A növényápolás mechanikus eszközei

A szántóföldi növénytermesztésben a növények fejlődéséhez szükséges optimális körülményeket a növényápolási munkák teremtik meg. A növényápolás technológiájában alkalmazott talajművelő eszközök – gyomboronák, küllős kapák, kultivátorok – vagy eszközkombinációk a mechanikus gyomszabályozási munkák mellett a talajszerkezetet, a talaj vízgazdálkodását is javítják, emellett a gyomszabályozás miatt szükséges alkalmazások – vetésváltás, vetésforgó –körébe is rugalmasan beépíthetők.

Szigorodó előírások

Az utóbbi időben a vegyszer-, konkrétan gyomirtó- és csávázószer-felhasználására vonatkozó egyre szigorodó előírások változásai és a gyomnövények kialakuló vegyszerrezisztenciája is ráirányítja a figyelmet a mechanikai növényápolási technológiák alkalmazására. Ezért a gyártók a technológia gépeinek újabb, a közelmúltban fejlesztett típusaival jelennek meg a piacon. Mondhatni azt, hogy a rugósfogú gyomboronák és küllős kapák gyártása reneszánszát éli, és használatuk egyre szélesebb körűvé válik.

Új konstrukciók a teljes felületre

A szántóföldi növénytermesztésben alkalmazott különböző munkaeszközökkel – különböző konstrukciójú ekék, tárcsák, kultivátorok stb. – végzett talajmunkáknak gyomszabályozó hatásuk van. A növényállomány ápolásában használatos eszközök – gyomboronák, küllős kapák – teljes felületi, míg a speciális sorközművelő és tápkultivátorok a sorközművelésben alkalmazhatók. Ezek mellett a hagyományos építésű gépek mellett új konstrukciókkal is találkozhatunk. Ilyen például az alternáló kaszával, szállítószalaggal szerelt gyűjtőtartályos vontatott gép (1. kép).

A teljes felületű növényápolási munkák szükség esetén már a vetést követően, a kelést megelőzően is megkezdhetők az úgynevezett vakboronálás műveletével. A vakboronálással az előzőekben említett kedvező körülményeket, talajállapotot teremtünk a kultúrnövénynek, a gyomok kelését pedig hátráltatjuk. A kelést követően a kikelt állományban – ez lehet kalászos, kukorica, napraforgó vagy akár gyep is – pedig a szintén kikelt gyomokat ritkíthatjuk a boronálással, a sorok talajának lazításával, az esetleges cserepesedés megszüntetésével, és a hajszálcsövesség rombolásával a kipárolgás is csökken, vagyis javul a vízháztartás.

A rugósfogú gyomboronák vagy gyomfésűk különböző munkaszélességű változatban, függesztett, féligfüggesztett vagy vontatott kivitelben készülnek. A konstrukciós kialakításra jellemző a könnyű rácsszerkezetű vázkeret, mely a kisebb függesztett gépeknél fix, míg a nagyobb munkaszélességű változatoknál osztott hidraulikus munkahengerekkel, szállítási helyzetben összecsukható kivitelű (2. kép).

A fix és felcsukható vázkeretekre a kettő vagy ennél több sorban szerelt, rugóacélból boronafogakkal kialakított boronatagok biztosítják a jó talajkövetést. A rugóacélból készült boronatagok – a talajtípustól függően – 4-6-8-12 mm átmérőjűek, és a gyomirtási funkcióra hajlított, míg a tisztítási funkcióra egyenes kialakításúak.

A rugós boronatagok dőlésszöge a különböző konstrukcióknál általában tagonként mechanikusan, több fokozatban, hidraulikus vagy pneumatikus munkahengerekkel fokozatmenetesen állítható (3. kép).

A rugós ujjak talajterhelése is állítható, a keretfelfüggesztés tekercs- vagy pneumatikus rugózásának előfeszítésével. A talajfelületi gyomirtás, -ritkítás alkalmával az összes boronatag dolgozik, míg a sorközművelésben a soroknak megfelelő boronatagok kiiktathatók. A nagyobb munkaszélességű, féligfüggesztett és vontatott gépeket munkahelyzetben támkerekek támasztják alá.

A mechanikai gyomirtás hatékony eszközei a reneszánszukat élő küllős kapák. A küllős kapák az előzőekhez hasonló, bár azoknál kissé összetettebb felépítésű, nagyon hatékony munkát végző konstrukciók. Építésmódjukat tekintve is hasonló, függesztett-, féligfüggesztett és vontatott kivitelben készülnek, fix- és összecsukható, merev gerendelyes felépítésűek (4. kép).

Az összecsukható gerendelytagok, hidraulikus munkahengerek segítségével, a középső tag mellé függőlegesen felhajthatók vagy fölé emelhetők, egyes típusoknál vízszintesen, a menetiránynak megfelelően behajthatók. A többnyire zártszelvényű gerendelyre kengyelcsavarokkal vannak rögzítve a művelőelemek. A művelőelemek egyszerű talajkövető lengőkarjainak csapjain vannak csapágyazva a küllőskapa- (nevezik „csillagoknak” is) szerszámok.

Különös gyártói figyelem az élettartamra

A kapák anyaga nagy kopásszilárdságú kovácsolt anyag vagy acélöntvény, kialakításukat tekintve ezek kör alakú tárcsák, csillagkerekek, sugárirányú hajlított, ívelt hegyes küllőkkel. A csapágyazás pedig zárt, porvédelemmel ellátott, golyós kivitelű. Egyes típusokon a lengőkarokon lévő tekercsrugók előfeszítésével változtatható a talaj típusának, illetve a munkavégzés funkciójának megfelelően a küllős kapák talajterhelése.

A küllős kapák technológiai alkalmassága az egyszerű konstrukciójuk ellenére nagyon széles körű. Alapváltozatban a teljes felületű gyomirtás hatékony eszközei. A tárcsák, illetve csillagkerekek sugárirányú ívelt fogai hurkolt ciklois pályán dolgoznak, hatékony lazítást végeznek, és a kultúrnövények sérülése nélkül kiemelik a gyomokat. A sorközművelés esetén a művelőtagok a sortávolságnak megfelelően felhajthatók. A kapák, tárcsák, vagyis a csillagkerekek megfordíthatók, alapesetben az ívelt fogak vagy küllők erős bontóhatást fejtenek ki, míg megfordítva kíméletesebben dolgoznak. A küllős kapatestek egyes gyártmányoknál hullámos tárcsákra cserélhetők, így akár rövidtárcsaként is működnek. A legtöbb típust az előzőekben ismertetett rugós-ujjas gyomfésűk is kiegészíthetik. Ezek a konstrukciók az említett aprómag-szórvavető gépekkel is összeépített változatban szintén elérhetők (5. kép). Ezek a konstrukciók a növényápolás felülvetési munkáinak elvégzésére is használhatók.

Az ismertetett konstrukciók a mechanikai gyomirtás és az egyéb technológiai alkalmazás során az üzemeltetéshez rendkívül alacsony vonóhorog-, illetve motorteljesítményt igényelnek. A szükséges motorteljesítmény a gyomfésűknél 5-6 LE, illetve 3,5–4,5 kW a munkaszélesség 1 folyóméterére számítva. A küllős kapák üzemeltetése során ez kissé magasabb érték lehet, 7-8 LE (5-6 kW) folyóméter. A vonóhorog-teljesítmény természetesen függ a vontatási ellenállástól és a munkasebességtől.

Kamerarendszerek és GPS-alkalmazások

A széles sortávú szántóföldi kultúrák mechanikai növényápolás, illetve gyomirtás tekintetében szintén hatékony eszközei a sorközművelő kultivátorok, melyek szilárd- vagy folyékonyműtrágya-kijuttatóval szerelt változatai a tápkultivátorok (6. kép).

A sorközművelő és tápkultivátorok konstrukciós kialakítása, az alkalmazott munkaeszközök, a művelőtagok paralelogramma felfogása és az ezeket tartó vázszerkezet a szántóföldi kultivátorokéhoz hasonló. A munkaeszközök lehetnek passzív, egyoldalas, saraboló lúdtalp alakú, merev vagy rugós szárú, ék alakú vagy aktív függőleges, vagy közel a vízszinteshez, forgó kivitelűek. Ezenkívül a sorközművelők fontos részei a soron tartó érzékelők, automatikák, vezérlések, védőlemezek. A vázszerkezetet azonban a biztonságos soron tartás érdekében az üzemeltető traktor függesztőberendezéséhez kapcsolódó segédgerendely egészíti ki. A függesztő- és segédgerendely helyzetének változtatásával lehet a sorközművelő gép pozícióját pontosan tartani, különböző mechanikus, tapogatós vagy a különböző színképelemzéses/kamerás érzékelés alapján.

A mechanikus soron tartó érzékelők a sorközművelő kultivátoroknak a traktor hátsó hárompont-függesztőjéhez csapszegekkel kapcsolódó mellső gerendelyének karjaiba vannak beépítve, és érzékelik a sorban lévő növényeket. A berendezés munkaeszközöket tartó gerendelye ehhez képest a mechanikus jelfogók által érzékelt, illetve adott jel hatására a sor irányának, változásának megfelelően, vagyis az üzemeltető traktor pozíciójához képest elmozdul. A sorelmozdulást biztosító hidraulikus munkát elektrohidraulikus vezérlőegység végzi (7. kép).

A sorközművelő kultivátorok biztonságos üzemeltetésének érdekében azonban – a széles sortávú kultúrák sorcsatlakoztatási hibái miatt –fontos szempont, hogy a kultivátorozásra mindig a vetéssel, a vetőgéppel megegyező sorszámú munkaeszközzel felszerelt sorközművelő kultivátort alkalmazzunk.

A sorközművelő kultivátorok soron tartását a mechanikus eszközök mellett az elektromos jelátviteli – a spektrális, vagyis a színképelemzés, a szenzortechnológia, valamint a kamerás jelfeldolgozás, ISOBUS-adatátvitel és fedélzeti komputerek, PC-k – és modern kezelőfelületek rohamos fejlesztési eredményei tették lehetővé. A kamerarendszerek vagy a különböző hullámhosszon dolgozó szenzorok a kultivátorok gerendelyére vannak építve, és általában kettő–négy sorállomány helyzetét figyelik (8. kép).

A gépek soron tartó mechanizmusa az előzőekben leírtakhoz hasonló, de lényegesen nőtt a szenzorokkal és kamerákkal érzékelt jelek száma, jóval pontosabb a mechanikus megoldásnál a szoftveres és számítógépes adatfeldolgozás, valamint az ISOBUS-adatátvitel lényegesen gyorsabb és pontosabb beavatkozásra ad lehetőséget. A sorközművelő, univerzális traktorok kormányzásában a hidraulikus vagy szervós kormányrendszerek lehetőséget biztosítanak a szintén lézervezérlésű vagy led-soros, valamint a GPS-alkalmazású soron tartók alkalmazására (9. kép).

A GPS-alkalmazás során a szolgáltatók által biztosított ±2,5 cm RTK-pontosságú RTK-jel az üzemeltető traktor kormányzásához és a kultivátorra szerelt GPS-vevőantennához rendelkezésre áll.

A rendszerben az automata kormányzási rendszer kamerája és a GPS vevőantennája vezérli a kis védőtávolsággal dolgozó kultivátort. A kultivátoron elhelyezett vevőantenna jelei alapján a rendszer meghatározza a művelőeszköz és a növény közötti távolságot. A kamera pedig a kijelzőn, illetve a kezelőterületen megjelenő képeket továbbítja.

A vegetációs időszakban történő tápanyag-kijuttatás céljából a sorközművelő kultivátorok vázkeretére szilárd- és folyékonyműtrágya kijuttató adapterekkel szerelt változatok is széles típusválasztékban vannak jelen a gépkínálatban.

A sorközművelő kultivátorok fontos kiegészítői a mechanikus adagolású és gravitációs anyagszállítású vagy mechanikus adagolású és pneumatikus anyagszállítású szilárdműtrágya-kijuttató berendezések, melyek magtartályból, adagolóberendezésből – pneumatikus gépeknél – ventilátorból és vezetőcsövekből állnak. A folyékony műtrágyák kijuttatására alkalmas gépek pedig zárt tartályból, folyadékszállító szivattyúból, adagoló- és szabályzóelektronikából állnak. Az így összeépített gépkapcsolatot nevezzük tápkultivátornak (10. kép).

A folyékonyműtrágya-kijuttatóval szerelt tápkultivátorok szenzortechnológián alapuló és ISOBUS-adatátvitelű szoftveres adagmennyiség-szabályozásának vezérlése az üzemeltető traktor termináljáról vezérelhető. Ennek eredményeként a gépek differenciált tápanyag-kijuttatásra is alkalmasak lehetnek.

Az ismertetés a szántóföldi növénytermesztési alkalmazásokat érinti, de az ismertetett konstrukciók, megfelelő applikációkkal, az egyéb növénytermesztési ágazatokban is elterjedten alkalmazásra kerülnek. A kertészeti ágazatban, a zöldségtermesztésben az ismertetett konstrukciók robotokba épített megoldásai is egyre jobban terjednek.

Az elmondottakat azzal foglalhatjuk össze, hogy a gyomirtási és növényápolási munkák vegyszermentes, mechanikusan történő elvégzésének a különböző konstrukciójú küllős kapák és gyomboronák hatékony eszközei. Munkájukat, a vegyszeres gyomirtással kiegészítve, még hatékonyabbá lehet tenni. A sorközművelő kultivátorok számos típusa – az egyszerű kézi kormányzású gépektől a lézertechnológiával és GPS-alkalmazásokkal vezérelt gépekig – számos változatban áll rendelkezésre. Az ismertetett sorközművelőkultivátor-konstrukciókkal a mechanikus gyomirtás mellett az aktuális talajápolási és tápanyag-visszapótlási, egyes típusoknál pedig kiegészítő vegyszerezési munkák is egyaránt elvégezhetőek. Egyes gépkonstrukciókat és traktorkapcsolatokat a lézertechnológiával a precíziós növényápolásban, illetve a precíziós gazdálkodás elemeként is fel lehet használni.

dr. Kelemen Zsolt
műszaki szakértő – Gödöllő