Giluminis podirvio purenimas - nepamainoma agrotechnikos priemonė sutankėjusiems įvairiems dirvos sluoksniams suardyti, užpelkėjusių dirvos vietų vandens ir oro režimui atstatyti, vandens talpumui dirvoje padidinti, augalų šaknų sistemos augimui ir maisto medžiagų įsisavinimui pagerinti.

Kultūriniams augalams, kaip ir visai kitai augalijai, augti, vystytis ir subrandinti derlių reikalingos maisto medžiagos ir tinkamas oro, vandens, šviesos, šilumos ir kitų augimą lemiančių veiksnių režimas. Kuo geriau augalai aprūpinti maisto medžiagomis, kuo optimalesnės augimo sąlygos pasiekiamos, tuo greičiau ir geriau augalai auga ir vystosi, o tai leidžia tikėtis gausesnio ir kokybiškesnio derliaus. Be abejo, ne visi veiksniai lengvai valdomi.

Dalis aplinkos veiksnių net nepriklauso nuo žmogaus valios ir beveik neįmanoma jų reguliuoti. Iš pagrindinių aplinkos veiksnių žmogus mažiausiai gali valdyti klimato sąlygas - kritulius ir temperatūrą. Tačiau nepaisant to, yra nemažai veiksnių, kurių poveikį augalams žmogus vienokiu ar kitokiu būdu gali reguliuoti augalams palankia kryptimi. Gana neblogai tai galima atlikti naudojant skirtingas agrotechnikos priemones, ypač žemės dirbimą. Jau pati žemės dirbimo sąvoka suprantama kaip sistema, keičianti dirvos savybes ir joje vykstančius procesus bei sudaranti tinkamas sąlygas augalams augti.

Vertinant žemės dirbimo reikšmę, jo tikslus ir uždavinius, būtina žinoti, kad pagrindiniai žemės dirbimo uždaviniai yra ne vien tik dirvos ariamojo sluoksnio vartymas, purenimas ar smulkinimas, bet ir kitos sąlygos, nusakančios, kaip tai turi būti daroma. Pageidautina dirvą įdirbti taip, kad ji įgautų ir išlaikytų tokią fizinę būklę, kurioje būtų palankios sąlygos dirvos mikroorganizmų ir augalų šaknų veiklai. Negalima pamiršti, kad dirvos mikroorganizmai ardo negyvąją organinę medžiagą: augalų šaknis, į dirvą įterptus javų šiaudus, ražienas, organines trąšas ir kitas augalų liekanas.

Negyvos organinės medžiagos irimo procese sintetinasi nauji junginiai ir formuojasi vertingiausia dirvos organinė medžiaga - humusas. Reikia pastebėti, kad pastaraisiais metais organinių medžiagų į dirvą įterpiama vis mažiau, o tai palaipsniui mažina struktūrinių dirvos agregatų atsparumą deformacijai. Dirvos aeracijos intensyvinimas mechaninėmis priemonėmis gali paspartinti organinės medžiagos - humuso - nykimą. Pastaruoju metu pasaulyje sparčiai populiarėja neariamų dirvų plotai, kuriuose taikomos įvairios neariamosios žemdirbystės technologijos.

Be daugybės teigiamų pusių, bet kuris žemės dirbimas turi ir nemažai neigiamų pasekmių dirvai ir aplinkai - gadinama natūraliai susiformavusi dirvos trupininė struktūra, pažeidžiami biologiniai procesai, didinamas erozijos pavojus, cheminių medžiagų išplovimai į gruntinius vandenis ir t. t. Nuolat dirvą ariant vienodu gyliu susidaro sutankėjęs, suplūktas podirvinis sluoksnis, kuris dažnai vadinamas armens padu. Dėl to sutrinka kapiliarinės drėgmės režimas, sulaikomas koloidinių dalelių judėjimas, dėl to drėgmė blogiau prasisunkia į gilesnius dirvos sluoksnius, o tai lemia, kad dirvos armens sluoksnis įmirksta, sulėtėja dirvožemio aeracija, sunkiau vystosi augalų šaknų sistema. Iškritus didesniam kritulių kiekiui, dirvos įdubose dažniau užsistovi paviršinis vanduo, dėl to išmirksta ar išretėja kultūrinių augalų pasėliai, šaltuoju metų laiku gali susidaryti ledo pluta.

Pastaruoju metu žemės ūkis labai modernėja, į laukus išvažiuoja galinga ir sunki technika. Daugkartiniai važinėjimai ta pačia vieta taip pat lemia dirvos sutankinimą. Dėl to ji blogai praleidžia vandenį, orą, o kartu ir augalams augti reikalingas maisto medžiagas. Norint sugrąžinti normalias sąlygas augalams augti, dirvą reikia purenti. Energiniu ir ekonominiu požiūriu tai brangus, daug laiko ir piniginių sąnaudų reikalaujantis darbas.

Dirvos sutankinimo problemos paprastai pasireiškia viršutiniame 25-35 cm dirvos sluoksnyje. Kai pastebimi akivaizdūs kultūrinių augalų šaknų vystymosi sutrikimai, oro judėjimo ir vandens filtracijos probleminiai židiniai, būtina ieškoti agrotechninių sprendimų, kaip sumažinti nepageidaujamų dirvos sąlygų daromą poveikį.

Dirvos kietumas ir jo nustatymas

Sutankėjusį podirvio sluoksnį lengva nustatyti šiuolaikinėmis dirvos kietumo matavimo priemonėmis, kurios, priklausomai nuo matavimo prietaisų gamintojo, gali būti nuo paprasto kietmačio (penetrometro) iki elektroninio penetrologerio. Dirvos kietumas yra dirvos gebėjimas priešintis kokio nors daikto įspaudimui į dirvą. Matuojant kietumą į dirvą įspaudžiamas rutulio arba kūgio formos kietmačio antgalis. Pagal veikimo principą kietmačiai būna statiniai, hidrauliniai, dinaminiai ir elektroniniai. Statinio kietmačio antgalį į dirvą stumia spaudžiama spyruoklė, hidraulinio - antgalį spaudžia skystis, dinaminio - krintantis svaras. Elektroniniame kietmatyje (penetrologeryje) antgalio spaudimo į dirvą jėgą fiksuoja tenzometrinis jutiklis. Dirvos kietumą įvertina ribinis lyginamasis pasipriešinimas.

Analizuojant Aleksandro Stulginskio universiteto Žemės ūkio mašinų katedros mokslininkų pagal daugiametę mokslinių tyrimų patirtį sudarytą teorinę dirvos kietumo diagramą galima išskirti kelis būdingus etapus: OA - jėga F, reikalinga kietmačio antgaliui į dirvą įspausti, didėja proporcingai smigimo gyliui h; AB - smigimo gyliui didėjant, jėgos padidėjimas nedidelis (žemės dirbimo mašinų tolygiai supurentas dirvos sluoksnis); BC - ženklus jėgos padidėjimas (žemės dirbimo mašinų darbinių dalių suspaustas dirvos sluoksnis, pvz., armens padas, skutimo padas ir pan.); CD - smigimo gyliui didėjant, jėga, reikalinga antgaliui į dirvą įspausti, mažėja (mažėjanti žemės dirbimo mašinų darbinių dalių įtaka dirvos sluoksnio suspaudimui); DE - smigimo gyliui didėjant, jėga išlieka pastovi arba nežymiai didėja (natūraliai susigulėjęs, žemės dirbimo mašinų nepaveiktas dirvos sluoksnis).

Augalų šaknims sunku prasiskverbti į gilesnius dirvos sluoksnius, kai dirvos kietumas perkopia 2-2,5 MPa. Moksliniais tyrimais nustatyta, kad ariant dirvą giliai (22-24 cm), dirvos kietumas visame armens sluoksnyje dažniausiai nesiekia kritinės ribos, tačiau po armeniu dėl įvairių technologinių priežasčių stipriai sutankinama dirva. Tam įtakos turi tai, kad plūgas į dirvą remiasi tik nedidelio atraminio ploto darbinėmis dalimis - pavažomis, kurioms tenka visa plūgo masė. Be to, traktoriaus ratai paprastai rieda išarta vaga ir labai suspaudžia poarmeninį sluoksnį.

Negalima pamiršti ir to, kad arimo proceso metu ir po arimo smulkiosios dirvos dalelės turi polinkį skverbtis arba iškritus krituliams išsiplauti į gilesnius dirvos sluoksnius ir nusėsti ant vagos dugno. Nors pastaruoju metu traktoriai sparčiai tobulėja, jie darbo metu vis tiek dar kelia tam tikras vibracijas, kurias per ratus perduoda į dirvą. Taigi, traktoriaus ratai ir arimo, ir kitų technologinių operacijų metu tankina dirvą. Tankinimo efektas dar sustiprėja, kai poarmeniniame dirvos sluoksnyje yra drėgmės perteklius.

Švedijos mokslininkai, norėdami tiksliai nustatyti armens padą, panaudojo specialų indikatorinį skystį, imitavusį vandens judėjimą armeniu, kuris galėjo lengvai prasiskverbti į dirvą tol, kol sutikdavo sutankėjusį dirvos sluoksnį. Iškasus duobę, dirvos profilyje gerai matėsi sutankėjusios vietos, nepraleidžiančios skysčio į gilesnius dirvos sluoksnius.

Neartose, bet minimaliai įdirbtose dirvose didesnis kietumas jau pastebimas ir seklesniuose dirvos sluoksniuose. Moksliniai tyrimai rodo, kad daug metų sekliai (10-12 cm) skutant gali susiformuoti sutankėjęs dirvos sluoksnis, vadinamasis skutimo padas, kuris randamas jau 12-15 cm gylyje. Jo atsiradimo priežastys analogiškos kaip ir dėl arimo. Dėl skutimo susiformavęs sutankėjęs dirvos sluoksnis gana sekliame gylyje yra ne mažiau neigiamas reiškinys negu armens padas gilesniuose sluoksniuose. Sutankėjęs dirvos sluoksnis trukdo augalams optimaliai vystytis.

Visiškai neįdirbtose dirvose kietumas sparčiai didėja jau nuo pat dirvos paviršiaus, tačiau kietumo didėjimas priklausomai nuo gylio būna tolygesnis. Kadangi nenaudojami žemės dirbimo padargai, tai dėl jų įtakos nesusiformuoja ir sutankėję dirvos sluoksniai, nesugadinami nusistovėję natūralūs dirvos procesai.

Gilaus purenimo padargai

Šiuo metu žemės dirbimo mašinų rinkoje galima išskirti du skirtingus gilaus purenimo purentuvų tipus - sunkiuosius kultivatorius („čyzelius") ir podirvio purentuvus, kartais priklausomai nuo konstrukcijos dar vadinamus plūgais, neverčiančiais dirvos sluoksnių. Sunkieji kultivatoriai paprastai dirba armens sluoksnyje, retesniais atvejais truputį giliau. Jie purena visą dirvos paviršių, o noragėliai dažniausiai būna išdėstyti keliomis eilėmis. Priklausomai nuo noragėlių antgalio pločio bei jų pastatymo kampo reguliuojamas ir darbinis gylis. Kuo noragėlių antgalis siauresnis, tuo lėkštesnis jo pastatymo kampas, o darbinis gylis turi būti didesnis. Kitu atveju ne visa dirva bus supurenama.

Sunkiųjų kultivatorių pagrindiniai privalumai

 · grubiai suardomas ir supurenamas visas armens sluoksnis;

• prieš tai augusių augalų liekanos lieka viršutiniame dirvos sluoksnyje ir saugo dirvą nuo erozijos bei maisto medžiagų išplovimo;
• sunkųjį kultivatorių traukiantis traktorius važiuoja neįdirbtu lauku, vėžės tuoj pat supurenamos;
• jų konstrukcija gana paprasta, nesudėtinga reguliuoti.

Sunkiųjų kultivatorių pagrindiniai trūkumai

 · dirva neapverčiama, neužverčiamos piktžolių sėklos;

• kai kurie noragėlių antgaliai (pvz., kaltiniai) patenkinamai supurena tik sausas dirvas, o šlapios suminkomos, todėl pradžiūvusioms dirvoms įdirbti reikia gana didelių energijos sąnaudų.

Giliems sutankėjusiems poarmeniniams dirvos sluoksniams atstatyti bei dirvos sutankinimo neigiamai įtakai augalams mažinti galima taikyti kelis būdus, tačiau dažniausiai sutankintoje zonoje sudaromi plyšiai. Kaip pagrindinė žemės ūkio techninė priemonė jiems sudaryti ir sutankėjusiems dirvos sluoksniams supurenti dažniausiai naudojami giluminiai podirvio purentuvai.

Jų konstrukcija ir darbo technologiniai procesai yra gana skirtingi. Vienų giluminių podirvio purentuvų konstrukcija tokia, kad jie, nors ir dirbdami gana giliai, dirvą gana intensyviai trupina ir tarpusavyje maišo dirvos sluoksnius, kitų - tokia, kad jie dirvą veikia minimaliai, t. y. noragais atpjauna dirvą po sutankėjusiu dirvos sluoksniu ir truputį jį pakelia (pvz., kompanijų „Kuhn", „Agrisem" ir kitų gamintojų purentuvai). Taip visas pakeltas dirvos sluoksnis yra sujudinamas, įtempimų veikiama dirva sutrūkinėja, pagerėja dirvožemio aeracinės bei šiluminės savybės. Dėl dirvos sutrūkinėjimo atsiranda vertikalūs plyšiai, kurie yra atsparesni užspaudimui negu horizontalūs. Dirvos sluoksnio sutrūkinėjimo intensyvumas priklauso nuo norago smaigalio pakėlimo aukščio, dirbimo gylio ir dirvos drėgmės sąlygų. Giliai supurenti podirvį reikėtų normalaus dirvos drėgnio sąlygomis. Esant labai drėgnai (šlapiai) dirvai, ji gali būti netinkamai gniuždoma, prastai trūkinėti. Tokiu atveju norimas rezultatas ne visada pasiekiamas, o dirvos struktūra dar labiau pažeidžiama. Esant labai sausai dirvai, padidėja dirvos pasipriešinimas giluminio podirvio purentuvo darbui, išauga energijos sąnaudos.

Giluminio podirvio purentuvų darbinis gylis turėtų būti sureguliuojamas taip, kad norago smaigalys smigtų 3-5 cm giliau negu yra probleminis sutankintas dirvos sluoksnis. Šį sluoksnį galima nusistatyti kietmačiu arba iškasus atitinkamo gylio duobę ir vizualiai įvertinus dirvožemio profilį. Nuo giluminio podirvio purentuvo noragų išdėstymo ir atstumo tarp jų priklauso dirvos sluoksnio sutrūkinėjimo tolygumas visame plote. Kad darbo metu dirva būtų pakelta ir sujudinta, o pravažiavus purentuvui liktų gana lygus dirvos paviršius, atstumas tarp noragų turėtų būti nuo 1,5 iki 2 kartų didesnis už darbinį gylį. Esant didesniam atstumui, gali likti tam tikri ruožai nepaveiktos dirvos. Giluminiais podirvio purentuvais rekomenduojama dirbti 6-9 km/val. greičiu. Dar labiau didinant darbinį greitį, labai didėja dirvos pasipriešinimas traukai, taip pat ir degalų sąnaudos.

Europos, taip pat ir Lietuvos rinkoje, siūlomi įvairių šalių gamintojų skirtingų modelių giluminiai podirvio purentuvai.

Agrisem

Prancūzijos įmonė „Agrisem" gamina įvairius gilaus purenimo padargus: nuo 1 iki 8 m darbinio pločio purentuvai tinka įvairioms dirvoms bei žemės dirbimo ir sėjos sistemoms. Dauguma Agrisem gilaus purenimo padargų sukonstruoti taip, kad kuo mažiau keistų dirvos sluoksnių padėtį. Noragai atpjauna dirvos sluoksnį ir jį truputį pakelia. Darbo metu galima matyti, kad ties noragais dirvos paviršiuje atsiranda nedidelio aukščio bangelė, kuri pravažiavus padargui vėl nusileidžia ir susilygina su dirvos paviršiumi. Šių padargų gylis reguliuojamas volu, keičiant kaiščių padėtį. Volai gali būti parenkami atsižvelgiant į dirvos savybes ir darbo metu esančias sąlygas. Stabilumui užtikrinti ant padargo gali būti tvirtinami į skirtingas puses pakreipti noragai. Kai kurie modeliai (pvz., Cultiplow 58) turi dvi apsaugines spyruokles, galinčias užtikrinti maksimalią apkrovą iki 2 200 kg ir leidžiančią dirbti iki 70 cm gyliu. Daugumoje Agrisem modelių rėmas yra optimalaus aukščio, todėl darbo metu neužkabinamos ir netempiamos kartu augalų derliaus liekanos. Padargai lengvai kombinuojami su kitais žemės dirbimo ir sėjos padargais.

Alpego

Italijos kompanija „Alpego" gamina įvairių tipų gilaus purenimo padargus, kurių technologiniai procesai skirtingi. Giluminiai purentuvai su Craker noragais skirti dirbti labai kietose, bet neakmenuotose dirvose. Akmenuotoms dirvoms geriau tinka sKat tipo gilaus purenimo padargai su hidropneumatiniais saugikliais, kurie leidžia automatiškai atsilenkti noragams, kai tik jie sutinka kliūtį. Pravažiavus kliūtį sistema automatiškai grąžina noragus į pradinę darbinę padėtį. Tokia saugiklių sistema leidžia dirbti nepertraukiamai ir taip pat saugo padargą bei traktorių nuo perkrovų.

Vienas iš naujausių įmonės gaminių yra giluminis purentuvas sKat K1 su hidrauliniais saugikliais, sumontuotais ant kiekvieno norago. Juose taip pat įrengti mechaniniai saugikliai ypač sudėtingiems atvejams. Noragų smigimo į dirvą kampas yra didėjantis, todėl, priešingai negu dirbant su kai kuriais kitais gilaus purenimo padargais, dirva keliama išlenktu norago paviršiumi į viršų. Dirvos sluoksniai sutrupa ir tarpusavyje susimaišo. Padargo gale sumontuoti volai smulkina grumstus, lygina ir gana gerai paruošia dirvą vienu važiavimu. Darbo technologinis procesas panašus į sunkiųjų kultivatorių. Šie padargai gali būti gaminami su keičiamo darbinio pločio rėmu.

Ši firma taip pat gamina ir giluminius podirvio purentuvus (pvz., Delta 3000), kurie tik prapjauna dirvos sluoksnį ir jį pakelia, kad atsirastų įtrūkimai.

Jympa

Ispanijos bendrovės „Jympa" konstruktoriai, ieškodami technologinių sprendimų, kaip atnaujinti natūralius dirvos procesus, sukonstravo gilaus purenimo padargus, kurie vienu metu gali sujungti sunkiojo kultivatoriaus ir iš dalies dirvos sluoksnių nevartančio giluminio podirvio purentuvo technologinius elementus. Tokie padargai gali dirbti iki 55 cm gyliu.

Toks gilaus purenimo padargas gali suardyti sutankėjusį dirvos sluoksnį, atkurti vandens ir deguonies apytaką, pagerinti maisto medžiagų pasisavinimą ir sudaryti geresnes sąlygas augalų šaknų sistemai formuotis. Akmenuotoms dirvoms skirtų padargų apsaugos sistemos būna su mechaniniais arba hidrauliniais saugikliais.

Kverneland

Kompanijos „Kverneland" gaminami giluminiai podirvio purentuvai skirti sutankintoms, vandeniui mažai laidžioms dirvoms supurenti, kad pagerėtų jų aeracija, laidumas vandeniui, ir suslėgtam podirvio sluoksniui suardyti. CLG tipo purentuvų darbinis gylis siekia iki 50, o CLE - 70 cm. Gylis reguliuojamas atraminiais ratais arba volais. Darbinis plotis, priklausomai nuo noragų skaičiaus, gali būti nuo 1,8 iki 4,5 m. Noragai būna kaltiniai arba strėliniai, kurių plotis gali siekti 30 ar net 65 cm. Laikinam drenažui pagerinti gali būti naudojami kurminiai raižytuvai. Padargai pritaikyti dirbti akmenuotose dirvose, nes įtaisytos linginės apsaugos nuo kliūčių. Prieš kiekvieną noragą papildomai gali būti montuojami diskiniai peiliai velėnai arba augalų liekanoms prapjauti.

 McConnel

Didžiosios Britanijos įmonė „McConnel Limited" gamina gilaus purenimo padargus Shakaerator 3000 ir 5000, kurių darbinis plotis siekia nuo 3 iki 5 m. Pagrindinė naujų padargų paskirtis yra mažinti dirvos sluoksnių sutankinimą, pagerinti dirvos vandens ir orolaidumo savybes, užtikrinti palankią augalų vystymosi eigą ir gerą derlių.

Darbinis gylis reguliuojamas volu, perstatant kaiščius. Volai būna 60 arba 80 cm skersmens. Kai kuriuose modeliuose įrengta vibracinė sistema, skirta dirvos sluoksnių trūkinėjimui pagerinti.

Simba Great Plains

Didžiosios Britanijos kompanija „Simba", priklausanti JAV koncernui „Great Plains", Europos rinkai gamina įvairios konstrukcijos gilaus purenimo padargus, kuriais dirbant siekiama maksimaliai supurenti podirvį, minimaliai suardant dirvos paviršių.

Giluminiai podirvio purentuvai Flatliner 500 gaminami 3; 3,5; 3,8; 4,2 ir 4,5 m darbinio pločio ir pritaikyti dirbti nuo 30 iki 50 cm gyliu. Darbinis gylis reguliuojamas kaiščiu, fiksuojamu ant noragų laikiklių. Standartinė apsauga sutikus kliūtį yra nukerpamas varžtas, tačiau gali būti gaminami labiau akmenuotoms dirvoms skirti padargai ir su hidrauline bei spyruokline apsauga. Giluminiai podirvio purentuvai, kuriuose sumontuota hidraulinė įranga, gali dirbti tik iki 35 cm gyliu.

Darbinis gylis reguliuojamas už noragų esančiais 60 cm skersmens diskiniais sutankinimo volais. Gamintojai rinkai siūlo noragus su ProLift sistema, kurios plono profilio laikikliai su keičiamo kėlimo kampo antgaliais ir trimis skirtingo kėlimo aukščio sparnais gali užtikrinti skirtingus kėlimo ir smulkinimo lygius. ProLift Low sparnai naudojami dirbti įprastomis sąlygomis, dažniausiai sunkiose ir sausose dirvose. ProLift High sparnai tinka įvairių tipų dirvoms ir turi didesnį pakėlimo kampą, kuris reikalingas dirbant drėgnose dirvose. ProLift Wide sparnai tinka lengvoms ir vidutinio sunkumo suslėgtoms (suvažinėtoms) dirvoms įdirbti.

Kompanija taip pat gamina gilaus purenimo padargą Sub-Soiler, kuris gali būti pritaikytas įvairiose žemdirbystės sistemose. Įprastinėse technologijose gali pašalinti dėl ilgalaikio arimo, kultivavimo arba skutimo vienodu gyliu sutankėjusius dirvos sluoksnius. Neartose arba visiškai neįdirbtose dirvose padargas nemaišo dirvos sluoksnių, neįterpia augalų liekanų, tik atitinkamais atstumais suformuoja plyšius, kad pagerėtų dirvos oro ir vandens režimas. Prieš gilaus purenimo noragus gali būti tvirtinami diskiniai peiliai, perpjaunantys neįdirbtos dirvos paviršiuje esančias augalų derliaus liekanas ir sumažinantys užsikimšimo riziką.

Prieš renkantis padargą dirvoms giliai purenti, būtina atsižvelgti į įvairius kriterijus: mašinos konstrukciją ir parametrus, įvertinant ūkio dydį, turimų mašinų parką, dirbamų dirvų savybes, klimato sąlygas, taikomas technologijas, auginamus augalus, finansines sąlygas ir kitus. Iš anksto būtina planuoti, ar padargas bus naudojamas tik sutankėjusioms laukų vietoms įdirbti, ar juo kas keleri metai bus įdirbami visi pasėlių plotai. Taip pat labai svarbu padargo suderinamumas su kitais turimais žemės dirbimo ir sėjos padargais. Labai patogu vienu važiavimu atlikti kelias technologines operacijas, pvz., gilaus ir seklaus žemės dirbimo.

Kitas svarbus aspektas - padargo patikimumas, ar jis gerai gali dirbti įvairių savybių dirvose. Jeigu dirvose daug akmenų, būtina, kad padargas turėtų geras apsaugos sistemas. Žinoma, negalima pamiršti ir techninės priežiūros. Labai svarbu, ar greitai galima gauti detalę ar mazgą, kai kuriais atvejais ir pakaitinį padargą.

E. Šarauskis, L. Masilionytė

Mano ūkis, 2012/12