Sledování sklizně pícnin z hlediska energetické náročnosti

Sklizeň trvalých travních porostů (TTP) patří mezi energeticky náročné operace. Vhodně zvolená sklízecí souprava a její optimální využití přináší i úsporu energie. Doba první seče má velký vliv na výnos a kvalitu píce. V chráněných krajinných oblastech a horských oblastech probíhá první sklizeň trvalých travních porostů až po odkvětu trav, jetelovin a ostatního bylinného porostu. Semena zralého porostu zaručují přirozenou obnovu porostu. Termín prvé seče se posouvá v těchto oblastech až na dobu od 15. 7. do 31. 8., v nižších oblastech probíhá první seč u trvalých travních porostů již 15.6. Porost pozdní seče vykazuje již vyšší procento sušiny (až 38 %), než porost v době před kvetením. Druhá seč se u těchto pozemků uskutečňuje podle dalšího nárůstu travní hmoty a připadá na konec září až začátek října. Sklízený pozemek se nacházel ve výšce 1000 m n.m. v CHKO Šumava. V registru půdy LPIS je veden jako horská a suchomilná louka, s označením pozemku NN (nehnojený, nepasený). Na pozemku se vyskytovaly chráněné druhy vegetace, první seč porostu se proto posouvá až na polovinu července.

Metodika měření

Výnos travní hmoty na zkušebním pozemku byl značně nerovnoměrný. Měření se proto provádělo na částech pozemku s různými výnosy. V průběhu měření byly voleny různé pracovní rychlosti. Z naměřených hodnot spotřeby paliva a výkonnosti byly stanoveny závislosti energetických a exploatačních parametrů na pracovní rychlosti a výnosu travní hmoty.

Pracovní souprava na sečení lučního porostu se skládala z čelně neseného rotačního žacího stroje PÖTTINGER NOVACAT 306 F alfa-motion s pracovním záběrem 2,98 m a vzadu neseného rotačního žacího stroje KUHN GMD 8730 se dvěmi pracovními lištami (pracovní záběr jedné lišty byl 3,1 m). Energetickým zdrojem této linky byl kolový traktor Massey Ferguson 7490 Dyna VT o jmenovitém výkonu motoru 129 kW (maximální výkon motoru 140 kW) s plynulou převodovkou Dyna VT. Celá pracovní souprava měla záběr 8,5 m. (viz obr. 1). Před zahájením vlastního měření byly nejprve na zkoušený traktor nainstalovány následující snímače:

• průtokoměr spotřeby paliva,
• GPS přijímač,
• tenzometrický snímač točivého momentu vývodového hřídele sdružený se snímačem otáček.

Tyto snímače byly zapojeny k měřicímu počítači přes analogově digitální převodníky.

Vlastní měření probíhalo ve dvou fázích. V první fázi bylo na měřeném pozemku vytyčeno osm řádků. Jednotlivé řádky se lišily výnosem travní hmoty. Každý z řádků byl rozdělen na tři úseky. Tyto úseky v řádku byly sečeny různou pracovní rychlostí (5, 10 a 15 km·h^-1). Při sečení jednotlivých úseků byla měřena spotřeba motorové nafty, zaznamenána okamžitá pozice pomocí GPS přijímače a výkon odebíraný žacím strojem z vývodového hřídele. Na úseku řádku byly odebrány dva vzorky posečeného porostu označení a a b.

Dále byly odebrány vzorky pro zjištění výnosu a sušiny sklízené plodiny. Z naměřených dat byly sestrojeny závislosti průměrného příkonu žacího stroje na průchodnosti materiálu (dále vliv výnosu fytomasy ω [t·ha^-1] na hmotnostní výkonnost W_02t [t·h^-1] při zvolených pracovních rychlostech sklízecí soupravy a vliv výnosu fytomasy na jednotkovou spotřebu motorové nafty Q_t (l·t^-1) při různých pracovních rychlostech sklízecí soupravy). Ve druhé fázi byly zjišťovány exploatační a energetické parametry při sečení lučního porostu při obvyklé pracovní rychlosti (10 km·h^-1) a standardním nastavení pracovního nářadí na jednotlivých pozemcích viz obr. 2, 3 a 4.

Obr. 2: Pozemek č. II.A s trajektorií jízdy při při sečení rotačním žacím strojem PÖTTINGER NOVACAT 306 F alfa-motion (čelně nesený) a KUHN GMD 8730 (vzadu nesený)

Obr. 3: Pozemek č. II.B s trajektorií jízdy při sečení rotačním žacím strojem PÖTTINGER NOVACAT 306 F alfa-motion (čelně nesený) a KUHN GMD 8730 (vzadu nesený)

Obr. 4: Pozemek č. II.C s trajektorií jízdy při sečení rotačním žacím strojem PÖTTINGER NOVACAT 306 F alfa-motion (čelně nesený) a KUHN GMD 8730 (vzadu nesený

Použité měřicí zařízení:

• měřicí počítač HP mini 5103,
• průtokoměr EDM 1404 ,
• snímač točivého momentu Mfi 2500,
• přenosné váhy Haenni,
• odměrné kolo,
• pásmo,
• digitální sklonoměr,
• trasírky.

Výsledky a diskuse

Luční porost vykazoval během sečení pozemku rozdílný nárůst fytomasy. U vzorku č. 1 se pohybovala délka posečené fytomasy od 16,7 do 23,5 cm. Plocha porostu tohoto vzorku byla část dne zastíněna a tvořila přechod mezi plochou vzorku 2 a 3. Travní druhy zde byly zastoupeny z 50 %, jeteloviny 20 % a byliny 30 %.

U vzorku č. 2 byla výška fytomasy v rozmezí od 20,9 cm do 25,0 cm. V porostu byly zastoupeny z 60 % byliny, 20 % trávy a 20 % jeteloviny. Bylinná a jetelová složka se nacházela ve fázi kvetení a zrání. Trávy se vyskytovaly v menším množství, s patrnými známkami zralosti. Porost, jak je uveden u vzorku č. 2, byl v průběhu dne bez zastínění a tvořil až 60 % plochy pozemku.

Nejvyšší vzrůst porostu, 34,2 až 48,2 cm, byl u vzorku č. 3, hmotnost výnosu nadzemní fytomasy byla u tohoto vzorku v rozpětí 15,70 až 16,52 kg·m^-2. Takto hustý porost se vyskytoval na okrajích pozemku, kde se projevoval vliv zastínění od vegetace lesního porostu nebo keřů. V těchto místech se udržovala vyšší vlhkost jak porostu, tak půdy. Porost tvořily ze 70 % vysoké druhy trav, 10 % jeteloviny a 20 % byliny. Odebrané vzorky píce vykazovaly následující údaje uvedené v tabulce 1 a grafu 1.

Tab.: Údaje o sklízeném travním porostu

Graf 1: Výška porostu a obsah sušiny při sklizni

Délková hmotnost řádků je hmotností posečené píce z dosaženého záběru sklízecí soupravy (8 m). Tyto hodnoty vypovídají o hustotě porostu a o výnosu sklízené fytomasy.

Ze změřených hodnot výnosu travního porostu, spotřeby motorové nafty, pracovní rychlosti a záběru žací soupravy byly vypočteny ukazatele, hodnotící uvedenou sklizeň.

Plošná výkonnost (ha·h^-1) udává velikost posečeného pozemku za jednotku času. Pro plošnou výkonnost a efektivitu je rozhodující záběr žacího stroje a pracovní rychlost soupravy.

Ta se musí přizpůsobit stavu sklízeného porostu, terénu a tvaru pozemku. Sledovaná souprava měla pracovní záběr 8,5 m. Během sečení pozemku dosahoval vlivem nepřesnosti jízdy skutečný pracovní záběr v průměru hodnoty 8 m, což odpovídá koeficientu využití záběru k = 0,95. Vliv pracovní rychlosti při sečení pozemku na plošnou výkonnost uvádí graf 2.

Graf 2: Vliv pracovní rychlosti vp (km∙h^-1 ) sklízecí soupravy na plošnou výkonnost W_02ha v čase operativním T₀₂

Hmotnostní výkonnost (t·h^-1) charakterizuje intenzitu sečení sklízecí soupravy, vyjadřuje množství posečeného materiálu za jednotku času. Ukazatel hmotnostní výkonnosti W_02t je ovlivněn výnosem porostu a pracovní rychlostí žací soupravy. Při sklizni porostu o výnosu 5 t·ha^-1 bylo dosaženo o polovinu menší výkonnosti než při sklizni porostu o výnosu 10 t·ha-1. Se zvyšujícím se výnosem stoupá hmotnostní výkonnost (t·h-1) ve všech zvolených pracovních rychlostech (viz graf 3).

Graf 3: Vliv výnosu fytomasy ω [t∙ha^-1] na hmotnostní výkonnost W_02t [t∙h^-1] při zvolených pracovních rychlostech sklízecí soupravy

Vlivem variability výnosu lučního porostu, který je způsoben rozdílným nárůstem travní hmoty, dochází při jeho sečení k nerovnoměrnému využití energetického prostředku soupravy z hlediska energetických a exploatačních parametrů (viz graf 4). Nejvyšší jednotková spotřeba paliva na pohon žací soupravy (0,85 l·t^-1) je při výnosu fytomasy 5 t·ha^-1, který je sklízen nízkou pracovní rychlostí (5 km·h^-1). Při zvýšení pracovní rychlosti na 10 km.h^-1 při sečení pozemku se stejným výnosem klesne spotřeba o 26 % a při zvýšení rychlosti na 15 km.h^-1 klesne spotřeba o dalších 22 %.

Velká část sklízeného pozemku vykazovala výnos kolem 5 t·ha^-1 a byla sklízena pracovní rychlostí 10 km·h^-1, která vyhovovala terénním podmínkám. Při těchto podmínkách byla jednotková spotřeba paliva na pohon žací soupravy 0,63 l·t^-1.

Graf 4: Vliv výnosu fytomasy ω na jednotkovou spotřebu motorové nafty Q_t při různých pracovních rychlostech sklízecí soupravy

Závěr

Při sklizni trvalých travních porostů v horských oblastech s uvedeným počtem a termínem sečí je znát značné kolísání výnosu porostu. Na okrajích pozemku je patrný vyšší výnos nadzemní fytomasy, který bývá způsoben zastíněním porostu lesními stromy a také je dán expozicí pozemku. Udržuje se zde vyšší vlhkost půdy i vegetace. Prostřední část pozemků, která je po většinu dne bez zastínění, vykazuje porost s nižším vzrůstem a vyšším obsahem sušiny. Dochází zde k rychlejšímu zrání porostu.

Vyrovnávaného porostu s kvalitním výnosem je možné dosáhnout při pěstování monokultur na orné půdě. Narozdíl od TTP, na které se vztahují určitá pravidla obhospodařování (CHKO, horské oblasti) výnos fytomasy značně kolísá.

Na pozemku s výnosem fytomasy 10 t·ha^-1 činí spotřeba paliva 0,39 l·t^-1 při pracovní rychlosti 5 km·h^-1. Při zvýšení pracovní rychlosti z 5 km·h^-1 na 10 km·h^-1 klesla při sečení spotřeba paliva o 21 % a při dalším zvýšení pracovní rychlosti na 15 km·h^-1 klesla spotřeba o dalších 23 %. Při sklizni pozemků s nevyrovnaným porostem dochází k výkyvům v energetickém využití zemědělské sklízecí techniky, jak dokládají výše uvedené výsledky měření.