Nawożenie obrzeży pól rozsiewaczami dwutarczowymi

Transkrypt

1 PROBLEMY INŻYNIERII ROLNICZEJ PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77) PROBLEMS OF AGRICULTURAL ENGINEERING s Wersja pdf: ISSN Wpłynęło r. Zrecenzowano r. Zaakceptowano r. Nawożenie obrzeży pól rozsiewaczami dwutarczowymi A koncepcja B zestawienie danych C analizy statystyczne D interpretacja wyników E przygotowanie maszynopisu F przegląd literatury Jan KAMIONKA ABCDEF Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Mazowiecki Ośrodek Badawczy w Kłudzienku Streszczenie Celem badań było określenie jakości pracy rozsiewaczy dwutarczowych podczas wysiewu nawozu na obrzeżu pola. Badano dwa rozsiewacze, które różniły się wyposażeniem służącym do wysiewu nawozu na obrzeżu pola. Jeden z rozsiewaczy był wyposażony w wielopłytkowy deflektor rozsiewu nawozu, a drugi w specjalną tarczę do wysiewu granicznego. Podczas badań stosowano saletrę amonową, wzbogaconą magnezem w dawce 250 kg ha 1, a szerokość robocza rozsiewaczy wynosiła 21 m. Metoda i warunki badań były zgodne z wymaganiami normy PN-EN i 2:2004. Wskaźnik nierównomierności rozsiewu na pasie przejściowym (C T ) wynosi 19,9% dla jednego rozsiewacza i 22,6% dla rozsiewacza drugiego. Strata nawozu przerzuconego poza granicę pola wynosi odpowiednio 2,9 i 0,34 dawki wysiewu nawozu. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że obydwa rozsiewacze spełniają wymagania zawarte w uprzednio cytowanej normie, a rodzaj wyposażenia do rozsiewu granicznego nie wpłynął znacząco na wyniki badań. Słowa kluczowe: rozsiewacze tarczowe, rozsiew graniczny, jakość pracy Wstęp Nawozy mineralne są, jak dotychczas, jednym z podstawowych czynników plonotwórczych w rolnictwie. Nawożeniem reguluje się zawartość w glebie przyswajalnych form składników pokarmowych, niezbędnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin, a zatem decyduje się o wielkości i jakości uzyskiwanych plonów. Długookresowym celem nawożenia jest podtrzymanie lub nawet zwiększenie żyzności gleby, mierzonej zawartością składników pokarmowych. W praktyce dotyczy to nawożenia fosforem i potasem, gdyż zawartość dostępnych dla roślin form azotu w glebie charakteryzuje się dużą labilnością [KUKUŁA, IGRAS 2004]. Azot, zaliczany do najbardziej plonotwórczych składników pokarmowych, stanowi jednocześnie największe zagrożenie dla środowiska przyrodniczego. Uwalniane z nawozu azotany niewykorzystane przez rośliny, nie są sorbowane przez Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, 2012

2 Jan Kamionka koloidy glebowe i ulegają wymyciu do głębszych warstw profilu glebowego i wód gruntowych [MAZUR 1998]. Zjawisko to występuje przede wszystkim podczas stosowania dużych jednorazowych dawek nawozu azotowego oraz jego nierównomiernego rozsiewu. Nawozy należy stosować równomiernie na całej powierzchni pola w sposób ograniczający lub wykluczający przerzucanie nawozu poza jego granice. Analiza literatury, dotyczącej jakości pracy rozsiewaczy [KAMIŃSKI 2011; KAMIONKA 2011; PUNCULIS, WIESTURS 2002] wskazuje, że prowadzone badania umożliwiają ocenę równomierności rozkładu poprzecznego nawozów na środku pola, natomiast niedoceniana jest problematyka rozsiewu nawozów na obrzeżu pól. Dokładne nawożenie obrzeży pól nawozami mineralnymi jest istotne z dwóch powodów. Dla rolnika ważny jest aspekt ekonomiczny, gdyż niedokładny wysiew może spowodować obniżkę plonu, a przerzucenie nawozu poza granice pola powoduje ewidentną jego stratę. Ze społecznego punktu widzenia bardzo ważna jest dbałość o środowisko naturalne. Jednym z priorytetów zrównoważonego rolnictwa jest bowiem poszanowanie środowiska przyrodniczego i produkcja żywności o dobrej jakości. Ograniczenie przerzucania nawozu poza granicę pola jest szczególnie niepożądane, jeśli pole graniczy z obiektami chronionymi, ciekami wodnymi lub drogami. Wśród maszyn do nawożenia mineralnego największą grupę stanowią rozsiewacze tarczowe a w dalszej kolejności rozsiewacze pneumatyczne [WASZKIEWICZ, KACPRZAK 2009]. Jakość pracy jednych i drugich rozsiewaczy jest porównywalna, z wyjątkiem nawożenia na skraju pola. Rozsiewacze pneumatyczne charakteryzują się tym, że ich szerokość robocza jest taka sama jak pas rozsiewu nawozów, natomiast w rozsiewaczach tarczowych pas rozsiewu nawozów jest szerszy niż szerokość robocza. Podczas pracy następuje nakładanie się pasów rozsiewu. Stosowane rozwiązania w nowoczesnych rozsiewaczach tarczowych mają zapewnić równomierny wysiew nawozu na obrzeżu pola [MUZALEWSKI 2004a, b]. W zbożach uprawianych systemem ścieżek technologicznych stosowany jest tzw. rozsiew nawozu ze skrajnej ścieżki przejazdowej do granicy pola. Rozsiewacz prowadzony jest ścieżką, której odległość od granicy pola wynosi 1/2 szerokości roboczej rozsiewacza. Nawóz jest rozsiewany dwiema tarczami, ale zasięg rozsiewu przez tarczę od granicy pola jest mniejszy i norma wysiewu jest zredukowana. Ocenę rozsiewaczy tarczowych pod kątem wymagań ochrony środowiska, w tym możliwości rozsiewu nawozów na skraju pola, przedstawił MUZALEWSKI [2006]. W publikacji tej dokonano oceny przystosowania wybranych rozsiewaczy do rozsiewu nawozów na obrzeżu pola, ale nie na podstawie badań, lecz na podstawie dokumentacji technicznej maszyn i ich instrukcji obsługi. Celem pracy było wykonanie badań równomierności poprzecznego rozkładu nawozu rozsiewaczami tarczowymi na obrzeżu pola. Badane rozsiewacze były wyposażone w różne urządzenia do wysiewu nawozu ze skrajnej ścieżki przejazdowej. 102 ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77)

3 Materiał i metody badań Nawożenie obrzeży pól rozsiewaczami dwutarczowymi Badano jakość pracy zawieszanych rozsiewaczy dwutarczowych podczas wysiewu nawozu na obrzeżu pola. Nawóz rozsiewano ze skrajnej ścieżki przejazdowej do granicy pola. Urządzenia do wysiewu granicznego, w które wyposażone były rozsiewacze, przedstawiono na fotografiach 1 i 2. Parametry techniczne badanych rozsiewaczy nawozowych podano w tabeli 1. Źródło: fot. W. Markiewicz. Source: photo by W. Markiewicz. Fot. 1. Wielopłytkowy deflektor ExactLine zamontowany na rozsiewaczu Exacta-HL Photo 1. Multi-plate deflector ExactLine type installed on the Exacta-HL fertilizer spreader Źródło: fot. W. Markiewicz. Source: photo by W. Markiewicz. Fot. 2. Tarcza do wysiewu granicznego przymocowana do zbiornika nawozowego rozsiewacza MXpremium 1200 Photo 2. Disc for field border spreading mounted on the container of fertilizer spreader MXpremium 1200 type ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77) 103

4 Jan Kamionka Tabela 1. Charakterystyka badanych rozsiewaczy nawozowych Table 1. Characteristics of tested fertilizer spreaders Parametr Parameter Jednostka Rozsiewacz Spreader Unit Exacta-HL MXpremium 1200 Średnica tarczy Disc diameter m 0,47 0,48 Liczba łopatek na tarczy Number of blades on a disc szt. pcs. 6 2 Rozstaw tarcz Disc spacing m 1,30 1,02 Odległość tarcz od nawożonej powierzchni Distance of disc from fertilized surface m 0,76 0,80 Miejsce dozowania nawozu na tarczę zmienne stałe Place of metering fertilizer on the disc variable regular Wysokość załadunku Loading height m 1,10 1,16 Pojemność zbiornika nawozowego Capacity of fertilizer container m 3 1,5 1,2 Masa maszyny Weight of machine kg Wymagana prędkości obrotowa WOM Required rotation speed of PTO rad s 1 42,9 57,9 56,5 Źródło: wyniki własne. Source: own study. Na rozsiewaczu Exacta-HL był zamontowany wielopłytkowy deflektor ExactLine obok prawej tarczy. Podczas badań, zgodnie z instrukcją obsługi, zmniejszono prędkość obrotową WOM o 2,1 rad s 1, w porównaniu z siewem normalnym, a dźwignię deflektora ustawiono na skali w pozycji 8. Rozsiewacz MXpremium 1200 był wyposażony w lewą tarczę do siewu granicznego. Po zamontowaniu tarczy granicznej, zgodnie z zaleceniami ustawiono na niej kąt łopatek i zredukowano podawanie nawozu na tarczę. Rozsiewacze badano na stanowisku pomiarowym w Mazowieckim Ośrodku Badawczym w Kłudzienku (fot. 3). Źródło: fot. W. Markiewicz. Source: photo by W. Markiewicz. Fot. 3. Stanowisko do badania rozsiewaczy nawozowych w Mazowieckim Ośrodku Badawczym w Kłudzienku Photo 3. Testing stand for fertilizer spreaders in Mazovian Research Centre at Kłudzienko 104 ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77)

5 Nawożenie obrzeży pól rozsiewaczami dwutarczowymi Stanowisko składa się z toru przejazdowego i poprzecznie usytuowanego kanału, w którym ustawiono pudełka pomiarowe w kształcie ostrosłupa o wymiarach podstawy 0,5x0,5 m. Pudełka pomiarowe, zgodnie z metodyką, ustawiono obok siebie w jednym rzędzie. Rozsiewacze zagregowane z ciągnikiem Deutz Fahr K-610 poruszały się podczas badań z prędkością 8 km h 1. Po czterech przejazdach agregatu nawozowego nad kanałem z pudełkami pomiarowymi, zbierano nawóz z poszczególnych pudełek i ważono na wadze elektronicznej. Podczas testu stosowano saletrę amonową, wzbogaconą magnezem w dawce 250 kg ha 1. Przyjęta szerokość robocza rozsiewaczy wynosiła 21 m. Metoda i warunki badań były zgodne z wymaganiami normy PN-EN i 2:2004. Wyniki badań i dyskusja Do oceny równomierności rozkładu poprzecznego nawozu na obrzeżu pola służy współczynnik zmienności szerokości przejścia C T. Jest to względne odchylenie standardowe na obszarze pasa przejściowego wyrażone w procentach. Szerokość pasa przejściowego wyznacza suma szerokości roboczych rozsiewu ze skrajnej ścieżki przejazdowej (wysiew graniczny) i ze ścieżki sąsiedniej (wysiew normalny). Wymagania agrotechniczne dla rozsiewaczy nawozów mineralnych zawarte są w normie środowiskowej PN-EN , 2: Co prawda norma nie ma mocy obowiązującej, ale wyznacza standardy wymagań, jakim powinna odpowiadać jakość pracy rozsiewaczy. Jeśli chodzi o wysiew nawozu na skraju pola, to dopuszczalna wartość wskaźnika nierównomierności poprzecznej na obrzeżu pola nie może przekroczyć 25%. Strata nawozu przerzuconego poza granicę pola, w czasie wysiewu granicznego, nie może być większa niż 3% dawki wysiewanego nawozu. Ponadto należy określić odległość, na jaką nawóz jest przerzucony poza granicę pola, ale w normie nie ma podanej wartości granicznej dla tego parametru. Wyniki uzyskane podczas badań rozsiewaczy podano w tabeli 2. Tabela 2. Jakość pracy rozsiewaczy rozsiew nawozu ze skrajnej ścieżki przejazdowej Table 2. Working quality of the spreaders spreading of fertilizer from marginal driving path Parametr Parameter Jednostka Rozsiewacz Spreader Unit Exacta-HL MXpremium 1200 Wskaźnik poprzecznej nierównomierności C T Transverse irregularity index C T % 19,9 22,6 Strata nawozu przerzuconego poza granicę pola Y Loss of fertilizer spread outside the field edge Y 2,9 0,34 Odległość, na jaką nawóz przerzucono poza granicę pola Z Distance at which fertilizer was spread outside the field edge Z m 7,0 2,5 Źródło: wyniki własne. Source: own study. ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77) 105

6 Jan Kamionka Wskaźnik poprzecznej nierównomierności C T określa średnią równomierność pokrycia pola nawozem. Rzeczywiste pokrycie pola nawozem na pasie przejściowym przedstawiono na rysunku 1. Idealnie byłoby, gdyby w każdym miejscu na polu wysiewano taką samą ilość nawozu, wówczas krzywa obrazująca stopień pokrycia pola nawozem byłaby linią prostą, na poziomie 100%. W praktyce jest to niemożliwe, a więc na pasie przejściowym są miejsca gdzie nawozu spadło mniej lub więcej niż 100%. Strata nawozu, powstała na skutek przerzucenia go poza granicę pola, określona podczas badań, jest znacznie mniejsza niż dopuszczalna wartość graniczna zawarta w normie. 160 Stopień pokrycia pola nawozem [%] Degree Fertilizer of field coverage with rate fertilizer - [%] [%] Pas przejściowy Pas przejściowy = 2 szerokości = 2 szerokości robocze robocze Passage Pasage strip = 2 strip x working = 2 x working width width A Źródło: wyniki własne. Source: own study. rozsiewacz Mxpremium spreader MXpremium rozsiewacz ExactaHL - spreader ExactaHL - HL Rys. 1. Stopień pokrycia pola nawozem na pasie przejściowym: A granica pola Fig. 1. Degree of the field coverage with fertilizer on the passage strip: A field border Podsumowanie Badano dwa rozsiewacze, które różniły się wyposażeniem do wysiewu nawozu na obrzeżu pola. Jeden z rozsiewaczy był wyposażony w wielopłytkowy deflektor rozsiewu nawozu, a drugi w specjalną tarczę do wysiewu granicznego. Rodzaj wyposażenia nie wpłynął znacząco na jakość pracy maszyn na skraju pola. W obu przypadkach wyniki badań potwierdziły zapewnienia producentów, że rozsiewacze spełniają wymagania zawarte w normie środowiskowej. 106 ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77)

7 Nawożenie obrzeży pól rozsiewaczami dwutarczowymi Bibliografia KAMIŃSKI J Porównanie metod optymalizacyjnych ustawienia tarcz rozsiewających nawozy mineralne. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 2 s KAMIONKA J Wpływ sposobu regulacji rozsiewaczy nawozowych na jakość ich pracy. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 3 s KUKUŁA S., IGRAS J Nawożenie w krajach Europy Zachodniej i w Polsce, stan i prognozy. Wieś Jutra. Nr 10 s MAZUR T Ekologiczne skutki stosowania nawozów. Wieś Jutra. Nr 5 s. 32. MUZALEWSKI A. 2004a. Precyzyjne nawożenie obrzeży pól. Przegląd rozwiązań stosowanych przez wiodących krajowych producentów rozsiewaczy. Część I. Przegląd Techniki Rolniczej i Leśnej. Nr 3 s MUZALEWSKI A. 2004b. Precyzyjne nawożenie obrzeży pól. Przegląd rozwiązań stosowanych przez wiodących producentów rozsiewaczy. Część II. Przegląd Techniki Rolniczej i Leśnej. Nr 4. s MUZALEWSKI A Ocena dostosowania wybranych rozsiewaczy nawozów mineralnych do wymagań normy środowiskowej. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 6 s PN-EN , 2: Rozsiewacze i siewniki rzutowe nawozów stałych. Ochrona środowiska. Część 1. Wymagania. Część 2: Metody badań. PUNCULIS W., WIESTURS D Ekologiczeskije i ekonomiczeskije aspekty eksploatacji razbrasywatelej mineralnych udobrenij. IX Międzynarodowe Sympozjum pt: Ekologiczne aspekty mechanizacji produkcji roślinnej. Warszawa. IBMER s WASZKIEWICZ CZ., KACPRZAK P Przegląd maszyn do wysiewu nawozów mineralnych. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna. Nr 1 s Jan Kamionka FERTILIZATION OF THE FIELD EDGES WITH TWO-DISC SPREADERS Summary The aim of study was to determine working quality of the double-disc fertilizer spreaders at fertilizer application on the edge of field. Two spreaders were tested, different in the mechanism used to spreading fertilizer along the edge of field. First of the spreaders was equipped with a multi-plate deflector spreading fertilizer, whereas the second one with a special disc for spreading at the marginal field zone; working width of both machines was 21 m. Ammonium nitrate enriched with magnesium was used in tests, at a rate of 250 kg ha 1. Method and conditions of the tests complied with the requirements of PN-EN and 2; 2004 standard. The index of spreading irregularity on the passage strip (C T ) amounted to 19.9% for the first spreader, and 22.6% for the second one. The losses of fertilizer spread outside the field edge were 2.9 and 0.34 of application dose, respectively. The results of tests ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77) 107

8 Jan Kamionka showed that both investigated fertilizer spreaders met the requirements of standard cited above, and the type of equipment for the border spreading did not significantly affect acquired test results. Key words: disc fertilizer spreaders, field edge spreading, working quality Adres do korespondencji: dr hab. Jan Kamionka, prof. nadzw. Instytut Technologiczno-Przyrodniczy Mazowiecki Ośrodek Badawczy w Kłudzienku Kłudzienko tel wew.122; j.kamionka@itep.edu.pl 108 ITP w Falentach; PIR 2012 (VII IX): z. 3 (77)