Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Rôzne

Aplikátory a rozhadzovače priemyselných hnojív

25-06-2019
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra

Už niekoľko rokov patrí medzi často používané termíny aj „precízne poľnohospodárstvo“. V systéme hnojenie priemyselnými hnojivami je potrebné tento termín chápať najmä ako aplikáciu priestorovo premenlivých dávok hnojiva na jednotku plochy podľa vhodne zvolených riadiacich parametrov. Takýmito parametrami môžu byť viaceré ukazovatele, ako napr. obsah niektorých prvkov v pôde, farba porastu, ale aj napríklad blízkosť okraja pozemku či vodného zdroja. Celkovo sa za týmto systémom skrýva snaha o zvýšenie efektívnosti využívania priemyselných hnojív, znižovanie nákladov a v neposlednom rade aj lepšia ochrana životného prostredia.

Je potrebné si uvedomiť, že rôzne druhy priemyselne vyrábaných hnojív majú aj rôzne fyzikálne vlastnosti. Tie potom zásadne určujú podmienky aplikácie a tiež vhodnosť použitej techniky a technológie na konkrétny druh hnojiva. Priemyselné hnojivá sú vo forme práškovej, zrnitej alebo granulovanej (najčastejšie), veľkosť granúl sa pohybuje medzi 2-4 mm. Objemová hmotnosť dosahuje 800-1 700 kg.m-3.

Dôležitou vlastnosťou hnojív je hydroskopičnosť, tzn. schopnosť pohlcovať vlhkosť. Práve zvyšujúca sa vlhkosť má vplyv na súčiniteľ trenia, priľnavosť a tiež spôsobuje vytváranie hrudiek hnojiva. Všetkým praktikom je známa aj ďalšia nepriaznivá vlastnosť priemyselných hnojív - korozívne účinky na kovové materiály, ktoré spôsobujú rýchlejšie opotrebenie, alebo dokonca až poškodenie jednotlivých častí strojov pre aplikáciu a rozhadzovanie hnojív.

Aplikátory práškových hnojív

Osobitnú skupinu priemyselných hnojív tvoria práškové hnojivá. Častice týchto hnojív majú veľmi malú hmotnosť, preto je tu riziko odnosu častíc vetrom počas aplikácie a v niektorých prípadoch aj po nej. K odnosu častíc postačuje aj relatívne nízka rýchlosť vetra s rýchlosťou len niekoľko m.s-1. V minulosti často používaná technológia - aplikácia „rozprašovaním“ hnojiva (najčastejšie mletý vápenec) priamo z cisterny na pozemok je postupne vytláčaná a nahradzovaná aplikáciou prostredníctvom aplikátorov s vyhrňovacím ústrojenstvom. Toto riešenie je z pohľadu možného úletu častíc hnojiva, ako aj z hľadiska rovnomernosti aplikácie neporovnateľne výhodnejšie.

Základom vyhrňovacieho ústrojenstva je závitovka, ktorá je uložená vo vnútri ramien. Závitovka je delená na dve časti - je tvorená ľavým a pravým závitom tak, aby aplikácia bola súmerná podľa pozdĺžnej osi stroja. Toto ústrojenstvo je umiestnené v aplikačnom ráme a nastavuje sa vždy čo najbližšie k povrchu pozemku. Do priestoru medzi tento rám a povrch pozemku je umiestnená pružná zástena, ktorá zabraňuje úletu prachových častíc a hnojivo (mletý vápenec) zostáva iba na pozemku.

Takéto aplikátory sa vyrábajú ako návesné stroje, poprípade sú dodávané ako výmenné nadstavby na stroje Terra-Gator, alebo sa nadstavba umiestni na nákladné auto. Pomocou týchto aplikátorov dosiahneme rovnomernú aplikáciu hnojiva s tým, že ak poznáme mapu ph pozemku, možno využiť pri vápnení aj variabilnú aplikáciu. Nakoniec možno uviesť, že takýto typ aplikátora sa hodí skôr pre podniky služieb, popr. pre veľké poľnohospodárske podniky pre svoju obmedzenú využiteľnosť (väčšinou iba vápnenie).

Odstredivé rozhadzovače priemyselných hnojív

Prevažná väčšina priemyselných hnojív je vyrábaná ako granulované látky. V oblasti aplikácie granulovaných hnojív je zrejmá nadvláda odstredivých rozhadzovačov s rotujúcimi rozhadzovacími kotúčmi, a to prevažne v dvojkotúčovom prevedení. Platí, že viac ako 80 % všetkých hnojív je aplikovaných práve odstredivým mechanizmom. Prečo práve tento mechanizmus úplne ovládol oblasť hnojenia priemyselnými hnojivami?

Dôvodov je hneď niekoľko. V prvom rade je to veľmi jednoduchá a spoľahlivá konštrukcia. Ďalšou výhodou je to, že neovplyvňuje negatívne tvar zásobníka. Tieto výhody sú navyše doplnené vysokou presnosťou rozhadzovania. Tá sa vďaka mnohoročnému firemnému a univerzitnému výskumu dostala na špičkové hodnoty. Oproti iným mechanizmom umožňuje aj zmenu pracovného záberu rozhadzovača. V praxi bežne odstredivé rozhadzovače dosahujú pracovné zábery aj cez 30 m a v prípade rozhadzovania hnojív s veľmi dobrou aplikovateľnosťou aj viac ako 42 m.

V krajinách EÚ, a aj na Slovensku, sú najpredávanejšie rozhadzovače nesené na trojbodovom závese traktora. Toto riešenie má viaceré výhody. Malé rozmery stroja, doťažovanie zadnej nápravy traktora, absencia ďalšej nápravy u súpravy pohybujúcej sa v poraste a pod. Nevýhodou je obmedzenie z hľadiska hmotnosti plného rozhadzovače. Objem zásobníka nemožno zvyšovať nad hranicu únosnosti trojbodového závesu traktora a hrozí aj odľahčenie prednej nápravy traktora.

Túto nevýhodu možno odstrániť použitím rozhadzovačov návesných. Takýto spôsob riešenia je medzi našimi poľnohospodármi známy už niekoľko rokov a má z objektívnych dôvodov stále veľa zástancov. Moderné návesné rozhadzovače odvezú aj viac ako 15 000 kg hnojiva, čo zvyšuje ich plošnú výkonnosť oproti neseným typom. Nevýhodou je možnosť vyššieho zhutnenia pôdy, poškodzovania porastu a v neposlednom rade aj obstarávacia cena návesného rozhadzovača.

Zaujímavou alternatívou k návesným rozhadzovačom je kombinácia neseného rozhadzovača s prekladacím vozom o objeme až 9 000 litrov. Návesný prekladací voz je vybavený širokými nízkotlakovými pneumatikami s veľkým priemerom, ktoré minimalizujú tlak na pôdu. Os kolies návesu je presunutá dozadu pre výhodné rozloženie hmotnosti. V zadnej časti návesu je trojbodový záves aj vývodový hriadeľ pre uchytenie úplne štandardného neseného rozhadzovača. Hnojivo je kontinuálne doplňované z návesu do upnutého rozhadzovača pomocou hydraulicky poháňaného dopravníka. Ponúkané riešenie má všetky výhody návesného rozhadzovača, ale umožňuje aj samostatné použitie neseného rozhadzovača, napríklad pri regeneračnom hnojení vo vlhších podmienkach. Aj prekladací voz nájde svoje ďalšie využitie, napr. pri vývoze osiva a plnení sejačiek. Takéto riešenia je však zatiaľ v praxi málo využívané a dá sa očakávať jeho postupné rozširovanie.

Výložníkové pneumatické rozhadzovače

Ďalšou skupinou strojov využívaných pri rozhadzovaní priemyselných hnojív sú výložníkové pneumatické rozhadzovače. Pre svoju vyššiu cenu, ale aj vysokú plošnú výkonnosť, sú vhodné hlavne do veľkých poľnohospodárskych podnikov, popr. podnikov služieb. Najväčšou výhodou výložníkových pneumatických rozhadzovačov je to, že ich výkonnosť nie je závislá na kvalitatívnych parametroch hnojiva. Sú vhodné aj pre rozhadzovanie hnojív pri slabšom veternom počasí.

Vyrábajú sa najčastejšie v návesnom prevedení, v ponuke na trhu sú však aj nesené modely. Pracovný záber sa pohybuje spravidla od 18 do 36 m. Rozhadzovací rám (výložník) býva rozdelený na niekoľko častí. Každá časť má nezávislé nastavovanie a ovládanie množstva rozhadzovaného hnojiva. Každá časť rozhadzovacieho rámu tým pádom musí mať vlastný dávkovač, ktorý býva ovládaný rotačným hydromotorom so zmenou otáčok. Z hľadiska rovnomernosti rozhadzovania priemyselným hnojív ide o stroje na špičkovej úrovni.

Dávkovanie hnojiva podľa potreby pozemku a rastlín

Vývoj techniky a technológie hnojenie priemyselnými hnojivami sa vyznačuje stále sa zvyšujúcou účinnosťou a presnosťou aplikácie a rozhadzovania hnojív, ktorých cena každoročne stúpa. S rastúcimi nákladmi na hnojivo, rovnako ako aj zvyšujúcimi sa požiadavkami na dodržiavanie predpisov na ochranu životného prostredia a hlavne ochranu vôd, sa presné dávkovanie a distribúcia hnojív stávajú čoraz dôležitejšie. Bez elektronických riadiacich zariadení, podporovaných inteligentným softvérom, by zvyšujúce sa nároky na zabezpečenie kvality a presnosť dokumentácia nemohli byť splnené.

Na aplikáciu (rozhadzovanie) hnojív je hlavne v posledných rokoch kladený veľký dôraz z dvoch základných dôvodov - ekonomických a ekologických. Dnes si už žiadny podnik nemôže dovoliť veľkorysé dávkovanie hnojív uniformne na celej obhospodarovanej výmere. To znamená, že živiny sa dodávajú do pôdy podľa skutočnej potreby, podľa plánov hnojenia a v niektorých prípadoch s využitím technológie precízneho poľnohospodárstva podľa aplikačných máp. Veľmi dôležité je tiež dodržiavanie pracovných záberov tak, aby nedochádzalo k zbytočnému prekrývaniu prejazdov, kedy vznikajú prehnojené miesta, ktoré sa môžu neskôr prejaviť vyšším poľahnutím porastu na tomto mieste a okamžite sa prejavia zvýšenými nákladmi na hnojenie. Chyby pri aplikácii hnojív môžu súčasne viesť k výraznému poškodeniu životného prostredia. Aj z uvedeného dôvodu ochrany životného prostredia bola uvedená do praxe Nitrátová smernica, v ktorej sú vymedzené tzv. zraniteľné oblasti s určitou reguláciou pri hnojení. Významnou funkcionalitou najmä u odstredivých rozhadzovačov priemyselných hnojív je dnes funkcia hraničného hnojenia, ktorá zamedzuje distribúciu hnojiva za hranice pozemku a možno ju využiť pre ľavú alebo pravú stranu. V prípade rozhadzovania hnojiva na veľmi úzkom poli možno dokonca u niektorých rozhadzovačov aktivovať hraničné hnojenie na oboch stranách.

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 už spomínané systémy 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. Prvotným predpokladom pre zavedenie systému je presné zmapovanie hraníc pozemku v digitálnej forme, odber pôdnych vzoriek z pozemku, ich laboratórne vyhodnotenie (táto etapa je časovo najnáročnejšia) s prevodom výsledkov do mapy zásobenosti pôdy živinami a následne vytvorenie mapy potreby hnojenie - aplikačná mapa. Pre variabilné aplikácie musí byť rozhadzovač vybavený automatickým regulačným systémom. Práca systému je založená na riadení aplikovanej dávky pomocou aplikačnej mapy, ktorá je na čipovej karte v palubnom počítači. Pomocou ďalších informácií o presnej polohe stroja na poli vyhodnocovaných prijímačom signálu GPS dokáže celý systém automaticky meniť dávku podľa potreby v konkrétnom 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

Stav techniky, predovšetkým dvojkotúčové rozhadzovacie ústrojenstvá, sa vyznačujú vysokou technickou úrovňou. Požiadavky na vysokú presnosť rozhadzovania sú dnes z technického pohľadu splnené. GPS systémami pre príjem signálu vybavené počítačové riešenia umožňujú automaticky v závislosti od polohy stroja meniť požadovanú dávku a na hraniciach pozemku umožňujú vypnutie rozhadzovania. Súčasne disponujú moderné palubné počítačové systémy automatickou dokumentáciou práce k zachyteniu rozdielnych zásahov na poli a sú previazané na softwérové riešenia podnikového manažmentu. Etablovanie predstavených systémov v praxi je dôkazom postavenia výrobcov rozhadzovačov priemyselných hnojív a ich nadpriemerného inovačného potenciálu.