Porovnání působení pásového a kolového traktoru na půdu

28. 11. 2018 Ing. Lukáš Staněk, Ph.D., Ing. Tomáš Javor, DiS., Ing. Lenka Beranová, DiS., Ing. Jiří Dostál, CSc.; AGROEKO Žamberk spol. s r.o. Mechanizace Zobrazeno 4516x

V Polabí mezi Pardubicemi a Hradcem Králové byl v letech 2016–2018 realizován projekt „Inovace v rostlinné výrobě“ v Agrodružstvu Klas Křičeň. Projekt byl podpořen opatřením 16 Spolupráce z programu rozvoje venkova. V rámci toho projektu bylo i provedení porovnání stávajícího kolového a nového pásového traktoru.

Projekt měl za cíl spolupráci zemědělského podniku s výzkumnou institucí na vývoji pro zemědělský podnik inovativní technologie efektivního zakládání porostů plodin. Proto byla pořízena multifunkční secí linka umožňující variabilní přípravu půdy pro výsevní ústrojí podle fyzikálního stavu půdy a požadavků plodiny. V lince vlastní secí stroj navazuje na aplikační zásobník hnojiva, který je nesený v zadní části tahače s podvozkem osazený pásovými jednotkami. Linka pro výsev plodin je pro podnik a odvětví zcela nová, inovativní a byla navržena pro zefektivnění materiálových a lidských vstupů do rostlinné výroby, pro omezení technogenního zhutnění, degradace půdy a snížení produkce skleníkových plynů (především CO₂). Očekává se stabilizace výnosu a kvality produkce v době přísušků v této aridní oblasti s těžkými a lehkými půdami.

Kola nebo pásy

Velká hmotnost traktorů a nižší průchodnost terénem byly hlavními důvody pro vytvoření pásového podvozku patentovaného již v roce 1904. Důvody používání pásového podvozku se v 21. století odlišují. Zvyšování výkonosti traktorů vedlo jednak k nárůstu hmotnosti tahače, ale i k nutnému řešení efektivního přenosu výkonu na podložku. Dalším problémem řešícím využívání pásu je přepravní šířka. Konstrukce kolových podvozků v posledních letech zažívá prudký vývoj, kdy některá řešení mohou konkurovat pásovým podvozkům.

Našim cílem bylo porovnání kolového a pásového podvozku výkonnostně podobných traktorů poloprovozním pokusem dle metodiky dlouhých dílců o délce 300 metrů a šíři 4 metry. Porovnáván byl současně užívaný kolový traktor John Deere 8200 (154 kW/210 PS, kola 16.9 R30 šíře 480 mm/20.8 R42 šíře 650 mm) a nový pásový traktor John Deere 8345 RT s inovativním podvozkem (254 kW/345 PS, šíře pásů 760 mm). Měření bylo provedeno ve dnech 15. 8. a 22. 8. 2017, tedy s týdenním opakováním. Plocha dílců byla před měřením nakypřena radličkovým kypřičem do hloubky 20 cm. Traktory byly nejprve podrobeny zvážení a dotížení na stejnou aktuální hmotnost. Na nakypřené ploše pokusu byly provedeny přejezdy traktorů v jedné stopě.

Provedeno bylo měření fyzikálních vlastností z odebraných neporušených vzorků, měření penetrometrického odporu a profilu stopy (otisku) v půdě. Měřena byla i pro kontrolu plocha bez přejezdu (otisku). Laboratorním rozborem stanovené zrnitostní složení půdy ukázalo, že se na měřeném pozemku jednalo o půdu střední - písčitohlinitou (tab. 1).

Neporušené vzorky půdy byly odebírány pomocí metody Kopeckého fyzikálních válečků. Vzorky půdy odebírány v hloubkách 0–5 cm, 5–10 cm a 20–25 cm, tak aby bylo v profilu půdy postihnuto technogenní zhutnění s největším působením. Následným laboratorním rozborem byly stanoveny ukazatele zhutnění: objemová hmotnost redukovaná, pórovitosti, maximální kapilární vodní kapacity, maximální kapilární vzdušná kapacita a doplňkově momentní objemová vlhkost půdy.

Tab. 1: Základní charakteristika půdy na pokusném pozemku

Vyhodnocení měření

Z provedených měření objemové hmotnosti redukované (suché) půdy ze dne 15. 8. 2017 vyplývá (graf 1), že na variantě 1× provedeného přejezdu působil testovaný pásový tahač v průměru o 11 % a ve variantě 6× přejezdu v průměru o 7 % nižší zhutnění půdy oproti klasickému kolovému traktoru. Z podrobného rozboru bylo patrno, že nejvyššího nárůstu zhutnění po přejezdu tahačů bylo dosaženo v hloubce 5 cm. Vyšších rozdílů bylo mezi kolovým traktorem a pásovým tahačem dosaženo při 1× přejezdu oproti 6× přejezdům, a to v průměru za monitorovaný půdní profil o 10 %, což je dáno celkově vyšším zhutněním po 6× přejezdech. Monitoring stavu půdy po 7 dnech od provedení přejezdů (22. 8. 2017) poukázal na významný rozdíl ve zhutnění půdy mezi kolovým traktorem a pásovým tahačem.

U varianty 1× přejezdu se naměřené hodnoty u kolového traktoru blíží limitním hodnotám pro zabezpečení biologického života půdy. Na rozdíl od pásového tahače, kde jsou hodnoty objemové hmotnosti přiměřené - nelimitující půdní život.

Graf 1: Vliv přejezdů tažného prostředku na zhutnění půdního profilu v různé hloubce a při různé intenzitě působení

Z výsledků měření při hodnocení pórovitosti půdy 15. 8. 2017 (graf 2) je patrné, že ve variantě 1 přejezd způsobil pásový tahač v průměru o 11 % nižší snížení pórovitosti a ve variantě 6 přejezdů v průměru o 7 % menší snížení pórovitosti. Nejvyššího poklesu pórovitosti bylo dosaženo v hloubce 5 cm. Vyšších rozdílů mezi kolovým a pásovým traktorem bylo dosaženo při 1× přejezdu oproti 6× přejezdům, a to v průměru za měřený profil o 10 %, což je dáno celkově vyšším zhutněním po 6× přejezdech. Provedené měření po 7 dnech od vykonání přejezdů, poukázalo na rozdíl v poklesu pórovitosti mezi kolovým a pásovým tahačem. U varianty 1× přejezd se naměřené hodnoty u kolového traktoru blíží limitním hodnotám pro biologický život půdy, na rozdíl od pásového tahače, kde není dosaženo limitní hodnoty.

Graf 2: Vliv přejezdů tažného prostředku na pórovitost půdního profilu po různé intenzitě působení

Při měření maximální kapilární vodní kapacity (KVoK) byly naměřeny rozdíly v jejím poklesu, který je nejnižší při 1× přejezdu od pásového tahače (graf 3). Při 6 přejezdech nabývají hodnoty maximální vodní kapacity stejných hodnot, což je dáno celkově vysokým technogenním zhutněním. Měřením po 7 dnech od provedení přejezdů, byl zjištěn minimální rozdíl po jednom přejezdu a po 6 přejezdech.

Graf 3: Vliv přejezdů tažného prostředku na retenční vlastnosti půdy (maximální kapilární vodní kapacitu = KVoK) po různé intenzitě působení

Vykonané přejezdy způsobily významné narušení vzdušného režimu v půdě (graf 4). Kolový traktor způsobil ve variantě 1× přejezd vyšší pokles maximální kapilární vzdušné kapacity oproti tahači pásovému. V povrchovém horizontu 0–5 cm u kolového traktoru byly mezi variantou 1× a 6× přejezdů minimální rozdíly. V 7. dnu po vykonání přejezdů docházelo k nárůstu hodnot maximální kapilární vzdušné kapacity a k obnově vzdušného režimu.

Graf 4: Vliv přejezdů tažného prostředku na vzdušný režim v půdě (maximální kapilární vzdušná kapacita = KVzK) po různé intenzitě působení

Vliv pojezdových jednotek na profil zhutněné stopy půdy

Profil pojezdové stopy (otisku) gumových pásů a kolových pneumatik tahačů byl měřen pomocí odměrné tyče vybavené nivelačním měřidlem, vyznačující rovinu. Měřena byla hodnota hloubky otisku v půdě. Při měření byly pořízeny fotografie (obr. 1), které znázorňují stopy od pojezdových ústrojí vlevo od kolového traktoru a vpravo od pásového tahače.

Obr. 1: Stopa pojezdových jednotek po přejezdech v povrchu půdy po různých tahačích dne 15. 8. 2017

Naměřené diference jsou zobrazeny křivkami v grafu 5. Vlhkost půdy při měření byla 22 % hmotnostních. Tlak v pneumatikách kolového traktoru byl 90 kPa.

Z naměřených hodnot penetračního odporu vyplývá výrazný nárůst ve všech variantách s přejezdy (graf 6). Dále zjišťujeme nižší penetrační odpor u pásového traktoru oproti kolovému a to jak při měření po 1 přejezdu, tak i při 6 přejezdech a to jak na povrchu půdy, tak i v hloubce 10 cm. Znatelný je také nárůst penetračního odporu mezi variantami s 1× a 6× přejezdem. Tyto rozdíly potvrdila i statistická analýza naměřených dat.

Graf 5: Porovnání profilů pojezdových stop (otisků) kolových pneumatik běžného traktoru a pásových jednotek inovovaného tahače (1. den, 15. 8. 2017)

Graf 6: Porovnání penetračního odporu půdy ve stopách po přejezdu kolovým traktorem a pásových tahačem (1. den, 15. 8. 2017)

Obr. 2: Pásový traktor John Deere 8345 RT o výkonu 254 kW, 345 PS s pásy o šířce 760 mm

Obr. 3: Stávající kolový traktor John Deere 8200 o výkonu 154 kW, 210 PS s pneumatikami o šířce 480 mm, resp. 650 mm

Obr. 4: Stopa po přejezdech kolovým traktorem

Obr. 5: Stopa po jednom přejezdu pásového traktoru

Závěr

Pásový tahač pro agregaci vyvíjené technologie setí s aplikací granulovaných hnojiv vykazoval velmi příznivé působení na půdní prostředí. Zvláště šetrné byly pojezdové pásové sekce tahače při 1× přejezdu po pozemku.

Po přejezdu pásových jednotek tahače došlo ke snížení zhutnění půdy ve srovnání s běžným výkonově a hmotnostně srovnatelným kolovým traktorem o 11% po 1× přejetí a o 7 % po 6× přejetí. Dále maximální kapilární vodní kapacita a maximální kapilární vzdušná kapacita vykazovaly shodně o 14 % vyšší hodnoty po přejezdu pásového traktoru oproti kolovému traktoru.

Po 1× přejezdu tahače po urovnaném povrchu půdy došlo po pojezdových pásových sekcích k propadu půdy ve stopě o 4,5 cm a po přejezdu kolovou pneumatikou současného traktoru k propadu stopy o 8 cm. Po opakovaném 6× přejezdu ve stopě došlo k propadu stopy po pásových sekcích tahače o 10 cm a stopy kolové pneumatiky o 8 cm.

Po uplynutí 7 dní po přejezdu půdy ve stopě pásovými jednotkami došlo oproti otisku kolových pneumatik ve stopě ke změnám v půdním profilu 0–25 cm. Bylo patrné, že písčitohlinitá půda samočinně eliminovala technogenní kompakci tak, že rozdíly se minimalizovaly v rozmezích 0,5–3 %.

Pásové pojezdové jednotky snižovaly penetrační odpor půdy na povrchu a v hloubce 10 cm. Zjištění souviselo se snížením zhutnění co do fyzického ukazatele redukované objemové hmotnosti (g/cm³, tab. 2).

Tab. 2: Vliv opakovaného přejezdu pásového tahače na penetrační odpor půdy

Příspěvek vznikl za podpory Programu rozvoje venkova, operace 16.2.1 Podpora vývoje nových produktů, postupů a technologií v zemědělské prvovýrobě, při řešení projektu Spolupráce „Inovace v rostlinné výrobě“ č. 16/002/16210/453/000023.

Použitá literatura je k dispozici u autorů příspěvku.

all foto © L. Staněk