SYSTEM UPRAWY GLEBY DLA ROLNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO

Opracowano ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka INSTYTUT TECHNOLOGICZNO - PRZYRODNICZY w Falentach Mazowiecki Ośrodek Badawczy w Kłudzienku Dr inż. Stanisław Ptaszyński Dr inż. Wiesław Golka Dr inż. Leszek Sergiel Mgr inż. Włodzimierz Markiewicz SYSTEM UPRAWY GLEBY DLA ROLNICTWA ZRÓWNOWAŻONEGO TECHNOLOGIA UPROSZCZONEJ UPRAWY GLEBY AGREGATEM UPRAWOWO SIEWNYM NA BAZIE SPULCHNIACZA OBROTOWEGO KŁUDZIENKO 2013

Spis treści 1. Wprowadzenie...str. 3 2. Cechy uprawy płużnej...str 3 3. System uproszczonej uprawy gleby dla rolnictwa zrównoważonego...str 3 4. Cele i wymagania stawiane systemowi uprawy uproszczonej...str 3. 5. Wymagania stawiane narzędziom do uprawy uproszczonej...str. 5 6. Analiza i dobór elementów roboczych spulchniacza obrotowego...str 5 7. Opis technologii uproszczonej uprawy gleby...str 7 8. Opis agregatu uprawowo-siewnego na bazie spulchniacza obrotowego...str, 9 9. Wskaźniki eksploatacyjne, uzyskane w trakcie badań agregatu uprawowo siewnego...str 14 Centrala ITP Falenty, Al. Hrabska 3, 05-090 Raszyn MOB Kłudzienko, 05-825 Kłudzienko tel.: 22 720 05 31, tel./ fax: 22 628 37 63 tel.: 22 755 60 41 do 42, fax: 22 755 60 45 www.itp.edu.pl e-mail: itp@itep.edu e-mail: itepkludz@itep.edu.pl NIP 534 24 37 004 2

Wprowadzenie Cechy uprawy płużnej System orkowej uprawy nadmiernie spulchnia glebę i przyczynia się do jej przesuszania oraz szybkiej mineralizacji zawartej w niej materii organicznej. Pozostawiając czystą powierzchnię naraża glebę na zmywanie przez deszcz i zawiewanie przez wiatr. Orka różnicuje skokowo właściwości warstwy uprawnej i podłoża, rozdziela je zagęszczoną powierzchnią tzw. podeszwą płużną. Utrudnia to przepływ wody i gazów. Gleba po orce wymaga wykonania szeregu dalszych zabiegów uprawowych, aby można było posiać nasiona lub wsadzić sadzonki nowych roślin. Orka jest energo- i czasochłonna. Dla wykonania prac w odpowiednich terminach agrotechnicznych, konieczne jest utrzymanie kosztownego potencjału wykonawczego. Rozwój konstrukcji narzędzi doprawiających kończących cykl uprawy rozpoczynanej orką, zmierza w kierunku większych prędkości roboczych, intensywniejszego kruszenia, spulchniania, mieszania i tak już spulchnionej orką gleby. Ale system uprawy płużnej przynosi też szereg korzyści, np. w warzywnictwie, a zwłaszcza rolnictwie ekologicznym, nie korzystającym z syntetycznych środków ochrony roślin i nawozów sztucznych. Dokładne przykrycie resztek po orce umożliwia bowiem niezakłóconą pracę redlic siewników i urządzeń do pielęgnacji upraw. Orka usuwa też skutki ugniecenia warstwy uprawnej przejazdami maszyn do zbiorów, nawożenia, ochrony roślin, wzbogaca głębsze warstwy gleby w próchnicę i zwiększa miąższość strefy przerastania korzeni. Zapewnia stabilność plonowania - ale wysokim kosztem. System uproszczonej uprawy gleby dla rolnictwa zrównoważonego Cele i wymagania stawiane systemowi uproszczonej uprawy Skuteczną ochroną przed destrukcyjnym działaniem atmosfery na glebę, stanowią zalegające na powierzchni resztki roślinne oraz ściernisko z siecią korzeni wiążących cząstki glebowe. Pozytywne cechy orki próbuje się osiągnąć używając innych narzędzi, których działanie: - najmniej zaburza strukturę gleby, - nie niszczy bioróżnorodność fauny i flory glebowej, - umożliwia zachowanie a nawet zwiększanie produktywności gleb. Powierzchnię gleby powinno się ciągle utrzymywać pod okrywą roślinności żywej lub obumarłej (mulcz z resztek roślinnych). Pozostawianie na powierzchni resztek organicznych skutkuje: - wzbogaceniem gleby w materię organiczną i substancje odżywcze dla roślin, - ogranicza ekstremalne temperatury gleby, - poprawia retencję wody dostępnej dla roślin, - zwiększa zdolność sorpcyjną gleby pomagającą pełniej wykorzystać nawozy. 3

Zabiegi uprawowe musza być nakierowane są na stymulowanie korzystnych procesów zachodzących w glebie. Prace uprawowe powinny w jednorazowym przejeździe, możliwie w największym stopniu zaspokoić wymagania agronomiczne: np. zapobieganie stratom wody, mieszanie ścierniska dla stymulowania wschodów nasion chwastów i samosiewów, mieszanie mulczu przerośniętego samosiewami, chwastami lub międzyplonem, przygotowanie gleby do siewu i wzrostu roślin, spulchnianie zagęszczonego profilu glebowego. Celem uprawy przed zasiewem (posadzeniem) nowej rośliny jest stworzenie w środowisku glebowym warunków do kiełkowania nasion i wzrostu roślin dla wydania największego, dobrej jakości plonu. Ważne dla systemu uprawy jest utrzymanie stabilnych zdolności plonotwórczych gleb przez stymulację rozwoju różnorodnego życia biologicznego w glebie, zdolności dostarczania roślinom składników pokarmowych i wody oraz zachowanie stabilnej struktury w zmiennych warunkach pogodowych. Także nieodłącznym zadaniem systemu uprawy jest ograniczenie zawartości w glebie nasion i rozłogów roślin konkurencyjnych dla aktualnie uprawianych. Celem uprawy dla rolnictwa zrównoważonego jest dążenie do zwiększenia zdolności sorpcyjnych gleby, zwiększenie zasobów próchnicy, ograniczenie mineralizacji wprowadzanej materii organicznej na rzecz humifikacji, zwiększenie udziału tej materii w zaopatrzeniu w składniki odżywcze uprawianych roślin. Cechą tego systemu jest zaniechanie orek, pozostawienie resztek roślinnych na powierzchni pola i częściowe ich wymieszanie z powierzchniową warstwą gleby. Warstwa ta zwana mulczem wiąże cząstki glebowe, zmniejsza prędkość wiatru nad powierzchnią gleby, chroni glebę przed zwiewaniem, zmywaniem i szybkim wysychaniem, także ułatwia wsiąkanie wody opadowej. Sprzyja to w uprawie ściernisk kiełkowaniu nasion chwastów i samosiewów, przerastaniu resztek zalegających na powierzchni i ich rozkładowi. Całkowite przykrycie ścierniska [do 4 Mg/ha (4 t/ha) masy słomiastej], a zwłaszcza ścierniska i rozrzuconej słomy [do 10 12 Mg/ha (10-12 t/ha) masy słomiastej] powodowałoby odizolowanej płytkiej uprawionej warstwy od podłoża oraz jej przesuszenie, skutkujące brakiem wschodów nasion i procesów rozkładowych w resztkach słomiastych. Pożądane jest przykrycie ok. 50% ścierniska lub 25 30% słomy przy płytkiej uprawie warunkującej wschody chwastów. Podczas powtórnej uprawy pożądane jest wmieszanie min. 80% zalegającej na powierzchni przerośniętej masy z 12-13 cm warstwą gleby, niszczące rosnące rośliny. Gleba z wymieszanymi resztkami, na której powierzchni pozostaje ok. 0,2 kg/m 2 resztek umożliwia rzędowy zasiew nasion zbóż i innych roślin redlicami talerzowymi. Skutkiem zwiększenia udziału zbóż w płodozmianie i sprzedaży słomy oraz braku nawożenia organicznego w gospodarstwach nie prowadzących hodowli zwierząt, zmniejsza się zawartość materii organicznej w glebach. Według szacunków Instytutu Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach niedobór bilansu materii organicznej w kraju kształtuje się na poziomie 03 Mg/ha (300 kg/ha). Drogą systematycznego wnoszenia do gleby resztek pozbiorowych, masy poplonów i międzyplonów uzyskiwanych w odpowiednim zmianowaniu w systemie rolnictwa zrównoważonego, zwiększa się ilość masy organicznej w glebie i przywraca jej plonotwórcze właściwości. 4

Wymagania stawiane narzędziom do uprawy uproszczonej Narzędzia wykonujące uprawę w niezbędnym zakresie powinny być mało energochłonne i umożliwiać pracę z dużą wydajnością, z małym nakładem energii i czasu. Powinny umożliwiać uprawienie dużych obszarów w najlepszym czasie agrotechnicznym, z małym nakładem kapitału, a w najlepszym stopniu spełniać potrzeby agronomiczne. Ich działanie na glebę musi być mało inwazyjne, oszczędzające strukturę i naturalne systemy kapilarne w glebie. Powinny być proste w budowie, energooszczędne i cechować się niskimi kosztami eksploatacji. Oprócz spełnienia wymogów agrotechnicznych uprawy, konstrukcja narzędzia powinna umożliwiać pracę przy dużej ilości resztek np. ścierniska po kukurydzy uprawianej na ziarno, pozostawiającej do 25 Mg/ha (25t/ha) słomy, 10-12 Mg/ha (10-12 t/h) masy międzyplonów i wysokości ściernisk do 0,7 m. Istotny jest również ciężar narzędzia, aby ostrza elementów roboczych mogły się zagłębiać na wymagana głębokość ( 5 12 cm), również na glebach zwięzłych. Wymóg płytkiej uprawy do 5 cm głębokości na ścierniskach z koleinami po przejazdach kombajnów i maszyn do odbioru ziarna wymusza projektowanie narzędzi spulchniających i dostosowujących się do mikronierówności pola. Wydajne, szerokie narzędzia powinny dostosowywać się do makronierówności pola. Narzędzie powinna cechować uniwersalność tzn. tolerancja na różne warunki polowe, umożliwiająca budowę małej liczby wersji konstrukcyjnych. Budowa zespołu uprawowego powinna zapewniać odporność na zapychanie nierównomiernie rozłożoną na polu masą roślinną, skupiskami słomy pozostawianymi przez kombajny i prasy zbierające słomę. Istotną cechą, którą powinno charakteryzować się narzędzie, rzutującą na wydajność i koszty eksploatacji, jest trwałość części roboczych i odporność na zniszczenie kamieniami znajdującymi się w glebie. Konstrukcja powinna cechować się prostotą obsługi i konserwacji, możliwością wymiany zużywających się części roboczych oraz łatwością regulacji i przygotowania do pracy. Analiza i dobór elementów roboczych spulchniacza obrotowego Spośród narzędzi stosowanych w uprawie ściernisk, do szczegółowej analizy wybrane zostały samonapędzające się narzędzia obrotowe ustawione osią ukośnie do kierunku ruchu i równolegle do powierzchni gleby, stosowane w bronach talerzowych. Zakres głębokości uprawy, jaką mogą wykonywać brony talerzowe o odpowiednio dobranej średnicy talerzy pokrywa się z naszymi wymaganiami. Dzięki ruchowi obrotowemu pokonują skupiska resztek słomiastych bez zapychania, dobrze mieszają i przykrywają resztki pożniwne, a prędkość poprzecznego przemieszczania skib jest ułamkiem prędkości roboczej, dzięki czemu nie niszczą struktury gleby przy prędkości roboczej do 15 km/h. Są proste w budowie i obsłudze. 5

Próby polowe wykazały, że talerze bron gromadzą rozścielone na powierzchni słomę w formie pasm o szerokości 5 8 cm. Przykryte glebą pasma izolują ją od podłoża i powodują szybkie wysychanie, brak kiełkowania osypanych nasion. Zgromadzona w pasmach słoma nie rozkłada się w pożądany sposób. Znacznie bardziej równomiernie wymieszaną słomę i ściernisko pozostawiają spulchniacze obrotowe, działające na tej samej zasadzie jak wspomniane brony, lecz zamiast talerza, zespól roboczy złożony jest z dwóch skrzyżowanych łopat. Spulchniacze dostępne w handlu o długości ostrzy (odpowiadającej średnicy talerza) równej 350 lub 400 mm nie mogą pracować na ścierniskach po kukurydzy i po międzyplonach, a po częściowym zużyciu nie mogą osiągać głębokości spulchniania większej niż 10 cm. Podczas prób, podobny efekt mieszania, jaki jest wynikiem pracy spulchniacza osiągnięto w bronie talerzowej, usuwając część obrzeża tak, aby umożliwić pozostawienie nieuprawionej gleby wraz z zalegającą na niej masą resztek. Ulega wówczas przerwaniu pasmo słomy obracane wraz ze skibką gleby. Odrzucane poszczególne, wyrwane kęsy, mieszają się z podrzuconymi resztkami. W ten sposób nawet skupiska słomy pozostawiane przez kombajn czy prasę zbierającą, są rozciągane i nie powodują zapchań, rozsypują się cienką warstwą, przykrywając osypane nasiona. Przy małej głębokości uprawy przykrywane jest ok. 25% resztek. To dobrze, gdyż nie przykryte resztki tworzą ochronę powierzchni gleby a niewielka ich ilość przykrytych, i rozproszonych nie izoluje uprawionej gleby od podłoża. W ten sposób uprawione ścierniska wyróżniają się szybkimi i obfitymi wschodami chwastów i samosiewów. Fot. 1 Efekt pracy spulchniacza obrotowego na ściernisku po pszenicy Dla umożliwienia mniej więcej równomiernego spulchnienia mimo nierówności pola, bębny spulchniające zostały zawieszone w ramie na sprężystych ramionach i podzielone na czterotarczowe sekcje o szerokości 60-68 cm. Takie zespoły mogą niezależnie toczyć się po powierzchni pola. Przyjęcie dużo mniejszych kątów nachylenia ramion niż to ma miejsce w kompaktowych bronach talerzowych umożliwiło rzeczywiste kopiowanie powierzchni pola i stosunkowo małe zróżnicowanie głębokości uprawy. Taka konstrukcja zabezpieczyła też poszczególne ostrza przed zniszczeniem przez napotykane w glebie kamienie. 6

Uwzględnienie głębokości spulchniania 13 cm i zapasu na zużycie ostrzy wymogło zwiększenie średnicy tarczy nożowej do 610 mm. W rezultacie narzędzie pracuje bez zakłóceń na ściernisku po zbiorze kukurydzy na ziarno, z 25 Mg/ha (25 t/ha) resztek na powierzchni. Zachowując podziałkę obwodową ostrzy zapewniającą przerywanie zwijania pasm słomy konieczne było zwiększenie ilości ostrzy w tarczach do 6 szt. Fot. 2 Agregat uprawowo siewny podczas pracy na ściernisku po pszenicy Opis technologii uproszczonej uprawy gleby Nowością w tej technologii jest dwuetapowa uprawa ściernisk spulchniaczami obrotowymi, nie stosowana w gospodarstwach stosujących Uprawę Technicznie Uproszczoną (UTU) z użyciem spulchniaczy. Uprawa ścierniska spulchniaczem obrotowym z podwójnym wałem strunowym na zbyt małą głębokość i przy niedostatecznym przykryciu ścierniska, spowodowała szybkie i liczne wschody chwastów i samosiewów. W krótkim czasie rośliny przerosły warstwę słomy tworząc wilgotną matę, w której rozpoczął się proces rozkładu słomy. Potrzeba wprowadzenia materii organicznej do gleby jak i termin agrotechniczny przygotowania gleby do siewu, wymuszają zastosowanie uprawy głębszej, na ok. 12 cm Wyrastające rośliny zostały zniszczone i ponad 80% resztek słomiastych zostało równomiernie wymieszane z glebą. Pozostałe na powierzchni rozdrobnione i równomiernie rozmieszczone resztki nie stanowią przeszkód dla pracy redlic siewników rzędowych, zwłaszcza redlic tarczowych, a stanowią ochronę dla gleby. Podczas pierwszego zabiegu uprawy ścierniska zużywa się ok. 3,5 4 l/ha paliwa, przy wydajności W 07 równej 1 1,3 ha/h/m szerokości spulchniacza, a podczas głębszej uprawy ok. 6 l/ha, przy wydajności 1 1,2 ha/h/m. Porównywane w tych samych warunkach glebowych uprawy kultywatorami ścierniskowymi i bronami talerzowymi, nie tylko w latach suchych, ale też w przeciętnych warunkach pogodowych, charakteryzowały się mniejszą ilością wschodów nasion chwastów i samosiewów, większym zbryleniem i mniej równomiernym rozprzestrzenieniem resztek w warstwie uprawionej. Uprawy tymi narzędziami wymagały niemal takich samych nakładów czasu i energii, co dwukrotna uprawa spulchniaczem, a nie przygotowywały właściwie gleby do siewu. 7

Proponowana technologia uprawy gleby dla rolnictwa zrównoważonego oparta jest na uprawie spulchniaczem obrotowym na zróżnicowaną głębokość i uprawie całego profilu produkcyjnego pod rośliny głęboko korzeniące się. Ma ona za zadanie utrzymanie w możliwie efektywny sposób stabilnego potencjału produkcyjnego gleby i uniemożliwienie jej degradacji w wyniku prowadzonej produkcji roślinnej. Uprawa spulchniaczem obrotowym z nabudowanym, pneumatycznym siewnikiem uniwersalnym, spełnia w możliwie największym stopniu wymienione zadania: - wypełnia wymagania agronomiczne uprawy ściernisk stymulującej wschody nasion chwastów i samosiewów z mieszaniem resztek pozbiorowych - stymuluje ich korzystny rozkład z możliwością jednoczesnego wsiewu wsiewek i poplonów lub komponentów poplonów np. po zbiorze rzepaku, grochu itp. - uprawy wstępnie uprawionych ściernisk do siewu roślin plonu głównego lub międzyplonów w jednym przejeździe roboczym i jednoczesnym siewem, - uprawy nie pozostawiającej wyraźnej, zagęszczonej granicy między warstwą uprawioną a nieuprawioną, - uprawy mało energochłonnej (300 500 kg/m szerokości roboczej zapotrzebowanie siły uciągu w zależności od zwięzłości gleby i głębokości uprawy) - uprawy wydajnej (1 1,3 ha/h/m szerokości roboczej narzędzia), - nieskomplikowanego narzędzia z prostymi i trwałymi narzędziami roboczymi (600 1000 ha/m szerokości roboczej), - narzędzie nie zapychające się długimi resztkami słomiastymi. W proponowanej technologii spulchnianie profilu produkcyjnego gleby po kilku latach płytkiej uprawy pod rośliny płytko korzeniące się, wykonuje się narzędziami dostępnymi na rynku: łącznie z siewem przy użyciu spulchniacza pasowego np. łącznie z siewem buraków, rzepaku czy kukurydzy (ważne jest w tym przypadku, aby odległość między rzędami pozwalała na rozmieszczenie biernych zębów spulchniających w jednym rzędzie) lub na ścierniskach kultywatorem ciężkim. Drugim czynnikiem przyczyniającym się do osiągnięcia sukcesu w zrównoważonej produkcji polowej jest odpowiednio przemyślane zmianowanie przyczyniające się do stworzenia zrównoważonego systemu dla zachowania żyzności gleby, ograniczenia zachwaszczenia i gradacji chorób i szkodników roślin uprawnych. Zmianowanie musi uwzględniać permanentne pokrycie gleby roślinnością po zbiorach plonu głównego przez uprawę poplonów i międzyplonów. Zapewnia to korzystny mikroklimat nad powierzchnią gleby, zapobiega erozji wietrznej i wodnej, degradacji powierzchni gleby, rozwojowi i rozsiewaniu chwastów, a jednocześnie dostarcza do gleby substancję organiczną o korzystnej dla rozwoju bakterii proporcji C/N i jako pokarm dla dżdżownic i innych organizmów bytujących w glebie. Tak przeprowadzana uprawa roślin daje stabilizację rozwoju w różnych warunkach pogodowych i w konsekwencji stabilne plonowanie. 8

Praktykowaną w tym systemie pięcioletnią rotację, oraz nakłady ponoszone w takiej rotacji przy zastosowaniu konwencjonalnego i uproszczonego systemu z orką zawierają tabele 1 3. Opis agregatu uprawowo-siewnego na bazie spulchniacza obrotowego Spulchniacz obrotowy dla zachowawczej uprawy gleby w rolnictwie zrównoważonym, wyposażony został w pneumatyczny siewnik uniwersalny z odejmowalnym adapterem redlicowym, tworząc agregat uprawowo siewny. Fot. 3 Agregat uprawowo siewny w pozycji transportowej Agregat uprawowo-siewny złożony jest z następujących zespołów: - ramy głównej z przegubowym zaczepem, zawieszeniem dla adaptera redlicowego oraz czterorzędowym spulchniaczem, - dwurzędowego podwozia jezdnego, uruchamianego siłownikiem hydraulicznym, - wału zagęszczającego, - zespołu siewnika pneumatycznego ze zbiornikiem nasion, dozownikiem z elektrycznym zespołem napędowo-sterującym i zespołem transportu pneumatycznego nasion, - adaptera redlicowego z głowicą rozdzielającą. Zbiornik nasion z dozownikiem i elementami transportu pneumatycznego ziarna stanowią ok. 5% masy agregatu i nie ograniczają jego sprawności transportowej dlatego połączone są z ramą na stałe. Adapter redliczny może być na czas uprawy bez jednoczesnego siewu odłączany. Agregat na spulchniaczu obrotowym tym różni się od obecnie dostępnych na rynku agregatów wielu firm, że ma czterorzędowy zespół spulchniaczy przygotowujący glebę do siewu rośliny następnej po zbiorze przedplonu, w jednym przejeździe roboczym, podczas gdy dostępne agregaty wyposażone w uproszczony zespół brony talerzowej, kompaktowej wymagają wykonania najpierw uprawy zasadniczej przed ich użyciem do uprawy z siewem. Nabudowanie siewnika i adaptera redlicznego po części uprawowej uniezależniło głębokość siewu od głębokości uprawy. Zdecydowanie poprawiło to równomierność głębokości siewu a trójtarczowe redlice zapewniają dobre wschody nasion. 9

Fot. 4 Redlice trójtarczowe Rama nośna dla zespołów roboczych agregatu złożona jest z części środkowej z dyszlem i zawiasowo przyłączonych części bocznych, unoszonych do pozycji pionowej na czas transportu. Dyszel zakończony jest zaczepem osią zawieszenia kategorii III, z dwuosiowym przegubem umożliwiającym skręty ciągnikiem o 90 oraz przechyły na nierównościach pola. Oś zaczepowa w wersji agregatu z wentylatorem napędzanym od WOM ciągnika ma wbudowaną przekładnię pasową z wentylatorem. Długość dyszla jest wystarczająca do wykonywania skrętów ciągnikami wyposażonymi w koła bliźniacze. Na ukośnie usytuowanych do osi symetrii agregatu belkach, od spodniej części ramy, montowane są na elastycznych przegubach bębny łopatkowe spulchniacza, w czterech poprzecznych rzędach. Bębny z dwóch rzędów odrzucają glebę w lewo i z dwóch rzędów odrzucają glebę w prawo. W środkowej części ramy, między przednimi i tylnymi rzędami bębnów spulchniających usytuowane jest dwukołowe ruchome podwozie. Podwozie to wychylane jest z ramy jednocześnie z dyszlem siłownikiem hydraulicznym, dzięki czemu rama unoszona jest o ok. 0,5 m. Zapewnia to bezpieczny dla transportu i wykonywania nawrotów prześwit ok. 0,3 m między zespołami spulchniacza a podłożem. Mechanizm podwozia blokowany jest w położeniu zewnętrznym dla wykluczenia możliwości samoczynnego opadania ramy w przypadku zaniku ciśnienia oleju w instalacji hydraulicznej, a także umożliwienia odłączenia instalacji przy odłączeniu od ciągnika agregatu będącego w położeniu transportowym. Również wewnętrzne położenie podwozia jest ustalane nakładanymi na tłoczysko siłownika wymiennymi klipsami. W ten sposób ustala się głębokość uprawy. Do zakończeń podłużnic środkowej i bocznych sekcji ramy przymocowane są osady wałów ugniatających. Ramy wałów w osadach mają swobodę obrotu i utrzymywane są w określonym położeniu mechanizmami śrubowymi służącymi do regulacji stopnia zagęszczenia. Boczne ramiona ramek są osadzone w sprężystych łożyskach, dzięki czemu wały mogą w miarę równomiernie zagęszczać glebę, mimo lokalnych nierówności pola. Na końcach podłużnych belek środkowej części ramy osadzony jest podnośnik adaptera redlicowego siewnika. 10

Składa się on z podstawy ze słupkiem środkowym i podnośnika z dwoma ramionami, zakończonymi hakami do osadzania czopów przyłączeniowych adaptera. Ramiona podnośnika uruchamiane są siłownikiem hydraulicznym. Łącznik mocowany sworzniami w uchach słupka podstawy podnośnika i belki redlicznej adaptera stanowi ogniwo prostowodu, umożliwiającego pionowe unoszenie belki redlicznej i zachowanie pionowego położenia wieżyczki z głowicą rozdzielającą nasiona w adapterze redlicowym. Fot. 5 Agregat uprawowo siewny podczas pracy na zaoranym polu Dociążenie redlic przy aktualnym położeniu ramy spulchniacza, pracującego na wymaganą, głębokość, regulowane jest położeniem podnośnika adaptera redlicznego. Położenie to może być ograniczone od dołu i po uniesieniu podnośnika będzie on do pracy opuszczany do tego położenia. W czasie pracy agregatem, na uwrociach unoszony jest on na podwoziu i używanie podnośnika redlic nie jest potrzebne. Podobnie w czasie transportu. Fot. 6 Elementy robocze spulchniacza obrotowego doprawiające glebę po orce 11

Nad środkową częścią ramy w przedniej części, na wspornikach osadzony jest zbiornik nasion ze skrzynką, mieszczącą elektroniczną aparaturę sterującą i pojemnik na nasiona z kontrolnego wysiewu oraz wagę służące do kontroli dawki wysiewu i kalibracji dozownika. Fot. 7 Zbiornik nasion ze skrzynką sterowniczą W ściankę zbiornika wbudowane są dwa czujniki poziomu nasion: górny sygnalizuje pozostawianie zapasu nasion na obsianie ok. 1 ha pszenicy ok. 250 kg, dolny oznacza pozostawienie ok. 5 kg nasion. Wlot zbiornika pokryty jest elastyczną opończą, odchylaną do załadunku nasion. Wewnątrz zbiornika umieszczona jest siatka zabezpieczająca przed przestawianiem się części z opakowań, w których dostarczane są nasiona (np. sznurki, etykiety, kartki kontrolne itp). Fot. 8 Adapter redlicowy zawieszony na przegubowym równoległoboku 12

Nacisk redlic, dla uzyskania wymaganej głębokości siewu w aktualnych warunkach glebowych, zmienia się poprzez podnoszenia lub opuszczania ramion równoległoboku dźwignikiem hydraulicznym. Poszczególne wyloty głowicy rozdzielczej połączone są elastycznymi przewodami z redlicami. Niektóre wyloty (4 szt.) zaopatrzone są w elektrycznie sterowane zastawki, przy pomocy których pozostawia się nieobsiane paski ścieżek technologicznych do przejazdu opryskiwaczy i siewników nawozowych. Nasiona niewysiane przez zatkane wyloty dostają się w największej liczbie do wylotów sąsiednich połączonych z redlicami na obrzeżu ścieżek. Rosnące tam rośliny mają lepsze warunki rozwoju i wydają plon większy niż w głębi łanu. Kompensuje to ubytek zasianej powierzchni zajęty przez ścieżki. Z zastawkami zsynchronizowane jest działanie przedwschodowego znacznika ścieżek, przymocowanego do środkowej sekcji redlic. Działaniem zastawek jak i podnośnika steruje elektroniczny panel sterujący, w którym zadaje się krotność przejazdów, podczas których ma nastąpić trasowanie ścieżek. Fot. 9 Agregat uprawowo siewny w pracy, znaczniki do trasowania sladów Znaczniki złożone z obrotowych tarcz na wychylnych wysięgnikach przeznaczone do trasowania śladu, po którym operator prowadzi przednie koło ciągnika, aby zachować szerokość roboczą agregatu. Ramiona znaczników są opuszczane i podnoszone siłownikami hydraulicznymi a elektrozawór sterujący kolejnością ich działania uruchamiany jest przez sterownik zliczający uwrocia. Do transportu wysięgniki znaczników odchyla się wzdłuż belek ramy i unieruchamia. Oznakowanie do ruchu po drogach osadzone jest na stelażu przymocowanym do ramy adaptera siewnego. Złożone jest z tablic ostrzegawczych i powtórzonego oświetlenia tylnego pojazdów. Także na zewnętrznych belkach sekcji bocznych ramy przymocowane są tablice ostrzegawcze pojazdów wolno poruszających się. 13

Wskaźniki eksploatacyjne uzyskane w trakcie badań agregatu uprawowo - siewnego Nakłady na prace polowe w proponowanej technologii dla rolnictwa zrównoważonego wyliczone zostały w pięcioletnim zmianowaniu z wyników pomiarów sił uciągu i zużycia paliwa. Pomiary wykonane zostały na glebie średniej w Kłudzienku i okolicy agregatami o szerokościach 3 m i 3,6 m. Wartości zamieszczone w tabeli przeliczone zostały dla agregatu prototypowego o szerokości 4,5 m współpracującego z ciągnikiem 120 kw. Lżejsze prace w założeniu wykonuje się ciągnikiem 60 kw. Nakład energii wyliczony jest z średniego oporu zmierzonego w czasie prób pomnożonego przez drogę pokonywaną na 1 ha powierzchni. Nakład czasu to czas operacyjny W 07. Współczynnik k 07 określony został podczas prób polowych. Tak określone wskaźniki nie są zależne od trafności doboru ciągnika, organizacji gospodarstwa itp. Nakłady w technologii bezorkowej z użyciem agregatu uprawowo-siewnego na spulchniaczu obrotowym zestawione zostały w tabeli 1, a w technologii z orką, konwencjonalnej w tabeli 2. 14

L.p. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7 8 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Tabela 1. Nakłady w technologii bezorkowej z użyciem agregatu uprawowo-siewnego na spulchniaczu obrotowym opis zabiegu Buraki cukrowe po pszenicy czasochłonność T 07 [h ha -1 ] zużycie paliwa [l ha 1 ] energochłonność [MJ ha 1 ] Uprawa ścierniska z siewem międzyplonu. Agregat uprawowo-siewny 4,5 m, ciągnik 120 kw 0,25 5,0 40 W 07 4,5 ha h 1 Oprysk na samosiewy pszenicy. Opryskiwacz 18 m ciągnik 60 kw Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany, ciągnik 60 kw Siew buraków w mulcz ze spulchniaczem rzędowym 6 rzędów 0,55 16 90 W 07 1,5 ha h 1 Nawożenie RSM Oprysk chwastobóczy Opryskiwacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Razem buraki 1,7 29,1 160 Kukurydza po burakach Uprawa z siewem międzyplonu Agregat uprawowo-siewny 4,5 m, ciągnik 120 kw 0,25 5 47 W 07 4,5 ha h 1 Nawożenie przed zimą mineralne Nawożenie wiosną mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Oprysk glyfosat Siew ze spulchniaczem pasowym 5 rzędów W 07 2 ha h 1, ciągnik 120 kw 0,5 14 80 Rzędowe nawożenie zlokalizowane Nawożenie pogłówne RSM Oprysk herbicydowy Nawożenie mineralne 15

L.p. 9. 10. 11. opis zabiegu czasochłonność T 07 [h ha -1 ] zużycie paliwa [l ha 1 ] energochłonność [MJ ha 1 ] Oprysk Opryskiwacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Oprysk Opryskiwacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Oprysk pomocniczy Opryskiwacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Razem kukurydza 2,10 31,6 175 Żyto po kukurydzy. W przypadku niesprzyjającej pogody pszenżyto jare 1. Uprawa z siewem żyta Agregat uprawowo-siewny 4,5 m, Ciągnik 120 kw 0,25 7 47 2. Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw 3. Oprysk herbicydowy 4. Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw Razem żyto 0,70 10,9 61 Rzepak ozimy po życie 1. Oprysk glyfosat 2. Nawożenie mineralne 3. Uprawa z siewem rzepaku Agregat uprawowo-siewny 4,5 m, ciągnik 120 kw 0,25 7 47 W 07 4 ha h 1 4. Nawożenie RSM 5. Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw 6. Oprysk herbicydowy 7. Oprysk przeciw szkodnikom 8. Oprysk desykacja Razem rzepak 1,30 16,9 85 16

L.p. opis zabiegu Pszenica po rzepaku ozimym czasochłonność T 07 [h ha -1 ] zużycie paliwa [l ha 1 ] energochłonność [MJ ha 1 ] 1. Uprawa ścierniska z wsiewem komponentu do samosiewów Agregat uprawowo-siewny 4,5 m, ciągnik 120 kw 0,22 4,5 40 W 07 4,5 ha h 1 2. Uprawa z siewem rzędowym pszenicy Agregat uprawowo-siewny 4,5 m, ciągnik 120kW 0,25 7 47 W 07 4 ha h 1 3. Oprysk herbicydowy 4. Nawożenie mineralne 5. Oprysk 6 Oprysk Razem pszenica 1,07 17,2 109 Razem w rotacji 68,7 105,7 590 Tabela 2. Nakłady na prace polowe w pięcioletniej rotacji w technologii tradycyjnej z orką Buraki cukrowe po pszenicy 1. Uprawa ścierniska z siewem poplonu Kultywator 4,0 m, ciągnik 120 kw 0,31 10 55 W 07 3 ha h 1 2. Talerzowanie poplonu Brona talerzowa 4 m, ciągnik 120 kw 0,31 9 50 W 07 3 ha h 1 3. Nawożenie mineralne Rozsiewacz zawieszany 18 m, ciągnik 60 kw 4. Orka przedzimowa Pług 5x40, ciągnik 120 kw 0,75 21 115 W 07 1,3 ha h 1 5. Włókowanie Włóka zawieszana 6 m, ciągnik 60 kw 0,28 2,5 10 W 07 3,6 ha h 1 6. Nawożenie przedsiewne mineralne 7. Uprawa przedsiewna Agregat uprawowo-siewny 5,6 m, ciągnik 120 kw 0,33 5,2 25 W 07 3 ha h 1 8. Siew buraków Siewnik 6-rzędowy, ciągnik 60 kw W 07 1,4 ha h 1 0,71 4 18 17

L.p. opis zabiegu czasochłonność T 07 [h ha -1 ] zużycie paliwa [l ha 1 ] energochłonność [MJ ha 1 ] 9. Oprysk herbicydowy 10. Nawożenie mineralne 11. Oprysk 12. Oprysk Razem buraki 3,59 49,2 303 Kukurydza po burakach 1. Orka przedzimowa Pług 5x40, ciągnik 120 kw 0,75 20 100 W 07 1,3 ha h 1 2. Włókowanie Włóka 6 m, ciągnik 60 kw 0,22 2,5 10 W 07 3,6 ha h 1 3. Bronowanie odchwaszczające Brona 6 m, ciągnik 60 kw 0,25 2,5 10 W 07 4 ha h 1 4. Nawożenie mineralne,0 5. Uprawa przedsiewna Agregat uprawowo-siewny 4 m, ciągnik 60 kw 0,28 5,0 23 W 07 3,5 ha h 1 6. Siew nasion z nawożeniem Siewnik 5-rzędowy, ciągnik 60 kw 0,65 2,5 10 W 07 1,6 ha h 1 7. Oprysk herbicydowy 8. Nawożenie pogłówne RSM 9. Nawożenie mineralne 10. Oprysk herbicydowy 11. Oprysk przeciw grzybowy 12. Oprysk przeciw omacnicy Razem dla kukurydzy 3,2 42,4 191 18

L.p. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Żyto po kukurydzy lub pszenżyto jare czasochłonność opis zabiegu T 07 [h ha -1 ] Talerzowanie ścierniska Talerzówka 4 m, ciągnik 60 kw zużycie paliwa [l ha 1 ] energochłonność [MJ ha 1 ] 1 0,31 10 55 Nawożenie mineralne Orka siewna z doprawianiem Pług 5x40, ciągnik 120 kw 0,75 20 100 W 07 1,3 ha h 1 Siew z doprawianiem Agregat uprawowo-siewny 4 m, ciągnik 120 kw 0,33 8,5 50 W 07 3 ha h 1 Nawożenie mineralne Oprysk herbicydowy Razem dla żyta 1,84 42,4 219 Rzepak ozimy po życie Kultywatorowanie ścierniska Kultywator 4 m, ciągnik 60 kw 0,3 10 55 W 07 0,33 ha h 1 Nawożenie nawozem stałym Orka z doprawianiem Pług 5x40, ciągnik 120 kw 0,75 21 110 W 07 1,3 ha h 1 Siew z doprawianiem Agregat uprawowo-siewny 4 m, ciągnik 120 kw 0,33 8,5 50 W 07 3 ha h 1 Nawożenie mineralne Bronowanie Brona 8 m, ciągnik 60 kw 0,25 2,5 8 W 07 4 ha h 1 Oprysk herbicydowy Nawożenie mineralne Oprysk przeciw szkodnikom Desykacja Razem dla rzepaku 2,53 50,1 253 19

L.p. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. opis zabiegu Pszenica po rzepaku ozimym czasochłonność T 07 [h ha -1 ] zużycie paliwa [l ha 1 ] energochłonność [MJ ha 1 ] Kultywatorowanie ścierniska z wsiewaniem komponentów Kultywator 4 m, ciągnik 120 kw 0,31 10 55 W 07 0,33 ha h 1 Nawożenie mineralne Orka siewna z doprawianiem Pług 5x40, ciągnik 120 kw 0,75 20 100 W 07 1,3 ha h 1 Siew z uprawą Agregat uprawowo-siewny 4 m, ciągnik 120 kw 0,33 8,5 50 W 07 3 ha h 1 Oprysk herbicydowy Nawożenie mineralne Oprysk kombinowany Oprysk kombinowany Razem dla pszenicy 2,2 45,4 231 Razem dla rotacji 13,08 219,5 1197 Tabela 3. Zabiegi polowe wykonywane w rotacji w różnych technologiach uprawy gleby Opis zabiegu Uprawa w technologii bezorkowej z użyciem agregatu uprawowo-siewnego na spulchniaczu obrotowym bez siewu z siewem Krotność 1x 5x Czasochłonność [h ha 1 ] 0,25 1,25 Paliwochłonność [l ha 1 ] Energochłonność [MJ ha 1 ] Głęboka uprawa pasowa z siewem punktowym i nawożeniem zlokalizowanym 2x 1,05 32 170 Razem dla uprawy i siewu 8 2,55 72 418 Opryskiwanie 18x 2,7 27 108 Nawożenie 14x 2,1 16,8 56 Razem pozostałe zabiegi 32 4,8 43,8 164 Razem dla rotacji 40 7,35 115,8 582 5 35 33 215 20

Uprawa konwencjonalna z orką Czasochłonność Paliwochłonność Energochłonność Opis zabiegu Krotność [h ha 1 ] [l ha 1 ] [MJ ha 1 ] Orka i orka z doprawianiem 5 3,75 102 525 Uprawa ściernisk 3 0,93 30 165 Talerzowanie 2x 0,62 19 105 Uprawa przedsiewna 2x 0,61 10,2 55 Uprawa z jednoczesnym siewem 3x 0,99 25,5 150 Bronowanie 2x 0,5 5 25 Włókowanie 2x 0,5 4 20 Razem uprawa 19 7,90 195,7 1045 Siew punktowy 2x 1,36 6,5 28 Opryskiwanie 15x 2,25 22,5 90 Nawożenie 12x 1,80 14,4 4,8 Razem pozostałe zabiegi 29 5,41 43,4 166 Razem w rotacji 48 13,31 239,1 1211 Uprawa uproszczona z rezygnacją z orek pod kukurydzę i rzepak oraz spłyceniu pozostałych z wyjątkiem orki pod buraki Orka i orka z doprawianiem 3x 2,07 41 215 Uprawa ściernisk 4x 1,24 40 220 Talerzowanie po zbiorze kukurydzy 1x 0,33 10 55 Uprawa przedsiewna 3x 0,99 25,5 150 Uprawa z siewem rzędowym 3x 0,84 15 69 Bronowanie 2x 0,5 5 20 Włókowanie 1x 0,28 2,5 10 Razem uprawa 17x 6 2,5 139,0 739 Opryskiwanie 15x 2,25 22,5 90 Nawożenie 12x 1,8 14,4 48 Siew 2x 1,36 6,5 28 Razem pozostałe 29x 5,41 43,4 166 Razem w rotacji 46 11,66 182,4 905 Zabiegi uprawowe w systemie uprawy dla rolnictwa zrównoważonego najczęściej łączone z siewem w przykładowym pięcioletnim zmianowaniu wykonywane są ośmiokrotnie, w tym dwa zabiegi to głębokie spulchnianie pasowe z jednoczesnym siewem punktowym na spulchnionych pasach. Jeśli nie korzysta się z zestawów do rzędowego spulchniania i jednoczesnego siewu, dwa razy w rotacji pod rośliny głęboko korzeniące się powinna być wykonana głęboka kultywacja na głębokość 0,25 0,3 m, najlepiej na ścierniskach. Energochłonność upraw w rotacji w obu przypadkach jest podobna. Zabiegi uprawowe (z siewem) w pięcioletniej rotacji pochłaniają w tym systemie 418 MJ na 1 ha energii netto (siła uciągu razy droga przejazdu). System uproszczony z orką, praktykowany często, polegający na spłyceniu orek pod zboża, rezygnacji z orki pod rzepak i kukurydzę oraz rezygnacji z niektórych upraw ścierniskowych. W przykładowej rotacji wymaga siedemnastu zabiegów uprawowych w tym pięciu orek. Zabiegi uprawowe i uprawowo-siewne pochłaniają w tym systemie w podobnych warunkach glebowych 739 MJ na 1 ha energii netto, czyli o -76% 21

więcej. Uprawa w takich warunkach w systemie konwencjonalnym, z orką i użyciem agregatów uprawowo-siewnych, w pięcioletnim zmianowaniu wymaga dziewiętnastu zabiegów pochłaniających 1045 MJ ha 1 energii netto, czyli 2,5 razy więcej niż w systemie uprawy dla rolnictwa zrównoważonego. Relacje nakładów czasu przedstawiają się jak: 2,55: 6,25: 7,9 rbh ha -1, a zużycia paliwa na uprawę 72: 139: 195 l ha 1. Do wykonania uprawy i siewu rzędowego w systemie dla rolnictwa zrównoważonego stosuje się jeden agregat uprawowo-siewny i jeśli nie korzysta się z systemu strip-till (uprawy pasowej) przy siewie punktowym jeden kultywator ciężki. W systemie uprawy płużnej wykorzystuje się: pług z agregatem doprawiającym, agregat do uprawy przedsiewnej, bronę talerzową, bronę zębową, włókę, kultywator ścierniskowy, agregat uprawowo-siewny lub siewnik rzędowy. W bydwu systemach uprawy do siewu punktowego potrzebne są oddzielne siewniki, przy czym ich odmiany do siewu w mulcz są droższe. Szacunkowe koszty wymienionych urządzeń dla systemu bezorkowego i systemu orkowego oraz łączna ich masa zostały zestawione w tabeli 4. Tabela 4. Szacunkowy koszt i łączna masa urządzeń do uprawy i siewu stosowanych w systemie orkowym i bezorkowym uprawy gleby dla gospodarstwa posługującego się ciągnikami 60 kw i 120 kw L.p. System uprawy Sztuki Szacunkowy koszt Łączna masa [zł] [kg] 1. System bezorkowy 3 170 000,- 7 100 2. System z orką 9 229 300,- 13 300 W Polsce w wielu gospodarstwach, głównie dużych zrezygnowano z uprawy płużnej na rzecz upraw nieodwracających, stymulujących rozkład resztek roślinnych i rozwój organizmów bytujących w glebie chroniąc jednocześnie glebę przed erozją. Po kilku latach osiągnięto stabilne plonowanie w różnych warunkach pogodowych przy mniejszych nakładach na uprawę. Systemy bezorkowe uprawy ciągle ewoluują. Stosując przemyślane płodozmiany, siejąc poplony i międzyplony dla permanentnego pokrycia gleby roślinnością, która wnoszona do gleby wraz z resztkami pozbiorowym i stanowi bazę rozwoju organizmów glebowych staje się też źródłem składników odżywczych dla roślin, osiąga się stabilne plonowanie na nie mniejszym poziomie niż w uprawie konwencjonalnej przy mniejszych kosztach nawożenia i ochrony roślin. Zmieniają się też narzędzia uprawowe, których działanie coraz lepiej dostosowane jest do zaspokajania agronomicznych potrzeb roślin. Oznacza to, że energia wydatkowana jest coraz bardziej celowo i w niezbędnym zakresie. W myśl tej zasady konstruowany był opisywany agregat uprawowo-siewny. 22