Rolnictwo na przestrzeni ostatnich 100 lat przeszło wręcz niewyobrażalne zmiany. Kilkadziesiąt lat temu widok konia z pługiem na polu nie był niczym dziwnym. Co nie będzie dziwić za kilkanaście kolejnych lat?
Czym dla ludzi jest rolnictwo? Przede wszystkim źródłem pożywienia, a dla sporej części społeczeństwa sposobem pracy, życia, a także pasją. Zmiany jakie w nim zaszły w ostatnich 100 – 120 latach, a zwłaszcza po zakończeniu II Wojny Światowej, są ogromne. Przez wieki pojęcie mechanizacji praktycznie nie istniało. Działały co prawda młyny wodne czy wiatrakowe, ale produkcja polowa opierała się na ciężkiej pracy ludzi i zwierząt. Podstawową siłą napędową były konie, ewentualnie inne zwierzęta. Początki mechanizacji rolnictwa jaką znamy dziś, sięgają mniej więcej XVIII – XIX wieku. Pierwszą fabrykę maszyn rolniczych na ziemiach polskich otworzył w 1805 r. Stanisław Zamoyski. Były tam produkowane m. in. sieczkarnie, młocarnie, krajarki do ziemniaków i buraków, narzędzia do uprawy roli, siewniki, maszyny do zbioru siana, pompy, a także maszyny dla browarów, olejarni, gorzelni i tartaków. Dla ścisłości – produkowane wtedy sieczkarnie nie były tym, co dzisiaj widujemy na polach podczas zbiorów kukurydzy na kiszonkę. Były to proste, stacjonarne urządzenia służące do przygotowania sieczki ze słomy, dawniej ważnego składnika paszy dla zwierząt. Narzędzia uprawowe miały niewielkie szerokości robocze. Początkowo źródłem ich napędu były wspomniane zwierzęta lub ciągniki parowe. Do czasu upowszechnienia podnośnika hydraulicznego były to narzędzia „ciągane”.
Od pary do oleju napędowego
Pierwsze ciągniki, jeśli tak można nazywać te pojazdy, napędzały silniki parowe. Zasada ich działania była dość prosta: serce całej maszyny stanowił kocioł, czyli szczelny zbiornik. Zbiornik ten napełniało się wodą. Do przemiany wody w parę wodną potrzeba było sporych ilości ciepła, które zapewniało palenisko znajdujące się pod kotłem. Energia cieplna uzyskiwana w wyniku spalania paliwa w palenisku powodowała podgrzewanie, wrzenie i parowanie wody w zbiorniku. Aby para była w stanie poruszyć ciągnik, konieczne było jej dłuższe podgrzewanie, tak aby uzyskała wysokie ciśnienie. Para pod ciśnieniem, kierowana przez zespół zaworów wprawiała w ruch tłok. Tłok, połączony korbowodem z wałem korbowym wprawiał w ruch obrotowy koło zamachowe, a następnie całą przekładnię napędzającą pojazd. Trochę później silnik parowy zastąpiono silnikiem spalinowym. Pierwsze konstrukcje tego typu, mocno wzorowane na swoich parowych odpowiednikach, posiadały jeden poziomy cylinder sporych rozmiarów. Ich paliwem mogło być w zasadzie wszystko, co dało się zapalić – od nafty i benzyny po oleje roślinne. Przez długi czas powszechnie stosowane były silniki benzynowe. Niestety ich największą wadą było duże spalanie. Tym samym zostały zastąpione silnikami wysokoprężnymi, od nazwiska ich wynalazcy, nazywanymi silnikami Diesla. Silniki spalinowe, niezależnie od typu, również czerpią energię ze spalania paliwa. Wraz z rozwojem konstrukcji silników rosły także ich osiągi. Pierwsze ciągniki napędzane silnikami spalinowymi miały moc rzędu 10 – 30 KM. W obecnie produkowanych moc 300 KM nie jest niczym nadzwyczajnym.
Z pługiem czy bez?
Do tej pory większa część rolników uważa pług za podstawowe narzędzie do uprawy gleby. Z drugiej strony stale powiększa się grono przeciwników orki. Konstrukcja pługów również ulegała zmianom, od niewielkich konnych po wieloskibowe, obracalne z ażurowymi odkładnicami. Na przestrzeni lat zmianom ulegały również kształty odkładnic oraz ich dodatkowe elementy. Wszystko po to, aby orka była wydajniejsza, a na jej wykonanie ciągnik spalał mniej paliwa, a także by wszelkie rośliny i ich resztki znajdujące się na powierzchni pola wylądowały na dnie bruzdy. Pługi obracalne skracają czas manewrów na krańcach pola, elementy zabezpieczające korpusy przed uszkodzeniem chronią rolników gospodarujących na mocno zakamienionych glebach przed koniecznością zbyt częstego zakupu nowych lemieszy. Pługi o zmiennej szerokości roboczej, czasami nazywane Vario, są docenianie podczas orki na polach mozaikowatych. Tam gdzie gleba stawia większy opór, szerokość roboczą można zmniejszyć, a na lżejszych fragmentach pola zwiększyć. Siła potrzebna do ciągnięcia pługa zależy od oporu gleby, szerokości i głębokości roboczej. Na opór gleby większego wpływu nie mamy, a głębokość orki można zwykle regulować w wąskim zakresie. Tym samym zapotrzebowanie na siłę uciągu najłatwiej zmniejszyć zmieniając szerokość roboczą. Problem stanowi zwykle brak mocy a nie jej nadmiar. Sporym wyzwaniem podczas orki, szczególnie pól o nieregularnych kształtach, jest utrzymanie prostej linii bruzdy. W dzisiejszych czasach z pomocą przychodzi nowoczesna technologia. Wielu producentów oferuje rozwiązanie pozwalające na utrzymanie idealnie równej bruzdy przez automatyczne sterowanie szerokością roboczą pługa. Przy wykorzystaniu sygnału GPS odczytywana jest aktualna pozycja ciągnika z pługiem w odniesieniu do granic pola. Szerokość robocza jest tak dobierana, aby ostatni przejazd na danym polu był wykonany przy samej granicy.
Jak nie orać?
Zmieniający się klimat, a także poszukiwanie oszczędności to główne przyczyny poszukiwania bezorkowych metod i technologii uprawy gleby. Zmiany klimatu działające na niekorzyść rolników to przede wszystkim coraz częstsze susze. Niestety orka ma tę wadę, że bardzo przesusza glebę. Oczywiście można temu przeciwdziałać przerywając parowanie, np. przez zastosowanie wałowania. Mimo to, grono rolników uprawiających bez pługa stale się powiększa. Uprawę bezorkową można prowadzić na wiele sposobów – nie ma jednej, uniwersalnej metody. Rolnicy którzy gospodarują na lekkich glebach, skłonnych do szybkiego przesuszania się szukają zwykle metod uprawy nie ingerujących mocno w strukturę gleby. W przypadku roślin uprawianych w szerokich międzyrzędziach (np. kukurydza, buraki cukrowe) dobrze sprawdza się uprawa pasowa. Jej ideą jest spulchnianie wyłącznie wąskiego pasa gleby, w który zostaną wysiane nasiona. Jednocześnie w ten pas gleby wysiewany jest nawóz. Pas siewny powinien być także oczyszczony z resztek roślinnych. Pozostała, nieuprawiona część pola powinna pozostać przykryta resztkami organicznymi w celu ograniczenia parowania i erozji. Mało inwazyjne metody uprawy gleby to także płytkie mieszanie np. broną talerzową lub łopatkową. Odważniejsi rolnicy stosują siew bezpośredni lub uprawę zerową. Tym razem gleby praktycznie nie uprawiamy. Masywne redlice talerzowe, rozcinają glebę, a w utworzony rowek wysiewają jednocześnie nawóz i ziarno. Cięższe gleby często są uprawiane w bardziej agresywny sposób. Przy pomocy agregatu uprawowego gleba jest mieszana na głębokości do 30 – 40 cm. Jednocześnie może być wykonywane wgłębne nawożenie. Kolejnym krokiem jest siew, przy pomocy agregatu uprawowo-siewnego opartego o bronę talerzową lub wirnikową.
Uprawiać tradycyjnie czy nowocześnie?
Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, który rodzaj uprawy jest lepszy. Ciężko jest porównywać uprawę orkową z uproszczoną, tylko pod względem uzyskiwanych plonów. Przeglądając przeróżne wyniki badań, których celem było porównanie obu technologii, nie raz wyższe plony występowały w uprawie orkowej. Na sukces w uprawie uproszczonej trzeba często pracować kilka lat. Nie ma uniwersalnej technologii, która sprawdza się na każdej glebie i w każdym gatunku roślin. Orka ułatwia walkę z niektórymi gatunkami chwastów np. wyczyńcem polnym. Walka z chwastami w przypadku uprawy bezorkowej wymaga często więcej uwagi i staranności. Podczas orki, wszystko co znajdowało się na powierzchni pola ląduje na dnie bruzdy. Dzięki temu łatwiej jest utrzymać czystość odmianową podczas produkcji materiału siewnego. Agregaty do uprawy bezorkowej często pozwalają na jednoczesne wykonywanie kilku czynności np. uprawy i nawożenia. Z drugiej strony, na rynku nie ma zbyt wielu maszyn typowo bezorkowych przeznaczonych do ciągników mniejszej mocy. Pytanie wydaje się proste, ale nie ma na nie jednoznacznej odpowiedzi. Każdy musi szukać własnych rozwiązań.
Precyzja w 3 wymiarach
Niektóre gatunki roślin (kukurydza, buraki, słonecznik, soja itd.) znacznie lepiej plonują wysiewane punktowo. Siew punktowy to metoda siewu, w której oprócz stałego odstępu między rzędami roślin utrzymywane są równe odległości między roślinami w rzędzie.
W ostatnich latach producenci siewników intensywnie pracują nad rozwojem ich konstrukcji. Zwiększenie dokładności wysiewu spowodowało, że siewniki punktowe są nazywane również siewnikami precyzyjnymi. Nowoczesne siewniki są w stanie utrzymać odległości między roślinami w rzędzie z bardzo dużą dokładnością. W tym celu nasiona zmierzające do gleby są zliczane przez fotokomórki. Znając liczbę nasion opuszczających aparaty wysiewające oraz odstępy czasu pomiędzy kolejnymi nasionami można określić w jakim odstępie trafią do gleby. W siewnikach pewnej firmy nasiona są „wstrzeliwane” do gleby bardzo silnym strumieniem powietrza. Dla uzyskania pełnej precyzji siewu konieczne jest także utrzymanie jednakowej głębokości siewu. Nie jest to łatwe, zwłaszcza na mozaikowatych glebach jakich nie brakuje w naszym kraju. W tym celu siewniki czołowych producentów posiadają czujniki nacisku redlic na podłoże. Na podstawie ich odczytów, automatycznie jest utrzymywana głębokość siewu. Położenie siewnika oraz jego poszczególnych sekcji jest kontrolowane przez sygnał GPS. Dzięki temu, gdy któraś sekcja trafia na już obsiany obszar pola, jest rozłączana aby nie powstawały tam nakładki.
Pod kontrolą satelitów
Odkąd nawigacja satelitarna stała się ogólnodostępna minęło już kilkanaście lat. Jej zastosowanie w rolnictwie jest z roku na rok coraz większe. Na początku była wykorzystywana podobnie jak w branży motoryzacyjnej, do określenia położenia ciągnika na polu. Wraz z rozwojem technologii, pozycję można było określać z coraz większą dokładnością. Obecnie wykorzystując dodatkowy sygnał korekcyjny można uzyskać dokładność pozycjonowania rzędu 2 cm. Dokładne określenie pozycji ciągnika pozwala na wydajniejszą pracę maszynami. Sąsiednie przejazdy maszyn nie nakładają się, a także nie ma między nimi „pustych” przestrzeni. W chwili obecnej, ciągniki są w stanie same się kierować, na podstawie wskazań GPS-u. Oczywiście kierowca w kabinie musi nadal przebywać, ale może skupić się na pracy maszyny i regulacji jej parametrów, a nie kręceniu kierownicą. Systemy prowadzenia oparte na sygnałach satelitarnych umożliwiają także automatyczne kierowanie ciągnikiem na uwrociach. Po akceptacji operatora, ciągnik sam uniesie maszynę i zawróci, po czym ponownie opuści maszynę i zapyta co dalej. Po potwierdzeniu przez operatora, ciągnik ruszy w dalszą drogę. Sterowanie sygnałem GPS pozwala także na rozłączanie poszczególnych sekcji belki polowej lub pojedynczych rozpylaczy w opryskiwaczach, oszczędzając ciecz roboczą.
Dokładnie tyle ile potrzeba
Fundamentem wysokiego plonu oprócz uprawy jest także odpowiednio zbilansowane nawożenie. Tutaj ponownie pomocna jest technologia nawigacji satelitarnej. W czasie żniw kombajn na bieżąco analizuje plon i nanosi jego wartości na wirtualną mapę. Następnie taką mapę można wzbogacić o dane dotyczące zasobności w składniki odżywcze. Na tej podstawie można oszacować dawki nawozów jakie powinny zostać wysiane na danym polu. Oczywiście wszystko w dedykowanym programie komputerowym. Gotową mapę, z przeliczonymi wartościami nawozów należy następnie wgrać do komputera rozsiewacza. Następnie dawka nawozu w każdej części pola zostanie dostosowana do zasobności oznaczonej na mapie. Nawożenie azotowe, które wykonuje się częściowo na rosnące rośliny można bilansować w inny sposób. Bardzo upraszczając, im roślina ma ciemniejszy odcień zieleni tym lepiej jest odżywiona azotem. Obecnie popularne są dwie metody pomiaru: przy pomocy czujnika umieszczonego bezpośrednio na ciągniku lub przy wykorzystaniu zdjęć satelitarnych. W pierwszym przypadku czujnik określa w czasie rzeczywistym zasobność roślin w azot. W drugim przypadku, na podstawie zdjęć satelitarnych tworzona jest wirtualna mapa, którą należy wgrać do pamięci rozsiewacza.
