Z magazynu: Nr 2 2015
Kategoria: Konsultacje specjalistyczne
Andriej Kalinin, doktor nauk technicznych
Na obecnym etapie intensywny rozwój gospodarstw ziemniaczanych jest nie do pomyślenia bez wykorzystania bogatych doświadczeń zagranicznych zgromadzonych przez kolegów z Europy. Większość elementów technologii zmechanizowanych lansowanych przez wiodące kraje produkujące ziemniaki znalazła zastosowanie na polach niemal każdego krajowego hodowcy ziemniaków. W dużej mierze przejście na takie technologie z wykorzystaniem najnowszych osiągnięć środków mechanizacji umożliwiło zwiększenie ogólnego poziomu produkcji ziemniaków, obniżenie kosztów pracy i poprawę jakości powstałego produktu. Jednak pomimo zauważalnych pozytywnych zmian, nasi producenci często stają się zakładnikami szeregu okoliczności (niesprzyjających warunków pogodowych, pogarszających się warunków glebowych itp.), które nie pozwalają im na osiągnięcie średnich europejskich wskaźników w produkcji ziemniaków. W artykule przedstawiono wyniki badań dynamiki warunków glebowych w strefie rozwoju systemu korzeniowego ziemniaka, z wykorzystaniem intensywnych technologii zmechanizowanych, w celu zrozumienia przyczyn problemów, z którymi boryka się większość krajowych plantatorów ziemniaków.
Za podstawę oceny stanu gleby przyjęto twardość gleby (analog jej gęstości), czyli opór gleby po wprowadzeniu do niej tłoka ze stożkową końcówką. Równocześnie mierzono wartości oporu gruntu z określeniem głębokości wnikania końcówki. Wskaźnik ten odzwierciedla zdolność systemu korzeniowego ziemniaka do wnikania w głąb warstwy gleby (wiadomo, że system korzeniowy ziemniaka potrafi wnikać na głębokość 130 cm), aby pełniej uwolnić potencjał roślin i zwiększyć ich odporność na niekorzystne warunki atmosferyczne warunki.
Niezakłócony rozwój systemu korzeniowego ziemniaka jest możliwy, jeśli twardość gleby nie przekracza 1,0 MPa, jednakże wnikanie systemu korzeniowego w głąb horyzontu glebowego następuje przy wyższych wartościach tego wskaźnika, ale z mniejszą intensywnością. Za strefę średniego zagęszczenia przyjmuje się zakres wartości twardości 1,1-2,5 MPa, gdy do penetracji korzeni pomiędzy elementami gleby wymagana jest większa siła, a roślina zużywa na tę pracę więcej energii. Za strefę silnego zagęszczenia, gdy rozwój systemu korzeniowego jest znacznie utrudniony, ale jest możliwy, przyjmuje się twardość gleby w zakresie 2,6-4,5 MPa. Jednocześnie roślina zużywa jeszcze więcej energii na rozwój korzeni, zmniejszając potencjał rozwojowy bulw nowej uprawy. Za strefę nadmiernego zagęszczenia, w której rozprzestrzenianie się systemu korzeniowego staje się całkowicie niemożliwe, przyjmuje się stopień zagęszczenia gleby o wartościach twardości powyżej 4,5 MPa. Symbole stref zagęszczenia przedstawiono na ryc. 1 w celu późniejszej wizualnej oceny ich rozmieszczenia podczas uprawy ziemniaków.
Badania dynamiki warunków glebowych przeprowadzono na glebach darniowo-bielicowych o lekkim składzie mechanicznym, najkorzystniejszych dla produkcji ziemniaków. W uprawie ziemniaków gospodarstwo wykorzystuje ogólnie przyjętą europejską technologię, która minimalizuje liczbę przejazdów maszyn rolniczych, ograniczając mechaniczne oddziaływanie na glebę agregatów uprawowych i maszyn sadowniczych. Do zabiegów przedsiewnych użyto agregatu uprawowego Thorit 10/6 KUA firmy Lemken, ziemniaki wysadzono sadzarką GL 36T firmy Grimme, jednorzędową uprawę międzyrzędową przeprowadzono pasywnym kultywatorem redlinowym GH 6. innych narzędzi mogących zmienić skład i strukturę gleby, zastosowana technologia uprawy. Nie uwzględniono ziemniaków. Zatem stan gruntu był pochodną oddziaływania ww. maszyn. Pomiarów dokonano: pośrodku redliny w miejscu sadzenia bulw sadzeniaków/ziemniaków, wzdłuż śladu siewnika oraz wzdłuż śladu ciągnika na całej szerokości zespołu wysiewającego. Łącznie wykonano 100 pomiarów (na każdy metr przebytej drogi), co pozwala z dużą wiarygodnością statystyczną mówić o rzeczywistym obrazie zmian parametrów stanu gruntu. Za poziom zerowy przyjęto poziom dziennej powierzchni pola przed rozpoczęciem wiosennych prac polowych. Pomiary twardości gleby przeprowadzono po zabiegach przedsiewnych, po posadzeniu ziemniaków (obie operacje wykonano tego samego dnia), po przejściu redliny (14 dni po posadzeniu) i przed zbiorem ziemniaków (90 dni po utworzeniu redlin). Tym samym badania umożliwiły obserwację dynamiki zmian stanu gleby po każdym zabiegu technologicznym, a także ocenę wyników działania każdej maszyny stosowanej w technologii uprawy ziemniaków. Wyniki pomiarów twardości gleby przedstawiono na rysunkach 2-5.
Na rysunku 2 przedstawiono rozkład twardości gleby na szerokości roboczej agregatu uprawowego. Z tego rysunku jasno wynika, że po zabiegu przedsadzeniowym strefę normalnego zagęszczenia na terenach niezagęszczonych przez układy podwozia odnotowuje się na głębokości do 25 cm, strefę średniego zagęszczenia zlokalizowano na głębokości od 25 do 35 cm, a poniżej tego znaku zagęszczenie przyjmuje wartości wskazujące na zauważalne trudności z penetracją systemu korzeniowego. Podwyższone wartości twardości gleby wzdłuż szlaku działających systemów agregatów uprawowych obserwuje się poniżej 10 cm, czyli głębokości zabiegu przedsiewnego. Z danych tych wynika, jak ważne jest stosowanie w uprawie przedsiewnej maszyn szerokotnących, aby zminimalizować powierzchnię zagęszczenia systemami jezdnymi, a także konieczność wykonania wysokiej jakości przygotowania gleby w jednym przejeździe agregatu.
W celu zbadania wpływu zespołu sadowniczego na zmiany warunków glebowych bezpośrednio po przejeździe sadzarki przeprowadzono pomiary twardości gleby. Rozkład stref zagęszczenia po tej operacji technologicznej pokazano na rys. 3. Analiza danych wykazała, że zespół redlicowy zespołu wysiewającego nie przyczynia się do pogorszenia stanu gleby na styku z glebą, dlatego w środku redliny, w miejscu sadzenia bulw, rozkład stref zagęszczenia na głębokość pozostał niezmieniony w porównaniu do stanu gleby po zabiegach przedsiewnych.
Bezpośrednio z powierzchni gleby wyznacza się strefę średniego zagęszczenia, podążając śladami kół ciągnika, natomiast w dolnych warstwach położenie granicy strefy dużego zagęszczenia pozostało bez znaczących zmian głębokości. Znaczne zagęszczenie gleby spowodowane jest oddziaływaniem układów jezdnych agregatu wysiewającego. Wzdłuż toru kół sadzarki strefa dużego zagęszczenia zaczyna się na głębokości 25 cm, a na głębokości około 50 cm stopień zagęszczenia osiąga wartości krytyczne (przy takich wskaźnikach penetracja systemu korzeniowego ziemniaka jest niemożliwa). Oddziaływanie na glebę układów jezdnych agregatu wysiewającego spowodowane jest znacznym ich obciążeniem, zwłaszcza przy pełnym załadowaniu zasobników na nasiona i nawozy. Liczba ta pozwala zrozumieć potrzebę stosowania szerszych opon o zwiększonej średnicy w sadzarkach, aby zmniejszyć efekt zagęszczania gleby.
Na ryc. Na rycinie 4 przedstawiono rozkład stref zagęszczenia po przejeździe pasywnego kultywatora do międzyrzędowej uprawy nasadzeń ziemniaków, wyposażonego w sprężynową płytę redlinową. Pomiary parametrów stanu gleby wykazały, że po wykonaniu tej operacji w środkowej części redlin, w miejscu formowania się bulw nowej uprawy i rozwoju głównej masy systemu korzeniowego ziemniaka, praktycznie nie ma strefy normalnej. zagęszczenie (tylko wierzchnia warstwa w górnej części kalenicy o grubości nie większej niż 5 cm). Bulwy nowej uprawy zmuszone są do rozwoju w warunkach średniego zagęszczenia, na głębokości od 15 cm do 55 cm występuje strefa dużego zagęszczenia, przez którą system korzeniowy ziemniaka nie może wniknąć, a powyżej 55 cm strefa nadmiernego zagęszczenia, do której system korzeniowy nie jest w stanie przeniknąć. Po dodatkowym uderzeniu kół ciągnika w glebę, już na głębokości 25 cm wyznaczono górną granicę strefy wysokiego zagęszczenia, co świadczy o pogorszeniu warunków rozwoju systemu korzeniowego ziemniaka w śladzie ciągnika. W tym miejscu warstwa o średnim stopniu zagęszczenia zmniejszyła się o około 10 cm, natomiast położenie stref zagęszczenia gleby utworzonych przez układ jezdny zespołu sadzeniowego praktycznie nie uległo zmianie. Analiza uzyskanych danych wykazała, że zasadniczo pogorszenie warunków rozwoju ziemniaka wiąże się ze stosowaniem płyty redlinowej, która zagęszcza glebę poprzez trójwymiarowe ściskanie w płaszczyźnie wzdłużno-pionowej. W związku z tym w przypadku stosowania maszyn do uprawy międzyrzędowej z ciągłą płytą redlinową należy tak wyregulować kąt jej nachylenia, aby zminimalizować zagęszczenie gleby przez górną półkę płyty.
Wyniki wpływu zespołu maszyn do uprawy ziemniaków w technologii intensywnej na kształtowanie się warunków rozwoju systemu korzeniowego tej rośliny przedstawiono na ryc. 5. Pomiary wykonano przed rozpoczęciem zbioru. Analiza danych wykazała, że stan gleby utworzonej przez kultywator redlinowy uległ znacznemu pogorszeniu na skutek naturalnego skurczu redlin w ciągu trzech miesięcy od przejazdu tego agregatu. Bulwy nowej uprawy zmuszane były do rozwoju w warunkach dużego i średniego zagęszczenia, a na głębokości powyżej 25 cm wszędzie obserwowano strefę nadmiernego zagęszczenia. Występowanie nadmiernego zagęszczenia w pobliżu powierzchni gleby nie tylko hamuje rozwój i funkcjonowanie systemu korzeniowego ziemniaka, ale także znacznie utrudnia przenikanie wilgoci do dolnych warstw podczas opadów lub podlewania. Wszystkie te czynniki prowadzą do spadku plonów ziemniaków i pogorszenia warunków ich zbioru, szczególnie w latach z nadmiernymi opadami jesiennymi.
Na podstawie przedstawionych materiałów dotyczących dynamiki warunków glebowych przy uprawie ziemniaków od początku prac polowych do końca sezonu wegetacyjnego można stwierdzić, że konieczne jest dokładniejsze skonfigurowanie agregatów uprawowych, prawidłowy dobór rodzajów maszyny i ich konfiguracja, z uwzględnieniem warunków glebowo-klimatycznych i ekonomicznych produkcji tej rośliny. Kompleks maszyn musi koniecznie obejmować systemy spulchniające (na głębokość co najmniej 20-25 cm), aby zapobiec nadmiernemu zagęszczeniu gleby w obszarach, w których znajduje się większość systemu korzeniowego ziemniaka i tworzeniu się bulw nowego przyciąć.