Technika a technológie aplikácie organických hnojív
Pre dosahovanie vysokých a stálych úrod plodín je dôležité do pôdy pravidelne dodávať organickú hmotu, nevyhnutnú pre tvorbu pôdneho humusu. Len pôdy dostatočne zásobené humusom si trvalo udržujú dobrú pôdnu úrodnosť. Na ťažkých pôdach vylepšuje organická hmota predovšetkým pôdnu štruktúru, na ľahkých zlepšuje sorpciu živín a hospodárenie s vodou. Pôdy s dobrým obsahom humusu vhodne regulujú aj príjem živín v priebehu vegetácie rastlín.
Organická hmota prichádza do pôdy automaticky vo zvyškoch po zbere všetkých plodín a v zámerne aplikovaných hnojivách. Sú to najmä organické hnojivá hospodárske (maštaľné hnojivá v tuhej a tekutej forme, slama, zelené hnojenie) a komposty (vyrobené v poľnohospodárskych podnikoch, ako aj priemyslové).
Produkcia organických (hospodárskych) hnojív súvisí takmer so všetkými chovmi hospodárskych zvierat. Tieto vedľajšie produkty je možné prostredníctvom moderných technológií ich aplikácie využívať ako vysoko cenné hnojivá a to ako pred založením porastov, tak aj v priebehu vegetácie. Moderné mechanizmy sú pri aplikácii organických hnojív takmer nevyhnutnosťou, pretože každý porast, každá kultúra vyžaduje aplikáciu v rôznom čase, v odlišnom množstve a inej forme.
Podľa pravidiel správnej farmárskej praxe sú podnikatelia v poľnohospodárstve povinní používať hnojivá a hospodárske hnojivá, ktoré boli skladované ustanoveným spôsobom a len v množstvách, ktoré zabezpečujú potrebnú výživu rastlín a udržateľnú úrodnosť pôdy.
Pri vhodnej starostlivosti o pravidelnú dodávku organických hnojív do pôdy a optimalizáciou podmienok pre tvorbu humusu vytvárame nielen dobré fyzikálne vlastnosti ornice, ale pôdy sú taktiež obohacované o živiny, ktoré organické hnojivá obsahujú. Návratom organických hnojív do pôdy tak uzatvárame kolobeh živín v hospodárstve.
Technika pre rozhadzovanie tuhých organických hnojív
Medzi tuhé organické (hospodárske) hnojivá radíme uležaný maštaľný hnoj a hydinový trus. Komposty sú podľa platnej terminológie taktiež organickými hnojivami. Pre aplikáciu týchto hnojív využívame rôzne modely rozhadzovačov.
Rozhadzovače môžu byť konštruované ako ťahané s jedno až trojosovým podvozkom a ako nadstavbové, kedy ide o nadstavby výmenných systémov, nákladných automobilov alebo špeciálnych nosičov. Ak sa pozrieme na jednotlivé konštrukčné prvky, potom je rozhadzovač tvorený nadstavbou o rôznom objeme, ktorá je osadená podlahovým dopravníkom alebo dopravníkmi podľa ložného objemu a nosnosti rozhadzovača. Jeho (ich) úlohou je posuv hmoty smerom k frézovaciemu ústrojenstvu.
Pohon dopravníkov môže byť zabezpečený mechanicky, a to prostredníctvom prevodovky alebo rohatkového mechanizmu a ďalšou možnosťou je pohon hydromotorom. Dôležitým funkčným prvkom je systém spätného chodu dopravníka v prípade nahromadenia materiálu v oblasti frézovacieho ústrojenstva. U niektorých výrobcov je podlahový dopravník nahradený výtlačným štítom, ktorý tiež posúva materiál smerom k frézovaciemu ústrojenstvu.
Frézovacie ústrojenstvo je tvorené vertikálnymi, alebo horizontálnymi frézovacími valcami, pričom v prípade vertikálneho prevedenia plní tiež funkciu pracovného ústrojenstva a vykonáva samotnú aplikáciu. V prípade horizontálnych valcov je ich úlohou pripraviť dostatok materiálu, ktorý je zároveň odhadzovaný smerom k rozhadzovaciemu ústrojenstvu, ktoré je v tomto prípade tvorené dvoma, prípadne viac rozhadzovacími kotúčmi s vertikálnou osou rotácie. Dôležitým prvkom, najmä u univerzálnych modelov, je hydraulicky polohovateľná clona, ktorá reguluje mieru toku materiálu smerom k frézovaciemu ústrojenstvu a prispieva tak k regulácii dávky, napríklad pri aplikácii už spomínaného hydinového trusu. Súčasťou konštrukcie rozhadzovacieho ústrojenstva sú tiež rôzne typy jeho zakrytovania, ktoré sú tiež nastaviteľné a usmerňujú tok materiálu. Vyššie popísané prvky sú v našich podmienkach najbežnejšie, ale existujú rôzne konštrukčné riešenia, kedy funkciu frézovacieho a zároveň rozhadzovacieho ústrojenstva plní jeden, alebo viac horizontálnych valcov.
Na trhu sú v súčasnosti ponúkané rozhadzovače tuhých organických hnojív (maštaľného hnoja a kompostov) s užitočnou nosnosťou do 3 do 14 ton, v niektorých prípadoch až 20 ton. Ich koncepcia - jedno- až trojnápravový podvozok zodpovedá predpokladanému ústupu od používania rozhadzovacích nadstavieb na automobilových podvozkoch, ktoré sú pre vysoké utláčanie a poškodzovanie štruktúry pôdy pre prácu v poľných podmienkach v súčasnosti už nevyhovujúce. Rozširuje sa systém výmenných nadstavieb pre traktorové podvozky.
Rozhadzovače využívajú lopatkové rozhadzovacie ústrojenstvá s horizontálne uloženými frézovacími valcami rotujúcimi nad rozhadzovacím stolom, alebo častejšie sú využívané robustné rozhadzovacie bubny. Môžu pracovať s pracovným záberom 10 až 16 metrov. Najčastejšie trojstupňová prevodovka pre pohon podlahového dopravníka umožňuje nastaviť dávkovanie od 9 do 145 t.ha-1. Rozhadzovače so zatvárateľným zadným čelom umožňuje aj rozhadzovanie hydinového trusu so sušinou nad 12 %.
V súvislosti s tým je nutné vyriešiť plnenie rozhadzovačov, pričom nároky na manipulačnú techniku stúpajú s počtom rozhadzovačov v linke. V súčasnosti sa v tejto oblasti využívajú v prevažnej miere teleskopické nakladače vybavené hydraulickými vidlami, prípadne lopatami s príklopom s objemom 1,5 až 2 m3na manipuláciu s maštaľným hnojom, prípadne ide o lopaty na manipuláciu s kompostmi s objemom 1,5 až 2,5 m3. Tieto stroje vynikajú mimoriadnou obratnosťou a teleskopicky výsuvné rameno urýchľuje proces nakladania. Avšak so stúpajúcimi nárokmi na výkonnosť sa v niektorých poľnohospodárskych podnikoch a podnikoch služieb objavujú moderné a výkonné ťažké kolesové nakladače s adaptérmi na manipuláciu s organickými hnojivami, ktoré pojmú spravidla 2,5 až 4,5 m3.
Technika pre vývoz a aplikáciu tekutých organických hnojív
Medzi tekuté organické hnojivá patrí na prvom mieste hnojovica ošípaných a hovädzieho dobytka. S rozvojom bioplynových staníc sa presadzuje stále vo väčšom množstve tzv. digestát, organické hnojivo, ktoré svojou konzistenciou hnojovice pripomína a ide vlastne o vedľajší produkt výroby bioplynu, respektíve elektrickej energie. Ďalej medzi tekuté organické hnojivá radíme močovku, rovnako tekutú frakciu po vykonaní separácie hnojovice a obsahy nádrží budovaných ako súčasti spevnených hnojísk. Na aplikáciu týchto hnojív sa využívajú rôzne konštrukcie cisterien, ktoré sú ponúkané ako návesy a prívesy, nadstavby nákladných automobilov a výmenných systémov a rovnako sa s nimi stretneme ako s nadstavbami rôznych špeciálnych nosičov.
Kým pevné organické hnojivá sa aplikujú v prevažnej väčšine na strnisko, u hnojovice máme ďalšie možnosti, a to počas vegetácie alebo pod povrch pôdy alebo iba ku koreňom, napríklad trávnych porastov.
Na vyvážanie tekutých organických hnojív sa používajú prevažne prívesné cisterny a čím ďalej tým viac samohybné cisterny. Samohybné stroje je možné hospodárne využiť najmä vtedy, keď mimo tekutých organických hnojív (močovky, hnojovky a hnojovice) treba vyvážať veľké množstvá kalov z čističiek a odpadovej vody.
Základným konštrukčným prvkom strojov na aplikáciu tekutých organických hnojív je cisterna vyrobená z ocele alebo plastu. V prípade oceľových cisterien ide o nádrže s dôkladne prevedenou antikoróznou ochranou a používanie ušľachtilých materiálov, často v kombinácii s precízne prevedeným lakovaním. Plastové nádrže sú vyrobené najmä z laminátu vystuženého sklenými vláknami alebo z ďalších typov plastov, kedy sa kladie dôraz na pevnosť, stabilitu materiálu a dlhú životnosť.
Ďalšími komponentmi sú systémy plnenia, spravidla sa stretneme s vybavením cisterien aktívnymi a pasívnymi plniacimi zariadeniami. Aktívne systémy reprezentujú rôzne typy vývev, ktoré sa líšia najmä výkonnosťou nasávaného vzduchu a princípom plnenia, respektíve vyprázdňovanie funguje na báze nasávania, alebo vytláčania vzduchu a nasávané médium neprichádza do styku s prvkami vývevy. Ďalšou možnosťou sú rôzne typy čerpadiel, ktoré sú spravidla osadené obežným kolesom a drviacim zariadením, pretože tu naopak prichádza nasávané médium do kontaktu s pracovnými prvkami čerpadla. Môžeme sa tiež stretnúť s kombináciou vývevy a akéhosi pomocného čerpadla na zvýšenie sacej výkonnosti.
Ako pasívne systémy plnenia je možné označiť plniace otvory, kedy ide spravidla o horný plniaci otvor alebo o bočné plniace otvory. Plnenie tekutým hnojivom zaisťuje externé stacionárne alebo mobilné čerpadlo, prípadne prívozná cisterna, ktorej objem by mal predstavovať násobok objemu cisterny určenej na samotnú aplikáciu. Aktívne systémy nasávania je možné doplniť o rôzne typy a priemery hadíc a nechýbajú tiež rôzne nasávacie ramená. Menšie kategórie závesných cisterien sú osadené spravidla jedno- alebo dvojosovým podvozkom a objemy nádrží dosahujú 2,5 až 10,5 m3. Ako strednú kategóriu je možné označiť modely s dvojosým podvozkom s objemom nádrže 10 až 15 m3. Cisterny vyšších tried ponúkajú dvoj- a trojosový podvozok a objem nádrže 18 až 25 m3, avšak stretneme sa aj s väčšími objemami a niektorí výrobcovia dokonca dodávajú cisterny so štyrmi osami.
Ako zabezpečiť vhodnú aplikáciu?
Aby bolo možné tekuté organické hnojivá aplikovať pri nízkych nákladoch, s ohľadom na pôdu, ekologicky a podľa potreby rastlín, treba splniť určité požiadavky.
Aj v prípade tekutých hnojív je nutné zostaviť systém tak, aby bolo možné vykonávať aplikáciu v požadovanom termíne, čo sa prejaví najmä pri hnojení počas vegetácie. V podstate existujú dve základné možnosti, pričom pri menších objemoch a prívozných vzdialenostiach medzi skladovacími kapacitami a pozemkom všetko zaisťuje jedna alebo viac cisterien. Pri nutnosti aplikácie veľkých objemov, často v krátkom čase, sa presadzuje systém s oddelenou dopravou a aplikáciou. Tu sa využívajú prívozné cisterny, ktoré sú z hľadiska konštrukcie podvozku koncipované najmä pre cestnú premávku, čomu zodpovedá pojazdová rýchlosť 40 až 60 km.h-1, cestné alebo univerzálne pneumatiky, veľké objemy a relatívne jednoduchá výbava. Objem a počet prívozných cisterien závisí na aplikovanej dávke, vzdialenosti od skladovacích kapacít a na objeme aplikačnej cisterny. Naproti tomu cisterna, ktorá vykonáva aplikáciu, zodpovedá požiadavkám z hľadiska nižšej hmotnosti, obratnosti, v prípade aplikácie vo vyrastenom poraste musí byť podvozok a jeho konštrukcia zvolené s ohľadom na maximálnu šetrnosť k porastu. Takáto cisterna potom ponúka spravidla komfortnú výbavu od ovládania prípadných adaptérov na aplikáciu tekutých hnojív až po možnosť nastavovania požadovanej dávky.
Pre samotnú aplikáciu sa využívajú rôzne adaptéry, ktoré sa s cisternou agregujú prostredníctvom upínacej konzoly alebo pomocou trojbodového závesu. Z hľadiska aplikácie môžeme rozdeliť nástavce a adaptéry na prevedenie pre povrchovú a pre podpovrchovú aplikáciu.
Medzi najjednoduchšie spôsoby povrchovej aplikácie patria nárazové hlavy pre plošnú aplikáciu, prípadne adaptéry tvorené ramenami s usmerňovacími plechmi na plošné „rozlievanie“ kvapalín, pričom tu je nutné hnojivo bezprostredne po aplikácii zapraviť a zabrániť nadmerným stratám dusíka, s čím súvisí obmedzenie nežiaduceho zápachu. aspoň čiastočné upokojenie emócií mestských návštevníkov vidieka. Tieto hlavice môžu byť buď pasívne, kedy ide o tzv. nárazový plech, ktorý usmerňuje tok, alebo môže ísť o aktívne hlavice, ktoré sa pohybujú, a tým napomáhajú k rozptýleniu hnojiva na povrchu pozemku. Spôsobom plošnej aplikácie je využitie tzv. hnojového dela, ktoré slúži na plošnú aplikáciu na povrch pozemku, kedy sa cisterna pohybuje po spevnenej komunikácii a aplikuje hnojivo, čo sa využíva pri hnojení lúk vo svahoch,
Presná povrchová aplikácia
Pretože pri aplikácii tekutých organických hnojív ide predovšetkým o hnojenie dusíkom, základnou požiadavkou je, aby kvalita aplikácie bola porovnateľná s aplikáciou minerálnych hnojív, a to tak z hľadiska dávkovania, ako aj nerovnomernosti aplikácie. S tým súvisí aj obmedzenie vplyvu vetra na kvalitu. Z hľadiska ochrany životného prostredia sa požaduje čo najviac obmedziť čpavkové emisie, zápach a odkvapkávanie tekutých organických hnojív po ukončení aplikácie. Rastliny by nemali byť pri aplikácii tekutých organických hnojív znečisťované a nemalo by dochádzať k ich popáleniu, aby sa nezmenšovala ich asimilačná plocha.
Hadicové aplikátory
Hadicové aplikátory sú ponúkané spravidla v pracovnom zábere 4 až 24 m, pričom pri voľbe pracovného záberu je nutné uvažovať objem cisterny, dĺžku dráhy, ktorú prejdeme po pozemku a samozrejme veľkosť dávky. V praxi to znamená, že ak aplikujeme 10 m3.ha-1 s cisternou s objemom 10 m3, potom pri osadení hadicovým aplikátorom prejdeme dráhu 1 km. Pracovný záber aplikátora by mal byť tak flexibilný, aby umožňoval prispôsobenie objemu nádrže, dávky, dĺžky pozemku a sponu pestovaných rastlín.
Ak sa pozrieme na konštrukciu hadicových aplikátorov, potom sa stretneme s prevedením osadeným jedno-, alebo dvoma rozdeľovacími hlavami, ktoré sú napojené na hadicu z cisterny a ktorých úlohou je dopraviť tekuté hnojivo do všetkých hadíc. Rozdeľovacie hlavy sú osadené spravidla drviacim zariadením na rozdrvenie prípadných organických zvyškov. Možností je u niektorých modelov aj využitie závitovkového dopravníka.
Súčasťou konštrukcie sú rôzne systémy, ktoré zabraňujú úniku hnojiva pri preprave po ceste, kedy dôjde k otočeniu hadíc tak, že sa zabráni vytekaniu zvyškového hnojiva. Hadice môžu byť vyrobené z rôznych materiálov, pričom je kladený dôraz na pevnosť, pružnosť a v prípade aplikácie vo vysokých porastoch aj na šetrnosť voči rastlinám. Preto sa môžeme stretnúť s kombináciou vystužených masívnych hadíc, ktoré sú v určitej dĺžke osadené nástavcami z mäkkého materiálu z technickej textílie, ktorá je k rastlinám šetrná. Rovnako existujú rôzne nástavce hadíc, ktoré slúžia na aplikáciu hnojiva do oblasti koreňového systému tráv a ide o rôzne typy pätiek z hľadiska tvaru a konštrukcie, ktoré mierne narúšajú povrch, avšak v žiadnom prípade nemožno hovoriť o injektáži hnojiva pod povrch pôdy.
Uvedené požiadavky je možné splniť iba pri povrchovom, alebo podpovrchovom riadkovom hnojení. Tekuté organické hnojivá sa pri ňom privádzajú priamo na povrch pôdy hadicovými zvodmi. Ešte lepší výsledok sa dosiahne, ak sú hnojivá plytko zapravené alebo zahrnuté pôdou. Pritom však nesmie dochádzať k poškodzovaniu rastlín. Povrchové zapravenie možno zabezpečiť použitím tzv. vlečných pätiek, alebo kombináciou hadicových zvodov s plecími alebo prútovými bránami. Je ale potrebné brať do úvahy, že toto náradie sa nedá nadviazať na koľajové riadky, pretože jeho pracovný záber je podstatne menší.
V niektorých prípadoch sa stretávame s hadicovými aplikátormi agregovanými do zadného trojbodového závesu traktora a tekuté hnojivo je nasávané zo stacionárneho medzizásobníka, ktorý plnia prívozné cisterny, či nákladné automobily.
Podpovrchové zapravenie hnojív je náročnejšie
Aplikácia tekutých organických hnojív môže byť spájaná aj so základnými pôdospracujúcimi operáciami, ako sú podmietka a kyprenie. Niektorí výrobcovia používajú tzv. zapravovacie rámy vlastnej konštrukcie, iní využívajú štandardné podmietače a kypriče renomovaných výrobcov. Rovnako tak, ako rozdeľujeme podmietače a kypriče na radličkové a tanierové, platia rovnaké pravidlá pre tieto adaptéry pre aplikáciu tekutých organických hnojív. Tanierové modely potom môžeme ešte rozdeliť na tie, ktoré sa využívajú na aplikáciu na ornej pôde a tie, ktoré nachádzajú uplatnenie pri hnojení trávnych porastov, prípadne porastov kultúrnych plodín do určitej rastovej fázy. Úprava podmietača spočíva v osadení stĺpikov držiakmi hadíc a ich upevnením tak, že je hnojivo aplikované za radličkou a dochádza k opätovnému zaklopeniu do vrchných vrstiev pôdneho profilu, pričom súčasťou náradia je aj utužovací valec. Pokiaľ ide o hĺbku zapravenia, zodpovedá skôr plytkej až strednej podmietke.
Pracovné zábery týchto adaptérov sú spravidla 2,5 až 4,5 m, pričom hĺbka a záber závisí predovšetkým od možností trakčného prostriedku, pretože ten musí „ťahať“ cisternu, ktorej hmotnosť je značná, pričom ťahová sila musí prekonávať ešte odpor zahĺbeného náradia. Konštrukčné princípy radličkových kypričov sú obdobné ako u podmietačov upravených na aplikáciu, avšak využívajú odlišné konštrukcie stĺpíc, ktoré musia zvládnuť zapravenie do väčších hĺbok.
Pri modeloch pre trávne porasty sa používajú skôr rôzne typy pätiek, ktoré narúšajú povrch a sú určené skôr pre aplikácie do plytkých vrstiev pôdneho profilu. Pri tanierových adaptéroch pre výživu a hnojenie trávnych porastov sa využíva taká konštrukcia, ktorá umožňuje rozrezanie mačiny a jej otvorenie, nasleduje aplikácia hnojiva a opätovné uzavretie vrchnej vrstvy. Tu sa využíva obdobná konštrukcia ako pri diskových výsevných pätkách, kedy ide o dvojicu tanierov, ktoré vzájomne zvierajú určitý uhol. Do priestoru medzi tieto dva taniere je vyvedená aplikačná hadica. Čo sa týka pracovného záberu tanierových adaptérov, zodpovedá záberu radličkových modelov.
Pri hnojení tekutými organickými hnojivami môžeme využívať tzv. delenú aplikáciu, kedy v závislosti od vzdialenosti tvorí linku niekoľko prepravných cisterien a aplikačná cisterna alebo cisterny. Rovnako ako v prípade rozhadzovačov, aj tu sa stretávame s ťahanými a nadstavbovými modelmi. Nádrže môžeme rozdeliť do niekoľkých skupín, a to na aplikačné, prepravné a stacionárne kontajnerové zásobníky. V tomto prípade majú rôzne nadstavby pre samohybné nosiče, často s trojosovým podvozkom (jedno riaditeľné koleso vpredu, dve na zadnej náprave) obrovský význam, pretože sa môžu pohybovať vo urastených porastoch kultúrnych plodín, bez toho aby ich poškodili.
V oblasti nadstavbových cisterien sa najčastejšie stretneme s nadstavbami pre podvozky výmenných traktorových systémov a tiež s nadstavbami pre nákladné automobily. Všeobecne môžeme povedať, že nadstavby pre nosiče sa využívajú ako aplikačné, nadstavby pre výmenné systémy tiež ako aplikačné, a to ako na strnisko, tak do vyrastených porastov. Nadstavby pre nákladné automobily nájdu uplatnenie najmä ako prepravné cisterny a tiež ako aplikačné (takmer výhradne pri aplikácii na strnisko, lebo pohyb nákladného automobilu vo vyrastenom poraste nie je vhodný).
Záver
Viaceré výsledky poľných pokusov potvrdili význam modernej aplikačnej techniky pre efektívne hnojivárske využitie organických hnojív. Vhodná aplikačná technika napr. umožňuje hnojiť tekutými organickými hnojivami v delených dávkach podľa požiadaviek rastlín, vrátane významného zníženia strát čpavkového dusíka.
Obrovský potenciál organických hnojív je potrebné v praxi využiť. Pre efektívnu aplikáciu týchto hnojív existuje na domácom trhu celý rad vhodných technických riešení. Celá technológia využívania organických hnojív však musí byť zvládnutá ako celok - od systému skladovania cez manipuláciu až po konečnú aplikáciu. Iba tak môžu byť organické hnojivá vhodnou alternatívou k priemyselným hnojivám a môžu prispieť k nemalým úsporám vstupov v rastlinnej výrobe.