhadzovaní. Systém funguje nezávisle na systéme senzora vetra. Ďalším systémom, umožňujúcim dosiahnutie úspor hnojiva bez prehnojovania cieľových plôch pre všetky rozhadzovače, je sekčná kontrola.

Prednosti variabilného hnojenia pozemkov

Precízne poľnohospodárstvo je založené na tom, že sa k jednotlivým poliam nepristupuje ako k jednotkám s homogénnymi podmienkami, ale zohľadňujú sa lokálne odlišnosti - v pôdnych podmienkach, zásobenosti živín a ďalších veličinách, ako je napríklad aj výskyt zhutnených pôdnych vrstiev či ložísk burinových rastlín. Lokálne cielené hospodárenie je moderný spôsob pestovania, kedy sa na základe znalostí o variabilite pozemkov optimalizujú produkčné vstupy, konkrétne ide o dávkovanie hnojív, pesticídov či výšku výsevkov. Možno teda hovoriť o plošnej diferenciácii pestovateľských zásahov. Pre správnu voľbu intenzity hospodárenia je však dôležitá nevyhnutnosť celoplošného mapovania pôdy a stavu porastov. Zodpovedajúce podklady pre tvorbu predpisových máp je možné získať až z viacročných výsledkov mapovania pozemkov. Je samozrejme neoddiskutovateľné, že obstaranie navigačných systémov do traktorov a vybudovanie RTK siete, ktorá poskytne maximálnu možnú úroveň presnosti práce navádzaných súprav i presnosť v medziročnom opakovaní, predstavuje určité náklady. Avšak navigačné systémy v podobe automatického riadenia odoberajú prácu obsluhám a robia ovládanie traktorov po dlhé pracovné dni komfortnejšie. A zachovávajú zhodnú úroveň presnosti aj pri práci v oblakoch prachu, v hmle či za tmy. Tým, že odpadá prehnojovanie konkrétnych miest poľa, sa znižuje spotreba hnojív, čo v praxi preukázateľne prináša úspory v nákladoch na hnojenie. V závislosti na výkupných cenách komodít sa potom návratnosť investície do vyššie uvedených technológií precízneho poľnohospodárstva pohybuje okolo jedného roka.

Ako získať údaje pre mapy hnojenia

Variabilná aplikácia živín má rad predností. V miestach, kde je zásobenosť pôdy na dobrej úrovni, sa aplikuje nižšie množstvo hnojiva a vo výrazne heterogénnych podmienkach tak možno dosiahnuť úspory. Tým, že sa zamedzí prehnojeniu, zabraňuje sa tiež prerastaniu rastlín a následnému poľahnutiu. Zabráni sa tiež tomu, aby niektoré časti pozemkov boli zásobené živinami nadmieru a niektoré nedostatočne. Keď sa potom zostavuje elektronická aplikačná mapa pre rozhadzovač, zohľadňuje sa množstvo faktorov. Množstvo hnojiva pri lokálne variabilnom hnojení fosforom a draslíkom vychádza z obsahu živín v pôde v jednotlivých miestach pozemkov, ale riadi sa aj podľa odberu týchto živín predpokladanou úrovňou úrody. Ďalej je možné vstupné dáta získavať pomocou vzorkovania pôdy, z údajov od plodinových senzorov či diaľkového prieskumu, úrodových máp zo zberovej techniky a tiež z dát z NIR senzorov na zberových strojoch. Pri mapovaní úrod v priebehu zberu zrnín môže byť problémom obmedzená dostupnosť úrodových dát z dôvodu napríklad nedostatočnej výbavy alebo nevykonávania záznamu. Získané a uložené záznamy o úrode na jednotlivých pozemkoch môžu mať tiež zníženú vierohodnosť z dôvodu výskytu chýb kvôli zle vykonanej kalibrácii úrodomerov. Preto je nevyhnutné vykonať filtrovanie získaných dát.

Akú stratégiu hnojenia zvoliť

Na digitálnej karte lokálne variabilnej aplikácie hnojiva pre rozhadzovači sa zadajú dávky hnojív. Zostavenie tejto karty ponúkajú laboratóriá alebo podniky služieb. Dôležité je zvoliť správnu stratégiu hnojenia. Pri overovaní v praktických podmienkach sa ukázalo, že zvýšenie dávky dusíka v zónach s nadpriemerným úrodovým potenciálom neviedlo vždy k očakávanej podpore vyššieho odberu živín na dosiahnutie vyššej úrody zrna. Odporúča sa preto znížiť úroveň aplikácie dusíkatých hnojív v zónach s nižšou očakávanou úrodou zrna formou variabilného dávkovania. V miestach s vyššou hodnotou relatívneho úrodového potenciálu sa potom odporúča „zastropovanie“ dávok dusíka. Digitálnu kartu potom vedia spracovávať ovládacie terminály rozhadzovačov, ktoré zároveň využívajú aj signál o polohe GPS. Reguláciou pretekajúceho množstva hnojiva rozhadzovačom a často zároveň aj zmenou bodu výpadu hnojiva na rozhadzovacie kotúče za jazdy sa docieli to, že všetky čiastkové plochy polí obdržia takú dávku živín, aká im bola v predpisovej mape stanovená.

Záver

Minerálne hnojivo je drahé a pre rastliny cenné, preto každé zrnko by malo byť umiestnené perfektne - v záujme rastlín, životného prostredia a aj peňaženky. Každé kilo hnojiva má významný vplyv na bilanciu - ekologicky aj finančne. Zdroje by sa preto mali používať s čo najmenšou stratou a s najvyššou presnosťou. Dôraz je treba klásť nielen na ceny, ale aj na optimálnu aplikáciu. Súčasná technika a technológie hnojenia s tým môže významne pomôcť. V súčasnosti sú preferované presné rozhadzovače - aplikátory s ISOBUS, GPS úvraťovým a sekciovým ovládaním, ako aj hydraulickým pohonom kotúčov. Rastie tiež trend hnojenia na špecifických plochách pomocou aplikačných máp alebo rastlinných senzorov. Dá sa predpokladať, že tento trend bude stále stúpať - trh má určite čo ponúknuť.