Perspektívne smery vývoja techniky s ohľadom na udržateľnosť poľnohospodárskej výroby

Zabezpečovanie produkcie potravín, bolo vždy sprevádzané snahou o dosiahnutie čo najpriaznivejších ukazovateľov spotreby energie, živej práce a nákladov na výrobu. Rešpektovanie požiadaviek pestovateľských technológií na intenzívne obrábanie pôdy, ale aj na rýchle vykonávanie prakticky všetkých pracovných operácií, si vyžadovalo od výrobcov poľnohospodárskej techniky vyvíjanie a vyrábanie strojov čoraz výkonnejších, pričom jedným z predpokladov rastu výkonnosti strojov bolo aj zväčšovanie ich rozmerov, a tým aj zvyšovanie ich hmotností.

Nešetrné uplatňovanie technických princípov však často viedlo ku kolízii s princípmi biologickými, na ktorých je poľnohospodárska výroba založená. Potom dochádzalo k prehliadaniu živých organizmov s ich špecifickými prejavmi a zvláštnosťami, čo sa netýka len rastlín a zvierat, ale aj vody a pôdy.

V posledných rokoch, a to nielen u nás, ale vo všetkých krajinách s intenzívnym poľnohospodárstvom, sa začínajú prejavovať negatívne dôsledky technizácie aj v niektorých technológiách uplatňovaných v poľnohospodárskej výrobe. Najvýraznejšie sa tieto negatívne tendencie prejavili na pôde jej zhutnením, ktoré predstavuje nebezpečenstvo pre udržanie stability úrod pestovaných plodín. Príčiny je potrebné hľadať v skutočnosti, že pri uplatňovaní mnohých pracovných postupov neboli rešpektované základné požiadavky na dodržiavanie hodnôt prípustného merného tlaku pojazdového ústrojenstva používaných strojov na pôdu, a tak dochádzalo k jej zvýšenému zhutňovaniu nielen na povrchu, ale aj vo väčších hĺbkach, čo si opäť vyžadovalo zvýšiť intenzitu obrábania s nepriaznivým dopadom nielen na štruktúru pôdy, ale aj na rast výrobných nákladov. Spolupôsobil tu ale aj celý rad ďalších faktorov, akými sú napr. nedostatok organickej hmoty v pôde, nedostatky v agrotechnike, problémy v aplikácii priemyselných hnojív a pod.

Poľnohospodárska výroba v súčasnosti je sprevádzaná pôsobením aj takých javov, ktoré môžu v budúcnosti dokonca ohroziť samotnú podstatu základných zdrojov, o ktoré sa poľnohospodárska výroba opiera a od ktorých je závislá. Jedným z týchto zdrojov je pôda, ktorej poslanie pri výrobe rastlinných produktov je nezastupiteľné a veľmi špecifické, nakoľko je zároveň základným výrobným prostriedkom, ale aj pracovným predmetom. Existuje veľa dôkazov o tom, že súčasný systém hospodárenia na pôde je v mnohých prípadoch neudržateľný a vedie dokonca k ohrozovaniu tohto významného poľnohospodárskeho zdroja. V tejto súvislosti sa často hovorí o potrebe obmedzenia degradačných procesov a javov, ku ktorým v pôde dochádza aj v dôsledku pôsobenia poľnohospodárskej techniky. Súčasný systém obhospodarovania pôdy síce zabezpečuje dostatočné uspokojovanie požiadaviek na výrobu potravín v terajších podmienkach, ale vedie k ohrozeniu ich produkcie v budúcom období.

Udržateľnosť poľnohospodárskej výroby vo vzťahu k používaniu poľnohospodárskej techniky preto v ďalšom období bude úzko súvisieť so zmenou pestovateľských technológií zameriavajúcich sa na zabezpečenie starostlivosti o pôdne prostredie a pôdnu úrodnosť. Predovšetkým pôjde o odstraňovanie škodlivého zhutnenia vyplývajúceho z chybného spôsobu obhospodarovania pôdy, ako aj z prekyprovania pôdy pri jej obrábaní. Veľmi dôležité však bude aj zamedziť nepriaznivému pôsobeniu techniky na pôdne prostredie, a to predovšetkým vhodnou konštrukciou, alebo vhodným spôsobom nasadzovania techniky vo výrobe.

Negatívne pôsobenie techniky na pôdu

Proces zhutňovania pôd mechanizačnými prostriedkami prebieha tak, že každé vozidlo alebo stroj prechádzajúci po povrchu poľnohospodárskej pôdy na ňu pôsobí v mieste styku pojazdového ústrojenstva určitým kontaktným tlakom a šmykovým napätím v určitej účinnej ploche. To vyvoláva v pôde napätie, ktoré pôsobí do značnej hĺbky a vyvoláva jej deformácie, ktoré sa navonok prejavujú vytvorením stopy, vnútorne potom zhutnením pôdy. Toto zhutnenie podľa druhu pôdy, jej vlhkosti a veľkosti kontaktného tlaku môže mať charakter prechodný alebo trvalý. Z rôznych literárnych prameňov možno uviesť, že pri kontaktnom tlaku: po o o > 300 kPa - deformácia pôdy je taká, že zasahuje spravidla podorničie, je mimo dosah bežného obrábania pôdy.

Pre hrubú orientáciu je možné kontaktný (merný) tlak na pôdu určiť zo vzťahu:

po = pp + 40 (kPa)

kde: pp – tlak hustenia pneumatiky, kPa.

Ako zásadný problém sa javia protichodné požiadavky na dosahovanie čo najvyššej výkonnosti a efektívnosti pri technologických procesoch, čo je spojené s používaním výkonnej techniky pre spracovanie pôdy, sejbu, hnojenie a ochranu rastlín, a predovšetkým zberovej techniky vrátane nadväzujúcej dopravnej techniky, u ktorej zákonite rastie hmotnosť a na druhej strane požiadavky na ochranu poľnohospodárskej pôdy pred nežiadúcim zhutňovaním, vyvolaným práve hmotnosťou strojov a riešením ich podvozkov. Už v súčasnosti sa pre znižovanie negatívnych vplyvov poľnohospodárskej techniky na pôdu, úrody a rastliny hľadajú najrôznejšie riešenia, ktoré sa zameriavajú na:

- výrobu a používanie špeciálnych strojov alebo strojových súprav, umožňujúcich vykonávať viac operácií pri jednom prejazde po poli,

- zlepšovanie technických parametrov strojov a ich skupín ako napr. znižovanie hmotnosti využívaním kvalitných konštrukčných materiálov,

- používanie nových prvkov v konštrukcii pojazdových ústrojenstiev, ako sú nové typy pneumatík a pásové podvozky,

- uplatňovanie nových zberových postupov znižujúcich záťaž pôdy a ovplyvňujúcich aj riešenie následnej prepravy materiálov, alebo umožňujúcich diferenciáciu dopravy pole – cesta, alebo odstraňujúcich dopravu z poľa vôbec.

Využívanie kombinovaných súprav

Využívanie kombinovaných súprav je postup umožňujúci znížiť počet vstupov mechanizačných prostriedkov na pole tým, že pracovné stroje alebo zariadenia pre jednotlivé operácie sa obyčajne navesia na energetický prostriedok (traktor) vpredu, alebo vzadu, alebo privesia za pomoci špeciálnych závesov, prípadne sa použije špeciálne skonštruovaný stroj, často aj samohybný. Príkladov zlučovania pracovných operácií využitím riešenia kombinovaných súprav a ich používania v praxi je niekoľko, počnúc od predsejbovej prípravy pôdy vykonávanej v spojení so sejbou až po komplexný zber úrody. Z hľadiska utláčania pôdy je najproblematickejšia situácia pri zbere kukurice na siláž a okopanín, predovšetkým zemiakov a cukrovej repy, najmä pri používaní starších technologických postupov zberu, kedy vedľa zberača jazdí dopravná súprava priamo preberajúca pozberanú úrodu.

Nakoľko sa uvedené plodiny zberajú v jesennom období, často za vyššej vlhkosti pôdy, pri uplatnení vyššie uvedeného postupu dochádza k nežiadúcemu negatívnemu pôsobeniu techniky na pôdu. Nesporne veľký význam pre jeho obmedzenie má používanie zásobníkových zberačov s postupom prekladania pozberanej úrody na okraji poľa, resp. jej uložením na medziskládku. Pre pojazdové ústrojenstvo zberových strojov so zásobníkom je samozrejmosťou využívanie širokých pneumatík, ktoré zabezpečujú dodržanie hodnôt merného tlaku na pôdu pod hranicou 200 kPa aj pri veľkých objemoch zásobníkov. K zákonitým trendom vývoja poľnohospodárskej techniky jednoznačne patria nárast výkonnosti strojov, vyšší stupeň automatizácie, zvyšovanie komfortu pre obsluhu strojov, vyššia prevádzková spoľahlivosť strojov, snaha o znižovanie prevádzkových nákladov a minimálne dopady na životné prostredie v súvislosti s nasadením strojov. Ak uvážime, že výkonnosť stroja (strojovej súpravy) je priamo úmerná hodnote, ktorú môžeme vypočítať zo vzťahu:

W0x = 0,1 . Bk . . vp . k0x(ha.h-1)

kde:

Bk - je konštrukčný záber stroja v m,

- je súčiniteľ využitia záberu,

vp - je pracovná rýchlosť stroja (strojovej súpravy) v km.h-1,

k0x - je komplexný súčiniteľ využitia času,

potom zväčšovanie rozmerov strojov, predovšetkým nárast konštrukčného záberu, priamo úmerne súvisí s nárastom výkonnosti. Preto dnes nie je problémom nájsť v ponuke stroje, ako napr. sejačky so záberom 12 metrov, postrekovače so záberom 36 - 42 metrov, obilné kombajny so šírkou žacej lišty až 9 metrov a pod. Používaním širokozáberových súprav možno dosiahnuť okrem uvedeného rastu výkonnosti aj menší počet prejazdov po obrábanom pozemku s priamym dopadom na obmedzenie utuženia pôdy. Rast výkonnosti strojov zväčšovaním ich záberov je úzko prepojený aj s nárastom požiadaviek na nastavovanie a zriaďovanie práce strojov v závislosti od okamžitých zberových podmienok, ktoré sú v prevádzke veľmi variabilné. Nakoľko bolo dokázané, že pri veľkých konštrukčných záberoch strojov a priestorovo premenlivých podmienkach sa zvyšuje zaťaženie obsluhy natoľko, že táto nie je schopná využívať technické prednosti súčasných strojov na viac ako 65 - 70 %, vstupuje aj do riadenia strojov elektronika a ďalšie prvky informačných technológií. Uplatnením automatizačných prvkov na mobilných strojoch sa výrobcovia snažia riešiť fyziologické limity brániace ďalšiemu zvyšovaniu výkonnosti súprav zväčšovaním záberu, alebo pracovnej rýchlosti pri pohybe po poli.

Zmena používaných technologických postupov

Okrem naznačených, vyslovene technických riešení, je potrebné prijať aj opatrenia v oblasti technologických postupov uplatňovaných pri výrobe potravinových zdrojov na pôde. Problém negatívneho pôsobenia strojových súprav na pôdu zvlášť naliehavo vystupuje pri doprave zberaných produktov po pozemkoch. Jednou z možností riešenia je zahrnutie prejazdov zberačov a dopravných prostriedkov do systému riadených prejazdov po pozemkoch s využitím tzv. koľajových riadkov. Podstatne schodnejšia je však cesta ponúkaná už dnes viacerými výrobcami techniky a to je oddelenie dopravy po poli od dopravy po ceste, kde deliacim miestom je najčastejšie okraj poľa. Progresívne technicky riešené zásobníkové zberače a tzv. poľné vozidlá, v súčasnosti aj preberacie vozy, spĺňajú požiadavky na medzný kontaktný tlak 150 až 180 kPa. Diferencovaný dopravný systém predpokladá prekladanie hmôt na okraji pozemkov. Úvrate teda budú miestom intenzívnych prejazdov a manévrovania vrátane prejazdov ťažkých automobilových dopravných súprav. Je však nutné, aby takto boli zaťažované iba úvrate, alebo dočasné poľné cesty. Pri základnom spracovaní pôdy bude účelné na úvratiach periodicky kypriť podorničie predovšetkým z dôvodu zvýšenia priepustnosti pôdy pre vodu.

Oblasť racionalizácie výrobných vstupov

Je zrejmé, že čím ďalej, tým väčší dôraz sa bude klásť na racionálnosť pracovných postupov a v súvislosti s narastaním cien vstupov do poľnohospodárstva a obecným prevládaním ponuky nad dopytom bude narastať význam metód hodnotenia efektívnosti výroby a výrobkov. Je dokázané, že programové riadenie na základe jasne stanovenej podnikovej stratégie predstavuje nevyhnutnú súčasť zvyšovania konkurencieschopnosti, čo nemožno podceňovať ani v agrárnom sektore. Veľkovýrobné formy hospodárenia predstavujú silný tromf slovenského agropotravinárskeho komplexu, ktorý podľa odhadov umožňuje dosahovať až o 30 % vyššiu ekonomickú efektívnosť ako v menších subjektoch, charakteristických pre západoeurópske krajiny. Z hľadiska technickej vybavenosti, technologickej disciplíny a kvality riadiacej práce však dochádza u nás k veľkým výkyvom, výrazne poznamenávajúcim dosahované výsledky. Preto bude potrebné venovať viac pozornosti aj metódam hodnotenia efektívnosti výroby a tieto bude treba využívať už vo fáze prípravy výroby, tzn. už pri jej plánovaní. Ďalší rast efektívnosti technológií poľnej rastlinnej výroby bude súvisieť tak s poklesom prácnosti a podielu ľudskej práce pri zabezpečovaní pracovných procesov, ako aj s uplatňovaním prvkov presného poľnohospodárstva. Zníženie podielu ľudskej práce súvisí s používaním výkonnejších strojov, pretože norma času (h.ha-1) kde:

W - je výkonnosť stroja (strojovej súpravy) v ha.h-1.

Nárast výkonnosti strojov bol naznačený v predchádzajúcej časti príspevku. Je zrejmé, že čoraz výkonnejšie a dokonalejšie stroje budú postupne nahrádzať v pracovnom procese pracovnú silu, ktorej postavenie sa bude postupne preorientovávať z výkonnej na riadiacu funkciu. Aby mala obsluha pre výkon riadiacej funkcie vytvorené čo najlepšie podmienky, úsilie mnohých výrobcov poľnohospodárskej techniky sa sústreďuje do zlepšovania pracovných podmienok obsluhy. Klimatizované kabíny, odpružené sedačky, už spomínaná riadiaca elektronika a pod. sú toho najlepším dôkazom. Pre ďalší rast efektívnosti rastlinnej výroby bude dôležité uplatnenie progresívnych technických a technologických systémov, ktoré ponúkajú nové možnosti v oblasti združovania pracovných operácií a nižšieho počtu prejazdov po poli. Rozširovanie týchto systémov však súvisí so zmenou používanej techniky a technológií, kde z dôvodu všeobecného nedostatku finančných prostriedkov u nás máme značné rezervy.

Záver

Z toho čo bolo uvedené je zrejmé, že udržateľnosť chápaná vo vzťahu k poľnohospodárskej výrobe vyžaduje zohľadňovanie časového aspektu. Nielen z toho dôvodu, že v dôsledku biologického charakteru je systém výroby poľných produktov pod neustálym pôsobením zmien v čase a závisí od vysokopremenlivej základnej sily – počasia, ale predovšetkým z toho dôvodu, že síce súčasná úroveň výrobných zdrojov a ekonomických podmienok nemusí vytvárať dostatočné predpoklady pre uplatňovanie všetkých prvkov udržateľnosti, ale umožní aspoň položiť základy pre ich uplatňovanie v budúcom období. To sa týka aj oblasti poľnohospodárskej techniky, kde napr. určite nemožno očakávať v krátkom časovom období kompletnú výmenu sortimentu nevyhovujúcich a stále používaných strojov, nakoľko to ani neumožňuje súčasná ekonomická situácia väčšiny poľnohospodárskych podnikov. Je ale nanajvýš potrebné aspoň sa začať zaujímať o technické a technologické riešenia, ktoré určite v budúcnosti prispejú k tomu, že rešpektovanie ekologických požiadaviek bude pri nasadení techniky vo výrobnom procese vždy prioritné. Poľnohospodárstvo budúcnosti bude jednoznačne spojené s uplatňovaním moderných technických riešení pracovných strojov, ako technologických riešení celých pracovných procesov a postupov. Kým slovenské poľnohospodárstvo v súčasnosti zápasí s problémom zastaralého strojového a traktorového parku a nedostatkom prostriedkov na jeho obnovu, poľnohospodári v poľnohospodársky vyspelých krajinách západnej Európy a zámoria pristupujú k uplatňovaniu prvkov cieleného, resp. presného hospodárenia na pôde. Ak budeme chcieť s vyspelým poľnohospodárstvom udržať krok, je potrebné nielen poznať najnovšie technické a technologické trendy, ale aj hľadať prostriedky na ich postupné zavádzanie do našich výrobných podmienok.