Derliaus nuėmimas reikalauja daug technikos, energinių išteklių ir darbo jėgos. Mašinų galimybių ir našumo stoka per derliaus nuėmimą lemia dideles šios paslaugos kainas. Ūkininkauti tvariau ir sparčiau nuimti derlių padeda varpų šukuotuvės.

Laikas derliui nuimti mūsų gamtinėmis sąlygomis yra trumpas, o dėl meteorologinių reiškinių ir sudėtingas. Tad derliaus nuėmimo mašinos turi dirbti ne tik racionaliausiu maksimaliu režimu, bet ir technologijos taikomos taip, kad būtų tausojama aplinka, kuo labiau atitinkant tvarios žemdirbystės principus. Nuimant javų ar kitų kultūrų derlių tradiciniais būdais, reikia laukti, kol javų laukas bus pakankamai pradžiūvęs, kad galėtų įvažiuoti kombainai. Jei javai drėgni (18–20 proc.), tai nuo paduodamo augalų masės srauto kemšasi transporteriai ir kūlimo būgnas. Mokslininkas prof. L. Špokas teigia, kad taip mechanizmai apkraunami kintamo dydžio apkrovomis ir augalai gerai neiškuliami, o dėl to didėja grūdų nuostoliai ir jų sužalojimas. Tačiau tinkamai parinkus derliaus nuėmimo technologiją galima labiau kontroliuoti javapjūtės trukmę, darbų kokybę, grūdų nuostolius.

Tradiciškai nuimant derlių lieka 5–10 cm aukščio ražienos ir skirtingais metodais paskleisti šiaudai. Jei šiaudai skleidžiami į pradalges, juos reikia surinkti iš lauko ir išvežti. Visiems šiems technologiniams procesams atlikti naudojami degalai. Mokslininkai paskaičiavo, kad išlaidos degalams sudaro apie 20 proc. visų javapjūtės išlaidų. Nuimant javus įprastu būdu, degalų sąnaudos vienam hektarui siekia apie 24,4 litro. Tad šių išlaidų mažinimas – vienas iš grūdų produkcijos gamybos sąnaudų mažinimo kelių.

Be to, kuliant grūdus įprastu būdu derliaus nuėmimas gali vėluoti, o tai lemia žemesnę grūdų kokybę ir mažesnę ekonominę naudą. Siekiant išvengti ne tik finansinių, bet ir grūdų nuostolių, vienas iš sprendimų – pasirinkti tinkamiausią mašiną ir technologiją derliui nuimti. Tad nuolat ieškoma technologijų, kurios leistų sparčiau, kokybiškiau nuimti derlių ir labiau tausoti aplinką.

Paprastai javai pradedami kulti liepos pabaigoje, išskirtinėmis sąlygomis – nuo liepos vidurio. Svarbiausias veiksnys, lemiantis javapjūtę, yra orai: jei jie nepalankūs, javapjūtė nusitęsia, o grūdai praranda kokybę, didėja nuostoliai. Kombainams dirbti sparčiai ir kokybiškai trukdo lietus.

Javai dažniausiai nuimami savaeigiais javų kombainais, kurie komplektuojami su įvairaus tipo pjaunamosiomis. Kiekvienas gamintojas teigia, kad jo pjaunamosios geriausios. Tačiau moksliniai tyrimai rodo, kad javapjūtei paspartinti vietoje įprastos tradicinės javų pjaunamosios reikėtų naudoti varpų šukuotuves.

Ypač pasiteisina sausų žemių pasėliuose

Ši derliaus nuėmimo technologija prieš keliolika metų buvo sukurta Didžiojoje Britanijoje, kai šalies kompanija „Shelbourne Reynolds Engineering Ltd“ pagamino pirmąją varpų šukuotuvę. Dabar šukuotuves gamina ir kitos įmonės. Technologija paplito Austrijoje, Vokietijoje, Kanadoje ir kitose šalyse.

Nuimant javų derlių šukuotuve galima pagerinti vandens pasisavinimo efektyvumą dirvožemyje, nes lieka daugiau ražienų, kurios labiau sulaiko sniegą ir apsaugo dirvožemį nuo erozijos. Jungtinių Amerikos Valstijų mokslininkų D. Michael‘io (Nebraskos universitetas Kernyje), M. F. Vigil‘o ir W. B. Henry‘ io (Centrinė Didžiųjų lygumų tyrimų stotis) efektyvaus vandens naudojimo sausų žemių pasėlių plotuose tyrimuose įvertintas sorų derlius ir augalų likučių masė po tiesioginio derliaus nuėmimo, naudojant šukuotuvę. Taip pat analizuotas kritulių išsaugojimo efektyvumas ir palyginti kviečių nuostoliai, naudojant tradicinę pjovimo technologiją.

Geresniems vandens taupymo rezultatams pasiekti labai svarbu efektyviai naudoti turimus ribotus vandens išteklius sausų žemių pasėlių sistemose. JAV mokslininkai D. C. Nielsen‘as, P. W. Unger‘is, P. R. Millerkt‘is atliko eksperimentą dėl kritulių panaudojimo efektyvumo sausų žemių pasėlių sistemoje ir valdymo lygumose. Duomenys buvo renkami nuo 1990 iki 2004 m. Autoriai įvertino, kaip kritulių panaudojimo efektyvumas kinta skirtingai tvarkant likučius sausumos sistemoje. Sumažinus žemės dirbimo operacijų skaičių, ant paviršiaus lieka daugiau augalų likučių, kurie sulaiko drėgmę. Mokslininkai nustatė, kad, padidėjus augalų likučiams 10 Mg/ha, kritulių išsaugojimas padidėja beveik 25 proc. Kadangi šukuotuvė palieka daugiau augalinių likučių ant paviršiaus, ūkininkams būtų verta naudoti šią derliaus nuėmimo technologiją sausų žemių pasėliuose.

Misisipės valstijos universiteto mokslininkai B. W. Henry‘is, D. C. Nielsen‘ as, M. F. Vigil‘as, F. J. Calderon‘as, M. S. West‘as atliko eksperimentą, kad palygintų sorų derliaus nuėmimą tradiciniu būdu ir su šukuotuve. Tradiciniu metodu soros nupjautos į pradalges ir leista joms išdžiūti lauke prieš surenkant. Naudojant šukuotuvę, soras galima nuimti tiesiogiai. Autoriai nustatė, kad per ketverius metus sorų derlius buvo beveik panašus. Tačiau, naudojant šukuotuvę, ūkininkai galėjo per vieną kartą nupjauti soras, o taikant tradicinį metodą reikėjo kelių kartų. Vienu važiavimu soros pjaunamos į pradalges, kitu – iš pradalgių surenkamas derlius. Nustatyta, kad pradalgių operacijos kaštai svyravo nuo 10 iki 45 JAV dolerių/ha. Naudojant šukuotuvę, šie kaštai nepatiriami, be to, mažesnės ir degalų sąnaudos, o derlius gaunamas toks pat, kaip ir naudojant įprastinius sorų nuėmimo būdus.

Ajovos valstijos universiteto mokslininkų S. V. Mirnezami‘io ir G. Chegni‘ io atliktų tyrimų rezultatai parodė, kad degalų sąnaudos nuimant kviečius su šukuotuve yra 5,68 l/ha mažesnės nei juos nuimant tradiciniu būdu. Kombainai su šukuotuve nuima 1 500 m² daugiau nei įprastu būdu kiekvieną darbo valandą. Šukuotuvės efektyvumas ir našumas, palyginti su tradiciniu būdu, buvo atitinkamai 21 proc. ir 840 kg/val. didesni. Tad kviečių buvo prikulta daugiau. Šiaudų derliaus nuėmimo laikas ir degalų sąnaudos nupjautame lauke su šukuotuve buvo atitinkamai 1,5 min. ir 23,53 l didesni nei įprastu būdu. Tačiau su šukuotuve šiaudų surinkta 2 040 kg/ha daugiau, palyginti su įprastais metodais. Laukas po derliaus nuėmimo buvo daug švaresnis ir geriau paruoštas kitai žemės dirbimo operacijai.

Didėja našumas, mažėja grūdų nuostoliai

Ūkininkai taip pat sutinka, kad šukuotuvė turi daugiau pranašumų tomis pačiomis sąlygomis nei tradicinė kombaino pjaunamoji. Didžiosios Britanijos ūkininkai, naudojantys šukuotuves, pastebėjo, kad nuimtų kviečių ir miežių derlius padidėjo nuo 40 iki 100 proc., o lauke liko 80–90 proc. šiaudų. Italijoje nustatyta, kad ryžių derliaus nuėmimo nuostoliai siekė 0,4 proc. Italijoje ir JAV pastebėta, kad nedidinant derliaus nuostolių gali būti padidintas derliaus nuėmimo našumas nuo 50 iki 100 proc. varpas šukuojant. Atlikti tyrimai JAV parodė, kad 60 proc. padidėjo derliaus nuėmimo pajėgumas, kai buvo naudojama 4,2 m pločio šukuotuvė, palyginti su tradicine 4,5 m pločio pjaunamąja.

Svarbiausi tyrimų rezultatai – didėjančio našumo ir mažėjančių grūdų nuostolių derinys. Varpų šukuotuvė buvo įvertinta įvairiuose pasėliuose Jungtinėje Karalystėje, JAV ir Australijoje. Įrodyta, kad našumas padidėja 50–100 proc. Vokietijoje nustatyta, kad nuimant kviečius su šukuotuve našumas padidėjo 70–90 proc. ir buvo 30 proc. mažiau šiaudų ant lauko. Švedijoje nuimant žirnius, pastebėta, kad važiavimo greitis padidėjo iki 11 km/val., našumas – iki 50 procentų.

JAV buvo imamas kviečių derlius su 25 kombainais ir rezultatai parodė, kad, didėjant važiavimo greičiui nuo 5 iki 8 km/val., kyla perkrova šukuotuvėje. Tailande, naudojant varpų šukuotuvę, ryžių nuostoliai sumažėjo iki 4 proc., o efektyvumas buvo 74 proc. Buvo bandyta lyginti šukuotuvės ir tradicinės pjaunamosios nuostolių ir našumo derinį. Nors varpų šukuotuvės naudojamos gana plačiai visame pasaulyje, bet daug darbinių parametrų derinių dar nėra tirta ar mažai tirta: stiebo palikimo aukštis, pelų kiekis, sunaudojami degalai ir t. t.

Kombainų našumas ir darbo kokybė labiausiai priklauso nuo tiekiamo javų srauto. Moksliniais tyrimais įrodyta, kad, tiekiant į kombainą tik nušukuotas varpas, našumas padidėja 1,6 karto. Šios technologijos privalumas yra tas, kad tiekiant į kombainą mažesnį javų srautą galima važiuoti didesniu greičiu, todėl sutrumpėja derliaus dorojimo trukmė. Beveik visas augalo stiebas paliekamas dirvos paviršiuje. Kadangi per mašiną praeina mažiau likučių, mažiau kombainas susidėvi ir gali važiuoti greičiau.

Derliaus nuėmimas šukuotuve buvo tirtas ir Lietuvoje. A. Strakšas, kurio mokslinė veikla buvo susijusi su žemės ūkio augalų derliaus nuėmimo javų kombainų technologiniu modernizavimu, apskaičiavo, kad nuimant kviečius su tradicine pjaunamąja degalų sąnaudos hektarui siekia 24,3 l, o kuliant nušukuotas varpas sąnaudos yra 1,6 karto mažesnės. Taip pat A. Strakšas pastebėjo, kad šukavimas-kūlimas yra pats efektyviausias sėklinių raudonųjų dobilų nuėmimo būdas.

Degalų sąnaudos naudojant varpų šukuotuvę

Kiekvienais metais žemės ūkio technika tobulėja, be to, nuimant derlių skirtingomis klimato sąlygomis atsiranda naujų techninių ir technologinių klausimų. Tad vis dar aktualu atsakyti, kaip koreguoti ir optimizuoti derliaus nuėmimo parametrus su varpų šukuotuvės našumu, grūdų nuostoliais, paliekamų stiebų aukščiu, atsižvelgiant į konkrečias gamtines sąlygas šalyje, augalų auginimo būdus.

Mūsų tyrimo objektas – naudojant varpų šukuotuvę įvertinti kombaino degalų sąnaudas nuimant javų derlių. Lauko bandymai atlikti 2022 m. rugpjūtį ūkininko Valentino Genio ekologiniame ūkyje. Tvariai ūkininkaujantis V. Genys žemės nearia jau daugiau kaip 20 metų. Ūkininkauja ekologiškai, taiko 9-erių metų ciklo sėjomainą, nenaudoja mineralinių trąšų. Atliekant derliaus nuėmimo technologijos tyrimus, tai buvo labai svarbu.

Eksperimentiniai tyrimai atlikti laukeliuose, užsėtuose skirtingomis kultūromis, taikant prieš tai tradicinį dirvos dirbimą. Nuimant šukuotuve skirtingų augalų derlių, buvo vertinama, kiek degalų sunaudojo javų kombainas. Sunaudotų ir pamatuotų degalų sąnaudų procentinis pasiskirstymas, nuimant skirtingų augalų derlių, pateiktas paveiksle.

Daugiausia (40,6 proc.) degalų prireikė speltoms nuimti. Atitinkamai 22 ir 25,2 proc. visų degalų sąnaudų teko rugių ir kviečių derliaus nuėmimui. Mažiausiai (12,2 proc.) – kvietrugiams nuimti.

Vadovaujantis per tyrimą gautais duomenimis, atlikti degalų (l/ha) sąnaudų skaičiavimai. Mažiausiai 6,8 l/ha buvo sunaudota kvietrugiams nuimti, kartu esant mažiausiems 0,01 proc. šukuotuvės grūdų nuostoliams. Palyginti mažiausios degalų sąnaudos (14,2 l/ha) ir grūdų nuostoliai (0,02 proc.) buvo nuimant kviečius ir kombainu su tradicine pjaunamąja.

Didžiausios degalų sąnaudos ir grūdų nuostoliai buvo nuimant speltas. Jų rodikliai atitinkamai buvo 22,8 l/ha ir 0,13 proc. Tai galima paaiškinti specifinėmis šių augalų savybėmis. Jų lukštas sunkiai lukštenasi, o nukulti grūdai turi likti su luobele. Vadinasi, kuliant susidaro didesnė trintis tarp būgno spragilų ir pobūgnio juostų, todėl sunaudojama daugiau energijos tokios masės kūlimo procesui.

Rugiams nuimti prireikė 14,5 proc. mažiau degalų nei kviečiams, tačiau jų derliaus nuostoliai sudarė 0,11 procento.

Tiriant vidutines degalų sąnaudas, naudojant tradicinę pjaunamąją ir varpų šukuotuvę, skirtumas buvo ženklus ir atitinkamai sudarė 15,8 ir 8,5 l/ha. Vadinasi, kuliant su tradicine pjaunamąja sunaudota 86 proc. daugiau degalų, nei dirbant su varpų šukuotuve. Tokį ženklų degalų sąnaudų skirtumą galima paaiškinti tuo, kad varpų šukuotuovė nutraukia tik pačias javų varpas, o neretais atvejais – tik varpose esančius grūdus. Skaičiuojama, jog vienai tonai grūdų derliaus tenka apie vieną toną šiaudų. Tad galima sakyti, jog kombaino apkrova sumažėja dvigubai, nes šiaudai nepatenka į kūlimo mechanizmą. Vadinasi, degalų sąnaudos, dirbant su varpų šukuotuve, gali sumažėti iki 45 procentų.

Varpų šukuotuvės grafiko dalyje pateiktas ketvirtas melsvų rutuliukų stulpelis, kuris atspindi per tyrimą gautų degalų sąnaudų rezultatus. Taigi, matyti, kad nuimant kviečių derlių degalų sąnaudos yra kiek didesnės, nei nustatė Turkijos mokslininkai A. Ince, S. M. Say, O. Kara, E. Biligili‘is (Cukurovos universitetas), atlikdami tyrimus 2011 metais. Šie skirtumai greičiausiai atsirado dėl keleto veiksnių. Visų pirma, mūsų eksperimentiniame lauke yra plėtojama ekologinė augalininkystė, tad šiaudo struktūra galėjo būti stipresnė, nei Turkijos mokslininkų tirtame lauke, todėl varpoms nušukuoti prireikė didesnių energinių išteklių. Ekologiniuose ūkiuose nepurškiami šiaudų augimą stabdantys cheminiai preparatai. Antra, auginamų kviečių veislės, jos mechaninės savybės, šiaudų struktūra skiriasi ir dėl gamtinių sąlygumų išskirtinumo.

Įvertinus tai, kad gautos didesnės degalų sąnaudos dirbant šukuotuve, ženklesnis degalų sąnaudų poreikis būtų matyti ir dirbant su tradicine pjaunamąja, kai visas šiaudų kiekis patenka į kombaino kūlimo procesą. Per tyrimą gauti tokie degalų sąnaudų rezultatai, t. y. 14,8, 14,2 ir 13,6 l/ha, atitinkamai kombainui važiuojant 9, 7 ir 5 km/val. greičiu. Natūralu, kad dirbant didesniu greičiu degalų sąnaudos didėja, nes daugiau energijos panaudojama kombaino važiavimo greičiui palaikyti, įkalnėms nugalėti ir panašiai.

JAV mokslininkų M. D. Kyle‘o, M. F. Vigil‘o, W. B. Henry‘io 2015– 2016 m. atliktų tyrimų rezultatai, kurie pateikti lentelėje, rodo, kad dorojant kviečių derlių su šukuotuve nuimta vidutiniškai daugiau derliaus, kuris buvo 3,56 t/ha. Nuimant derlių tradicine pjaunamąja gautas vidutinis derlius siekė 3,09 t/ha. Derliui beveik nuo to paties lauko ploto nuimti skirtas laikas buvo 67 proc. trumpesnis nei dirbant tradicine pjaunamąja. Degalų sąnaudos dirbant su varpų šukuotuve ir tradicine pjaunamąja buvo atitinkamai 11,36 ir 17,06 l/ha. To paties kombaino našumas taip pat buvo 27 proc. didesnis dirbant su varpų šukuotuve nei tradicine pjaunamąja.

Kaip buvo minėta, padidinus ant paviršiaus paliekamų pasėlių likučių kiekį, padidėja dirvožemio drėgmės kiekis, o tai naudinga kitų metų pasėliams. Tad vienas iš būdų sukaupti daugiau drėgmės dirvoje – taikyti pasėlių šukavimą. Tyrimais nustatyta, kad žemę įprastai ariant ir apverčiant augalų liekanas, kritulių sukaupiama nuo 8,3 iki 34,0 proc. Kai augalų liekanos paliekamos ant dirvos paviršiaus, jų neapariant ar kitaip nesmulkinant, sukaupiama nuo 19,7 iki 50,5 proc. kritulių, vadinasi, gerokai daugiau nei įdirbant dirvą įprastu būdu.

Tad galima daryti išvadą, kad, taikydami bearimę žemdirbystę, ūkininkai maksimaliai padidina kritulių kaupimą ir jų panaudojimą efektyviam augalų vystymuisi. Nuimant derlių su varpų šukuotuve, dirvoje paliekama aukšta ražiena padeda sukaupti ir išlaikyti drėgmę dirvožemyje. Ankstesnės išvados taip pat rodo, kad grūdų nuostoliai nuimant kviečių derlių su šukuotuve yra mažesni nei įprasta pjaunamąja. Tai patvirtina ir mūsų atlikto tyrimo rezultatai, nes grūdų nuostolių sumažinimas padidino prikultų kviečių kiekį.