Automatyczna sadzarka do sztobrów – patent na szybsze zakładanie plantacji

Urządzenie do automatycznego sadzenia sztobrów

Na pierwszy rzut oka można powiedzieć, że to po prostu kolejna sadzarka. W praktyce jednak najważniejsze jest tu coś innego: urządzenie nie tylko umieszcza materiał sadzeniowy w glebie, ale samo go pobiera, porządkuje i ustawia we właściwej pozycji. W przypadku sztobrów, czyli krótkich, zdrewniałych odcinków pędów, nie jest to wcale takie proste. Taki materiał jest sztywny, może się klinować, może być podawany nierówno, a przy nieodpowiednim mechanizmie może też zostać uszkodzony. Opatentowane rozwiązanie ma temu zapobiegać.

Sztobry trafiają najpierw do kontenera, następnie są wybierane przez specjalny bęben z wybierakami, a potem kierowane przez kolejne elementy urządzenia tak, aby ostatecznie trafiły pionowo do redlicy i zostały osadzone w glebie. Sadzarka wyróżnia się więc nie samym faktem sadzenia, ale tym, że automatyzuje etap, który zwykle jest najbardziej kłopotliwy: pojedyncze pobranie sztobra i ustawienie go w odpowiedniej pozycji.

Maszyny do sadzenia wierzby czy topoli już istnieją, ale wiele z nich nadal wymaga udziału operatora, zwłaszcza przy podawaniu sadzonek. Część rozwiązań działa półautomatycznie: człowiek musi regularnie wkładać materiał do uchwytów albo zasilać mechanizm sadzący.

Opatentowany pomysł jest inny. Urządzenie ma pracować w sposób bardziej samodzielny. Jego konstrukcja opiera się na kontenerze załadowczym, bębnie selekcyjnym, podporze zmieniającej położenie sztobra, leju prowadzącym, redlicy i rolkach dociskowych. Te elementy razem tworzą mechanizm, który prowadzi sztober od zasobnika aż do gleby.

To ważna różnica, bo wcześniejsze konstrukcje miały kilka typowych problemów: mogły uszkadzać materiał sadzeniowy, nie zawsze radziły sobie ze sztywnymi sadzonkami, zdarzały się zacięcia, a część pracy nadal musiał wykonywać człowiek. Opatentowane urządzenie ma ograniczyć właśnie te słabe punkty.

Skąd pomysł na taki wynalazek?

Przy zakładaniu plantacji wierzby energetycznej czy topoli trzeba posadzić bardzo dużo sztobrów, często na dużej powierzchni. Ręczne sadzenie albo obsługa maszyn wymagających stałego podawania sadzonek jest czasochłonna i kosztowna.

Naukowcy szukali rozwiązania, aby usprawnić cały proces: zwiększyć wydajność, ograniczyć ryzyko uszkodzenia sadzonek i zmniejszyć udział pracy ręcznej. Nie chodziło o stworzenie skomplikowanej maszyny naszpikowanej elektroniką, ale raczej o mechaniczne rozwiązanie konkretnego problemu: jak sprawić, żeby sztobry były podawane regularnie, pojedynczo i we właściwej pozycji.

Sztobry

Sztobry to fragmenty pędów roślin (20-30 cm), najczęściej zdrewniałe, które wykorzystuje się do rozmnażania wegetatywnego. Inaczej: jest to kawałek pędu, który po umieszczeniu w glebie może się ukorzenić i dać początek nowej roślinie.

W tym przypadku chodzi przede wszystkim o sztobry wierzby energetycznej i topoli. Są to krótkie odcinki pędów przygotowane do sadzenia. Nie są to sadzonki w doniczkach ani rośliny z gotowym systemem korzeniowym, tylko materiał, który dopiero po posadzeniu ma się przyjąć i rozpocząć wzrost.

Wierzba energetyczna i topola bardzo dobrze nadają się do rozmnażania z takich zdrewniałych odcinków pędów. To gatunki często kojarzone z plantacjami prowadzonymi na większą skalę, również z przeznaczeniem na biomasę. W takich uprawach liczy się szybkość, powtarzalność i niski koszt zakładania plantacji.

Drugim powodem jest charakter samego materiału sadzeniowego. Zdrewniałe sztobry są sztywne, a więc trudniejsze do automatycznego podawania niż miękkie sadzonki. Jeśli maszyna poradzi sobie z takim materiałem, może realnie usprawnić prace polowe tam, gdzie sadzi się tysiące albo dziesiątki tysięcy sztobrów.

Trzeba jednak pamiętać, że urządzenie jest dostosowane do konkretnego typu materiału: zdrewniałych odcinków pędów o określonej długości, średnicy i sztywności. Jeśli inne rośliny rozmnaża się w podobny sposób, teoretycznie można byłoby wykorzystać tę maszynę także do nich. W praktyce prawdopodobnie wymagałoby to sprawdzenia, czy dany materiał dobrze przechodzi przez kontener, bęben selekcyjny, lej i redlicę. Możliwe, że dla innych gatunków trzeba byłoby zmienić ustawienia albo dopasować niektóre elementy robocze.

Patent na wynalazek

Wynalazek ma ochronę patentową, ale jego komercjalizacja jeszcze nie nastąpiła. Naturalnie, kolejnym krokiem byłoby przetestowanie urządzenia w warunkach polowych, dopracowanie konstrukcji i ewentualne poszukiwanie partnera do komercjalizacji. Przy tego typu wynalazkach sam patent jest ważnym etapem, ale dopiero wdrożenie decyduje o tym, czy rozwiązanie trafi do praktyki rolniczej.

Międzynarodowy zespół

Główną instytucją zgłaszającą patent na automatyczne urządzenie do sadzenia sztobrów, głównie wierzby energetycznej i topoli jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, aczkolwiek wynalazek jest efektem współpracy naukowców z różnych ośrodków, w tym z Polski i z zagranicy.

W skład zespołu, poza dr. hab. inż. Szymonem Głowackim prof. SGGW, wchodzą: dr hab. inż. Zbigniew Kowalczyk prof. URK – Uniwersytet Rolniczy w Krakowie; prof. dr hab. inż. Maciej Kuboń – Uniwersytet Rolniczy w Krakowie; dr hab. inż. Dariusz Kwaśniewski prof. URK – Uniwersytet Rolniczy w Krakowie; dr hab. inż. Krzysztof Mudryk prof. URK – Uniwersytet Rolniczy w Krakowie; dr hab. inż. Taras Hutsol prof. PUN – Poleski Uniwersytet Narodowy w Żytomierzu UA; mgr inż. Serhil Yermakov – Wyższa Uczelnia „Podolski Uniwersytet Państwowy” w Kamieńcu Podolskim UA oraz dr hab. inż. Savelii Kukharets prof. PUN – Poleski Uniwersytet Narodowy w Żytomierzu UA.

dr hab. inż. Szymon Głowacki, prof. SGGW- przejdź do profilu naukowca w Bazie Wiedzy SGGW (otwarcie w nowej karcie)
Katedra Podstaw Inżynierii i Energetyki
Instytut Inżynierii Mechanicznej SGGW