تجهیزات و ماشین آلات کشاورزی: زیرشکن یا سابسویلر
نویسنده: مهناز زهیری
زیرشکن یا سابسویلر چیست؟
ماشینهای کشاورزی یکی از مهمترین عامل برای انجام صحیح عملیاتهای کاشت، داشت و برداشت محصولات کشاورزی میباشند. در تمامی این مراحل باید به اصول کلی استفاده از ماشینهای کشاورزی توجه کرد. از مهمترین مرحله در شروع کشت و کار محصولات، آماده کردن زمین میباشد، که این کار با استفاده از شخم زدن یا بهم زدن مکانیکی (خاکورزی) زمین انجام میشود. شخم زدن یا خاکورزی براساس اهداف متفاوتی انجام میشود که برای هر کدام از این عملیاتها ادوات خاصی استفاده میشود. در این مقاله به زیرشکنها یکی از ادوات خاکورزی است، میپردازیم.
عملکرد زیرشکن (سابسویلر)
زیرشکن یکی از ادوات سنگین است که در عمق زیاد خاک کار میکند و توسط تراکتور کشیده میشود. به صورت سوار و اتصال سه نقطه یا در صورت چند ساق بودن به صورت کششی به تراکتور متصل میشود. از زیرشکن ها برای سست کردن و شیار زدن لایه های متراکم عمق خاک استفاده میشود ولی مقاومت کششی آنها زیاد است.
زیرشکنها در انواع مختلف ساخته میشوند و عمدتاً توسط تراکتورهای سنگین و نیمه سنگین قابل استفاده هستند. زیرشکنهای متداول عمدتاً دارای یک ساق یا خیش، پیشانی قابل تعویض در قسمت جلویی و نیز یک کفشک فلزی به عرض ۵/۷ سانتیمتر هستند. به دلیل برخی عوامل متعدد طبیعی و یا ماشینی، در برخی از خاکهای کشاورزی لایه یا لایه های سختی در عمقهای متفاوت تشکیل میشود. این لایه ها علاوه بر جلوگیری از نفوذ مناسب آب و هوا در خاک موجب کندی یا عدم نفوذ ریشه به عمقهای پایینتر شده و گیاه برای دریافت آب و موادغذایی دچار مشکل میشود. این مسئله باعث کاهش رشد و نمو و عملکرد گیاه میشود. لذا در صورت اطمینان از وجود این لایه مضر باید آن را شکست که برای این منظور از زیرشکنها استفاده میشود. عمق کاری زیرشکنها بیش از سایر ادوات خاکورزی است. عمق متعارف استفاده از زیرشکنها بین ۴۵ تا ۷۵ سانتیمتر و گاهی کمتر یا بیشتر میباشد.
برای دستیابی به نتیجه مطلوب از زیرشکنی، باید به نوع زیرشکن و ابعاد و فاصله بین ساقهای آن نیز توجه کرد. برای ایجاد عملکرد مناسب زیرشکنها فاصله مناسب بین ساقهای آنها باید حدوداً ۶۰ تا ۸۰ درصد بیشتر از عمق عملیات زیرشکنی باشد.
روش کار زیرشکن ها
کار با زیرشکن مخصوصاً در خاکهای سنگین و عمق بیشتر، توان زیادی از تراکتور میگیرد. زاویه ساق نسبت به سطح زمین، تمایل دستگاه به نفوذ در خاک را افزایش میدهد. ساقها لایه متراکم خاک را بلند میکند، به کمک سطح جلویی شاخه، خاک متلاشی شده و نهایتاً زمین در عرض متناسب با عمق کار شکافته میشود. علاوه بر رعایت فاصله مناسب بین راه های متوالی، باید فاصله بین چرخهای تراکتور طوری تنظیم شود که در فاصله بین دو شاخه حرکت کند و باعث ریزش شیارهای ناشی از کار دستگاه نشود. در استفاده از زیرشکن وقتی که چند شاخه ای باشد، عرض کار باید از فاصله چرخهای تراکتور بیشتر باشد و یا حداقل در حالت سه شاخه ای، دو شاخه دقیقا پشت مرکز دو چرخ قرار بگیرند. برای تنظیم عمق کار زیرشکن اولین راه استفاده از اتصال سه نقطه تراکتور و اهرمهای هیدرولیک است. راه بعدی در بعضی مدل ها اتصال زیر شکن از طریق سوراخ های پایینتر دو نقطه اتصال چپ و راست، عمق بیشتر میشود. مدلهای دیگری هستند که خود شاخه مستقلاً قابلیت تنظیم ارتفاع شاخه و در نتیجه تغییر عمق را دارد.
انواع زیرشکنها
۱-زیرشکن باله دار
۲-زیرشکن پارا و کج ساق
۳-زیرشکن مرکب
۴-زیرشکن فعال و غیرفعال
۵-سه خیش با عمق کاری ۳۵سانتیمتری
۶-هفت خیش با عمق کاری ۴۰ سانتیمتری
۷- دو خیش با عمق کاری ۶۰ سانتیمتری
۸-سیزده یا نه خیش کشویی عمودی
و ….
ویژگی انواعی از زیرشکن های کشاورزی
۱-زیرشکن باله دار: این نوع زیرشکن دارای باله هایی شبیه پنجه غازی میباشد. داشتن بال در طرفین زیرشکن در مقایسه با زیرشکنهای معمولی ساده ۳ تا ۴ برابر بیشتر، خاک زیرین را خرد میکند. درحالیکه نیروی مقاومت کششی، تنها به میزان ۲۰ الی ۳۰ درصد افزایش مییابد. از این زیرشکن برای خاکورزی عمیق و نیمه سنگین استفاده میشود.
۲-زیرشکن پارا و کج ساق: از این زیرشکن برای خرد کردن لایه سخت و عدم اختلاط فقیر لایه های زیرین با خاک زراعی در سطح استفاده میشود. همچنین برای داشتن رویکرد حفاظتی، زیرشکنی یا کمینه ی شدت برگردان شدن خاک و حفظ بیشینه ی بقایا روی خاک موردنظر، نیز از زیرشکنهای پارا و کج ساق استفاده میشود. ساقهای عمودی برنده، بالهای پهن (دارای زاویه ۴۵ درجه نسبت به افق به ویژه در نوع کج ساق) و زاویه کم از ویژگیهای این زیرشکنها است. مهمترین هدف این زیرشکنها باقی گذاشتن هر چه بیشتر بقایای گیاهی بر سطح خاک و کاهش شدت برگردان شدن خاک و کاهش توان موردنیاز است.
۳-زیرشکن مرکب: در این زیرشکن بهم خوردگی خاک تا حد زیادی در طی یک مرحله عملیات انجام شده و نیاز به نیروی کششی مضاعف ندارد. استفاده از این زیرشکن باعث بهبود بیشتر خصوصیات فیزیکی خاک، نفوذپذیری خاک و کاهش تراکم خاک میشود که با افزایش سرعت نفوذ لحظه ای و سرعت نفوذ تجمعی آب در خاک سبب کاهش روان آب و در نتیجه کاهش فرسایش و هدررفت خاک میشود.
۴-زیرشکن فعال و غیرفعال: ماشینهای کشاورزی براساس نوع توان راه اندازی به دو دسته ی غیرفعال (ضرفاً کششی) و فعال (نیاز به توان کششی + توان ثانویه) تقسیم میشوند. ادوات فعال اگرچه قیمت بیشتری دارند و تعمیر و نگهداری بیشتری را میطلبند، اما در شرایط سخت و غیرقابل پیش بینی، کارکردی یکنواخت و مطمئنتر داشته و دارای قابلیت نصب و کارکرد سامانه های کشاورزی دقیق نیز هستند. زیرشکن غیرفعال تنها از توان کششی تراکتور بهره مند شده و خاک را فقط در اثر کشیده شدن توسط تراکتور، میشکافد. اما زیرشکن فعال به غیر از توان کششی، از توان دیگری مانند توان مکانیکی، هیدرولیکی ( و یا الکتریکی ) برخوردار است و خاک را با استفاده از هر دو توان میشکافد و در این میان توان مکانیکی گرفته شده از محور تواندهی متداول است.
مزایای زیرشکن
۱-تأثیر مثبت بر بهبود شرایط فیزیکی خاک: زیرشکنی خاک باعث کاهش تراکم و مقاومت خاک، به ویژه در عمق پایینتر از عمق شخم میشود، و خلل و فرج خاک افزایش مییابد.
۲- افزایش عملکرد محصول: زیرشکنی خاک باعث افزایش عملکرد محصول میگردد.
۳- افزایش نفوذپذیری آب در خاک: زیرشکنی خاک باعث افزایش فضای بین ذرات خاک و در نتیجه افزایش نفوذپذیری آب در خاک میگردد. زیرشکنی خاک باعث کاهش آب‌گرفتگی در سطح خاک و در نتیجه کاهش فرسایش خاک و بیماریهای قارچی میشود.
۴- افزایش رشد ریشه محصول: زیرشکنی خاک باعث بهبود شرایط فیزیکی و مقاومت خاک و در نهایت باعث بهبود شرایط، جهت افزایش قطر و رشد طولی و حجم ریشه میشود. با اجرای عملیات زیرشکنی خاک رشد طولی و عرضی ریشه مناسب‌تر شده و باعث کاهش شکل نامناسب غده‌های زیرزمینی و افزایش بازارپسندی آنها میشود.
۵-کاهش بیماریهای قارچی: زیرشکنی خاک باعث افزایش نفوذپذیری آب در خاک میشود، درنتیجه سبب کاهش رطوبت سطحی خاک شده و شرایط رطوبتی مناسب جهت تکثیر و انتشار بیماریهای قارچی را کاهش میدهد.
۶- افزایش کارآیی مصرف آب: در زیرشکنی خاک با افزایش خلل و فرج خاک باعث افزایش حفظ و ذخیره رطوبتی خاک میشود که در نهایت باعث افزایش کارآیی مصرف آب میشود.
معایب زیرشکن
۱-نیاز به تراکتورهای پرقدرت: برای اجرای عملیات زیرشکن نیاز به تراکتورهایی با قدرت زیاد میباشد.
۲- افزایش آب مصرفی در مرحله خاک آب: در صورتی که بلافاصله بعداز زیرشکنی خاک، محصول مورد نظر کاشته شود، در این حالت به علت افزایش فضای بین ذرات خاک در اثر زیرشکنی خاک، مصرف آب در مرحله خاک آب تا حدود ۲ برابر افزایش مییابد.
۳- نامناسب بودن عملیات زیرشکن در خاکهای خیلی اسیدی یا بازی: در صورتی که در زیر سخت لایه موجود در عمق خاک مزرعه، خاک خیلی اسیدی یا بازی وجود داشته باشد، بعد از شکسته شدن سخت لایه فوق توسط زیرشکن، ممکن است ریشه گیاه به خاکهای خیلی اسیدی یا بازی رسیده و باعث صدمه دیدن گیاه گردد. بنابراین بهتر است در این مواقع از بکارگیری زیرشکن اجتناب کنید (۱و۲و۳).
نتیجه گیری
برای بهبود شرایط فیزیکی خاک و افزایش عملکرد در کشت و کار محصولات کشاورزی استفاده از زیرشکنها بسیار ضروری است. امروزه زیرشکنهای متنوعی وارد بازار شده اند که از نظر کارایی و مصرف و قیمت بسیار متفاوت اند.
منابع
۱-مقاله عملکرد زیرشکن کج ساق توام با تیغه های سطحی در یک خاک با بافت رسی. محمدحسین رئوفت و مجید کاظمی نجف آبادی. ۱۳۸۶. مجله علوم آب و خاک. ۱۱(۴۱):۱۲۹-۱۱۷.
۲-مقاله اثر زیرشکنی بر حفظ و ذخیره رطوبت خاک و عملکرد محصول گندم دیم. ایرج اسکندری و عباس همت. ۱۳۸۲. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. ۴(۱۴):۱۸-۱.
۳-رساله ی دکتری. مطالعه ی اثرات ارتعاش دورانی با توان الکتریکی و سرعت پیشروی بر عملکرد خاکورزی و کارآیی انرژی زیرشکن. بهروز گودرزی و همکاران. ۱۳۹۹. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان.