PDU ® Gübreleme makinalarında yeni teknolojik gelişmeler.

Doç.Dr.Ufuk Türker
Ankara Üni.Ziraat Fakültesi
Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği

Gübre tarımsal üretim için gerekli temel girdilerden biridir. Gübreleme ise bitkisel üretimde amaçlanan verim ve kaliteye ulaşmak için içerisinde bir veya birkaç çeşit bitki besin maddesi bulunan organik ve inorganik bileşiklerin toprağa veya doğrudan bitkiye verilmesi şeklinde tarif edilebilir.
Genel olarak bütün tarım topraklarında her çeşit bitki besin maddesinin az veya çok var olduğu bilinmektedir. Bu nedenle gübrelemede esas toprakta eksik olan bitki besin maddelerinin cins ve miktarını tespit ederek, gübrelemenin zamanında ve usulüne göre yapılmasını sağlamaktır.
Bu maddeler katı ve sıvı çiftlik gübresi ile ya da kimyasal metotlarla elde edilen mineral gübreler şeklinde toprağa verilmektedir. Mineral gübrelemenin amacı toprağın ve eğer uygulanıyorsa çiftlik gübresinin bitkilere verebileceği besin maddelerini ihtiyaca göre tamamlamaktır.
Çiftlik gübrelemenin amacı ise hem bitkilerin ihtiyacı olan besin maddelerinin birçoğunu karşılamak ve hem de toprağın ıslah edilerek verimliliğinin devamını sağlamaktır. Aynı zamanda bu gübreler topraktaki fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların düzenlenmesinde rol oynarlar.
Gübrelerin fiziksel özellikleri ve dağılma özellikleri sadece gübre çeşidine göre değişmekle kalmayıp aynı çeşit gübrelerde bile çok çeşitli farklılıklar gösterebilir. Gübrelerde kısa sürede oluşan nem değişikliği gübrelerin fırlatılma ve uçma özelliklerini değiştirebilir.
Bu nedenle gübre dağıtma makineleri gübrelerin bu özelliklerine uygun olmalıdır. Dağılma hassasiyetine makinenin tek başına tesiri farklı organlarının uyum içerisinde doğru çalışmasına bağlıdır. Dağılım hassasiyetine ve gübreleme miktarına etki eden faktörler 4 grup altında toplanabilir.
Bunlar;
1.Gübrenin; yapısı, şekli, sertliği, özgül ağırlığı, dane büyüklüğü
2.Çevre şartları; rüzgar, hava nemi, tarla yüzeyi, arazi şekli
3.Kullanıcı; ilerleme hızı ve kuyruk mili devir sayısı değerleri, Makine ayarları
4.Makine; dağıtma tekniği
Kontrolsüz, çok hızlı gübre akışı, makine ayarlarındaki bozukluk, gübreleme tekniğinin yanlış uygulanması gibi nedenlerle tarlaya verilen gübre miktarının tablolarda verilen birim alana gübre değerlerinden aşağı ya da yukarı sapmalar söz konusu olur.
Sapmanın negatif veya pozitif yönde oluşu ve büyüklüğü bitkinin sonraki gelişim evrelerine de etki eder. Pratikte gübreleme hataları % 50'yi bulmaktadır.

Yapılan bir araştırma kışlık buğdayda % 30'luk bir gübreleme hatasının verimde % 22'lik bir kayba neden olduğunu göstermiştir. Gübreleme hatalarının bir diğer sakıncalı yönü de bitkiler tarafından alınamayan kısmının çevreye ve yeraltı sularına karışmasıdır.
Gübrelemede hiç kuşkusuz gübre miktarı, verilme zamanı ve gübre çeşidi kadar önemli olan husus gübrenin toprağa veriliş şeklidir.
Gübreleme makineleri, gübrelerin uygulanma şekline bağlı olarak 3 ana gruba ayrılır. Bunlar; mineral gübre dağıtma makineleri, çiftli gübresi dağıtma makineleri ve sıvı gübre dağıtma makineleri olarak sınıflandırılabilir.

MİNERAL GÜBRE DAĞITMA MAKİNELERİ

Günümüzde uygulamada santrifüj dağıtıcılar ile geniş dağıtma düzenli dağıtıcılar önemli yer tutmaktadır.
Santrifüj dağıtıcılar ve görülen teknolojik gelişmeler
Bunlar en fazla imal edilen ve kullanılan gübre dağıtıcılardır. Tek diskli modellerin iş genişliği en fazla 20 m'dir. Çift diskli modeller 36 m'ye kadar çıkabilir.

Disklere gübrenin akışı deponun yapısına bağlı olarak serbest akış şeklindedir. Depo kapasitelerine göre santrifüj dağıtıcılarda askılı, yarı askılı, çekilir ya da kendi yürür olabilirler.
Bu makinalarda yapılan gübre serpme işlemi ile elde edilen enine dağılım bir ağırlık dağılımıdır özellikle karışık gübrelerde bir ideal besin dağılımı elde etmek mümkün olmaz.

Bu nedenle bu makinalarda elde edilen dağılım pnömatik ve mekanik dağıtıcılı makinalar kadar hassas değildir. Ancak son yıllarda bu makinalarda görülen teknolojik iyileştirmeler bu makinalarda önemli kontrollü uygulamaların yapılmasına olanak sağlamaktadır (Şekil 1).





Küçük ve orta ölçekli çiftliklerde, buğday, arpa ve çayırlık alanlarda yaygın olarak kullanılan bir gübre dağıtma makinesidir. Bu makine 18 m iş genişliğine sahip difüzör sınırlayıcı sisteme sahiptir.
Arazi sınırlarında yeni sınır gübreleme tekniği ile devreye giren difüzör sınırlayıcı sayesinde arazi sınırları dışına gübre kaybı söz konusu olmaz. Bu sistem sayesinde arazi sınır şekline uygun olarak yüksek doğrulukta gübreleme yapmak mümkün olmaktadır.
Arazide normal dağılım profili şekil 2'de görülmektedir. Şekil 3'de ise arazide uygulama sırasında sistemin arazi şekline uyum göstererek sınır gübrelemesini durmadan yapması. Bu sayede arazi dışına gübre kaçması önlenir.






Bu makine ile 30 km/h hıza kadar operasyonel uygulama yapmak mümkündür. ISOBUS uyumlu olmasının yanında depodaki gübrenin ağırlığının online izlenmesi ve kalan gübre ile daha ne kadar alanı gübreleyeceği bilgisi iş verimliliğini arttırmaktadır.
36 metre iş genişliğine sahip modellerinde 6.4 kg /s gübre akış hızı ile 330 da /h gübrelenebilmektedir.
Hidrolik tahrikli olarak kumanda edilebilen sistem sayesinde gerek arazi sınırlarında gerekse tarla başı dönüşlerde gübre kaybı söz konusu olmaz (şekil 4). Hidrolik tahrik uzaktan kumanda ile ya da kabinden durmaksızın devreye alınarak istenilen kontrol sağlanır.
Bu hidrolik uzaktan kumandalı sistem sayesinde bütün ayarlama parametreleri ya da uygulanacak gübre miktarları durmaksızın ISOBUS işlem terminalinden otomatik olarak yapılır.
Gübre miktarı ve çeşidine göre de daha önceden hafızada yer alan verilere göre dağıtım miktarı ve buna uygun iş genişliği otomatik olarak devreye girer. Sistem traktör ilerleme hızındaki değişimlerden etkilenmeden istenilen gübre normlarını hassas bir şekilde uygular.
Yani gübre kalitesi ve hava şartlarının yarattığı etkilere bağlı olarak gübre akış kapasitesindeki değişimleri ve dalgalanmaları hiçbir müdahale olmaksızın otomatik olarak kompanse eder.



Sistemdeki etkinliği ve hassasiyeti arttırmak için ortaya çıkan diğer teknolojik yenilikler şunlardır;
GPS kontrol ve otomatik dönüş kontrolü ya da kısmi kontrol
Uygulama haritalarına göre sabit değil değişken dozlarda gübre uygulaması
Hassas tarımda yaygın uygulama olan azot sensörlerle birlikte gübre uygulaması
Operasyon verilerinin kayıt altına alınması
USB üzerinden ya da bir radyo modem üzerinden veri transferi
Elektronik ışıklı marköre sahip olması
Otomatik izli ekim ve gübreleme yani ekilmemiş tekerlek izi bırakma sistemi (Traimline)
Bu sistem sayesinde özellikle buğday gibi yoğun hububat bitkilerinde bitki gelişim durumuna göre iki, üç hatta dört gübreleme yapmak mümkün olmaktadır. Maalesef ülkemizde bu sistemin kullanılmaması büyük verim ve kalite kayıplarına neden olmaktadır.



Yapılan araştırmalar bu sisteme sahip uygulamalarda daha yüksek verim ve daha kaliteli ürün alındığını göstermiştir. Bu özelliğe sahip sistem şekil 5'de görülmektedir. Ülkemizde örneğin buğdayda sadece bir tek üst gübre uygulaması yapılırken gelişmiş ülkelerde bu sayı dörde kadar çıkmaktadır. Bu sayede hem yüksek verim hem de kaliteli ürün alınmaktadır.

GÜBRELEMEDE SENSÖR TABANLI ÜRÜN ALGILAMA VE DEĞİŞKEN ORANLI TEKNOLOJİLER

Algılama yönteminde hareket sırasında bitkinin durumu ölçülür. Bu direk sistem ile kısmi alana özgü ölçme, hesaplama ve gübreleme tek bir işlemle gerçekleştirilir. Gübre ihtiyacının belirlenmesinde indirek ölçülen parametreler (bitkinin klorofil miktarı ve sapların eğilme direnci vb. kullanılır. Bu ölçümlere dayanarak anlık gübre miktarı hesaplanır ve gübre dağıtıcıya iletilir ve kısmi alana gerekli miktar dağıtılır.
Alana özgü sensör tabanlı gübrelemede prensipte 3 teknolojik sistem vardır (Şekil 6).


Hareket halinde bitki ihtiyacının ölçülmesi
Dolaylı ölçülebilen parametreler (sapların direnci veya klorofil miktarı aracığıyla, bitki besin ihtiyacının belirlenmesi
Anlık hesaplama ve dozajlama (gerçek zamanlı)

GÜBRELEMEDE HARİTA TABANLI DEĞİŞKEN ORANLI TEKNOLOJİLER

Harita tabanlı uygulama teknolojileri, topraktaki besin elementlerinin GPS'le georeferanslı olarak haritalanması ve verim haritaları ile birlikte değerlendirilmesi sonucu elde edilen uygulama haritalarının yine GPS ve akıllı makinalarla toprağa verilmesi şeklinde olmaktadır.
Ülkemizde de bu teknoloji üniversite, sanayi ve özel sektör girişimi ile geliştirilme aşamasındadır (Şekil 7). Bu yeni gübreleme sistemi ile % 35'lere varan gübre tasarrufu yapılabilmektedir.


ÇİFTLİK GÜBRESİ DAĞITMA MAKİNELERİ


Ahır gübresi de denilen çiftlik gübresi, terkibinde bulunan azot, fosfor ve potasyum gibi bitki besin elementleri dolayısıyla, toprağı besin maddelerince zenginleştirir. Toprağa humus vererek de toprağı ıslah eder.
Ahır gübresi, toprağın işlenmesini kolaylaştırır. Toprağın su tutma kabiliyetini ve havalanmasını arttırır. Çiftlik gübresi dağıtıcıları %12-13'den fazla kuru maddeye sahip katı ve yarı katı çiftlik gübrelerini taşıma ve dağıtma işlerini yapan, işgücü ve zamandan kazandıran makinelerdir (Şekil 8).
Bu makineler traktörle çekilir tipte olduğu gibi kendi yürür tipleri de mevcuttur. Bunlar esas olarak; bir şasiye, hareketli bir tabana ve arkada gübreyi atan dairesel bir dağıtıcıya sahiptirler.
Dağıtıcıya güç traktörden aktarılır. Toplam yükleri 15 tona ulaşabilir ve dağıtılan gübre miktarı da dakikada 0.8-2.5 ton arasındadır. Tandem akslı olan çiftlik gübresi dağıtma makinaları yüksek kapasiteleri ile tek akslılara göre büyük avantaj sağlar.




SIVI GÜBRE DAĞITMA MAKİNELERİ

Homojen hale getirilmiş hayvan idrar ve dışkılarını toprağa-bitkiye vermekte kullanılan makinelerdir. Şerbet olarak adlandırılan bu organik artıklar bir pompa ve şerbeti tarlaya püskürten bir dağıtıcıdan oluşur (Şekil 9).






Şerbet tankı adı da verilen bu makineler dingilli bir şasiye monteli 3000-24000 litrelik bir tanka, bir kompresöre, doldurma ve dağıtma için gerekli enerjiyi sağlayan pnömatik ve hidrolik devrelere sahiptir. Güç ihtiyaçları tankın her bir m3 başına 8 kW civarındadır.


SIVI AMONYUM UYGULAMA MAKİNELERİ


Özellikle buharlaşmanın fazla olduğu özellikle azot kayıplarının arttığı koşullarda azotun yüksek basınç altında sıvı olarak toprağa enjekte edilmesinde kullanılan makinelerdir.
Yüksek başınç tankı, emniyet valfleri, pompa ve daha birçok bileşenden oluşan makinelerdir. Gübrenin daha uzun süreli etkili olmasını sağlarlar (Şekil 10). Sıvı amonyum bir Azot ve üç hidrojenden oluşan yüksek basınç altında oldukça riskli bir karışımdır. Aslında susuz uygulanan bir gübredir ve insan vücudu ile en ufak temas oldukça zararlıdır.





Bu gübre uygulamalarının dışında birde bitki besin maddelerinin (sıvı veya katı gübrelerin) sulama sistemleri vasıtasıyla sulama suyu ile birlikte toprağa veya bitki kök bölgesine uygulanması vardır. Günümüzde kimyasalların sulama sistemleri ile uygulanması modern sulu tarımda yaygın hale gelmiştir. Sulama suyu ile gübrenin birlikte verilmesi daha yüksek verim ve daha kaliteli ürün alınmasını sağladığı gibi, gübre kullanım etkinliğini de artırmaktadır.


SONUÇ

Gübre, ilaç, tohum ve toprak işleme derinliğinde küçük hacimli farklı dozajlama teknolojileri sayesinde hassas tarımda ekolojik hassas bölgelerin korunması ve desteklenmesi mümkündür.
Hassas tarım böylece, tarımsal işletmede gelecek hedeflerine ulaşmada yardımcı olur, zira çevre koruma ve aynı zamanda ekonomik yönden işletmeye destek olur. Son 20 yıldır gübre dağıtma teknolojilerinde önemli ilerlemeler sağlanmıştır.


GPS ve coğrafi bilgi sistemlerininde sisteme dahil olması ile gübre dağıtma makinalarının hassasiyeti artmış ve bu teknolojik ilerlemeler çiftçilere önemli ekonomik katkılar sağlamıştır.