Kaip kinta sunkaus priemolio dirvožemio savybės ir augalų produktyvumas, atsižvelgiant į traktoriaus varančiųjų ratų kontakto su dirva plotą? Atsakymą pateikia šešerių metų tyrimų rezultatai.  Nacionalinės ir ES dirvožemio apsaugos programos dažniau rekomenduoja dirvas gerinti per augalus: įvairinti sėjomainas, auginti tarpinius pasėlius ir kt., bet kartais pamirštama, kad sunki technika taip pat neigiamai veikia dirvas, tad traktorių važiuoklių tobulinimas yra viena iš dirvožemio apsaugos priemonių.

Technologijų modernizavimas neišvengiamas, o naujos mašinos ne tokios taršios, saugesnės, patogesnės. Technologijos tobulinamos, siekiant didinti darbo našumą. Naudojami kompleksiniai padargai, kai kelios operacijos susiejamos kartu, daugėja darbinių dalių, o tam reikia didesnės traukos jėgos. Todėl neišvengiamai prireikia didesnės galios ir masės traktorių.

Žemės ūkyje dažniausiai naudojami ratiniai traktoriai, kurių poveikis dirvožemio degradacijai yra didžiausias. Padidėjus ūkių žemės plotams, ne visada spėjama atlikti darbus laiku ir dirbama neatsižvelgiant į dirvos sąlygas, jos būna per šlapios, tuomet važiuojant suslegiamos. Arba, pavyzdžiui, pavasarį skubama sėti į drėgnesnę dirvą, kad sudygtų sėklos, tai ypač taikoma žirniams ar pupoms, kuriems sudygti reikia daugiau drėgmės, bet taip dirbant labiau suslegiama dirva.

Be abejo, važiuodami traktoriai suslegia dirvą. Tačiau kyla klausimas, ar dirvožemių suslėgimo kaltininkas yra vien tik sunkėjanti technika. Kiek galima sumažinti jos poveikį dirvai, kokios įtakos tai turi derliui?

Šešerių metų tyrimai

LAMMC Joniškėlio bandymų stotyje buvo atlikti 6 metų tyrimai, siekiant išsiaiškinti ratinio traktoriaus važiuoklės įtaką dirvožemio fizinėms savybėms ir javų derliui.

Traktorius lauke traukia prikabintą padargą, kuris sukuria tam tikrą pasipriešinimo traukai jėgą. Siekiant patraukti padargą tam tikru greičiu, traktoriaus varantieji ratai turi sukibti su dirva, t. y. padangų dirvakibiai turi įsmigti į dirvą, sudarydami kirpimo ir trinties jėgą. Traukiantis padargą traktorius daugiau ar mažiau slysta dirvos atžvilgiu, šis buksavimo dydis priklauso nuo traukos jėgos ir ratų sukibimo jėgos su dirva santykio. Traktorius, buksuodamas apie 30 proc., išvysto maksimalią traukos jėgą. Buksavimui didėjant, traukos jėga jau nedidėja, nes dirvakibiai visiškai nukerpa dirvos sluoksnį.

Taigi, sunkus traktorius ne tik suslegia dirvą, varantieji priekiniai ir galiniai ratai važiuoja ta pačia vėže, padangų dirvakibiai sutrina, perneša ir sutankina dirvą. Siekiant nustatyti traktoriaus važiuoklės suminį poveikį dirvožemiui, buvo atliktas tyrimas, kai dirva paveikiama apkrauto traktoriaus buksuojančiais ratais.

Suvažinėta skirtingo drėgnumo dirva

Skirtingo drėgnumo (17 ir 22 proc.) dirva bandymo laukeliuose buvo suvažinėta ištisai vieną kartą, vėžė prie vėžės, skirtingo kontakto ploto važiuoklės, tempiant lynu kitą traktorių pastovia traukos jėga, atitinkančia žemės dirbimo darbų traktoriaus eksploatacines sąlygas. Padangų 420/70 R28 ir 520/70 R38 Firestone kontakto su dirva plotas buvo keičiamas, keičiant oro slėgį jose ir montuojant papildomus tokių pat matmenų sudvejinimo ratus. Pasirinkti du oro slėgio padangose dydžiai: nominalus rekomenduojamas pagal jų techninę charakteristiką (160 kPa) ir minimalus leistinas purioje dirvoje oro slėgis padangose (80 kPa).

Traktoriaus padangų kontakto su dirva plotas sudarė: 1 var. – 0,60 m², 2 var. – 0,88 m², 3 var. – 1,08 m², 4 var. – 1,44 m². Tyrimas atliktas sunkaus priemolio dirvoje, kur kasmet taikytas seklus žemės dirbimas strėliniu skutikliu. Pasirinkta prielaida, kad bearimio žemės dirbimo sąlygomis važiuoklių poveikis išlieka dirvos paviršiuje ir dėl to dirva bus gadinama labiau.

Poveikis vasariniams javams

Auginti vasariniai javai: vasariniai kviečiai, miežiai, žirniai, siekiant išvengti poveikio rezultatams rudens ir žiemos išorės veiksnių (tokių kaip įšalas ar ilgalaikė perteklinė drėgmė). Dirva suvažinėta pavasarį, prieš tai ją vieną kartą sekliai įdirbus. Dirva suvažinėta, tada sėjamąja Väderstad Rapid C pasėtos numatytų augalų sėklos.

Vasariniams javams ypač svarbios aplinkos sąlygos po sėjos, nes reikia, kad sudygtų sėklos ir augalai gerai vystytųsi bukpirmaisiais tarpsniais. 2017–2021 metų posėjiniai laikotarpiai (balandžio pabaiga– gegužės pradžia) buvo sausi ir vėsūs, dažnai su šalnomis, sušilo tik gegužės pabaigoje, o didesni krituliai prasidėjo jau birželį. Tik 2022 metų balandis ir gegužė buvo pakankamai drėgni ir šilti, ypač karšta ir sausa buvo liepos pabaiga ir rugpjūčio pradžia.

Sėkloms tinkamai sudygti taip pat svarbi ne per daug šiurkšti dirvos struktūra. Kad būtų pakankamai geras sėklos sąlytis su dirva, reikia, kad ji nebūtų pernelyg grumstuota. Geros struktūros dirvoje geriau laikosi oro ir vandens santykis. Sunkiose priemolių dirvose sunku paruošti tinkamą sėklos guolį, dirvos linkusios grumstuotis, labai greitai grumstai perdžiūva, prarandama drėgmė sėklos gylyje. Tokioje atmestinai paruoštoje dirvoje sėklos nesudygsta, pasėlis susiformuoja retas, o tuščias vietas užima piktžolės.

Dirvos deformacijos

Dirvos deformacijas sukelia suminis buksuojančių priekinių ir galinių ratų žemių sluoksnio horizontalus pernešimas. Buksuojant traktoriaus varantiesiems ratams, padangų dirvakibiai perkasa dirvos sluoksnį horizontaliai į priešingą traktoriaus judėjimui kryptį. Nustatyta, kad, didinant traktoriaus padangų kontakto plotą su dirva, sumažėjo žemės sluoksnio pernešimo ilgis, ypač kai naudojami sudvejinti traktoriaus ratai.

Atsižvelgiant į metų meteorologines sąlygas ir dirvos fizinę būklę suvažinėjimo metu, didinant traktoriaus padangų kontakto su dirva plotą, suvažinėjimą atliekant drėgnoje dirvoje, jos sluoksnio pernešimo ilgis sumažėjo nuo 30,7 iki 14,9 cm, o optimalaus drėgnumo dirvoje – nuo 29,3 iki 10,7 centimetrų.

Mažiausias žemės sluoksnio pernešimas buvo optimalaus drėgnio dirvoje naudojant sudvejintus ratus su mažesniu slėgiu padangose. Didžiausias žemės sluoksnio pernešimo ilgis buvo drėgnoje dirvoje, kai suvažinėjimui naudoti viengubi ratai su nominaliu oro slėgiu padangose.

Traktoriaus ratų paliekamų vėžių gylis priklauso nuo žemės paviršių veikiančių jėgų, dirvos kietumo ir drėgmės. Viršutinį žemės sluoksnį neigiamai veikia traktoriaus varančiųjų ratų buksavimas, per kurį padangų dirvakibiai perkasa dirvos sluoksnį, išnešdami jo dalį į vėžės kraštus, ir taip susiformuoja įgilintos ir suslėgtos vėžės. Kad šias susidariusias vėžes tinkamai įdirbtume ir išlygintume dirvos paviršių, reikia didinti žemės dirbimo padargo darbinį gylį arba įrengti papildomus įtaisus vėžėms išpurenti ir užlyginti. Tai sukelia perteklinę traukos pasipriešinimo jėgą, didėja degalų sąnaudos.

Traktoriaus padangų kontakto su dirva ploto didinimas sumažino vėžės gylį, ypač naudojant sudvejintus ratus. Nelygu sąlygos, didinant traktoriaus padangų kontakto su dirva plotą, vėžės gylis drėgnoje dirvoje sumažėjo nuo 11,4 iki 7,3 cm, o optimalaus drėgnumo dirvoje – nuo 10,5 iki 7,1 centimetro.

Padidinus padangų kontakto plotą, traktoriaus masė pasiskirsto didesniame plote, sumažinama dirvožemio deformacija, t. y. sumažėja jo sutankinimas buksuojant varantiesiems ratams, ypač drėgnesnėje dirvoje.

Suvažinėjus dirvą traktoriumi su sudvejintais ratais ir mažesniu oro slėgiu padangose, dirvožemio tankis javų vegetacijos pabaigoje 5–10 cm gylyje buvo 5,6 proc. mažesnis, palyginti su dirvos suvažinėjimu traktoriumi su viengubais ratais ir nominaliu oro slėgiu padangose. Traktoriaus padangų kontakto su dirva ploto didinimas esminių dirvožemio tankio pokyčių nedarė gilesniuose dirvožemio sluoksniuose.

Esmingai mažesnį dirvožemio kietumą paviršiniuose iki 20 cm sluoksniuose lėmė oro slėgio mažinimas traktoriaus padangose ir papildomų ratų montavimas. Gilesniuose sluoksniuose įvairių variantų dirvožemio kietumas ženkliai nesiskyrė. Suvažinėjus optimalaus drėgnio dirvą, dirvožemio kietumas 10, 15 ir 20 cm gyliuose buvo atitinkamai 14,8; 11,2 ir 8,1 proc. mažesnis, palyginti su dirvožemio kietumu suvažinėjus drėgną dirvą.

Kaip keitėsi dirvos būklė

Dirvožemio struktūringumo koeficientas sėklų guoliavietėje apskaičiuotas kaip 2–5 mm dydžio dirvožemio agregatų kiekio santykis su < 2 mm dydžio dirvožemio agregatų ir > 5 mm dydžio dirvožemio agregatų kiekių suma.

Suvažinėjus dirvą traktoriumi su sudvejintais ratais ir mažesniu oro slėgiu padangose, pasėtų vasarinių javų sėklų guoliavietės struktūringumas buvo esmingai – 29,4 proc. geresnis, palyginti su sėklų guoliaviete po suvažinėjimo su viengubais traktoriaus ratais ir nominaliu oro slėgiu padangose. Suvažinėjus optimalaus drėgnumo dirvą, sėklų guoliavietės struktūringumas buvo geresnis, palyginti su sėklų guoliavietės struktūringumu po drėgnos dirvos suvažinėjimo.

Dirvos suvažinėjimas didino ir išlaikė dirvožemio drėgmę sausu oru. Tačiau nesuvažinėta dirva 0–5 cm gylyje išliko 22 proc. drėgnesnė, palyginti su suvažinėta viengubais ratais ir nominaliu oro slėgiu padangose, t. y. viengubiems ratams buksuojant apie 30 proc., dirva buvo giliai perkasta ir išdžiovinta.

Sėklų dygimo dinamika

Suvažinėjus dirvą važiuoklėmis su mažesniu traktoriaus padangų kontakto su dirva plotu, sausringo posėjinio periodo sąlygomis sėklos pradėjo dygti sparčiau, negu nesuvažinėtoje dirvoje ar suvažinėtoje su sudvejintais ratais. Tankiausias pasėlis susiformavo suvažinėjus dirvą traktoriumi su sudvejintais ratais ir mažesniu oro slėgiu padangose, rečiausias pasėlis – nesuvažinėtoje dirvoje.

Sėklos sparčiau dygo suvažinėtoje drėgnoje dirvoje, o ne optimaliai drėgnoje dirvoje.

Traktoriaus padangų kontakto su dirva plotas esminės įtakos vasarinių kviečių ir miežių produktyvių stiebų skaičiui neturėjo. Sausesnėje dirvoje vasarinių kviečių ir miežių produktyvių stiebų buvo mažiau, palyginti su jų skaičiumi drėgnoje dirvoje.

Vasarinių javų grūdų derlius

Dirvos suvažinėjimas su sudvejintais ratais turėjo teigiamos įtakos grūdų derliui. Dirvą suvažinėjus sudvejintais ratais ir mažesniu oro slėgiu padangose, vasarinių kviečių grūdų derlius buvo didesnis 9,4 proc., žirnių – 21,4 proc., vasarinių miežių – 9,7 proc., palyginti su derliumi, gautu suvažinėjus dirvą viengubais ratais ir nominaliu oro slėgiu padangose. Sudvejintų ratų naudojimas kur kas labiau gerino derliaus rezultatus optimalaus drėgnio (sausesnėje) nei drėgnoje dirvoje.

Sąlygomis su sausringais posėjiniais periodais vasarinių javų grūdų derlius su didžiausiu traktoriaus padangų kontakto plotu suvažinėtuose laukeliuose (variantuose) buvo iki 5,6 proc. didesnis už grūdų derlių nesuvažinėtoje dirvoje (kontrolėje).

Pakankamai drėgnais 2022 metais šių variantų derliaus skirtumai nenustatyti (varijavo neperžengiant paklaidos).

Seklus dirvos skutimas per 6 tyrimo metus dirvos paviršiuje suformavo daugiau organikos ir, priešingai nei tikėtasi pradedant tyrimus, mažino traktorių suslėgimo važiuoklėmis poveikį, bet išplito usnys, dirvožemis drėgnais metais buvo sausesnis nei arta dirva.

Energijos rodikliai, darbinis greitis

Keičiant oro slėgį padangose, kinta ne tik padangų, bet ir purios dirvos deformacija. Siekiant mažinti dirvos deformaciją, reikia didinti padangų deformaciją (kontakto plotą). Tyrimais nustatyta, kad naudodami viengubus ratus su maksimalia padangos deformacija gausime tą patį kontakto su dirva plotą, kaip ir sudvejintų ratų esant minimalioms padangų deformacijoms. Nustatyta, kad purioje dirvoje, išlaikant tą patį padangų kontakto plotą, degalų sąnaudos vienodam darbui atlikti sumažėjo iki 6 proc., naudojant sudvejintus ratus, palyginti su variantu, kai naudojami viengubi ratai.

Atsižvelgiant į traktoriaus važiuoklės konfigūraciją ir dirvos drėgnumą per važinėjimą, keitėsi traktoriaus darbinis greitis. Rezultatų analizė parodė, kad didinant traktoriaus padangų kontakto su dirva plotą, darbo greitis didėjo. Didinant padangų kontakto su dirva plotą, traktoriui dirbant sėjai paruoštoje dirvoje, ratų buksavimo koeficientas sumažėjo: drėgnoje dirvoje – nuo 0,35 iki 0,21, optimalaus drėgnumo dirvoje – nuo 0,30 iki 0,19.

Sudvejintų ratų naudojimas gerokai mažino degalų sąnaudas drėgnoje dirvoje nei optimalaus drėgnio (sausesnėje) dirvoje.

Ekonominį balansą reikėtų vertinti kiekvienu atveju atskirai, atsižvelgiant į nevienodas išlaidas tam tikro traktoriaus ratų sudvejinimo įrangai. Naudojant sudvejintus ratus tikėtina, kad reikės mažiau sąnaudų pasėliams prižiūrėti (apsauga nuo piktžolių, tręšimas), tinkamai veikia mikroorganizmai, geriau skaidoma organika, augalų šaknų sistema turi geriau subalansuotą oro ir vandens santykį. Būna šiek tiek didesnis derlius. Sumažėjus buksavimui, taupomi degalai, didesnis darbo našumas. Sumažėjus provėžų gyliui, galimas seklesnis iš paskos traukiamų padargų gylio nustatymas.

Žinoma, yra sudvejintų ratų trūkumų, pavyzdžiui, padidėjęs traktoriaus plotis gali sudaryti kliūčių važiuojant keliais, didesnis apsisukimo spindulys, posūkiuose apkraunamos traktoriaus ašių guoliavietės, atsiranda papildomų priežiūros darbų ir kt.