ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΟ ΒΑΘΜΟ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΩΝ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ, ΛΙΠΑΝΣΗΣ ΚΑΙ ΣΥΓΚΟΜΙ ΗΣ ΧΟΡΤΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΚΟΤΣΑΚΙΩΤΗ Κ. ΧΑΡΙΚΛΕΙΑ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Α. ΤΣΑΤΣΑΡΕΛΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2008

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΟ ΒΑΘΜΟ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΩΝ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΟΥ Ε ΑΦΟΥΣ, ΛΙΠΑΝΣΗΣ ΚΑΙ ΣΥΓΚΟΜΙ ΗΣ ΧΟΡΤΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΚΟΤΣΑΚΙΩΤΗ Κ. ΧΑΡΙΚΛΕΙΑ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Α. ΤΣΑΤΣΑΡΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 1. Κωνσταντίνος Τσατσαρέλης, Καθηγητής Α.Π.Θ. 2. Γεράσιµος Μαρτζόπουλος, Καθηγητής Α.Π.Θ. 3. Σταύρος Βουγιούκας, Επ. Καθηγητής Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2008

3 Ε υ χ α ρ ι σ τ ί ε ς Εκφράζω τις θερµές µου ευχαριστίες στον Καθηγητή Γεωργικής Μηχανολογίας του Αριστοτέλειου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης κ. Κωνσταντίνο Α. Τσατσαρέλη, της Γεωπονικής Σχολής, για την εµπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό µου, για την ευγενική του καθοδήγηση και τις πολύτιµες συµβουλές του καθ όλη τη διάρκεια της µαθητείας µου κοντά του. Τον ευχαριστώ επίσης για την ουσιαστική συµβολή του στη διεξαγωγή της παρούσας εργασίας, µε τις πάντα εύστοχες παρατηρήσεις, διορθώσεις και υποδείξεις του. Ευχαριστώ ιδιαίτερα τον κ. Σάββα Χατζησάββα, Βιολόγο και Τοπογράφο του Α.Π.Θ. για την καθοριστική βοήθειά του στην επεξεργασία των δεδοµένων του G.P.S. Ευχαριστώ θερµώς τον κ. Αποστολίδη Αθανάσιο, Αρχιτέκτονα του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου για την πολύτιµη βοήθειά του στο σχεδιαστικό µέρος της εργασίας. Ιδιαίτερα ευχαριστώ τα µέλη της εξεταστικής επιτροπής κ. Σταύρο Βουγιούκα και τον κ. Γεράσιµο Μαρτζόπουλο, για τον χρόνο που διέθεσαν να ασχοληθούν µε την εργασία αυτή και να αποτελέσουν µέλη της εξεταστικής επιτροπής. Ευχαριστώ επίσης τον κ. Ανδρέα Μαµώλο, Επίκουρο Καθηγητή της σχολής Γεωπονίας του Α.Π.Θ., για τη βοήθειά του στην στατιστική ανάλυση των πειραµατικών δεδοµένων. Ευχαριστώ θερµώς τον διευθυντή του Αγροκτήµατος του Α.Π.Θ. κ. Αναστάσιο Λιθουργίδη, για την βοήθεια και διευκόλυνσή του κατά το πειραµατικό στάδιο της εργασίας µου, µε την διάθεση του απαιτούµενου προσωπικού, των αναγκαίων γεωργικών µηχανηµάτων και αγροτεµαχίων του Αγροκτήµατος. Ιδιαίτερες ευχαριστίες στον χειριστή του γεωργικού ελκυστήρα και των µηχανηµάτων κ. Ιωάννη Ουζούνη για την υποστήριξή του στις εργασίες του πειραµατικού. Τέλος οφείλω να ευχαριστήσω τον σύζυγό µου κ. Ανδρέα Γεωργιάδη για την ενθάρρυνση, την αµέριστη ηθική υποστήριξη και την όλη βοήθεια που µου προσέφερε καθ όλη την διάρκεια της εκπόνησης και συγγραφής της εργασίας. Πλαγιάρι Θεσσαλονίκης Απρίλιος 2008 Κοτσακιώτη Κ. Χαρίκλεια 1

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στην όλο και αυξανόµενη ανάγκη της µείωσης του κόστους παραγωγής σε συνδυασµό µε υψηλής ποιότητας παραγόµενου προϊόντος, µε σκοπό τη δηµιουργία ενός ανταγωνιστικού προϊόντος, σηµαντικό ρόλο παίζουν τα γεωργικά µηχανήµατα. Τα γεωργικά µηχανήµατα επίσης συντελούν στην αύξηση της παραγωγικότητας του εδάφους και του γεωργικού εισοδήµατος, καθώς και στην καλύτερη ποιότητα ζωής των γεωργών. Τα ωφέληµα αυτά αποτελέσµατα µπορούν να προκύψουν µετά από ορθή επιλογή και χρήση των γεωργικών µηχανηµάτων, είναι δηλαδή αποτέλεσµα σωστής διαχείρισής τους, ένα θέµα, µέρος του οποίου αποτελεί αντικείµενο έρευνας στην παρούσα εργασία για συγκεκριµένες εργασίες. Αναφορά, στις βασικές έννοιες της ορθής διαχείρισης των µηχανηµάτων, όπως επίσης της απόδοσής τους και πώς αυτή διαχωρίζεται, γίνεται στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο βαθµό απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό, καθώς επίσης ανάλυση των παραγόντων που τον επηρεάζουν. Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στα υλικά και τις µεθόδους που ακολουθήθηκαν για την υλοποίηση των πειραµάτων που αφορούσαν στην κοπή µηδικής, περιποίηση, δεµατοποίηση και φόρτωση των δεµάτων. Αφορούσαν επίσης στην κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα και τέλος στην επιφανειακή λίπανση µε λιπασµατοδιανοµέα. Τα αποτελέσµατα παρουσιάζονται αναλυτικά στο τέταρτο κεφάλαιο, όπου επίσης γίνεται και ο υπολογισµός του διαθέσιµου χώρου για ελιγµούς στα κεφαλάρια για το σύνολο των µηχανηµάτων, καθώς επίσης και διερεύνηση των ελιγµών και στροφών στο κεφαλάρι για τη δισκοσβάρνα. Στο πέµπτο κεφάλαιο αποτυπώνονται τα συµπεράσµατα που αποκοµίσαµε από την έρευνα αυτή συνολικά. Στο τέλος παρατίθεται η βιβλιογραφία η οποία χρησιµοποιήθηκε. 2

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Περίληψη 6 Abstract 7 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Εκµηχάνιση και ιαχείριση γεωργικών µηχανηµάτων Απόδοση γεωργικών µηχανηµάτων Παραγωγικότητα µηχανηµάτων Θεωρητική παραγωγικότητα Πραγµατική παραγωγικότητα ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ 2.1. Βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό Παράγοντες που επηρεάζουν το βαθµό απόδοσης των µηχανηµάτων Η θεωρητική παραγωγικότητα των µηχανηµάτων Ευελιξία των µηχανηµάτων Συστήµατα εκτέλεσης εργασιών στον αγρό Σχήµα αγρού Μέγεθος αγρού Απόδοση των καλλιεργειών Εδαφοκλιµατικές συνθήκες Βλάστηση Αδρανούσα δυναµικότητα των µηχανηµάτων Περιορισµοί λόγω συστηµάτων Συναρµογή µηχανηµάτων Ρυθµίσεις εµπλοκές Ζηµιές συντήρηση επισκευές µηχανηµάτων Χειριστής Απόδοση συνδυασµένων µηχανηµάτων στον αγρό Σκοπός της εργασίας 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ ΟΙ 3.1. Υλικός εξοπλισµός

6 Κοπή µηδικής Ανάδευση χόρτου εµατοποίηση και φόρτωση δεµάτων Αγροτεµάχιο Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα θερισµού Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα περιποίησης χόρτου Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα δεµατοποίησης χόρτου Παρελκόµενα γεωργικά µηχανήµατα για την παραλαβή και φόρτωση των δεµάτων από τον αγρό Κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα Αγροτεµάχιο ισκοσβάρνα Λίπανση εδάφους Αγροτεµάχιο Λιπασµατοδιανοµέας Κοινά υλικά που χρησιµοποιήθηκαν στο σύνολο των πειραµάτων Περιγραφή γεωργικών πειραµάτων µεθοδολογία µετρήσεων Κοπή ανάδευση δεµατοποίηση και φόρτωση Κοπή µηδικής Περιποίηση χόρτου (ανάδευση - συνένωση σειρών) εµατοποίηση χόρτου Συλλογή και φόρτωση των δεµάτων, από το χωράφι σε πλατφόρµα Κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα Επιφανειακή λίπανση µε λιπασµατοδιανοµέα ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 4.1. Yπολογισµός µήκους L που απαιτείται για την πραγµατοποίηση ελιγµού επιστροφής τύπου βρόχου Συρόµενα παρελκόµενα µηχανήµατα Φερόµενα παρελκόµενα µηχανήµατα ιερεύνηση ελιγµών και στροφών στο κεφαλάρι στην κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα και αποτελέσµατα Αποτελέσµατα κοπής ανάδευσης δεµατοποίησης και Φόρτωσης Κοπή µηδικής.92 4

7 Περιποίηση χόρτου (ανάδευση) εµατοποίηση Συλλογή και Φόρτωση Αποτελέσµατα κατεργασίας του εδάφους µε δισκοσβάρνα Αποτελέσµατα επιφανειακής λίπανσης µε λιπασµατοδιανοµέα ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 5.1. ιερεύνησης ελιγµών και στροφών στο κεφαλάρι στην κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα Κοπής ανάδευσης δεµατοποίησης και φόρτωσης χόρτου Κατεργασίας του εδάφους µε δισκοσβάρνα Επιφανειακής λίπανσης µε λιπασµατοδιανοµέα Προτάσεις για περαιτέρω έρευνα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 5

8 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σε αγροτεµάχιο του Αγροκτήµατος του Α.Π.Θ. µε εγκατεστηµένη καλλιέργεια µηδικής πραγµατοποιήθηκαν οι εργασίες κοπής, ανάδευσης, δεµατοποίησης και φόρτωσης των δεµάτων. Οι εργασίες καταγράφηκαν µέσω συστήµατος GPS. Με ανάλυση των δεδοµένων της καταγραφής υπολογίστηκαν οι ενεργοί και νεκροί χρόνοι µε σκοπό τη διερεύνηση του βαθµού απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό. Ο βαθµός απόδοσης αριθµού µεταχειρίσεων και επαναλήψεων αυτών, κυµάνθηκε από 50,3% έως 85,3% για την κοπή, 84,5% έως 86,75% για την ανάδευση, ενώ για τη δεµατοποίηση και τη φόρτωση είναι 87,8% και 86,9% αντίστοιχα. Ακολούθησε οµοίως σε άλλο αγροτεµάχιο του Αγροκτήµατος, κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα όπου οι µέσες τιµές των βαθµών απόδοσης των µεταχειρίσεων, στο σύνολο των επαναλήψεων, κυµάνθηκαν από 77,13% έως 91,13%. Επίσης πραγµατοποιήθηκε επιφανειακή λίπανση µε λιπασµατοδιανοµέα, αφού πρώτα διενεργήθηκε πείραµα που αφορούσε στη διερεύνηση και τον υπολογισµό της οµοιοµορφίας διασποράς του λιπάσµατος στο έδαφος. Στην συγκεκριµένη εργασία στο σύνολο των µεταχειρίσεων που πραγµατοποιήθηκαν ο βαθµός απόδοσης κυµάνθηκε από 49,83% έως 53,5%. Οι τιµές που προέκυψαν αντιπροσωπεύουν τις εργασίες αυτές, στις επικρατούσες ελληνικές συνθήκες εκµηχάνισης. Τέλος υπολογίστηκε το πλατος που απαιτείται, στο κεφαλάρι, για το κάθε µηχάνηµα χωριστά που χρησιµοποιήθηκε στα πειράµατα. Ιδιαίτερα στην περίπτωση της δισκοσβάρνας έγινε πειραµατική διερεύνηση και αποτύπωση της συµπεριφοράς του µηχανήµατος και του χρόνου που απαιτείται για τις στροφές στο κεφαλάρι. 6

9 ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI SCHOOL OF AGRICULTURE DEPARTMENT OF HYDRAULICS, SOIL SCIENCE AND AGRICULTURAL ENGINEERING Factors effecting capacity and field efficiency of cultivating, fertilizing and grass harvesting machines ABSTRACT Operations of grass cutting, rating and baling were performed in an experimental field located at the farm of the Aristotle University of Thessaloniki. A high accuracy GPS system was used for the recording of the geo-referenced operation data. The effective time, as well as the time loses regarding the machine performance were resulted from the evaluation of this data. The field efficiency of a number of different operations and their repetitions was: for the cutting operation in the range of 50,30% - 85,30%, for the rating 84,50% %, while for the baling was 87,80% and for the uploading 86,90%. Alike, tillage with disc harrow on an other experimental field of the farm, demonstrated that the mid range of the field efficiency operations (in all repetitions) was between 77,13% - 91,13%. Also, on a third field, the soil surface was fertilized with an applying fertilizer (just after an experiment which investigated the uniformity of the fertilizer spreading took place). The field efficiency of all the operations done during this particular procedure was ranged between 49,83% - 53,50%. The resulted rates, reflect these processes on the Greek mechanization conditions. For each machine that was used on the experiments, the headland length which is required was calculated separately. Especially for the disc harrow machine, there has been conducted an experimental inquiry; the performance of the machine was recorded together with the time needed for the headland maneuvers. 7

10 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Εκµηχάνιση και ιαχείριση γεωργικών µηχανηµάτων Η εκµηχάνιση της γεωργίας σαν όρος δηλώνει τη χρησιµοποίηση µηχανηµάτων στις γεωργικές εκµεταλλεύσεις. Σκοπό έχει την αύξηση της παραγωγικότητας σε συνδυασµό µε µείωση του κόστους παραγωγής, την αύξηση της ανταγωνιστικότητας και την καλύτερη ποιότητα των παραγόµενων γεωργικών προϊόντων. Η συνολική µείωση του κόστους παραγωγής έχει ως αποτέλεσµα, σηµαντικό περιθώριο κέρδους στο γεωργό. Επίσης µε τη χρήση των γεωργικών µηχανηµάτων εκτός από το οικονοµικό όφελος βελτιώθηκε και η ποιότητα ζωής του γεωργού, καθώς απαλλάχθηκε από επίµοχθες και χρονοβόρες εργασίες. Με την ποσοτική εκτίµηση των µηχανικών και οικονοµικών παραµέτρων των γεωργικών µηχανηµάτων, που επηρεάζουν την απόδοση και το κόστος λειτουργίας τους, ασχολείται η επιστήµη της διαχείριση των γεωργικών µηχανηµάτων. Η διαχείριση των γεωργικών µηχανηµάτων απασχολείται, αναλυτικότερα, µε (Τσατσαρέλης, Κ. 1995, Bowers, W. 1992, Witney, B. 1988, Hunt, D. 1999, Hunt, D. 2001, Bainer et. al. 1955): Την επιλογή των γεωργικών µηχανηµάτων Την συναρµογή των µηχανηµάτων Την χρήση των µηχανηµάτων Συντήρηση και επισκευές αυτών Τα συστήµατα διαχείρισης των γεωργικών µηχανηµάτων Η χρήση των γεωργικών µηχανηµάτων γίνεται κυρίως για λόγους οικονοµικούς. Κυριότεροι από τους οποίους είναι: 8

11 Η αύξηση της παραγωγικότητας του εδάφους, δηλαδή περισσότερων και καλύτερης ποιότητας προϊόντων. Αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας. Μειωµένος αριθµός εργατών για την ίδια ή και µεγαλύτερη παραγωγή προϊόντων. Μείωση του κόστους παραγωγής. Με ορθολογική επιλογή των µηχανηµάτων και ακολουθώντας ορθή διαχείρισή τους, σε συνδυασµό µε την αύξηση της παραγωγικότητας εδάφους και εργασίας οδηγούµαστε σε µείωση του κόστους παραγωγής. Αύξηση της ανταγωνιστικότητας της γεωργίας. Απόρροια όλων των παραπάνω. Αύξηση του γεωργικού οικογενειακού εισοδήµατος. Η αύξηση του γεωργικού οικογενειακού εισοδήµατος προκύπτει από τη µείωση εργατικών χεριών, καθώς και από το γεγονός ότι δίνεται η δυνατότητα στο γεωργό να εκµεταλλευτεί τα µηχανήµατά του, για την εκτέλεση εργασιών σε τρίτους. Στον καθορισµό δε, της οικονοµικής απόδοσης των µηχανηµάτων αυτών, συντελούν ο γεωργικός ελκυστήρας, τα παρελκόµενα και ο χειριστής τους. Σηµαντικά κριτήρια επιλογής και οικονοµικής χρήσης των γεωργικών µηχανηµάτων είναι ο βαθµός απόδοσής τους, η µικρότερη δυνατή παραµονή των µηχανηµάτων στον αγρό µε τη µέγιστη δυνατή εκµετάλλευσή τους και τέλος η καλή ποιότητα του παραγόµενου προϊόντος ή της εργασίας που επιτελείται. Για να γίνει όµως κατανοητή η διερεύνηση του βαθµού απόδοσης που θα απασχοληθούµε παρακάτω, θα πρέπει πρώτα να γίνει κατανοητή η έννοια της παραγωγικότητας των µηχανηµάτων Απόδοση γεωργικών µηχανηµάτων Παραγωγικότητα µηχανηµάτων Με τον όρο παραγωγικότητα, απόδοση ή παραγωγική δυνατότητα των µηχανηµάτων (machine capacity), εννοούµε τη δυνατότητα που έχουν τα διάφορα µηχανήµατα στον αγρό, για παραγωγή έργου στη µονάδα του χρόνου. 9

12 Η παραγωγή έργου προϋποθέτει όµως και καλή ποιότητα εργασίας (µηχανήµατα κατεργασίας του εδάφους) ή γεωργικού προϊόντος (µηχανήµατα περιποίησης φυτών, θερισµού κ.α.), ανάλογα µε το είδος και τον προορισµό του µηχανήµατος. Η παραγωγικότητα των µηχανηµάτων διακρίνεται σε τρεις κατηγορίες (Τσατσαρέλης, Κ. 1995): Α. Παραγωγικότητα επιφάνειας Η παραγωγικότητα επιφάνειας (field capacity) αναφέρεται κυρίως σε µηχανήµατα κατεργασίας του εδάφους, σποράς και καλλιεργητικών εργασιών γενικότερα (ψεκασµός, λίπανση κ.λ.π.). Η παραγωγή έργου την κατηγορία αυτή των µηχανηµάτων εκφράζεται ως επιφάνεια στη µονάδα του χρόνου, συνήθως σε στρέµµατα ανά ώρα (στρ/h) ή εκτάρια ανά ώρα (ha/h). Β. Παραγωγικότητα υλικού Η παραγωγικότητα υλικού (material capacity), αναφέρεται κυρίως σε µηχανήµατα συγκοµιδής και εκφράζεται ως βάρος ή όγκος υλικού που συγκοµίζεται, στη µονάδα του χρόνου. Συνήθως εκφράζεται σε χιλιόγραµµα ή τόνους ανά ώρα (kg/h ή t/h). Γ. Ολική παραγωγικότητα Η ολική παραγωγικότητα αναφέρεται σε ορισµένα µηχανήµατα συγκοµιδής, µε χαρακτηριστικότερο παράδειγµα τις θεριζοαλωνιστικές µηχανές, γιατί εκτός της επεξεργασίας του κύριου προϊόντος εισέρχεται και φυτική µάζα. Σε αυτή την περίπτωση εκτιµάται η παραγωγικότητα τόσο του προϊόντος όσο και της φυτικής µάζας Θεωρητική παραγωγικότητα Η θεωρητική παραγωγικότητα (theoretical capacity) εκφράζει την παραγωγή έργου στη µονάδα του χρόνου, όταν το µηχάνηµα εργάζεται µε τη συνιστώµενη ταχύτητα, όλο το χρονικό διάστηµα λειτουργίας του και µε το θεωρητικό πλάτος εργασίας δηλαδή µε το συνολικό ενεργό πλάτος του. Η θεωρητική παραγωγικότητα επιφάνειας ενός µηχανήµατος εκφράζεται ως: 10

13 C T = S x W όπου: C T = θεωρητική παραγωγικότητα επιφάνειας (στρ/h) S = ταχύτητα µετακίνησης (km/h) W = θεωρητικό πλάτος εργασίας (m) Η θεωρητική παραγωγικότητα υλικού ενός µηχανήµατος εκφράζεται ως: C M = S x W x Y όπου: C M = θεωρητική παραγωγικότητα υλικού (kg/h ή t/h) Y = απόδοση του χωραφιού (kg/στρ ή t/στρ) Η ολική παραγωγικότητα µίας θεριζοαλωνιστικής εκφράζεται ως: C TH = S x W x Y όπου: C TH = ολική παραγωγικότητα (kg/h ή t/h) Y = ολική απόδοση του χωραφιού, σε υλικό και φυτική µάζα (kg/στρ ή t/στρ) Η θεωρητική παραγωγικότητα είναι η µέγιστη δυνατή απόδοση του µηχανήµατος, κάτι που στην πράξη δεν είναι εφικτό, το να εργάζεται δηλαδή συνεχώς χωρίς καµία απώλεια χρόνου, µε τη συνιστώµενη ταχύτητα και µε το συνολικό ενεργό πλάτος του. Επίσης µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την σύγκριση και ενδεχοµένως την επιλογή µηχανηµάτων (Landers, A. 2000) Πραγµατική παραγωγικότητα Η πραγµατική παραγωγικότητα (effective capacity) εκφράζει το πραγµατικό έργο που παράγει το µηχάνηµα κατά τη διάρκεια που αυτό βρίσκεται στον αγρό. Η πραγµατική παραγωγικότητα είναι πάντοτε µικρότερη της θεωρητικής, διότι στην πράξη τα µηχανήµατα δεν παράγουν έργο όλο το χρονικό διάστηµα λειτουργίας τους, ούτε µε σταθερή ταχύτητα και δεν εκµεταλλεύονται όλο το πλάτος εργασίας. Ανάλογα µε το είδος του µηχανήµατος και την εργασία για την οποία είναι προορισµένο, εκφράζεται ως: 11

14 A. Πραγµατική παραγωγικότητα επιφάνειας και δίνεται από τη σχέση: C E = C T x E f όπου: C E = πραγµατική παραγωγικότητα (στρ/h) C T = θεωρητική παραγωγικότητα (στρ/h) E f = βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό (µε δεκαδική έκφραση) Β. Πραγµατική παραγωγικότητα υλικού, δίνεται από τη σχέση: C ME = C M x E f = C T x E f x Y όπου: C ME = πραγµατική παραγωγικότητα υλικού (kg/h ή t/h) C M = θεωρητική παραγωγικότητα υλικού (kg/h ή t/h) Γ. Ολική πραγµατική παραγωγικότητα, δίνεται αντίστοιχα από τη σχέση [22]: C THE = C TH x E f όπου: C THE = πραγµατική ολική παραγωγικότητα (kg/h ή t/h) = ολική παραγωγικότητα (kg/h ή t/h) C TH 12

15 2. ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ Ο όρος βαθµός απόδοσης είναι γενικός και εκφράζει το λόγο της αποδιδόµενης ποσότητας ως προς την προσφερόµενη ποσότητα σε ένα σύστηµα. Η ποσότητα που εισέρχεται στο σύστηµα καθώς και η εξερχόµενη εκφράζονται µε τις ίδιες µονάδες, εποµένως ο βαθµός απόδοσης είναι καθαρός αριθµός ο οποίος λαµβάνεται είτε σε δεκαδική µορφή, είτε σε εκατοστιαία αναλογία. Είναι δε µικρότερος της µονάδος εξαιτίας των απωλειών που υφίστανται στις µετατροπές ενέργειας ενός συστήµατος. Όσο αυξάνει ο βαθµός απόδοσης ενός συστήµατος, αυτό σηµαίνει ότι τόσο αποτελεσµατικότερα αυτό εργάζεται, ενώ το κόστος µειώνεται Βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό Ο βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό, αποτελεί ένα δείκτη, βάσει του οποίου γίνεται έλεγχος της ορθότητας διαχείρισης των µηχανηµάτων, δείχνει δηλαδή το βαθµό εκµετάλλευσης του διαθέσιµου χρόνου αυτών κατά τη διάρκεια παραµονής τους στο χωράφι. Ως βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων θεωρείται ο λόγος της πραγµατικής προς τη θεωρητική παραγωγικότητα (ή απόδοση) του µηχανήµατος στον αγρό (ASAE. 2004, Hunt, D. 2001): E f CE = 100% C όπου: E f = βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό C E, C T = η πραγµατική και θεωρητική παραγωγικότητα αντίστοιχα. T 13

16 Ο βαθµός απόδοσης του µηχανήµατος στον αγρό στην ουσία συγκρίνει το χρόνο που χρησιµοποιείται το µηχάνηµα, σε σχέση µε το συνολικό χρόνο που αυτό βρίσκεται στον αγρό (Τσατσαρέλης, Κ. 2006). Οι σηµαντικότεροι επιµέρους χρόνοι οι οποίοι διαµορφώνουν το βαθµό απόδοσης, είναι οι εξής παρακάτω: 1. Θεωρητικός χρόνος λειτουργίας του µηχανήµατος. Ο χρόνος κατά τον οποίο, το µηχάνηµα εργάζεται µε τη συνιστώµενη ταχύτητα και µε το θεωρητικό πλάτος του. 2. Χρόνοι για στροφές και ελιγµούς στα κεφαλάρια. 3. Χρόνοι ρυθµίσεων ή εµπλοκών, συντήρησης και επισκευών, όταν οι εργασίες αυτές πραγµατοποιούνται µε το µηχάνηµα εν στάσει. 4.Χρόνοι πλήρωσης και αποπλήρωσης των µηχανηµάτων (π.χ. λιπασµατοδιανοµείς, ψεκαστικά, µηχανές θερισµού, µε την προϋπόθεση ότι γίνονται εν στάσει). Επίσης υπάρχουν και οι επιµέρους χρόνοι οι οποίοι συχνά δεν λαµβάνονται υπόψη στον υπολογισµό του βαθµού απόδοσης και είναι οι εξής: 5. Χρόνοι προετοιµασίας του µηχανήµατος στο υπόστεγο του γεωργού πριν ξεκινήσει για το χωράφι και αφότου επιστρέψει. 6. Χρόνοι µετακίνησης του µηχανήµατος από και προς το χωράφι. 7. Προσωπικός χρόνος του χειριστή. 8. Χρόνος αναµονής λόγω εδαφοκλιµατικών συνθηκών ή συνθηκών φυτού. Οι τελευταίοι χρόνοι (5,6,7 και 8) συνήθως αγνοούνται σαν απώλειες που δεν επιβαρύνουν όµως τα µηχανήµατα (εικ. 2.1). Παρόλα αυτά σε ορισµένες περιπτώσεις κρίνεται χρήσιµο να χρησιµοποιηθούν οι τελευταίοι παράγοντες ή κάποιοι από αυτούς, ώστε να προκύψει ένα αντιπροσωπευτικό συµπέρασµα για τη συγκεκριµένη περίπτωση (π.χ. όταν υπολογίζεται το κόστος των µηχανηµάτων). Παραδοσιακά οι µελέτες για την απόδοση των γεωργικών µηχανηµάτων στον αγρό, απαιτούσαν τη χρήση χρονοµέτρων και την καταγραφή των παρατηρήσεων σε πίνακες (Renoll, E. 1972, Renoll, E. 1981). Οι καταγραφές αυτές ήταν επίπονες, χρονοβόρες και επιπλέον απαιτούσαν την παρουσία του ερευνητή κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης των εργασιών (Grisso, et.al. 2002). 14

17 Εικ Εντός του τριγώνου µε κόκκινη γραφή είναι οι παράγοντες οι οποίοι λαµβάνονται υπ όψιν στους υπολογισµούς του βαθµού απόδοσης, ενώ εκτός του τριγώνου µε µαύρη γραφή οι παράγοντες που χρησιµοποιούνται κατά περίπτωση. Τα τελευταία χρόνια, η χρήση σύγχρονων συστηµάτων καταγραφής δεδοµένων (GPS) έχει δώσει µεγάλη ώθηση στη µελέτη της απόδοσης των γεωργικών µηχανηµάτων κατά την εκτέλεση της εργασίας τους στον αγρό. Το GPS εγκαθίσταται στον γεωργικό ελκυστήρα ή στο µηχάνηµα που χρησιµοποιείται και µέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή καταγράφει την πορεία τους καθ όλη τη διάρκεια των εργασιών. Τα δεδοµένα αυτά παραλαµβάνονται σε αρχεία µε µοίρες δηλαδή γεωγραφικές συντεταγµένες των γωνιών φ (γεωγραφικό πλάτος) και λ (γεωγραφικό µήκος) στο σύστηµα WGS 84 (World Geodetic System). Τα αρχεία αυτά µετατρέπονται, µε µετασχηµατισµούς ανώτερης γεωδαισίας, σε ορθογώνιες καρτεσιανές συντεταγµένες στο σύστηµα ΕΓΣΑ 87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστηµα Αναφοράς), µε τιµές χ και ψ σε µέτρα, µε δυνατή πλέον την επεξεργασία τους. Η χρήση των συστηµάτων GPS για την καταγραφή των εργασιών γεωργικών µηχανηµάτων, εκτός της ευκολίας που παρέχει, δίνει δεδοµένα υψηλής ακρίβειας που µπορούν να επεξεργαστούν µε ανάπτυξη ειδικών λογισµικών και να αξιολογηθούν χρησιµοποιούµενες πρακτικές εργασίας ή νέες προτεινόµενες µέθοδοι (Benson et.al. 2002, Hansen et.al. 2002, Hansen et.al. 2003, Reid et.al. 2000). 15

18 2.2. Παράγοντες που επηρεάζουν το βαθµό απόδοσης των µηχανηµάτων Οι παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν το βαθµό απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό είναι πολλοί, οι σηµαντικότεροι από αυτούς είναι (Renol, E. 1981, Witney, B. 1988, Hunt, D. 1999): 1. Η θεωρητική παραγωγικότητα των µηχανηµάτων 2. Η ευελιξία τους 3. Ο τρόπος εκτέλεσης των εργασιών (συστήµατα) 4. Το σχήµα του αγρού 5. Το µέγεθος του αγρού 6. Οι αποδόσεις σε υλικό, των καλλιεργειών 7. Οι εδαφοκλιµατικές συνθήκες 8. Η βλάστηση του χωραφιού 9. Η αδρανούσα δυναµικότητα των µηχανηµάτων 10. Οι περιορισµοί λόγω συγκεκριµένης εφαρµογής συστηµάτων 11. Η συναρµογή των µηχανηµάτων 12. Οι ρυθµίσεις και οι εµπλοκές των µηχανηµάτων 13. Οι ζηµιές, η συντήρηση και οι επισκευές των µηχανηµάτων 14. Οι διαδικασίες πλήρωσης και αποπλήρωσης των µηχανών (όταν αυτές δεν γίνονται εν κινήσει) 15. Ο χειριστής Η θεωρητική παραγωγικότητα των µηχανηµάτων Η θεωρητική παραγωγικότητα επηρεάζει το βαθµό απόδοσης όπως αποδεικνύει ο τύπος που προαναφέρθηκε. Η θεωρητική δε παραγωγικότητα επηρεάζεται από το θεωρητικό πλάτος του µηχανήµατος και από την ταχύτητα µετακίνησης του. Αυξάνοντας το ενεργό πλάτος του µηχανήµατος µελέτες έδειξαν ότι αυξάνει η πραγµατική απόδοση στο χωράφι ενώ ο βαθµός απόδοσης µειώνεται. Αυτό συµβαίνει γιατί αυξάνοντας το πλάτος του µηχανήµατος αυξάνει η θεωρητική απόδοση και η πραγµατική απόδοση, ενώ µειώνονται οι ενεργοί και οι νεκροί χρόνοι λόγω του ότι περιορίζονται οι διαδροµές του µηχανήµατος στην ίδια έκταση αγρού. Η µείωση 16

19 όµως των νεκρών χρόνων είναι µικρότερη, σε σχέση µε τη µείωση των ενεργών, εξαιτίας της µεγαλύτερης καθυστέρησης στους ελιγµούς, λόγω του µεγαλύτερου µεγέθους του. Σε µεγάλου µεγέθους µηχανήµατα η οποιαδήποτε χρονική απώλεια, επιβαρύνει πολύ περισσότερο το βαθµό απόδοσης του µηχανήµατος σε σύγκριση µε ένα µικρότερου µεγέθους. Για παράδειγµα ένα λεπτό απώλεια χρόνου µε µια µεγάλη µηχανή αντιπροσωπεύει περισσότερη απώλεια σε δυναµική παραγωγή, από ό,τι το ίδιο λεπτό απώλειας σε µια µικρή µηχανή. Αυξάνοντας τώρα την ταχύτητα µετακίνησης του µηχανήµατος, αυξάνει η θεωρητική και η πραγµατική απόδοση του µηχανήµατος, αλλά µειώνεται ο βαθµός απόδοσής του. Αυτό συµβαίνει γιατί όταν αυξάνει η ταχύτητα µετακίνησης του µηχανήµατος µειώνεται ο συνολικός ενεργός χρόνος του στον αγρό, ενώ ο νεκρός χρόνος παραµένει ο ίδιος αριθµητικά οπότε ο βαθµός απόδοσης µειώνεται. Με βάση τα παραπάνω προκύπτει το συµπέρασµα ότι, όσο αφορά τη διατήρηση του βαθµού απόδοσης σε υψηλές τιµές, δεν θα πρέπει να προτιµώνται τα µεγάλου µεγέθους µηχανήµατα, ούτε να αυξάνει η ταχύτητα µετακίνησής τους. Όντως υψηλή τιµή του βαθµού απόδοσης σηµαίνει ορθή διαχείριση των µηχανηµάτων στον αγρό, επίσης ορθή διαχείριση σηµαίνει ελαχιστοποίηση του χρόνου παραµονής των µηχανηµάτων στον αγρό, γιατί έτσι µειώνεται το κόστος εργασίας τους. Εποµένως ο βαθµός απόδοσης δεν αποτελεί το µοναδικό κριτήριο. Λαµβάνονται υπόψη και άλλοι παράγοντες όπως είναι και η έγκαιρη εκτέλεση των εργασιών π.χ. λόγω περιορισµού του διαθέσιµου χρόνου από δυσµενείς καιρικές συνθήκες ή όταν η εργασία αποτελεί µέρος µιας ακολουθίας εργασιών όπου τυχόν καθυστέρησή της, θα επιβάρυνε το σύνολο των εργασιών. Πολύ σηµαντικό κριτήριο, εκτός του βαθµού απόδοσης, είναι η ποιότητα εργασίας του µηχανήµατος. Εποµένως όσο αφορά τη ταχύτητα µετακίνησης και σύµφωνα µε τα παραπάνω, θα πρέπει να επιλέγεται η υψηλότερη δυνατή ταχύτητα, που δίνει καλή ποιότητα εργασίας. Παράγοντες που µπορεί να µειώσουν την ταχύτητα αυτή είναι: α. Αποφυγή εµπλοκών λόγω υπερφορτίσεων των µηχανισµών. β. υσκολία του χειριστή να καθοδηγήσει µε ακρίβεια το µηχάνηµα. 17

20 γ. Ανωµαλίες του εδάφους που δηµιουργούν έντονες ταλαντώσεις και προκαλούν δυσφορία στο χειριστή. δ. Ανάγκη απαλού χειρισµού υλικών ώστε να µην υποστούν υποβάθµιση της ποιότητάς τους ή και καταστροφή τους. Η επιλογή των µηχανηµάτων και του τρόπου λειτουργίας τους είναι ένα σύνθετο πρόβληµα που τελικό σκοπό έχει την επιλογή της οικονοµικότερης λύσης, διασφαλίζοντας καλή ποιότητα εργασίας και της παραγωγής Ευελιξία των µηχανηµάτων Τα γεωργικά µηχανήµατα χρειάζεται να µπορούν εύκολα να ελιχθούν κατά την εργασία τους στο χωράφι. Θα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε να µπορούν να πραγµατοποιήσουν κλειστές στροφές στο τέλος του χωραφιού. Ο χρόνος για στροφές και ελιγµούς είναι ένας σηµαντικός χρόνος και έχει υπολογιστεί ότι είναι 12-15% του συνολικού χρόνου που χρησιµοποιεί το µηχάνηµα και ορισµένες φορές µπορεί να φθάσει και το 25% (Bowers, W. 1992). Ο χρόνος αυτός επηρεάζει αρνητικά το βαθµό απόδοσης του µηχανήµατος γιαυτό και θα πρέπει να διατηρείται σε όσο το δυνατόν χαµηλότερες τιµές. Αυτό επιτυγχάνεται επιλέγοντας το κατάλληλο µηχάνηµα, µε σωστό σχεδιασµό και σύστηµα που θα ακολουθήσει για να πραγµατοποιήσει τη συγκεκριµένη εργασία, καθώς επίσης σηµαντικό ρόλο παίζει η εµπειρία του χειριστή. Ένας έµπειρος χειριστής πραγµατοποιεί ακριβέστερους ελιγµούς και άρα µειώνει τους νεκρούς χρόνους. Ο συνολικός νεκρός χρόνος σε ένα ευέλικτο (εικ.2.2), µεγάλο µηχάνηµα είναι ελάχιστα µικρότερος από ότι σε ένα µικρότερο µηχάνηµα, γιατί το µεγαλύτερο µηχάνηµα κάνει λιγότερες στροφές από ότι το µικρότερο, για το ίδιο χωράφι. Η ακτίνα περιστροφής των µηχανηµάτων είναι ένας πολύ σηµαντικός παράγοντας των απωλειών χρόνου, στο τέλος των διαδροµών του χωραφιού και στις γωνίες. Ως ακτίνα περιστροφής ορίζεται η ελάχιστη δυνατή ακτίνα περιστροφής του κύκλου που διαγράφει το µέσο επίπεδο του πιο αποµακρυσµένου τροχού. Από τους κατασκευαστές των γεωργικών ελκυστήρων δίνονται οι ακτίνες περιστροφής που διαγράφονται µε τη βοήθεια πέδησης αλλά και χωρίς τη βοήθεια πέδησης για 18

21 περιστροφή αριστερά ή δεξιά, όπου ενδεχοµένως να υπάρχει µια µικρή διαφοροποίηση. Επίσης το ελάχιστο πλάτος, τµήµατος του χωραφιού το οποίο θα πρέπει να παραχωρείται ως κεφαλάρι, στις άκρες του χωραφιού, ώστε να µπορεί να πραγµατοποιεί τις στροφές γεωργικός ελκυστήρας και µηχάνηµα υπολογίζεται συναρτήσει: α) Της ελάχιστης ακτίνας περιστροφής του ελκυστήρα. β) Της κατά µήκος απόστασης, του ακραίου σηµείου του µηχανήµατος από τον άξονα των πίσω τροχών. γ) Της κατά πλάτος απόστασης του ακραίου σηµείου του µηχανήµατος όταν αυτό προεξέχει (από δεξιά συνήθως) του γεωργικού ελκυστήρα, από το µέσο επίπεδο του ελκυστήρα. Αυτή η παράµετρος δεν λαµβάνεται υπόψη όταν για παράδειγµα το µηχάνηµα προεξέχει στη δεξιά πλευρά του γεωργικού ελκυστήρα και πραγµατοποιείτε δεξιά στροφή. δ) Της γωνίας θ, η οποία σχηµατίζεται από το µέσο επίπεδο του ελκυστήρα µε το µέσο επίπεδο του µηχανήµατος, όταν αυτό είναι µηχάνηµα συρόµενο. Η γωνία αυτή δηµιουργείται στη δυσµενέστερη στροφή, από άποψη ελεύθερου χώρου, κατά τη διάρκεια δηλαδή της στροφής τύπου βρόχου. Εικ.2.2. Η ευελιξία είναι πολύ σηµαντική για την αποτελεσµατική χρήση µεγάλων µηχανών. Οι τύποι των ελιγµών που µπορεί να ακολουθήσουν τα µηχανήµατα είναι οι εξής (Witney, B. 1988): 19

22 α) Ελιγµός κυκλοτερούς γωνίας Στο συγκεκριµένο τύπο ελιγµού, οι στροφές είναι στρογγυλευµένες 90 0 και εφαρµόζεται στα κυκλικά συστήµατα, για διάφορες εργασίες στο χωράφι (εικ.2.3). Εφαρµόζοντας αυτό τον ελιγµό µειώνονται οι νεκροί χρόνοι γιατί και κατά τη διάρκεια των στροφών το µηχάνηµα παράγει έργο. Μειονεκτεί γιατί αφήνει µέρος του χωραφιού ακαλλιέργητο (εικ.2.4). Εικ Ελιγµός κυκλοτερούς γωνίας. Εικ Αεροφωτογραφία του ελιγµού κυκλοτερούς γωνίας. β) Ελιγµός ορθής γωνίας Ο ελιγµός αυτός επίσης εφαρµόζεται σε κυκλικά συστήµατα. Στον ελιγµό αυτό η εργασία η οποία πραγµατοποιείται στις στροφές του χωραφιού γίνεται µε ορθή γωνία, ενώ η πορεία ελκυστήρα και µηχανήµατος δεν είναι σε ορθή γωνία. Είναι ένας ελιγµός που πολύ λίγα µηχανήµατα µπορούν να τον ακολουθήσουν, τα µηχανήµατα αυτά είναι κυρίως χορτοκοπτικές µηχανές και θεριζοαλωνιστικές, µηχανήµατα δηλαδή που φέρουν κοπτική κεφαλή. Η πορεία που ακολουθείται φαίνεται στην εικόνα 2.5. Αυτό που παρατηρείται είναι ότι ανεβαίνοντας το µηχάνηµα από την αριστερή πλευρά του χωραφιού, θερίζει µε το συνολικό πλάτος του, στην στροφή όµως, µπαίνοντας στην επόµενη (κάθετη στην προηγούµενη) πλευρά του χωραφιού, από τη θέση ΑΑ µέχρι τη θέση CC παρατηρείται µείωση του ενεργού πλάτους κοπής, ενώ από τη θέση CC και µετά θερίζει και πάλι µε το συνολικό πλάτος του µηχανήµατος. 20

23 Εικ Ελιγµός ορθής γωνίας. Εποµένως στην επόµενη διαδροµή, στη πορεία του ελιγµού θα πρέπει το αριστερό άκρο της κοπτικής ράβδου να περάσει από το σηµείο Α ώστε µην µείνει αθέριστο τµήµα. γ) Ελιγµός γωνίας τύπου βρόχου Στον ελιγµό αυτό πραγµατοποιείται στροφή στη γωνία του χωραφιού και συνεχίζει κάθετα µε την προηγούµενη διαδροµή (εικ.2.6). Για να µπορέσει να επιτευχθεί ο συγκεκριµένος ελιγµός χρειάζεται αρκετός χώρος και απαιτείται περισσότερος χρόνος σε σχέση µε τους προηγούµενους ελιγµούς. Είναι ένας ελιγµός που αφορά κυκλικά συστήµατα και που σπανίως ακολουθείται λόγω του ότι αυξάνει το χρόνο που απαιτείται για τις νεκρές διαδροµές, µε αποτέλεσµα να µειώνεται ο βαθµό απόδοσης του µηχανήµατος στον αγρό. Εικ Ελιγµός γωνίας τύπου βρόχου. 21

24 δ) Ελιγµός ανάστροφης γωνίας Ακολουθείται σε κυκλικά συστήµατα, σε εργασία µε φερόµενα µηχανήµατα ή και µε αυτοκινούµενα. Στην πρακτική αυτού του ελιγµού το µηχάνηµα αφού φτάσει στο άκρο της διαδροµής του, ανασηκώνει το µηχάνηµα και συνεχίζει την πορεία του για αρκετό διάστηµα, κατόπιν κινούµενο µε όπισθεν διαγράφει στροφή 90 0, ώστε να πάρει την κατάλληλη θέση για να εργαστεί κάθετα στην προηγούµενη διαδροµή (εικ.2.7). Εικ Ελιγµός ανάστροφης γωνίας. ε) Ελιγµός επιστροφής τύπου βρόχου Ο ελιγµός αυτού του τύπου χρησιµοποιείται σε όλα τα είδη παρελκοµένων µηχανηµάτων, σε συστήµατα εργασίας όπου το µηχάνηµα κινείται σε παράλληλες διαδροµές. Αυτό σηµαίνει ότι στο τέλος της διαδροµής απαιτείται αντιστροφή της κίνησης του µηχανήµατος, δηλαδή στροφή Στον ελιγµό αυτό το µηχάνηµα στο τέλος της διαδροµής του ανασηκώνεται κάνει αναστροφή και ξανά τοποθετείται σε θέση εργασίας στην αµέσως επόµενη, παράλληλη διαδροµή (εικ.2.8). Η περίπτωση αυτή είναι η δυσχερέστερη από άποψη διαθέσιµου χώρου για τον ελιγµό, σε σύγκριση µε αντίστοιχους ελιγµούς που απαιτούνται όταν οι δύο διαδοχικές διαδροµές έχουν απόσταση µεταξύ τους (πολλαπλάσιο του πλάτους µίας διαδροµής). Η απόσταση αυτή του διαθέσιµου χώρου εξαρτάται από την ελάχιστη ακτίνα περιστροφής του γεωργικού ελκυστήρα µαζί µε το µηχάνηµα. Ο χρόνος και η απόσταση του ελιγµού εξαρτώνται από την ευελιξία των µηχανηµάτων. 22

25 στ) Ελιγµός ανάστροφης επιστροφής Είναι ελιγµός παρόµοιος µε αυτόν της ανάστροφης γωνίας που εφαρµόζεται σε κυκλικά συστήµατα, µε την διαφορά ότι ο συγκεκριµένος εφαρµόζεται σε συστήµατα που απαιτούνται παράλληλες διαδροµές. Ο απαιτούµενος χρόνος στροφής είναι αντίστοιχος και στους δύο τύπους ελιγµών. Στην περίπτωση αυτή, όταν το µηχάνηµα φθάσει στο τέλος της διαδροµής ανασηκώνεται ενώ συνεχίζει να κινείται για αρκετή απόσταση. Κατόπιν κινούµενο µε όπισθεν διαγράφει τόξο κύκλου και αντιστρέφοντας τη φορά κίνησης διαγράφει και πάλι τόξο κύκλου και τοποθετείται παράλληλα µε την προηγούµενη διαδροµή. Ο συγκεκριµένος ελιγµός µπορεί να πραγµατοποιηθεί και µε παρόµοιο τρόπο όπως φαίνεται στην εικόνα 2.9. Εικ.2.8. Ελιγµός επιστροφής τύπου βρόχου. Εικ.2.9. Ελιγµός ανάστροφης επιστροφής Συστήµατα εκτέλεσης εργασιών στον αγρό Σηµαντικές βελτιώσεις του βαθµού απόδοσης µπορεί να γίνουν µε την ανάλυση και διαφοροποίηση του τρόπου ή σχεδίου εκτέλεσης των εργασιών (field patterns) στο χωράφι. Ο τρόπος αυτός των εργασιών είναι στενά συνυφασµένος µε το µέγεθος, το σχήµα, την τοπογραφία του αγροτεµαχίου, το είδος των εργασιών και το µέγεθος των µηχανηµάτων, καθώς και τις συνήθειες του χειριστή. 23

26 Πρωταρχικός στόχος στην επιλογή ενός αποδοτικού τρόπου εργασίας είναι να περιοριστεί κατά το δυνατόν το ποσοστό των νεκρών διαδροµών, κάτι που επιβαρύνει, µειώνει το βαθµό απόδοσης. Παρόλα αυτά µερικές φορές θυσιάζουµε για παράδειγµα ένα αποδοτικό τρόπο σποράς-φύτευσης για να έχουµε ένα αποδοτικό τρόπο εργασίας στη συγκοµιδή. Αυτό που επιδιώκεται είναι ένας ικανοποιητικός βαθµός απόδοσης του συνόλου των εργασιών µιας εκµετάλλευσης. Επίσης σε πολλά γεωργικά µηχανήµατα δεν υπάρχουν µεγάλα περιθώρια επιλογής συστηµάτων, λόγω του περιορισµού που προκύπτει εξαιτίας της τοποθέτησης και λειτουργίας τους, προς τη δεξιά πλευρά του γεωργικού ελκυστήρα. Για παράδειγµα µια εργασία που απαιτεί την εφαρµογή συγκεκριµένων συστηµάτων είναι και η άροση, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για απλά άροτρα και όχι αναστρεφόµενα Σχήµα αγρού Ένας καθοριστικός παράγοντας στη διαµόρφωση του βαθµού απόδοσης είναι το σχήµα του χωραφιού. Όσο πιο ακανόνιστο είναι το σχήµα του και όσο περισσότερες ανωµαλίες και εµπόδια παρουσιάζει, τόσο µειώνεται ο βαθµός απόδοσης του, για το λόγω του ότι αυξάνονται λιγότερο ή περισσότερο οι νεκρές διαδροµές. Ο µεγαλύτερος βαθµός απόδοσης εµφανίζεται σε χωράφια ορθογώνια. Μάλιστα όσο αυξάνεται το µήκος του χωραφιού και µειώνεται το πλάτος του, τόσο αυξάνει και ο βαθµός απόδοσης. Βέβαια µεγάλη σηµασία έχει το σηµείο εξόδου, από το χωράφι, του γεωργικού ελκυστήρα. Γιατί, εάν στο σηµείο που θα έχει ολοκληρωθεί η εργασία του υπάρχει έξοδος, τότε ο βαθµός απόδοσης παραµένει υψηλός, εάν όµως δεν υπάρχει έξοδος και θα πρέπει να επιστρέψει εκεί από όπου ξεκίνησε, τότε, επειδή ο χρόνος αυτός είναι νεκρός, µειώνεται αναλόγως ο βαθµός απόδοσης. Ακολουθώντας φθίνουσα πορεία της τιµής του βαθµού απόδοσης το αµέσως επόµενο σχήµα είναι το τετράγωνο και ακολουθεί το χωράφι µε εσοχή (Sturrock et.al. 1977). Στη συνέχεια είναι το χωράφι σχήµατος τραπεζίου, το οποίο είναι το πιο αντιπροσωπευτικό σχήµα αγρού για τα ελληνικά δεδοµένα. Σε αυτή την περίπτωση έχουµε ένα ορθογώνιο τµήµα χωραφιού και ένα τρίγωνο. Όσο δε αυξάνει το µέγεθος 24

27 του ορθογώνιου τµήµατος σε σχέση µε το τρίγωνο, τόσο αυξάνει ο βαθµός απόδοσης για το συγκεκριµένο σχήµα. Στα τριγωνικά σχήµατα ο βαθµός απόδοσης µειώνεται αρκετά γιατί έχουµε µεγαλύτερες απώλειες χρόνου λόγω των επιπλέον καθυστερήσεων στις στροφές. Στο σχήµα αυτό απαιτείται εµπειρία του χειριστή ώστε να µειωθούν κατά το δυνατόν απώλειες χρόνου και επιπλέον για τις εργασίες σποράς και λίπανσης, σπόρου ή λιπάσµατος. Όσο η γωνία γίνεται οξύτερη τόσο αυξάνονται οι παραπάνω απώλειες. Τέλος τον µικρότερο βαθµό απόδοσης δίνουν χωράφια που έχουν εµπόδια στην έκτασή τους (κτίρια, αντλιοστάσια κ.ο.κ.). το µέγεθος των απωλειών χρόνου, εξαρτάται από το µέγεθος του χωραφιού σε σχέση µε το πλήθος και το µέγεθος της επιφάνειας που καλύπτουν τα εµπόδια Μέγεθος αγρού Αύξηση του µεγέθους του χωραφιού, σηµαίνει αύξηση του ποσοστού του χρόνου, του παραγωγικού έργου και µείωση του ποσοστού των νεκρών διαδροµών. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα αύξηση του βαθµού απόδοσης. Λόγω της θετικής αυτής επίδρασης του µεγέθους του χωραφιού, θα πρέπει να επιδιώκεται συνένωση αγροτεµαχίων όπου είναι εφικτό, γιατί εκτός του ότι αυξάνει ο βαθµός απόδοσης, µπορούν να χρησιµοποιηθούν µεγαλύτερα µηχανήµατα µε µεγαλύτερη ταχύτητα µετακίνησης Απόδοση των καλλιεργειών Είναι µία παράµετρος η οποία επηρεάζει το βαθµό απόδοσης στις µηχανές συγκοµιδής. Όταν έχουµε µεγάλες στρεµµατικές αποδόσεις υλικού, τότε ο χειριστής αναγκάζεται να µειώσει την ταχύτητα µετακίνησης ώστε να µειώσει τις απώλειες και τη υποβάθµιση του υλικού. Επίσης εάν το άδειασµα του υλικού δεν γίνεται εν κινήσει τότε αυξάνονται κατά πολύ οι νεκροί χρόνοι. Έτσι ως αποτέλεσµα έχουµε µείωση του βαθµού απόδοσης. 25

28 Εδαφοκλιµατικές συνθήκες Οι εδαφικές και κλιµατικές συνθήκες επηρεάζουν κυρίως την εδαφική υγρασία, η οποία είτε είναι πολύ µικρή, είτε πολύ µεγάλη δηµιουργεί πρόβληµα στα µηχανήµατα. Τα µηχανήµατα κατεργασίας του εδάφους αναγκάζονται να κινηθούν µε ταχύτητα µικρότερη της ενδεδειγµένης, ενώ απαιτείται µεγαλύτερη ισχύς από τον ελκυστήρα. Ταχύτητα µικρότερη της συνιστώµενης άρα µεγαλύτερος χρόνος παραµονής του µηχανήµατος στον αγρό, σηµαίνει κακή διαχείριση του µηχανήµατος. Επίσης έχουµε κακή ποιότητα εργασίας και υποβάθµιση της δοµής του εδάφους. Για αυτό στα µηχανήµατα αυτά συναντάµε τον όρο κατεργασιµότητα του εδάφους (workability, practicability) και είναι εκείνη η κατάσταση του εδάφους που επιτρέπει τη διέλευση και την εργασία των µηχανηµάτων, µε συνθήκες που να διασφαλίζουν την αναβάθµιση ή τουλάχιστον τη µη υποβάθµιση της κατάστασης του. Για τα υπόλοιπα µηχανήµατα αναφέρεται ο όρος προσπελασιµότητα (trafficability) του εδάφους και είναι η κατάσταση εκείνη που επιτρέπει τη διέλευση των µηχανηµάτων χωρίς να υποβαθµίζεται η δοµή του Βλάστηση Όπως η απόδοση των καλλιεργειών επηρεάζει το βαθµό απόδοσης στις µηχανές θερισµού, έτσι και το είδος των φυτών, η ανάπτυξη και η πυκνότητα τους, καθορίζουν την ταχύτητα εργασίας και τους νεκρούς χρόνους, σε µηχανήµατα κοπής και περιποίησης χόρτου. Για παράδειγµα σε ένα χωράφι µε µεγάλη πυκνότητα φυτών, παρατηρείται µείωση της ταχύτητα εργασίας πέραν της ενδεδειγµένης ώστε να µην παραµείνει αθέριστο χόρτο σε αυτό, καθώς και αυξηµένοι νεκροί χρόνοι από τυχόν εµπλοκές του µηχανήµατος από την αυξηµένη ποσότητα χόρτου που έχει να διαχειριστεί Αδρανούσα δυναµικότητα των µηχανηµάτων Όλη η δυναµικότητα ενός µηχανήµατος χρησιµοποιείται όταν εργάζεται συνεχώς µε το θεωρητικό του πλάτος και µε την συνιστώµενη ταχύτητα (θεωρητική παραγωγικότητα). 26

29 Στην πράξη όµως αυτό δεν είναι εφικτό γιατί ούτε µε το θεωρητικό του πλάτος µπορεί να εργάζεται συνεχώς (εκτός των γραµµικών καλλιεργειών), ούτε µε τη συνιστώµενη ταχύτητα. Για αυτό το λόγο µιλάµε για αδρανούσα δυναµικότητα δηλαδή για µη χρησιµοποιούµενη δυναµικότητα των µηχανηµάτων, το µέγεθος της οποίας εξαρτάται από το είδος της εργασίας και την εµπειρία του χειριστή στο να κατευθύνει σωστά και µε ακρίβεια το µηχάνηµα. Στην πραγµατικότητα αφήνεται ένα ποσοστό του πλάτους εργασίας αχρησιµοποίητο για λόγους ασφάλειας. Το ποσοστό αυτό κυµαίνεται από 5-10% του θεωρητικού πλάτους, ενώ σε πιο έµπειρους χειριστές µπορεί να φθάσει και στο 3-5% (Hunt, D. 1999). Το ποσοστό αυτό δεν υφίσταται στα µηχανήµατα γραµµικών καλλιεργειών όπου οι αποστάσεις των φυτών προσαρµόζονται στις απαιτήσεις των µηχανηµάτων και έτσι το θεωρητικό πλάτος συµπίπτει µε το πραγµατικό. Τέλος η µεταβολή της ταχύτητας, που και αυτή µε τη σειρά της επηρεάζει την αδρανούσα δυναµικότητα των µηχανηµάτων, εξαρτάται από την κατάσταση του εδάφους (ανωµαλίες, εδαφική υγρασία κ.ο.κ.) καθώς και από τον παράγοντα «χειριστή». Την εµπειρία του χειριστή, τη δεξιότητα και τη σωµατική αντοχή του Περιορισµοί λόγω συστηµάτων Ο παράγοντας αυτός αφορά σύνολο εργασιών που διαδέχονται χρονικά και επηρεάζουν η µία την άλλη (π.χ. θερισµός καρπού, µεταφορά, ξήρανση και αποθήκευσή του). Για να επιτευχθεί υψηλός βαθµός απόδοσης θα πρέπει: α) να περιορίζονται στο ελάχιστο δυνατό οι απώλειες χρόνου, και β) η επιλογή του µεγέθους των µηχανηµάτων να είναι τέτοια ώστε να υπάρχει αρµονική συνεργασία µεταξύ τους. Αυτό γίνεται όταν κάθε επόµενο µηχάνηµα επιλέγεται να είναι κατά τι µεγαλύτερης παραγωγικότητας από το προηγούµενο, ώστε να υπάρχει συνεχή ροή εργασίας. 27

30 Συναρµογή µηχανηµάτων Ορθή διαχείριση είναι να υπάρχει αρµονική συναρµογή µεταξύ παρελκοµένων και γεωργικού ελκυστήρα, έτσι ώστε να εκµεταλλεύονται (ένα ή και περισσότερα) την ισχύ του ελκυστήρα και να τον φορτίζουν έτσι ώστε να εργάζεται µε το χαµηλότερο κόστος και το µεγαλύτερο βαθµό απόδοσης Ρυθµίσεις εµπλοκές Έλεγχοι και ρυθµίσεις, σε µία ορθή διαχείριση των µηχανηµάτων, θα πρέπει να γίνονται πριν το µηχάνηµα µπει στο χωράφι, διαφορετικά οι χρόνοι αυτοί επιβαρύνουν τους νεκρούς χρόνους των µηχανηµάτων µε αποτέλεσµα να µειώνεται ο βαθµός απόδοσης. Τέτοιες περιπτώσεις συναντάµε όταν υπάρξει διαφοροποίηση της εδαφικής υγρασίας ή της κατάστασης των φυτών, οπότε ο χειριστής αναγκάζεται να κάνει τις απαραίτητες ρυθµίσεις όταν το µηχάνηµα βρίσκεται στον αγρό. Οι νεκροί χρόνοι επίσης επηρεάζονται από τυχόν εµπλοκές (µπουκώµατα) των µηχανηµάτων κατά τη διάρκεια της εργασίας τους. Σε τέτοιες περιπτώσεις αναγκάζεται ο χειριστής να διακόψει την εργασία για να διευθετήσει το πρόβληµα. Πιθανές αιτίες αυτής της κατάστασης είναι: α) Υπερφόρτιση του µηχανήµατος, όταν δηλαδή αναγκάζεται να παράγει έργο στη µονάδα του χρόνου µεγαλύτερο από αυτό για το οποίο έχει κατασκευαστεί (π.χ. µε αυξηµένη ταχύτητα σε χορτοαναδευτήρα, το χόρτο κολλάει στα δόντια του µηχανήµατος) β) Κακή λειτουργία κάποιων µηχανισµών. γ) Κακές συνθήκες εργασίας του µηχανήµατος (π.χ. υπερβολική εδαφική υγρασία) Ζηµιές συντήρηση επισκευές µηχανηµάτων Η πιθανότητα να υπάρξει βλάβη στα µηχανήµατα κατά τη διάρκεια των εργασιών τους είναι σπάνια. Παρόλα αυτά εάν συµβεί επιβαρύνονται οι νεκροί χρόνοι και η σηµαντικότερη επίπτωση είναι ότι σε κρίσιµες περιόδους, όπου υπάρχει µια σειρά 28

31 εργασιών µε χρονική ακολουθία, το κόστος από τη µη έγκαιρη εκτέλεση των εργασιών είναι µεγάλο. Μεγαλύτερες πιθανότητες βλάβης έχουν τα παλιά µηχανήµατα. Τα καινούργια έχουν καλύτερη ποιότητα κατασκευής και η πιθανότητα να παρουσιάσουν βλάβη συνήθως οφείλεται στο χειριστή λόγω κακής χρήσης και συντήρησης. Βλάβες οι οποίες επηρεάζουν την έγκαιρη εκτέλεση των εργασιών και αυξάνουν το κόστος χρήσης των µηχανηµάτων και θεωρούνται αναξιόπιστα από τους παραγωγούς Χειριστής Η διακοπή της εργασίας του µηχανήµατος στον αγρό για προσωπικούς λόγους του χειριστή (π.χ. διακοπή για ξεκούραση, γεύµα κ.ο.κ.), αναφέρεται ως προσωπικός χρόνος του χειριστή. Είναι χρόνος αναγκαίος για το χειριστή, ώστε να συνεχίσει αποδοτικά και µε ασφάλεια την εργασία του και εξαρτάται από τις αντοχές και συνήθειες του κάθε χειριστή. Ο χρόνος αυτός όµως µειώνει το βαθµό απόδοσης, γιαυτό θα πρέπει να περιορίζεται στο ελάχιστο δυνατό Απόδοση συνδυασµένων µηχανηµάτων στον αγρό Μέχρι τώρα αναφερθήκαµε στη χρήση απλών µηχανηµάτων για κάθε εργασία. Τελευταία όµως υπάρχει η τάση να χρησιµοποιούνται συνδυασµοί µηχανηµάτων ή σύνθετων µηχανηµάτων, ώστε µε ένα πέρασµα στον αγρό να πραγµατοποιούνται περισσότερες από µία εργασίες ταυτόχρονα. Τα πλεονεκτήµατα των συνδυασµένων µηχανηµάτων είναι: α) Μείωση του απαιτούµενου χρόνου εκτέλεσης του συνόλου των εργασιών έως και 40% (Nedeff, V.1995, Nedeff and Esanu.1996). β) Μείωση της κατανάλωσης καυσίµου µέχρι και 45% και µείωση γενικότερα του κόστους κατά 55%, σε σύγκριση µε τη χρήση µεµονωµένων µηχανηµάτων (Renoll, E. 1972). γ) Μείωση των ωρών εργασίας έως 30% (Nedeff and Esanu.1996). 29

32 δ) Μείωση της συµπίεσης του εδάφους. Με τη χρήση των απλών µηχανηµάτων οι διελεύσεις αυτών στον αγρό ήταν πολλαπλάσιες από αυτών στα σύνθετα και παρόλο που τα τελευταία είναι βαρύτερα µηχανήµατα, στο σύνολο των εργασιών συµπιέζουν λιγότερο το έδαφος. Τα µειονεκτήµατά τους είναι ότι: α) εν είναι ευέλικτα και παρουσιάζουν δυσκολίες στο χειρισµό τους. β) Απαιτούν προσοχή και εµπειρία από τον χειριστή. γ) Είναι ακριβότερα. Επίσης η οποιαδήποτε απώλεια χρόνου επιβαρύνει πολύ περισσότερο το βαθµό απόδοσης, από ότι η ίδια απώλεια ενός απλού µηχανήµατος στο σύνολο των εργασιών. Ο βαθµός απόδοσης συνδυασµένων µηχανηµάτων δίνεται από τη σχέση: Ε f = ( Ε )( Ε )( Ε ) K( ) f 1 f 2 f 3 Ε fn n 100 όπου: Ε f1 E fn = βαθµοί απόδοσης του κάθε µηχανήµατος n = ο αριθµός των µηχανηµάτων Οι συνηθέστεροι συνδυασµοί εργαλείων είναι µηχανήµατα κατεργασίας µόνο, κατεργασίας και σποράς ή κατεργασίας σποράς λίπανσης πολλές φορές και καταπολέµησης ζιζανίων. Θα πρέπει να γίνεται επίσης σωστή επιλογή του µεγέθους των µηχανηµάτων που πρόκειται να συνεργαστούν, καθώς και σωστή συντήρηση ώστε να αποφεύγονται κατά το δυνατόν καθυστερήσεις για επιδιορθώσεις στον αγρό Σκοπός της εργασίας Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να µελετηθούν ορισµένοι από τους παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω, ώστε να διερευνηθούν οι επιπτώσεις τους στο βαθµό απόδοσης της κάθε εργασίας χωριστά. Οι εργασίες αυτές αφορούσαν κοπή, περιποίηση χόρτου, δεµατοποίηση, συλλογή και φόρτωσή του, κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα και τέλος επιφανειακή 30

33 λίπανση του εδάφους µε λιπασµατοδιανοµέα. Πραγµατοποιήθηκαν σε µικρά πειραµατικά τεµάχια. Οι παράγοντες που διερευνήθηκαν γενικά, αφορούσαν: Το σχήµα του αγρού Το µέγεθός του Την αδρανούσα δυναµικότητα των µηχανηµάτων Ρυθµίσεις και εµπλοκές µηχανηµάτων ιαδικασίες πλήρωσης των µηχανών (λιπασµατοδιανοµέας) Μεταβολή της ταχύτητας µετακίνησης Τον χειριστή Την ευελιξία των µηχανηµάτων Όσον αφορά την ευελιξία των µηχανηµάτων σκοπό είχε την αναγνώριση του τύπου του ελιγµού ή της στροφής, ιδιαίτερα στη δισκοσβάρνα και την διεξοδική διερεύνηση του απαιτούµενου χώρου και χρόνου σε κάθε περίπτωση που παρουσιάστηκε. ίνεται έτσι η δυνατότητα να υπάρχει σαφής εικόνα της συµπεριφοράς του µηχανήµατος και των αναγκών του για τους ελιγµούς του µηχανήµατος, ένα από τους καθοριστικότερους δηλαδή παράγοντες στην διαµόρφωση του βαθµού απόδοσης. Η εργασία επικεντρώθηκε περισσότερο στον παράγοντα αυτόν. Οι λοιποί παράγοντες εξετάστηκαν συγκριτικά κυρίως µε τον µάρτυρα. Έτσι λόγω των περιορισµένων διαστάσεων των πειραµατικών τεµαχίων οι βαθµοί απόδοσης ήταν κατά κανόνα µικρότεροι εκείνων που πράγµατι επιτυγχάνονται σε συνήθεις εργασίες των γεωργών. Η γνώση και η κατανόηση όλων αυτών των παραγόντων και του τρόπου επίδρασής τους στο βαθµό απόδοσης για το κάθε µηχάνηµα, αποσκοπούν στην καλύτερη αξιολόγηση των χρησιµοποιούµενων πρακτικών εργασίας µε σκοπό τη βελτίωση τους. Βελτίωση του βαθµού απόδοσης και ορθή διαχείριση των µηχανηµάτων, οδηγεί σε οικονοµικότερες εκµεταλλεύσεις µε µεγαλύτερα περιθώρια κέρδους στους παραγωγούς. Η οικονοµικότερη εκµετάλλευση σε συνδυασµό µε καλή ποιότητα του προϊόντος, είναι ο ιδανικός συνδυασµός για την παραγωγή ενός, όχι µόνο ποιοτικού αλλά και ανταγωνιστικού προϊόντος. 31

34 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ ΟΙ 3.1. Υλικός εξοπλισµός Οι πειραµατικές εργασίες πραγµατοποιήθηκαν σε αγροτεµάχια του Αγροκτήµατος του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης τον Οκτώβριο και Νοέµβριο του Για την υλοποίηση των πειραµάτων και για τα οποία θα γίνει ανάλυση παρακάτω, χρησιµοποιήθηκαν τα ακόλουθα υλικά, οµαδοποιώντας τα κατά εργασία Κοπή µηδικής Ανάδευση χόρτου εµατοποίηση και φόρτωση δεµάτων Για την εργασία της κοπής της µηδικής, καθώς και για τις εργασίες οι οποίες ακολούθησαν δηλαδή της περιποίησης χόρτου, δεµατοποίησης και φόρτωσης των δεµάτων, χρησιµοποιήθηκαν: Αγροτεµάχιο Το αγροτεµάχιο που χρησιµοποιήθηκε (εικ.3.1) ήταν συνολικής έκτασης 28,8 στρεµµάτων (120 m x 240 m), όπου ήταν εγκατεστηµένη καλλιέργεια µηδικής. Πραγµατοποιήθηκαν οι εργασίες τόσο της κοπής, όσο και της ανάδευσης του χόρτου, δεµατοποίησης και φόρτωσης των δεµάτων. 32

35 Εικ Αεροφωτογραφία του αγροτεµαχίου, όπου ήταν εγκατεστηµένη η καλλιέργεια µηδικής και εφαρµόστηκε το σύνολο των πειραµατικών εργασιών που αφορούσαν την κοπή, ανάδευση και δεµατοποίηση χόρτου Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα θερισµού Α) Μηχανήµατα θερισµού γενικά Ο θερισµός του χόρτου πραγµατοποιείται µε ειδικές θεριστικές µηχανές. Η διαδικασία η οποία ακολουθείται όταν πρόκειται το χόρτο να χρησιµοποιηθεί ως ζωοτροφή είναι αρχικά ο θερισµός του σε µικρό ύψος από το έδαφος 5-6 cm, κατόπιν αφήνεται σε γραµµικούς σωρούς πάνω στο έδαφος µε σκοπό την ξήρανσή του για την παραπέρα αξιοποίησή του. Όταν το χόρτο πρόκειται να χρησιµοποιηθεί για χλωρή λίπανση, αφού ολοκληρωθεί ο θερισµός του αφήνεται στο έδαφος και κατόπιν ακολουθούν µηχανήµατα κατεργασίας του εδάφους ώστε να γίνει ο τεµαχισµός και η ενσωµάτωσή του στο έδαφος. Με τις µηχανές θερισµού γίνεται επίσης η κοπή διαφόρων φυτικών υπολειµµάτων µετά από την συγκοµιδή του καρπού ορισµένων καλλιεργειών όπως είναι το βαµβάκι και το καλαµπόκι. 33

36 Οι θεριστικές µηχανές λειτουργούν βασιζόµενες στις αρχές της κοπής ή της κρούσης και µε βάση τις αρχές αυτές χωρίζονται στις παρακάτω κατηγορίες (Τσατσαρέλης, Κ. 2003): 1. Θεριστικές µε παλινδροµικά µαχαίρια: α) Κλασικές µηχανές µε παλινδροµικό µαχαίρι β) Μηχανές µε διπλό µαχαίρι 2. Θεριστικές περιστροφικές: α) Περιστροφικές µηχανές µε δίσκους β) Περιστροφικές µηχανές µε τύµπανα γ) Περιστροφικές µε οριζόντιο στροφείο µε λεπίδες 3. Αυτοκινούµενες θεριστικές Β) Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα, που χρησιµοποιήθηκε για την κοπή της µηδικής Το χορτοκοπτικό γεωργικό παρελκόµενο που χρησιµοποιήθηκε για την κοπή της µηδικής στα πειραµατικά τεµάχια, είναι ένα περιστροφικό µηχάνηµα µε δίσκους, φερόµενο και δυναµοδοτούµενο, της εταιρίας Gribaldi & Salvia, Rotor 4 (εικ.3.2). Εικ Χορτοκοπτικό µε περιστρεφόµενους δίσκους. 34

37 Αποτελείται από τη ράβδο, πάνω στην οποία είναι τοποθετηµένοι τέσσερις (4) δίσκοι τριγωνικής µορφής, που περιστρέφονται σε κατακόρυφους άξονες (εικ.3.3). Σε κάθε δίσκο είναι τοποθετηµένα τρία (3) µαχαίρια ορθογωνικού σχήµατος, µε ενεργό µήκος κάθε µαχαιριού 5 cm. Η κοπτική ράβδος, της οποίας το ενεργό πλάτος είναι 1,70 m, προεξέχει από το δεξιό µέρος του γεωργικού ελκυστήρα και κινείται παράλληλα µε το έδαφος σε θέση εργασίας, ενώ στη θέση µεταφοράς του, το µηχάνηµα αναδιπλώνεται σε θέση κάθετη προς το έδαφος και καλύπτεται πίσω από το γεωργικό ελκυστήρα. Οι δίσκοι ανά δύο κινούνται µε αντίθετη φορά περιστροφής, ενώ οι εξωτερικοί δίσκοι περιστρέφονται προς το εσωτερικό του µηχανήµατος. Η κοπή στο µηχάνηµα αυτό βασίζεται στην αρχή της κρούσης και για να έχει µία ικανή δύναµη κρούσης ώστε να κόψει τα φυτά, οι δίσκοι περιστρέφονται µε υψηλή ταχύτητα 2800 στροφές ανά λεπτό. Για να γίνει δε οµοιόµορφη κοπή του χόρτου, τα µαχαίρια δύο διαδοχικών δίσκων αλληλοκαλύπτονται και για το λόγω αυτό οι δίσκοι είναι τοποθετηµένοι, µε φάση, πάνω στη ράβδο, ώστε να µην συγκρούονται τα µαχαίρια κατά την περιστροφή των δίσκων. Εικ Κοπτική ράβδος µε περιστρεφόµενους δίσκους. 35

38 Το ύψος κοπής του µηχανήµατος θα πρέπει να είναι τέτοιο ώστε να κόβει το µέγιστο δυνατό ύψος του φυτού χωρίς όµως να πλησιάζει πολύ κοντά την επιφάνεια του εδάφους, ώστε να αποφεύγονται επικίνδυνα κτυπήµατα των µαχαιριών σε ξένα σώµατα. Άρα το ύψος καθορίζεται από τις ανωµαλίες του εδάφους και ρυθµίζεται αναλόγως στις άκρες της κοπτικής ράβδου όπου υπάρχουν τα πέδιλα, τα οποία ολισθαίνουν στο έδαφος και είναι δυνατή η αυξοµείωση του ύψους τους από αυτό. Οι εξωτερικοί δίσκοι προεκτείνονται προς τα επάνω µε µορφή κώνου και λειτουργούν και ως διαχωριστήρες της γραµµής του χόρτου που πρόκειται να θεριστεί. Στο πίσω µέρος του εξωτερικού δίσκου του µηχανήµατος είναι συνδεδεµένο ένα µεταλλικό πτερύγιο (µηχανισµός διευθέτησης του χόρτου), που προορισµός του είναι η δηµιουργία γραµµικών σωρών του θερισµένου χόρτου, µικρότερου πλάτους από το πλάτος κοπής του µηχανήµατος. Η µείωση αυτή των γραµµικών σωρών δηµιουργεί τις προϋποθέσεις για σωστή συνεργασία µεταξύ των µηχανηµάτων, έως και την δεµατοποίηση του χόρτου σε µπάλες. Υπάρχει το πλαίσιο του µηχανήµατος, πάνω στο οποίο είναι αναρτηµένοι όλοι οι επιµέρους µηχανισµοί. Επίσης το χορτοκοπτικό είναι καλυµµένο µε µουσαµά για λόγους ασφάλειας (εικ.3.4), τόσο του χειριστή όσο και οποιουδήποτε βρίσκεται κοντά σε αυτό, από εκτίναξη τυχόν αντικειµένων κατά τη διάρκεια εργασίας του. Το συνολικό βάρος του µηχανήµατος είναι 345 κιλά. Εικ Εξωτερικά χαρακτηριστικά του µηχανήµατος. 36

39 Το µηχάνηµα συνδέεται στα τρία σηµεία της υδραυλικής ανάρτησης του γεωργικού ελκυστήρα και συνδέεται επίσης µε το δυναµοδοτικό άξονα µέσω σταυρού και περιστρέφεται στις 540 (rpm) στροφές το λεπτό. Η µετάδοση της κίνησης στην κοπτική ράβδο γίνεται µε τραπεζοειδείς ιµάντες. Η απαίτησή του σε ισχύ είναι 35 kw. Το συνολικό µήκος γεωργικού ελκυστήρα και µηχανήµατος είναι 5,20 m Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα περιποίησης χόρτου Α) Μηχανήµατα ανάδευσης γενικά Μετά την κοπή του το χόρτο αφήνεται σε γραµµικούς σωρούς στο χωράφι ώστε να ξηραθεί και να µειωθεί η υγρασία του σε ποσοστό 15-20%, όταν πρόκειται για ξηρό χόρτο. Για να µην έχουµε υποβάθµιση της ποιότητας του χόρτου θα πρέπει η ξήρανσή του να γίνει γρήγορα και οµοιόµορφα. Για το λόγο αυτό πραγµατοποιείται ανάδευση του χόρτου όταν ακόµα είναι υγρό, ώστε να ξηραθεί οµοιόµορφα και να µην προκληθεί αποφύλλωση. Ανάλογα µε την πυκνότητα του χόρτου µετά την κοπή, αν δηλαδή το χόρτο είναι πυκνό, τότε θα χρειαστούν περισσότερες από µία αναδεύσεις, ενώ όταν έχει χαµηλή πυκνότητα τότε θα χρειαστεί να γίνει πέραν της ανάδευσης και συνένωση σειρών, ώστε να µην έχουµε απώλειες κατά την παραλαβή του χόρτου από το χωράφι στη διαδικασία της δεµατοποίησης του σε µπάλες. Τα είδη των αναδευτήρων για γραµµικές σωρούς είναι τα εξής (Τσατσαρέλης, Κ. 2003): 1. Αναδευτήρες γραµµικών σωρών περιστροφικοί. 2. Αναδευτήρες γραµµικών σωρών µε τροχούς και µακριά δόντια. 3. Αναδευτήρες γραµµικών σωρών µε τύµπανα ή µε παράλληλους άξονες µε δόντια. 4. Αναδευτήρες µε αλυσίδες και δόντια. 5. Περιστρεφόµενοι αναδευτήρες µε οριζόντια δόντια. Β) Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα που χρησιµοποιήθηκε για την ανάδευση του χόρτου καθώς και συνένωση γραµµικών σειρών 37

40 Το µηχάνηµα το οποίο χρησιµοποιήθηκε για την εργασία είναι αναδευτήρας γραµµικών σωρών µε τροχούς και µακριά δόντια (finger-wheel rakes) (εικ.3.5). Ο αναδευτήρας χόρτου αποτελείται από τέσσερις (4) τροχούς, διαµέτρου 1,40 m ο καθένας µαζί µε τα δόντια (0,9 m το κέντρο του τροχού και δύο φορές 0,25 m το µήκος τον δοντιών). Οι τροχοί αυτοί φέρονται σε πλαίσιο, το οποίο αναρτάται στα τρία σηµεία της υδραυλικής ανάρτησης του γεωργικού ελκυστήρα, είναι ένα µηχάνηµα φερόµενο. Εικ Αναδευτήρας χόρτου µε περιστρεφόµενους δίσκους και µακριά δόντια. Το µηχάνηµα έχει µία γωνία κλίσης ως προς τη διεύθυνση κίνησης του γεωργικού ελκυστήρα. Ανάλογα µε τον τρόπο που θα συνδεθεί το µηχάνηµα µεταβάλλεται η γωνία και κατ επέκταση το ενεργό πλάτος του µηχανήµατος, το εύρος του οποίου είναι 1 m - 1,70 m και στη συγκεκριµένη εργασία ήταν 1,20 m. Τα δόντια στη θέση εργασίας του µηχανήµατος ακουµπούν ελαφρώς στο έδαφος -τόσο ώστε να µην παρασύρεται και χώµα µαζί µε το χόρτο- και έτσι περιστρέφονται µε την ίδια φορά περιστροφής των τροχών του γεωργικού ελκυστήρα. 38

41 Έτσι το χόρτο µετατοπίζεται προς τα εµπρός και δεξιά των τροχών και µε τον τρόπο αυτό γίνεται µετατόπιση- αναστροφή των γραµµικών σειρών προς τα δεξιά και συνένωση αυτών όπου κρίνεται απαραίτητο. Το πλάτος του µηχανήµατος, ανάλογα µε τον τρόπο που πρόκειται να εργαστεί, µπορεί να διαφοροποιείται, µέσα βέβαια στα όρια που ορίζει ο κατασκευαστής του. Είναι ένα µηχάνηµα ελαφρύ µε µικρή απαίτηση ισχύος από το γεωργικό ελκυστήρα Παρελκόµενο γεωργικό µηχάνηµα δεµατοποίησης χόρτου Α) Μηχανήµατα δεµατοποίησης χόρτου γενικά Μετά την κοπή και ξήρανση του χόρτου ακολουθεί η δεµατοποίησή του. Η δεµατοποίηση του χόρτου σε δέµατα (µπάλες), διευκολύνει τη µεταφορά και την αποθήκευσή του, στις αποθήκες, ώστε να προφυλάσσεται από τις καιρικές συνθήκες. Ανάλογα µε τις ανάγκες και το µέγεθος της εκµετάλλευσης, υπάρχουν δύο κατηγορίες µηχανών δεµατοποίησης. 1. Μηχανήµατα δεµατοποίησης µικρών ορθογωνικών δεµάτων. 2. Μηχανήµατα δεµατοποίησης κυλινδρικών δεµάτων. Το βάρος των δεµάτων αυτών είναι φορές µεγαλύτερο των µικρών ορθογωνικών δεµάτων. Εφόσον ολοκληρώθηκε η ξήρανση του χόρτου, ακολούθησε η δεµατοποίησή του σε µικρά ορθογώνια δέµατα (πρέσα). Β) Μηχάνηµα δεµατοποίησης που χρησιµοποιήθηκε στο πείραµα Το µηχάνηµα που χρησιµοποιήθηκε είναι δεµατοποίησης µικρών ορθογωνικών δεµάτων, της εταιρίας New Holland. Είναι µηχάνηµα συρόµενο του οποίου το σύστηµα παραλαβής του χόρτου προεξέχει δεξιά του γεωργικού ελκυστήρα και παίρνει κίνηση από τον δυναµοδοτικό άξονα του ελκυστήρα για να µπορέσουν να δουλέψουν όλοι οι µηχανισµοί του (εικ.3.6). Τη λειτουργία του µηχανήµατος συνθέτουν τέσσερις επιµέρους µηχανισµοί: α) Ο µηχανισµός παραλαβής, ο οποίος παραλαµβάνει το χόρτο από το χωράφι και το προωθεί στους υπόλοιπους µηχανισµούς. Αποτελείται από ένα κύλινδρο ο οποίος φέρει άξονες. Πάνω σε αυτούς τους άξονες είναι προσαρµοσµένα εύκαµπτα 39

42 µεταλλικά δόντια. Καθώς περιστρέφεται ο κύλινδρος τα δόντια που έρχονται σε επαφή µε το χόρτο, βρίσκονται σε κατακόρυφη θέση. Το πλάτος του µηχανισµού παραλαβής, που είναι και το ενεργό πλάτος του µηχανήµατος είναι 1,5 m. Το ύψος του από το έδαφος ρυθµίστηκε από το χειριστή σύµφωνα µε τις ανωµαλίες που παρουσίαζε το έδαφος, το ελάχιστο δυνατό, ώστε να µην µεταφέρονται χώµα και πέτρες στους µηχανισµούς. Εικ Μηχάνηµα δεµατοποίησης χόρτου. β) Ο µηχανισµός µεταφοράς και τροφοδοσίας, κάθε ένας από τους οποίους αποτελείται από τρία µεγάλα µεταλλικά δόντια. Ο µηχανισµός µεταφοράς προωθεί, το χόρτο που παραλαµβάνεται, προς το µηχανισµό τροφοδοσίας όπου µε τη σειρά του τροφοδοτεί µε το χόρτο το θάλαµο συµπίεσης. γ) Ο µηχανισµός συµπίεσης του χόρτου Αποτελείται από ένα µεταλλικό θάλαµο µέσα στον οποίο παλινδροµεί ένα έµβολο ορθογωνικής διατοµής αντίστοιχης του θαλάµου. Το έµβολο παίρνει κίνηση από το P.T.O. και µε ένα σύστηµα στροφάλου - διωστήρα, η περιστροφική κίνηση που 40

43 παραλαµβάνει, µετατρέπεται σε παλινδροµική κίνηση του εµβόλου. Το σύστηµα περιλαµβάνει σφόνδυλο ο οποίος εξοµαλύνει την κίνηση, µειώνοντας τους κραδασµούς. Κάθε εµβολισµός συµπιέζει το χόρτο το οποίο έχει εισέλθει στο θάλαµο µε τη βοήθεια του συστήµατος τροφοδοσίας. Για το λόγο αυτό οι δύο αυτοί µηχανισµοί συγχρονίζονται έτσι ώστε να γίνεται ο εµβολισµός όταν έχουν αποµακρυνθεί τα δόντια. Το δέµα δηµιουργείται από διαδοχικούς εµβολισµούς και για να συγκρατείται στη θέση του, στο κάτω µέρος του θαλάµου υπάρχουν δόντια τοποθετηµένα αντίθετα µε τη φορά εµβολισµού. Για τη δηµιουργία ενός δέµατος οµαλού σχήµατος, επί της διατοµής του θαλάµου υπάρχει λεπίδα, στην πλευρά εισόδου του χόρτου, ώστε µε την ίδια την κίνηση του εµβόλου να δηµιουργείται διάτµηση του επιπλέον χόρτου που περισσεύει του θαλάµου, σε κάθε εµβολισµό. Το δέµα καθώς αυξάνει το µήκος του προωθείται προς το πίσω µέρος του µηχανήµατος. δ) Ο δετικός µηχανισµός Ο µηχανισµός αυτός βρίσκεται στο πίσω µέρος του µηχανήµατος και αποτελείται από επιµέρους µηχανισµούς µε τους οποίους ρυθµίζεται το µήκος, το βάρος του δέµατος και το δέσιµο του, στη περίπτωσή µας µε σπάγκο(εικ.3.7). Εικ ετικός µηχανισµός του µηχανήµατος. 41

44 Για τη ρύθµιση του µήκους, υπάρχει ένας αστεροειδής τροχός ο οποίος είναι σε συνεχή επαφή µε το δέµα και περιστρέφεται µε κατά τη διάρκεια της πορείας του δέµατος προς τα πίσω. Είναι δε αυτός που ανάλογα µε τη ρύθµισή του, µέσω γραµµωτού κανόνα, δίνει εντολή και ενεργοποιείται το δέσιµο της µπάλας. Για τη µεταβολή του βάρους του δέµατος υπάρχει µοχλός (εικ.3.7) ο οποίος αυξοµειώνει τη διατοµή εξόδου του δέµατος από τη µηχανή. Το συνολικό µήκος γεωργικού ελκυστήρα και µηχανήµατος είναι 8,95 m Παρελκόµενα γεωργικά µηχανήµατα για την παραλαβή και φόρτωση των δεµάτων από τον αγρό Η συλλογή των δεµάτων από τον αγρό, έγινε µε τη βοήθεια µηχανήµατος (φορτωτής) το οποίο προσδέθηκε στο γεωργικό ελκυστήρα. Το µηχάνηµα αυτό προεξείχε δεξιά του ελκυστήρα (εικ.3.8)και µε δύο δαγκάνες που αποτελούσαν το σύστηµα παραλαβής των δεµάτων, παραλάµβανε από το χωράφι ένα δέµα κάθε φορά, καθώς µετακινούταν, µε την καθοδήγηση του χειριστή. Με ένα σύστηµα µεταφοράς οδηγούνταν τα δέµατα στο ύψος της πλατφόρµας όπου τα παραλάµβαναν δύο εργάτες και τα στοίβαζαν πάνω σε αυτή. Η πλατφόρµα ήταν συνδεδεµένη στη δοκό έλξης του γεωργικού ελκυστήρα (εικ.3.8). Εικ Μηχάνηµα παραλαβής των δεµάτων από το χωράφι και πλατφόρµα. 42

45 Κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα Για την κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα, χρησιµοποιήθηκαν: Αγροτεµάχιο Το αγροτεµάχιο στο οποίο πραγµατοποιήθηκε το πείραµα κατεργασίας του εδάφους µε δισκοσβάρνα (εικ.3.9) ήταν 45,15 στρεµµάτων (210 m x 215 m). Εικ είχνει το χωράφι στο οποίο χρησιµοποιήθηκε για το πείραµα της κατεργασίας του εδάφους µε δισκοσβάρνα ισκοσβάρνα Η δισκοσβάρνα είναι ένα από τα σηµαντικότερα µηχανήµατα µε µεγάλη διάδοση παγκοσµίως αλλά και στην ελληνική πραγµατικότητα. 43

46 Α) Γενικά Οι δισκοσβάρνες γενικά είναι µηχανήµατα κυρίως δευτερεύουσας κατεργασίας του εδάφους, ώστε να το προετοιµάσουν κατάλληλα για σπορά µετά από κύρια κατεργασία µε υνάροτρο. Επίσης χρησιµοποιούνται για θρυµµατισµό βώλων, ισοπέδωση, καταστροφή ζιζανίων, ενσωµάτωση φυτικών υπολειµµάτων και λιπασµάτων. Μπορεί να προηγούνται του οργώµατος για την κοπή στελεχών προηγούµενης καλλιέργειας όπως καλαµποκιού, βάµβακος, καπνού κ.α., ώστε να διευκολυνθεί η διαδικασία του οργώµατος και να γίνει καλύτερη ενσωµάτωση των φυτικών υπολειµµάτων λόγω του τεµαχισµού τους. Χωρίζονται σε τρείς κατηγορίες ανάλογα µε τον αριθµό των αξόνων που φέρουν τους δίσκους και την τοποθέτησή τους. 1. Απλής ενέργειας. Έχουν δύο άξονες σε µορφή V. 2. ιπλής ενέργειας. Έχουν τέσσερις άξονες σε µορφή Χ. 3. Πλάγιας έλξης. Έχουν δύο άξονες, ο ένας πίσω από τον άλλο, σε µορφή V, µε το άνοιγµα πλαγίως. Β) Περιγραφή δισκοσβάρνας που χρησιµοποιήθηκε Το µηχάνηµα το οποίο χρησιµοποιήθηκε είναι δισκοσβάρνα διπλής ενέργειας. Μηχάνηµα συρόµενο συνδέεται στη δοκό έλξης του γεωργικού ελκυστήρα και είναι αναρτηµένο σε δύο τροχούς (εικ.3.10). Εικ ισκοσβάρνα διπλής ενέργειας (του πειράµατος). 44

47 Με υδραυλικό κύλινδρο που φέρει το µηχάνηµα και αρθρωτό το πλαίσιο, στη θέση εργασίας, έρχονται οι δίσκοι σε επαφή µε το έδαφος ενώ οι τροχοί του ανασηκώνονται. Στη θέση µεταφοράς οι τροχοί κατεβαίνουν και ακουµπούν στο έδαφος ενώ το µηχάνηµα ανασηκώνεται. Αποτελείται από δύο σειρές αξόνων. Κάθε σειρά έχει δύο άξονες οι οποίοι σχηµατίζουν αµβλεία γωνία µεταξύ τους. Η γωνία που σχηµατίζουν οι άξονες µε την κάθετο στην κατεύθυνση της κίνησης, κυµαίνεται από ο. Πάνω στους άξονες είναι τοποθετηµένοι οι δίσκοι οι οποίοι περιστρέφονται ενιαία και είναι κάθετοι στην επιφάνεια του εδάφους (εικ.3.11). Σε κάθε άξονα υπήρχαν 7 δίσκοι στο σύνολο δηλαδή των αξόνων είχαµε 28 δίσκους. Η µορφή των δίσκων ήταν σφαιρική και λεία στην περίµετρό του. Η διάµετρος κάθε δίσκου ήταν 45 cm και η απόσταση µεταξύ δύο διαδοχικών δίσκων επί του άξονα ήταν 20 cm. Το συνολικό ενεργό πλάτος της δισκοσβάρνας ήταν 2,57 m ενώ το µήκος της από το σηµείο σύνδεσης µε το γεωργικό ελκυστήρα ήταν 3,60 m. Το συνολικό µήκος γεωργικού ελκυστήρα και δισκοσβάρνας ήταν 6,95 m. Εικ Λήψη κατά τη διάρκεια πραγµατοποίησης του πειράµατος. 45

48 Οι δισκοσβάρνες αυτού του τύπου, διπλής ενέργειας, καλλιεργούν δύο φορές το έδαφος. Η πρώτη σειρά αξόνων έχει τοποθετηµένους τους δίσκους έτσι ώστε το κοίλο τµήµα τους να βλέπει προς τα έξω, ενώ στη δεύτερη σειρά αξόνων να βλέπει προς τα µέσα του µηχανήµατος. Αυτό έχει σαν συνέπεια αντίστοιχα η πρώτη σειρά δίσκων να αναστρέφει το έδαφος προς τα έξω, ενώ η δεύτερη σειρά (πίσω) προς τα µέσα. Σε σύγκριση µε τη δισκοσβάρνα απλής ενέργειας, όπου έχουµε µία µόνο σειρά αξόνων, µε την διπλής ενέργειας επιτυγχάνουµε καλύτερο θρυµµατισµό, ισοπέδωση του εδάφους και καλύτερη ενσωµάτωση φυτικών υπολειµµάτων. 46

49 Λίπανση εδάφους Αγροτεµάχιο Το αγροτεµάχιο ήταν 52 στρέµµατα (εικ.3.12) στα οποία έγινε επιφανειακός διασκορπισµός κοκκώδους λιπάσµατος. Εικ είχνει το χωράφι που χρησιµοποιήθηκε για το πείραµα της επιφανειακής λίπανσης Λιπασµατοδιανοµέας Α) Λιπασµατοδιανοµείς γενικά Τα µηχανήµατα αυτά σκοπό έχουν να διασκορπίζουν το λίπασµα στην επιφάνεια του εδάφους. Αποτελούνται από ένα δοχείο όπου τοποθετείται το λίπασµα, το σχήµα του συνήθως είναι ανεστραµµένου κόλουρου κώνου. Στη βάση του δοχείου υπάρχουν 47

50 ρυθµιζόµενα ανοίγµατα (θυρίδες), ώστε να είναι δυνατή η ρύθµιση της ποσότητας του λιπάσµατος που πρόκειται να διασκορπιστεί. Από τις θυρίδες αυτές πέφτει το λίπασµα σε ένα ή δύο δίσκους οι οποίοι περιστρέφονται µε µεγάλη ταχύτητα. Οι δίσκοι αυτοί φέρουν ακτινικά πτερύγια τα οποία συγκρατούν τους κόκκους του λιπάσµατος και καθώς περιστρέφονται τους εκτινάσσουν, στην επιφάνεια του εδάφους, σε µεγάλες αποστάσεις (10-36 m), κάτι που εξαρτάται από το είδος και τα χαρακτηριστικά του µηχανήµατος. Τα µηχανήµατα αυτά χρησιµοποιούνται επίσης και ως µηχανήµατα σποράς, για σπορά στα πεταχτά. Β) Περιγραφή λιπασµατοδιανοµέα που χρησιµοποιήθηκε στο πείραµα Το µηχάνηµα που χρησιµοποιήθηκε στο πείραµα είναι φερόµενος λιπασµατοδιανοµέας µε ένα περιστρεφόµενο δίσκο της εταιρίας Zona Ind. Regrano Citta Castelo, Faza machine agricole (εικ.3.13). Εικ Λιπασµατοδιανοµέας του πειράµατος µε περιστρεφόµενο δίσκο. 48

51 Αποτελείται από το δοχείο του λιπάσµατος το οποίο έχει σχήµα ανεστραµµένης κόλουρης πυραµίδας και η χωρητικότητα του είναι 800 κιλά. Η µεγαλύτερη διάσταση του δοχείου, το άνοιγµά του στο ανώτερο σηµείο είναι 1,20 m x 1,60 m. Στον πυθµένα του δοχείου υπάρχουν δύο ρυθµιζόµενα ανοίγµατα (θυρίδες) από όπου πέφτουν οι κόκκοι του λιπάσµατος σε περιστρεφόµενο δίσκο ο οποίος εκτινάσσει τους κόκκους προς το έδαφος. Το άνοιγµα των θυρίδων µεταβάλλεται µε τη βοήθεια δύο µοχλών. Αλλάζοντας τη διατοµή του ανοίγµατος αλλάζει η παροχή του, δηλαδή η ποσότητα του λιπάσµατος που πρόκειται να διασκορπιστεί (kg) στη µονάδα επιφάνειας του χωραφιού (στρέµµα). Ο δίσκος παίρνει κίνηση από το δυναµοδοτικό άξονα (P.T.O.) του ελκυστήρα, µέσω γραναζιών. Το µηχάνηµα δουλεύει στις 540 r.p.m. του P.T.O. Για να έχουµε τις στροφές αυτές θα πρέπει να έχουµε 1680 στροφές στον κινητήρα του ελκυστήρα. Ο δίσκος κατά διαστήµατα φέρει µεταλλικά πτερύγια τοποθετηµένα ακτινικά, τα οποία συγκρατούν τους κόκκους και καθώς περιστρέφεται λόγω της φυγόκεντρης δύναµης που αναπτύσσεται, εκτοξεύονται προς την επιφάνεια του εδάφους. Το πλάτος στο οποίο εκτινάσσονται είναι 22 m, σύµφωνα µε τον κατασκευαστή του µηχανήµατος. Η ποσότητα του σπόρου ανά στρέµµα, επηρεάζεται από την παροχή του ανοίγµατος της θυρίδας, την ταχύτητα µετακίνησης του µηχανήµατος, το πλάτος διασκόρπισης του υλικού και εκφράζεται από τη σχέση (Τσατσαρέλης, Κ. 2000): όπου Q = 60D vw Q = ποσότητα σπόρου (kg/στρέµµα) D = παροχή του ανοίγµατος (kg/min) v = ταχύτητα µετακίνησης (km/h) w = πλάτος διασκόρπισης (m) Σε όλο το πλάτος εργασίας όµως, όπως είναι γνωστό, δεν έχουµε την ίδια οµοιοµορφία διασποράς. Η διασπορά του λιπάσµατος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του µηχανήµατος και του υλικού (Griffis et.al. 1983). Γίνονται βέβαια προσπάθειες από τους κατασκευαστές για τη βελτίωση του προβλήµατος 49

52 αυτού, µε κάποιους επιπρόσθετους µηχανισµούς που τοποθετούν στους λιπασµατοδιανοµείς Κοινά υλικά που χρησιµοποιήθηκαν στο σύνολο των πειραµάτων Για την υλοποίηση του συνόλου των εργασιών χρειάστηκαν επίσης: 1. Το σύστηµα AgGPS 106 Smart Antenna της εταιρείας Trimble, ακρίβειας κάτω του ενός µέτρου. 2. Ηλεκτρονικά χρονόµετρα χειρός, για τον παραδοσιακό τρόπο καταγραφής των ενεργών και των νεκρών χρόνων. 3. Γεωργικός ελκυστήρας Ford ισχύος 66Ps. 4. Ο χειριστής του ελκυστήρα. Ένα άτοµο επάνω στο γεωργικό ελκυστήρα για τον έλεγχο της καταγραφής των δεδοµένων και δύο άτοµα στον αγρό για τη λήψη και καταγραφή των χρόνων. Κατά τη φόρτωση των δεµάτων χρειάστηκαν δύο επιπλέον εργάτες. Οι πειραµατικές εργασίες αφορούσαν στον προσδιορισµό του βαθµού απόδοσης των παραπάνω µηχανηµάτων κατά τη διάρκεια των εργασιών για τις οποίες προορίζονται. Υπενθυµίζεται ότι ο βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων ορίζεται ως ο λόγος της πραγµατικής προς τη θεωρητική παραγωγικότητα (ή απόδοση) του µηχανήµατος στον αγρό (ASAE. 2004, Hunt, D. 1995): E f CE = 100% C T όπου: E f = βαθµός απόδοσης των µηχανηµάτων στον αγρό C E, C T = η πραγµατική και θεωρητική παραγωγικότητα αντίστοιχα. Ο βαθµός απόδοσης του µηχανήµατος στον αγρό στην ουσία συγκρίνει το χρόνο που χρησιµοποιείται το µηχάνηµα, σε σχέση µε το συνολικό χρόνο που αυτό βρίσκεται στον αγρό (Renoll, E. 1972). Εποµένως για να υπολογιστεί ο βαθµός απόδοσης του κάθε µηχανήµατος, θα πρέπει να γίνει γνωστό, το πώς αξιοποιήθηκε ο συνολικός χρόνος που το µηχάνηµα 50

53 παρέµεινε στον αγρό, δηλαδή ενεργοί (παραγωγικοί) και νεκροί (µη παραγωγικοί) χρόνοι. Για το λόγο αυτό, κατά τη διάρκεια των πειραµάτων γινόταν καταγραφή των επιµέρους αυτών χρόνων για το κάθε µηχάνηµα, σε κάθε µία από τις περιπτώσεις (µεταχειρίσεις) που ερευνήθηκαν. Η καταγραφή των επιµέρους χρόνων για κάθε µεταχείριση χωριστά, έγινε µε δύο τρόπους: α) Παραδοσιακό τρόπο καταγραφής δεδοµένων Μετρήθηκαν οι χρόνοι: παραγωγικών διαδροµών, στροφών ελιγµών και στάσεων, γεωργικού ελκυστήρα και µηχανήµατος. Η λήψη έγινε µε ηλεκτρονικά χρονόµετρα χειρός ενώ η καταγραφή των δεδοµένων έγινε σε πίνακες χειρόγραφα (Renoll, E. 1981), έτσι ώστε να αποτυπωθεί η συµπεριφορά του µηχανήµατος στον αγρό. Με τον τρόπο αυτό καταγραφής απαιτείται η συνεχής παρουσία του ερευνητή (Grisso et.al. 2002) και ενός τουλάχιστον βοηθητικού ατόµου, καθ όλη τη διάρκεια των εργασιών στον αγρό. β) Καταγραφή δεδοµένων µε σύστηµα GPS (Global Positioning System). Το GPS συνδέθηκε µε Η/Υ, εγκαταστάθηκε στον γεωργικό ελκυστήρα που χρησιµοποιήθηκε στο πείραµα και κατέγραψε την πορεία του καθ όλη τη διάρκεια των εργασιών. Τα δεδοµένα αυτά παραλαµβάνονταν σε αρχεία µε µοίρες δηλ. γεωγραφικές συντεταγµένες των γωνιών φ (γεωγραφικό πλάτος) και λ (γεωγραφικό µήκος) στο σύστηµα WGS 84 (World Geodetic System). Τα αρχεία αυτά µετέπειτα µετατράπηκαν, µε µετασχηµατισµούς ανώτερης γεωδαισίας, σε ορθογώνιες καρτεσιανές συντεταγµένες στο σύστηµα ΕΓΣΑ 87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστηµα Αναφοράς), µε τιµές χ και ψ σε µέτρα, µε δυνατή πλέον την επεξεργασία τους. Ως µεταχειρίσεις του πειράµατος θεωρήθηκαν παράγοντες που επηρεάζουν το βαθµό απόδοσης των µηχανηµάτων. 51

54 3.2. Περιγραφή γεωργικών πειραµάτων µεθοδολογία µετρήσεων Πειράµατα κοπής ανάδευσης δεµατοποίησης και φόρτωσης Οι εργασίες µε τη χρονική σειρά που πραγµατοποιήθηκαν και αναλύονται παρακάτω είναι οι εξής: α) κοπή της µηδικής, β) ανάδευση και συνένωση γραµµικών σωρών, γ) δεµατοποίηση και δ) φόρτωση δεµάτων. Μία αλληλουχία εργασιών όπου το αρχικό προϊόν ήταν εγκατεστηµένη καλλιέργεια µηδικής στον αγρό και το τελικό προϊόν, συγκεντρωµένα δέµατα ξηρού χόρτου έτοιµα προς αποθήκευση Κοπή µηδικής Α) Σχεδιασµός και διαίρεση πειραµατικού αγροτεµαχίου Το αγροτεµάχιο των 28,8 στρεµµάτων (120 m x 240 m), το οποίο φαίνεται στην εικόνα 4, διαιρέθηκε σε δύο ισοµεγέθη τµήµατα 60 m x 240 m το καθένα (εικ.3.14). Εικ Σχεδιασµός και διαίρεση αγροτεµαχίου (60 m x 240 m), στα επιµέρους πειραµατικά τεµάχια. 52

55 Τα δύο αυτά ίσα αγροτεµάχια δηµιουργήθηκαν µε σκοπό να υπάρξει η δυνατότητα για τις δύο επαναλήψεις του πειράµατος. Κάθε ένα από αυτά διαιρέθηκε σε επιµέρους τµήµατα όπως φαίνεται στην εικόνα 3.14, ώστε να πραγµατοποιηθούν οι παρακάτω µεταχειρίσεις για κάθε επανάληψη. Β) Μεταχειρίσεις 1 η ) Ο µάρτυρας Το τµήµα του αγρού είχε σχήµα ορθογώνιου παραλληλόγραµµου, µε διαστάσεις 15 m πλάτος και 80 m µήκος. Η εργασία πραγµατοποιήθηκε σύµφωνα µε τις συνήθειες του χειριστή (εικ.3.15). (α) (β) Εικ Τρόπος πραγµατοποίησης της κοπής του χόρτου για κάθε τεµάχιο. 53

56 Σε κάθε πειραµατικό ξεκινούσε δηµιουργώντας το κάτω κεφαλάρι (εικ.3.15 (α), θέση 1), ανέβαινε κόβοντας ως την επάνω άκρη του τεµαχίου (εικ.3.15 (α), θέση 2), δηµιουργούσε, θερίζοντας, το επάνω κεφαλάρι (εικ.3.15 (α), θέση 3). Τέλος συνέχιζε το θερισµό του υπόλοιπου χωραφιού, κινούµενος σε παράλληλες διαδροµές, κατά µήκος της µεγαλύτερης διάστασης του τεµαχίου, από την περιφέρεια προς το κέντρο (εικ.3.15 (β)). Όπως όµως αναφέρθηκε στα προηγούµενα, το µηχάνηµα στην πράξη δεν µπορεί να εργάζεται µε το θεωρητικό του πλάτος, έτσι λοιπόν παρόλο που το πλάτος του τεµαχίου είναι 15 m και το ενεργό πλάτος του µηχανήµατος 1,70 m, χρειάστηκαν δέκα διαδροµές του µηχανήµατος για να καλυφθεί αυτό το πλάτος. Άρα υπήρξε µία επικάλυψη της τάξεως του 10%, είναι µια τιµή λογική και αναµενόµενη που εξαρτάται από την εµπειρία του χειριστή και δηµιουργείται επίσης για λόγους ασφάλειας. 2 η ) Μείωση ενεργού πλάτους κοπής Το σχήµα, το µέγεθος καθώς και το σύστηµα εργασίας που ακολουθήθηκε ήταν όµοια µε του µάρτυρα. Η µείωση του ενεργού πλάτους κοπής επήλθε δηµιουργώντας επικάλυψη µεταξύ των διαδροµών. Η επικάλυψη αυτή ήταν της τάξεως του 20% του ενεργού πλάτους του µηχανήµατος δηλαδή 10% επιπλέον της προηγούµενης µεταχείρισης. Χρειάστηκε λόγω της επικάλυψης αυτής, να πραγµατοποιήσει µία επιπλέον διαδροµή, σε σχέση µε το µάρτυρα. Ήταν εσκεµµένη επικάλυψη και η µεταχείριση αυτή, αντιπροσωπεύει κατά κανόνα άπειρο ή απρόσεκτο χειριστή. 3 η ) Αύξηση του διαθέσιµου χώρου για ελιγµούς στα κεφαλάρια Στη µεταχείριση αυτή έγινε µία επιπλέον κοπή σε κάθε κεφαλάρι, ώστε να αυξηθεί ο διαθέσιµος χώρος για ελιγµούς στα κεφαλάρια. Τεµάχιο και εργασία όµοια µε του µάρτυρα. 4 η ) Ρύθµιση - εµπλοκή στο χωράφι Σε συνθήκες και τεµάχιο όµοια µε του µάρτυρα, κατά τη διάρκεια της εργασίας ο χειριστής, θεωρήθηκε ότι εντόπισε ένα ασυνήθιστο θόρυβο που προέρχονταν από το µηχάνηµα. 54

57 Αναγκάστηκε να διακόψει την εργασία και να διευθετήσει το πρόβληµα του µηχανήµατος, µε νεκρό χρόνο της τάξεως του ενός λεπτού (1 min). 5 η ) Τριγωνικό σχήµα χωραφιού Στη µεταχείριση αυτή άλλαξε το σχήµα του χωραφιού, από ορθογώνιο παραλληλόγραµµο που ήταν στις προηγούµενες µεταχειρίσεις, σε ορθογώνιο τρίγωνο. Οι κάθετες πλευρές του τριγώνου ήταν διαστάσεων 30 m x 80 m και άρα το εµβαδόν της επιφάνειας του τεµαχίου παρέµεινε ίδιο µε του µάρτυρα. 6 η ) Προσωπικός χρόνος χειριστή (σε τριγωνικό χωράφι 30 m x 80 m) Σε τριγωνικό τεµάχιο, όµοιο µε τις προηγούµενης µεταχείρισης, ο χειριστής διέκοψε την εργασία στον αγρό για χρονικό διάστηµα ενός λεπτού, για την κάλυψη προσωπικής του ανάγκης (χρειάστηκε να απαντήσει στο κινητό του και λόγω του υπερβολικού θορύβου αναγκάστηκε να αποµακρυνθεί από τον γεωργικό ελκυστήρα). 7 η ) Άπειρος χειριστής (σε τρίγωνο) Σε τεµάχιο της 5 ης και 6 ης µεταχείρισης εργάστηκε ως άπειρος χειριστής. Η απειρία, του - κατά τα άλλα - έµπειρου χειριστή, έγκειται στην έλλειψη αναγνωρισιµότητας του τρόπου εργασίας σε τριγωνικό τεµάχιο. 8 η ) Έµπειρος χειριστής (σε τρίγωνο) Αντίστοιχα µε προηγουµένως, σε αυτή τη µεταχείριση εργάστηκε ως έµπειρος χειριστής, εξαιτίας της εξοικείωσης που απέκτησε από την προηγούµενη µεταχείριση. 9 η ) ιπλάσιο µήκος διαδροµής (15 m x 160 m) Στην µεταχείριση αυτή διατηρήθηκε το σχήµα και το πλάτος του τεµαχίου ίδιο µε του µάρτυρα, ενώ διπλασιάστηκε το µήκος του από 80 m σε 160 m. ιπλασιάστηκε δηλαδή το µήκος της κύριας διαδροµής που θερίζει το µηχάνηµα. 10 η ) Μεγαλύτερη ταχύτητα (4 η αργό). Ενώ σε όλες τις άλλες µεταχειρίσεις η σχέση µετάδοσης που επέλεγε ο χειριστής στο κιβώτιο ταχυτήτων ήταν η 3 η αργό, εδώ η εργασία πραγµατοποιήθηκε επιλέγοντας µεγαλύτερη σχέση την 4 η αργό. Το τεµάχιο ήταν ίδιο µε της προηγούµενης µεταχείρισης, ορθογώνιο παραλληλόγραµµο 15 m x 160 m. 55

58 11 η ) ιπλάσιο πλάτος χωραφιού (30 m x 80 m) Το µήκος του τεµαχίου παρέµεινε ίδιο σε σχέση µε τον µάρτυρα και µεταβλήθηκε το πλάτος από 15 m σε 30 m. Αυτό σηµαίνει ότι το µήκος της κύριας διαδροµής του µηχανήµατος παρέµεινε ίδια, ενώ µεταβλήθηκε (διπλασιάστηκε) ο συνολικός αριθµός των διαδροµών. 12 η ) Τραπέζιο σχήµα χωραφιού (45 m x 15 m) Σε αυτή τη µεταχείριση εξετάζεται το τραπέζιο σχήµα χωραφιού, το πιο σύνηθες για τα Ελληνικά δεδοµένα. Το µήκος των παράλληλων πλευρών του είναι 45 m και 15 m, στις πλάγιες η µία η οποία είναι κάθετη στις παράλληλες έχει µήκος 80 m, ενώ η άλλη 85,44 m και η οξεία γωνία που δηµιουργεί µε την παράλληλη πλευρά είναι 69,44 ο µοίρες. Το εµβαδόν της επιφάνειας του είναι ίδιο µε των µεταχειρίσεων 9, 10 και η ) Τραπέζιο σχήµα χωραφιού (µεγαλύτερες παράλληλες πλευρές)(60 m x 30 m) Στο ίδιο σχήµα τεµαχίου µε το προηγούµενο αυξήθηκαν οι παράλληλές του πλευρές σε 60 m και 30 m αντίστοιχα, οι υπόλοιπες πλευρές και η γωνία παρέµειναν ίδια. 56

59 Περιποίηση χόρτου (ανάδευση - συνένωση σειρών) Μετά την κοπή ακολούθησε περιποίηση του χόρτου. Συγκεκριµένα, η εργασία της ανάδευσης, µε σκοπό την οµοιόµορφη ξήρανσή του, δηλαδή τη µείωση της περιεχόµενης υγρασίας του φυτού σε ποσοστό 15-20% (ξηρό χόρτο). Όπου το χόρτο δεν ήταν ικανοποιητικής ποσότητας ώστε να είναι δυνατή η µετέπειτα παραλαβή του από τη µηχανή δεµατοποίησης, έγινε και συνένωση γραµµικών σωρών (ή σειρών). Α) Σχεδιασµός και διαίρεση πειραµατικού αγροτεµαχίου µεταχειρίσεις Για την ανάδευση η συνολική έκταση των 28,8 στρεµµάτων µε το κοµµένο πλέον χόρτο, χωρίστηκε σε δύο ίσα πειραµατικά τεµάχια 60 m x 240 m (εικ.3.16, τµήµατα 1 και 2) το κάθε ένα, ώστε να υπάρξουν δύο επαναλήψεις. Εικ Σχεδιασµός και διαίρεση του αγρού (120 m x 240 m) για την εργασία της ανάδευσης. 57

60 Κάθε ένα από τα προηγούµενα διαιρέθηκε σε δύο επιµέρους ίσα τµήµατα 30 m x 240 m (σχ.3, τµήµα 1 ή 2), ώστε να πραγµατοποιηθούν οι δύο µεταχειρίσεις. Στις δύο αυτές µεταχειρίσεις µελετήθηκε η ταχύτητα µετακίνησης πέραν της ενδεδειγµένης, αλλάζοντας τη σχέση µετάδοσης στο κιβώτιο ταχυτήτων του γεωργικού ελκυστήρα ως εξής: 1 η ) Επιλέχθηκε η σχέση 2 α γρήγορο (7,4 Km/h). 2 η ) Ο χειριστής επέλεξε τη σχέση 3 η γρήγορο (8,5 Km/h). Η ενδεδειγµένη σχέση µετάδοσης ήταν η 3 η αργό (ταχύτητα 8 Km/h). Β) Τρόπος πραγµατοποίησης της εργασίας Το σύστηµα που εφαρµόστηκε στην ανάδευση εξαρτήθηκε από το σύστηµα που εφαρµόστηκε στην κοπή. Επίσης και ο αναδευτήρας του χόρτου είναι µηχάνηµα που εξέχει της δεξιάς πλευράς του γεωργικού ελκυστήρα. Για το λόγο αυτό σε κάθε µεταχείριση γινόταν η ανάδευση ξεκινώντας η εργασία από το κάτω κεφαλάρι (όπως και στην κοπή), µετά εργαζόταν στο άνω κεφαλάρι (παράλληλα σε αυτό, κατά πλάτος) και τέλος στο υπόλοιπο τεµάχιο η κίνηση ήταν από την περιφέρεια προς το κέντρο του, κατά µήκος της µεγαλύτερης διαδροµής του τεµαχίου. Το πείραµα πραγµατοποιήθηκε τέλη Οκτωβρίου, ήταν η 4 η κοπή για τη µηδική, οπότε το χόρτο ήταν χαµηλής πυκνότητας. Για να δηµιουργηθεί ικανοποιητικό ύψος σειρών χρειάστηκε, όπου απαιτούνταν, να γίνει συνένωση έως και τριών σειρών. Αυξήθηκε έτσι ο αριθµός διελεύσεων του µηχανήµατος στο χωράφι. Παρόλα αυτά όµως, εάν η πυκνότητα του χόρτου ήταν µεγάλη, όπως συµβαίνει στα πρώτα χέρια (κοπές), θα χρειαζόταν περισσότερες αναδεύσεις του χόρτου για την σωστή του ξήρανση, σε σχέση µε την παρούσα κατάσταση. Μετά την ανάδευση αφήνεται το χόρτο στο χωράφι επιπλέον χρονικό διάστηµα, για να ξηραθεί το κάτω µέρος των φυτών των προηγούµενων σειρών που µε την ανάδευση µετακινήθηκε επάνω. 58

61 εµατοποίηση χόρτου Α) Σχεδιασµός και διαίρεση πειραµατικού αγροτεµαχίου Στη δεµατοποίηση διαιρέθηκαν τα 28,8 στρέµµατα σε δύο ίσα πειραµατικά τεµάχια µε διάσταση 60 m x 240 m το κάθε ένα. Η εργασία επαναλήφθηκε δύο φορές. Β) Τρόπος πραγµατοποίησης της εργασίας δεµατοποίησης του χόρτου Η εργασία ξεκίνησε, όπως και στις προηγούµενες εργασίες, συλλέγοντας και δεµατοποιόντας τις σωρούς του χόρτου στα κεφαλάρια. Ακολούθησε το υπόλοιπο χωράφι όπου αυτή τη φορά κινήθηκε από το κέντρο του τεµαχίου προς την περιφέρειά του, όπου και ολοκλήρωσε Συλλογή και φόρτωση των δεµάτων, από το χωράφι σε πλατφόρµα Η συλλογή και φόρτωση των δεµάτων, ακολούθησαν αµέσως µετά τη δεµατοποίηση του χόρτου. Είναι εργασίες που γίνονται διαδοχικά και άµεσα, ώστε να παραµείνουν το λιγότερο δυνατό χρονικό διάστηµα τα δέµατα στο χωράφι. Σε ενδεχόµενη βροχή, τα δέµατα τα οποία δεν είναι προφυλαγµένα, θα προσροφήσουν υγρασία µε κίνδυνο να σαπίσουν και θα είναι ακατάλληλα για αποθήκευση. Κατά τη διάρκεια του πειράµατος, ο καιρός άρχισε να χαλάει και η Ε.Μ.Υ. προέβλεπε βροχοπτώσεις για την επόµενη µέρα, έτσι οι εργασίες έγιναν άµεσα την επόµενη µέρα το πρωί. α) Σχεδιασµός πραγµατοποίησης της εργασίας Οι µετρήσεις έγιναν σε τεµάχιο διαστάσεων 60 m x 240 m. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, καταγράφηκε η πορεία του γεωργικού ελκυστήρα και των µηχανηµάτων, η οποία πραγµατοποιήθηκε µε τη σειρά που δείχνει η εικόνα Η συγκεκριµένη πορεία η οποία ακολουθήθηκε, ήταν επιλογή του χειριστή σύµφωνα µε την εµπειρία του. 59

62 Εικ Τρόπος διεξαγωγής της συλλογής και φόρτωσης των δεµάτων. Οι παράγοντες οι οποίοι συνετέλεσαν στη συγκεκριµένη επιλογή ήταν ότι εξαιτίας του τρόπου σύνδεσης των µηχανηµάτων µε το γεωργικό ελκυστήρα υπήρχε η δυνατότητα για αριστερές στροφές µόνο, γιατί σε δεξιά στροφή υπήρχε κίνδυνος να χτυπήσει το µηχάνηµα παραλαβής των δεµάτων µε την πλατφόρµα. Και η επιλογή της διαδοχής των διαδροµών ήταν τέτοια ώστε να υπάρχει άνεση των µηχανηµάτων για την παραλαβή των δεµάτων και κατά τη διάρκεια των ελιγµών στα κεφαλάρια. 60

63 Κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα Το πείραµα πραγµατοποιήθηκε στο χρονικό διάστηµα από Οκτωβρίου 2006, σε αγρό του αγροκτήµατος του Α.Π.Θ. συνολικής έκτασης 45,15 στρεµµάτων (210 m x 215 m), (εικόνα 3.9). ιερευνήθηκαν παράγοντες που επηρεάζουν το βαθµό απόδοσης στην κατεργασία του εδάφους µε δισκοσβάρνα. Α) Σχεδιασµός και διαίρεση πειραµατικού αγροτεµαχίου Το αγροτεµάχιο χωρίστηκε σε 14 ισοµεγέθη πειραµατικά τεµάχια (εικόνα 3.18), διαστάσεων 15 m x 215 m. Εικ Σχεδιασµός και διαίρεση πειραµατικού αγροτεµαχίου. 61

64 Στο σύνολο της έκτασης αυτής πραγµατοποιήθηκαν δύο (2) επαναλήψεις του πειράµατος, ενώ σε κάθε επανάληψη υπήρχαν επτά (7) µεταχειρίσεις. Κατά τη διάρκεια των εργασιών το µηχάνηµα κινούνταν κατά µήκος της µεγαλύτερης πλευράς των τεµαχίων. Η κίνηση γίνονταν σε παράλληλες διαδροµές, ξεκινώντας από την περιφέρεια και καταλήγοντας στο κέντρο του τεµαχίου όπως φαίνεται στην εικόνα Εικ Κίνηση του µηχανήµατος σε κάθε µεταχείριση. 62

65 Το συγκεκριµένο σχέδιο που ακολουθήθηκε από το χειριστή είναι αυτό όπου σύµφωνα µε την εµπειρία του, προσφέρει τη µεγαλύτερη δυνατή άνεση πραγµατοποίησης της εργασίας και καλύτερη εκµετάλλευση του χρόνου παραµονής του µηχανήµατος στον αγρό. Επίσης η δισκοσβάρνα είναι ένα µηχάνηµα στο οποίο δεν υφίσταται κανένας περιορισµός όσον αφορά την κατεύθυνση της πορείας στους ελιγµούς και µπορεί δηλαδή να ελίσσεται στα κεφαλάρια είτε αριστερόστροφα, είτε δεξιόστροφα. Άρα η εφαρµογή του συγκεκριµένου σχεδίου µπορεί να πραγµατοποιηθεί όµοια, ξεκινώντας είτε από την αριστερή πλευρά του τεµαχίου, είτε από τη δεξιά πλευρά και η οποία ακολουθήθηκε στο πείραµα. Ο χώρος ελιγµών (κεφαλάρια) ήταν εκτός των τεµαχίων, όπου από τη µία πλευρά υπήρχε αγροτικός δρόµος και από την άλλη 15 m πλάτος. Στην επιφάνεια του εδάφους υπήρχαν ελάχιστα φυτικά υπολείµµατα. Β) Μεταχειρίσεις Οι µεταχειρίσεις οι οποίες έλαβαν χώρα στο πείραµα ήταν επτά (7) τον αριθµό και ήταν οι εξής: 1 η ) Ο µάρτυρας Η εργασία έγινε µε βάση τις συνήθειες του χειριστή, δηλαδή τη συνηθισµένη πρακτική που εφαρµόζει για την συγκεκριµένη εργασία (εικ. 3.19). Ξεκινούσε από τη δεξιά πλευρά του τεµαχίου διατρέχοντας τη µεγαλύτερη πλευρά του των 215 m. Στο τέλος της διαδροµής πραγµατοποιούσε τη στροφή στο επάνω κεφαλάρι χωρίς να ανασηκώνει το µηχάνηµα, διέτρεχε το κεφαλάρι και συνέχιζε µε την ακραία διαδροµή στην αριστερή πλευρά του τεµαχίου µε κατεύθυνση αντίθετη της προηγούµενης. Συνέχιζε µε τον ίδιο τρόπο, από την περιφέρεια προς το κέντρο του τεµαχίου, από όπου έγινε η έξοδος του µηχανήµατος. Για να ολοκληρωθεί η εργασία αυτή σε κάθε τεµάχιο χρειάστηκαν έξι (6) διαδροµές. Το ενεργό πλάτος του µηχανήµατος ήταν 2,57 m, το πλάτος του τεµαχίου 15 m. Άρα η επικάλυψη µεταξύ των διαδροµών ήταν της τάξης του 2,7%, ποσοστό πολύ ικανοποιητικό. 63

66 2 η ) Μείωση του πλάτους εργασίας Η µείωση του πλάτους εργασίας δηµιουργήθηκε πραγµατοποιώντας µεγαλύτερη επικάλυψη στις διαδροµές, από την αναµενόµενη. Η επικάλυψη που υπήρξε στη µεταχείριση αυτή ήταν της τάξεως του 17% δηλαδή 12-13% µεγαλύτερη από του µάρτυρα. Εξαιτίας αυτής της επικάλυψης χρειάστηκε µία επιπλέον διαδροµή για την κατεργασία του τεµαχίου δηλαδή επτά (7) συνολικά διαδροµές. Η περίπτωση αυτή µπορεί να συµβεί στην πράξη, όταν ο χειριστής είναι άπειρος, κουρασµένος ή αφηρηµένος, οπότε δεν µπορεί να καθοδηγήσει σωστά και µε ακρίβεια το µηχάνηµα. 3 η ) Μεγαλύτερα κεφαλάρια Στη µεταχείριση αυτή αυξήθηκε ο χώρος των ελιγµών στα κεφαλάρια από 11 m σε 15 m πλάτος, έτσι ώστε να δηµιουργηθεί µεγαλύτερη ευρυχωρία και άνεση στον χειριστή για να πραγµατοποιήσει τις στροφές και κατ επέκταση αυξήθηκε το µήκος των νεκρών διαδροµών σε σχέση µε το µάρτυρα. 4 η ) Μεγαλύτερη ταχύτητα µετακίνησης Η ταχύτητα µετακίνησης στο γεωργικό ελκυστήρα ουσιαστικά µεταβάλλεται όταν αλλάζει η σχέση µετάδοσης στο κιβώτιο ταχυτήτων του. Έτσι ενώ σε όλες τις άλλες µεταχειρίσεις και στον µάρτυρα χρησιµοποιήθηκε η σχέση «1 η γρήγορο» µε µέση ταχύτητα µετακίνησης 8,5 km/h, στην συγκεκριµένη µεταχείριση επιλέχθηκε η σχέση «2 α γρήγορο» µε συνέπεια την διαφοροποίηση της µέσης ταχύτητας µετακίνησης αυξάνοντάς την στα 10,7 km/h. 5 η ) Με ανασηκωµένο το µηχάνηµα στα κεφαλάρια Στον µάρτυρα στο σύνολό της η εργασία γινόταν µε κατεβασµένο το µηχάνηµα σε θέση εργασίας. Στην παρούσα µεταχείριση ζητήθηκε από τον χειριστή η πορεία των ελιγµών στα κεφαλάρια να πραγµατοποιηθεί µε ανασηκωµένο το µηχάνηµα (θέση µεταφοράς), ενώ κατά τα άλλα η εργασία έγινε όµοια µε τα προηγούµενα (εικ. 3.20). 64

67 Εικ Ελιγµοί µε ανασηκωµένο το µηχάνηµα. 6 η ) Μεγαλύτερη απόσταση διαδροµής στα κεφαλάρια Η µεταχείριση αυτή έγινε ταυτόχρονα µε την αντίστοιχη µεταχείριση της επόµενης επανάληψης, γινόταν δηλαδή σε δύο πειραµατικά τεµάχια ταυτοχρόνως. Ανάµεσα στα δύο αυτά τεµάχια µεσολαβούσε διάστηµα ενός τεµαχίου (15 m). Ο τρόπος εργασίας γινόταν ως εξής (εικ. 3.21): Ξεκινούσε από το αριστερό άκρο του πρώτου τεµαχίου και κινούνταν ανοδικά. Στο τέλος της διαδροµής στο άνω κεφαλάρι, διέτρεχε την απόσταση που µεσολαβούσε µέχρι την πρώτη διαδροµή στο αριστερό άκρο του δεύτερου τεµαχίου. 65

68 Εικ Τρόπος κατεργασίας δύο µεταχειρίσεως ταυτόχρονα. Από εκεί κινούµενος καθοδικά έφθανε στο κάτω κεφαλάρι, διέτρεχε την απόσταση µέχρι τη δεύτερη διαδροµή, δίπλα στην προηγούµενη, του πρώτου τεµαχίου και ανέβαινε έως το άνω κεφαλάρι. Από εκεί κινούνταν µέχρι τη δεύτερη αριστερά του 2 ου τεµαχίου, κατέβαινε έως το κάτω κεφαλάρι κ.ο.κ. µέχρι να ολοκληρωθεί η εργασία και στα δύο τεµάχια. 66

69 Εργαζόµενοι µε τον τρόπο αυτό, στο 1 ο τεµάχιο οι κύριες διαδροµές έχουν όλες ανοδική πορεία, ενώ στο 2 ο τεµάχιο έχουν όλες καθοδική. 7 η ) Προσωπικός χρόνος χειριστή Ο χρόνος αυτός όπως έχει ήδη αναφερθεί στα προηγούµενα, αφορά χρόνο -κατά τη διάρκεια εξέλιξης των εργασιών στον αγρό- που παραχωρείται στο χειριστή για προσωπική του χρήση. 67

70 Επιφανειακή λίπανση µε λιπασµατοδιανοµέα Προκειµένου να γίνει εµπλουτισµός του εδάφους, όπου υπάρχει έλλειψη, µε διάφορα χηµικά στοιχεία τα οποία προσλαµβάνονται από τα φυτά και είναι απαραίτητα για την σωστή ανάπτυξή τους, πραγµατοποιείται προσθήκη χηµικών λιπασµάτων. Τα λιπάσµατα υπάρχουν σε στερεά κοκκώδη µορφή ή σκόνη, σε υγρή και σε αέρια µορφή. Τα στερεά λιπάσµατα είναι τα πλέον χρησιµοποιούµενα και η προσθήκη τους στο έδαφος µπορεί να γίνει πριν τη σπορά ή και κατά τη διάρκεια της σποράς (σύνθετη σπαρτική) ή και µετά από αυτή κατά τη διάρκεια περιποίησης των φυτών (π.χ. σκαλιστήρι λιπασµατοδιανοµέας). Στην περίπτωση τοποθέτησης του λιπάσµατος στο έδαφος πριν τη σπορά, το λίπασµα διασκορπίζεται στην επιφάνεια του εδάφους µε λιπασµατοδιανοµέα και στη συνέχεια γίνεται ενσωµάτωσή του σε αυτό µε σβάρνες. Ο λιπασµατοδιανοµέας θα πρέπει να διασκορπίζει το λίπασµα οµοιόµορφα σε όλο το πλάτος διασκορπισµού και µε ακρίβεια την καθορισµένη ποσότητα αυτού ανά µονάδα επιφανείας (kg/στρέµµα). Η οµοιοµορφία αυτή της διασποράς είναι σηµαντική για την οµοιόµορφη κατά συνέπεια ανάπτυξη των φυτών της καλλιέργειας και θα διερευνηθεί στο πείραµα. Ο λιπασµατοδιανοµέας που χρησιµοποιήθηκε είναι τύπου µε περιστρεφόµενους δίσκους. Είναι µηχάνηµα απλό, µε µεγάλη ταχύτητα µετακίνησης, το οποίο µπορεί επίσης να χρησιµοποιηθεί εκτός από το διασκορπισµό του λιπάσµατος και για σπορά στα πεταχτά. Α) Πειραµατική µέτρηση της οµοιοµορφίας διασποράς του λιπάσµατος Για να γίνει µέτρηση της οµοιοµορφίας διασποράς του µηχανήµατος που θα χρησιµοποιούνταν στο πείραµα, χρειάστηκε να προηγηθεί πειραµατική διερεύνηση αυτής, κατά το πλάτος διασκόρπισης. Εκτός της οµοιοµορφίας διασποράς του λιπάσµατος διερευνήθηκε επίσης το σχήµα διασκορπισµού (τρίγωνο ή τραπέζιο) και η ποσότητα του λιπάσµατος ανά στρέµµα. Το πείραµα µε το συγκεκριµένο µηχάνηµα, έγινε ως εξής: 68

71 Τοποθετήθηκαν στο χωράφι δοχεία έτσι ώστε περνώντας από πάνω τους ο γεωργικός ελκυστήρας µε το λιπασµατοδιανοµέα σε λειτουργία (εικ. 3.22), να γίνει συλλογή του λιπάσµατος που θα πέσει και να αξιολογηθούν οι παραπάνω παράµετροι που διερευνώνται. Εικ Πείραµα οµοιοµορφίας διασποράς του λιπάσµατος. Τα δοχεία τοποθετήθηκαν επί γραµµής και σε απόσταση συνολικά 25 m, 12,5 m αριστερά και 12,5 m δεξιά από το κέντρο, το σηµείο δηλαδή που θα περνούσε το µέσο διάµηκες επίπεδο του γεωργικού ελκυστήρα. Σύµφωνα µε τον κατασκευαστή το πλάτος διασκορπισµού του λιπάσµατος ήταν 22 m, για λόγους ασφαλείας όµως δόθηκε µια επιπλέον ανοχή 3 m. Οι διαστάσεις των δοχείων ήταν 32 cm x 20 cm, µέσα δε στα δοχεία τοποθετήθηκε χαρτί γκοφρέ, µαλακό ώστε να αποφευχθούν κατά το δυνατόν, αναπηδήσεις των κόκκων του λιπάσµατος. Ήταν επίσης αριθµηµένα από το 1-12 για αριστερά και δεξιά, ξεκινώντας η αρίθµηση από το κέντρο και για τις δύο πλευρές. Το πρώτο δοχείο από αριστερά και το πρώτο από δεξιά τοποθετήθηκαν έτσι ώστε ο ελκυστήρας να περάσει από πάνω τους. Το εύρος των οπίσθιων τροχών ήταν 1,15 m και τα δύο αυτά δοχεία τοποθετήθηκαν οριακά στην απόσταση αυτή (εικ. 3.23). 69