Ki nem szánt, gazt arat – Eketestek konstrukciós és alkalmazástechnikai jellemzői
A szántóföldi növénytermelésben a csapadék termőtalajba történő befogadására, tárolására és takarékos hasznosítására berendezkedés az elsődleges feladat, amelynek tudás-, eszköz-, technológiai vonatkozásait mielőbb ismertté szükséges tenni.
A termőtalaj pusztulásának megakadályozása, a környezeti terhelések csökkentése céljából a múlt század második felében megjelent a fenntartható mezőgazdasági-élelmiszer-ipari rendszer fogalma, amely gazdaságos, kielégíti a társadalom korszerű táplálkozással kapcsolatos igényeit és megőrzi a környezet minőségét, a világ természeti erőforrásait a jövő generációk számára. A fenntartható fejlődés követelményeit kielégítő, a szántást időszakosan vagy teljesen elhagyó talajművelési rendszereket nevezzük talajvédőnek és környezetkímélőnek (Conservation Tillage).
A szántás nélküli talajművelési rendszerek az amerikai földrészen és Ausztráliában széles körben terjednek, az európai elfogadásuk azonban nem egyértelmű. Az éghajlati, földrajzi adottságok, illetve a termesztéstechnológiai körülmények (például nagy mennyiségű tarlómaradvány) igénylik a forgatást. Ezen igények kielégítése megköveteli a szántási művelet és a megvalósító eszköz, az eke folyamatos fejlesztését.
Az ekék feladata
Az eke feladatának megfelelő ellátását alapvetően befolyásolja a szántás mélysége, szélessége és időpontja. Az agrotechnikai követelmények kielégítése, az általánosan elterjedt eketestfogásszélesség-sorozat és a biztonságos átforgatáshoz szükséges mélység-szélesség arányok figyelembevételével a következő munkamélység-tartományokat határozhatjuk meg:
– sekély szántás, sekélyebb mint 20 cm
– középmély szántás 21–26 cm
– mély szántás 27–32 cm
– mélyítő szántás 33–45 cm
– mély forgatás (rigolírozás), mélyebb mint 46 cm
A hazánkban kialakult eketestfogásszélesség-értékek a következők:
– sekély szántás 25 cm
– középmély szántás 30/35 cm
– mély szántás 40/45 cm
A változtatható fogásszélességű ekék kialakulásával és elterjedésével az optimumértékek csak tájékoztató jellegűek, mivel ezeknél a konstrukcióknál a használható fogásszélesség-tartomány általában 30–50 cm.
Az ekék csoportosítása
A sokféle eketípust különböző szempontok szerint csoportosíthatjuk. Az ekék szerkezeti felépítésük, illetve a traktorhoz való kapcsolatuk szerint vontatott, függesztett és félig függesztett változatokban készülnek. A szántás módja szerint lehetnek:
• ágyekék, amelyek a talajt folyamatosan egy irányban forgatják,
• váltvaforgató ekék, amelyek jobbra és balra forgató eketestekkel egyaránt ellátottak.
Ekeválasztásnál az első kérdés tehát a szántás módja, vagyis hogy hagyományos ágyekés vagy váltvaforgató ekés szántást akarunk-e megvalósítani. A modern váltvaforgató ekék előnyei:
• bakhát- és orommentes, vagyis egyenletes felszínű és homogén állapotú szántás, amelynek eredményeként csökkenthető az elmunkáló műveletek száma,
• fogásmentes szántási mód, amellyel nagymértékben csökkenthetők a táblavégi fordulók üresjárati veszteségei,
• lejtős területek szakszerű szántása, vagyis a barázdaszeletek folyamatos felfelé fogatása, ami az erózió elleni védekezés legfontosabb alapfeltétele.
és hátrányai:
• nehezebbek, bonyolultabbak és ennek következtében áruk és üzemeltetési költségeik magasabbak,
• a használatuk magasabb szakértelmet kíván.
Az ismertetett előnyök az ISOBUS rendszer elterjedésével automatikusan alkalmazhatóak lesznek. A rendszer energetikai előnyei tovább fokozhatók, ha élünk azokkal az egyéb lehetőségekkel, amelyekkel a sekélyebb művelés és a szántással egy menetben végzett szántáselmunkálás kisebb energiafelhasználást eredményez. Ha a sekély szántás agrotechnikailag nem elégséges, akkor az egymenetes szántás és altalajlazítás lehet a megoldás.
Az ekék munkavégző részei: csoroszlya, szántóvas, előhántó-beforgató lemez, kormánylemez, altalajlazító és ekenád.
Az eketest munkavégző részei közül a legtöbb feladatot a kormánylemez látja el. Meghatározza az eke forgató-, porhanyító- és keverőmunkáját.
A kormánylemeztípusok főbb jellemzői és alkalmazási területük (1. ábra):
a. A rövid, meredek kormánylemez felülete hengeres. Laza homoktalajok porhanyós szántására alkalmas.
b. A kultúrkormánylemez felülete hengerszerű. A könnyű műveletű homok- és az igen nehezen művelhető agyagtalajok kivételével minden talaj szántására alkalmas, de általában csak hat km/h sebességig.
c. Az univerzális (félig csavart) kormánylemez mellső része ugyancsak hengerszerűen kiképzett, de szárnyrésze kissé csavarodik. Lényegesen hosszabb, mint a kultúrkormánylemez, ezáltal jobban igazodik a nagyobb szántási sebességekhez. A laza ho-moktalajok kivételével minden talajon tetszetős, jó minőségű munkát végez. Világszerte a legelterjedtebb típus ott, ahol hat km/h-t meghaladó sebességgel szántanak.
d. A csavaros kormánylemez megközelítőleg szabályos csavarfelületű. A barázdaszelet egyben maradásának elősegítésére a kormánylemez hosszan hátranyúlik. Nedves éghajlatra és nehéz műveletű talajokra készül, de gyepszántásra minden talajon használható.
Időnként megjelennek különleges kialakítású (alakú és anyagú) kormánylemezek is, például rombusz alak, réselt kivitel, műanyag bevonat vagy kivitel (2. ábra). Külön említendő az az elképzelés, hogy a kormánylemez egy részét talajhajtású görgőkkel vagy TLT-ről átszármaztatott kényszerhajtású forgórészekkel helyettesítik.
Az eketestek kiválasztása
Az előzőekben ismertetett kormánylemezek (eketestek) kiválasztása
• a talaj- és termelési jellemzők alapján,
• a kormánylemez kialakítása alapján (hagyományos, rombusz, görgős, tárcsás stb.),
• a kormánylemez anyaga alapján (triplex lemez hengerelt/hőkezelt, műanyag, réselt) történhet.
A termőhelyi adottságok alapján választhatjuk meg a munkamélységet és munkasebességet, az elérhető munkaminőséget, illetve a fellépő vontatási ellenállást viszont csak vizsgálatokkal és gyakorlati tapasztalatokkal határozhatjuk meg. A rendelkezésre álló szűk terjedelem miatt csak szemelvényeket mutatunk be az elmúlt idők eketest-vizsgálati eredményeiből.
Eketest-vizsgálati eredmények
Az eketestek – illetve elsősorban a kormánylemezek – kialakítását legjobban érzékeltető fényképezési módszerrel minden típusról háromféle, a jellemző görbéket megadó beállításban készítettünk felvételeket. Külön kiemeltük a változtatható fogásszélességű ekék kormánylemezeit és a réselt kormánylemezeket.
Az eketestek forgatásra jellemző görbéit elemezve megállapíthatjuk, hogy az univerzális csoport tagjai hasonlítanak egymásra. Lényeges eltérés a hengeres kormánylemezűeketesteknél tapasztalható. Mindkét eketest szárnyrészének görbülete elmarad az univerzálisakétól, ami miatt a forgató hatásuk sem tökéletes. A porhanyításra jellemző görbék tanulmányozása hasonló következtetésekhez vezet. Itt is a hengeres típusok görbéi, elsősorban a szárnyrészen mutatnak eltérést. A teljes kormánylemezt tekintve legnagyobb jelleggörbe-változás a JDV és RWN jelzésű, univerzális kormánylemezű eketesteknél tapasztalható, a gyakorlatban a leghatásosabb aprító-porhanyító hatással ezek dolgoznak.
A változtatható fogásszélességű ekék eketesteit külön vizsgálva lényeges eltérést a kormánylemezek elhelyezésében találhatunk. Az IHK fekvő elrendezése elsősorban a forgató hatás szempontjából előnyös, míg a JDV porhanyításra jellemző görbéinek meredeksége („visszafordulása”) jobb aprító hatásra enged következtetni.
A felhasználási területet tekintve ezek a jellegzetességek az IHK-nál középmély szántást és jól művelhető talajt, míg a JDV-nél középmély, illetve mély szántást és nehezebben művelhető talajt (középkötött, kötött) jelentenek.
Az eketestek geometriai összehasonlítása egyrészt tájékoztatást ad a kormánylemezek típusáról, másrészt segítséget nyújt az ekék kiválasztásához.
Az acél (triples) és műanyag kormánylemezek homok- és középkötött talajon végzett összehasonlító vizsgálata alapján a következő megállapítások tehetők:
• a műanyag alkalmas kormánylemezek kialakítására,
• a műanyag kormánylemezek munkaminőségi jellemzői nagyságrendileg megegyeznek a hagyományos acél kormánylemezekével,
• nagy agyagtartalmú talajok a műanyag kormánylemezre kevésbé tapadnak, így a szántásnedvesség határa emelhető,
• a műanyag kormánylemezhez viszonyítva a triplex acél kormánylemez fajlagos vontatási ellenállása néhány százalékkal nagyobb,
• hasonló tendencia állapítható meg a fajlagos hajtóanyag-fogyasztásról.
A réselt kormánylemezes ekék vizsgálata során megállapítottuk, hogy a várakozással ellentétben a réselt kormánylemezek porhanyító hatása nem múlja felül, sőt néhány százalékkal el is marad a normál kormánylemezekétől. Az ekék egyéb munkaminőségi jellemzőiben tényleges eltérés nem mutatkozott, forgató hatásuk és barázdaképzési munkájuk egyértelműen jó volt.
A réselt kormánylemez előnye a nagy agyag- és magas nedvességtartalmú talajok tapadás- (eltömődés) mentes szántásánál érvényesül. Az ekék energiaigényében (fajlagos vontatási ellenállás, vontatási teljesítményigény, fajlagos hajtóanyag-felhasználás) nem tapasztaltunk értékelhető különbséget, tehát a réselt kormánylemezek alkalmazása energetikai előnyökkel nem jár.
A rombusz (losange) eketest értékelését két azonos kategóriába tartozó váltvaforgató eke (Rabewerk Star hagyományos kormánylemezzel, illetve HUARD 514 GD losange kormánylemezzel) eredményeinek összevetése alapján végeztük.
Megállapítottuk, hogy az új formájú rombusz kormánylemez egyetlen gyakorlati előnye a szélesebb és szimmetrikus alakú barázda, amelyben az üzemeltető traktorok gumiabroncsai károsodásmentesen és visszataposás nélkül haladhatnak. Megállapítható, hogy a losange eketesteknek nincsenek olyan előnyeik, amelyek hazai, széles körű bevezetésüket indokolhatnák, mivel a nagyméretű gumiabroncsok káros visszataposását más módszerekkel, például utóhántókkal is el lehet kerülni.
Összefoglalva az alábbi következtetésekre jutottunk:
• a rombusz (losange) eketest előnyei közül csak az új formájú, széles barázda kialakítása érvényesül;
• a réselt kormánylemez általános elterjedése nem várható, de kötött és igen kötött, nagy nedvességtartalmú talajokon a betapadóképességet csökkenti, így alkalmas a szántási lehetőségek kiszélesítésére;
• a műanyag kormánylemez (gyártási, szerelési pontatlanságok megszüntetése után) alkalmas lehet szélesebb körű használatra – elsősorban energetikai előnyei miatt –, de az acél (triplex) kormánylemezek továbbra is egyeduralkodók maradnak;
• az altalajlazítós eketestek használata feltétlenül indokolt. A konkrét alkalmazási terület határozza meg a lazítás mélységét.
Változtatható fogásszélesség
Az eltérő feladatok egyetlen ekével nem oldhatók meg, ezért a gyártók ekecsaládokat fejlesztettek ki. Az ekecsalád-megoldással igen sok munkaszélességi igény kielégíthető, de a gyakorlat mégis azt mutatja, hogy a jó erőgép-munkagép energetikai összhang megteremtésére – a változó talaj- és domborzati viszonyok miatt – további munkaszélesség-variációkra van szükség. Ez bizonyos határig eketestek le- és felszerelésével, azon túl pedig újabb eke beszerzésével oldható meg.
Az eketestek szerelése idő- és energiaigényes, az új eke beszerzése pedig költséges, ezért váltak népszerűvé az állítható munkaszélességű ekék (3. ábra). A változtatható fogásszélességű ekék a hagyományos ekékhez viszonyítva a következő előnyökkel rendelkeznek:
agrotechnikai előnyök:
• a talajféleséghez és -állapothoz igazodó eketest-fogásszélesség helyes megválasztásának eredményeként az elmunkáló műveletek minimalizálása,
• az erőgéphez igazodó munkaszélesség megválasztásával biztosítható az optimális munkasebesség, amelynek eredménye az elmunkáló műveletek minimalizálása,
energetikai előnyök:
• a traktor-munkagép energetikai összhanggal elérhető az optimális teljesítménykihasználás és a minimális hajtóanyag-fogyasztás,
üzemeltetési (ökonómiai) előnyök:
• kisebb beruházási költségek
• hatékonyabb időkihasználás.
Szerző: Dr. Jóri J. István egyetemi tanár BME, Gép- és Terméktervezés Tanszék, AgrárUnió
