ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

TVIRTINU: ………………………

Prorektorė Jurgita Baranauskienė

2018 m. lapkričio mėn. 08 d.

ŽEMĖS ŪKIO, MAISTO ŪKIO IR ŽUVININKYSTĖS MOKSLINIŲ TYRIMŲ IR

TAIKOMOSIOS VEIKLOS PROGRAMOS PROJEKTO

„TIKSLAUS JUOSTINIO ŽEMĖS DIRBIMO IR SĖJOS MAŠINŲ DARBO

TECHNOLOGINIŲ OPERACIJŲ TYRIMAI IR KOMPLEKSINIS EFEKTYVUMO

VERTINIMAS“

2018 M. GALUTINĖ ATASKAITA

Tyrimo vadovas

Prof. dr. Egidijus Šarauskis

Akademija, Kauno r.

2018

2

PROJEKTO VYKDYTOJAI

Egidijus Šarauskis ASU Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto profesorius,

direktorius

Antanas Sakalauskas

Vidmantas Butkus

ASU žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto docentas

ASU Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto docentas,

prorektorius

Kęstutis Romaneckas

Kristina Lekavičienė

Sidona Buragienė

Aida Adamavičienė

Algirdas Jasinskas

Darius Juknevičius

ASU Agronomijos fakulteto Agroekosistemų ir dirvožemio

mokslų instituto profesorius, prodekanas

ASU Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto lektorė

ASU Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto mokslo

darbuotoja

ASU Agronomijos fakulteto Agroekosistemų ir dirvožemio

mokslų instituto lektorė, prodekanė

ASU Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto profesorius

ASU Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto doktorantas

3

TURINYS

ĮVADAS.................................................................................................................................. 5

1. ŽEMĖS DIRBIMO TECHNOLOGINIŲ PROCESŲ ANALIZĖ........................................ 7

1.1. Neariminis žemės dirbimas............................................................................................ 7

1.1.1. Tiesioginė sėja ......................................................................................................

1.1.2. Minimalus žemės dirbimas ...................................................................................

1.1.3. Tikslus juostinis žemės dirbimas skirtingo pločio tarpueiliams............................

1.2. Tikslaus juostinio žemės dirbimo mašinos.....................................................................

8

11

13

17

1.3. Juostinio žemės dirbimo mašinų darbinių dalių darbo parametrai.................................

1.4. Informacijos šaltinių analizės apibendrinimas...............................................................

19

23

2. TYRIMŲ METODIKA ........................................................................................................

2.1. Eksperimentinių tyrimų vieta.........................................................................................

2.2. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašina........................................................................

2.3. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinių operacijų įtakos dirvos fizikinėms-

mechaninėms savybėms nustatymas.....................................................................................

2.3.1. Dirvos kietumo nustatymas....................................................................................

2.3.2. Dirvos struktūros ir jos patvarumo nesuirti vandenyje nustatymas .....................

2.4. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinio proceso kokybinių

parametrų nustatymas....................................................................................................

2.4.1. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos įtaka sėklų guoliavietės rodikliams...................

2.4.2. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos įtaka augalų biometriniams, produktyvumo ir

kokybiniams rodikliams................................................................................................

2.5. Energinio ir aplinkosauginio efektyvumo vertinimas....................................................

2.5.1. Degalų sąnaudų nustatymas..................................................................................

2.5.2. CO2 emisijų vertinimas..........................................................................................

2.5.3. Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų energinis vertinimas....................

2.5.4. Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų aplinkosauginis vertinimas.........

2.5.5. Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų ekonominis vertinimas................

24

24

24

26

26

27

28

28

30

32

32

34

34

36

37

3. TYRIMŲ REZULTATAI.....................................................................................................

3.1. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinio proceso kokybinių

parametrų tyrimų rezultatai auginant žieminius rapsus................................................

3.1.1. Sėklų guoliavietės rodikliai....................................................................................

3.1.2. Dirvos drėgnumas sėklų guoliavietėse...................................................................

3.1.3. Dirvos agregatinė sudėtis sėklų guoliavietėse.......................................................

3.1.4. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos technologinio proceso įtaka žieminių

rapsų sėklų įterpimo tolygumui.............................................................................

3.1.5. Dirvos kietumas norago brėžiamoje vagutėje ir šalia jos.....................................

3.1.6. Dirvos struktūra ir jos patvarumas .......................................................................

3.1.7. Žieminių rapsų biometriniai ir produktyvumo rodikliai........................................

3.2. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinio proceso kokybinių

parametrų tyrimų rezultatai auginant pupas..................................................................

3.2.1. Sėklų guoliavietės rodikliai....................................................................................

3.2.2. Dirvos drėgnumas sėklų guoliavietėse...................................................................

3.2.3. Dirvos agregatinė sudėtis sėklų guoliavietėje.......................................................

3.2.4. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos technologinio proceso įtaka pupų

sėklų įterpimo tolygumui........................................................................................

3.2.5. Pupų biometriniai ir produktyvumo rodikliai........................................................

38

38

38

40

41

42

42

44

45

46

46

47

48

49

50

4. ENERGINIO IR APLINKOSAUGINIO EFEKTYVUMO VERTINIMO REZULTATAI

4.1. Degalų sąnaudų priklausomybė nuo juostinio žemės dirbimo mašinos parametrų.......

4.1.1. Degalų sąnaudų priklausomybė nuo darbinio greičio...........................................

51

51

51

4

4.1.2. Degalų sąnaudų priklausomybė nuo darbinio gylio..............................................

4.1.3. Nužertuvo parametrų įtaka degalų sąnaudoms.....................................................

4.1.4. Degalų sąnaudos vienam hektarui.........................................................................

4.2. CO2 emisijų priklausomybė nuo juostinio žemės dirbimo mašinos parametrų.............

4.2.1. CO2 emisijų priklausomybė nuo darbinio greičio.................................................

4.2.2. CO2 emisijos iš traktorių vienam hektarui............................................................

4.3. Žieminių rapsų auginimo technologijų vertinimas........................................................

4.3.1. Degalų sąnaudos ir energinis vertinimas..............................................................

4.3.2. Aplinkosauginis vertinimas....................................................................................

4.4. Pupų auginimo technologijų vertinimas.........................................................................

4.4.1. Degalų sąnaudos ir energinis vertinimas..............................................................

4.4.2. Aplinkosauginis vertinimas....................................................................................

4.5. Išlaidų mechanizuotoms technologinėms operacijoms vertinimas................................

IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS...................................................................................

52

52

53

55

55

56

57

58

60

61

61

62

63

64

LITERATŪROS SĄRAŠAS................................................................................................

PRIEDAI...............................................................................................................................

66

72

5

ĮVADAS

Vienas iš svarbiausių agrotechnologinių procesų yra žemės dirbimas, kuris lemia augalų

sėklų įterpimą, augalų augimo sąlygas bei derlių ir jo kokybę. Kad atlikti šį procesą reikia

daugiausia darbo laiko ir energijos sąnaudų visoje žemės ūkio augalų auginimo technologinėje.

Todėl vis didesnį susidomėjimą visame pasaulyje kelia neariminio žemės dirbimo technologijos

dėl savo energetinių, ekonominių ir aplinką tausojančių privalumų. Tačiau taikant šias žemės

dirbimo technologijas sudėtingėja žemės dirbimo ir sėjos mašinų darbinių dalių technologiniai

darbo procesai. Ypač susiduriama su daugiau problemų, taikant tiesioginę sėją, kurios metu

sėklos įterpiamos į visiškai neįdirbtą dirvą. Dirvos fizikinės-mechaninės savybės, dirvos reljefas,

klimatinės sąlygos, augalinės derliaus liekanos, jų rūšis ir savybės yra pagrindiniai veiksniai

sąlygojantys žemės dirbimo mašinų darbą. Buvusio derliaus augalinės liekanos, likusios dirvos

paviršiuje yra vienas iš svarbiausių veiksnių darančių įtaką sėklų guoliavietės paruošimui. Todėl

pasaulyje ir pradėta ieškoti naujų neariminio žemės dirbimo būdų, kurie gali apimti minimalaus

žemės dirbimo ir tiesioginės sėjos privalumus. Kad įgyvendinti šį tikslą pradėta tirti nauja

juostinio žemės dirbimo technologija (angl. Strip-tillage, vok. Streifenbearbaitung), kurios metu

dalis dirvos įdirbama tam tikromis juostomis, o dalis paliekama neįdirbta arba kitu atveju, vienu

važiavimu supurenamas dirvos sluoksnis ir tam tikro pločio juostomis įterpiamos augalų sėklos.

Kad žemės ūkio augalai turėtų galimybę augti panašiomis sąlygomis, kaip ir įdirbus dirvą

minimalaus žemės dirbimo mašinomis, juostinio žemės dirbimo technologijoje dirvos juostos

gali būti įdirbamos įvairiais gyliais. Be to, nesugadinama dirvos struktūra, o paviršiuje lieka

buvusio derliaus augalinės liekanos, dėl kurių sumažinamas neigiamas poveikis aplinkai ir

išsaugoma bioįvairovė.

Šio darbo tikslas – atlikti tikslaus juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinų darbo

technologinių operacijų tyrimus ir kompleksinį efektyvumo vertinimą.

Tikslui pasiekti numatyta atlikti tokius darbus:

1. Išanalizuoti tikslaus juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinų darbo technologinių

operacijų ypatumus, įvertinant agroinžinerines galimybes augalus sėti juostomis plačiais

ir siaurais tarpueiliais.

2. Moksliniais tyrimais ištirti tikslaus juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinų darbo

technologinių operacijų atlikimo kokybinius parametrus sėjant skirtingus augalus.

3. Daugiamečiais moksliniais tyrimais nustatyti tikslaus juostinio žemės dirbimo ir sėjos

mašinų darbo technologinių parametrų įtaką guoliavietės paruošimui, sėklų įterpimui,

augalų derliui ir jo kokybiniams rodikliams.

6

4. Atlikti gaunamos energijos ir patiriamų sąnaudų, taikant tikslaus juostinio žemės dirbimo

ir sėjos technologines operacijas, kompleksinį efektyvumo vertinimą.

5. Parengti rekomendacijas žemdirbiams dėl tikslaus juostinio žemės dirbimo ir sėjos

mašinų darbo technologinių operacijų taikymo auginant žemės ūkio augalus.

6. Parengti baigiamąją projekto ataskaitą.

2016–2018 metais atlikti visi projekto paraiškoje numatyti moksliniai darbai: išanalizuoti

tikslaus juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinų darbo technologinių operacijų ypatumai,

įvertinant agroinžinerines galimybes augalus sėti juostomis plačiais ir siaurais tarpueiliais;

eksperimentiniais moksliniais tyrimais, gamybinėmis sąlygomis ūkininko ūkyje, atlikti tikslaus

juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinių procesų įtakos dirvožemio

savybėms, žieminių rapsų ir pupų sėklų guoliavietės paruošimui, sėklų įterpimui, skirtingų

augalų biometriniams, produktyvumo ir kokybiniams rodikliams; atliktas gaunamos energijos ir

patiriamų sąnaudų kompleksinis efektyvumo vertinimas, taikant juostinio žemės dirbimo ir sėjos

technologijas žieminių rapsų ir pupų auginimui; nustatytos degalų sąnaudų ir CO2 emisijų

priklausomybės nuo juostinio žemės dirbimo mašinos technologinių parametrų; atliktas išlaidų

mechanizuotoms technologinėms operacijoms vertinimas; parengta projekto galutinė ataskaita.

7

1. ŽEMĖS DIRBIMO TECHNOLOGINIŲ PROCESŲ ANALIZĖ

1.1. Neariminis žemės dirbimas

Žemės dirbimas yra vienas iš svarbiausių technologinių operacijų žemės ūkyje (Opara-

Nadi, 2008). Žemės dirbimo metu valdomi svarbūs dirvos fizikinių – mechaninių savybių kitimo

procesai (Lal ir kt., 2004).

Vertinant pagal žemės dirbimo intensyvumą žemės dirbimas klasifikuojamas į ariminį

(tradicinį) ir neariminį žemės dirbimus. Neariminiu žemės dirbimu vadinamas bet koks būdas

mažinantis mechaninį poveikį į dirvą. Tai reiškia beverstuvį žemės ruošimą sėjai. Neariminio

žemės dirbimo technologijos turi nemažai pranašumų palyginti su ariminiu, todėl kad yra

tausojama dirva, aplinka (1.1 pav.), be to, taupomas darbo laikas ir energijos sąnaudos (Morris ir

kt., 2010, Romaneckas et al., 2011; Šarauskis, 2014).

1.1 pav. Neariminio ir tradicinio žemės dirbimo technologijos (Tillage)

Neariminis žemės dirbimas klasifikuojamas (1.2 pav.) į tiesioginę sėją (1.3 pav. a),

minimalų žemės dirbimą (1.3 pav. b) ir juostinį žemės dirbimą (1.3 pav. c ir d).

1.2 pav. Nearimino žemės dirbimo klasifikacija (Morris ir kt., 2010)

Neariminis žemės dirbimas

Tradicinis žemės dirbimas

Neariminis žemės dirbimas

Tiesioginė sėja Minimalus Juostinis

8

a) b) c) d)

1.3 pav. Neariminio žemės dirbimo technologijos pagal sėklų guoliavietės paruošimą: a)

tiesioginė sėja; b) minimalus žemės dirbimas; c) juostinis žemės dirbimas, įdirbant tik sėklų

guoliavietę; d) juostinis žemės dirbimas, įdirbant sėklų guoliavietę ir viršutinį dirvos sluoksnį

(Amazone)

Rilye ir kt. (1998), Raper ir kt. (2007), Bakasėnas (2008) teigia, kad neariminis žemės

dirbimas – tai svarbiausias laukų technikos ir darbo energijos sąnaudų mažinimas. Mažinant

žemės dirbimo technologinių operacijų skaičių, sujungiant kelis žemės dirbimo technologinius

procesus į vieną, mažinant dirbamo dirvos paviršiaus plotą ir dirbimo gylį, galima sutaupyti nuo

nuo 10 % iki 40 % energijos sąnaudų.

Lietuvos ir užsienio mokslininkai (Jodaugienė, 2002; Šimanskaitė, 2002; Feiza ir kt., 2005)

teigia, kad taikant nearimino žemės dirbimo technologijas dirvožemio fizikinės-mechaninės

savybės iš esmės nepakinta ir gaunamas beveik toks pat augalų derlingumas, kaip ir taikant

tradicinį žemės dirbimą. O tai reiškia, kad siekiant efektyvinti žemės ūkio produkcijos gamybą,

žemės dirbimo tobulinimas gali būti viena iš labai reikšmingų energetinių sąnaudų tausojimo

sričių.

1.1.1. Tiesioginė sėja

Tiesiogine sėja vadinama technologija, kai sėkla įterpiama be jokio išankstinio dirvos

įdirbimo į prieš tai augintų žemės ūkio augalų ražieną 1.4 pav. (Korucu, Arslan, 2009; Lopez-

Fando et al., 2012). Siekiant išlaikyti normalų tiesioginės sėjos darbo procesą, augalų ražienos

aukštis neturi viršyti 300 mm (Morris et al., 2010).

9

1.4 pav. Tiesioginės sėjos technologija (Vaderstad, Kustodija)

Svarbiausias tiesioginės sėjos technologinio proceso uždavinys yra tolygiai nustatytu gyliu

ir pageidaujamais atstumais įterpti augalų sėklas į neįdirbtą dirvą (Karayel, Özmerzi, 2003;

Šarauskis, 2009). Tam uždaviniui įgyvendinti naudojami sėjamosios noragėliai yra vienos

svarbiausių darbinių dalių sėklos guoliui paruošti ir įterpti sėklas taip, kad būtų sudarytos

tinkamos sąlygos augalams augti (Karayel, Özmerzi, 2008). Jeigu guoliavietė per sekliai

paruošta, sėklos gali būti išbarstytos dirvos paviršiuje (Šarauskis, 2009).

Tiesiogiai į ražiena daugiausiai sėjama sausringų klimatinių sąlygų, intensyvia dirvos

erozija pasireiškiančiuose ir ypač plačiai augalininkystę vystančiuose regionuose, pvz.,

Kanadoje, JAV, Brazilijoje, Argentinoje ir Australijoje. Pastaruoju metu didesne ar mažesne

apimtimi, šis metodas taikomas ir kitose pasaulio šalyse (Väderstad).

Dideliuose pasaulio sausumos plotuose, nepakankami vandens ištekliai yra derlių ribojantis

veiksnys. Tiesioginė sėja taupo drėgmę augalų dygimui, neišjudindama dirvožemio ir palikdama

ankstesnio derliaus liekanas ant dirvos paviršiaus, kaip apsaugą nuo drėgmės išgarinimo (1.5

pav.). Čia svarbu ir ekonominiu aspektu, nes daugelyje zonų, kur vandens stygius labai riboja

gaunamus derlius, įdirbti dirvą neperspektyvu finansiškai. Didžiąją dalį dirvos paviršiaus

paliekant nejudintą po šiaudų danga, labai pagerėja apsauga nuo vėjo ir vandens erozijos.

Dirvožemio ir augalų maistinių medžiagų nuostoliai dėl erozijos turi neigiamą ekonominį ir

aplinkosauginį poveikį (Väderstad).

10

1.5 pav. Tiesioginės sėjos technologijos pagrindiniai privalumai (Tillage)

Tiesioginės sėjos technologijoje natūraliai sumažinamas darbo laiko poreikis ir išlaidos

vienam hektarui, nes neatliekami pagrindiniai gilaus žemės dirbimo darbai. Sumažėjęs darbo

laiko poreikis yra svarbi aplinkybė ypač dideliuose ūkiuose, kai rudenį, po vienų augalų derliaus

nuėmimo tuoj seka žieminių augalų sėja, tuomet tas laikotarpis tarp derliaus nuėmimo ir sėjos

yra labai trumpas. Norint tame tarpe atlikti visas reikalingas žemės dirbimo technologines

operacijas, ypač pasitaikius nepalankioms klimatinėms sąlygoms, gali būti labai sudėtinga.

Tiesioginė sėja tokias atvejais turi ženklų privalumą.

Greta minėtų privalumų, tiesioginė sėja, kai dirva visiškai neįdirbama, susiduriama ir su

tam tikromis problemomis (Amos et al., 2005; Dalmago et al., 2004; Feiza et al., 2008; Korucu,

Arslan, 2009):

augalinės liekanos dirvos paviršiuje trukdo sėjai ir sudaro palankias sąlygas ligom plisti;

beveik neįmanoma ištaisyti netolygaus augalinių liekanų paskleidimo dirvos paviršiuje;

pabiros ir kitos savaime įsisėjančios augalų sėklos gali būti sunaikinamos tik naudojant

chemines priemones;

11

dirvos paviršiuje liekančios augalinės liekanos sudaro pakankamai palankias sąlygas

daugintis kenkėjams;

derliaus nuėmimo mašinos (kombainai) gana stipriai sutankina įvairius dirvos

sluoksnius. Taikant tiesioginę sėja beveik nėra galimybių mechaniškai panaikinti ratų

provėžų ir dirvožemio sluoksnių suslėgimų.

Agronominiu požiūriu viena iš svarbiausių priemonių, galinčių padėti kovoti su tiesioginės

sėjos technologijose atsirandančiomis problemomis – gera sėjomaina. Kai kurioms problemoms

spręsti, kaip šliužų arba savaime įsisėjančių augalų, būtinos cheminės augalų apsaugos

priemonės (Väderstad). Tačiau agroinžineriniu požiūriu nuolat ieškoma būdų, kaip patobulinti

žemės ūkio technologijas ir joms naudojamas mašinas, sprendžiant trūkumus ir išsaugant

privalumus.

1.1.2. Minimalus žemės dirbimas

Minimalus žemės dirbimas yra toks, kai mažinamas technologinių operacijų ir važinėjimų

po dirvą skaičius, o dirvos paviršius įdirbamas tik tokiu gyliu, kad būtų galima įterpti žemės ūkio

augalų sėklas. Minimalus žemės dirbimas skirstomas į seklų (5–10 cm gyliu) ir gilų (15–20 cm

gyliu) (Morris et al., 2010). Minimaliai dirva įdirbama su lėkštėmis akėčiomis arba

kultivatoriais. Apie pusšimtis metų sausose stepių dirvožemiuose, saugant dirvą nuo erozijos,

plūgai nenaudojami. Drėgno klimato juostoje minimali žemdirbystė pradėta taikyti daugiau kaip

prieš keturis dešimtmečius. Tačiau dėl piktžolių įsigalėjimo, dirvų suslėgimo, sumažėjusio

derliaus tokia technologija pradžioje sunkiai prigijo. Ji prisiminta pasukus prie tausojamųjų,

dirvosauginių žemdirbystės būdų (Bakasėnas, 2006).

Minimaliai įdirbant dirvą ypač sausringose teritorijose, pavyzdžiui, Šiaurės Ispanijoje, javų

derlius, kai kuriais atvejais, gaunamas netgi dvigubai didesnis negu dirvą įdirbant verstuviniu

plūgu. Drėgnesnio klimato teritorijose derlius gaunamas panašus abiem variantais (Fernandez-

Ugalde et al., 2009).

Minimalaus žemės dirbimo technologija taikoma dėl įvairių priežasčių, pagrindinės iš jų –

mažinamas neigiamas poveikis dirvai ir aplinkai, gaunama energetinė ir ekonominė nauda. Be to,

dėl supurento dirvos paviršiaus dirva pavasarį greičiau įšyla negu taikant tiesioginę sėją į

neįdirbtą dirvą (1.6 pav.) (Čiuberkis, 2008; Rilye et al., 1998).

12

1.6 pav. Minimalaus žemės dirbimo technologijos pagrindiniai privalumai (Tillage)

Minimalaus žemės dirbimo technologija taip pat turi ir nemažai trūkumų (Čiuberkis, 2008;

Rasmussen, Rohde, 1991; Soane et al., 2012):

ligų sukėlėjai lieka negiliai įterptose augalų liekanose;

techninės problemos sėjant dėl likusių augalinių liekanų dirvos paviršiuje;

gausiai pridygsta daugiamečių piktžolių;

lėti mineralizacijos procesai;

didesnės darbo laiko ir energijos sąnaudos negu taikant tiesioginę sėją.

Įvertinus skirtingų neariminio žemės dirbimo technologijų privalumus ir trūkumus, pradėta

naudoti nauja žemės dirbimo technologija – juostinis žemės dirbimas. Ši technologija jungia

tiesioginės sėjos ir minimalaus žemės dirbimo technologijų privalumus ir sumažina trūkumus.

13

1.1.3. Tikslus juostinis žemės dirbimas skirtingo pločio tarpueiliams

Juostinis žemės dirbimas yra viena iš neariminių žemės dirbimo technologijų

(1.7 pav.), ji gali būti sudaryta iš kelių operacijų: per vieną važiavimą nuo sėjos eilutės augalų

liekanos pašalinamos specialiomis darbinėmis dalimis ir dirva įdirbama juostomis bei įterpiamos

trąšos, per kitą važiavimą į įdirbtas dirvos juostas įterpiamos augalų sėklos, arba abi

technologinės operacijos gali būti sujungtos į vieną (Morris et al., 2010). Be to, per vieną

važiavimą visas dirvos viršutinis sluoksnis gali būti minimaliai supurenamas ir sėklos įterpiamos

tam tikro pločio juostomis (Strip-Till Farmer). Ši technologija yra kilusi iš Amerikos.

1.7 pav. Juostinis žemės dirbimas (Wako; Strip-Till Farmer)

Juostinio žemės dirbimo mašinose dažniausiai pirma eilė noragų išdirba dirvą, sudarydama

puikų pagrindą augalų įsišaknijimui, tuo pačiu įterpiant trąšas. Antra eilė noragų sudaro augalų

augimo juostas. Užtikrinamas tiek sunkaus ir vidutinio dirvožemio paruošimas rudenį bei lengvo

dirvožemio išdirbimas pavasarį, tiek pakankamas drėgmės įsiskverbimas žiemos metu. Ši

technologija leidžia ne tik paruošti augalų augimo juostas, bet ir tręšti augalų šaknis jų

formavimosi gylyje. Be to, technologija gali būti taikoma gana ilgą laikotarpį nuo rudens

pradžios iki pat šalnų ar pavasarį prieš sėją. Taip pat gali būti naudojama pavasarį, kai

dirvožemis yra šlapias ir linkęs susigrumstuoti. Spygliuoti volai sutrupina grumstus ir

nepriekaištingai išpurena dirvą. Be to, ši technologija yra pritaikyta sunkioms ir akmenuotoms

dirvoms (Agroteka, 2016).

Juostinio žemės dirbimo technologija dažniausiai naudojama tokiems augalams

(cukriniams runkeliams, sojoms, kukurūzams, rapsams, pupoms), kurie auginami plačiais

tarpueiliais (45–90 cm). Tačiau ši technologija taip pat gali būti naudojama ir augalams auginti

siaurais tarpueiliais (Morris et al., 2010; Mano ūkis, 2013). Žemės dirbimo noragų išdėstymas,

juostų plotis ir atstumai tarp jų priklauso tik nuo to, kokie žemės ūkio augalai bus auginami

(Morris et al., 2010). Tik juostinį žemės dirbimą taikant siauriems tarpueiliams, būtina užtikrinti,

14

kad augalinės liekanos nesikimštų tarp noragų ir nužertuvų. Tai geriausiai užtikrinama, kai

sekliai supurenamas visas dirvos paviršius, o juostos, kuriose bus įterpiamos sėklos įdirbamos

giliau.

Kuo didesnis dirvos paviršiaus plotas įdirbamas, tuo greičiau įšyla visas dirvos paviršius ir

pakyla dirvos temperatūra, sumažėja dirvožemio tankis, tačiau tuo pačiu metu išgaruoja daugiau

vandens, padidėja CO2 kiekis, patenkantis į aplinką, ir įvairių bakterijų kiekis dirvoje (Bilen et

al., 2010; Celik et al., 2013). Be to, esant platiems tarpueiliams augalai suformuoja platesnę

šaknų sistemą ir efektyviau naudoja maisto medžiagas. Juostinio žemės dirbimo mašinomis dirvą

galima įdirbti iki 300 mm gyliu (Jabro et al., 2011).

Juostinis žemės dirbimas tai technologija, kuri jungia minimalaus žemės dirbimo ir

tiesioginės sėjos privalumus, tokius kaip įdirbtoje dirvoje lengviau paruošti tinkamą sėklos guolį;

dirva pavasarį greitai įšyla; įdirbta dirva turi lygų paviršių; didelis našumas; didelis sliekų ir

mikroorganizmų skaičius, mažos degalų sąnaudos; mažos darbo laiko sąnaudos; gera dirvos

struktūra; mažas erozijos pavojus; maža anglies dioksido emisija į aplinką (1.8 pav.).

Minimalus žemės

dirbimasTiesioginė sėja

PRIVALUMAI

Juostinis žemės

dirbimas

Įdirbtoje dirvoje lengviau

paruošti tinkamą sėklos

guolį;

Dirva pavasarį greitai

įšyla;

Įdirbta dirva turi lygų

paviršių;

Didelis našumas;

Didelis sliekų ir

mikroorganizmų skaičius.

Mažos degalų sąnaudos;

Mažos darbo laiko

sąnaudos;

Gera dirvos struktūra;

Mažas erozijos pavojus;

Didelis sliekų ir

mikroorganizmų skaičius;

Maža anglies dioksido

emisija į aplinką.

1.8 pav. Juostinio žemės dirbimo technologijos privalumai (Čiuberkis ir kt., 2008; Licht, Al-

Kaisi, 2005; Morris ir kt., 2010)

Juostinis žemės dirbimas, kaip daug privalumų turinti integruota žemės ūkio valdymo

praktika, skatina didinti plotus įvairiose šalyse. Sunku juostinio žemės dirbimo plotų didėjimą

susieti su vienu konkrečiu veiksniu, tai labiau yra įvairių veiksnių derinys. Didėjant degalų,

darbo jėgos ir įrangos įsigijimo išlaidoms, žemdirbiai nuolat ieško būdų, kaip būtų galima

15

sumažinti arba bent jau išlaikyti gamybos išlaidas dabartiniame lygyje, gaunant gerą ir kokybišką

derlių, kartu užtikrinant mažiausią neigiamą poveikį aplinkai. Juostinis žemės dirbimas

neabejotinai leidžia sutaupyti, lyginant su kitomis žemės dirbimo technologijomis, tuo labiau su

tradiciniu žemės dirbimu ariant, nes gali būti įdirbamas ne visas lauko plotas, o tik jo dalis, arba

atliekamos kelios operacijos vienu važiavimu (Wolkowski, 2000). Al-Kaisi et al. (2001) atlikti

eksperimentiniai tyrimai rodo, kad naudojant juostinį žemės dirbimą, per trejus metus dirvos

organinės anglies dalis padidėjo apie 11,4 %, lyginant su plūgu įdirbta dirva. Tie patys autoriai

panašius rezultatus pastebėjo ir nustatydami dirvos organinio azoto kiekį. Juostinis žemės

dirbimas taip pat turi reikšmingą poveikį dirvos temperatūrai ir drėgnumui. Daugelis skirtingų

mokslininkų (Godsey et al., 2007; Licht, Al-Kaisi, 2005, 2005a; Morrison, Sanabria, 2002; Swan

et al., 1996; Wolkowski et al., 2000) skelbia panašias išvadas, kad juostinis žemės dirbimas

leidžia greičiau padidinti dirvos temperatūrą, paspartinti sėklų sudygimą ir užtikrinti palankesnes

augalų augimo sąlygas pradiniuose tarpsniuose.

Mokslininkai nustatė, kad naudojant juostinį žemės dirbimą, dirvos temperatūra padidėja

(1,2–1,4 oC) viršutiniame dirvos sluoksnyje (50 mm), palyginti su kitomis neariminio žemės

dirbimo technologijomis. Dirvos temperatūra dirvos juostoje panaši, kaip tradicinio žemės

dirbimo metu, nes pašalintos augalinės liekanos ir įdirbta dirva žemės ūkio augalų augimo

juostoje ankstyvą pavasarį leidžia greičiau įšilti dirvai (Licht, Al–Kaisi, 2005). Didelė dalis (60–

75 %) likusių augalinių liekanų dirvos paviršiuje dirvą apsaugo nuo erozijos (Evans et al., 2010;

Morris et al., 2010).

Tikslioji juostinio žemės dirbimo technologija ypač naudinga kalvotose vietovėse, nes

laukų šlaituose ypač suintensyvėja derlingų dirvos sluoksnių išplovimas dėl vandens erozijos.

Tarp įdirbtų juostų, tarpueiliuose, lieka augalinių derliaus liekanų, dėl šios priežasties sulaikomas

vanduo ir vandens infiltracija į dirvą geresnė negu tradicinio žemės dirbimo metu (1.9 pav.)

(Cokoлob, 2012; Jabro et al., 2011).

1.9 pav. Vandens sulaikymo ir sugėrimo procesas dirvose su nuolydžiu: 1 – įdirbamos dirvos

sluoksnis; 2 – viršutinė įdirbtos dirvos juostos ketera; 3 – apatinė įdirbtos dirvos juostos ketera;

4 – nuolydžiu tekantis vanduo; 5 – susiformavusios nuosėdos; b – keteros plotis mm; h – keteros

aukštis mm; α – dirvos nuolydžio kampas o (Cokoлob, 2012)

16

Į dirvą susigeriančio vandens masė priklauso nuo augalinių liekanų masės (m), įdirbtos

dirvos juostos keteros aukščio (h) ir pločio (b). Šių parametrų tarpusavio priklausomybė

aprašoma empirinėmis lygtimis (1; 2 ir 3 formulės). Daugiausia vandens sulaikoma ir sugeriama,

kai įdirbtos dirvos juostos keteros aukštis nuo 150 iki 200 mm, o plotis – nuo 40 iki 50 mm

(Cokoлob, 2012).

(1)

(2)

(3)

čia: Mv – į dirvą susigeriančio vandens masė g;

m – augalinių liekanų masė g;

h – keteros aukštis mm;

b – keteros plotis mm.

Dirvos erozijos mažėjimas priklausomai nuo augalinių liekanų kiekio. Dirvos erozija gali

būti sumažinta net iki 95 % (1.10 pav.).

1.10 pav. Augalinių liekanų įtaka dirvos erozijai (Fawcett, Towery, 2002)

Evans ir kt. (2010), atlikę penkerių metų eksperimentinius tyrimus, nustatė, kad taikant

juostinio žemės dirbimo technologiją cukrinių runkelių derlius gaunamas panašus, kaip ir

įdirbant dirvą tradiciniu būdu, tačiau su mažesnėmis degalų ir laiko sąnaudomis. Jungtinių

Amerikos Valstijų (DeJong-Hugnes, Vetsch, 2007) ir Pietų Europos (Trevini et al., 2013)

mokslininkai dvejų metų tyrimais nustatė, kad kukurūzų derlius taip pat gaunamas panašus

įdirbant dirvą juostomis, palyginus su kitomis žemės dirbimo technologijomis.

17

Apibendrinant juostinio žemės dirbimo naudą, lyginant su kitomis žemės dirbimo

technologijomis, išskiriami 5 pagrindiniai privalumai:

1. Kad sėklos geriau sudygtų, juostinis žemės dirbimas užtikrina greitesnį dirvos sluoksnio,

esančio juostoje, įšilimą. Išsaugoma reikiama oro apykaita dirvos sluoksnyje.

2. Augalinės liekanos, likusios dirvos paviršiuje, saugo dirvą nuo vėjo ir vandens erozijos,

stelbia ir/arba neleidžia dygti piktžolėms.

3. Nesupurentas dirvos sluoksnis išsaugo geras kritulių infiltracines savybes, drėgmę,

išlaiko didelį biologinį dirvos aktyvumą.

4. Juostinio žemės dirbimo mašinų darbinės dalys neformuoja sutankėjusių dirvos

sluoksnių („armens pado“).

5. Taupo darbo laiką, nes reikia atlikti mažiau technologinių operacijų. Tausoja degalus,

nes neatliekami daug energijos reikalaujantys sudėtingi žemės dirbimo verstuviniai

technologiniai procesai.

Siekiant tinkamai paruošti juostas sėkloms įterpti, augalines liekanas nuo dirvos paviršiaus

būtina pašalinti arba minimaliai įdirbti dirvos paviršių tokiu būdu jas sumaišant dirvoje.

Priešingu atveju sėjos noragėliai kemšasi, dėl to negalima užtikrinti geros darbo kokybės. Kad

pašalinti augalines liekanas nuo formuojamos juostos, gali būti naudojami įvairios konstrukcijos

nužertuvai. Tačiau juostinio žemės dirbimo technologijoje iki šiol nužertuvai yra mažiausiai

ištirti. Trūksta žinių, kokie technologiniai parametrai geriausiai užtikrina pageidaujamą darbo

kokybę, esant mažiausioms energijos sąnaudoms. Tačiau juostinio žemės dirbimo technologijoje

vien nužertuvai nepajėgūs nei pašalinti visų augalinių liekanų, nei dirvos įdirbti, todėl būtinos ir

kitos mašinos darbinės dalys. Todėl svarbu žinoti ir juostinio žemės dirbimo mašinos darbinių

dalių tarpusavio sąveiką, be to, sąveiką su dirva ir augalinėmis derliaus liekanomis.

Dėl šių juostinio žemės dirbimo technologijos trūkumų Lietuvoje dažniau renkamasi

mažiau rizikinga juostinio žemės dirbimo technologija, kai dirvos paviršius įdirbamas minimaliai

ir augalinės liekanos sumaišomos dirvoje, be to, tuo pačiu važiavimo įterpiamos augalų sėklos

(Tavorienė, 2016).

1.2. Tikslaus juostinio žemės dirbimo mašinos

Visų juostinio žemės dirbimo technologijai naudojamų mašinų konstrukcija gana panaši.

Kiekvienai dirvos juostai įdirbti yra naudojama atskira prie rėmo tvirtinama mašinos sekcija

(1.11 pav.). Visos sekcijos turi dirvos kopijavimo įrangą, leidžiančią prisitaikyti prie dirvos

paviršiaus reljefo ir tolygiai ją įdirbti bei įterpti trąšas, o viską atliekant vienu važiavimu, – ir

sėklas. Mašinos sekciją sudaro rėmas su prie jo tvirtinamomis žemės dirbimo ir tręšimo, o kartu

18

ir sėjant, – ir sėjos įrangos darbinėmis dalimis. Pagrindinės darbinės dalys, turinčios sąlytį su

dirva ir augalų liekanomis, yra diskiniai peiliai, diskiniai nužertuvai (valikliai), dirvos juostos

purenimo noragėliai, apsauginiai diskai ir prispaudimo voleliai. Trąšoms ir sėkloms įterpti

naudojama įranga ir darbinės dalys yra analogiškos kaip ir kitų žemės dirbimo ir sėjos

technologijų mašinų (Šarauskis, Masilionytė, 2012).

a)

b)

1.11 pav. Juostinio žemės dirbimo mašinos: a) įdirbama tik dirvos juosta, kurioje bus sėjami

augalai; b) įdirbamas visas dirvos paviršius ir įterpiamos sėklos juostomis (Amazone, Remlinger,

Vaderstad, 2013)

Kai įdirbamas visas dirvos paviršius, tuomet didžiausias šios juostinio žemės dirbimo

technologijos privalumas – derliaus stabilumas. Tai galioja ir sudėtingomis sąlygomis, kai itin

drėgna ar per sausa. Mašinos noragai yra tik 25 mm pločio. Tai užtikrina, kad jie įrėžia kiek

įmanoma siauresnes juostas ir sumažina energijos sąnaudas. Siauri noragai, padengti kietmetaliu,

prisideda prie didelio sėjamosios našumo, nes taip pat puikiai dirba ir sėjant 15 km/h greičiu.

Labai svarbu po sėjos padėti augalų šaknims vystytis gilyn. Gerai išsivysčiusios šaknys

suteikia daugiau galimybių vystytis augalui, nes padeda jam lengviau įsisavinti vandenį ir

maistines medžiagas sausomis sąlygomis. Lietingu periodu yra didesnė tikimybė, kad vandens

perteklius nutekės iš lauko dėl greitesnės infiltracijos (Vaderstad, 2013).

19

1.3. Juostinio žemės dirbimo mašinų darbinių dalių darbo parametrai

Dedousis ir kt. (2007) teigia, kad žemės dirbimo mašinų darbo parametrų žinojimas yra

vertingas gamintojams bei operatoriams renkantis optimaliausią mašinų darbinių dalių ir jų rėmų

gamybą bei darbinių dalių reguliavimą įdirbant dirvą. Tinkamai parinktas dirvos įdirbimo gylis,

mašinos darbinių dalių padėties kampas ir važiavimo greitis pagerina dirvos įdirbimo kokybę bei

mažina energijos sąnaudas.

Juostinio žemės dirbimo mašinas įprastai sudaro augalinių liekanų nužertuvai, esantys

priekyje visų kitų darbinių dalių. Nužertuvai nuvalo augalines liekanas nuo formuojamos juostos,

tokiu būdu padeda kitoms darbinėms dalims geriau paruošti sėklos guoliavietę. Už nužertuvų

dažniausiai sumontuoti noragėliai, giliau, negu kitos darbinės dalys, įdirbantys dirvos sluoksnį.

Sekančiai montuojamos lėkštės, kurios sekliau purena dirvą ir sulaiko įdirbamoje juostoje

noragėliu purenamą dirvą. Ir voleliai, kurie suvoluoja, išlygina įdirbtos juostos dirvos paviršių

(Fallahi ir Raoufat, 2008; Matin ir kt., 2015; Morris ir kt., 2010).

Juostiniam žemės dirbimui, kaip ir tiesioginei sėjai, gali būti naudojami vieno arba dviejų

diskų nužertuvai. Vieno disko nužertuvas statomas didesniu padėties kampu, be to, nužeria

augalines liekanas tik į vieną pusę. Dviejų diskų nužertuvai, statomi mažesniu padėties kampu

pagal važiavimo kryptį ir augalines liekanas nužeria į abi puses. Dviejų diskų nužertuvai yra

veikiami mažesnių šoninių jėgų, dėl mažesnio nustatymo padėties kampo, lyginant su vieno

disko nužertuvais. Be to, dar vienas svarbus aspektas, tai kad nužertuvai gali turėti skirtingą

dantų skaičių. Per didelis arba per mažas dantų skaičius gali turėti neigiamos įtakos augalinių

liekanų nužėrimo kokybei. Nužertuvai gali būti su lenktais ir tiesiais dantimis arba pirštais (1.12

pav.). Yra atvejų, kai prieš nužertuvus gali būtį montuojamas diskinis noragėlis, kurio paskirtis

augalines liekanas ir dirvos paviršių perpjauti, po to nužertuvai nužeria į šonus (Fallahi ir

Raoufat, 2008; Linke, 1998).

a) b)

1.12 pav. Diskiniai nužertuvai: a) pirštinis; b) dantytas (Planter pro)

20

Fallahi ir Raoufat (2008) tyrinėjo dviejų diskų nužertuvų darbo procesą tiesioginės sėjos

technologijoje, kai diskų padėties kampas 22,5o ir nustatė, kad nužertuvai sumontuoti už diskinio

noragėlio, kurio paskirtis prapjauti dirvos riekę, pašalino daugiau (apie 28%) augalų liekanų nuo

formuojamos sėklų įterpimo juostos, negu nužertuvai sumontuoti priekyje, prieš visas sėjamosios

darbines dalis. Tačiau naudojant diskinį noragėlį, esantį prieš nužertuvą, buvo įterpta į dirvą

daugiau (apie 4%) augalų liekanų.

Linke (1998) atlikęs tyrimus tiesioginės sėjos technologijoje nustatė, kad vieno disko

pirštinis nužertuvas, kurio skersmuo 500 mm, o padėties kampas 10o, nužėrė nuo 10 iki 15 %

augalinių liekanų. Dviejų diskų dantytas nužertuvas, kai diskų skersmuo 330 mm, o padėties

kampas 30o, nužėrė nuo 40 iki 50 % augalinių liekanų. Be to, mokslininkas įrodė, kad vieno

disko pirštinio nužertuvo augalinių liekanų nužėrimas nežymiai sumažėjo didinant važiavimo

greitį nuo 1,39 iki 3,3 m/s, tačiau dviejų diskų dantyto nužertuvo darbo kokybei įtakos neturėjo.

Dviejų diskų dantyti nužertuvai nužėrė augalines liekanas 100 mm platesnemia ruože negu vieno

disko pirštinis nužertuvas.

JAV mokslininkai vertindami dviejų diskų nužertuvų darbo procesą teigia, kad tarp

nužertuvų, pastatytų kampu, svarbu palikti 10–30 mm tarpelį, nes kitu atveju dviejų diskų

nužertuvai pastatyti kampu kemšasi augalinėmis liekanomis ir jas kelia į viršų (Terminology,

1995).

Juostinio žemės dirbimo mašinose įprastai naudojami strėliniai arba kaltiniai noregėliai

(1.13 pav.). Neariminio žemės dirbimo technologijose noragėliai yra neatsiejamos darbinės

dalys.

45

a) b)

1.13 pav. Noragėliai: a) kaltinis: 1 – antgalis; 2 – stovas; 3 – rėmas; b) strėlinis: 4 – antgalis; 5 –

kotas (Šniauka ir kt., 2006)

Kaltiniai noragėliai yra siauri, apie 20 mm pločio. Kalto formos noragėlių antgaliai į dirvą

gerai sminga smailiu kampu, todėl esant visiškai neįdirbtam dirvos paviršiui, jie gali sėti

nustatytu gyliu. Šie noragėliai prastai dirba dirvose, kurių paviršiuje yra augalinių derliaus

21

liekanų, nes noragėliai jomis kemšasi. Todėl prieš juos ypač svarbu, kad būtų sumontuoti

nužertuvai ir augalinės liekanos būtų nužeriamos (Šarauskis ir Sakalauskas, 2004).

Strėlinių noragėlių sparneliai skirti dirvos sluoksniui pakirsti, centrinė juostinė dalis –

purenti, maišyti ir noragėlio eigai stabilizuoti (Bakasėnas, 2006). Tačiau kaip ir kaltiniai

noragėliai jie prastai dirba dirvose, kurių paviršiuje yra derliaus liekanų. Tada noragėliai kemšasi

ir neužtikrina tolygaus dirvos įdirbimo (Germanas, 2007).

Taikant tiesioginę sėją stengiamsi kuo mažiau paveikti dirvą, todėl naudojami diskiniai

noragėliai, tačiau juostinio žemės dirbimo metu siekiama dirvos juostas supurenti taip, kad būtų

palankios sąlygos sėkloms dygti. Įdirbant dirvą kaltiniu arba strėliniu noragėliu, supurentos

dirvos juostos pločio skirtumas yra ženkliai didesnis palyginti purentą juostą su diskiniu

noragėliu (Celik ir Raper, 2012).

Вагин (1967) teigia, kad purenant dirvą kaltiniu arba strėliniu noragėliu, purenamos dirvos

sluoksnis priešinasi jo judėjimui, atsiranda dirvos priešpriešos pjovimui jėga F1, kurios kryptis

yra priešinga noragėlio judėjimo krypčiai (1.14 pav.). Šios jėgos dydžiui didžiausią įtaką turi

dirvos sluoksnio fizinės–mechaninės savybės bei noragėlio parametrai. Normalaus drėgnio

dirvoje jėga F1 yra lygiagreti dirvos dirbimo mašinos judėjimo greičio vektoriaus Vm krypčiai.

Tačiau sutankintose arba sausose dirvose dėl drėgnio ir išorinės trinties jėgos pokyčio jėgos F1

kryptis keičiasi. Šios jėgos krypties kitimo ribos apibrėžiamos kampu α, tai leidžia įvertinti

besikeičiančias dirvos fizines-mechanines savybes. Noragėlio paviršių veikia ir dirvos sluoksnio

sunkio jėga G=mg. Jėga F3 įvertinamas dirvos priešpriešos pjovimui ir trinties jėgų poveikis

noragėlio darbiniam paviršiui. Dirvos sluoksnio inercijos jėga F2 yra nukreipta priešinga

sluoksnio absoliutaus greičio vektoriui kryptimi (Вагин, 1967).

1.14 pav. Gilesnių dirvos sluoksnių purenimo noragėlį veikiančios jėgos: F1 – dirvos

pasipriešinimo pjovimui jėga; F2 – dirvos sluoksnio inercijos jėga; F3 – jėga, įvertinti dirvos

pasipriešinimo pjovimui ir trinties jėgų poveikį norago darbiniam paviršiui; Ve – dirvos sluoksnio

keliamojo greičio vektorius; Vm – mašinos judėjimo greičio vektorius; V – dirvos sluoksnio

judėjimo absoliutusis greitis; a – dirbimo gylis; ll – prieš noragą sutrupintas dirvos sluoksnis; l –

norago ašmenų ilgis; α, φ, ψ – jėgų padėties kampai; β – dirvos trupinimo kampas; I, II, III –

dirvos sluoksnio poveikio zonos (Вагин, 1967)

22

Kad prieš noragėlio darbinį paviršių nesusidarytų dirvos sankaupų, dirvos pasipriešinimo

suslėgimui įtempimai turi būti didesni arba lygūs dirvos pasipriešinimo pjovimui jėgos ir

purenimo dirvos sluoksnio skerspjūvio ploto santykiui (Вагин, 1967):

;1

A

Fs (1)

čia σs – dirvos pasipriešinimo suslėgimui įtempimai, MPa;

F1 – dirvos pasipriešinimo pjovimui jėga, N;

A – purenimo dirvos sluoksnio skerspjūvio ploto santykiui, m2.

Juostinio žemės dirbimo mašinose, už noragėlio, sumontuotos lėkštės gali būti įvairios

formos: lygių ašmenų, išpjaustytų ašmenų, banguotais ašmenimis su lygiais kraštais, banguotais

ašmenimis ir kraštais ir pan. Tačiau mokslininkai teigia, kad išpjaustytų ašmenų lėkštės dirvą

purena tolygiau negu lygių ašmenų (Далин ir Павлов, 1950). O dirvos purenimo intensyvumas

priklauso nuo lėkščių išgaubimo spindulio. Lėkštės mažesnio išgaubimo spindulio purena

intensyviau. Lėkščių parametrus tarpusavyje nusako geometrinės sąlygos. Lėkštės skersmens ir

jos išgaubimo spindulio tarpusavio ryšį galime nustatyti iš 1.15 pav. (Juralevičius, 1971):

.sin2

DR (2)

čia φ – diskinio noragėlio išgaubimo kampas, o;

R – lėkštės išgaubimo spindulys, mm;

D – lėkštės skersmuo, mm.

1.15 pav. Lėkštinio disko schema: R – lėkštės išgaubimo spindulys, D – lėkštės skersmuo, φ –

diskinio noragėlio išgaubimo kampas

Be to, dirvos purenimo intensyvumas priklauso ir nuo lėkštės padėties kampo. Kuo šis

kampas didesnis, tuo dirva intensyviau purenama. Kai padėties kampas mažas, lėkštė daugiau

pjausto, negu purena (Juralevičius, 1971). Lėkštės panaudojimo koeficientas nustatomas pagal

lėkštės skersmens ir purenimo gylio santykį (Soucek ir kt., 1990):

23

.a

Dk (3)

čia k – lėkštės panaudojimo koeficientas;

a – dirbimo gylis, mm;

D – lėkštės skersmuo, mm.

1.4. Informacijos šaltinių analizės apibendrinimas

Atlikus informacijos šaltinių analizę, nustatyta, kad dėl neariminio žemės dirbimo, t.y.

tiesioginės sėjos ir minimalaus žemės dirbimo pagrindinių trūkumų, tokių kaip augalinių liekanų

trukdymas tinkamai įterpti augalų sėklas, sėklos dažnai įterpiamos ant įspaustų į dirvą augalinių

liekanų, be to, dėl kieto dirvos paviršiaus sėjos noragėliai sunkiai įsigilina, pasaulyje pradėta tirti

nauja neariminio žemės dirbimo technologija, kuri išspręstų trūkumus sumažinant arba išlaikant

nedideles darbo laiko ir energijos sąnaudas – juostinis žemės dirbimas. Šios technologijos metu

augalinės liekanos sumaišomos su dirva įdirbant dirvos viršutinį sluoksnį ir tuo pačiu važiavimu

įterpiamos augalų sėklos arba augalinės liekanos pašalinamos nuo juostos, kuriame bus sėjami

augalai, juostoje įdirbama giliai (iki 300 mm), kad sėjos noragėliai galėtų lengvai įsigilinti, o

augalai turėtų galimybę augti panašiomis sąlygomis, kaip ir minimaliai įdirbtoje dirvoje. Dirvos

paviršiuje esančios augalinės derliaus liekanomis leidžia sumažinti dirvožemio degradacijos

procesus, maisto medžiagų išplovimą.

Juostinis žemės dirbimas yra pakankamai nauja technologija, todėl trūksta žinių apie

juostinio žemės dirbimo mašinų darbo technologinių procesų taikymą, nustatant jų įtaką sėklų

guoliavietės ir augalų biometriniams, produktyvumo bei kokybiniams rodikliams, sėjant

skirtingus augalus. Be to, labai svarbu atsižvelgti ir į šalies klimatines sąlygas. Tikėtina, kad

skirtingo klimato šalyse juostinio žemės dirbimo mašinų darbo technologinių procesų įtaka

įvairiems parametrams gali būti skirtinga.

24

2. TYRIMŲ METODIKA

2.1. Eksperimentinių tyrimų vieta

Eksperimentiniai moksliniai tyrimai atlikti 2016–2018 m. realiomis gamybinėmis

sąlygomis Kauno rajono Babtų seniūnijos Kikonių kaime ūkininko L. Rudinsko ūkyje. Tai

Lietuvos vidurio žemuma. Reljefas mažai banguota lyguma. Eksperimentiniams tyrimams buvo

pasirinktos dvi juostiniam žemės dirbimui tinkančios augalų rūšys. Tai pupos ir žieminiai rapsai.

Žieminiai rapsai auginti pagal vieną juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologiją, kuomet iš

rudens buvo atliekamas skutimas-lėkščiavimas, o pavasarį lėkščiavimas-kultivavimas su Carrier

500 ir sėja įprastine 4 m pločio Vaderstad Rapid 400C sėjamąja 25 cm tarpueiliais (uždarius kas

antrą eilutę). Pupos augintos pagal dvi žemės dirbimo ir sėjos technologijas. Pagal įprastinę iš

rudens dirvoje atliekamas skutimas-lėkščiavimas ir arimas apverčiamuoju plūgu, o pavasarį

lėkščiavimas-kultivavimas bei sėja įprastine 4 m pločio Vaderstad Rapid 400C sėjamąja 25 cm

tarpueiliais (uždarius kas antrą eilutę). Pagal juostinę technologiją iš rudens buvo atliekamas

skutimas su 4 m darbinio pločio TopDown 400 padargu, o pavasarį lėkščiuojama/kultivuojama 5

metrų darbinio pločio Carrier 500 padargu ir sėta 6 metrų darbinio pločio juostine sėjamąja Spirit

StripDrill 33 cm tarpueiliais (uždarius kas antrą eilutę).

2.2. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašina

Juostinis žemės dirbimas, kartu su sėja buvo atliekamas 6 m darbinio pločio „Vaderstad

Spirit C StripDrill“ mašina (2.1 pav.), turinčia integruotą juostinio žemės dirbimo koncepcija,

tinkančia javų, rapsų ir ankštinių augalų sėjai.

2.1 pav. Juostiniam žemės dirbimu ir sėjai pritaikyta „Vaderstad Spirit C StripDrill“ mašina

25

Technologinis šios koncepcijos pagrindas yra integruoti juostinio žemės dirbimo noragai,

purenantys dirvą iki 30 cm gylyje ir tuo pat metu dviem skirtingais gyliais įterpiantys trąšas, o po

to įterpiamos sėklos. Šią sistemą galima panaudoti lygiai taip pat lanksčiai, kaip ir įprastinę,

sėjant tiesiogiai į ražieną arba minimaliai įdirbtą dirvą, arba tradicinėse žemės dirbimo sistemose

su arimu. Taikant įprastinį juostinį žemės įdirbimą, skirtą eilutėmis sėjamiems augalams, sėkla

įterpiama į prieš tai įdirbtą 10–20 cm pločio juostą, 45–90 cm tarpueiliais. Juostinio žemės

dirbimo ir sėjos mašina „Spirit C StripDrill“ gali būti pritaikyta sėti ir siauresniais tarpueiliais

(30 cm).

Naudoti siauri 25 mm pločio noragai, todėl buvo išvengiama dirvožemio papildomo

maišymo ir grumstų susidarymo. Be to, siauri noragai mažina ir pasipriešinimą traukai. Noragų

priekis plokščias ir siauras, kad dirvožemis abejose vagos pusėse nesusispaustų, bet atsirastų

daug įtrūkimų, kurie pagerintų deguonies judėjimą link augalų šaknų ir tokiu būdu skatintų

šaknijimąsi. Siaura priekinė norago plokštuma ir tiesi forma suformuoja smulkią struktūrą,

puikiai tinkančią augalų vystymuisi. Priekinė norago dalis pagaminta iš grūdinto metalo, kad

savo plokščią formą išlaikytų per visą norago tarnavimo laiką.

2.2 pav. Siauri juostinio žemės dirbimo noragai (kairėje –

nemaišantys dirvožemio; dešinėje – maišantys dirvožemį)

Siaurais noragais dirvą įdirbant iki 30 cm gylio, trąšos yra

įterpiamos dviejose skirtinguose gyliuose. Sekliai 5–10 cm gylyje

įterptas trąšas gali labai greitai ir lengvai pasiekti augalo šaknys.

Manoma, kad tai gali turėti reikšmingos įtakos siekiant didesnio

derliaus. Be derliaus padidėjimo, didėja ir bendras azoto bei

fosforo trąšų įsisavinimo efektyvumas. Nemažiau svarbios

augalams yra ir giliau 15–30 cm gylyje įterptos trąšos. Šios

augalams pasiekiamos trąšų atsargos stimuliuoja šaknų vystymąsi

ir aprūpina augalą maistinėmis medžiagomis per visą auginimo

sezoną. Teigiamas poveikis pastebimas net ir sausringais laikotarpiais, kadangi dirvožemio

drėgmė geriau išsaugoma gilesniuose sluoksniuose.

2.3 pav. Trąšų įterpimas

2 skirtinguose gyliuose

26

Eksperimentiniams moksliniams tyrimams naudotos juostinio žemės dirbimo ir sėjos

mašinos pagrindiniai techniniai ir technologiniai parametrai pateikti 2.1 lentelėje.

2.1. lentelė. „Vaderstad Spirit C StripDrill“ mašinos pagrindiniai parametrai

Parametro pavadinimas Parametro dydis

Darbinis plotis, m 6,0

Bazinė masė, kg 6700

Sėkladėžės talpa, l 5000

Noragėlių skaičius, vnt 18

Tarpueilių plotis, cm 30–33

Max. noragėlių spaudimas į dirvą, kg 80

Rekomenduojamas darbinis greitis, km/h 8–12

2.3. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinių operacijų įtakos dirvos fizikinėms-

mechaninėms savybėms nustatymas

2.3.1 Dirvos kietumo nustatymas

Dirvos kietumas iki 45 cm gylio buvo matuojamas rugpjūčio mėnesį, atliekant juostinį

žemės dirbimą ir žieminių rapsų sėją. Matavimai buvo vykdomi noragų smigimo vietose ir

keliose vietose aplink šių noragų padarytas vagutes. Tyrimai atlikti Eijkelkamp firmos

elektroniniu kietmačiu (PENETROLOGGER) (2.4 pav.), kurį sudaro korpusas su GPS antena,

ekranas, valdymo pultas, nivelyras, smūgių amortizatorius ir kt. dalys. Duomenų kaupiklis

sumontuotas vandeniui atspariame korpuse, turinčiame rankenas, izoliuotas nuo elektros srovės.

Elektroninis kietmatis maitinamas pakraunamomis AA NiMH baterijomis. Prieš pradedant

matuoti ant zondavimo strypo galo užsukamas kūginis antgalis. Priklausomai nuo dirvos

pasipriešinimo stiprumo gali būti naudojami 4 skirtingi antgaliai (2.4 pav. a–d). Zondavimo

strypas prijungiamas prie smūgių amortizatoriaus po elektroniniu kietmačiu. Matavimo metu gylį

iki 80 cm tiksliai registruoja vidinis ultragarsinis jutiklis, panaudojant gylio referentinę plokštelę.

Ji ant dirvos paviršiaus dedama taip, kad iškilę kraštai būtų nukreipti žemyn. Kietmačio antgalis

vertikaliai įstatomas į plokštelės angą. Rekomenduojama palaikyti pastovų 2 cm/s spaudimo į

dirvą greitį. Prieš pradedant darbą elektroninis kietmatis turi būti užprogramuojamas, valdymo

pulte nustatant pagrindinius parametrus (pavadinimą, matavimų ir jų pakartojimų skaičių,

matavimo greitį, kūgio tipą ir kt.).

27

2.4 pav. Eijkelkamp firmos kietmatis: 1 – korpusas; 2 – smūgių amortizatorius;

3 – zondavimo strypas; 4 – kūginis antgalis; 5 – gylio referentinė plokštelė; 6 – jungtis;

7 – GPS antena; 8 – ekranas; 9 – valdymo skydelis; 10 – nivelyras; 11 – rankenos;

a–d – kūginiai antgaliai, kurių plotas: a – 3,33 cm2; b – 5,0 cm2; c – 2,0 cm2; d – 1,0 cm2

Dirvos kietumas skirtingose vietose gali labai skirtis. Todėl, norint gauti vidutinę patikimą

reikšmę, būtina atlikti pakartotinius matavimus. Tiriant dirvos kietumą, matavimai kartojami

penkis kartus. Užregistruoti pasipriešinimo skverbimuisi į dirvą duomenys išsaugomi

elektroninio kietmačio kaupiklyje. Dirvos kietumo matavimai gaunami MPa. Kietmatį prijungus

prie kompiuterio, kaupiklyje išsaugoti duomenys buvo perkeliami į kompiuterį ir apdorojami

statistiškai.

Mokslininkai (Доспехов ir kt., 1997; Kemėšius ir Romaneckas, 1999 pagal N. Kačinskį)

dirvą pagal jos kietumą skirsto į tokias grupes: labai kieta (vienalytė) > 10 MPa, labai kieta – 5–

10 MPa, kieta – 3–5 MPa, kietoka – 2–3 MPa, puroka – 1–2 MPa, puri – <1 MPa.

2.3.2 Dirvos struktūros ir jos patvarumo nesuirti vandenyje nustatymas

Dirvos struktūra ir jos patvarumas nesuirti vandenyje buvo nustatyti N. Savinovo metodu

dirvos sluoksnyje 0–25 cm (Нерпин и Чудновский, 1967; Ревут, 1972). Dirvos ėminiai buvo

imami iš eksperimentinių tyrimų lauko penkių vietų. Po to, sumaišius skirtingų ėminių dirvą,

sudaromas vidutinis ėminys, kuris paliekamas džiūti. Išdžiūvus dirvai, pasveriamas 200 g dirvos

ėminys, kuris sijojamas pro skirtingų skylučių skersmens sietus (2.5 pav.).

Tokiu būdu nustatoma dirvos struktūra. Optimalia dirvos struktūra laikoma, kai mega

struktūra (> 10 mm skersmens dirvos dalelės) sudaro ne daugiau kaip 5 %, makro struktūra

(0,25–10 mm) – daugiau kaip 90 %, mikro struktūra (< 0,25 mm) – ne daugiau kaip 5 %.

5

28

2.5 pav. Skirtingo skersmens skylučių sietų komplektas

Dirvos struktūros patvarumas nesuirti vandenyje nustatytas drėgnuoju dirvos sijojimo

būdu. Iš gautų dirvos frakcijų buvo sudaromas vidutinis 50 g dirvos mėginys, kuris 10 min.

mirkomas stikliniame cilindre su vandeniu, kad iš dirvos struktūrinių dalelių pasišalintų oras ir

visos dirvos poros užsipildytų vandeniu. Praėjus nustatytam laikui, didesniame inde su vandeniu

surenkamas sietų komplektas, kurio skylučių skersmuo nuo 5 iki 0,25 mm. Atlikus sijojimą

vandenyje, patvarios (neišsiplovusios) dirvos dalelės surenkamos į atskiras metalines lėkšteles,

kurios kartu su mėginiu džiovinamos džiovinimo spintoje 105 °C temperatūroje iki pastovios

masės. Išdžiūvę mėginiai ataušinami, pasveriami ir apskaičiuojamas patvarių dirvos dalelių dalis

procentais. Optimalus dirvos struktūros patvarumas nesuirti vandenyje gaunamas tada, kai

nesuyra >50 % dirvos dalelių.

2.4 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinio proceso kokybinių

parametrų nustatymas

2.4.1 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos įtaka sėklų guoliavietės rodikliams

Sėklų guoliavietės rodikliai nustatyti Kritz/Hakannson (Švedija) metodu. Šiuo metodu

galima įvertinti dirvos dirbimo ir sėklų įterpimo gylį, dirvos paviršiaus ir sėklos guoliavietės

dugno gūbriuotumą, guoliavietės grumstelių sudėtį, dirvos drėgnį ir sėklų įterpimo tolygumą

skirtinguose dirvos sluoksniuose. Tyrimas atliekamas taip: rėmas (400x400 mm, 100 mm

aukščio) su atverčiamu rėmu (250x400 mm, 100 mm aukštis) yra įspaudžiamas į dirvą ir

išlyginamas gulsčiuku. Po to profilometru (2.6 pav.) išmatuojamas dirvos paviršiaus

gūbriuotumas (atstumas nuo rėmo iki dirvos paviršiaus), įvertinant aukščiausio ir žemiausio

profilio taškų skirtumą. Profilometras buvo tvirtinamas ant pagrindinio rėmo (400x400)

septyniose lygiai kas 50 mm sudalintose vietose. Atkasama sėklų eilutė ir profilometru

29

išmatuojamas atstumas iki sėklų. Iš šių atstumų vidurkio atėmus atstumų nuo rėmo iki dirvos

paviršiaus vidurkį (dirvos paviršiaus gūbriuotumą), gaunamas sėjamosios noragėlio išbrėžtos

vagutės (guoliavietės) ar sėklos įterpimo gylis. Profilometro rodmenų paklaida 1 mm.

2.6 pav. Profilometru matuojamas dirvos paviršiaus gūbriuotumas

Mažajame rėmelyje, kuris įspaudžiamas virš sėjos eilutės, kastuvėliu (2.7 pav.) nukasami

trys arba keturi (įgilinant kas 15 mm) dirvos sluoksniai.

2.7 pav. Kastuvėliu nukasami dirvos sluoksniai

Nukastas dirvos sluoksnis žeriamas ant sietų, išsijojamas ir išskiriamos < 2 mm, 2–5 mm ir

> 5 mm skersmens dirvos grumstelių frakcijos. Jų procentinė sudėtis nustatoma pilant atskiras

frakcijas į matavimo cilindrą (2 litrų talpos). Žinant bendrą nukasto dirvos sluoksnio frakcijų

tūrį, apskaičiuojama sėklų guoliavietės grumstelių sudėtis procentais. Kibirėlyje sumaišius viso

nukasto dirvos sluoksnio atskiras grumstelių frakcijas, paimami mėginiai dirvos drėgmei

nustatyti. Dirva išsijojama sietais ir suskaičiuojamos kiekviename nukastame dirvos sluoksnyje

rastos sėklos (2.8 pav.). Šie duomenys apibudina sėklų įterpimo guoliavietėje pasiskirstymo

tolygumą. Tyrimai atlikti vykdant ne mažiau kaip tris pakartojimus skirtingose dirvos vietose.

30

2.8 pav. Suskaičiuojamos dirvos sluoksnyje rastos sėklos

2.4.2 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos įtaka augalų biometriniams, produktyvumo ir

kokybiniams rodikliams

2016–2018 m. buvo atlikti žieminių rapsų, pagal juostinę žemės dirbimo ir sėjos

technologiją, bei pupų, pagal įprastinę ir juostinę žemės dirbimo ir sėjos technologijas,

eksperimentiniai tyrimai. Juostinėje technologijoje buvo atliekamas lokalus tręšimas, trąšas

įterpiant tarpueiliuose tarp sėklų eilučių. Mėginiai augalų biometriniams ir produktyvumo

rodikliams nustatyti paimti ne mažiau kaip iš 3 apskaitinio lauko vietų. Mėginio sudarymui buvo

naudojami specialūs lankeliai, kurių plotis 20 cm, ilgis 30 cm, plotas 0,06 m2. Lankelis buvo

dedamas taip, kad būtų uždengiamos dvi eilutės. Tai reiškia, kad vienu lankelio uždėjimu buvo

paimamas mėginys iš bendros 40 cm ilgio augalų eilutės. Vienam mėginiui sudaryti

rendomizuotu būdu buvo paimami mėginiai iš trijų vietų, t.y. iš 1,2 m iš ilgio eilutės. Taip

sudarytas vienas vidutinis mėginys. Iš abiejų variantų buvo sudaryti po 3 tokius mėginius (2.9

pav.).

2.9 pav. Pupų derliaus mėginiai

31

Ištyrus mėginius, nustatytas vidutinis žieminių rapsų ir pupų augalų aukštis, suskaičiuotas

vidutinis augalo ankščių skaičius, rapsų ir pupų sėklų biologinis derlingumas, 1000 sėklų masė,

vidutinis sėklų skaičius ankštyje (2.10 pav.). Taip pat nustatytas sėklų drėgnis.

2.10 pav. Pupų derliaus analizavimas

Rudenį, sudygus žieminiams rapsams, buvo nustatomas pasėlio tankumas, įvertinant kiek

augalų 1,0 m2 ir 1,0 ha paliekama žiemoti. Tankumo vertinimas atliktas 14 rendomizuotu būdu

atrinktų eksperimentinių tyrimų lauko vietų, suskaičiuojant sudygusius augalus 1,0 m ištisinėje

eilutėje (2.11 pav.).

2.11 pav. Žieminių rapsų pasėlio tankumo tyrimai

32

2.5 Energinio ir aplinkosauginio efektyvumo vertinimas

2.5.1 Degalų sąnaudų nustatymas

Energiniam vertinimui buvo atlikti eksperimentiniai tyrimai su eksperimentine juostinio

žemės dirbimo mašina, kuriai traukti buvo naudojamas 82,3 kW galios traktorius Ford 8340

SLE. Eksperimentinė juostinio žemės dirbimo mašina buvo suprojektuota ir pagaminta

Aleksandro Stulginskio universiteto Žemės ūkio inžinerijos ir saugos institute. Šią mašiną sudarė

dvi atskiros sekcijos, galinčios įdirbti dvi atskiras dirvos juostas. Pagrindinės darbinės dalys yra

35 mm skersmens augalinių liekanų diskiniai nužertuvai, siauras kaltinis noragėlis ir 460 mm

skersmens išpjaustytų ašmenų diskai, skirti gilesnių dirvos sluoksnių purenimui (2.12 pav.). Kad

nesikimštų augalinėmis liekanomis, nužertuvų ir išpjaustytų ašmenų diskai vieni kitų atžvilgiu

buvo perstumti 130 mm.

2.12 pav. Eksperimentinė juostinio žemės dirbimo mašina: 1 – diskiniai nužertuvai;

2 – atraminis ratas; 3 – siauras kaltinis noragėlis; 4 – išpjaustytų ašmenų diskai

Traktoriaus degalų tiekimo linijoje buvo sumontuotas degalų srauto matuoklis valandinėms

degalų sąnaudoms matuoti. Matuoklis buvo sujungtas su duomenų registravimo ir kaupimo

prietaisų sistema. Tyrimų metu kas 15 sekundžių buvo registruojamas darbinis važiavimo greitis,

valandinės degalų sąnaudos ir duomenų registravimo laikas.

Valandinės degalų sąnaudos yra labai svarbus ekonomiškumo rodiklis, apibūdinantis

traktoriaus arba kitų mašinų degalų sunaudojimą per laiko vienetą. Tačiau žemės ūkyje dažniau

naudojamas kitas energijos sunaudojimą įvertinantis rodiklis – degalų sąnaudos hektarui.

Valandines degalų sąnaudos buvo perskaičiuojamos į degalų sąnaudas hektarui pagal tokią

formulę (Damanauskas ir kt., 2015):

L/ha, (4)

Čia: Bh – valandinės degalų sąnaudos, v – mašinos darbinis greitis; H – darbinis plotis.

33

Eksperimentiniai tyrimai buvo atliekami pagal 44 skirtingus scenarijus, keičiant juostinio

žemės dirbimo mašinos pagrindinių darbinių dalių darbo parametrus. Degalų sąnaudų nustatymo

tyrimai vykdyti keičiant diskinių nužertuvų atakos kampus (10o, 15ᴼ, 22,5ᴼ), tarpą tarp nužertuvų

diskų (105, 120 ir 135 mm), siauro kaltinio noragėlio darbinį gylį (0, 100 ir 200 mm) ir mašinos

darbinį greitį (1,4 m/s (apie 5 km/h), 1,9 m/s (apie 7 km/h), 2,5 m/s (apie 9 km/h), 3,1 m/s (apie

11 km/h)). Išpjaustytų ašmenų diskai, skirti gilesniems dirvos sluoksniams purenti, visais

atvejais buvo nustatyti 100 mm darbiniu gyliu. Keičiant diskinių nužertuvų parametrus, keitėsi ir

juostos plotis (2.2 lentelė).

2.2 lentelė. Eksperimentinių tyrimų scenarijai degalų sąnaudoms nustatyti

Scenarijaus

Nr.

Diskinių nužertuvų

atakos kampas,

laipsniais

Atstumas tarp

nužertuvų

diskų, mm

Kaltinio

noragėlio

gylis, mm

Darbinis

greitis, m/s

Juostos

plotis,

mm

Sc-1 10,0 105 0 1,4 135

Sc-2 10,0 105 0 1,9 135

Sc-3 10,0 105 0 2,5 135

Sc-4 10,0 105 0 3,1 135

Sc-5 10,0 105 100 1,4 135

Sc-6 10,0 105 100 1,9 135

Sc-7 10,0 105 100 2,5 135

Sc-8 10,0 105 100 3,1 135

Sc-9 10,0 105 200 1,4 135

Sc-10 10,0 105 200 1,9 135

Sc-11 10,0 105 200 2,5 135

Sc-12 10,0 105 200 3,1 135

Sc-13 15,0 105 200 1,4 150

Sc-14 15,0 105 200 1,9 150

Sc-15 15,0 105 200 2,5 150

Sc-16 15,0 105 200 3,1 150

Sc-17 22.5 105 200 1,4 170

Sc-18 22,5 105 200 1,9 170

Sc-19 22,5 105 200 2,5 170

Sc-20 22,5 105 200 3,1 170

Sc-21 10,0 120 200 1,4 145

Sc-22 10,0 120 200 1,9 145

Sc-23 10,0 120 200 2,5 145

Sc-24 10,0 120 200 3,1 145

Sc-25 15,0 120 200 1,4 160

Sc-26 15,0 120 200 1,9 160

Sc-27 15,0 120 200 2,5 160

Sc-28 15,0 120 200 3,1 160

Sc-29 22,5 120 200 1,4 180

Sc-30 22,5 120 200 1,9 180

34

2.2. lentelės tęsinys

Scenarijaus

Nr.

Diskinių nužertuvų

atakos kampas,

laipsniais

Atstumas tarp

nužertuvų

diskų, mm

Kaltinio

noragėlio

gylis, mm

Darbinis

greitis, m/s

Juostos

plotis,

mm

Sc-31 22,5 120 200 2,5 180

Sc-32 22,5 120 200 3,1 180

Sc-33 10,0 135 200 1,4 165

Sc-34 10,0 135 200 1,9 165

Sc-35 10,0 135 200 2,5 165

Sc-36 10,0 135 200 3,1 165

Sc-37 15,0 135 200 1,4 180

Sc-38 15,0 135 200 1,9 180

Sc-39 15,0 135 200 2,5 180

Sc-40 15,0 135 200 3,1 180

Sc-41 22,5 135 200 1,4 200

Sc-42 22,5 135 200 1,9 200

Sc-43 22,5 135 200 2,5 200

Sc-44 22,5 135 200 3,1 200

2.5.2 CO2 emisijų vertinimas

Eksperimentiniais tyrimais nustačius skirtingų juostinio žemės dirbimo mašinos darbo

parametrų įtaką traktorinėms degalų sąnaudoms, atitinkantiems tyrimų scenarijams buvo atliktas

ir traktoriaus variklio išmetamų CO2 dujų emisijų į aplinką vertinimas. Kitų autorių (Tebrügge,

2001; Soane ir kt., 2012; Manzone ir Calvo, 2016) skelbiamuose literatūros šaltiniuose

pateikiama, kad sudeginus 100 litrą dyzelinių degalų, į aplinką išskiriama nuo 275 iki 376 kg

CO2 dujų. Žemės dirbimo darbai yra pakankamai sudėtingi, todėl šiam vertinimui buvo priimta

taikyti, kad dirbant traktoriui ir sunaudojant 1,0 litrą dyzelinių degalų į aplinką yra išmetama

3,76 kg šiltnamio efektą sukeliančių CO2 dujų.

2.5.3. Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų energinis vertinimas

Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų energiniam, aplinkosauginiam ir

ekonominiam vertinimui, greta eksperimentiniais tyrimais vykdytų juostinio žemės dirbimo

technologijų, kad būtų galima palyginti buvo parinktos ir kitos technologijos: Gilus arimas ir

įprastinė sėja (GA+IS), tiesioginė sėja (TS) ir dvi juostinio žemės dirbimo technologijos – su

papildomais žemės dirbimais (ŽD+JS) ir be jų (JS). Žieminių rapsų auginimo technologinės

operacijos pateiktos 2.3 lentelėje, pupų – 2.4 lentelėje.

35

2.3 lentelė. Žieminių rapsų auginimo technologinės operacijos

Gilus arimas + įprastinė

sėja (GA+IS)

Tiesioginė sėja

(TS)

Žemės dirbimas +

juostinė sėja (ŽD+JS)

Juostinė sėja (JS)

- Purškimas

herbicidu (4 L/ha)

- Purškimas

herbicidu (4 L/ha)

Ražienų skutimas - Ražienų skutimas -

Gilus arimas - - -

Priešsėjinis dirbimas - Priešsėjinis dirbimas -

Įprastinė sėja Tiesioginė sėja Juostinė sėja Juostinė sėja

Purškimai (5 kartai): 1 – herbicidais (2,5 L/ha); 3 – insekticidais (0,35 L/ha);

1 – fungicidais (1,0 L/ha)

Tręšimai (3 kartus): 1 – PK trąšomis (P85, K120) ir 2 – N trąšomis (N170)

Derliaus nuėmimas

Sėja (5 kg/ha)

2.4 lentelė. Pupų auginimo technologinės operacijos

Gilus arimas + įprastinė

sėja (GA+IS)

Tiesioginė sėja

(TS)

Žemės dirbimas +

juostinė sėja (ŽD+JS)

Juostinė sėja (JS)

- Purškimas

herbicidu (4 L/ha)

- Purškimas

herbicidu (4 L/ha)

Ražienų skutimas - Ražienų skutimas -

Gilus arimas - - -

Priešsėjinis dirbimas - Priešsėjinis dirbimas -

Įprastinė sėja Tiesioginė sėja Juostinė sėja Juostinė sėja

Purškimai (3 kartai): 1 – herbicidais (3,0 L/ha); 1 – insekticidais (0,75 L/ha);

1 – fungicidais (0,55 L/ha)

Tręšimai: 1 – NPK trąšomis (N50; P70, K140)

Derliaus nuėmimas

Sėja (200 kg/ha)

Skirtingų žemės dirbimo ir sėjos technologijų palyginimui buvo atlikta energetinių rodiklių

analizė. Analitiniais tyrimais buvo nustatytos energijos sąnaudos, reikalingos žieminių rapsų ir

pupų auginimui, bei įvertinta gaunama energija iš vieno hektaro plote gauto augalų derliaus.

Energijos sąnaudos žmogaus darbui, dyzeliniams degalams ir žemės ūkio mašinoms buvo

apskaičiuotos, įvertinant visas žieminių rapsų ir pupų auginimo technologines operacijas. Atskirų

36

technologinių operacijų rodikliai apskaičiuoti vadovaujantis Lietuvos agrarinės ekonomikos

instituto parengtomis rekomendacijomis žemės ūkio įmonėms ir ūkininkams, atliekantiems

įvairias žemės ūkio technologines operacijas (LAEI, 2017, 2018). Skirtingo dydžio ūkiuose

energijos sąnaudos gali skirtis, todėl ši energijos analizė atlikta įvertinant, kad augalai bus

auginami 10–20 ha plote. Energijos sąnaudų ekvivalentai įvairioms žemės ūkio sąnaudoms

pateikti 2.5 lentelėje.

2.5 lentelė. Energijos sąnaudų ekvivalentai žemės ūkyje

Energijos sąnaudos /

gauta energija

Energijos

ekvivalentas

Vienetas Literatūros šaltinis

Žmogaus darbas 1,96 MJ/h Tabar et al., 2010

Dyzeliniai degalai 39,6 MJ/L Reineke et al., 2013;

Tzilivakis et al., 2005

Žemės ūkio mašinos

(įskaitant savaeiges) 357,2 MJ/h Tabatabaeefar et al., 2009

Pupų sėklos 21,0 MJ/kg Kazemi et al., 2015;

Awad Alla et al., 2014

Rapsų sėklos 29,2 MJ/kg Ozturk, 2014

Herbicidai 295,0 MJ/kg Tabar et al., 2010

Fungicidai 115,0 MJ/kg Tabar et al., 2010

Insecticidai 58,0 MJ/kg Tabar et al., 2010

N trąšos 40,0 MJ/kg Reineke et al., 2013

P trąšos 15,8 MJ/kg Reineke et al., 2013

K trąšos 9,3 MJ kg-1 Reineke et al., 2013

Gauta energija:

Pupų derlius

20,0

MJ/kg

Kazemi et al., 2015;

Awad Alla et al., 2014

Rapsų derlius 26,5 MJ/kg Ozturk, 2014

2.5.4. Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų aplinkosauginis vertinimas

Taip pat buvo atliktas ir aplinkosauginis žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų

emisijų vertinimas. Atsižvelgiant į skirtingas žemės dirbimo ir sėjos technologijas buvo

nustatytos CO2 emisijų sąnaudos. Dėl įvairių žemės ūkio sąnaudų matavimo vienetų gausos labai

37

sudėtinga atlikti palyginimą tarp technologijų, todėl nuspręsta skirtingus vienetus konvertuoti į

vieningą CO2eq sistemą. CO2 emisijų ekvivalentai pateikti 2.6 lentelėje.

2.6 lentelė. CO2 emisijų ekvivalentai įvairioms žemės ūkio sąnaudoms

Žemės ūkio sąnaudos CO2 emisijų

ekvivalentas

Vienetai Literatūros šaltinis

Žemės ūkio mašinos 0,071 kg CO2eq /MJ Pishgar-Komleh et al., 2012;

Moghimi et al., 2014 Dyzeliniai degalai 2,76 kg CO2eq /L

Pupų sėklos 0,99 kg CO2eq /kg Reckmann et al., 2016

Rapsų sėklos 0,13 kg CO2eq /kg Thamsiriroj and Murphy, 2009

Herbicidai 6,3 kg CO2eq /kg

Lal, 2004;

Khoshnevisan et al., 2013

Fungicidai 3,9 kg CO2eq /kg

Insekticidai 5,1 kg CO2eq /kg

N trąšos 1,3 kg CO2eq /kg

P trąšos 0,2 kg CO2eq /kg

K trąšos 0,15 kg CO2eq /kg Lal, 2004

2.5.5. Žieminių rapsų ir pupų auginimo technologijų ekonominis vertinimas

Auginimo technologijų ekonominis vertinimas atliktas tik mechanizuotoms

technologinėms operacijoms, įvertinant naudojamų mašinų ir degalų kainą, darbuotojų darbo

užmokestį ir kitas su mechanizuotais darbais susijusias tiesiogines ir netiesiogines išlaidas. Dėl

labai greitai besikeičiančių kainų, išlaidos trąšoms, herbicidams ir sėkloms vertintos nebuvo.

Trąšų ir sėklų norma visoms technologijoms buvo parinkta vienoda. Išlaidos dyzeliniams

degalams apskaičiuotos, taikant sumažintą, pagal specialiai Lietuvoje ūkininkams skirtą

kompleksinę degalų ir tepalų kainą – 0,71 EUR/L. Išlaidos mašinoms atnaujinti, remontui ir

techniniam aptarnavimui apskaičiuotos, vadovaujantis Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto

(LAEI) parengta metodika, vidutinėmis mašinų rinkos kainomis ir vidutiniais atskaitymais

atnaujinimui, remontui bei techniniam aptarnavimui. Apskaičiuojant įkainius, įvertintos kitos

išlaidos, susijusios su žemės ūkio paslaugų įmonės ar jos padalinio valdymu, patalpų ir įrenginių

išlaikymu. Joms skiriama 1–8 % visų išlaidų. Įkainis (Eur/ha) apskaičiuotas, prie savikainos

pridėjus 3–5 % pelno. Pridėtinės vertės mokestis į įkainius neįskaičiuotas (LAEI, 2018).

38

3. TYRIMŲ REZULTATAI

3.1 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinio proceso kokybinių

parametrų tyrimų rezultatai auginant žieminius rapsus

3.1.1 Sėklų guoliavietės rodikliai

2016 m. vasaros pabaigoje tirta juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos (3.1 pav.),

sėjančios 33 cm tarpueiliais bei dirvos juostas įdirbančios iki 20 cm gylio, technologinio proceso

įtaka sėklų guoliavietės parametrams pasėjus žieminius rapsus.

3.1 pav. Juostinis žemės dirbimas ir žieminių rapsų sėja su „Vaderstad Spirit C StripDrill“

Atlikus mašinos technologinio proceso tyrimus, nustatyta, kad rapsų sėklos buvo įterptos

kiek per giliai – vidutinis įterpimo gylis siekė 48 mm. Galima prognozuoti, kad toks gylis gali

turėti įtakos sėklų sudygimui ir pasėlio tankumui. Tačiau tai priklauso nuo meteorologinių

klimato sąlygų. 3.1 lentelėje pateiktos žieminių rapsų sėklų guoliavietės paviršiaus ir dugno

gūbriuotumo vidutinės reikšmės ir diagramos. Tamsiai mėlyna spalva vaizduoja įdubimus,

mėlyna – lygias guoliavietės paviršiaus vietas, šviesiai mėlyna – pakilimus. Skaičiai nurodo

vidutines rodiklio reikšmes. Sėklų guoliavietės gūbriuotumas dažniausiai atitiko joms keliamus

modelinius reikalavimus (iki 40 mm), tačiau guoliavietės dugnas buvo gan gūbriuotas ir

vidutiniškai siekė 15 mm. Atliekant juostinį žemės dirbimą ir sėją vienu važiavimu tokie

guoliavietės dugno svyravimai dažnai pasitaiko dirvose, kurios nėra ariamos. Šiuo atveju, kaip

tik taip ir yra, nes nearta dirva įdirbama sekliai, o giliau įdirbamos tik tos vietos, kuriose

39

įterpiamos žieminių rapsų sėklos. Neartose dirvos paviršiuje lieka augalinės liekanos ir atskirais

atvejais daro įtaką formuojant sėklų guoliavietę.

3.1 lentelė. Žieminių rapsų sėklų guoliaviečių dirvos paviršiaus ir dugno gūbriuotumas

(2016–2018 m.)

Metai Sėklų guoliavietės dirvos

paviršiaus gubriuotumas

Sėklų guoliavietės dirvos

paviršiaus reljefo diagramos

Sėklų guoliavietės

dugno dirvoje

gubriuotumas

2016

36 mm

34 mm

40 mm

47 mm

Vidurkis 39,2 mm

20 mm

4 mm

19 mm

17 mm

Vidurkis 15,0 mm

2017

31 mm

40 mm

25 mm

33 mm

Vidurkis 32,2 mm

9 mm

7 mm

6 mm

8 mm

Vidurkis 7,5 mm

2018

33 mm

37 mm

32 mm

39 mm

Vidurkis 35,2 mm

14 mm

6 mm

12 mm

13 mm

Vidurkis 11,2 mm

2017 ir 2018 m. rugpjūčio pabaigoje buvo taip pat atliekami žieminių rapsų sėklų

guoliavietės tyrimai. Nustatyta, kad žieminių rapsų sėklos buvo įterptos optimaliu gyliu – 20,7

mm (2017 m) ir 21,4 mm (2018 m). Tam įtakos galėjo turėti tai, kad po sėjos dirvos paviršius

buvo privoluotas. Optimalus sėklų įterpimas darė įtaką tolygiam žieminių rapsų sėklų sudygimui.

Atliktus sudygimo apskaita, nustatyta, kad ištisiniame vienos eilutės metro ilgyje sudygo

vidutiniškai 10,3 augalai arba įvertinant tarpueilio plotį – 34,2 augalai viename kvadratiniame

metre. Tokio skaičiaus sudygusių hibridinių rapsų augalų turėtų pakakti produktyviam pasėliui

suformuoti. Tyrimais nustatyta, kad sėklų guoliaviečių gūbriuotumas dažniausiai atitiko joms

keliamus modelinius reikalavimus (iki 40 mm). Guoliavietės dugnas taip pat buvo lygus, 2017

m. varijavo nuo 6 iki 9 mm, 2018 m. – nuo 6 iki 14 mm.

Užsienio ir Lietuvos mokslininkų tyrimų duomenimis, palankiausia smulkiasėkliams

žemės ūkio augalams (rapsams ir kt.) sudygti yra tokia sėklų guoliavietė, kurios gylis siekia 20–

30 mm, dirvos paviršiaus gūbriuotumas – iki 40 mm, guoliavietės dugno gūbriuotumas – 10–15

mm, dirvos drėgmės kiekis sėklų įterpimo zonoje – ne mažiau kaip 16 proc., vyraujantys

40

dirvožemio agregatai guoliavietėje – 2–5 mm skersmens. Palanku, kai guoliavietės paviršiuje

vyrauja stambesni, o sėklų įterpimo zonoje – smulkesni dirvožemio agregatai (Techler, 1984;

Stenberg ir kt., 1994; Naudžiūnas, 1996; Aubertot ir kt., 1999; Dürr ir kt., 2001; Romaneckas ir

kt., 2002; Håkansson irk t., 2002; Romaneckas ir Šarauskis, 2003; Romaneckas ir Šarauskis,

2004; Romaneckas ir kt., 2006; Romaneckas ir kt., 2008; Romaneckas ir kt., 2010; Romaneckas

ir kt., 2011; Šarauskis ir kt., 2013; Romaneckas ir kt., 2013).

3.1.2 Dirvos drėgnumas sėklų guoliavietėse

Nuo dirvos drėgnumo sėklų guoliavietėse nemažai priklauso sėklų lauko daigumas, pasėlio

tankumas, produktyvumas ir kokybė. Iš 3.2 pav. galima matyti, kad 2016 metais skirtinguose

guoliaviečių sluoksniuose virš sėklų ir dugne dirvos drėgmės sėkloms sudygti pakako. Atliktuose

eksperimentiniuose tyrimuose, nustatyta, kad L1 dirvos sluoksnyje drėgnis buvo vidutiniškai

12,9 %, L2 – 17,3 %, o L3 – 19,1 %.

Pastaba: L1 – viršutinis sėklų guoliavietės sluoksnis (0–15 mm);

L2 – guoliavietės sluoksnis virš sėklos (15–30 mm); L3 – guoliavietės dugno sluoksnis (30–45 mm)

3.2 pav. Žieminių rapsų sėklų guoliaviečių dirvos drėgnumas skirtinguose jos sluoksniuose

(2016–2018 m.)

Analogiški tyrimai buvo atlikti 2017 ir 2018 metais, po žieminių rapsų sėjos. Iš 3.2 pav.

galima matyti, kad visuose sėklų guoliavietės sluoksniuose, virš sėklų ir guoliavietės dugne

drėgmės sėkloms sudygti pilnai pakako. Pakankamai didelę dirvos drėgmę sėklų guoliavietėje

sąlygojo tai, kad Kauno rajone rugpjūčio mėnesio paskutinę dekadą ir pirmąsias rugsėjo mėnesio

dekadas iškrito pakankamas kritulių kiekis.

41

3.1.3 Dirvos agregatinė sudėtis sėklų guoliavietėse

Labai svarbus sėklų guoliavietės rodiklis yra jos agregatinė sudėtis. Jei guoliavietės

paviršiuje vyrauja daugiau smulkių dirvos agregatų, tai po didesnio lietaus jie ištęžta, o vėliau

džiūdami suformuoja plutą, pro kurią dauguma žemės augalų nesudygsta. Jei guoliavietės sėklų

įterpimo zonoje vyrauja stambesnės dirvožemio agregatų frakcijos, tai blogėja sėklos-dirvožemio

sąlytis, prastėja sėklų brinkimas. Sėklos gali nesudygti visai. Šiame sluoksnyje turi vyrauti

smulkūs dirvožemio agregatai. Pagal 3.3 pav. pateiktus 2016 metų dirvos agregatinės sudėties

rezultatus galima matyti, kad vykdytuose tyrimuose paviršiniame guoliavietės sluoksnyje vyravo

stambesnės (71,3 proc.) dirvožemio frakcijos, o smulkios frakcijos tebuvo 13,9 proc. Gilyn link

įterptos sėklos dirvožemio frakcijų proporcijos keitėsi smulkėjimo kryptimi. Sėklos guoliavietės

dugne buvo nustatyta 23,4 proc. smulkių dirvožemio agregatų ir 18 proc. – vidutinių. Tai sudaro

beveik pusę guoliavietės dugno sanklodos ir didesne dalimi atitinka sėklų guoliavietei keliamus

reikalavimus.

3.3 pav. Žieminių rapsų sėklos guoliavietės agregatinė sudėtis (2016–2018 m.)

2017 ir 2018 metais atlikus sėklų guoliavietės dirvos agregatinės sudėties eksperimentinius

tyrimus, nustatyta, kad viršutiniame guoliavietės sluoksnyje vyravo stambesnės (> 5 mm)

dirvožemio frakcijos agregatai (58,0 % ir 34 %) o smulkiosios (< 2 mm) frakcijos tebuvo 18,0 %

ir 16,0 %. Vis gilesniame sėklų guoliavietės sluoksnyje buvo nustatoma vis didesnė vidutinių (2–

5 mm) dirvos agregatų dalis. Dėl anksčiau pateiktų priežasčių, vidutinė dirvos agregatų frakcija

42

yra labiausiai pageidaujama. 3.3 pav. pateikti duomenys rodo, kad 2017 m. sėklos guoliavietės

dugne buvo nustatyta 15,9 % smulkių dirvožemio agregatų ir 28,2 % – vidutinių, o 2018 m. –

19,0 % smulkių ir 24,1 % – vidutinių dirvožemio agregatų. Tai sudaro beveik pusę guoliavietės

dugno sanklodos ir didesne dalimi atitinka sėklų guoliavietėms keliamus reikalavimus.

3.1.4 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos technologinio proceso įtaka žieminių rapsų

sėklų įterpimo tolygumui

Sėklų įterpimo tolygumas labai svarbus technologinio proceso kokybę įvertinantis rodiklis,

nes, kuo daugiau sėklų yra įterpiama į vienodą gylį, tuo vienodžiau dygsta pasėlis, jis esti

panašesnio išsivystymo, rečiau nukenčia nuo antropogeninių ir kitų veiksnių. Tolygus pasėlis

vienodžiau bręsta, galima geriau užtikrinti derliaus nuėmimą, gauti geresnį derlių ir jo

kokybinius parametrus. 2016 m. gautais eksperimentinių tyrimų vidutiniais duomenimis, panašiu

gyliu (L3 sluoksnis) buvo įterpta net 85,7 % visų žieminių rapsų sėklų. Dirvos paviršiniame

sluoksnyje rasta tik 3,6 % sėklų. Tai labai aukštos kokybės sėjos rodiklis, atitinkantis optimalią

tiriamos mašinos technologinio proceso kokybę.

2017 m. atliktais žieminių rapsų sėklų įterpimo tolygumo vertinimo tyrimais, nustatyta,

kad panašiu gyliu (L2 sluoksnyje) buvo įterpta 52,9 % visų sėklų. Dirvos paviršiniame

sluoksnyje rasta 11,1 % sėklų. Tai vidutinės kokybės sėjos rodiklis. Sėklų įterpimo kokybės

pablogėjimą, lyginant su 2016 metais, galėjo įtakoti didesnis drėgmės kiekis dirvoje ir

nepalankių klimatinių sąlygų spaudimas žemdirbiams didinti darbo našumą, didinti sėjamosios

darbinį greitį.

2018 metais žieminių rapsų sėklų įterpimo tolygumas buvo pakankamai aukštos kokybės.

Panašiame gylyje (L2 sluoksnyje) buvo įterpta 73,6 % visų sėklų, o dirvos paviršiniame

sluoksnyje – 9,8 % sėklų.

3.1.5 Dirvos kietumas norago brėžiamoje vagutėje ir šalia jos

Dirvos kietumo tyrimai atlikti po žieminių rapsų sėjos, tiriant juostinio žemės dirbimo ir

sėjos mašinos įtaka sėklų guoliavietės parametrams. Dirvos kietumo tyrimai vykdyti juostinio

žemės dirbimo norago ir sėjamosios sėjos noragėlio brėžiamos vagutės centre ir įvairiose vietose

šalia vagutės. Eksperimentiniais tyrimais nustatyta, kad dirvos kietumas vagutėje buvo mažesnis

visuose tirtuose dirvos sluoksniuose lyginant su dirvos kietumu šalia vagutės. Kietumo rezultatai

patvirtino, kad juostinio žemės dirbimo mašinos norago darbinis gylis buvo apie 20 cm, nes iki

šio gylio dirvos kietumas buvo pastovus ir pakankamai mažas, iki 0,6 MPa (3.4 pav.). Nepaisant

43

to, kad noragas smigo tik iki 20 cm gylio, bet jo konstrukcija tokia, kad noragas sminga į dirvą

smailiu kampu, o tai užtikrina, kad nebūtų tankinami gilesni dirvos sluoksniai.

3.4 pav. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinio proceso įtaka dirvos kietumui žieminių

rapsų sėklų vagutėje ir šalia jos

Per didelis dirvos kietumas gali trukdyti įterpti sėklas bei skverbtis augalų šaknims. Dirvos

kietumas yra dirvos gebėjimas priešintis kokio nors daikto įspaudimui į dirvą. Kietumas labai

priklauso nuo granuliometrinės dirvožemio sudėties ir drėgnio. Didėjantis humusas ir drėgmė

mažina kietumą. Jei dirvožemio granuliometrinė sudėtis yra vienalytė, tai dirvos kietumas,

spaudžiant antgalį gilyn, didėja. Minkščiausi yra humusiniai dirvožemiai. Kaip jau parodė

ankstesnių metų tyrimų rezultatai, vykdant įvairius eksperimentinius tyrimus, dirvos kietumas

kinta augalų vegetacijos metu. Kietose dirvose ženkliai padidėja žemės dirbimo mašinų darbinių

dalių abrazyvinis dilimas. Tačiau dirvose, kuriose yra per mažas kietumas taip pat negerai, nes

nebūna pakankamai gero pagrindo išlaikyti žemės ūkio mašinų svorį.

44

Dirvos kietumo tyrimų duomenys rodo, kad, viršutiniame (armeniniame) dirvos sluoksnyje

iki 20–24 cm gylio, dirvos kietumo didėjimas buvo nuosaikus ir tinkamas augalams augti. Tačiau

gilesniuose dirvos sluokniuose dirvos kietumas buvo pakankamai didelis ir gali vėliau turėti

neigiamos įtakos augalų šaknims pasiekti kapiliarinius vandenis iš gilesnių sluoksnių. Tačiau

tokiam dideliam dirvos kietumui juostinis žemės dirbimas įtakos tikrai neturėjo, tai labiau

ankstesnių metų ir ankstesnių žemės ūkio technologinių procesų įtaka.

3.1.6 Dirvožemio struktūra ir jos patvarumas

Po juostinio žemės dirbimo ir žieminių rapsų sėjos, buvo tiriama dirvožemio struktūra.

Eksperimentiniais tyrimais nustatyta, kad dirvožemio armens sluoksnyje megastruktūros, kai

dirvožemio agregatai (dalelės) didesni negu 10 mm, agregatų dalis varijavo nuo 37,57 iki 51,27

% (3.2 lentelė). Vertingiausios agronominiu požiūriu makrostruktūros (0,25–10 mm) dirvožemio

armenyje buvo nuo 46,47 iki 60,51 %. Tokios sudėties dirvožemiai laikomi struktūringais.

Dulkių arba mikrostruktūros (<0,25 mm) dirvožemyje rasta nuo 1,35 iki 2,26 %. Tai reiškia, kad

dirvožemis, kuriame mažas smulkių agregatų kiekis, gali būti pakankamai atsparus vėjo ir

vandens erozijos pasireiškimams.

Dirvožemio struktūros patvarumas. Dirvožemio struktūrinių agregatų patvarumo nesuirti

vandenyje tyrimų rezultatai pateikti 3.2 lentelėje. Pagal gautus eksperimentinių tyrimų rezultatus

galime matyti, kad dirvožemio struktūros (> 1 mm frakcijos) patvarumas veikiant vandeniu buvo

aukštas ir varijavo nuo 57,68 iki 75,13 %. Patvaria dirvožemio struktūra laikoma, kuomet

patvarumas būna virš 50 %. Dirvožemiai, kuriuose nustatoma mažiau nei 5 % mikrostruktūros

arba daugiau nei 50 % patvarių agregatų, yra mažiau paveikūs vandens erozijai.

3.2 lentelė. Žieminių rapsų sėjos operacijos poveikis dirvožemio struktūrai ir jos patvarumui

(2016–2018 m.)

Metai Dirvožemio struktūra, % Dirvožemio struktūros

patvarumas, %

2016

mega > 10 mm 37,57

75,13 makro 0,25-10 mm 60,51

mikro < 0,25 mm 1,92

2017

mega > 10 mm 51,27

57,68 makro 0,25-10 mm 46,47

mikro < 0,25 mm 2,26

2018

mega > 10 mm 47,28

61,21 makro 0,25-10 mm 51,37

mikro < 0,25 mm 1,35

45

Apibendrinant tyrimų rezultatus galima teigti, kad taikant juostinį žemės dirbimą ir vienu

važiavimu atliekant žieminių rapsų sėjos technologinį procesą, dirvožemio struktūra buvo

nesugadinta, dirvožemio struktūros patvarumas išliko labai aukštas.

3.1.7 Žieminių rapsų biometriniai ir produktyvumo rodikliai

Nuimant žieminių rapsų derlių (3.5 pav.), buvo atlikti tyrimai ir įvertinta juostinio žemės

dirbimo ir sėjos technologinio proceso įtaka žieminių rapsų biometriniams ir produktyvumo

rodikliams.

3.5 pav. Žieminių rapsų pasėlis prieš derliaus nuėmimą

Eksperimentiniais moksliniais tyrimais nustatyta, kad taikant juostinio žemės dirbimo ir

sėjos technologiją žieminių rapsų pasėlio tankumas buvo nuo 42 iki 49 augalų viename

kvadratiniame metre, ankštarų skaičius ant vieno augalo – nuo 117 iki 190, tūkstančio sėklų

masė prie standartinio drėgnio (8,5 %) – nuo 3,55 iki 4,50 g, biologinis rapsų sėklų derlius – nuo

4,26 iki 6,3 t/ha (3.3 lentelė). Realus derlius nuimant savaeigiu kombainu, dėl rapsų sėklų

savaiminio išbyrėjimo, buvo gaunamas apie 25 % mažesnis – vidutiniškai nuo 3,19 iki 4,0 t/ha.

3.3 lentelė. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinio proceso įtaka žieminių rapsų

biometriniams ir produktyvumo rodikliams (2016–2018 m.)

Metai Pasėlio

tankumas,

augalų sk./m2

Ankštarų skaičius 1000 sėklų masė (g)

prie standartinio

drėgnio

Biologinis

sėklų derlius,

t/ha Ankštarų

sk./augalo

Ankštarų

sk./m2

2016 44 190 7811 3,55 6,30

2017 49 117 5748 4,50 4,78

2018 42 127 5351 4,34 4,26

46

Vertinant eksperimentinių tyrimų rezultatus, galima pastebėti, kad taikant juostinio žemės

dirbimo ir sėjos technologiją, žieminių rapsų derlius yra pakankamai geras, gerokai didesnis

negu vidutiniškai gaunamas Lietuvoje (2015 m. – 3,13 t/ha, 2016 m. – 2,60 t/ha)

(https://osp.stat.gov.lt)

3.2 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos darbo technologinio proceso kokybinių

parametrų tyrimų rezultatai auginant pupas

3.2.1 Sėklų guoliavietės rodikliai

Pupų auginimo eksperimentiniai tyrimai buvo atliekami dviem skirtingomis žemės dirbimo

ir sėjos mašinomis pagal dvi skirtingas technologijas: įprastinę ir juostinę. Pagal įprastinę

technologiją iš rudens buvo skutama lėkštiniu padargu ir ariama, o pavasari buvo

lėkščiuota/kultivuota 5 metrų darbinio pločio Carrier 500 padargu ir sėta įprastine 4 metrų pločio

Rapid 400C sėjamąja, kurios tarpueilis 12,5 cm. Pupos sėtos uždarius kas antrą eilutę (tarpueiliai

25 cm). Pagal juostinę technologiją iš rudens buvo atliekamas gilus skutimas su 4 metrų darbinio

pločio TopDown 400 padargu, o pavasarį lėkščiuojama/kultivuojama 5 metrų darbinio pločio

Carrier 500 padargu ir sėta 6 metrų darbinio pločio juostine sėjamąja Spirit StripDrill (uždarius

kas antrą eilutę, tarpueiliai – 33 cm).

Atlikti pupų sėklų guoliavietės tyrimai (3.6 pav.), kurie parodė, kad įprastinės sėjos metu

pupų sėklos buvo įterptos vidutiniškai 12 mm gyliu, juostiniu būdu pupų sėklos buvo įterptos 28

mm gyliu.

3.6 pav. Pupų sėklų guoliavietės tyrimai

3.4 lentelėje pateiktos sėklų guoliavietės paviršiaus ir dugno gūbriuotumo diagramos ir

vidutinės gūbriuotumo vertės. Tamsiai mėlyna spalva vaizduoja įdubimus, mėlyna – lygias

47

guoliavietės paviršiaus vietas, šviesiai mėlyna – pakilimus. Skaičiai nurodo vidutines rodiklio

reikšmes. Eksperimentiniais tyrimais nustatytų sėklų guoliaviečių gūbriuotumas dažniausiai

atitiko joms keliamus modelinius reikalavimus (iki 40 mm), tačiau guoliavietės dugnas kartais

buvo gūbriuotesnis nei 10 mm, kas neigiamai veikia pasėlio sudygimo tolygumą. Juostiniu būdu

suformuotų pupų sėklų guoliaviečių dirvos paviršiaus gūbriuotumas buvo panašus, o dugno

grubriuotumas 2018 m. buvo net du kartus mažesnis nei įprastiniu būdu.

3.4 lentelė. Skirtingų žemės dirbimo ir sėjos technologijų įtaka pupų sėklų guoliaviečių

gūbriuotumui (2017 – 2018 m.)

Metai Techno-

logija

Sėklų guoliavietės

dirvos paviršiaus

gubriuotumas

Sėklų guoliavietės dirvos

paviršiaus reljefo

diagramos

Sėklų guoliavietės

dugno dirvoje

gubriuotumas

2017

Įprastinė 35 mm

8 mm

Juostinė 31 mm

13 mm

2018

Įprastinė 26 mm

17 mm

Juostinė 35 mm

8 mm

3.2.2 Dirvos drėgnumas sėklų guoliavietėse

Pupų sėklos yra stambios, todėl joms išbrinkti reikia daug drėgmės. 2017 m. paskutinę

balandžio dekada iškrito beveik 30 mm kritulių, todėl sėklų guoliavietės buvo drėgnos (3.7 pav.).

Ypač drėgnos sąlygos buvo įprastinės sėjos lauke, kur gilesniuose sėklų guoliavietės

sluoksniuose drėgnis siekė net 30 %.

48

Pastaba: L1 – viršutinis sėklų guoliavietės sluoksnis (0–15 mm); L2 – guoliavietės sluoksnis virš sėklos

(15–30 mm); L3 – guoliavietės dugno sluoksnis (30–45 mm)

3.7 pav. Skirtingų žemės dirbimo ir sėjos technologijų įtaka pupų sėklų guoliaviečių drėgnumui

Sėklų guoliavietės drėgnumui įtakos turėjo klimatinės sąlygos balandžio pabaigoje, kuomet

mėnesio kritulių kiekis beveik du kartus viršijo daugiametį vidurkį. 2018 m. dirvožemis buvo

įšalęs ilgiau nei įprasta. Įšalas dar laikėsi balandžio mėnesio pradžioje, o balandžio 10 d.

dirvožemiai visur atitirpo. Balandžio pabaigoje atliekant sėklų guoliavietės tyrimus nustatyta,

kad juostiniu būdu įdirbtoje ir pasėtoje dirvoje drėgmės buvo pakankamai. Sėkloms sudygti

sąlygos buvo geros.

3.2.3 Dirvos agregatinė sudėtis sėklų guoliavietėse

Pupoms sėklų guoliavietės formavimo principas yra toks pats, kaip kitiems augalams.

Sėklų guoliavietės viršuje turi vyrauti stambesni dirvožemio agregatai, o sėklų įterpimo zonoje –

smulkesni. Taip suformuotos guoliavietės vandens infiltracija bus sparti ir dirvožemio paviršius

neišteš ir vėliau nesudarys plutos, o sėklos turės geresnį sąlytį su dirvožemiu ir sparčiau brinks

bei dygs.

Pagal įprastinę žemės dirbimo ir sėjos technologiją suformuotos pupų sėklų guoliavietės

agregatinė sudėtis ne iki galo atitiko modelinius reikalavimus (3.8 pav.). Sėklų įterpimo zonoje

(L2) didesnių nei 5 mm dirvožemio agregatų buvo net daugiau nei paviršiuje. Nežiūrint to,

smulkiosios dirvožemio frakcijos sudarė apie 50 %, todėl sėklų sudygimui didesnės įtakos

neturėjo.

49

3.8 pav. Pupų sėklų guoliavietės agregatinė sudėtis pagal skirtingas žemės dirbimo ir sėjos

technologijas

Pagal juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologiją suformuotos pupų sėklų guoliavietės

agregatinė sudėtis vidutiniškai atitiko modelinius reikalavimus – guoliavietės paviršiuje vyravo

stambioji dirvožemio agregatų frakcija. L2 sluoksnyje buvo nuo 47,5 iki 49,8 % smulkesnių

negu 5 mm dirvos agregatų.

3.2.4 Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašinos technologinio proceso įtaka pupų sėklų

įterpimo tolygumui

Pupoms, kaip ir kitiems augalams, taip pat galioja tas pats reikalavimas, kad sėklos turi

būti įterptos kuo tolygiau, į tą patį gylį. Sėklų įterpimo tolygumui įtakos turi žemės dirbimo ir

sėjos mašinų technologiniai parametrai, nuo kurių parinkimo arba sureguliavimo priklauso sėklų

įterpimo gylis. Sėklų įterpimo gylio tolygumas yra svarbus rodiklis, nes nuo jo priklauso viso

pasėlio dygimo ir vystymosi tolygumas. Nevienodu metu sudygę augalai dažnai nukenčia nuo

technologijose vartojamų pesticidų, o derliaus nuėmimo metu padidina derliaus nuostolius.

Eksperimentiniai tyrimai parodė, kad abiejose technologijose pupų sėklos buvo įterptos labai

tolygiai, 100 proc. sėklų buvo tame pačiame gylio sluoksnyje.

50

3.2.5 Pupų biometriniai ir produktyvumo rodikliai

Eksperimentiniai pupų auginimo (3.9 pav.) tyrimai atlikti pagal įprastinio ir juostinio

žemės dirbimo ir sėjos technologijas. Pirmame variante pupos augintos pagal įprastinę žemės

dirbimo ir sėjos technologija, sėjant 25 cm tarpueiliais. Antrame variante pupos augintos pagal

juostinę technologiją 33 cm tarpueiliais ir sėjos metu kartu patręšta, trąšas įterpiant tarpueiliuose.

Nuėmus pupų derlių ir įvertinus įprastinio ir juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinių

procesų įtaką pupų biometriniams ir produktyvumo rodikliams, gauti tyrimų rezultatai pateikti

3.5 lentelėje.

3.9 pav. Pupų pasėlis prieš derliaus nuėmimą (kairėje – 2016 m., dešinėje – 2017 m.)

Analizuojant juostinėje technologijoje gautus eksperimentinių tyrimų duomenis, nustatyta,

kad biometriniai ir produktyvumo rodikliai buvo labai panašus kaip ir įprastinėje technologijose.

Vertinant įprastinę technologiją, kuomet sėta 25 cm tarpueiliais, pasėlyje buvo nustatytas

nežymiai didesnis pasėlio tankumas, ankščių skaičius kvadratiniame metre ir 1000 sėklų masė

negu juostinėje technologijoje. Tačiau ankščių skaičius ant augalo ir pupų biologinis

derlingumas buvo truputį didesnis juostinėje technologijoje.

3.5 lentelė. Žemės dirbimo ir sėjos technologinio proceso įtaka pupų biometriniams ir

produktyvumo rodikliams

Mėginio

Nr.

Vidutinis

pupų

aukštis,

cm

Pasėlio

tankumas,

augalų

sk./m2

Ankščių skaičius 1000 pupų

masė (g) prie

standartinio

drėgnio

Biologinis

pupų

derlingumas,

t/ha

Ankščių

sk./augalo

Ankščių

sk./m2

Įprastinė technologija

2016 90 41 9,2 377 651,0 5,6

2017 113 37 7,1 264 582,1 4,3

2018 81 27 6,8 184 509,3 2,6

Vid. 95 35 7,7 275 580,1 4,2

Juostinė technologija

2016 86 34 7,3 248 601,3 4,5

2017 129 29 11,3 327 585,3 5,5

2018 84 28 7,1 199 514,6 3,1

Vid. 100 30 8,6 258 567,1 4,4

51

Eksperimentinių tyrimų duomenys rodo, kad juostinėje technologijoje vidutinis pupų

aukštis buvo didesnis negu įprastinėje. Dėl didesnio tarpueilio juostinėje technologijoje vidutinis

pasėlio tankumas buvo mažesnis negu įprastinėje technologijoje. Apibendrinant tyrimų

rezultatus, pastebima, kad juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinis procesas pupų

auginimui gali būti taikomas gamybiniuose plotuose Lietuvos sąlygomis. Biologinis pupų

derlingumas nesumažėja lyginant su įprastine žemės dirbimo ir sėjos technologija. O tai reiškia,

kad atsisakant arimo, taupomos darbo laiko ir energijos išlaidos pagrindiniam žemės dirbimui.

4. ENERGINIO IR APLINKOSAUGINIO EFEKTYVUMO VERTINIMO REZULTATAI

4.1 Degalų sąnaudų priklausomybė nuo juostinio žemės dirbimo mašinos parametrų

4.1.1 Degalų sąnaudų priklausomybė nuo darbinio greičio

Juostinio žemės dirbimo mašinos darbo technologinio proceso vertinimas pagal

sunaudojamų degalų sąnaudas rodo, kad mašinos techniniai parametrai turi įtakos traktoriaus

dyzelinių degalų sąnaudoms. Pirmieji keturi eksperimentinių tyrimų scenarijai buvo atlikti

važiuojant skirtingais greičiais, tačiau esant pastoviam nužertuvų diskų atakos kampui (10,0o),

atstumui tarp nužertuvų diskų (105 mm) ir dirvos purenimo diskų darbiniam gyliui (100 mm).

Siauras kaltinis noragėlis buvo pakeltas aukštyn ir į dirvą nesmigo, noragėlio darbinis gylis buvo

lygus nuliui. Eksperimentiniais tyrimais nustatyta, kad juostinio žemės dirbimo mašinos

darbiniam greičiui esant 1,4 m/s, vidutinės valandinės degalų sąnaudos buvo apie 6,8 l/h (4.1

pav.).

4.1 pav. Juostinio žemės dirbimo mašinos darbinio gylio ir greičio įtaka degalų sąnaudoms

52

Padidinus mašinos darbinį greitį iki 1,9 m/s, valandinės degalų sąnaudos padidėjo

vidutiniškai iki 7,4 l/h. Scenarijuje Sc-3 darbinis greitis buvo padidintas iki 2,5 m/s, o Sc-4 – iki

3,1 m/s. Analizuojant gautus tyrimų rezultatus buvo nustatyta, kad darbinį greitį kiekviename

eksperimento scenarijuje didinant vis po 0,5–0,6 m/s, valandinių degalų sąnaudų skirtumai tarp

atskirų scenarijų buvo esminiai ir nuolat didėjantys. Tyrimai rodo, kad tarp scenarijų Sc-1 ir Sc-2

valandinių degalų sąnaudų skirtumas buvo 0,6 L/h, tarp Sc-2 ir Sc-3 skirtumas padidėjo iki 1,9

L/h, o tarp Sc-3 ir Sc-4 – padidėjo iki 2,5 L/h.

4.1.2 Degalų sąnaudų priklausomybė nuo darbinio gylio

Kituose keturiuose eksperimentinių tyrimų scenarijuose nuo Sc-5 iki Sc-8 siauras kaltinis

noragėlis buvo nustatytas 100 mm darbiniam gyliui. Kiti juostinio žemės dirbimo mašinos

darbinių dalių techniniai parametrai buvo tokie pat, kaip ir esant scenarijams nuo Sc-1 iki Sc-4.

Tyrimais nustatyta, kad padidinus kaltinio noragėlio darbinį gylį, važiuojant visais darbiniais

greičiais, valandinės dyzelinių degalų sąnaudos padidėjo, palyginti su rezultatais, gautais, kai

kaltinio noragėlio gylis buvo lygus 0 mm. Esant mažiausiam 1,4 m/s darbiniam greičiui, degalų

sąnaudos padidėjo vidutiniškai apie 0,36 L/h, esant 1,9 m/s greičiui – apie 0,71 L/h, esant 2,5

m/s greičiui – apie 0,76 L/h, o esant 3,1 m/s greičiui – apie 0,94 L/h, palyginti su analogiškais

darbiniais greičiais pradiniuose Sc-1–Sc-4 scenarijuose.

Siekiant juostiniu žemės dirbimu sudaryti geresnes sąlygas augalams augti, dirva juostoje

gali būti įdirbama iki 200 mm ir giliau. Padidinus juostinio žemės dirbimo mašinos siauro

kaltinio noragėlio darbinį gylį iki 200 mm, nustatyta, kad dirbant didesniu gyliu mašinos darbinis

greitis turi dar didesnę įtaką valandinėms degalų sąnaudoms, palyginti su ankstesniais

scenarijais, kai siauro kaltinio noragėlio darbinis gylis buvo 0 arba 100 mm. Tyrimų rezultatai

rodo, kad dirbant 200 mm gyliu, palyginti su scenarijais Sc-1–Sc-4, degalų sąnaudos buvo nuo

10,3 iki 24,3 proc., o palyginti su Sc-5–Sc-8, atitinkamai nuo 5,6 iki 18,3 proc. didesnės

priklausomai nuo darbinių greičių, kurie, kaip ir dirbant mažesniu gyliu, buvo naudojami tokie

patys – nuo 1,4 iki 3,1 m/s.

4.1.3 Nužertuvo parametrų įtaka degalų sąnaudoms

Juostinės žemės dirbimo mašinos darbo proceso metu nuo augalinių liekanų nužertuvų

darbo kokybės priklauso kitų darbinių dalių ir visos technologinės operacijos sėkmė.

Eksperimentiniai tyrimai atlikti pasirinkus skirtingus diskinių nužertuvų atakos kampus ir

atstumą tarp nužertuvo diskų. Tyrimais nustatyta, kad siauram kaltiniam noragėliui smingant 200

53

mm gyliu ir mašinai dirbant 1,4 m/s greičiu, mažiausios valandinės degalų sąnaudos buvo 7,4

L/h (Sc-9). Šiame eksperimento scenarijuje nužertuvų diskų atakos kampas buvo 10o, atstumas

tarp nužertuvų diskų – 105 mm. Nekeičiant siauro kaltinio noragėlio darbinio gylio (200 mm),

bet keičiant nužertuvų diskų atakos kampus, atstumą tarp diskų ir darbinį greitį buvo atlikti

energijos sąnaudų eksperimentiniai tyrimai pagal 36 skirtingus scenarijus (nuo Sc-9 iki Sc-44).

Nustatyta, kad, nepriklausomai nuo darbinio greičio, didžiausios valandinės degalų sąnaudos

buvo tuose scenarijuose, kuriuose nužertuvų diskų atakos kampas buvo 22,5o, o atstumas tarp

diskų – 105 mm. Esant kitiems nužertuvo diskų techniniams parametrams, dirbant 1,4, 1,9 ir 2,5

m/s greičiais, didesnių skirtumų nepastebėta. Tik esant 3,1 m/s greičiui buvo galima matyti, kad

tuose scenarijuose, kai diskų atakos kampas buvo 10,0o, valandinės degalų sąnaudos buvo

mažiausios.

4.1.4. Degalų sąnaudos vienam hektarui

Valandinės degalų sąnaudos neatspindi, kiek degalų gali būti sunaudojama ploto vienetui.

Žemės ūkyje siekiama mažinti atskirų technologinių operacijų ir visos augalininkystės

produkcijos gamybos išlaidas, todėl, norint palyginti skirtingas žemdirbystės sistemas,

paprasčiau yra taikyti kitą rodiklį – degalų sąnaudas hektarui. Toks degalų sąnaudų rodiklis

leidžia juostinį žemės dirbimą palyginti su kitomis tradicinio ir supaprastinto žemės dirbimo

technologinėmis operacijomis, nepriklausomai nuo darbinio pločio. Ne mažiau svarbu yra ir tai,

kad degalų sąnaudos vienam hektarui leidžia palyginti žemės dirbimo technologines operacijas

skirtingose šalyse. Jeigu didėjant juostinio žemės dirbimo mašinos darbiniam greičiui nuo 1,4 iki

3,1 m/s valandinės degalų sąnaudos stipriai didėjo, tai vertinant degalų sąnaudas vienam hektarui

įdirbti, nustatyta, kad siauro kaltinio noragėlio darbiniam gyliui esant 0 mm, mažiausios degalų

sąnaudos (6,9 L/ha) buvo scenarijuje Sc-3, kai darbinis greitis buvo 2,5 m/s. Darbiniam gyliui

esant 100 mm, mažiausios degalų sąnaudos (7,5 L/ha) buvo scenarijuje Sc-7, kai darbinis greitis

taip pat buvo 2,5 m/s. Dirbant tuo pačiu gyliu didžiausios degalų sąnaudos (9,4 L/ha) buvo

važiuojant mažiausiu 1,4 m/s greičiu. Padidinus darbinį gylį iki 200 mm, mažiausios degalų

sąnaudos (8,6 L/ha) vėl buvo nustatytos 2,5 m/s greičio scenarijuje Sc-11, didžiausios (11,1

L/ha) – 1,4 m/s greičio scenarijuje Sc-17 (4.2 pav.).

54

4.2 pav. Juostinio žemės dirbimo mašinos technologinių parametrų (darbinio greičio, nužertuvų

atakos kampo, atstumo tarp diskų, kaltinio noragėlio darbinio gylio) įtaka degalų sąnaudoms

vienam hektarui

55

4.2. CO2 emisijų priklausomybė nuo juostinio žemės dirbimo mašinos parametrų

4.2.1. CO2 emisijų priklausomybė nuo darbinio greičio

Eksperimentiniais tyrimais nustačius skirtingų juostinio žemės dirbimo mašinos darbo

techninių parametrų įtaką traktoriaus degalų sąnaudoms, pagal tuos pačius tyrimų scenarijus

buvo atliktas ir traktoriaus variklio išmetamų CO2 dujų emisijos į aplinką vertinimas.

Vadovaujantis mokslininkų atliktų mokslinių tyrimų rezultatais, priimta taikyti santykį, kad

traktoriui sudeginant 1,0 L dyzelinių degalų į aplinką yra išmetama vidutiniškai 3,76 kg

šiltnamio efektą sukeliančių CO2 dujų.

Analitiniais tyrimais nustatyta, kad atliekant juostinį žemės dirbimą traktorių CO2 emisija

priklauso nuo siauro kaltinio noragėlio darbinio gylio ir mašinos darbinio greičio (4.3 pav.).

4.3 pav. Juostinio žemės dirbimo mašinos darbinio gylio ir greičio įtaka CO2 emisijoms iš

traktoriaus

Esant 1,4 m/s darbiniam greičiui, CO2 emisija varijavo vidutiniškai nuo 25,6 kg/h (gylis 0

mm) iki 28,0 kg/h (gylis 200 mm). Sc-1, Sc-5 ir Sc-9 scenarijų analizė rodo, kad, važiuojant šiuo

greičiu, gylio įtaka CO2 emisijai buvo nedidelė. Didinant darbinį greitį žemės dirbimo gylio įtaka

nuolat didėjo. Padidinus darbinį greitį iki 1,9 m/s, CO2 dujų emisija padidėjo apie 20 proc.,

padidinus iki 2,5 m/s – padidėjo apie 50 proc., padidinus iki 3,1 m/s – traktorių CO2 emisija

padidėjo beveik dvigubai, palyginti su 1,4 m/s darbiniu greičiu. Didžiausia CO2 emisija (56,9

kg/h) buvo nustatyta dirbant 3,1 m/s darbiniu greičiu ir 200 mm gyliu. Nužertuvų diskų atakos

kampas ir atstumas tarp diskų neturėjo didesnės įtakos šiltnamio efektą sukeliančių anglies

dioksido dujų emisijai.

56

4.2.2. CO2 emisijos iš traktorių vienam hektarui

Vertinant visus eksperimentinių tyrimų scenarijus pagal šiltnamio efektą sukeliančių CO2

dujų emisijas iš traktoriaus vienam hektarui buvo gauti kitokie rezultatai negu aukščiau pateikti

CO2 dujų emisijos rezultatai per vieną valandą (4.4 pav.).

4.4 pav. Juostinio žemės dirbimo mašinos technologinių parametrų įtaka CO2 emisijoms iš

traktoriaus vienam hektarui

57

Mažiausia vidutinė CO2 dujų emisija iš traktoriaus buvo nustatyta dirbant 1,9 ir 2,5 m/s

greičiais. Labiausiai aplinka teršiama dirbant lėčiausiai 1,4 m/s greičiu. Šiuo atveju dėl mažo

juostinio žemės dirbimo technologinės operacijos našumo CO2 dujų emisija buvo didesnė apie

15 proc., palyginti su kitais darbiniais greičiais. Analizuojant atskirus scenarijus pagal siauro

kaltinio noragėlio darbinį gylį ir nužertuvo diskų techninius parametrus, pastebėta, kad gylis turi

įtakos CO2 dujų emisijai iš traktoriaus, o nužertuvo diskų parametrų įtaka labai minimali.

Nužertuvų diskų atakos kampo ir atstumo tarp diskų įtaka CO2 dujų emisijai iš traktorių į aplinką

buvo gerokai mažesnė negu darbinio greičio.

4.3. Žieminių rapsų auginimo technologijų vertinimas

4.1 lentelėje pateikti įvairių technologinių operacijų, naudojamų žieminių rapsų ir pupų

auginimui, technologiniai, energiniai ir ekonominiai rodikliai.

4.1 lentelė. Technologinių operacijų technologiniai, energiniai ir ekonominiai rodikliai

(pagal mašinų instrukcijas, ir LAEI, 2017, 2018)

Technologinė

operacija

Mašinos

galia, kW

Darbinis

plotis, m

Darbo

našumas,

ha/h

Darbo

laikas,

h/ha

Degalų

sąnaudos,

L/ha

Įkainis,

Eur/ha

Gilus arimas (22–24

cm) apverčiamuoju

plūgu

102 1,40 0,72 1,39 25,8 70,38

Ražienų skutimas

(13–18 cm) 138 4,00 2,59 0,39 10,5 29,40

Lėkščiavimas/kulti-

vavimas (10–15 cm) 120 5,00 3,38 0,30 7,5 23,43

Įprastinė sėja 54 4,00 2,19 0,46 3,2 15,13

Juostinis žemės

dirbimas ir sėja 138 6,00 2,76 0,30 12,1 34,45

Tiesioginė sėja 120 6,00 4,46 0,22 6,5 25,59

Purškimas 67 24,00 11,16 0,09 0,98 5,68

Tręšimas 67 24,00 13,30 0,08 0,9 3,14

Derliaus nuėmimas 175 6,00 1,69 0,59 18,81 73,81

58

4.3.1. Degalų sąnaudos ir energinis vertinimas

Analizuojant 4.1 lentelėje pateiktus žemės dirbimo, sėjos, pasėlių priežiūros ir derliaus

nuėmimo technologinių operacijų rodiklius, matosi, jog mažiausias darbo našumas (0,72 ha/h) ir

didžiausios degalų sąnaudos (25,8 L/ha) gaunamos taikant gilaus arimo technologinę operaciją.

Analizuojant sunaudojamų degalų kiekius, nustatyta, kad be žemės dirbimo, taip pat daug degalų

sunaudojama ir derliaus nuėmimui (4.5 pav.).

4.5. pav. Degalų sąnaudos skirtingose žieminių rapsų auginimo technologijose

Vertinant skirtingas žieminių rapsų technologijas, pastebima, kad juostinis žemės dirbimas

+ juostinė sėja (ŽD+JS), atliekama keliais važiavimais, ir juostinė sėja, kuri atliekam vienu

važiavimu, sunaudoja daugiau degalų negu tiesioginė sėja (TS), tačiau ženkliai mažiau negu

gilaus arimo technologija.

Žieminių rapsų auginimo technologijų energinis vertinimas, rodo, kad didžiausios

energijos sąnaudos yra GA+IS technologijoje, mažiausios – TS ir ŽD+JS technologijose (4.6

pav.). Visose technologijose didžiausia energijos sąnaudų dalis tenka azotinėms trąšoms (apie 50

%) ir degalams (10–20 %). Technologijose, kuriose neatliekamas žemės dirbimas, buvo

naudojamas purškimas visuotinio veikimo herbicidais, todėl TS ir JS technologijose gana ženklią

dalį sudarė energijos sąnaudos herbicidams (apie 14 %).

59

4.6. pav. Energijos sąnaudos skirtingose žieminių rapsų auginimo technologijose

Atliekant energinį žemės dirbimo ir sėjos technologijų vertinimą, labai svarbu žinoti ne tik

visos technologijos patiriamas energijos sąnaudas, tačiau ir iš auginamos produkcijos gaunamą

energijos kiekį. Tik tokiu būdu galima nustatyti technologijų energetinį efektyvumą. Todėl

augalų derlius yra bene svarbiausias rodiklis, nuo kurio priklauso tiriamų technologijų

pasirinkimo tikslingumas. 4.7 pav. pateiktos energetinio efektyvumo santykio ir specifinės

energijos priklausomybė nuo žieminių rapsų derliaus ŽD+JS technologijoje.

4.7. pav. Energetinio efektyvumo santykio ir specifinės energijos priklausomybė nuo žieminių

rapsų derliaus juostinėje žemės dirbimo ir sėjos technologijoje

60

Trijų metų žieminių rapsų vidutinis biologinis derlius buvo apie 5,1 t/ha, tai reiškia, kad

energetinio efektyvumo santykis (sunaudota energija/energija gauta iš derliaus) buvo apie 10.

Tuo tarpu specifinė energija parodo, kiek energijos sunaudojama, kad užauginti vieną kilogramą

žieminių rapsų derliaus. Šiuo atveju specifinė energija – 2,7 MJ/kg.

4.3.2. Aplinkosauginis vertinimas

Technologinės operacijos žemės ūkyje energoimlios, reikalaujančios didelės galios

traktorių. Dėl to, degalų sunaudojimas bei tuo pačiu ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų

išmetimas į aplinką priklauso nuo technologinių operacijų apimties ir sudėtingumo. Vertinant

skirtingas žieminių rapsų auginimo technologijas aplinkosauginiu aspektu, nustatyta, kad CO2

dujomis mažiausiai aplinka teršiama taikant TS ir JS technologijas. Skaičiavimai rodo, kad

atlikus visas TS technologijoje numatytas mechanizuotas technologines operacijas ir įvertinus

trąšų, sėklų bei pesticidų poveikį aplinkai, CO2 emisijos iš hektaro sudaro apie 437 kg CO2eq (4.8

pav.). JS technologijoje aplinka teršiama nežymiai daugiau. Tačiau labiausiai aplinka teršiama

(apie 578 kg CO2eq /ha), taikant tradicinę GA+IS technologiją.

4.8. pav. CO2 emisijos skirtingose žieminių rapsų auginimo technologijose

61

4.4. Pupų auginimo technologijų vertinimas

4.4.1. Degalų sąnaudos ir energinis vertinimas

Degalų ir energijos sąnaudos skirtingoms žemės dirbimo ir sėjos technologijoms auginant

pupas pateiktos 4.9 pav. ir 4.10 pav. Didžiausios degalų sąnaudos (apie 68 L/ha) nustatytos

GA+IS technologijoje. Taikant ŽD+JS, degalų sąnaudos apie 25 %, o taikant TS ir JS

technologijas – apie 2 kartus mažesnės negu tradicinėje GA+IS technologijoje.

4.9. pav. Degalų sąnaudos skirtingose pupų auginimo technologijose

Vertinant skirtingas pupų auginimo technologijas energetiniu požiūriu, nustatyta, kad

mažiausios energijos sąnaudas buvo gautos taikant ŽD+JS technologiją, šiek tiek didesnė – TS ir

JS, o didžiausios – GA+IS technologijoje.

4.10. pav. Energijos sąnaudos skirtingose pupų auginimo technologijose

62

Didžiausią dalį energijos sąnaudų visose technologijose sudarė pupų sėklos, degalai ir N

trąšos. TS ir JS technologijose taip pat nemažą dalį sudarė herbicidai. Nustačius vidutinį trijų

metų pupų derlių (apie 4,4 t/ha) juostinėje žemės dirbimo ir sėjos technologijoje, atliktas

energetinio efektyvumo vertinimas. Nustatyta, kad energetinio efektyvumo santykis buvo apie

7,3, o specifinė energija – apie 2,7 MJ/kg (4.11 pav.).

4.11. pav. Energetinio efektyvumo santykio ir specifinės energijos priklausomybė nuo pupų

derliaus juostinėje žemės dirbimo ir sėjos technologijoje

4.4.2. Aplinkosauginis vertinimas

Aplinkosauginis skirtingų technologijų vertinimas parodė, kad juostinio žemės dirbimo ir

sėjos technologijos yra žymiai švaresnės negu tradicinė GA+IS technologija. Didžiausią dalį

emisijų (4.12 pav.) visose technologijose sudaro degalai, žemės ūkio mašinos ir N trąšos.

4.12. pav. CO2 emisijos skirtingose pupų auginimo technologijose

63

4.5. Išlaidų mechanizuotoms technologinėms operacijoms vertinimas

Brangstantys degalai sudaro ženklią dalį visų mechanizuotoms technologinėms

operacijoms tenkančių išlaidų. Todėl taikant aplinkai draugiškesnes ir ekonomiškesnes TS bei

juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologijas, atsiranda galimybė sumažinti žemės ūkio

produktų gamybos savikainą. Atlikus žieminių rapsų (4.13 pav.) ir pupų (4.14 pav.) auginimo

mechanizuotų technologinių operacijų ekonominį išlaidų vertinimą, nustatyta, kad didžiausios

išlaidos tenka derliaus nuėmimui ir arimui.

4.13. pav. Išlaidos technologinėms operacijoms skirtingose žieminių rapsų auginimo

technologijose

4.14. pav. Išlaidos technologinėms operacijoms skirtingose pupų auginimo technologijose

Tiek auginant žieminius rapsus, tiek ir auginant pupas, išlaidos mechanizuotoms

technologinėms operacijoms GA+IS technologijoje buvo apie 1,8 karto didesnės negu TS ir JS

technologijose, o lyginant su ŽD+JS – apie 22 % didesnės.

64

IŠVADOS IR REKOMENDACIJOS

1. Eksperimentiniais tyrimais, nustatyta, kad juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinis

procesas neturėjo reikšmingos įtakos žieminių rapsų ir pupų sėklų guoliavietės gūbriuotumui

(31–39 mm), atitiko keliamus modelinius reikalavimus (iki 40 mm), tačiau guoliavietės

dugnas atskirais metais buvo pakankamai gūbriuotas ir vidutiniškai siekė nuo 7,5 mm iki 15

mm. Sėklos guoliavietės dugne buvo nustatyta apie 43,1 % (žieminiams rapsams) ir apie

47,6 % (pupoms) smulkių (< 2 mm) ir vidutinių (2–5 mm) dirvožemio agregatų. Tai sudaro

beveik pusę guoliavietės dugno sanklodos ir iš dalies atitinka sėklų guoliavietei keliamus

reikalavimus.

2. Taikant juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinį procesą, nustatyta, kad dirvožemio

struktūra buvo gera. Armens sluoksnyje makrostruktūra (0,25–10 mm) dirvožemyje sudarė

nuo 46,5 iki 60,5 %, o struktūros patvarumas (> 1 mm) veikiant vandeniu buvo aukštas ir

varijavo nuo 57,7 iki 75,1 %. Dirvožemiai, kuriuose nustatoma daugiau nei 50 % patvarių

agregatų, yra žymiai atsparesni vandens erozijai.

3. Juostinio žemės dirbimo ir sėjos mašina vienu važiavimu tolygiai ir panašiu gyliu, t.y. tame

pačiame dirvos sluoksnyje, 2016 m. ir 2018 m. įterpė atitinkamai 85,7 % ir 73,6 % visų

žieminių rapsų sėklų. Dirvos paviršiniame sluoksnyje rasta nuo 3,6 iki 9,8 % sėklų. Tai labai

aukštos kokybės sėjos rodiklis, atitinkantis optimalią tiriamos mašinos technologinio

proceso kokybę. 2017 m. buvo nustatytas vidutinės kokybės sėjos rodiklis. Vertinant pupų

įterpimo tolygumą, nustatyta, kad abiejose technologijose pupų sėklos buvo įterptos labai

tolygiai, 100 % sėklų buvo tame pačiame gylio sluoksnyje.

4. Eksperimentinių tyrimų rezultatai rodo, kad taikant juostinio žemės dirbimo ir sėjos

technologiją, žieminių rapsų vidutinis biologinis derlius buvo apie 5,1 t/ha, o kombaininis –

nuo 3,19 iki 4,0 t/ha. Įvertinant tai, kad neatliekamas pagrindinis žemės dirbimas arimas, tai

žieminių rapsų derlius yra pakankamai aukštas, didesnis negu vidutiniškai gaunamas

Lietuvoje (apie 2,9 t/ha).

5. Taikant juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologinį procesą, pupų biometriniai ir

produktyvumo rodikliai (pasėlio tankumas, ankščių skaičius, 1000 pupų sėklų masė) gauti

tokie, kokie rekomenduojami auginant šiuos augalus. Pasėlio tankumas buvo 0,3–0,4 mln.

vnt. stiebų į ha, ankščių skaičius – 6–8 ankštys ant vieno augalo, derlius – 3,0 – 6,0 t/ha,

1000 sėklų masė – 500–700 g.

6. Juostinėje žemės dirbimo ir sėjos technologijoje vidutinis biologinis pupų sėklų derlius buvo

4,4 t/ha ir tai buvo 0,2 t/ha didesnis negu taikant gilaus arimo ir įprastinės sėjos technologiją.

Visais tyrimų metais pupų derlius juostinėje technologijoje buvo didesnis negu vidutinis

Lietuvoje, o tai reiškia, kad juostinė technologija leidžia ne tik sumažinti sąnaudas, tačiau ir

gauti konkurencingą derlių.

7. Tyrimais nustatyta, kad juostinio žemės dirbimo mašinos technologiniai parametrai turi

įtakos degalų sąnaudoms ir aplinkos taršai. Nustatyta, kad didėjant juostinio žemės dirbimo

mašinos darbiniam greičiui nuo 1,4 iki 3,1 m/s valandinės degalų sąnaudos stipriai didėjo.

65

Vertinant degalų sąnaudas vienam hektarui įdirbti, nustatyta, kad nepriklausomai nuo siauro

kaltinio noragėlio darbinio gylio, mažiausios degalų sąnaudos (6,9 L/ha, kai gylis 0 mm; 7,5

L/ha – 100 mm; 8,6 L/ha – 200 mm) buvo prie 2,5 m/s darbinio greičio. Didžiausios degalų

sąnaudos (11,1 L/ha) buvo dirbant 1,4 m/s greičiu.

8. Mažiausia vidutinė CO2 dujų emisija iš traktoriaus buvo nustatyta dirbant 1,9 ir 2,5 m/s

greičiais. Labiausiai aplinka teršiama dirbant lėčiausiai 1,4 m/s greičiu. Šiuo atveju dėl mažo

juostinio žemės dirbimo technologinės operacijos našumo CO2 dujų emisija buvo didesnė

apie 15 proc., palyginti su kitais darbiniais greičiais. Nužertuvo diskų parametrų įtaka CO2

dujų emisijai iš traktorių į aplinką buvo gerokai mažesnė negu darbinio greičio.

9. Žieminių rapsų ir pupų technologijų energetinio, aplinkosauginio ir ekonominio efektyvumo

vertinimai, parodė, kad juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologijos, lyginant su tradicine

gilaus žemės dirbimo ir sėjos technologija, sunaudoja nuo 25 % ik 2 kartų mažiau degalų,

nuo 10% (pupos) iki 11% (ž. rapsai) reikia mažiau energijos sąnaudų, 13–20% (pupoms) ir

17–27% (ž. rapsai) mažiau CO2 dujomis teršiama aplinka.

10. Energetinio efektyvumo santykis žieminių rapsų juostinio žemės dirbimo ir sėjos

technologijai yra apie 10, pupoms – 7,3, specifinė energija abiems augalų rūšims – apie 2,7.

Išlaidos mechanizuotoms technologinėms operacijoms juostinėse žemės dirbimo

technologijose buvo nuo 22 % iki 1,8 karto mažesnės negu tradicinėje gilaus arimo ir sėjos

technologijoje.

11. REKOMENDACIJOS. Apibendrinus gautus tyrimų rezultatus ir parengtas išvadas, Lietuvos

žemdirbiams, auginantiems žieminius rapsus ir pupas vidutinio priemolio dirvose,

rekomenduojama taikyti juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologijas. Juostinio žemės

dirbimo ir sėjos technologijos leidžia užtikrinti tinkamą sėklos įterpimo kokybę, leidžia

išsaugoti gerą dirvožemio struktūrą ir jo patvarumą vandeniui, pasiekti gerus biometrinius

augalų rodiklius, panašų augalų derlių, kaip ir tradicinėje žemės dirbimo ir sėjos

technologijoje. Be to, juostinio žemės dirbimo ir sėjos technologijoms reikalingos degalų ir

energijos sąnaudos, neigiamas poveikis aplinkai bei išlaidos mechanizuotoms

technologinėms operacijoms yra ženkliai mažesnės negu tradicinėje gilaus arimo ir sėjos

technologijoje.

SUDERINTA: ………………………

Žemės ūkio inžinerijos, melioracijos ir

bioenergetikos tyrimų priežiūros komisijos

pirmininkas ...............................................

2018 m. ……………………mėn. …..d.

66

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1. Agroteka. 2016. Farmet Strip-till. Inovacija juostiniame žemės dirbime. [interaktyvus]

[žiūrėta 2016–09–30]. Prieiga per internetą: <http://www.agroteka.lt/naujienos/farmet-strip-

till-inovacija-juostiniame-zemes-dirbime/2983>

2. Amazone. [interaktyvus] [žiūrėta 2016–09–30]. Prieiga per internetą: <http://go.amazone.de/

index.php?news=18>

3. Amos B., Arkebaue T., Doran J.W. Soil surface fluxes of greenhouse gases in an irrigated

maize–based agroecosystem. Soil Science Society of America Journal, 2005, vol. 69, p. 387–

395.

4. Aubertot J. N., Dürr C., Kiên K., Richard G. Characterization of Sugar Beet Seedbed

Structure. Soil Science of America Journal. 1999, vol. 63, p. 1377–1384.

5. Bakasėnas A. Tausojamasis žemės dirbimas: technologijos ir technikos pažanga. LŽŪU

Žemės ūkio inžinerijos institutas. Raudondvaris: MILGA, 2008. 50 p.

6. Bakasėnas A. Žemdirbystės technikos komplektavimas tausojant išteklius ir aplinką. LŽŪU

Žemės ūkio inžinerijos institutas. Raudondvaris: MILGA, 2006. 46 p.

7. Bilen S., Celik A., Altikat S. Effects of strip and full–width tillage on soil carbon IV oxide–

carbon (CO2–C) fluxes and on bacterial and fungal populations in sunflower. African Journal

of Biotechnology, 2010, vol. 9, no. 38, p. 6312–6319.

8. Celik A., Raper R.L. Design and evaluation of ground–driven rotary subsoilers. Soil and

Tillage Research. 2012, Vol. 124, p. 203–210.

9. Čiuberkis S., Ožeraitienė D., Bernotas S., Ambrazaitienė D. Dirvožemio savybių pokyčiai

taikant tradicinę ir supaprastinto rudeninio žemės dirbimo sistemas. Žemdirbystė. 2008, Vol.

99(2), P. 179–185.

10. Dalmago G.A, Bergamaschi H., Comiran F., Bianchi C.A.M, Bergonci J.I., Heckler B.M.M.

Soil temperature in maize crops as function of soil tillage systems, ISCO 97 2004 – 13th

International Soil Conservation Organisation Conference – Brisbane, July, Conserving Soil

and Water for Society: Sharing Solutions, Paper., 2004, no. 777, p. 1–4.

11. Damanauskas, V., Janulevicius, A., Pupinis, G. Influence of extra weight and tire pressure

on fuel consumption at normal tractor slippage. Journal of Agricultural Science. 2015, 7(2),

p. 55–67.

12. Dedousis A.P., Godwin R.J., O'Dogherty M.J., Tillett N.D., Grundy A.C. Inter and intra-row

mechanical weed control with rotating discs. In: Precision Agriculture 07. Editor J. V.

Stafford, Wageningen Academic Publishers. 2007, P. 493–498.

13. DeJong-Hughes J., Vetsch J. On-farm comparison of conservation tillage systems for corn

following soybeans. University of Minnesota, 2007, 12 p.

14. Dürr C., Aubertot J. N., Richard G., Dubrulle P., Duval Y., Boiffin J. A model for

simulation of plant emergence predicting the effect of soil tillage and sowing operations.

Soil Science of America Journal. 2001, vol. 65, p. 414–423.

15. Evans R.G., Stevens W.B., Iversen W.M. Development of strip tillage on sprinkler irrigated

sugarbeet. Applied Engineering in Agriculture. 2010, Vol. 26(1), P. 59–69.

16. Fallahi F., Raoufat M.H. Row-crop planter attachments in a direct planting system: a

comparative study. Soil and Tillage Research. 2008, Vol. 98(1), P. 27–34.

67

17. Fawcett R., Towery D. Conservation tillage and plant biotechnology: how new technologies

can improve the environment by reducing the need to plough. Conservation Technology

Information Centre, Lafayette, IN. 2002.

18. Feiza V., Feizienė D., Kadžienė G. Agro–physical properties of Endocalcari Epihypogleyic

Cambisol arable layer in long–term soil management systems. Žemės ūkio mokslai, 2008,

vol. 15, no. 2, p. 13–23.

19. Feiza V., Šimanskaitė D., Deveikytė I., Šlepetienė A. Pagrindinio žemės dirbimo

supaprastinamo galimybės lengvo priemolio dirvose. Žemdirbystė: mokslo darbai, LŽI,

LŽŪU – Akademija. 2005, Nr. 92, p. 66–79.

20. Fernandez–Ugalde O., Virto I., Imaz M.J., Enrique A., Bescansa P. Soil water retention

characteristics and the effect on barley production under no–tillage in semi–arid conditions

of the Ebro Valley (Spain). In: Proceedings 18th ISTRO Conference, Izmir, Turkey, Paper

T1–008, 2009, p. 1–5.

21. Germanas L. Sėjos technika. LŽŪU Žemės ūkio inžinerijos institutas. Raudondvaris:

MILGA, 2007, 52 p.

22. Godsey C.; Kochenower R.; Taylor R. 2007. Strip–till considerations in Oklahoma.

[interaktyvus] [žiūrėta 2014–07–15]. Prieiga per internetą: <http://notill.okstate.edu/

publications/factsheets /PSS–2134web.pdf>

23. Håkansson I., Myrbeck Å., Etana A. A review of research on seedbed preparation for small

grains in Sweden. Soil and Tillage Research. 2002, vol. 64, p. 23–40.

24. Jabro J.D., Stevens W.B., Iversen W.M., Evants R.G. Bulk density, water content, and

hydraulic properties of a sandy loam soil following conventional or strip tillage. Applied

Engineering in Agriculture. 2011, Vol. 27(5), P. 59–69.

25. Jodaugienė D. Ilgamečio arimo ir purenimo įtaka dirvožemiui ir žemės ūkio augalų

pasėliams supaprastinto žemės dirbimo sistemoje: daktaro disertacijos santrauka.

Akademija, 2002, 35 p.

26. Juralevičius B. Žemės ūkio mašinų teorija. Vadovėlis Lietuvos žemės ūkio akademijos

mechanizacijos specialybės studentams. Vilnius: Mintis, 1971, 252 p.

27. Karayel D.A.; Özmerzi A. No till seed drill coulters. In Conversation Tillage and Direct

Seeding. Izmir, Turkey: Ege University, Faculty of Agriculture. 2003, p. 163–186.

28. Karayel D., Özmerzi A. Seed distribution uniformity of no till furrow openers and depth

control units: A comparative study. In 10th Intl. Congress on Mechanization and Energy in

Agriculture, 2008, p. 365–370. Antalya, Turkey: Akdeniz University, Faculty of

Agriculture.

29. Kazemi H., Shahbyki M., Baghbani S. Energy analysis for faba bean production: A case

study in Golestan province, Iran. Sustainable Production and Consumption. 2015, Vol. 3, P.

15–20.

30. Khoshnevisan B., Rafiee S., Omid M., Mousazadeh H. Reduction of CO2 emission by

improving energy use efficiency of greenhouse cucumber production using DEA approach.

Energy. 2013, 55, P. 676–682.

31. Korucu F., Arslan S. Effects of Direct and Conventional Planting on Soil Properties and

Yield Characteristics of Second Crop Maize. Tarim bilimleri dergisi. 2009, Vol. 15(2), P.

157–165.

68

32. Kustodija. 2011. Nesibaigiančios bėdos cukrinių runkelių laukuose. [interaktyvus] [žiūrėta

2016–09–30]. Prieiga per internetą: <http://www.kustodija.lt/test.php/lt/info/558/

Nesibaigiancios+bedos+cukriniu+runkeliu+laukuose>

33. Lal R. Carbon emission from farm operations. Environment international. 2004, 30(7), P.

981–990.

34. Lal R., Shukla M.K. Principles of Soil Physics. New York, N.Y.: Marcel Dekker, Inc. 2004.

35. Licht M.A., Al-Kaisi M. Strip-tillage effect on seedbed soil temperature and other soil

physical properties. Soil & Tillage Research. 2005, Vol. 80, P. 233–249.

36. Licht, M.A.; Al–Kaisi, M. Strip–tillage effect on seedbed soil temperature and other soil

physical properties. Soil and Tillage Research, 2005a, vol. 80, p. 233–249.

37. Linke C. Direktsaat – eine Bestandsaufnahme unter besonderer Berücksichtigung

technischer, agronomischer und ökonomischer Aspekte. Diss. Hohenheim, 1998, 482 p.

38. Lopez–Fando C., Pardo M. T. Use of a partial–width tillage system maintains benefits of

no–tillage in increasing total soil nitrogen. Soil and Tillage Research, 2012, vol.118, p. 32–

39.

39. Mano ūkis. 2013. Laiką ir pinigus taupanti žemės dirbimo technologija. [interaktyvus]

[žiūrėta 2016–09–30]. Prieiga per internetą: http://manoukis.lt/naujienos//16942-laika-ir-

pinigus-taupanti-zemes-dirbimo-technologija.

40. Manzone M., Calvo A. Energy and CO2 analysis of poplar and maize crops for biomass

production in north Italy. Renewable Energy, 2016. 86. P. 675–681.

41. Matin M.A., Fielke J.M., Desbiolles, J.M.A. Torque and energy characteristics for strip–

tillage cultivation when cutting furrows using three designs of rotary blade. Biosystems

Engineering. 2015, Vol. 129, P. 329–340.

42. Moghimi M. R., Pooya M., Mohammadi A. Study on energy balance, energy forms and

greenhouse gas emission for wheat production in Gorve city, Kordestan province of Iran.

European Journal of Experimental Biology. 2014, 4(3), P. 234–239.

43. Morris N.L., Miller P.C.H., Orson J.H., Froud–Williams R.J. The adoption of non-inversion

tillage systems in the United Kingdom and the agronomic impact on soil, crops and

environment – A review. Soil and Tillage Research. 2010, Vol. 108, P. 1–15.

44. Naudžiūnas K. Priešsėjinis žemės dirbimas cukriniams runkeliams lengvame priemolyje.

Žemdirbystė. LŽI mokslo darbai. 1996. Nr. 51. P. 83–87.

45. Opara-Nadi O.A. Direct planting for increased crop production [interaktyvus]. 2008,

Chapter 8. [Žiūrėta 2013 05 10]. Prieiga per: <www.fao.org/ag/ags/AGSE/

7mo/69/chapter8.pdf>.

46. Ozturk, H. H. Energy analysis for biodiesel production from rapeseed oil. Energy

Exploration & Exploitation. 2014, 32(6), P. 1005–1031.

47. Pishgar-Komleh S. H., Ghahderijani M., Sefeedpari P. Energy consumption and CO2

emissions analysis of potato production based on different farm size levels in Iran. Journal

of Cleaner production. 2012, 33, P. 183–191.

48. Planter pro [interaktyvus]. [Žiūrėta 2016 02 10]. Prieiga per: <http://www.agfocus.com/

planter-pro

49. Raper R.L., Bergtold J.S. In-row subsoiling: a review and suggestions for reducing cost of

this conservation tillage operation. Applied Engineering in Agriculture. 2007, Vol. 23(4), P.

463–471.

69

50. Rasmussen P.E., Rohde C.R. Tillage soil depth and precipitation effects on wheat response

to nitrogen. Soil Science Society of America. 1991, Vol. 55, P. 121–124.

51. Reineke H., Stockfisch N., Märländer B. Analysing the energy balances of sugar beet

cultivation in commercial farms in Germany. European Journal of Agronomy. 2013, 45, P.

27–38.

52. Reckmann K., Blank R., Traulsen I., Krieter J. Comparative life cycle assessment (LCA) of

pork using different protein sources in pig feed. Archives Animal Breeding. 2016, 59(1), P.

27–36.

53. Remlinger. [interaktyvus] [žiūrėta 2014–07–15]. Prieiga per internetą:

<http://www.remlingermfg.com/strip_till.htm>

54. Rilye H, Ekeberg E., Borresen T. Long term field experiments with reduced tillage in

Norway. II Soil tillage and biology proceedings of NJF seminar No. 286. Norway. 1998, P.

15–25.

55. Romaneckas K., Šarauskis E., Romaneckienė R. Dirvožemio fizikinių savybių įtaka cukrinių

runkelių sėklos guoliavietės formavimui ir sėklų dygimui. Žemdirbystė. Mokslo darbai.

2002, 77,

56. Romaneckas K., Šarauskis E. Įvairiu intensyvumu ir skirtingais sėjos būdais suformuotos

cukrinių runkelių sėklų guoliavietės tyrimai Kritz metodu (Švedija). Žemdirbystė: mokslo

darbai. 2003, T. 81(1), p. 168–183.

57. Romaneckas K., Šarauskis E. The Investigations of Soil Tillage Methods for Sugar Beet in

Lithuanian Light Loam Soils. Vagos: mokslo darbai. 2004, Nr. 64 (17). p. 67–71.

58. Romaneckas K., Romaneckienė R., Šarauskis E. The effect of primary soil tillage methods

on sugar beet growth on a light loam luvisol. Žemdirbystė: mokslo darbai. 2006, T. 93(4), p.

81–87.

59. Romaneckas K., Romaneckienė R., Šarauskis E., Pakulytė N., Tamulionis A. Guoliavietės

gylio ir kietumo įtaka cukrinių runkelių sėklų sudygimui. Vagos: mokslo darbai. 2008, Nr.

78(31), p. 29–36.

60. Romaneckas K., Šarauskis E., Pilipavičius V., Adamavičienė A., Avižienytė D. Impact of

primary soil tillage intensity on maize (Zea mays L.) seedbed formation and productivity

parameters. Journal of Food, Agriculture & Environment. Helsinki: WFL Publisher. 2010,

Vol. 8(3–4), p. 679–682.

61. Romaneckas K., Šarauskis E., Pilipavičius V., Sakalauskas A. Impact of short-term

ploughless tillage on soil physical properties, winter oilseed rape seedbed formation and

productivity parameters. Journal of Food, Agriculture & Environment. Helsinki: WFL

Publisher. 2011, Vol. 9(2), p. 295–299.

62. Romaneckas K., Šarauskis E., Masilionytė L., Sakalauskas A., Pilipavičius V. Impact of

Different Tillage Methods on Silty Loam Luvisol Water Content in Sugar Beet (Beta

vulgaris L.) Crop. Journal of Environmental Protection. 2013, Vol. 4(2), p. 219–225.

63. Soane B.D., Ball B.C., Arvidsson J., Basch G.; Moreno F.; Roger-Estrade J. No-till in

northern, western and south-western Europe: A review of problems and opportunities for

crop production and the environmental. Soil and Tillage Research. 2012, Vol. 118, P. 66–

87.

64. Soucek R., Pippig G. Maschinen und Geräte für Bodenbearbeitung, Düngung und Aussat.

Verlag Technik Berlin. 1990, p. 148–153.

70

65. Stenberg M., Håkansson I., von Polgár J., Heinonen R. Sealing, crusting and hardsetting

soils in Sweden – occurrence, problems and research. Sealing, crusting and hardsetting soils:

productivity and conservation: proceedings of the Second International Symposium.

Brisbane, Queensland, Australia, 1994, p. 287–292.

66. Strip-Till Farmer. Strip-till systems for corn production. [interaktyvus] [žiūrėta 2016–09–

30]. Prieiga per internetą: <https://www.striptillfarmer.com/articles/strip-till-systems-for-

corn-production>

67. Swan J.B., Kaspar T.C., Erbach D.C. Seed–row residue management for corn establishment

in the northern US corn belt. Soil and Tillage Research, 1996, vol. 40, p. 55–72.

68. Šarauskis E., Buragienė S., Masilionytė L., Romaneckas K., Avižienytė, D., Sakalauskas A.

Energy balance, costs and CO2 analysis of tillage technologies in maize cultivation. Energy.

2014, Vol. 69, P. 227–235.

69. Šarauskis E., Masilionytė L., Romaneckas K., Kriaučiūnienė Z., Jasinskas A., Karayel D.

Effect of different design coulters on seedbed hardness. Engineering for Rural Development:

12th international scientific conference: proceedings, may 23–24, 2013. Jelgava, 2013. Vol.

12, p. 79–84.

70. Šarauskis E., Masilionytė L. Žemės dirbimo ir tiesioginės sėjos derinys. Mano ūkis. 2012,

Nr. 6, P. 70–75.

71. Šarauskis E., Sakalauskas A. Sėjamosios: Mokymo priemonė Lietuvos žemės ūkio

universiteto studentams. Akademija: LŽŪU leidybos centras, 2004. 49 p.

72. Šarauskis E. Technologocal processes of operation of environmentallly – friendly soil tillage

and sowing machines. Review of scientific works presented for Habilitation procedure.

Lithuanian University of Agriculture, 2009. 29 p.

73. Šimanskaitė D. Skirtingų žemės dirbimo ir sėjos būdų įtaka dirvai ir derliui. Žemdirbystė:

mokslo darbai, LŽI, LŽŪU, Akademija. 2002, Nr. 79, P. 131–138.

74. Šniauka P., Sakalauskas A., Bereišis R. Žemės ūkio mašinos. Mokomoji knyga LŽŪU

agronomijos fakulteto studentams. Akademija, 2006. 82 p.

75. Tabar I. B., Keyhani A., Rafiee S. Energy balance in Iran's agronomy (1990–2006).

Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2010, 14(2), P. 849–855.

76. Tabatabaeefar A., Emamzadeh H., Varnamkhasti M. G., Rahimizadeh R., Karimi M.

Comparison of energy of tillage systems in wheat production. Energy. 2009, 34(1), 41–45.

77. Techler P. Forschungsergebnisse zum Faktoren – komplex Feldaufgang von Zuckerrüben.

Mechanisierung der Zuckerrübenproduktion. 1984, vol. 1, p. 142–144.

78. Tavorienė. 2016. [interaktyvus] [žiūrėta 2016–09–30]. Prieiga per internetą:

<http://valstietis.tv3.lt/naujienos/ukininku-zinios/horsch-masinos-palengvina-ukininkavima-

ir-didina-derliu/>

79. Tebrügge F. No-tillage visions – protection of soil, water and climate and influence on

management and farm income. In: Garcia-Torres L, Benites J, Martınez-Vilela A, editors.

Conservation Agriculture – A Worldwide Challenge. World Congress on Conservation

Agriculture 2001; Vol. 1, p. 303–316.

80. Terminology for soil-engaging components for conservation-tillage planters, drills and

seeders. Transaction of the ASAE standarts S477. 1995, P. 312 – 317.

71

81. Thamsiriroj T., Murphy J. D. Is it better to import palm oil from Thailand to produce

biodiesel in Ireland than to produce biodiesel from indigenous Irish rape seed?. Applied

Energy. 2009, 86(5), P. 595–604.

82. Tillage. [interaktyvus] [žiūrėta 2016–09–30]. Prieiga per internetą: <https://www.linkedin.

com/pulse/tillage-what-metin-kaan-uygunt%C3%BCzel>

83. Trevini M., Benincasa P., Guiduci M. Strip tillage effect on seedbed tilth and maize

production in Northern Italy as case–study for the Southern Europe environment. Europian

Journal of Agronomy. 2013, Vol. 48, P. 50–56.

84. Vaderstad. 2013. Padidinkite derlių 5-10 proc. su StripDrill. [interaktyvus] [žiūrėta 2016–

09–30]. Prieiga per internetą: <http://www.vaderstad.com/lt/apie-mus/naujienos-ir

informacija-spaudai/naujienos/2013/padidinkite-derli-5-10-proc-su-stripdrill>

85. Vaderstad. Tiesioginė sėja. [interaktyvus] [žiūrėta 2016–10–03]. Prieiga per internetą:

<http://www.vaderstad.com/lt/know-how--patirtis-inios/dirvos-dirbimo-bdai/tiesiogin-sja>

86. Wako [interaktyvus]. [Žiūrėta 2016 02 10]. Prieiga per: <http://www.wakollc.com/>.

87. Wolkowski R.P. Row–placed fertilizer for maize grown with an in–row crop residue

management (I–RRM) system in Southern Wisconsin. Soil & Tillage Research, 2000 vol.

54, no. 1, p. 55–62.

88. Žemės ūkio augalų pasėliai ir derlius 2016 m. [interaktyvus] [žiūrėta 2017–10–30]. Prieiga

per internetą: https://osp.stat.gov.lt/naujienos?articleId=4956115

89. Вагин A.T. К вопросу обоснования параметров рабочих органов для основной

обработки почв. Вопросы сельскохозяйственной механики: Трубы униимэсх

нечерноземной зоны СССР. Минск. 1967, C. 57–98.

90. Далин А.Д., Павлов П.В. Ротационные грунтообрабатывающие и землеройные

машины. Ленинград, 1950. 258 c.

91. Coкoлob H.M. Влияние технологических параметров гребне-стерневых кyлис нa

нaкопление влaги в почве. Tехникa в cельcком хозяйcтве. 2012. No. 3, P. 12–14.

72

PRIEDAI

I Priedas – seminaro „Žemės dirbimo, biopreparatų naudojimo ir pasėlių įvairinimo

inovacijos žemės ūkyje“ programos ir pranešimo kopija (seminaras

vyko tarptautinėje žemės ūkio parodoje „Ką pasėsi... 2017“)

II Priedas – mokslinio populiarinimo straipsnio (Šarauskis, Egidijus. Kokie

noragėliai tinkamiausi neariminėms technologijoms? // Mano ūkis.

ISSN 1392-3595. 2017, birželis, p. 62-66) kopija

III Priedas – pranešimo tarptautinėje mokslinėje konferencijoje Kroatijoje (45rd

International Symposium on Agricultural Engineering „Actual Tasks on

Agricultural Engineering“, žodinis pranešimas „Influence of five tillage

patterns on faba bean productivity parameters“. 21st - 24th February

2017, Opatija, Croatia) programos kopija

IV Priedas – pranešimo tarptautinėje mokslinėje konferencijoje Prancūzijoje (21th

ISTRO International Conference žodinis pranešimas „An empirical and

experimental analysis of interaction between row cleaner parameters

and plant residues in strip tillage“. 24-27 September 2018, Paris,

France) programos ir pranešimo kopija

V Priedas – mokslinio populiarinimo straipsnio (Šarauskis, Egidijus; Lekavičienė

Kristina. Juostinis žemės dirbimas: degalų sąnaudų ir CO2 emisijos

priklausomybė nuo techninių parametrų // Mano ūkis. ISSN 1392-3595.

2018, rugsėjis, p. 56-62) kopija

VI Priedas – mokslinio straipsnio užsienyje (Šarauskis E., Vaitauskienė K.,

Romaneckas K., Jasinskas A., Butkus V., Kriaučiūnienė Z. Fuel

consumption and CO2 emission analysis in different strip tillage

scenarios // Web of Science Journal „Energy“. 2017, vol. 118, p. 957-

968) kopija

VII Priedas – Ataskaitos recenzija.