Kom ons praat strooi – DIE STROOI VAN KUNSMIS

Gepubliseer: 2 Julie 2024

82
Louis Lagrange, landbou-ingenieur en departementshoof: Departement Ingenieurs­wetenskappe, Universiteit van die Vrystaat

Die korrekte toediening en strooi van granulêre (korrel-)kunsmis vorm ’n integrale deel van moderne landboupraktyke. ’n Groot variasie in toedieningseweredigheid kan egter maklik voorkom met gepaardgaande produksievariasie.

Oneweredige kunsmistoediening lei tot oneweredige plantgroei en verskil in datums van rypwording met uiteindelik ook ’n effek op winsgewendheid. ’n Begrip van die wetenskaplike fisikabeginsels en faktore kan bydra om ’n meer eenvormige toe­dieningseweredigheid en dus -doeltreffendheid en winsgewendheid te verseker. Granulêre kunsmisstrooiers kan op ’n trekker se driepunt gemonteer word, gesleep word of selfaangedrewe wees en kan met breë flottasiebande toegerus word.

Sentrifugale roterende kunsmisstrooiers bevat een of twee teenroterende skywe met skoepe wat energie aan die granulêre korrels oordra en hierdie versnelde partikels na buite werp. Die energie kan ook deur middel van ’n pendulumstrooier oorgedra word. Hierdie tipe toepassing is populêr omdat dit relatief eenvoudige en goedkoper toerusting benodig en die behoefte aan water en vermenging met water uitskakel. Dit is egter ook aan verskeie tekortkominge onderhewig, soos minder akkurate kunsmisuitmeetmeganismes en die moontlikheid van uiters oneweredige verspreiding van die kunsmis. Die strooipatroon van hierdie tipe strooiers is baie gevoelig vir die posisie van die uitmeetleweringsgeut asook die helling, vorm, afmetings en rotasiesnelheid van die skywe met skoepe.

Eenvormigheid van toediening
Die eenvormigheid van toediening is een van die belangrikste doeltreffendheidsmetings van strooiers. Die horisontale afstand waardeur die kunsmispartikels uitgestrooi word, is ’n funksie van die partikelgrootte, -digtheid en -vorm asook die skyfspoed en geome­triese konfigurasie van die afwerpskywe en spesifieke skoepeienskappe. Die verskillende korrelgroottes van ’n droë mengsel skei omdat groter partikels met dieselfde digtheid verder trek en verskillende verspreidingspatrone teweegbring. Hierdie verspreidingspatroon bepaal grootliks die doeltreffendheid van die strooier en gepaardgaande oes­opbrengsbeperkings. Dit is die moeite werd vir produsente om spesifieke aandag daar­aan te skenk.

Figuur 1 en Figuur 2 toon tipiese werpafstande (horisontale as) vir aanvangsnelhede van 40 m/s en 20 m/s vir verskillende korrelgroottes. Die reuseverskille as gevolg van aanvangsnelhede kan duidelik gesien word, wat weer die aandag plaas op die akkurate draaispoed van die skywe. Hierdie word slegs in lateraal ten opsigte van die voorwaartse beweging getoon, en neem nog nie veran­deringe in voorwaartse spoed in ag nie.

Figuur 1: Tipiese werpafstand per korrelgrootte met aanvangsnelheid van 40 m/s.
Figuur 2: Tipiese werpafstand per korrelgrootte met aanvangsnelheid van 20 m/s.

Figuur 3 toon die reuse-effek van ’n af­werphoek van 20º op werpafstand en daarom ook op die gevolglike verspreiding van die kunsmis. Die ewewydigheid van die skywe relatief tot die landoppervlak word prakties geweldig beïnvloed deur die helling van die land en hobbels, met gepaardgaande groot verspreidingsvariasie.

Aan die hand van die figure is dit duidelik dat daar risiko vir groot variasie in die praktyk kan voorkom en dat die bestuur daarvan ’n belangrike rol in oesopbrengs kan bewerkstellig.

Figuur 3: Tipiese werpafstand per korrelgrootte met aanvangsnelheid van 20 m/s en aanvangshoek van 20º.

Roteerskywe en skoepe
Die rotasie van die twee kontraroterende horisontale skywe is normaalweg van so ’n aard dat die naaste sye van die skywe die materiaal na agter beweeg. Figuur 4 toon ’n tipiese uitleg aan.

Figuur 4: Tipiese uitleg van dubbelroterende strooierwerking.
Bron: Villette, 2008; Thaper, 2014

Hierdie skoepe kan radiaal, voorwaarts of agteroor wees relatief tot die skyfradius en kan verder reguit of geboë wees. Figuur 5 toon van die konsepte.

Figuur 5: Algemene tipes skoepvorms en afwerphoogtes.
Bron: Srivastava 2006

Vorentoe geboë skoepe verplaas meer energie en snelheid na vryvloeiende korrels met ’n gepaardgaande groter werpafstand. Agteroor geboë skoepe word vereis vir materiaal wat meer viskoos aan mekaar klou. Verskeie skoepprofiele vir materiaal met verskillende karakteristieke is ook beskikbaar (Figuur 6).

Figuur 6: Tipiese skoepprofiele.
Bron: Thaper, 2014

Strooipatrone en oorvleueling
Vanwee die tipiese strooipatroon van hierdie tipe strooiers moet die strooiwydte oorvleuel ten einde ’n meer eweredig saamgestelde strooipatroon te lewer. Die drie mees tipiese strooipatrone word in Figuur 7 aangetoon:

  1. ’n Plat kruin met geleidelike afname na die kante.
  2. ’n Kruin met vinnige afname na die kante (driehoekig/piramiedvormig).
  3. ’n Koniese patroon.
Figuur 7: Tipiese strooipatrone.
Bron: Crouch, 2012

Teoreties sal al drie aanvaarbare, eweredige toedienings verskaf indien hulle simmetries, gelykkantig en korrek oorvleuelend is. Die vorm van die strooipatroon bepaal dus die ideale ritwydte met die oog op die finale oorvleuelende verspreiding. Dit beïn­vloed die tempo waarop die verdeling onewe­redig sal raak indien daar van die ritwydte afgewyk word of indien die land se helling/skeefheid relatief tot die strooier verander. Figuur 8 toon ’n tipiese totale piramiedespreipatroon. Hierdie laat ’n groter ry-afwyking toe met kleiner variasie in totale verspreiding, terwyl die koniese spreipatrone net aanvaarbare totale verspreidings verskaf wanneer die verspreidingswydtes nie meer as ’n 40%-oorvleueling het nie.

Ander strooipatrone soos m-vormig, w-vormig en skuins oorhellend kan ook voor­kom en word in Figuur 9 aangetoon.

Figuur 8: Totale verspreidingspatroon wat met oorvleueling verkry word.
Bron: Thaper et al., 2022
Figuur 9: M-vormige, w-vormige en skuins oorhellende strooipatrone met enkelrit.
Bron: Crouch, 2012

Eksentrisiteit
In die praktyk is die strooiers verder geneig om eksentries na links of regs te strooi (ver­al pendulumgedrewe tipes) wat gevolglik onaanvaarbare (maar ook onbewustelike) groot oor- en onderverspreiding oor die landoppervlakte meebring.

Dit kan oorkom word deur die spesifieke rymetodes te volg om ’n meer eweredige strooipatroon te lewer. Hierdie probleem kan ook gedeeltelik hanteer word deur die posisie waar die kunsmis op die skyf gegooi word of die lemhelling te verander.

Meting van totale doeltreffendheid
Die doeltreffendheid van granulêre kunsmisstrooiers word dus bepaal deur die uniformiteit van toediening en die bereik van verlangde toedieningstempo (kg/ha), wat deur akkurate kalibrering bepaal word.

Uniformiteit van toediening is op sy beurt primêr ’n funksie van die uitmeet en verspreiding van kunsmis.

Addisionele eienskappe van die landoppervlak beïnvloed ook die doeltreffendheid, waarvan die helling en oneweredigheid die belangrikste is. Hierdie artikel fokus op die laterale uniformiteit met verspreidingspatrone, maar die longitudinale eweredigheid (in die rigting waarin gery word) kan ook beïnvloed word deur die sikliese variasie as gevolg van die tipe uitmeet­meganisme wat gebruik word. Windspoed kan ook ’n bepalende rol speel.

Verder speel die roterende spoed van die skywe ’n beduidende rol en daar moet uiters noukeurig daarop gelet word dat die aandrywingspoed nie verander deur van ratte te ver­ander nie, iets wat wel in die praktyk voorkom.

Afsluiting
Kunsmisstrooiers van verskillende handelsmerke het unieke karakteriserende eienskappe en die handelsmerk se instruksies en gereelde herkalibrering moet nagevolg word. Produsente moet egter bewus wees van die aspekte hier bespreek omdat dit in die praktyk groot afwykings kan veroorsaak met ’n gepaardgaande varia­sie in opbrengs.