Současná intenzifikace rostlinné výroby se neobejde bez používání moderní mechanizace. Její časté nasazování v technologických postupech, u většiny pracovních operací, se negativně odráží zejména na fyzikálních vlastnostech půdy, souhrnně označovaných termínem půdní zhutnění.
Tento stav je vyvolán celým komplexem faktorů. Jako nejzávažnější lze uvést:
1) trvale rostoucí trendy slučování pracovních operací znamenají zvyšování hmotnosti strojů (od poloviny minulého století často více než 100%),
2) zejména v meziřadí trvalých porostů (vinice, sady) se negativně projevují četné přejezdy mechanizačních prostředků v kolejových řádcích,
3) nízké využití strukturotvorných víceletých pícnin v technologických postupech využívajících zelené hnojení,
4) obecný nedostatek organické hmoty, který je v řadě případů nahrazován zvýšenými dávkami minerálních hnojiv. Na půdní strukturu negativně působí zejména hnojiva chloridová, draselná a sodná (obzvláště pak jejich tekuté formy).
Příčiny zhutnění
Meziřadí trvalých porostů představuje prostor, který zůstává po celou dobu životnosti výsadby (15 a více let) vymezený pro průjezd mechanizace. V závislosti na uplatňovaném technologickém postupu (např. černý úhor, zatravnění ob jeden řádek, apod.), se často jedná o 20 i více přejezdů za jedno vegetační období ve stejných tzv. kolejových řádcích (obr.1).
Ke zhutnění půdy dochází zejména ve dvou rizikových obdobích. Prvním je jarní období, kdy má půda dostatek vláhy po zimě a přenos tlaku zasahuje do větších hloubek. Druhým je podzimní období, kdy je prováděna sklizeň, často za zhoršených podmínek, kdy navíc v meziřadí projíždějí stroje s nákladem sklizeného produktu.
Z pracovních operací, které nejvíce zatěžují půdní horizont se vedle sklizňových operací nejhůře projevuje chemická ochrana. Důvodem je skutečnost, že pěstitelé jsou nuceni vjíždět do porostu bez ohledu na stav půdy, tedy i při její zvýšené vlhkosti.
Průjezd mechanizace po půdě v takto nevhodném vlhkostním stavu (plastická konzistence) pak vedle půdního tlaku vyvolává i efekt hnětení. Výsledkem jsou poruchy půdní stavby a struktury, narušení vodního a vzdušného režimu nejen v orniční vrstvě, ale také v podorničí.
Negativní důsledky
Tento nežádoucí stav přímo souvisí s řadou dalších následků. V prvé řadě je to nižší efektivnost hnojení, kdy dochází k akumulaci nevyužitých živin v půdě a následně jejich degradaci (vyplavování). Na těžších půdách s vyšším obsahem jílnatých částic dochází k jejich okyselování. Na trvalých porostech se tento stav projevuje omezeným příjmem některých živin, který se často projevuje chlorózami. V neposlední řadě klesá na zhutnělých půdách biologická aktivita. Extremní zhutnění pak může být spojeno s poklesem výnosu případně odumíráním jednotlivých keřů a stromů.
Náprava takto poškozených půd je značně nákladným a dlouhodobým procesem. Lze ji provádět pomocí strojů pro hloubkové kypření – hloubkovými kypřiči.
Možnosti hloubkového kypření
Hloubkové kypřiče zaznamenávají zejména v posledních letech výrazné rozšíření do pěstitelské praxe, i když jejich použití v trvalých porostech bylo ověřováno již v 70 letech minulého století. Jejich účinek spočívá ve vytvoření svislé rýhy do hloubky 0,4 – 1,0 m, která může být v dolní části navíc rozšířená. Tvar rozrušeného profilu závisí na tvaru radlice.
Hloubkové kypření slouží k obnově příznivých poměrů v půdním profilu meziřadí. Jedná se především o jeho dostatečné provzdušnění, které napomáhá aktivaci aerobních bakterií, přeměňujících humus na živiny přístupné pro kořenový systém. Další efekt této operace spočívá v prokypření utuženého podorničí a velký význam především na svažitých pozemcích má tvorba tzv. zasakovacích pásů, které s velkou účinností omezují vodní erozi. Přeřezání části kořenů příznivě působí na jejich regeneraci.
Hloubkové kypření lze provádět každoročně (doporučuje se provádět minimálně v tříletých cyklech) v období od července do listopadu (optimální termín je po sklizni).
Hloubkové kypřiče jsou stroje nesené na zadním tříbodovém závěsu traktoru. Univerzální rám umožňuje uchycení 1 – 3 pracovních orgánů. Pracovní orgán tvoří radlice dlátovité (obr. 2) nebo křídlové s šířkou záběru 300 – 400 mm (obr. 3). Radlice jsou uchyceny na pevné slupici. Slupice mohou být přímé, šikmé nebo obloukovitě prohnuté. Čepel radlice je buď pevná (pasivní) nebo je čepel provedena jako pohyblivá (s aktivním pohybem) pro lepší pronikání do půdy. Pohon kmitající čepele je pak zajištěn od vývodového hřídele traktoru (obr. 4) přes převodovku na výstředník tak, že čep výstředníku je spojen táhlem uloženým v zákrytu slupice s čepelí.
Pracovní hloubka se pohybuje v rozmezí od 0,45 do 0,60 m při dvou radlicích, maximální dosahované pracovní hloubky při jedné radlici jsou 0,80 (1,0) m. Pracovní rychlosti se pohybují v rozmezí 2 – 4 km/h a jsou ovlivněny především hloubkou zpracovávaného profilu, svažitostí pozemku, půdním druhem, množstvím skeletu a stupněm utuženosti půdy. Běžně dosahovaná výkonnost je 0,40 – 0,50 ha/h. Z energetického hlediska představuje hloubkové kypření jednu z nejnáročnějších operací. Z výsledků měření prováděných na Ústavu zemědělské techniky vyplývá, že se spotřeba v průměru pohybuje na úrovni kolem 25 l/ha.
Hloubkové kypření lze s výhodou kombinovat s hloubkovým zapravením tuhých nebo kapalných hnojiv pro zásobní hnojení. V tom případě jsou tyto kypřiče vybaveny zásobníkem a dávkovacím zařízením (obr.5). Hnojivo je dopravováno kanálem ve slupici.
Ekonomická efektivita
Při posuzování efektivního nasazení hloubkových kypřičů je nutno vycházet z jejich provozních nákladů (největší položku zde představuje roční odpis, který vychází z pořizovací ceny), z ročního nasazení a z ceny hloubkového kypření na trhu služeb.
Ústavem zahradnické techniky na Zahradnické fakultě MZLU byly prováděny modelové výpočty pro pěstitelské podmínky v ČR. Vypočtené provozní náklady na hloubkové kypření při ročním nasazení soupravy v rozmezí 100 – 200 h/rok , se pohybují na úrovni 1200 – 2000 Kč/ha, podle cenové relace kypřičů a velikosti kultivované plochy za rok. Poměrně široké rozmezí hodnot je u těchto strojů dáno hlavně rozpětím pořizovacích cen, které vycházejí z jejich rozdílné technické úrovně.
S ohledem na současný kritický stav obhospodařované půdy v trvalých porostech, kdy je více jak 50 % ploch zhutněno, lze konstatovat, že bude využívání hloubkových kypřičů v nadcházejícím období nevyhnutelné.
