SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE TECHNICKÁ FAKULTA. Moderné prvky v konštrukcii rozhadzovačov priemyselných hnojív

Transcription

1 SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE TECHNICKÁ FAKULTA Moderné prvky v konštrukcii rozhadzovačov priemyselných hnojív Nitra 2011 Peter OMELINA

2 SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE TECHNICKÁ FAKULTA Moderné prvky v konštrukcii rozhadzovačov priemyselných hnojív (Bakalárska práca) Študijný program : Študijný odbor : Školiace pracovisko : Školitel : Poľnohospodárska technika Poľnohospodárska a lesnícka technika Katedra strojov a výrobných systémov doc. Ing. Pavol Findura, PhD. Nitra 2011 Peter OMELINA

3 Čestné vyhlásenie Podpísaný Peter Omelina vyhlasujem, že som záverečnú prácu na tému Moderné prvky v konštrukcii rozhadzovačov priemyselných hnojív vypracoval samostatne s použitím uvedenej literatúry. Som si vedomý zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé. V Nitre 14. marca 2011 Peter Omelina

4 Poďakovanie Touto cestou si dovoľujem poďakovať vedúcemu bakalárskej práce doc. Ing. Pavlovi Findurovi, PhD. za odborné vedenie, cenné rady, pripomienky a námety, ktoré mi poskytol pri vypracovaní bakalárskej práce. Rovnako moja vďaka patrí všetkým, ktorý mi vytvorili podmienky pre úspešné vypracovanie bakalárskej práce.

5 Abstract In this bachelor work deals with issues of solid fertilizer fertilizers with a focus on effective management in the area with the latest systems and components used in the technique of Solid fertilizer.. The use of the fertilization of technologies in precision farming system is aligned and conditional knowledge of local properties of a particular parcel of land, which we provide input information gathered by various sensors and mapping crop yields immediate meters with a precise measurement of position the harvester, as well as knowledge of physical and mechanical properties of fertilizers. The aim of this study was to evaluate the latest features in design rozhadzovačov fertilizers, as well as their direct impact on increasing the efficiency. Keywords: spreaders, fertilizers, precision agriculture, satellite navigation systems Abstrakt V tejto bakalárskej práci rozoberáme problematiku hnojenia tuhými priemyselnými hnojivami so zameraním na efektívne hospodárenie v danej oblasti pomocou najmodernejších systémov a prvkov používaných v technike rozhadzovačov tuhých priemyselných hnojív. Využívanie daných technológií hnojenia v systéme presného poľnohospodárstva je prispôsobené a podmienené poznaním lokálnych vlastností pôdy konkrétneho pozemku, čo nám zabezpečujú vstupné informácie získavané pomocou rôznych snímačov, mapovaním úrody, meračmi okamžitej úrody s presným meraním polohy kombajnu, ako aj poznaním fyzikálno- mechanických vlastností používaných hnojív. Cieľom tejto práce bolo zhodnotiť najmodernejšie prvky v konštrukcii rozhadzovačov hnojív, ako aj ich priamy vplyv na zvyšovanie efektivity hnojenia. Kľúčové slová : rozhadzovače, hnojivá, presné poľnohospodárstvo, satelitné navigačné systémy

6 OBSAH Úvod Cieľ práce Metodika práce Prehľad o súčasnom stave riešenej problematiky Hnojivá Dôsledky nedostatočného hnojenia Legislatíva Nitrátová smernica 91/676 EC Charakteristika priemyselných hnojív a klasifikácia ich vlastností Charakteristika a rozdelenie hnojív Rozdelenie hnojív podľa účinnosti Rozdelenie podľa pôvodu Rozdelenie hnojív podľa chemického zloženia Rozdelenie hnojív podľa skupenstva Fyzikálno- Mechanické vlastnosti tuhých priemyselných hnojív Zásady skladovania hnojív Rozdelenie strojov na aplikáciu Rozdelenie podľa druhu a formy hnojiva Rozdelenie podľa druhu stroja Rozdelenie podľa spôsobu pripojenia k energetickému zdroju (pozemné) Požiadavky na konštrukciu a funkciu rozhadzovačov TPH Hodnotenie kvality práce rozhadzovačov priemyselných hnojív...26

7 4.7.1 Ukazovatele a metódy hodnotenie kvality rozhadzovania Technológie hnojenia priemyselnými hnojivami Konvenčný spôsob Variabilné hnojenie v systéme presného poľnohospodárstva Systém organizovaného pohybu po poli Satelitné navigačné systémy Navádzanie strojových súprav Návrh na využitie výsledkov Rám (moderné profily) Zásobník Rozhadzovacie ústrojenstvo Kotúčové rozhadzovacie ústrojenstvo Argus kamera Pneumatické rozhadzovacie ústrojenstvo Systém podvozku Utláčanie pôdy GPS a presné poľnohospodárstvo Záver Zoznam použitej literatúry...59

8 ZOZNAM POUŽITÝCH OZNAČENÍ DPZ TPH VRT CTF SPU ICS PP GPS DGPS NPK BPEJ STN ph diaľkový prieskum zeme tuhé priemyselné hnojivá Variable Rate Technology (Controlled Traffic Farming) technológia riadeného pohybu Slovenská Poľnohospodárska Univerzita Integrated Centering System presné poľnohospodárstvo global position system diferential global position system granulované priemyselné hnojivo zložené z prvkov N, P, K bonitované pôdno-ekologické jednotky slovenská technická norma potencia hydrogeni kg. kilogram na jeden meter kubický ISO MDA SDA MSDA ALS PHM RTK ICS ČZU International Organization for Standardization map driven application senzor driven application map and senzor driven application active light source pohonné hmoty real time kinematik integrated cenntering system Česká Zemědelská Univerzita

9 ÚVOD Poľnohospodárstvo patrí do primárnej sféry hospodárstva. Zabezpečuje výživu obyvateľstva a dôležité suroviny pre priemysel a zohráva dôležitú úlohu v ekonomike štátu. Týmito významnými úlohami je základným pilierom samostatnej existencie spoločnosti. Poľnohospodárstvo plní tiež dôležitú funkciu v starostlivosti o krajinu. Hlavným výrobným prostriedkom je pôda. Pôda však nie je len živiteľkou ľudstva, ale nepriamo prispieva aj k zabezpečeniu ďalších dvoch nevyhnutných zdrojov života- vody a ovzdušia, a je teda aj významnou súčasťou životného prostredia. Z dôležitosti funkcií pôdy vyplýva jednoznačná požiadavka, aby bola sústavne chránená, zveľaďovaná, ale hlavne správne využívaná. Dnešná situácia slovenského poľnohospodárstva sa bezpochyby prezentuje veľkým zaostávaním v technickej a technologickej vybavenosti a to v každej oblasti, v technickej nevynímajúc. Rýchlosť modernizácie sa znížila, čo má za následok priame zvýšenie finančných nákladov, nutne spojených s udržaním strojového parku na dostatočne technicky vyhovujúcej úrovni, pričom cieľom zvyšovania úrovne konkurencieschopnosti a rozvíjajúceho sa poľnohospodárstva je rozvoj a modernizácia výrobných technológií. Pri plnení týchto cieľov je nutné zamerať technický rozvoj tým smerom, ktorý dovolí minimalizovať priame výrobné náklady na jednotku produkcie v poľnohospodárskej prvovýrobe a technológiám, ktoré nám umožnia, čo najnižšiu potrebu ľudskej práce a vyššiu produktivitu, vyššiu výkonnosť strojov a nižšie jednotkové náklady. Poľnohospodárska technika a jej technická úroveň patrí k najvýznamnejším faktorom moderného poľnohospodárstva a teda jej vekové a výkonové zloženie v podstatnej miere ovplyvňujú možnosti využívania techniky a priamo ovplyvňujú výrobné náklady. Musíme súhlasiť, že jedným z hlavných a dôležitých intenzifikačných prvkov vývoja v rastlinnej výrobe je bezpochyby hnojenie a výživa rastlín, keďže sa hnojivá priamo podpisujú na zvyšovaní úrody a teda hnojením ako takým sa do pôdy dopĺňa úbytok živín odčerpaných pestovanými plodinami so zámerom zvýšiť jej úrodnosť a upraviť jej fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti a dostupnosť živín pre plodiny a taktiež samotnú veľkosť dosiahnutej produkcie. Pestovateľ poľných plodín podriaďuje systém hnojenia vždy určitému kritériu, spravidla však ide o kritérium ekonomické. Ciele hnojenia sú teda podriaďované na jednej strane požiadavkami pestovaných plodín a na strane druhej ekonomickými požiadavkami kladenými na poľnohospodársky podnik. A keďže jedným z dnešných obrazov v poľnohospodárstve je aj znižovanie počtu chovaného,nielen hovädzieho dobytka, z čoho nevyhnutne nastáva situácia nedostatku kvalitného organického hospodárskeho hnojiva získavaného priamo v poľnohospodárskych podnikoch, čiže v konečnom 9

10 dôsledku vzniká potreba nahradzovať v čoraz väčšej miere organické hnojivá hnojivami priemyselnými. Nakoľko ceny priemyselných hnojív neustále rastú,narastajú nám aj ceny vstupov do výroby. Jednou z možností ako znížiť náklady produkcie je variabilné hnojenie priemyselnými hnojivami. Z hľadiska hnojenia rastlín sa v manažmente agronomickej činnosti vykonávajú úkony, ktorých obsahom je určovanie dávky živín pripadajúcej na jednotku plochy, ich pomer, formu použitého hnojiva a spôsob či techniku hnojenia. Cieľom je snaha o zvyšovanie efektívnosti, čo spočíva v presne lokalizovaných agrotechnických zásahoch na obhospodarovanom pozemku a týka sa hlavne usmernenia technológií nielen v hnojení, ale aj v ďalšom spracovaní pôdy. Efektívne využívanie priemyselných hnojív v sebe nezahŕňa len stránku ekonomickú, ale predovšetkým efektívnu aplikáciu tejto suroviny mechanizačnými prostriedkami, vzhľadom na priestorové diferencovanie živín a vlastností pôdy na pozemku. Kvalitná a efektívna aplikácia priemyselných hnojív patrí medzi základné piliere každého poľnohospodárskeho subjektu, ktorý chce vyrábať kvalitné, bezpečné a dostupné potraviny pre široký sortiment spotrebiteľov. 10

11 2 CIEĽ PRÁCE V práci sa venujeme problematike moderných prvkov a trendom v konštrukcii rozhadzovačov priemyselných hnojív, ako aj samotnej problematike hnojenia pomocou rôznych typov rozhadzovačov priemyselných hnojív. Popisujeme princípy práce, základné vlastnosti jednotlivých hnojív, ktoré na ňu vplývajú. Rozoberáme využitie systémov organizovaného pohybu po poli, asistovaného systému a systému GPS. Cieľom tejto bakalárskej práce je definovať inovatívne prvky v konštrukcii strojov pre aplikáciu priemyselných hnojív. Obr. 1 Rozhadzovač tuhých priemyselných hnojív značky Kuhn AXERA 11

12 3 METODIKA PRÁCE Pri zostavovaní tejto kompilačnej bakalárskej práce som postupoval v nasledovných krokoch: - charakterizoval som dostupné hnojivá na trhu, - definoval som vlastnosti hnojív a ich možnosti využitia, - charakterizoval som legislatívnu stránku pri hnojení, - rozdelil som stroje pre aplikáciu priemyselných hnojív a charakterizoval som jednotlivé kategórie, - popísal som jednotlivé ukazovatele hodnotenia kvality práce rozhadzovačov priemyselných hnojív. 12

13 4.PREHĽAD O SÚČASNOM STAVE RIEŠENEJ PROBLEMATIKY 4.1. Hnojivá Hnojivá sú jedným z hlavných výrobných prostriedkov rastlinnej výroby. Sú úzko späté s hospodárením na pôde. Ich charakteristickou vlastnosťou je, že priamo, alebo nepriamo pôsobia na rast a vývoj rastlín, na výšku a kvalitu úrody. Ovplyvňujú prístupnosť živín a intenzitu biologických procesov v pôde (Fecenko, 1994) Dôsledky nedostatočného hnojenia Poľnohospodárska výroba si na celom svete zachováva výnimočné postavenie. Na jednej strane musí rovnako ako iné odvetvia prinášať svojmu výrobcovi zisk, na strane druhej zostáva jej hlavnou úlohou výroba cenovo dostupných a zároveň nutrične a chuťovo hodnotných potravín pre široké spotrebiteľské vrstvy. Jedným z najvýraznejších faktorov ovplyvňujúcich výšku i kvalitu výnosov sú hnojivá, a to organické i anorganické. Cez nesporný význam organických hnojív je nutné vziať na vedomie súčasný skutočný stav, kedy došlo v uplynulých rokoch k drastickému zníženiu stavov dobytka. To sa samozrejme premieta do stávajúceho systému hnojenia. V priebehu niekoľkých posledných desaťročí sa stali priemyslové hnojivá vo všetkých ekonomicky vyvinutých oblastiach sveta rozhodujúcim vstupom do rastlinnej výroby. Nedostatočné hnojenie vedie k úbytku živín v pôdnej zásobe ako významnej zložke pôdnej úrodnosti. To potom vo svojom dôsledku pôsobí na znižovanie úrodnosti pôdy. Pôdna úrodnosť sa výrazne podieľa na výnosoch plodín a kvalite zberanej produkcie a tým i na ekonomike rastlinnej výroby. Jej obnovu alebo udržanie možno zaistiť jedine primeranou náhradou živín odoberaných zberom. Znamená to vracať pôde hnojivé hodnoty vo forme organických hnojív a v priemyslových hnojivých vyrovnávať exportované živiny. Špecificky cielené použitie organických a priemyslových hnojív podľa podmienok daného stanovišťa má preto z dôvodov ekologických i ekonomických zásadný význam. Pokorný, et al.(1995) uvádzajú, že úbytok živín v orniciach poľnohospodárskych pôd spôsobený neúmerným znížením ich dodávky vo forme priemyselných i organických hnojív vyvoláva zníženie dosahovaných priemerných výnosov za súčasného zvýšenia ich závislosti na 13

14 poveternostných podmienkach. Deficit organických látok sa odráža v zníženej vododržnosti, v poruchách sorpčného komplexu a v celkovom znížení pôdnej úrodnosti. Nedostatky vo výžive rastlín (nedostatočné hnojenie i jeho nevyváženosť) sa premietajú nie len do výšky výnosov, ale i do ich kvality. Pri nedostatočnej, rovnako ako pri nevyváženej výžive môžu pestované rastliny produkovať zvýšené množstvo nutrične nežiaducich a nebezpečných látok (mutagénov, karcinogénov ai ). (Flohrová, 1996). Obr. 2 Prehľad spotreby čistých živín za jednotlivé roky Legislatíva Na základe Nariadení vlády SR zo dňa boli na území SR vyčlenené zraniteľné oblasti z hľadiska ochrany vodných zdrojov. Poľnohospodárske subjekty hospodáriace v spomínaných územiach sú povinné rešpektovať osobitné zásady hospodárenia. Podľa zákona č. 220/2004 Z.z. sú všetky poľnohospodárske pôdy podľa príslušnosti do BPEJ zaradené do 9 skupín kvality pôdy. Najkvalitnejšie patria do 1. skupiny a najmenej kvalitné do 9. skupiny. Prvé 4 skupiny sú chránené podľa 12 zákona o ochrane poľnohospodárskej pôdy a 14

15 možno ich dočasne alebo trvale použiť na nepoľnohospodárske účely iba v nevyhnutných prípadoch, ak nie je možné alternatívne riešenie Nitrátová smernica 91/676/EC Nitrátová direktíva je súborom opatrení smerujúcich k zníženiu možností znečistenia vodných zdrojov (povrchové aj podzemné) dusičnanmi, ktoré môžu pochádzať z minerálnych hnojív, a z hospodárskych hnojív (maštaľný hnoj, hnojovica, močovka) a to vtedy, keď sú aplikované v nadmerných dávkach a v nesprávnom čase, alebo keď sú zle uskladňované. Nitrátová direktíva vyžaduje 3 hlavné povinnosti pri jej zavádzaní do praxe: - vymedzenie zraniteľných oblastí ohrozenia vodných zdrojov - vypracovanie a zverejnenie Kódexu správnej poľnohospodárskej praxe - vypracovanie a zverejnenie programov hospodárenia v poľnohospodárstve Zraniteľné oblasti boli na území SR vyčlenené Nariadením vlády SR zo dňa Podľa tohto nariadenia bolo 1546 obcí vyhlásených za územia zraniteľné z hľadiska ochrany vodných zdrojov. Poľnohospodárske subjekty hospodáriace v spomínaných územiach sú povinné rešpektovať osobitné zásady hospodárenia. Zraniteľné oblasti (podľa vodného zákona) sú poľnohospodársky využívané územia, z ktorých odtekajú vody zo zrážok do povrchových vôd alebo vsakujú do podzemných vôd, v ktorých je koncentrácia dusičnanov vyššia ako 50 mg. alebo sa môže v blízkej budúcnosti prekročiť. Kódex správnej poľnohospodárskej praxe bol schválený vo vedení MP SR a tlačou vydaný v roku Zákon o vodách definuje chránenú vodohospodársku oblasť (ktorú môže vyhlásiť vláda) ako územie, ktoré svojimi prírodnými podmienkami tvorí významnú prirodzenú akumuláciu vôd. V chránenej vodohospodárskej oblasti sa zakazuje okrem iných opatrení i stavať a rozširovať veľkokapacitné farmy s kapacitou ustajnených zvierat väčšou ako 400 kusov dojníc, 600 kusov teliat, 500 kusov mladého dobytka, 500 kusov výkrmu hovädzieho dobytka, kusov výkrmu ošípaných, produkčné farmy s odchovom prasiatok do 30 kg živej hmotnosti, 700 kusov prasníc a 800 kusov oviec. Ďalej je tu zákaz leteckej aplikácie hnojív a chemických látok na ochranu rastlín alebo na ničenie škodcov 15

16 alebo burín v blízkosti povrchových vôd, kde môže dôjsť k znečisteniu vôd alebo k ohrozeniu kvality a zdravotnej bezchybnosti vôd. Programy hospodárenia boli schválené vo vedení Ministerstva pôdohospodárstva v roku V zraniteľných oblastiach sa na základe súboru pôdnych, hydrologických, geografických a ekologických parametrov určili pre každý poľnohospodársky subjekt 3kategórie obmedzení hospodárenia: kategória A - kategória B - kategória C - produkčné bloky s najnižším stupňom obmedzenia hospodárenia produkčné bloky so stredným stupňom obmedzenia hospodárenia produkčné bloky s najvyšším stupňom obmedzenia hospodárenia Podmienky hospodárenia na A, B, C kategóriách produkčných blokov sú podrobne uvedené v Programe hospodárenia. Obr.3 Mapa zraniteľných oblastí Slovenska 16

17 4.2 Charakteristika priemyselných hnojív a klasifikácia ich vlastností Charakteristika a rozdelenie hnojív Podľa Fecenka a Ložeka (2000) je možné hnojivá charakterizovať ako látky, ktoré obsahujú rastlinné živiny, prípadne sa dajú definovať ako látky ktoré svojimi fyzikálnymi, chemickými a biologickými vlastnosťami zlepšujú výživu rastlín a zvyšujú úrodnosť. Na rozdiel od organických hnojív, ktoré sú rastlinného alebo živočíšneho pôvodu priemyselné hnojivá sú výsledkom zložitého chemicko-technologického procesu priemyselnej výroby. Kompletná schéma rozdelenia priemyselných hnojív ako aj definície jednotlivých druhov sú stanovené v norme STN EN (Macák Nozdrovický -Krupička, 2009) Rozdelenie hnojív podľa účinnosti: Priemyselné hnojivá podľa účinnosti rozdeľujeme do nasledovných kategórií: A hnojivá priame B hnojivá nepriame. Hnojivá priame obsahujú jednu alebo viac rastlinných živín alebo hnojivých látok a tým priaznivo pôsobia na rastlinu a pôdu. Patria sem hnojivá, ktoré poskytujú rastlinám látky nevyhnutné pre ich rast a vývoj. Hnojivá nepriame- sem zaraďujeme rôzne prípravky, ktorými sa zlepšujú fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti pôdy, čím sa nepriamo ovplyvní tiež dynamika živín v pôde a ich prijateľnosť pre rastliny (bakteriálne- očkovacie látky, koloidné, stimulačné) pôdne zlepšovače a iné Rozdelenie hnojív podľa pôvodu Hnojivá priame môžeme podľa pôvodu rozdeliť na : 1.Hnojivá priemyselné (anorganické) 2.Hnojivá hospodárske (organické) 17

18 Hnojivá priemyselné sú výrobky chemického priemyslu, baníckeho, stavebného a hutníckeho priemyslu, prípadne odpady rôznych odvetví priemyslu využiteľné v poľnohospodárstve. Z chemického hľadiska sú definované ako jednoduché chemické zlúčeniny(soli) alebo ich zmesy, a len výnimočne sa používajú zložité chemické zlúčeniny(napr. pomaly pôsobiace dusíkaté hnojivá vo forme vysokomolekulárnych zlúčenín) ako uvádzajú Richter a Halušek (1996). Hnojivá hospodárske- sú látky rastlinného alebo živočíšneho pôvodu. Podľa Fecenka a Ložeka (2000) tieto hnojivá možno pokladať za takzvané plné hnojivá, pretože na ich zložení sa podielajú tie isté látky, ktoré sa zúčastňujú pri tvorbe rastlinnej hmoty, a teda obohacujú pôdu o všetky živiny. Priaznivo ovplyvňujú agrochemické a hlavne biochemické a mikrobiálne premeny v pôde. Získavajú sa priamo v poľnohospodárskom podniku. Obsahujú všetky hlavné živiny a tiež rôzne iné účinné látky (mikroorganizmy, stimulačné látky). Sem patrí : -maštaľný hnoj -močovka -hnojovica - komposty -zelené hnojenie -slama na hnojenie V hospodárskych hnojivách sa dodávajú do pôdy nielen živiny, ale aj humusotvorné látky, mikroorganizmy Rozdelenie hnojív podľa chemického zloženia Priemyselné hnojivá by sa dali definovať ako zlúčeniny, alebo zmesi solí chemického priemyslu(amónne soli: sírany, fosforečnany, dusičnany, chloridy, bezvodný amoniak, uhličitany, oxidy a hydroxidy, polyfosforečné soli) ako uvádzajú Ložek, Fecenko a Borecký (1995). Majú podstatne vyšší obsah živín ako organické hnojivá. Obsahujú tiež mnohé ďalšie látky (anióny, katióny), ktoré ovplyvňujú priebeh pôdnej reakcie a ph (Richter a Hlušek, 1996). Z hľadiska obsahu hlavnej živinovej zložky tieto hnojivá rozdeľujeme na: Hnojivá jednozložkové obsahujú jednu živinu ako hlavnú, ale môžu obsahovať aj ďalšie ióny (Ca 2+,Mg2+, SO -, Cl-,Na+ a iné) prípadne mikroelementy. Tieto ďalej delíme na hnojivá : - Dusíkaté - Fosforečné 18

19 - Draselné - Vápenaté - Horečnaté Hnojivá viaczložkové obsahujú dve alebo viac hlavných živín a tiaž mikroelementy. Diferencujeme ich podľa vlastností na hnojivá: - zmiešané pripravené zmiešaním jednozložkových hnojív - zložené predstavujú chemické zlúčeniny- jedince s dvomi alebo viacerými živinami. - Kombinované- vyrobené chemickými procesmi z polotovarov obsahujúcich N, P, K prípadne mikroelementy. - Mikrohnojivá- chemické zlúčeniny, ktoré obsahujú buď jeden alebo viac mikroelementov (upravené zmesi, frity ) Rozdelenie hnojív podľa skupenstva Veľký význam má klasifikácia priemyselných hnojív podľa skupenstva. Podľa tohto kritéria rozoznávame nasledovné druhy priemyselných hnojív: 1. tuhé- hnojivá sa môžu ďalej rozdeľovať podľa veľkosti častíc na: -práškové- veľkosť častíc < 1 mm -zrnité- veľkosť častíc >1 mm Pričom podľa spôsobu výroby ich môžeme ešte rozdeliť na : -kryštalické -granulované 2. tekuté- priemyselné a hospodárske hnojivá produkované v priemysle alebo poľnohospodárstve v tekutom skupenstve ( roztoky N, NP, NPK, suspenzné hnojivá, močovka a hnojovica) (Fecenko, 1994). 19

20 Obr. 4 Sortimentná skladba tuhých priemyselných hnojív ( 4.3 Fyzikálno-mechanické vlastnosti tuhých priemyselných hnojív (TPH) Okrem chemického zloženia, ktoré z pohľadu výživy rastlín je jedným z kritérií kvality, existuje aj rada ďalších vlastností, ktoré ovplyvňujú kvalitu hnojív a sú veľmi dôležité najmä z hľadiska ich aplikácie, skladovania, dopravy a manipulácie. Granulometrické zloženie hnojív Táto vlastnosť udáva priemer častice, ktorý je charakteristický pre podstatnú časť granulátu určitého druhu tuhého priemyselného hnojiva. Obvykle sa udáva interval, ktorý musí byť dodržaný pre dohodnutý percentuálny podiel hmoty ako uvádza norma STN (napr. 90 hmotnostných percent hnojiva musí mať priemer zrna v rozsahu 2 až 4 mm). Samotná granulometria je ovplyvnená technologickým postupom granulácie a triedením. Ako uvádza Paulen (1998), granulometrické zloženie tvorí jednu zo základných vlastností hnojiva, ktorá ovplyvňuje kvalitu aplikácie odstredivých rozhadzovačov priemyselných hnojív. Páltik (1989), uvádza, že široký záber zrnitosti granulátu má pri manipulácii s hnojivom za následok separáciu jednotlivých veľkostných frakcií hnojiva, v dôsledku čoho môže dochádzať pri jeho aplikácii k väčšej priečnej nerovnomernosti, hlavne pri odstredivých rozhadzovačoch. Postup stanovenia granulometrického zloženia je na Slovensku určený normou STN EN Tuhé priemyselné hnojivá Sitová skúška s prílohou STN EN 1235/A1, ktorá pojednáva 20

21 o vyjadrení výsledkov zo sitovej skúšky. Táto norma stanovuje metódu, ktorá určuje zastúpenie častíc jednotlivých veľkostí TPH pomocou sitovej skúšky. Mechanická pevnosť častíc Vyrobené hnojivo pri skladovaní a doprave vagónmi, automobilmi, mechanickými dopravníkmi a pri aplikácii na pole väčšinou odstredivými a pneumatickými rozhadzovačmi by malo zostať v pôvodnom granulometrickom zložení bez výrazného nárastu prachového podielu. To znamená, že granule by sa nemali drviť pôsobením tlaku v hromade,vzájomným trením pri doprave a manipulácii, a tiež pri náraze na rotujúci kotúč a jeho lopatku pri odstredivých rozhadzovačoch. Bodová pevnosť Túto vlastnosť definujeme ako odolnosť častice priemyselného hnojiva proti namáhaniu tlakom. Ovplyvňuje skladovanie, manipuláciu a aj aplikáciu granulovaných priemyselných hnojív. Pevnosť proti oteru Charakteristiku tejto vlastnosti a postup merania určuje norma STN , ktorá definuje pevnosť proti oteru, ako množstvo prachu, ktorý vznikol pri otieraní granúl oceľovými guličkami za definovaných experimentálnych podmienok. Dynamická pevnosť (Pevnosť proti nárazu) Metodický postup stanovenia určuje norma STN , kde sa dynamická pevnosť udáva ako percentuálny podiel hmoty, v ktorom bolo zachované pôvodné zrnenie po náraze na pevnú plochu. Sypný uhol Sypný uhol je definovaný ako rovinný uhol, ktorý zviera povrchová priamka kužeľa voľne nasypanej hromady hnojiva so základňou. Charakterizuje sypkosť hnojiva a väčšinou sa pohybuje medzi 25 až 55 (Páltik, 1989). Uhol sklzu Uhol sklzu definujeme, ako rovinný uhol o ktorý musí byť odklonená rovná podložka, aby sa z nej začal samovoľne sypať skúšaný materiál vplyvom gravitačnej zložky. Býva tiež označený aj ako dynamický sypný uhol. Vo veľkej miere závisí jeho hodnota od veľkostí uhlov vnútorného a vonkajšieho trenia. 21

22 Uhol statického sklonu Je to rovinný uhol medzi horizontálnou rovinou a rovinou, ktorá vznikne po odstránení čelnej steny pravouhlej nádoby daným granulátom. Uhly vnútorného a vonkajšieho trenia Jäger a Hegner (1987) pri granulovaných priemyselných hnojivách je uhol vonkajšieho trenia charakterizovaný medzi granulátom a stenou zásobníku, a uhol vnútorného trenia je vzájomné trenie jednotlivých častíc. Pri granuláte závisí od chemického zloženia, najmú na obsahu vody a na povrchovej úprave granúl. Sypná hmotnosť Sypná hmotnosť predstavuje hmotnosť určitej objemovej jednotky. Udáva sa v kg.m -3. Slovenské technické normy definujú sypnú hmotnosť po strasení, stanovenú ako hmotnosť priemyselného hnojiva, ktoré sa nasypalo do objemovej jednotky zásobníka, a potom sa striaslo za presne definovaných podmienok uvedených v norme STN EN Je určená ako pomer hmotnosti a objemu danej vzorky. Hygroskopičnosť- Navlhavosť Hygroskopičnosť je vo všeobecnosti považovaná za veľmi nežiaducu vlastnosť, ktorá sa prejavuje tým, že hnojivo prijíma vlhkosť z atmosféry, a tým mení svoje vlastnosti. Je jednou z príčin spekavosti hnojív. Jäger a Hegner (1987) uvádzajú, že hnojivo vlhne vtedy, ak je parciálny tlak vodnej pary v okolitom vzduchu vyšší ako parciálny tlak nad hnojivom. Spekavosť Táto vlastnosť sa považuje za jenu z najhorších vlastností, s ktorou sa stretávame vo výrobe hnojív, ako aj v poľnohospodárstve. Prejavuje sa tým, že pôsobením vnútorných vplyvov (teploty, vlhkosti okolia, tlaku pri skladovaní)a vlastnosťami hnojiva(granulometrického a chemického zloženia, vlhkosti) sa pri skladovaní v hromadách, vreciach, ale aj v zásobníkoch tvoria pevné aglomeráty tzv. spečence, ktoré silne narušujú ďalšiu plynulú manipuláciu, poprípade ju úplne znemožňujú. Sypkosť Pod pojmom sypkosť chápeme komplexnú vlastnosť. Ideálna veličina charakterizujúca sypkosť by mala vyjadrovať dynamické vlastnosti, t.j. dokonalé vyprázdňovanie vagónov 22

23 a zásobníkov, a tiež vlastnosti statické, t.j. zachovanie granulometrického zloženia, a to aj pri dlhodobom skladovaní. Prašnosť hnojiva Prašnosť hnojiva sa vyjadruje množstvom prachových emisií (v mg) uvoľnených za štandardných podmienok z jednotkového množstva (1 kg) hnojiva. Táto hodnota je dôležitá z hľadiska dodržania hygienických noriem v skladoch a pri manipulácii s hnojivom. (Macák - Nozdrovický Krupička, 2009). 4.4 Zásady skladovania hnojív Ako uvádza Fecenko, (1997) nesprávnym skladovaním priemyselných hnojív dochádza k zmene ich fyzikálno-chemických vlastností,keďže hnojivá pri styku s vodou, alebo zvýšenou atmosférickou vlhkosťou mazľavejú, neskôr tvrdnú a ich použitie je následne problematické. Straty na živinách od výroby po aplikáciu môžu pri tom dosahovať až 20%. Z týchto dôvodov je potrebné budovať sklady s takými podmienkami, aby sme zabránili týmto neželaným javom. Spôsoby skladovania a samotná úprava skladovacích priestorov je upravená v norme STN zásady skladovania tuhých priemyselných hnojív. V nej je sklad tuhých priemyselných hnojív definovaný, ako stavebný objekt vybavený strojmi a zariadeniami, ktoré slúžia na manipuláciu a skladovanie týchto materiálov. Požiadavky na skladovacie priestory: - Sklad musí byť dobre chránený pred dažďovou vodou a pred presakovaním spodnej a povrchovej vody - Steny skladu sypkých hnojív musia byť odolné voči chemickým vplyvom. - Podlaha musí byť vybavená jednoliatym nepriepustným povrchom, dostatočne odolným voči mechanickému namáhanie a chemickým účinkom hnojív. - Elektrický rozvod musí byť inštalovaný podľa platných predpisov a noriem pre jeho inštaláciu - Hnojivá voľne uložené sa skladajú v oddelených hromadách. - Hnojivá balené vo vreciach sa ukladajú na plocho, do výšky siedmich vriec Pri práci s voľne loženými hnojivami, je potrebné dbať na zamedzenie prašnosti pri manipulácii s hnojivami a venovať zvýšenú pozornosť ochrane zdravia pracovníkov (Macák Nozdrovický - Krupička, 2009). 23

24 4.5 Rozdelenie strojov používaných na aplikáciu hnojív Používaná technika pri aplikácii tuhých a kvapalných priemyselných hnojív veľmi citlivo reaguje na ich technologické a fyzikálno- mechanické vlastnosti. Od týchto vlastností sa odvíja kvalita práce vyjadrená priečnou nerovnomernosťou rozhadzovania i postrekovania, ako aj potrebou dodržiavania požadovanej dávky na hektár Rozdelenie strojov podľa druhu a formy hnojiva 1. Stroje na aplikáciu organických hnojív - tuhých (rozhadzovače maštaľného hnoja a kompostov) - kvapalných (cisterny na plošné, prípadne hĺbkové zapravenie hnojovice, močovky, tekutého hnoja) 2. Stroje na aplikáciu priemyselných hnojív - tuhých (rozhadzovače odstredivé, pneumatické, dopravníkov- reťazové) -kvapalných (beztlakových alebo nízkotlakových- DAM 390, FOSTIM ai, upravené postrekovače alebo špeciálne aplikátory, tlakových- čpavok, čpavkovače) Rozdelenie podľa druhu stroja 1. stroje na pozemnú aplikáciu 2. stroje na leteckú (aviatickú) aplikáciu Rozdelenie podľa spôsobu pripojenia k energetickému zdroju (pozemné) 1. nesené (Celková hmotnosť rozhadzovača spočíva na podvozku energetického prostriedku, s ktorým je stroj agregovaný). 2. návesné (časť hmotnosti rozhadzovača je nesená na náprave energetického prostriedku a časť jeho hmotnosti spočíva na jeho vlastnej náprave). 3. prívesné(celková hmotnosť rozhadzovača je nesená na jeho vlastných nápravách). 24

25 4. samohybné (Sú to stroje na aplikáciu hnojív, ktoré majú vlastný energetický zdroj- spaľovací motor, vlastné pojazdové ústrojenstvo a ich celková hmotnosť je nesená na ich vlastnej náprave) (Paulen,1998), (Macák -Nozdrovický -Krupička, 2009). 4.6 Požiadavky na konštrukciu a funkciu rozhadzovačov TPH Z celosvetového pohľadu zostávajú najpoužívanejšími strojmi na rozhadzovanie TPH odstredivé rozhadzovače- hlavne dvojkotúčové. Do štandardného vybavenia rozhadzovača z hľadiska jeho konštrukcie a funkcie možno zaradiť: - Rýchle a kvalitné nastavenie mernej dávky a kvality rozhadzovania pomocou nastavovacích tabuliek. Tabuľky musia byť pri tom prehľadné a zrozumiteľné. Dôležitá je sústavná aktualizácia nastavovacích tabuliek vo vzťahu k novým druhom hnojív a ich vlastnostiam. - Možnosť nastavovať rozhadzovač bez použitia náradia - Nastavovanie miesta vstupu hnojiva na rozhadzovacie kotúče, prestavovanie odhadzovacích lopatiek(rebier) podľa druhu hnojiva a šírky rozhadzovania, výmena kotúčov rôznych priemerov alebo používanie univerzálnych rozhadzovacích kotúčov s prestavovacími odhadzovacími lopatkami. - Dosahovanie priečnej nerovnomernosti rozhadzovania pod 15%. - Prispôsobenie rozhadzovača na hnojenie okrajov parciel(vypínanie pohonu jedného kotúča alebo obmedzovanie záberu clonami) - Umožnenie prihnojovania hlavne obilnín nesenými rozhadzovačmi aj počas vegetácie(prídavné zdvíhacie zariadenie, dve výškové úrovne upevňovacích lopatiek). Do nadštandardného vybavenia rozhadzovača sa zaraďuje: 1. Príslušenstvo na meranie sekundovej dávky(dávkovania) a na zisťovanie priečnej nerovnomernosti rozhadzovania. 2. Dávkovacie zariadenie umožňuje synchronizáciu dávky s okamžitou pracovnou rýchlosťou. V praxi sú známe dva spôsoby: a) Pre odstredivé nesené rozhadzovače so samotiažovým dávkovaním sa v závislosti na okamžitej rýchlosti mení veľkosť dávkovacej štrbiny. Synchronizáciu riadi palubný počítač, ktorý na základe impulzov od snímača pracovnej rýchlosti dáva pokyn priamočiaremu hydromotoru na prestavenie dávkovacieho hradidla(veľkosti vynášanej štrbiny)do polohy zodpovedajúcej okamžitej pracovnej rýchlosti. Prestavovanie sa deje na základe údajov o prietoku hnojiva v závislosti na polohe hradidla, ktoré sú uložené v pamäti počítača rovnako ako požadovaná dávka 25

26 b) Ak je dávkovanie nútené s pohonom dávkovacieho dopravníka, buď trecím prevodom od zadného kolesa alebo od vlastného kolesa rozhadzovača, potom tento spôsob pohonu dávkovacieho dopravníka priamo zabezpečuje synchronizáciu dávkovania s pracovnou rýchlosťou. 3. Zariadenie na snímanie a korigovanie šírky rozhadzovania, ktoré cez palubný počítač tým zároveň koriguje udržiavanie požadovanej dávky. 4. Možnosť použitia prídavného zásobníka hnojiva pre využitie nesených rozhadzovačov na aplikáciu vyšších dávok (využitím systémových traktorov napr. MB Trac, Fastrac, Unimog a pod. alebo prídavné zásobníky v návesnom vyhotovení s jednonápravovým podvozkom). Pri tomto variante je synchronizácia dávky s pracovnou rýchlosťou nevyhnutná, pretože počas práce je potrebné rýchlosť meniť (Paulen, 1998). 4.7 Hodnotenie kvality práce rozhadzovačov priemyselných hnojív Kvalita práce rozhadzovačov priemyselných hnojív je predovšetkým určená agrotechnickými požiadavkami na tieto stroje. Základná úloha týchto strojov vyplýva v rozptýlení hnojiva čo najrovnomernejšie na povrchu poľa resp. pozemku a to pri dodržaní požadovanej dávky. Pri systémoch VRT (Variable Rate Technology) je tiež potrebná požiadavka na rýchlu a presnú zmenu aplikačnej dávky pri prejazde rozhadzovača medzi jednotlivými hranicami priestorovo diferencovaných blokov, na ktorých je požadovaná rôzna hodnota dávky hnojiva (Fulton, 2003). Pracovná činnosť aplikačného stroja pozostáva z plynulého dávkovania hnojiva dávkovacím ústrojenstvom a jej následným uložením rozhadzovacím ústrojenstvom na povrch poľa. Podstata dávkovania vychádza z regulácie prietoku aplikovaného hnojiva a rozhadzovanie je rozdelenie tohto materiálu požadovaným spôsobom. Kvalita aplikácie odstredivými rozhadzovačmi je výsledkom kvality dávkovania, a kvality rozhodenia aplikovaného materiálu (Srivastava, 1993). Podľa Hofstee et al. (1999), rozhadzovače priemyselných hnojív musia vyhovovať nasledovným požiadavkám: - Vyrovnaná distribúcia priemyselného hnojiva v pozdĺžnom aj priečnom smere, s plnými a čiastočne prázdnymi zásobníkmi, s rôznymi rýchlosťami jazdy a rôzny mi aplikačnými dávkami, - Dostatočná kapacita zásobníka, - Možnosti nastavenia pre vysoké plodiny, - Jednoduchá a presná úprava hmotnostného prietoku, - Možnosti okrajového rozhadzovania, - Vysoká odolnosť proti korózii, 26

27 - Jednoduché čistenie, - Vysoká kapacita. Obr. 5 Rozdelenie hnojiva v priečnom a pozdĺžnom smere pri odstredivom rozhadzovači Ukazovatele a metódy hodnotenie kvality rozhadzovania Hodnotenie kvality práce rozhadzovačov priemyselných hnojív sa vo svete chápe v dvoch rovinách. Prvou je skúšanie rozhadzovačov v štátnych skúšobniach pri uvádzaní nového stroja na trh, alebo jeho dovoze z inej krajiny. Druhá rovina je skúšanie kvality práce vo forme testovania pred začiatkom sezóny za účelom overenia ich technického stavu. Metódy skúšania rozhadzovačov TPH sú obsahom nasledovných noriem: - STN časť 1 Poľnohospodárske stroje. Rozhadzovače tuhých priemyselných hnojív. Metódy skúšania. Od , - STN EN Poľnohospodárske stroje. Rozhadzovače naširoko a aplikátory TPH. Ochrana životného prostredia. Časť 1: Požiadavky. Prvé vydanie , - STN EN Poľnohospodárske stroje. Ukladače a rozhadzovače na tuhé umelé hnojivo. Ochrana životného prostredia. Časť 2: Skúšobné metódy. Prvé vydanie , - ISO 5690/1 Zariadenia na rozhadzovanie hnojív- Metódy skúšania, časť 1: Rozhadzovače na plošné rozhadzovanie hnojív. Druhé vydanie , - ASBE S341.3 Procedure for Measuring Distribution Uniformity and Calibrating Granular Broadcast Spreaders, Tretie vydanie február (Macák Nozdrovický -Krupička, 2009). Norma určuje ako povinné laboratórne skúšky so sledovaním vplyvu pracovnej rýchlosti, hmotnostného toku hnojiva, úrovne hnojiva v zásobníku a priečneho sklonu stroja na kvalitu aplikácie, ale aj nepovinné (voliteľne) poľné skúšky so sledovaním vplyvu pôdnych podmienok, 27

28 sklonu pozemku a vetra na kvalitu práce. Pri odstredivých rozhadzovačoch nastavujeme dávku na hektár zmenou hmotnostného toku hnojiva privádzaného k rozhadzovaciemu ústrojenstvu. Vykonávame to najčastejšie zmenou prierezu vynášacej štrbiny, zmenou pracovného záberu stroja(napr. zmenou frekvencie otáčania, tvaru a konštrukcie rozhadzovacieho kotúča) a zmenou pracovnej rýchlosti rozhadzovača, ak nie je dávkovacie ústrojenstvo poháňané od pojazdného kolesa stroja alebo traktora. Ak predpokladáme, že rozhadzovač umožňuje zmenu dávky všetkými hore uvedenými činiteľmi, potom dávka hnojiva(hmotnosť hnojiva na jednotku plochy) bude:, kg.,,kg. ( 1 ) Kde : Q- dávka hnojiva, čo je hmotnosť hnojiva aplikovaného na jednotku plochy, kg., kg. pracovný záber rozhadzovača, m, pracovná rýchlosť stroja, m. q- hmotnostný tok hnojiva privádzaného na rozhadzovacie ústrojenstvo Výpočet dávky je podmienený znalosťou pracovného záberu, ktorý zohľadňuje potrebu prekrývania pracovných záberov rozhadzovača pre dosiahnutie lepšej priečnej rovnomernosti rozhadzovania. Definície pojmov - Rovnomernosť priečneho rozdelenia hnojiva (ďalej priečna rovnomernosť rozhadzovania) čo je rovnomernosť rozdelenia hnojiva v smere kolmom na smer jazdy - Rovnomernosť pozdĺžneho rozdelenia hnojiva (ďalej pozdĺžna rovnomernosť rozhadzovania), čo je rovnomernosť rozdelenia hnojiva v smere jazdy rozhadzovača. - Hmotnostný tok hnojiva q je hmotnostný tok hnojiva podávaného na rozhadzovacie ústrojenstvo(kg. ), -skutočný, - menovitý(požadovaný). - Dávka hnojiva Q- čo je hmotnosť hnojiva, ktorú rozhadzovač aplikuje na jednotku plochy(kg., kg. ), - skutočná dávka, - menovitá dávka. 28

29 Obr. 6 Meranie priečneho a pozdĺžneho profilového obrazca pomocou zberných misiek - Zberač (lapač, zachytávací kontajner) je nádoba na zachytávanie hnojiva - Šírka rozhadzovania je šírka pásu pohnojeného pri jednej pracovnej jazde rozhadzovača. - prekrytie p je prekrytie dvoch susedných záberov - Pracovný záber rozhadzovača je vzdialenosť dvoch susedných jázd rozhadzovača = -p ( 2 ) - Efektívny pracovný záber je záber, pri ktorom sa dosiahne najmenšie prekrytie pri súčasnom dodržaní minimálnych požadovaných ukazovateľov priečnej rovnomernosti rozhadzovania (existuje len jeden efektívny záber). Obr. 7 Ochrana odrazu dopadajúcich častíc hnojiva pomocou napnutej sieťoviny 29

30 Blokovacia vložka v zbernej miske má za úlohu tlmiť náraz dopadajúcich častíc hnojiva, resp. odkláňať ich uhol odrazu tak, aby nedochádzalo k vyskakovaniu týchto častíc von zo zbernej misky. Tlmenie nárazu dopadajúcich častíc je možné riešiť aj napnutou sieťovinou s vhodnou veľkosťou oka(od 10 až 39 mm) ponad zberné misky podľa obrázku. Obr. 8 Konštrukcia zbernej misky hnojiva na testovanie rozhadzovačov na plošnú aplikáciu 4.8 Technológie hnojenia priemyselnými hnojivami Konvenčný spôsob hnojenia Tradičné metódy aplikácie priemyselných hnojív, ale aj pesticídov vedú k dávkovaniu uniformnej dávky tohto materiálu v rámci celého pozemku bez ohľadu na premenlivosť pôdnych a topografických podmienok. Na základe takéhoto prístupu sa pre stanovenie priemernej dávky hnojiva odoberajú vzorky pôdy náhodným spôsobom z rôznych miest poľa a následne sú zmiešané. Takto sa vytvorí zmes vzorky, ktorá je analyzovaná. Na jej základe sa stanoví uniformná dávka fosforečného, draselného alebo dusíkatého hnojiva ktorá sa použije na celom pozemku. Nevýhodou je, že v jednotlivých častiach pozemku, ktoré majú vyšší obsah živín, pôda nie je schopná prijať ďalšie množstvá a môže dochádzať k lokálnemu prehnojeniu a teda neefektívnemu využívaniu hnojív. 30

31 4.8.2 Variabilné hnojenie v systéme presného poľnohospodárstva Dôležitou súčasťou manažmentu presného poľnohospodárstva je priestorovo diferencovaná aplikácia vstupov (priemyselných hnojív) s využitím informácií charakterizujúcich variabilitu pôdnych podmienok v rámci poľa. Táto technológia sa označuje ako VRT (Variable Rate Technology) (Nozdrovický a i., 2008). Na rozdiel od tradičného konvenčného spôsobu hnojenia, variabilné hnojenie umožňuje efektívne rozdelenie hnojiva v rámci produkčných zón pozemku, ktoré sú charakterizované rôznou úrodnosťou. To znamená, že na jednotlivé časti ktoré sú schopné prijať a využiť väčšie množstvo živín je dávka zvýšená tak, aby bola správne využitá produkčná schopnosť pôdy. V menej úrodných zónach, ktoré nie sú schopné využiť množstvo také živín sa aplikuje menšia dávka. Umožňuje tak prispieť k ekonomickému zníženiu nákladov (Nozdrovický, 1999). Na základe predchádzajúceho zmapovania stavu pôdneho prostredia, obsahu živín v pôde, výskytu chorôb a škodcov, vhodné technické prostriedky zabezpečujú priestorovo diferencovanú aplikáciu. V rámci tohto vyššieho systému výrobní manažéri realizujú rozhodnutia, a to na základe údajov o variabilite parametrov pôdneho prostredia, porastu a dopestovanej úrody poľných plodín. Podľa Nozdrovického priestorovo diferencovaná aplikácia vstupov využíva údaje pochádzajúce z dvoch rôznych zdrojov: - Údaje pochádzajúce z máp, ktoré charakterizujú priestorovú variabilitu určitého faktora - Údaje poskytované snímačmi schopnými identifikovať priestorovú variabilitu určitého faktora (Nozdrovický a i., 2008). Podľa Searcyho (1995) aplikáciu priemyselných hnojív s premenlivou dávkou možno realizovať až tromi základnými spôsobmi. Aplikácia priemyselných hnojív podporovaná mapou (MDA- Map Driven Application), ktorá predstavuje spôsob, ktorého podstata spočíva v tom, že riadiaca jednotka aplikačnej techniky nastavuje veľkosť dávky priemyselného hnojiva podľa údajov obsiahnutých v údajoch aplikačnej mapy. Tieto údaje sú načítavané podľa okamžitej geografickej polohy aplikačného stroja a regulátor prideľuje pre dané miesto pozemku hodnotu aplikačnej dávky. Aplikácia priemyselných hnojív podporovaná snímačom (SDA- Senzor Driven Application), ktorá je založená na použití snímača, ktorý je nesený na aplikačnom zariadení a sníma určitý faktor. - Snímače obsahu organickej hmoty v pôde pracujú spravidla na princípe merania svetla odrazeného povrchovou vrstvou pôdy. Svetelný zdroj vyžaruje svetlo v pásme červeného alebo 31

32 takmer infračerveného svetla smerom do pôdy. Fotobunky snímača zachytávajú svetlo odrazené pôdou. Čím tmavšia je pôda, tým viac svetla pohlcuje. Čím je pôda viac tmavšia, tým viac organickej hmoty obsahuje. - Snímače vlhkosti pôdy môžu využívať princíp merania množstva odrazeného svetla alebo princíp založený na elektrických vlastnostiach pôdy. S o zväčšujúcim sa obsahom vlhkosti pôdy klesá spravidla odrazivosť pôdy, ako aj elektrický odpor pôdy. Snímače zachytávajúce odrazené svetlo sú schopné rozlišovať rastliny a pôdu. Rastliny trpiace nedostatkom určitých živín odrážajú svetlo inak než zdravé rastliny. - Snímače obsahu živín v pôde patria do kategórie snímačov, ktoré síce existujú ale nie sú zatiaľ využívané ako snímače v reálnom čase. Výnimku predstavuje snímač na určovanie obsahu dusíka v pôde a v rastlinách vytvárajúci porast. V súčasnej dobe komerčné uplatnenie dosiahol snímač, ktorý meria nutričný potenciál- meria hodnoty elektrickej impedancie určitého objemu pôdy (Nozdrovický a kol. 2008). Aplikácia priemyselných hnojív podporovaná mapou a snímačom (MSDA- Map and Senzor Driven Application) predstavuje kombináciu predchádzajúcich dvoch riešení. Pri tomto princípe variabilného hnojenia, napr. pri aplikácii dusíka, aplikačná mapa indikuje množstvo dusíka potrebného na zistenie cielenej dávky v každej zóne poľa, zatiaľ čo snímač snímajúci obsah dusíka indikuje jeho aktuálne množstvo (Macák -Nozdrovický Krupička, 2009). Variabilné hnojenie môžeme chápať aj ako nástroj ekologického poľnohospodárstva. Poľnohospodári sú nútení dodržiavať Nitrátovú direktívu. Výhody variabilného hnojenia (Šmoldas, 2004): - Zníženie spotreby živín- zníženie finančných nákladov na hnojivo, - Zvýšenie výnosov- variabilná dávka hnojiva lepšie využíva produkčný potenciál pôdy, čo sa prejavuje nárastom priemerného výnosu, - Zlepšenie kvalitatívnych parametrov pestovaných produktov v rámci pozemku, - Zníženie rizika lokálneho prehnojovania, s negatívnymi dopadmi na poliehanie porastu, - Pri dávkovaní len efektívne využiteľných hnojív sa znižuje lokálna ekologická záťaž životného prostredia. Podľa Liedekerka, Baerdemaekera, Ramona (2006) sa systém variabilného hnojenia podľa základného princípu zberu informácií rozdeľuje na dva základné prístupy: Off-line systém variabilného hnojenia založený na tom, že samotné hnojenie je vykonávané po predchádzajúcom zbere informácií, pochádzajúcich z viacerých informačných zdrojov. Na ich 32

33 základe je vytvorený plán variabilného hnojenia pomocou geografického informačného systému, ktorý je základným nástrojom na spracovania údajov pre vytvorenie aplikačnej mapy. Údaje tvoriace aplikačnú mapu sú potom pomocou pamäťovej karty prenesené do palubného počítača techniky. Na ich základe je potom vykonávaná samotná variabilná aplikácia. Pri tomto systéme hnojenia je ešte nevyhnutné použitie systému určovania geografickej polohy (GPS), ktorý určuje aktuálnu polohu stroja, ku ktorej je v údajoch aplikačnej mapy na pamäťovej karte palubného počítača pridelená príslušná dávka priemyselného hnojiva. Jeho výhodou oproti On-line systému je, že údaje pre samotný rozhadzovací proces sú získavané z viacerých informačných zdrojov. Obr. 9 Modelová schéma off- line princípu variabilného hnojenia On-line systém variabilného hnojenia sa vyznačuje tým, že zber informácií o poraste pre potrebu hnojenia prebieha kontinuálne s vykonávaným variabilným hnojením. Na zber informácií sa používajú senzory. Vyhodnocovanie a realizácia je vykonávaná následne v reálnom čase aplikačnou technikou. Tento systém si oproti Off-line systému vyžaduje výkonnejší palubný počítač. Nevýhodou tohto systému je jeho obmedzené použitie len na aplikáciu dusíkatých hnojív. Medzi najznámejšie riešenia tohto systému patria N-senzor, Crop meter (Macák, 2009). N-senzor V súčasnosti v SR najviac používaný. Systém využíva údaje o odrazivosti 20 vlnových dĺžok (5 voliteľných užívateľom) v rozmedzí nm so šírkou 10 nm. Tieto vlnové dĺžky sa nachádzajú okolo oblasti tzv. inflexného bodu červeného okraja, čo umožňuje stanovenie vegetačných indexov, ktoré najpresnejšie odzrkadľujú stav porastu. N Senzor meria odrazené svetlo od povrchu rastlín v štyroch uhloch použitím štyroch snímačov). Pokrýva tak plochu asi 50. Toto snímanie porastu je vykonávané každú sekundu. Piaty snímač je umiestnený na vrchu a sníma intenzitu slnečného žiarenia potrebnú pre správnu funkciu senzora. Korekcia rozdielov v intenzite slnečného žiarenia je zabezpečovaná referenčným spektrometrom. Systém môže pracovať v niekoľkých módoch. Mód scanner slúži na získavanie informácií o odrazivosti 33

34 vlnových dĺžok. Aplikácia N- mód určený pre praktické využitie v rastlinnej výrobe, kedy po pripojení na aplikátor možno týmto zariadením, na základe kalibračných kriviek riadiť variabilnú aplikáciu hnojív. Na stanovenie referenčnej dávky je možné využiť tzv. N tester a kalibračné tabuľky. V praxi sa však využívajú aj laboratórne rozbory listovej časti, resp. zaužívané dávky. Pri samotnej aplikácii sú údaje senzorov spracovávané počítačom a ten cez riadiaci počítač stroja nastaví konkrétnu dávku dusíka pre konkrétne miesto pozemku. N- senzor môže zaznamenávať dáta aj pri iných zásahoch, ako je aplikácia pesticídov a morforegulátorov. Zariadenie umožňuje aj mapovanie výskytu ohnísk burín (Nozdrovický, 2008). N senzor je potrebné nastaviť pre každý pozemok samostatne. Najprv sa vykoná kalibrácia na základe meraní chlorofylmetrom- N testerom, ktorý meria sýtosť zelenej farby na základe významnej závislosti medzi obsahom chlorofylu a obsahom dusíka v rastlinách (Páltik a kol., 2007). Obr. 10 Zariadenie N senzor a princíp snímania odrazivosť N Senzor ALS (Active Light Source) Jedná sa o novú generáciu N Senzorov, ktorých nevýhodou bolo obmedzenie použitia počas oblačného počasia, v skorých ranných a večerných hodinách, kedy intenzita slnečného žiarenia nebola postačujúca pre ich správnu funkciu. Tento používa vlastný zdroj svetelného žiarenia (xenónové smerové svetlo), čo umožňuje jeho použitie 24 hodín denne. Crop meter Jedná sa o zariadenie pracujúce na kyvadlovom princípe, merajúce hustotu porastu. Meria sa sila, ktorou pôsobí porast proti smeru pohybu snímača. Veľkosť tejto sily je úmerná hustote porastu. Toto snímanie je vhodné pre husto siate obilniny alebo trávnaté porasty. 34

35 Obr. 11 Systém N senzor Systém GreenSeeker Je integrovaný systém optického snímania a aplikačného systému na hnojenie dusíkom. Aktívna svetelná jednotka využíva diódu emitujúcu svetlo. Na stanovenie charakteristík porastu využíva odrazivosti vlnových dĺžok 660 nm a 780 nm. Snímaná oblasť je približne 0,6 m široká a celkový záber snímania závisí od rozmiestnenia a počtu použitých snímačov. Systém vypočíta aplikačnú dávku a vysiela informáciu do riadiacej jednotky aplikátora. Výhodou je aplikácia hnojiva v reálnom čase (Nozdrovický a kol. 2008) Systém organizovaného pohybu po poli Controlled Trafic Farminng (CTF) alebo Tramline farming prekladáme ako technológiu riadeného pohybu strojov po poli. Hlavným zámerom je sústredenie pojazdnej plochy poľa na čo najmenšiu časť, čo je možné dosiahnuť tzv. permanentnými koľajami. Tieto koľaje sa následne každoročne využívajú na pohyb strojov pri jednotlivých pracovných operáciách. Výsledkom je zhutnená pôda pod kolesami strojov a zlepšená pôdna štruktúra na pozemku. Zlepšená pôdna štruktúra umožňuje lepšiu vzchádzavosť, väčšie úrody, nižšiu spotrebu PHM. Toto umožňuje vyššiu efektívnosť rastlinnej výroby. Systém využíva spoločné koľaje počas všetkých operácií. Z toho vyplýva, že implementácia tohto systému si vyžaduje: -zosúladenie záberov strojov, -zosúladenie rozchodov kolies (resp. aj šírky pneumatík), -využívanie navigácie strojových súprav s vysokou presnosťou (ideálne RTK). 35

36 Je to systém, ktorý vyžaduje dokonalú organizáciu práce a pohybu strojov, zvládnutie hardvérovej a softvérovej stránky satelitnej navigácie, ako aj vysoké nasadenie ľudského intelektu výrobných manažérov. Po zohľadnení podmienok konkrétneho hospodárstva (osevný postup, technológia spracovania pôdy,...) sa spracuje návrh CTF systému. Je potrebné určiť základný záber stroja, z ktorého sa bude vychádzať. Najväčším problémom býva prispôsobenie strojov na zber a základné spracovanie pôdy. Využitím satelitnej navigácie je potrebné dodržiavať technologickú disciplínu. CTF sa pri pestovaní poľných plodín uplatňuje predovšetkým v spojení s pôdoochrannými technológiami spracovania pôdy (minimalizácia resp. bezorbové technológie). Pole pôsobnosti si táto technológia našla aj pri pestovaní zeleniny v hrobčekoch (Nozdrovický a kol. 2008). Obr. 12 Prejazdy po pozemku pri neriadenom pohybe po poli Obr. 13 CTF systém s jedným základným záberom stroja (8m) a jedným rozchodom kolies (pojazdná plocha tvorí %) Satelitné navigačné systémy Presnosť stanovenia geografickej polohy (zemepisnej dĺžky a šírky) s využitím samotného signálu GPS je približne ± 15 m. Takáto presnosť nie je postačujúca. Presnejšie určenie geografickej polohy je možné docieliť využívaním korekčného (diferenčného) signálu- 36

37 technológiou DGPS. Zdroje korekčného signálu môžu byť pozemné stanice alebo satelitné systémy. Satelitné korekčné systémy pozostávajú z geostacionárnych satelitov a pozemných staníc. Pozemné stanice poznajú svoju polohu na centimetre a tým, že prijímajú oba signály GPS (Každá družica systému GPS vysiela signál na dvoch kmitočtoch L1-1575,42 MHz, L2-1227,6 MHz) dokážu okrem určenia chyby týchto signálov určiť aj chybu spôsobenú prechodom signálu cez ionosféru. Satelitné korekčné systémy pracujú tak, že vyhodnocujú korekcie zo všetkých staníc a tvoria akúsi mapu korekcií. EGNOS Je prvý stupeň Európskeho globálneho navigačného systému, označovaný ako GNNS-1. StarFire Je korekčný GPS signál vyvinutý spoločnosťou John Deere. Umožňuje vysielanie korekčného signálu satelitnými frekvenciami po celom svete. Existujú dve verzie: SF1- jeho absolútna presnosť (zobrazená pozícia) sa pohybuje okolo 1 m a relatívna (opakované meranie toho istého bodu) sa pohybuje v centimetroch. SF2, ktorého presnosť sa výrazne zvýšila na absolútnu presnosť cca 4,5 cm, pričom 95 % je dosahovaná presnosť pod 10 cm., relatívna sa zvýšila na 2,5 cm. OmniSTAR Je zakódovaný DGPS systém, pričom používatelia dostávajú od spoločnosti kód na odblokovanie. Využíva geostacionárne satelity. Poskytuje tri úrovne VBS, HP, XP. DGPS tvorený pozemnými stanicami pracuje na princípe, že každá jedna stanica vyhodnocuje chybu určenia pozície GPS systémom. Stanica potom vysiela túto informáciu na danej vlnovej dĺžke ako korekčný signál. Prijímač potom kombinuje túto informáciu s informáciou z GPS a výsledná presnosť je zvýšená. RTK Real Time Kinematic je najpresnejším systémom, ktorý umožňuje absolútnu presnosť určenia polohy v rozmedzí ± 2 cm. Princíp spočíva v prijímaní RTK signálu z rôznych pozemných korekčných staníc. Korekčný signál býva šírený prostredníctvom rádiových vĺn alebo technológie GPRS. Presnosť určenia polohy v rámci niekoľkých mm je možné dosiahnuť aj využitím niektorých národných korekčných sietí. Ide o tzv. kontinuálne pracujúce referenčné stanice, ktoré prenášajú signál cez GPRS prostredníctvom mobilných operátorov s použitím vhodných SIM kariet (Nozdrovický a kol., 2008). 37

38 4.8.5 Navádzanie strojových súprav Satelitná navigácia sa v najväčšej miere využíva pri navigácii strojových súprav na smer jazdy zariadením, ktoré po zadaní požadovaného záberu stroja naviguje operátora na smer jazdy tak, aby boli eliminované prekrytia alebo vynehávky. Takéto zariadenie pozostáva z GPS antény umiestnenej na streche traktora, prijímača a zobrazovacieho prvku- svetelnej lišty, monitora umiestnených v kabíne. V využitie týchto zariadení spočíva vo vytýčení začiatku a konca prvej jazdy stroja po pozemku, zadaní rozmerov stroja a náradia, zadaní požadovaného záberu stroja a následnom riadení jazdy stroja na základe indikátorov na svetelnej lište, resp. obrazových informácií na obrazovke (Nozdrovický, 2008). Jedným zo spôsobov umožňujúcim zvýšiť efektívnosť práce je optimálne využívanie pracovného záberu strojov. Pracovné zábery dnešných strojov môžu dosahovať až 42 m (napr. Kuhn AXERA, Rotaflow RSXL) a v takýchto prípadoch je veľmi obtiažne vytvoriť značku po ktorej by mala strojová súprava následne prechádzať. Využitie satelitnej navigácie GPS v kombinácii s autopilotom sa v tomto prípade javí ako optimálne riešenie. Monitor navigačného prístroja ponúka obsluhe strojovej súpravy informácie o aktuálnej polohe/jazde, type trasy, odchýlke voči správnej trase resp. riadku, prekrytiach resp. vynechávkach a naviguje ju podľa zadaných hodnôt. Aktuálnu polohu stroja je tiež možné na displeji zobraziť na vopred pripravenej mape poľa, čo tiež zlepšuje orientáciu pri práci. Strojovú súpravu je možné navádzať podľa rôznych typov trajektórií (napr. model úvrať, A-B línia, pivot, identická krivka, voľný tvar, adaptívna krivka a pod.) Presnosť navádzania strojovej súpravy je limitovaná presnosťou prijímaného signálu, je teda možné využívať DGPS (V režime DGPS prijíma navádzacie zariadenie EZ-Guide okrem GPS signálu aj korekčný signál geostacionárnych družíc - EGNOS alebo Omnistar XP/HP), ale aj systém RTK. V súčasnosti je možné riadiť strojové súpravy tromi spôsobmi: - Manuálne- operátor riadi stroj na základe zobrazovacích prvkov na monitore navigačného zariadenia, napr. systémy manuálnych svetelných navádzacích zariadení od firmy NEW HOLLAND EZ 250 a EZ 500. Zariadenie s 11 cm širokým farebným displejom a 15 diódami, alebo 32 diódami. Smer jazdy a odchýlka od požadovanej trajektórie je tiež zobrazená na farebnom displeji. S anténou AG 15 umožňujúcou príjem korekčného signálu EG NOS je maximálna odchýlka navádzania ± cm. Pri dvojnásobnom počte diód zaručuje systém vyššiu presnosť manuálneho navádzania (Jun, J. 2010). Z dlhodobého hľadiska je pre obsluhu strojovej súpravy veľmi náročné a únavné nepretržite sledovať monitor a takto riadiť stroj. Dochádza k odklonu od vytýčenej trasy t.j. vznikajú prekrytia 38

39 resp. vynechávky a navigácia neplní svoj účel. Z tohto dôvodu do celého systému vstupuje autopilot, alebo tzv. jednotka asistovaného riadenia. - Systém asistovaného riadenia- zariadenie otáča volantom a tým sa zásadne znižuje únava operátora, napr. systém EZ 500, ktorý cez trecí prevod otáča vencom volantu vozidla. - Systém automatického riadenia (autopilotom) systém je pripojený na hydrauliku riadenia poľnohospodárskeho stroja a s použitím GPS údajov riadi stroj automaticky, presne po požadovanej dráhe. Najčastejšie sú autopiloty využívané so systémom RTK (Nozdrovický, 2008). Jednotka preberá údaje o aktuálnej odchýlke od správnej trasy z navigačného systému GPS a pomocou elektromotora natáča volant tak, aby paralelná vzdialenosť medzi jednotlivými jazdami bola totožná s hodnotu zadanou do navigačného prístroja. Takto stačí obsluhe nastaviť stroj do približnej polohy na začiatku riadku a otočiť ho ručne na konci na nábeh do nasledovného riadku. Počas pohybu po riadku jednotka asistovaného riadenia udržiava stroj v jazde po správnej trase bez zásahu obsluhy. Obr. 14 Modely navádzania strojových súprav 39

40 Ďalšou možnosťou využitia GPS v poľnohospodárstve je zber geograficky lokalizovaných informácii za účelom podpory rozhodovania a vykonávania lokálnych zásahov. Pomocou systému GPS určíme presnú polohu ku ktorej môže byť potom pridaná informácia o vlastnostiach pôdy, poraste, dosahovanej úrode, variabilnej aplikácii rôznych vstupov ako je hnojivo, postrek, osivo), ale i tvare a veľkosti pozemkov. Geografické informačné systémy GIS následne umožňujú tieto získané údaje spracovať a poskytnú hodnotné informácie pre riadenie jednotlivých vstupov. Schopnosť precíznejšie mapovať umožnila zaviesť dôležité priestorové údaje do GIS, ktorý ponúka možnosti pre zvýšenie produkcie, zníženie vstupných nákladov a využívanie krajiny čo možno najefektívnejším spôsobom (Frohmann Švarda). Obr. 15 New Hollan EZ-Guide 500 v kombinácii s asistovaným riadením EZ-Steer. 40

41 5. NÁVRH NA VYUŽITIE VÝSLEDKOV 5.1 Rám (moderné profily) Tuhý a robustný rám okolo násypky nám umožňuje zväčšenie objemu násypky. Ďalšie možné využitie pri rámových konštrukciách s vážiacou technikou a s hmotnosťou až 3100 kg (ZA- M Profis, Amazone). V ráme s paralelogramovým vedením je zabudovaná vážiaca technika online, čo je veľmi výhodné a vhodné pre minimálne zaťažovanie vážiacej bunky. Bočné namáhanie bunky pri práci na svahu je odstránené, keďže zásobník, rám a rozmetací agregát tvoria jeden celok. Stabilný vážiaci rám je integrovaný tak, aby sa nezväčšovala vzdialenosť ťažiska, ani plniaca výška (Propagačné materiály Amazone). 5.2 Zásobník Pri dnešných moderných rozhadzovačoch priemyselných hnojív môžu zásobníky disponovať obsahom až 3450 l (3900 l) rozhadzovač RO- XL od firmy Vicon. Zásobník je osadený do robustného rámu na štyri päť tonové váhové snímače. Tým je vylúčený vplyv zvyšnej konštrukcie rozhadzovača pri procese váženia. Váhové snímače sú doplnené referenčným snímačom umiesteným pod zásobníkom. Tento snímač filtruje akékoľvek vybrácie a naklonenie, čím umožňuje jedinečne presné váženie pri práci bez vplyvov spomalenia, zrýchlenia, nárazov či maximálneho náklonu na úrovni svahovej dostupnosti traktora. To umožňuje automatickú dynamickú kalibráciu a spolu s rozhadzovacím ústrojenstvom RotaFlow je tak vytvorené rozhadzovanie vysokej presností v akýchkoľvek podmienkach.( Obr. 16 Snímače hmotnosti v zásobníku (do 5 ton) Vážiaci systém poskytuje obsluhe pohodlie a vyššiu bezpečnosť. Vážiaca bunka zisťuje online rozdielne hmotnosti rozhadzovaného materiálu s vysokou presnosťou. Automaticky zrovnáva skutočne rozhadzované množstvo s požadovaným. Sú zisťované zmeny prietokov, napr. v prípade rôznorodých minerálnych hnojív, a rozhadzovaná dávka sa znovu automaticky prestaví prostredníctvom dávkovacieho hradidla. Z dôvodu stanovenia plošnej bilancie živín sa navyše 41

42 presne zaznamenáva rozhadzované množstvo, čo umožňuje ASD- Automatische Schlagbezogene Dokumentation (automatickú plošnú dokumentáciu pozemku). (Propagačné materiály Amazone). 5.3 Rozhadzovacie ústrojenstvo Kotúčové rozhadzovacie ústrojenstvo Prvé rozhadzovače tohto typu boli uvedené do prevádzky koncom 19. storočia. Po roku 1950 ich podiel na trhu klesol. Zdokonalenie techniky, schopnosť nastavenia ich jednotlivých parametrov, príchod elektroniky a navigačných systémov, významným spôsobom prispeli k zdokonaleniu technológií aplikácií priemyselných hnojív s ohľadom na požiadavky, ktoré sa týkali kvality práce a dodržiavania enviromentálnych zásad hospodárenia. Ich hlavná funkčná časť pozostáva z jedného alebo dvoch rotujúcich diskov, na ktorých sú namontované dve alebo viacero lopatiek. Polomer diskov sa bežne pohybuje v rozmedzí od 0,3 m do 0,45 m. Rozhadzovač má zásobník hnojiva vo väčšinou prípadoch kužeľovo tvarovaný. Na jeho dne sa nachádza dávkovacie zariadenie, ktorého základnou funkciou je udržiavať požadovaný tok hnojiva. Veľkosť toku hnojiva určuje hodnotu aplikačnej dávky hnojiva. Nastavovanie dávky je realizované buď ručne pomocou páky alebo pri systémoch variabilného dávkovania je veľkosť tohto otvoru regulovaná automaticky pomocou regulačnej jednotky. Vo väčšine prípadov sa množstvo vytekajúceho hnojiva reguluje veľkosťou prierezu otvorov v spodnej časti zásobníka, avšak tzv. načochrávacie zariadenie umožňujúce plynulý prísun hnojiva k dávkovacím otvorom býva rôznej konštrukcie. Po dopade hnojiva na rotujúci kotúč (n=540 ot/min alebo n=1000 ot/min) je unášané lopatkami a posúvané odstredivou silou od stredu kotúča smerom k jeho okrajom, kde kotúč opúšťa a dopadá na povrch poľa (Hofstee, et al., 1999). Obr. 17 A odstredivý kotúč ( B- nastavovacia páka veľkosti aplikačnej dávky 42

43 Obr. 18 Rozhadzovač Amazone so zariadením na automatickú zmenu dávky počas aplikácie a riadiaca jednotka AMATRON+ ( Pri rozhadzovačoch Rota Flow RS série značky Vicon je tok hnojiva vždy vedený stredom rotačnej komory a od stredu k rozhadzovacím lopatkám. Hnojivo dostáva rýchlosť v smere rozhadzovacích lopatiek. Pričom sa nejedná o rozhadzovanie úderom lopatky do hnojiva. Výhodou je rovnomerná distribúcia hnojiva, minimálny vplyv vetra, 6/4 demontovateľných lopatiek, nedrví granule a nepráši ( Obr. 19 Rota Flow RS série- princíp rozhadzovania Nový systém rozhadzovania označovaný ako ICS (Integrated Centering System) značky Bogballe, má určité prednosti oproti doterajším systémom. Prostredníctvom štvornásobného prekrývania je možné dosiahnuť veľmi rovnomerné rozhadzovanie hnojiva, bez ohľadu, či súprava využíva koľajové riadky. Ďalšou inováciou je systém Trend- Bogballe, ktorý umožňuje presne a efektívne aplikovať priemyselné hnojivo pozdĺž okrajov pozemku. Je to zabezpečené zmenou smeru otáčania rozhadzovacích kotúčov smerom od seba. Výrobcovia boli nútení legislatívou zvýšiť presnosť rozhadzovania, čo docielili riešením tzv. obmedzovacieho deflektora, ktorý usmerňuje prúd hnojiva aplikovaného na okraj pozemku. Ďalším 43

44 spôsobom je tiež naklonenie rozhadzovača voči vodorovnej rovine hydromotora. pomocou priamočiareho Medzi ďalšie technické inovácie patrí zavádzanie operačných systémov a riadiacich jednotiek(quantrom M- KUHN, Amados+ - AMAZONE, Calibrator Uniq- BOGBALLE,...), ktoré zabezpečujú tzv. inteligentné rozmetanie pre variabilné hnojenie. Tieto systémy umožňujú jednoduchú kalibráciu, rozmetanie variabilnou dávkou, pripojenie ku GPS, dokumentáciu prác na poli, download/ upload údajov do/ z PC Argus kamera Systém Argus slúži k bezdotykovému snímaniu rozhadzovacieho obrazca. Získané údaje využíva pre automatické nastavovanie hodnôt priečneho rozdelenia hnojiva. Celý systém funguje na báze spätnej väzby, ktorá doteraz pri rozhadzovaní priemyselných hnojív chýbala. Pri všetkých predchádzajúcich typoch odstredivých rozhadzovačov priemyselných hnojív, bolo potrebné pri zmene šírky pracovného záberu a zmene vlastností hnojiva nastavovať parametre rozhadzovača podľa tabuliek výrobcu, resp. bolo potrebné použiť prenosné skúšobné zariadenie. Snímač pre meranie rovnomernosti rozhadzovania je tvorený kamerou a osvetľovacou jednotkou s mikroprocesorom. Svetelný kužeľ z osvetľovacej jednotky vyreže pohľadový kužeľ kamery k rovine vejára rozmetaného hnojiva. Osvetlenie je riešené impulzným infračerveným svetlom, kvôli filtrovaniu rušivého slnečného svetla. Týmto spôsobom možno snímať a vyhodnocovať obrazy rozloženia hnojiva v rozhadzovacom obrazci. Hodnoty, ktoré ovplyvňujú priečne rozdelenie hnojiva sú napr. rýchlosť častíc a ich smer, spektrum a veľkosť častíc, atď. Následne pomocou porovnania získaných údajov s databázou, je možné zabezpečiť potrebné nastavovacie úkony počas hnojenia (Macák Nozdrovický -Krupička, 2009). Obr. 20 Detail snímacej jednotky ARGUS od firmy AMAZONE 44

45 Obr. 21 Bloková schéma kamerového systému ARGUS Pneumatické rozhadzovacie ústrojenstvo Hnojivo je zo zásobníka pomocou dávkovacích valčekov vkladané k ústiu injektora do vzduchového prúdu. Pohon dávkovacích valčekov je riešený pomocou hydromotorov. S pomocou elektrického ovládania je možná jednoduchá regulácia otáčok. Dávkovacie valčeky sú rozdelené na jednotlivé oddiely, ktoré môžu byť uvádzané do činnosti v určitom poradí. Toto riešenie umožňuje realizovať správne hnojenie okrajov pozemkov. Priemyselné hnojivo je dopravované prúdom vzduchu cez trubice, ktoré sú upevnené do rozvádzacích rámov. Oblúky s vychyľovacími lamelami, ktoré sú namontované na konci trubíc, vytvárajú malé prekryté rozhadzované plochy v tvare vejáru a rozhadzujú priemyselné hnojivo rovnomerne na povrch poľa. Rozstup výstupných otvorov je v rozmedzí od 50 do 100 cm. Úprava stroja pre hnojenie na listovú plochu môže byť vykonaná otočením vychyľovacích lamiel, tak že prúd hnojiva bude prehnutý smerom hore a bude potom dopadať s menšou kinetickou energiou. Základné časti pneumatického rozhadzovača: ventilátor, dávkovač, načuchrávač, zvislá rúra, vyrovnávač, rozdeľovacia hlava, zásobník, koncovka, potrubie. Pneumatický rozhadzovač priemyselných hnojív Kuhn AERO 2218 (Kuhn, 2008). Vývoj pneumatických rozhadzovačov prispel k zvýšeniu kvality rozhadzovania priemyselných hnojív, a to z pohľadu vysokej rovnomernosti rozhadzovania vo všetkých prevádzkových podmienkach, osobitne v okrajových miestach pozemku, menšou závislosťou kvality práce od fyzikálnych vlastností hnojiva, jednoduchosťou nastavovania pracovných mechanizmov a reguláciou pracovnej šírky záberu (Macák Nozdrovický -Krupička, 2009). 45

46 Obr.22 Pneumatický rozhadzovač priemyselných hnojív Kuhn AERO Systém podvozku Systém podvozku sa priamo podieľa na veľkosti pohodlia pri najvyššom plošnom výkone. Stabilný a robustný podvozok môže byť dimenzovaný na rýchlosti až 50 km/h (Rad rozhadzovačov ZG-B od firmy Amazone). Medzi ďalšie bezprostredné výhody patrí veľkosť užitočnej hmotnosti v rozmedzí 7,0 až 9,8 ton. Vybavenie veľkoobjemovými pneumatikami nám priamo znižuje tlak na pôdu a súčasne umožňuje používanie stroja i za najťažších podmienok. Pri vybavení pneumatikami AS je možný rozchod kolies 1,50 až 2,2 m (ZG-B Amazone). Väčší komfort jazdy je zabezpečený vďaka odpruženému a výškovo nastaviteľnému oju. Bezpečnosť v cestnej premávke je zaistená vďaka dobre dimenzovaným nápravám a dvojokruhovými pneumatickými alebo hydraulickými brzdami. K ďalším výhodám rozhadzovačov rady ZG-B patrí pohon širokouhlým kĺbovým hriadeľom, veľká svetlá výška, dobre dimenzovaná operná pätka a sklopný rebrík. Robustný podvozok umožňuje osadenie veľkoobjemovým zásobníkom, čo sa priamo odzrkadľuje na úsporách neužitočných dôb pojazdu a dôb plnenia, čo priamo prispieva k šetreniu času, PHM a teda aj financií. (Propagačné materiály Amazone) Utláčanie pôdy V súčasnosti je trend zameraný na zníženie utláčania pôdy. Technické riešenie rozhadzovačov priemyselných hnojív smeruje k zväčšeniu zásobníkov. Preto výrobcovia 46

47 poľnohospodárskej techniky pristupujú, buď k technickým riešeniam, kde sa využívajú pásové traktory, širokoprofilové pneumatiky alebo sú kolesá traktora súosové. T.j. buď sa jedná o systém tzv. trojkolky využívaný v teragátoroch alebo tzv. krabí chod, kde vysúvame do strany zadnú nápravu voči prednej tak, aby sa nám stopy energetického prostriedku nedupľovali. Stláčanie pôdy je jedným z najčastejších problémov, pred ktorým dnes farmári stoja obmedzuje výnosy a znižuje zisky. Stláčanie nastáva, keď sú častice pôdy navzájom stláčané a zmenší sa priestor pre vzduch a vodu, ktoré sú potrebné na rast rastlín. Stláčanie môže byť prirodzené alebo spôsobené poľnohospodárskou činnosťou. Stláčanie najčastejšie spôsobuje premávka zariadení. Najdôležitejšie je porozumieť, ako nastáva a vedieť minimalizovať nákladné následky. Stláčanie má sklon kumulovať sa v priebehu času a zhoršuje sa pri každej práci na poli. Ak napríklad na poliach nebola vykonaná hĺbková orba, stlačenie z mokrej jari, ktorá bola pred tromi rokmi, môže znižovať tohtoročné výnosy. Niektoré pôdy sa stláčajú ľahšie ako iné. Pôda tvorená časticami približne rovnakej veľkosti sa stláča menej ako pôda s časticami rôznej veľkosti. Vlhké pôdy sa stláčajú ľahšie ako suché a pôdy bohaté na organické látky majú lepšiu štruktúru a je pravdepodobnejšie, že budú odolávať stláčaniu. Dobrá pôda na pestovanie plodín obsahuje 25 % vzduchu, 25 % vody a 50 % tuhých častíc. Väčšinu stláčania spôsobuje premávka zariadení. Až 80 % stláčania na poli nastáva pri prvom prechode v sezóne. Povrchové stláčanie spôsobuje vysoký tlak na zem spôsobený malou kontaktnou plochou. Hĺbkové stláčanie spôsobuje vysoké zaťaženie náprav. Bočné stláčanie spôsobujú malé povrchové kontaktné plochy a šmýkanie povrchových vrstiev pôdy. Stláčanie do riadkov spôsobujú dvojité alebo trojité kolesá, pretože tlak pneumatík na zem sa odkláňa od stredov pneumatík na strany. Stláčanie sa môže obmedziť dvomi spôsobmi- mechanickými technikami a reguláciou premávky. (CHALLENGER Serious machinery, 2009). Nadmerné utláčanie pôdy nepriaznivo ovplyvňuje všetky agronomické aj ekologické aspekty jej využitia. Zhoršenie fyzikálnych, chemických a biologických vlastností na nadmerne utlačených pôdach vedie časom k degenerácii týchto pôd a ohrozeniu pôdnej úrodnosti. 47

48 Preventívne opatrenia možno rozdeliť na : technické - znižovanie tlaku na pôdu (odľahčenie pojazdových mechanizmov, dvojmontáže, nízkotlakové pneumatiky, pásové mechanizmy, zaťaženie osí- rozloženie nákladu na viacero osí, ťahané mechanizmy uprednostnené pred nesenými), limit 6 t na nápravu alebo 150 kpa, - aplikácia bezpojazdových technológií. organizačné - vstup na pole, len keď má pôda primeranú vlhkosť, - oddelenie poľnej a cestnej dopravy, - obmedzenie prejazdov po poli agregáciou operácií, - aplikácia technológií s riadeným prejazdom po poli, - optimálne využívanie sily mechanizmov, - optimálna rýchlosť. Utlačenie pôdy sa zaraďuje k významným degradačným procesom poľnohospodárskej pôdy, ktorému sa venuje pozornosť aj v legislatíve (zákon č. 220/2004 Z.z. o ochrane pôdy). Medzi možnosti, ako odstrániť nepriaznivé vplyvy nadmerného utlačenia pôdy patrí používanie pásových traktorov, používanie pásových traktorov s celogumovými kompaktnými pásmi, používanie flotačných pneumatík, používanie dvojmontáž kolies, znižovaním tlaku v konvenčných pneumatikách (Vašek, 2010). 5.5 GPS a presné poľnohospodárstvo Presné poľnohospodárstvo je založené na intenzívnom zbere, analýze, a vyhodnocovaní údajov. Vznik presného poľnohospodárstva (PP) je spojený so sprístupnením satelitnej navigácie do civilnej sféry. Komplexné využívanie systému PP možno chápať ako uzatvorený kruh získavania a vyhodnocovania informácií, rozhodovania a vykonávania pracovných operácií. Cieľom PP je snaha o zvyšovanie efektívnosti poľnohospodárskej výroby znížením nákladovosti s výrazným enviromentálnym aspektom. Systém PP vyžaduje vykonávanie potrebných pracovných zásahov na správnom mieste a teda na jednom pozemku nie sú sledované informácie rovnako platné pre celú plochu, ale že v rámci sledovanej parcely vykazujú určité rozdiely (Piszczalka a kol., 2004). Informácie o jednotlivých častiach pozemku sa získavajú rôznymi spôsobmi. Je to 48

49 buď podľa úrodových máp, máp pôdnych rozborov alebo ich kombináciou. Tieto údaje môžu byť ďalej doplnené leteckými a družicovými snímkami, mapami BPEJ. K tomu všetkému pristupuje dôležitá informácia o polohe, ku ktorej sú jednotlivé hodnoty údajov vzťahované. Geograifcké informačné systémy (GIS- Geographic Information System) Podstata geografických systémov využívaných v rastlinnej prvovýrobe vychádza z potreby údajov, ktoré obsahujú informáciu o geografickej polohe a údajmi charakterizujúcimi určité ďalšie atribúty vlastností vzťahovaných k polohovým údajom. Jedná sa o informačný systém pre zhromažďovanie, obhospodarovanie, analýzu, modelovanie a vizualizáciu geografických informácií. Jeho obsiahnuté údaje, ktoré obsahuje, opisujú geometriu, topológiu, vlastnosti a dynamiku (časové zmeny) geoobjektov (Streit, 1998). Geografický polohový systém Slúži k stanoveniu polohy stroja na poli. Vo svete sú zatiaľ funkčné dva systémy: GPS Global Possitioning System (USA) a Glonass GLObalnaya NAvigacionnaya Systema (Rusko) (Macák Nozdrovický -Krupička, 2009). Prijímač GPS vypočítava svoju polohu na základe rozdielu času vyslania signálu a času prijatia signálu. Každý satelit vysiela informáciu obsahujúcu čas, kedy bola vyslaná, presnú informáciu o obežnej dráhe a informáciu o zdraví celého systému spolu s odhadovanými polohami ostatných satelitov(almanach). Vzhľadom na trojrozmernosť priestoru je možné stanoviť pozíciu na základe troch údajov. Na stanovenie presnej geografickej polohy, ako aj nadmorskej výšky sú však potrebné informácie aspoň zo štyroch satelitov. Odber pôdnych vzoriek Pri konvenčnom spôsobe sa odber pôdnych vzoriek zameriava na získanie jednej priemernej vzorky, ktorá charakterizuje celý pozemok. Z plochy celého pozemku sa vyčísli len jedna hodnota sledovanej veličiny (obsah dusíka, humusu a pod.), vzniká tým nadmerné, alebo nedostatočné aplikovanie vstupu všade tam, kde sa lokálne podmienky odlišujú od priemernej hodnoty veličiny. Základným predpokladom na získanie objektívneho pohľadu na charakteristiku priestorovej variability pôdnych podmienok je dostatočný počet analyzovaných vzoriek. Presnosť informácií závisí od počtu odobratých vzoriek z určitej plochy, ako aj od použitého systému odberu vzoriek. K zmapovaniu poľnej variability sa používajú rôzne priame a nepriame metódy vykonávané systémom stop-and-go (merania v diskrétnych boboch) alebo systémom on-thhe-go (merania v priebehu jazdy). 49

50 Bodový odber vzoriek v rámci mriežky- vzorka sa odoberá zo stredu štvorcovej zóny. Nedostatkom je, že odoberanie vzoriek pôdy vždy v strede políčka mriežky môže viesť k vzniku systematickej chyby. Odber pôdnych vzoriek z nepravidelne rozložených bodov- môže v značnej miere minimalizovať riziko výskytu systematickej chyby. Táto metóda umožňuje identifikovať obrazce, vzorky opakujúce sa iba v jednom smere. Uvedenú metódu je možné používať aj v prípade, ak nie je k dispozícii prístroj pre príjem satelitného navigačného signálu na určenie presnej geodrefickej polohy. Systematicky rozložený neusporiadaný odber vzoriek pôdy- v rámci pravidelne rozdelenej mriežky využíva náhodné rozloženie odberných bodov. Tento systém poskytuje relatívne rovnomerné pokrytie povrchu pozemku odbernými bodmi, a to bez toho aby na niektorých miestach dochádzalo k zhlukom odberov. Obr. 23 Metóda mriežkového bodového odberu Odber vzoriek v rámci geografickej jednotky- pri použití tejto metódy sú odberné miesta lokalizované v homogénnych zónach manažmentu namiesto rovnomerne rozložených mriežkou. Inteligentné vzorkovanie- je založené na kombinácii predchádzajúcich vedomostí poľnohospodárov a mriežkového a zonálneho vzorkovania. Kontinuálny systém zberu údajov Pri mobilných metódach zberu údajov, pracujúcich systémom zberu údajov v priebehu jazdy, automatické snímače zhromažďujú údaje o variabilite pôdy v reálnom čase v priebehu poľných operácií (obrábanie pôdy, zber plodín). Týmto systémom je možné získavať údaje potrebné na tvorbu máp úrody aj elektrickej vodivosti pôdy. Medzi kontinuálne získavanie informácií v priebehu agrotechnických zásahov je možné zaradiť aj systémy na zaznamenávanie pracovnej rýchlosti, ťahového odporu a spotreby nafty, pri súčasnej vybavenosti vysoko presným prijímačom GPS a presnými snímačmi (Kovaříček and Hůla, 2004). 50

51 Priestorová variabilita pôdnej vlhkosti Vzhľadom na heterogenitu pôdnych vlastností, topografiu, rastlinstvo, zrážky, vlhkosť predstavuje vysoko variabilný faktor rovnako z priestorového ako aj časového aspektu. Vlhkosť pôdy udáva momentálny obsah vody v pôde v hmotnostných alebo objemových percentách k pôde vysušenej pri 105 C. Najpresnejšie sa stanoví klasickou vážkovou metódou zo vzoriek pôdy odobratých do hermeticky uzatváraných vzorkovníc. Mapa zásobenosti živín Po zameraní hraníc pozemku a vymedzení základného prostredia je dôležité získať základné informácie o variabilite pôdnych vlastností. To sa vykonáva lokalizovaným odberom pôdnych vzoriek a ich následnou laboratórnou analýzou na obsah živín, zrnitosť pôdy, pôdnej reakcie a podľa potreby na ďalšie zistenia. Pre rozmiestnenie miest pre odber vzoriek je možné zvoliť dve metódy: a) matematická - zmapovaný pozemok rozdeliť matematicky do štvorcovej sieti a z každého štvorce odobrať jeden reprezentatívnu pôdnu vzorku. Každá vzorka sa skladá z dielčich odberov.. b) Po predbežnej analýze na pozemku je uskutočnená predbežná analýza, ktorá určuje základné pôdne vlastnosti a ich variabilitu a miesta pre odber pôdnych vzoriek sú rozmiestnené podľa výsledkov tejto analýzy. Pre predbežnú analýzu variability najčastejšie využívame spektrálnu analýzu sady satelitných alebo leteckých snímok alebo v niektorých prípadoch meranie elektromagnetickej vodivosti pôdy. Presná poloha stredných bodov odberových miest a spôsob odberu vzoriek sú zaznamenané a vychádza sa z nich pri ďalšej práci v systéme. Pri následnom odbere pôdnych vzoriek v určitom časovom odstupe je možné porovnávať výsledky rozborov z rovnakých miest. Veľmi dôležité je zvoliť optimálnu hustotu vzorkovania. Rolu v rozhodovaní hrá niekoľko faktorov, ako je pôdny druh a typ a ich variabilita, členitosť terénu, spôsob hospodárenia a predovšetkým účel následného využitia získaných údajov. Pre využitie údajov pre variabilnú aplikáciu priemyselných hnojív sa doporučuje zvoliť hustota vzorkovania v rozmedzí 1-3ha na jednu pôdnu vzorku. Obr. 24 Mapa zásobenosti pôdy 51

52 Na viac než 70% doposiaľ mapovaných plochách, bola zistená významná variabilita meraných vlastností. Na jednom pozemku je možné nájsť lokality s vysokou i nízkou zásobou živín. Naviac mapy zásob pre jednotlivé živiny sa väčšinou neprekrývajú. Z toho vyplýva, že hnojiť takto nevyrovnané polia rovnomernou dávkou nie je optimálne. Okrem údajov o pôdnom zásobení živinami je treba zhromažďovať ďalšie údaje o pôde. Medzi najdôležitejšie a vo svete najviac využívané patrí senzorické meranie elektromagnetické vodivosti pôdy. Výsledkom merania je po analýze údajov presná mapa reliéfu pozemku a presná mapa pôdnych druhov. Obe základné informácie sú nenahraditeľné pre presné zameranie variability pôdnych vlastností na pozemku a sú veľmi dôležité pri tvorbe doporučení pre variabilné dávkovanie hnojív, variabilný výsevok a pre diferencovanú aplikáciu chemických prípravkov ( Aplikačné mapy Základ pre výpočet potreby hnojenia vychádza z máp zásobenosti pôdy živinami a z variability pôdnych druhov. Východiskom pri kategorizácii obsahu prístupného fosforu v pôde sú údaje z rozboru pôdy, zo zrnitostných kategórií a ph pôdy. Pre jednotlivé kategórie obsahu fosforu v pôde je zistený príslušný korekčný koeficient. Potrebná dávka fosforu pre jednotlivé zrnitostné kategórie pôdy je stanovená vynásobením základnej potreby fosforu pre danú plodinu s korekčným koeficientom. Po sčítaní dielčích dávok je stanovená potreba hnojenia fosforečnými hnojivami na sledovanej parcele (Rataj, Urbanovič, 2002). Zisťovanie potreby hnojenia draslíkom sa riadi podobným postupom. Hodnotenie obsahu prístupného draslíka v pôde je vykonávané na základe známych údajov z rozboru pôdy, s rešpektovaním zrnitostných kategórií pôdy. Pre jednotlivé kategórie obsahu draslíka v pôde a kategórie zrnitosti je zistený príslušný korekčný koeficient. Ďalší postup výpočtu potrebnej dávky draselných hnojív na sledovanej parcele je rovnaký ako pri výpočte dávky fosforečných hnojív. Rovnakým spôsobom je stanovená potrebná dávka aj pre dusík. Prepočty pre zistenie potrebných dávok hnojiva sú riešené pomocou funkcií rozšírenia ArcView SPATIAL ANALYST. Rozloženie jednotlivých kategórií a celkové potrebné množstvá sú vyhodnotené pomocou zonálnej štatistiky. Výsledkom pre aplikáciu v budovanom informačnom systéme sú aplikačné mapy vztiahnuté na konkrétnu parcelu, spracované pre jednotlivé živiny. Na posúdenie vývoja porastov v procese vegetácie sú na základe inventarizácií porastov spracované mapy vývoja porastu. V sieti monitorovacích bodov je podľa Metodiky biologickej inventarizácie poľnohospodárskych plodín vykonaná inventarizácia stavu porastu. Podľa výsledkov inventarizácie sú vytvorené mapy hustoty porastu (Urbanovič, 2005). 52

53 Úrodové mapy Už niekoľko rokov sa overuje kombinácia merania úrody s presným určovaním polohy obilného kombajnu na určitom mieste pomocou družicovej navigácie. Týmto spôsobom je možné vypracovať presnú mapu úrod, ktorá vzniká integrovaním hodnoty okamžitej úrody a geografickej polohy kombajnu. Na základe získania presných informácií o množstve dopestovanej úrody v rámci pozemku, možno s podporou určitého informačného systému cieľavedome riadiť a usmerňovať intenzitu aplikácie vstupov (priemyselných hnojív). Základom sú vstupné digitálne mapy charakterizujúce úroveň kľúčových faktorov. Všetky zásahy sa robia lokálne a diferencovane. Systém na zvyšovanie hospodárskej produktivity- FIELDSTAR (Massey Ferguson) vytvára mapy úrod, ktoré ukazujú rozdielnu úrodu v rámci určitej plochy. Z nich je potom možné vytypovať oblasť s nízkou úrodou. Ďalším systémom je JOHN DEERE Green Star. Súčasťou systému je displej Green Star, procesor, vlhkostný snímač a snímač polohy StarFire Itc, ktorý prijíma a vyhodnocuje údaje a udáva polohu s presnosťou od 1 do 2 metrov. Pre mapovanie úrody obilnín prostredníctvom obilných kombajnov John Deere sa využíva systém Green Star, ktorý pozostáva z týchto komponentov: -mobilný procesor obilného kombajnu -prijímač satelitného signálu StarFire na lokalizáciu polohy kombajnu -technické prostriedky na meranie úrody a vlhkosti zrna, ako súčasť konštrukcie kombajnu -softvér APEX na spracovanie nameraných údajov Počas operácie zberu sú údaje priebežne ukladané do pamäťovej karty. V ďalšom kroku sú údaje prenesené do systému APEX. Po uložení je možné údaje používať a vytvárať geoštatistické súbory v tvare špeciálnych máp v závislosti od potrieb. 53

54 Obr. 25 znázornenie mapy prepočítanej úrody suchého zrna zberaného obilným kombajnom John Deere. Po zadaní príslušných atribútov do databázy (klient, farma, pozemok, rok, pracovná operácia, plodina) možno vytvárať nasledovné typy máp: -mapa úrody zrna prepočítaná na zadanú vlhkosť -mapa vlhkosti zrna, ktorá zobrazuje vlhkosť zrna nameranú snímačmi vlhkosti zrna -mapa hmotnosti vlhkého zrna ktorá vyjadruje skutočnú hmotnosť zberaného zrna -mapa hmotnosti suchého zrna, ktorá vyjadruje hmotnosť zberaného zrna po prepočte na zadanú vlhkosť -úrody rôznych odrôd plodiny -mapa prevýšenia reliéfu na pozemku Program AGRO MAP (CLAAS) spolupracujúci s informačným a riadiacim systémom CEBIS je ďalším z produktov umožňujúcim vytvárať úrodové mapy. Sytém monitoruje a zaznamenáva údaje o veľkosti úrody počas práce stroja, z ktorých sa následne pomocou AGRO MAP Štart vytvárajú úrodové mapy (Nozdrovický a kol. 2008). Diaľkový prieskum zeme (DPZ) Diaľkovým prieskumom Zeme rozumieme pozorovanie a meranie objektov alebo javov na zemskom povrchu a v nadpovrchových vrstvách (prípadne pod povrchom zeme), bez priameho fyzického kontaktu s nimi. Obyčajne výsledkom takéhoto diaľkového snímania (fotografovania) je snímka (analógový záznam) prípadne digitálny záznam reflexie povrchu, ktoré sa využívajú pri rôznych aplikáciách. 54

55 Všetky materiály vyžarujú určité elektromagnetické žiarenie v závislosti od dopadajúceho, absorbované a odrazeného žiarenia a ich teploty. Diaľkový prieskum založený na zázname odrazeného slnečného žiarenia ako pasívny. označujeme Aktívny princíp je možné realizovať aj generovaním (vyrobením, vytvorením) žiarenia osvetlením zemského povrchu. Pozorovanie, ako toto osvetlenie je modifikované interakciou s povrchovými objektmi, je základom aktívneho diaľkového snímania. Používa sa žiarenie, ktoré generujú rôzne vysielače, z ktorých najbežnejší je radar. Príklady využívania DPZ: - analýza ekologických pomerov skúmaného územia predbežný geologický a agropedologický prieskum, aktualizovanie a spresňovanie komplexného prieskumu pôd /KPP/, najmä pri uskutočňovaní pozemkových úprav, detailné štúdium reliéfu pre bonitáciu pôdy. - analýza skutočného stavu terénu územia a spôsob jeho plošného poľnohospodárskeho, lesníckeho alebo iného využívania interpretáciu zamokrených pôd, a to ako "silne zamokrenú", "mierne zamokrenú", a "slabo zamokrenú", ako aj "otvorené" vody - stav vegetačného krytu, - plošný rozsah plôch znehodnotených zamokrením, - plošný rozsah plôch a intenzita eróznych procesov, - zhodnotenie stavu všetkých komunikácií /cesty, vodné toky/ plánovanie a projektovanie líniových stavieb cesty, železnice, toky, regulácia odtoku vody a pod.), - zhodnotenie stavu materiálno technickej základne s rozmiestnením vybudovaných zariadení, - zhodnotenie stavu prirodzeného lesného náletu, - racionalizáciu vyhotovenia rôznych druhov máp. Možnosti využitia DPZ pri projektoch: - návrh riešenia prípadnej arondácie katastrálneho územia, - návrh riešenia vymedzenia plôch pre súkromne hospodáriacich roľníkov, 55

56 - návrh vymedzenia plôch pre ďalšie rozširovanie intravilánu stanoviskový prieskum v rámci plánovania investícií, - vytváranie honov, prípadne blokov, - upresnenie hraníc medzi poľnohospodárskou a lesnou pôdou, - návrh na rušenie poľných ciest a návrh na budovanie nových poľných ciest, - návrh na reguláciu vodných tokov, - návrh a ohraničenie plôch na plošné odvodnenie /prípadne závlahy/, - návrh rekultivácií trvalých trávnych porastov /TTP/ a ich zaradenie do stupňov intenzity, - návrh úprav terénnych nerovností /erózne ryhy, staré korytá potokov/, - návrh komplexu pôdoochranných opatrení /protierózna ochrana a pod./, - návrh výsadby zelene, - návrh lokalizácie zariadení živočíšnej výroby a ďalších. V súčasnosti sa pri družicovom ale aj leteckom DPZ využívajú snímače, ktoré umožňujú priamo vytvárať digitálny záznam. Zaznamenané snímky sa následne interpretujú (vysvetľujú, využívajú) a používajú pre potreby rôznych odvetví vedy, národného hospodárstva a štátnej správy. GPS výhody Hlavnými prínosmi GPS navigácií v poľnohospodárstve sú: - obmedzenie prekrytí pri operáciách na poli, - úspora nákladov na PHM, postreky, hnojivá (v dôsledku vyššie uvedeného), - nižšia únavnosť práce, jej rýchlejšie a presnejšie prevedenie za akýchkoľvek poveternostných podmienok, - presné vedenie dokumentácie o vynakladaných vstupoch a vykonávaných operáciách; interná a externá kontrola, 56

57 - zhromažďovanie, analyzovanie a uchovávanie dôležitých údajov charakterizujúcich pracovné operácie hnojenia, sejby a zberu, - maximalizovanie účinnosti práce na poli a celej prevádzky na farme; optimalizovanie výroby. GPS chyby Najpodstatnejší zdroj nepresnosti v systéme GPS bol odstránený zrušením tzv. Výberového prístupu, čím sa zvýšila presnosť na približne 20 m. Ďalším faktorom vplývajúcim na presnosť stanovenia polohy je geometria satelitov. Zlou geometriou rozumieme napríklad, ak prijímač prijíma signál zo štyroch satelitov, ktoré sa všetky nachádzajú na severozápade, v takom prípade je najhorší možný stav úplná neschopnosť určiť pozíciu. Ďalším zdrojom chýb je chyba obežných dráh satelitov. Vplyvom gravitačných síl dochádza k miernemu posunu obežných dráh. Viaccestný efekt je spôsobený odrazom signálov (rádiových vĺn) od objektov. Odrazený signál sa dostane k prijímaču neskôr, ako priamy signál, čo spôsobí chybu v rozpätí niekoľko metrov. Chyby určovania pozície sú spôsobené aj samotným šírením sa signálu (tzv. atmosférický efekt), kde je rýchlosť signálu znižovaná prechodom ionosférou a troposférou ( Pri určovaní polohy GPS prijímačom sú ďalšie chyby vnášané nepresnosťou hodín a zaokrúhľovaním. Napriek synchronizácii hodín na prijímači s časom na satelite predstavuje ich nepresnosť chybu približne 2 m. Zaokrúhľovanie a chyby výpočtu vnášajú chybu do 1 m. Chyby prijímačov GPS signálu ( Pri hodnotení presnosti GPS signálu možno hovoriť o dvoch typoch presností. Ide o tzv. pass to pass (relatívnu) presnosť, ktorá udáva presnosť určenia geografickej polohy vzhľadom na predchádzajúcu polohu. Opakované určenie polohy (zameranie daného bodu a pod.), t.j. absolútna presnosť je vždy nižšia (Nozdrovický a kol., 2008). 57