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

Spôsoby a technické zabezpečenie aplikácie tuhých PH

07-06-2021
S využitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra

Používanie priemyselných hnojív je stále považované za jeden z najdôležitejších intenzifikačných faktorov rastlinnej výroby. Zároveň však platí, že náklady na priemyselné hnojivá patria v poľnohospodárskych podnikoch k čoraz významnejším finančným položkám. Aj z tohto hľadiska bude asi dobré vedieť, ako tieto drahé materiálové vstupy správne, hospodárne a efektívne využiť.

Priemyselné hnojivá svojimi vlastnosťami a obsahom živín ovplyvňujú úrodnosť pôdy, dostupnosť živín pre rast poľnohospodárskych plodín a tým priamo ovplyvňujú aj veľkosť dosahovanej produkcie. Intenzívnou rastlinnou výrobou dochádza k vysokému úbytku živín z pôdy. Tieto je potrebné pravidelným hnojením dopĺňať a dbať tak na optimálny pomer minerálnych zložiek v pôde.

Podľa niektorých autorov, ak sa v súčasnosti diskutuje o efektívnom využívaní vstupov v systéme rastlinnej výroby, je potrebné zdôrazniť, že efektívne využívanie priemyselných hnojív v sebe nezahŕňa len stránku ekonomickú, ale ide tu predovšetkým o efektívnu aplikáciu tejto suroviny mechanizačnými prostriedkami vzhľadom na priestorové diferencovanie živín a vlastností pôdy na pozemku. Taktiež je nevyhnutné poukázať na efektívnosť prístupu týchto živín pre rast a vývoj rastlín. Všetky tieto tri faktory spojené s efektívnym využívaním hnojív sú ovplyvňované tak ich fyzikálno-mechanickými a chemickými vlastnosťami, ako aj správnym dodržaním agrotechnických požiadaviek pri ich aplikácií.

Dva spôsoby aplikácie priemyselných hnojív

V súčasnej praxi používané spôsoby aplikácie priemyselných hnojív možno v podstate rozdeliť na tzv. konvenčný spôsob hnojenia a modernejší spôsob, ktorý je označovaný ako variabilné hnojenie.

Pri konvenčnom (tradičnom) spôsobe hnojenia priemyselnými hnojivami sa stanoví tzv. uniformná dávka tohto materiálového vstupu, ktorou sa vyhnojí celý pozemok bez ohľadu na premenlivosť pôdnych a topografických podmienok. Pri stanovení vhodnej dávky hnojiva sa často vychádza iba z bilancie potreby živín pre následnú plodinu, v lepšom prípade stanoveniu vhodnej dávky predchádzajú rozbory za účelom zistenia zásob živín v pôde. Na základe takéhoto prístupu sa pre stanovenie priemernej dávky hnojiva odoberajú vzorky pôdy náhodným spôsobom z rôznych miest poľa a následne sú zmiešané. Takýmto spôsobom sa vytvorí zložená zmes vzorky, ktorá je v ďalšom postupe analyzovaná. Na jej základe sa stanoví uniformná (jednotná) dávka fosforečného, draselného alebo dusíkatého hnojiva, ktorá sa použije na celom pozemku, a to či už formou rozhadzovania naširoko, alebo do pásov. Hlavnou nevýhodou tohto spôsobu hnojenia býva to, že v jednotlivých častiach pozemku, ktoré majú vyšší obsah živín a pôda nie je schopná prijať ďalšie množstvá, môže dochádzať k lokálnemu prehnojeniu a následnému neefektívnemu využívaniu hnojív.

Pred nástupom presného poľnohospodárstva sa variabilita podmienok v rámci pozemku chápala ako faktor, ktorý môže pestovateľ rešpektovať len vo veľmi malej miere. V skutočnosti však táto variabilita môže byť pri súčasných technických riešeniach pomerne presne definovaná (kvantifikovaná) a využitá pri stanovení vhodnej (modifikovanej) dávky priemyselných hnojív.

V dostupných literárnych zdrojoch sa uvádza, že variabilné hnojenie zaraďujeme v systéme presného poľnohospodárstva do tzv. technológie variabilného dávkovania vstupov (VRT - Variable Rate Technology), ktorá v sebe nezahŕňa len priestorovo diferencovanú aplikáciu hnojív, ale aj efektívnu reguláciu ostatných vstupov do poľnohospodárskej prvovýroby (napr. aplikácia pesticídov, sejba, spracovanie pôdy, ...).

Na rozdiel od tradičného konvenčného spôsobu hnojenia variabilné hnojenie umožňuje efektívne rozdelenie hnojiva v rámci produkčných zón pozemku, ktoré sú charakterizované rôznou úrodnosťou. To znamená, že na jednotlivé časti pozemku, ktoré sú schopné prijať a využiť väčšie množstvo živín, ako priemerné množstvo hnojiva aplikované konvenčným spôsobom hnojenia, je dávka zvýšená tak, aby bola správne využitá produkčná schopnosť pôdy. Je predpoklad, že tieto plochy pozemku môžu poskytnúť aj väčšiu hektárovú úrodu. A podobne, v menej úrodných zónach pozemku, ktoré nie sú schopné využiť toto množstvo živín, sa aplikuje menšia dávka. Takýto prístup k hnojeniu umožňuje zredukovať celkové množstvo hnojiva a prispieť tak k určitému ekonomickému zníženiu nákladov na hnojivo.

Technika pre dávkovanie a aplikáciu hnojív

V oblasti dávkovania a aplikácie priemyselných hnojív sú v aktuálnej ponuke jednotlivých výrobcov rozhadzovače priemyselných hnojív, ktoré umožňujú tak rovnomerné (plošné) ako aj lokálne diferencované dávkovanie v závislosti od okamžitých požiadaviek pestovaných rastlín. Vzhľadom k rozdielnym požiadavkám na výslednú prácu rozhadzovačov sú pri ich konštrukcii kladené rozdielne požiadavky predovšetkým z hľadiska princípu, ktorým zabezpečujú dávkovanie a vlastné rozhadzovanie (aplikáciu) hnojív.

Rozhadzovače tuhých priemyselných hnojív môžu aplikovať hnojivo celoplošne, alebo iba k rastlinám. Pracovná šírka rozhadzovača je závislá od typu rozhadzovacieho ústrojenstva a môže byť zhodná alebo väčšia ako je konštrukčná šírka stroja. Rozhadzovače majú zabezpečiť rovnomerné rozhodenie hnojiva na povrch pôdy (plošná aplikácia) alebo priamo k rastlinám (prihnojovanie do riadkov alebo medziriadkov).

Z technologického hľadiska aplikovanie hnojív na pôdu alebo do pôdy môže prebiehať gravitačným spôsobom alebo núteným rozhadzovaním. Pri gravitačnom spôsobe hnojivo padá vplyvom gravitácie na zem, pričom pracovný záber stroja je menší alebo rovný šírke ramien aplikačnej časti stroja. Pri nútenom spôsobe sa hnojivo rozptyľuje vplyvom udelenej mu kinetickej energie najmä využitím odstredivej sily (odstredivé rozhadzovače) a/alebo silným prúdom vzduchu (pneumatické rozhadzovače). Najväčšie zastúpenie na trhu majú kotúčové alebo inak povedané odstredivé rozhadzovače priemyselných hnojív v nesenom prevedení.

Každý rozhadzovač je tvorený nosným rámom, násypkou pre hnojivá, záchytným roštom a načuchrávačom. Rozdiely v konštrukcii sú potom predovšetkým v dávkovacom a rozhadzovacom (aplikačnom) ústrojenstve.

U odstredivo pracujúcich rozhadzovačom rozhadzovacie ústrojenstvo pozostáva buď z jedného, častejšie však z dvoch rozhadzovacích kotúčov. Modely s jedným rozhadzovacím kotúčom sú používané pri traktoroch s malým výkonom, prípadne na malých plochách napríklad v záhradách, sadoch a v komunálnej technike.

Väčšiu výkonnosť, vyššiu presnosť aplikácie a rôzne variácie nastavenia ponúkajú rozhadzovače s dvoma rozhadzovacími kotúčmi. Tieto rozhadzovače sú vybavené väčším zásobníkom hnojiva, ktorý už ako príslušenstvo obsahuje ochranné sito, ktoré zabezpečuje homogenitu materiálu a taktiež v oblasti výsypného otvoru nájdeme aj načuchrávač, ktorý zabraňuje vzniku tzv. klenby v násypke a zabezpečuje plynulý posuv hnojiva. Samotné rozhadzovacie ústrojenstvo je tvorené dvojicou rotujúcich kotúčov (diskov s lopatkami), ktoré zabezpečujú rovnomerný rozptyl hnojiva.

Pri tom je dôležité ešte uviesť spôsoby pohonu týchto kotúčov. Ten môže byť elektrický u malých a špeciálnych rozhadzovačov a mechanický od vývodového hriadeľa traktora s použitím prevodov. Ďalšou možnosťou pohonu, využívaného pri rozhadzovačoch určených na presné poľnohospodárstvo je hydraulický pohon. Je napájaný buď priamo z hydraulického okruhu traktora, alebo kombinovaným systémom, kde od vývodového hriadeľa je poháňané mechanické hydraulické čerpadlo, ktoré následne zaisťuje hydraulický pohon kotúčov.

Rozhadzovacie (aplikačné) ústrojenstvo pneumatického rozhadzovača v podstate funguje na rovnakom princípe ako pneumatická sejačka. Takýto rozhadzovač je tvorený zásobníkom (násypkou), dávkovacím ústrojenstvom, zdrojom tlakového  vzduchu a aplikačnými ramenami. Rozhadzovač funguje na princípe dávkovania hnojiva do prúdu vzduchu, ktorý dopravuje hnojivo po sústave trubíc do jednotlivých otvorov umiestnených na ramenách. Zdrojom tlakového vzduchu je hydraulicky, prípadne mechanicky poháňaný ventilátor.

Už spomínaná sústava trubíc je na koncoch osadená nadstavcami, ktoré zabezpečujú požadované rozptýlenie hnojiva. Výhodou pneumatických rozhadzovačov je predovšetkým precízne dávkovanie a aplikácia. A ďalšou výhodou oproti klasickým rozhadzovačom je, že ramená pneumatického rozhadzovača môžu byť vybavené predlžovacími trubicami, ktoré umožňujú presné prihnojovanie riadkových kultúr, keďže tieto trubice dovedú hnojivo priamo k požadovanej rastline.

Moderné systémy pre zlepšenie presnosti aplikácie

K trvalým problémom spojeným s vývojom techniky pre hnojenie priemyselnými hnojivami patrí zabezpečenie konštantnej dávky po celej pracovnej šírke rozhadzovača pracujúceho na odstredivom princípe. Medzi ďalšie problémy patrí zabránenie úletu hnojiva za hranicu hnojeného pozemku a zníženie s tým súvisiaceho rizika pre životné prostredie.

Výrobcovia rozhadzovačov priemyselných hnojív v priebehu rokov samozrejme svoje výrobky neustále zdokonaľovali až tak, že v dnešnej dobe je požiadavka na vysokú rovnomernosť z technického pohľadu splnená.

Veľmi dôležitou súčasťou práce s rozhadzovačom priemyselných hnojív je jeho správne nastavenie. Správne nastavenie dávky a pracovného záberu vyžaduje dômyselnú konštrukciu dávkovacieho a rozhadzovacieho ústrojenstva. Hodnota dávky sa najčastejšie nastavuje prostredníctvom posúvačov na dne násypky zo zadnej strany. Posúvač slúži na nastavenie prierezu otvoru, cez ktoré hnojivo vypadáva zo zásobníka na rozhadzovací kotúč. Môžu byť ovládané mechanicky, čo sa využíva hlavne u jednoduchých rozhadzovačov a niektorých modelov do sadov a viníc. Častejšie sa však stretávame s hydraulickým ovládaním a v poslednom čase sa stále viac presadzuje elektronické ovládanie. Samozrejmosťou sú rôzne prvky výbavy pre skúšku dávky, ktoré sú navyše aj vybavené systémom pre korekciu dávky, pričom tieto riešenia závisia od technickej vyspelosti daného modelu rozhadzovača. Nastavenie pracovného záberu dosahujeme hlavne voľbou vhodných kotúčov, ktoré sa rozlišujú pre určitý pracovný záber a tiež pre rozličné druhy hnojív. Samotné kotúče sú osadené rozhadzovacími lopatkami, ktoré sú konštrukčne riešené ako nastaviteľné a umožňujú dosahovať rôzne rozsahy pracovného záberu s danou sadou kotúčov. Ďalšou možnosťou zmeny pracovného záberu, ktorú výrobcovia ponúkajú, je zmena miesta dopadu hnojiva na rozhadzovacie kotúče. Tieto kotúče sú osadené na mechanizme, ktorý zabezpečuje zmenu polohy ich osy a tým aj zmenu bodu dopadu hnojiva na povrch kotúča. Nastavenie dávkovacích ústrojenstiev, polohy kotúčov a voľbu vhodného typu lopatiek zabezpečujú rozhadzovacie tabuľky, ktoré sú spracované pre skoro každé hnojivo, ktoré je na trhu dostupné. Základnými kritériami sú druh hnojiva a jeho konzistencia, lebo vďaka fyzikálnym vlastnostiam sa inak správa napríklad práškové a inak granulované hnojivo. Nastavovacie tabuľky sú samozrejme pravidelne aktualizované.

Aby rozhadzovače spĺňali všetky požiadavky, čo sa týka agrotechnických zásahov a ochrany životného prostredia, ponúkajú výrobcovia možnosť vybaviť tieto stroje podľa požiadaviek zákazníka. Pre aplikáciu na okrajoch pozemkov sa využívajú systémy tzv. hraničného rozhadzovania, ktoré využívajú mechanický alebo hydraulický princíp nastavovania. Mechanické systémy využívajú zmenu nastavenia lopatiek toho kotúča, ktorý je bližšie k okraju pozemku. Hydraulické zariadenia sú naopak tvorené hydraulickou sklopnou clonou s usmerňovacími plechmi, ktoré sú hydraulicky sklopiteľné do pracovného priestoru daného disku a usmerňujú tak dráhu letu aplikovaného hnojiva.

Na reguláciu množstva hnojiva u dvojkotúčových odstredivých rozhadzovačov sa používajú rôzne vážiace systémy, ktoré dávkujú hnojivo buď podľa hmotnosti, alebo podľa objemového prietoku. Integrované vážiace systémy sú ponúkané už priamo jednotlivými výrobcami. Rozlišujú sa podľa počtu a umiestnenia tenzometrov a stanovenia výpadového množstva hnojiva zodpovedajúceho požiadavkám v danom mieste na pozemku.

Samozrejmosťou sú ďalej rôzne doplnky v podobe krycích plachiet, nadstavieb pre zväčšenie objemu násypky, alebo maličkosti ako osvetlenie alebo výstražné tabule. Stále častejšie sa stretávame s vybavením traktorov navigačným systémom, ktorý eliminuje straty spojené s nadmerným prekrývaním pracovných záberov rozhadzovačov. Takéto údaje získané v priebehu aplikácie sa dajú dokonca aj ďalej spracovávať a archivovať.

Záver

Správna a efektívna aplikácia priemyselných hnojív patrí medzi základné piliere presného poľnohospodárstva. Hlavná myšlienka filozofie presného poľnohospodárstva by sa dala charakterizovať ako maximálna efektívnosť hospodárenia na pôde. Základným cieľom je znižovanie nákladov na jednotku produkcie, pri súčasnom dosahovaní vysokých úrod poľnohospodárskej produkcie a splnenie environmentálnych požiadaviek na výrobu. Tento nový prístup k hospodáreniu na pôde je od základov podporovaný informáciami a informačnými technológiami.

Podľa názoru vychádzajúceho z prác viacerých odborných pracovísk je zrejmé, že zabezpečenie pestovaných rastlín optimálnym množstvom živín nie je a ani v budúcnosti nebude možné bez účelného použitia priemyselne vyrábaných hnojív. Pri ich aplikácii treba však dbať na to, aby sa nestali zdrojom ohrozenia životného prostredia a potravinového reťazca. Hlavnými kritériami, ktoré budú aj v najbližšom období ovplyvňovať nielen vývoj techniky a technológie hnojenia priemyselnými hnojivami, ale aj objem využívaných hnojív, budú preto okrem agrochemickej účinnosti hnojív a vývoja ich cien aj hodnotenia dopadov na ekonomiku hnojenia, pričom sa bude čoraz väčší dôraz klásť aj na hľadiská ekologické a zdravotné.