Odstranění zhutnění v kolejových stopách ve chmelnicích

24. 08. 2021 Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 2132x

Zhutnění kolejových stop ve chmelnicích je dlouhodobým problém primárně spojeným s přejezdy mechanizačních prostředků při provádění agrotechnických operací. Obecně je provázeno celou řadou negativních vlivů na půdu, které následně vedou k narušení jejích přírodních a agrotechnických funkcí.

Obecná rizika zhutnění půdy

Zvýšení objemové hmotnosti půdy, která je jedním z projevů jejího zhutnění, vede ke snížení pórovitosti, čímž se zásadním způsobem mění vodní a vzdušný režim půdy, včetně jejích tepelných vlastností. Změnou těchto faktorů dochází následně k omezení infiltrace vody do půdy s rizikem vzniku vodní eroze. Snížením retenční kapacity zhutněné půdy, tj. prostoru pro zadržení vody v daném objemu půdy, klesá množství vody v půdě potřebné pro život půdního edafonu a rostlin. Současně se snižuje i míra dostupnosti zadržené vody pro půdní organizmy a kořeny rostlin, včetně chemických vlastností půdní vody, jako primárního média zajišťujícího transport látek.

Z agrotechnického hlediska vede zhutnění k omezení rozvoje kořenového systému rostlin a následně i ke snížení tvorby nadzemní biomasy, a tím i ke snížení výnosu hlavního produktu.

Specifika zhutnění ve chmelnici

Zhutnění kolejových stop ve chmelnicích má na rozdíl od orné půdy svá specifika, primárně se jedná o:

1. soustředné zatížení stále shodných zón meziřadí, kde se pohybuje tažný prostředek neseného či přívěsného nářadí;
2. přítomnost kolejových stop v blízkosti hrůbků s chmelovými rostlinami, což omezuje boční rozvoj kořenového systému a pohyb živin a vody ke kořenové zóně;
3. dlouhodobý efekt zatížených míst kolejových stop po celou dobu setrvání porostu na stanovišti;
4. opětovný pohyb tažných prostředků po provedení nakypření utužených zón, které je spojeno se zvýšením následné komprese půdy;
5. výrazně omezená možnost využití biologického zpracování půdy rostlinami (omezená možnost kompresi snášejících druhů).

Mnohdy je v praxi prováděno odstranění zhutnění půdy pomocí kypřičů zpracovávajících i půdu v meziřadí mezi kolejovými stopami. Naše hodnocení prokázala, že zhutněním půdy se velmi často vyskytuje i mezi kolejovými stopami. Ve značném počtu případu našich hodnocení zhutnění půdy v meziřadí chmelnic se setkáváme rovněž se zhutněním půdy mezi kolejovými stopami. Zhutnění půdy mezi kolejovými stopami je způsobeno dlouhodobým vlivem kypřících nástrojů, které působí svým tlakem na zhutnění vrstvy půdy pod jejich pracovními orgány. Toto zhutnění půdy poté mnohdy eliminuje dodržení větší pracovní hloubky v celém meziřadí, protože se pracovní nástroje pohybují po zhutnělé vrstvě mezi kolejovými stopami.

Možnosti eliminace v místech kolejových stop

V důsledku pravidelného pohybu pracovních souprav ve chmelnicích je eliminace zhutnění půdy v meziřadí obtížná. Možnosti eliminace lze spatřovat primárně v nepřímých metodách eliminace. Tam lze zařadit provádění odstranění zhutnění kypřením za optimálních půdních podmínek a jako poslední pracovní operaci před nástupem zimy. Následuje-li po provedení kypření kolejových stop brzký přejezd technikou, může dojít v důsledku komprese půdy ke zhoršení stavu zhutnění, než před provedením kypření. Za účelem stabilizace půdní struktury v místě kolejových stop lze rovněž zvýšit aplikaci organické hmoty (soustředná koncentrace nadzemní biomasy meziplodin, či kompostu do těchto zón). Opomenout nelze ani cílenou aplikaci stabilizátorů půdní struktury do půdy, které je nutné aplikovat rovnoměrně do půdního profilu pod kolejovou stopou. Aplikace organické hmoty a stabilizátorů půdní struktury přispěje rovněž ke zlepšení infiltračních procesů, ale i k rozvoji kořenového systému.

Mezi přímé metody lze zahrnout samotné kypření. Zde je však potřebné použít radlice s vynášecím efektem a se systémem zpětného nahrnutí nakypřené půdy zpět do kypřené kolejové stopy. Dále je při plánování rozteče kypřících radlic počítat s následným pohybem mechanizačních prostředků, tedy zajistit vystředění středu pneumatiky tak, aby část (alespoň ½ stopy) tlaku pneumatiky nesla nenakypřená půda ve středu meziřádku (obr. 1). Zásadním je však vždy před provedeným kypřením provést hodnocení rozmístění kořenů v meziřadí (vzdálenost od středu řádku a hloubka prokořenění), aby nedošlo k jejich poškození a pomocí penetrometru či půdního odkopu stanovit stav zhutnění a jeho přítomnost v půdním profilu.

Základem optimalizace rozteče kypřících radlic pro odstranění zhutnění půdy v kolejových stopách je specifikace zóny nejvyššího přenosu tlaku na půdu ve vztahu, alespoň k nejčastějším, pracovním operacím (obr. 2).

Obr. 1: Rozchod kol tažných prostředků ve chmelnicích by měl respektovat trajektorie pracovních nástrojů kypřičů z důvodu zajištění efektivity kypření kolejových stop a eliminace opětovného zhutnění nakypřené půdy

Obr. 2: Specifikace zatížení půdy v meziřadí ve vztahu k použitým tažným prostředkům na podniku na lokalitě Kozojedy

Výsledky testování prototypu kypřiče

V rámci výzkumných aktivit řešitelského týmu je od roku 2019 testován kypřič pro zonální kypření a hnojení ve chmelnicích. Základem stroje jsou dvě kypřící sekce s měnitelnou pracovní roztečí, které umožňují kypření půdy do hloubky 35 cm s možností souběžného ukládání pevných granulovaných látek (hnojiva, stabilizátory půdní struktury apod.) do rozdílných zón kypřeného pásu (obr. 3). Stroj lze osadit i středovou kypřící sekcí pro regulaci plevelů, či pro výsev meziplodin mezi kypřené pásy v meziřadí. Navržená konstrukce umožňuje využití stroje i pro souběžné odstranění zhutnění v kolejových stopách.

Obrázek 4 dokládá stav povrchu půdy před provedením kypření kolejových stop na lokalitě Kozojedy a po kypření z obrázku je dobře patný efekt pracovních nástrojů na nakypření půdy a jejího zpětného nahrnutí do kypřených pásů, včetně zpětného urovnání povrchu půdy v kypřené zóně rovnacími a kypřícími válečky. Hloubka kypření činila 25 cm (omezení poškození kořenů rostlin chmele, které byly vysázeny na podzim 2019). Rozteč kypřících radlic činila 182 cm a rozteč postranních kypřících a vratných disků u kypřících radlic činila 30 cm. U stroje byla použita i sekce pro mělké kypření umístěná mezi sekcemi. Následně provedená měření erozního zatížení půdy pracovníky VÚMOP, v. v. i. na této lokalitě potvrdila významný vliv tohoto kypření na snížení rizik povrchového odtoku vody v místě nakypření kolejových stop.

Vliv kypření s využitím prototypu navrženým a vyvinutým na CPZ při ČZU na půdní profil při testování na lokalitě Liběšovice dokládá obrázek 5. Zde bylo při testování zonálně aplikováno hnojivo Polidap 18–46 (dávka 100 kg/ha) do hloubky 20–25 cm. Hloubka kypření zde činila 27 cm a rozteč postranních kypřících a vratných disků opět 30 cm.

Obr. 3: Prototyp stroje navržený pracovníky ČZU a zkonstruovaný ve spolupráci s firmou BEDNAR FMT při testování 21. 6. 2020 v Kozojedech

Obr. 4: Stav povrchu půdy před provedením kypření kolejových stop (vlevo) na lokalitě Kozojedy a po kypření; dobře patný je efekt použitých pracovních nástrojů na nakypření půdy a jejího zpětného nahrnutí do kypřených pásů, včetně zpětného urovnání povrchu půdy v kypřené zóně rovnacími a kypřícími válečky

Obr. 5: Vliv zonálního kypření na změny nakypření půdního profilu na lokalitě Liběšovice v roce 2020

Obr. 6: Na plochách s cíleným zonálním kypřením a hnojením byla zaznamenána dobrá infiltrace do kypřené zóny, včetně míst s uloženým hnojivem

Hodnocení infiltrace vody

Již v roce 2019 byl ověřován vliv zonálního kypření na infiltraci vody do kypřeného pásu s využitím metody modré infiltrace. Na plochách s cíleným zonálním kypřením a hnojením byla zaznamenána dobrá infiltrace do kypřené zóny, včetně do zóny s uloženým hnojivem (obr. 6). Na základě analýzy obrazu snímků probarvení půdního profilu modrou barvou byla na plochách se zonálním kypřením do hloubky 0,25 m zaznamenána nejen vyšší rychlost infiltrace vody do kypřené zóny směrem ke kořenům, ale také hlubší pronikání vody do spodních vrstev půdy. Voda v kypřených pásech infiltrovala do hloubky 0,25 m a více. Na kontrolních variantách byla hloubky infiltrace vody zaznamenána většinou do hloubky max. 0,15 m (graf).

Graf: Intenzita probarvení půdního profilu po simulaci srážky modrou infiltrací; simulovaná výše srážky 40 mm; hodnocení 24 hodin po simulaci srážky na lokalitě Mory

Závěry

Provedené experimenty se zonálním kypřením potvrdily vhodnost stroje pro kypření kolejových stop ve chmelnicích, včetně možnosti cílené aplikace granulovaných látek do kypřeného pásu. Z hlediska eliminace zhutnění se zde jedná především o možnosti aplikace stabilizátorů půdní úrodnosti. Dále byl potvrzen pozitivní vliv na zvýšení infiltrace vody do spodních vrstev půdního profilu, tedy i ke kořenovému systému chmelových rostlin.

Práce vznikla v rámci projektu NAZV QK1910170. Autoři děkují za spolupráci farmě Václava Emingera v Kozojedech a ZOS Liběšovice.

Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D.¹, Doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D.¹, Ing. Pavel Procházka, Ph.D.¹, Jiří Dreksler¹, Ing. Jan Vostřel¹, Ing. Karel Krofta, Ph.D.^2
1 Centrum precizního zemědělství při ČZU v Praze
² Chmelařský institut, s.r.o.

Foto: V. Brant