Ünite 4: Toprak İşleme Alet ve Makinaları

Toprak İşleme Tekniği

İnsanlığın beslenmesinde zincirin ilk halkasını oluşturan bitkisel üretim için başta gelen işlem, toprak işlemedir. Kültüre alınmış ve geniş alanlarda üretilecek bitkiler toprağa kökleriyle tutunmakta ve yaşamasını sağlayacak bitki besin maddeleri ile suyu topraktan almaktadırlar. Bitkilerin topraktan en iyi biçimde yararlanabilmesi için toprağın onların isteklerine uygun olarak hazırlanması gerekir. Toprak işlemenin bitkilerin gelişmesine uygun tohum yatağı hazırlığı olarak nitelendirilmesi de bundandır. Toprak işleme yapılarak esas olarak toprağın içindeki su ve havanın doldurduğu boşlukların miktarı ile parçacık (agregat) büyüklüğü ve şekli yani strüktürü değiştirilir. Bu da toprağın su tutma kapasitesi, geçirgenliği, kapilaritesi, suyun buharlaşması, sıcaklığı gibi fiziksel özelliklerini etkiler. Bitkilerin isteklerine uygun toprak hazırlığında uygun furda strüktüre ulaşılması toprağın biyolojik yapısını da etkilemektedir. Toprağın tavında yapılmış bir toprak işleme ile hazırlanmış furda toprak strüktüründe, toprak parçacıkları ile bunları bir arada tutan kolloidal maddeler, mikroorganizmalar dengeli bir biçimde bulunmalıdır. Toprak işlemeyle yapılacak mekanik etkiler yanında topraktaki kimyasal ve biyolojik olayların da doğru zamanını yakalamak gerekir. Toprak işlemenin doğruluğu, yapıldığı zamana ve bu doğru zaman da toprakta bulunan nem oranına bağlıdır. Toprak işlemede etkili faktörlerden biri de işleme derinliğidir. Bu derinlik anız bozmada 6-12 cm, asıl sürümde 15-25 cm arasındadır. Kulaklı pullukla uzun yıllar toprak aynı derinlikte işlenirse toprakta taban taşı oluşur. Bunun önlenmesi için işleme derinliği sıkça değiştirilmeli ve 4-5 yılda bir derin sürme yapan dipkazanlar kullanılmalıdır. Toprağın fazla derin olmadan işlenmesi daha kolaydır ve giderler de daha düşük olur. Ancak, toprağın tozlaşarak erozyona uğramasına, besin maddelerinin yıkanması sonucu verimsizleşmesine, kısa sürede taban taşı oluşmasına ve yabani otların yeterince yok edilememesine neden olur. Mekanik olarak alet ve makinalarla işlenmesi, toprağı hareketlendirir. Toprak işleme sırasında bir direnç kuvveti ortaya çıkmaktadır. Bu direnç kuvveti; toprağın cinsine (kum, silt, kil oranlarına), özgül ağırlığına, nem içeriğine, sürtünme özelliğine, işleme yapan aletin işleme derinliğine, genişliğine, ilerleme hızına, keskinliğine, yapısına, çeken makina ile bağlantı durumuna ve her üç düzlemdeki ayarlarına göre değişmektedir. Toprak işleme tekniği yönünden topraklar 5 grupta toplanabilir. Bunlar; Hafif topraklar, hafif-orta ağır topraklar, orta ağır topraklar, orta ağır-ağır topraklar ve ağır topraklardır. Toprak işleme ve verim açısından en uygun topraklar yapısında % 10-40 oranında kil bulunduran killi kumlu topraklardır. Toprağı kabartmak, belirli miktarda parçalamak şeklinde etki gösteren toprak işleme, gerçekte, ekilecek tohumlar için uygun yetişme koşullarının sağlanmasının amaçlandığı tohum yatağı hazırlığıdır. Anız bozmada toprak genellikle 12-15 cm derinlikte işlenmektedir. Tohum yatağı hazırlığı; kışlık ekim için sonbaharda pullukla yapılan toprak işleme yanında ekilen tohumları dondan korumak için üzerlerinin kısmen gevşek bir tabaka ile örtülmesini sağlayacak, tohumların aynı dönemde filizlenmesini sağlayacak kadar toprak yüzeyini düz şekilde bırakacak aletlerin kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Toprak işleme yabancı ot kontrolü amacıyla da yapılmaktadır.

Erozyon kontrolü: Toprak erozyonu daha çok rüzgâr ve su gibi etmenlerle gerçekleşmektedir. Erozyonun önlenmesi için toprak işleme tekniği yönünden yapılması gerekenler vardır. Bunlardan en bilineni eğimli tarlalarda toprağın meyile dik yönde işlenmesidir.

Toprak İşleme Alet ve Makinalarının Toprağa Etki Şekilleri

Tohum yatağı hazırlama amacıyla kullanılan tarım alet ve makinaları toprağa toprağın parçalanması, toprağın döndürülmesi, toprağın kabartılması ve toprağın karıştırılması olmak üzere 4 şekilde etki ederler.

Pulluklar

Pulluklar toprağın bitkisel üretim için yeterli olan 20-25 cm’lik üst katmanını kabartıp kısmen veya tamamen devirerek işleyen aletlerdir. Pullukla işlenen toprak, yağmur ve kar sularını kolay geçirir, nemi iyi tutar, havalanma durumu iyileşir ve bitki köklerinin uzamasına fazla direnç göstermez.

Kulaklı Pulluklar: Kulaklı pulluklar toprağı devirerek, alt üst ederek işlerler. Kulaklı pullukla işlemede toprak, bir dikdörtgen prizma şeklinde şeritler halinde kesilir, alt-üst edilir, gevşetilir, kabartılır, kısmen parçalanır ve daha önce açılmış olan çizinin üzerine yana devrilir. Kulaklı pulluklar; uç demiri, kulak, taban demiri ve varsa ökçe demiri, kulak uzantısı, keski demiri, öngövdecik gibi işleyici elemanlar ile payanda, çatı, traktöre bağlantı yerleri, ayar düzenleri ve tekerlekler gibi yardımcı elemanlardan oluşmuştur. Aktif elemanlar toprağı hareket ettirirler ve onunla doğrudan temas halindedirler. Uç demiri, kulak ile birlikte pulluğun aktif yüzeyini meydana getirir. Kulak, uç demiri tarafından hareketlendirilen toprak şeridinin hareketini devam ettirir. Taban demiri, çizi tabanı ile temas halinde olan uç demiri keskin kenarı ile birlikte bir düzlem oluşturarak pulluğun sağa sola kaçmasını ve derine batmasını engelleyerek dengeli çalışmasını sağlar. Kulak ve uç demiri gibi aktif elemanlar bir yanından kulaklı pulluğun çatısına bağlanan payandanın diğer tarafına havşa başlı civatalarla tutturulur. Sürüm sırasında, toprağın çok sertleşmiş kısımlarından ya da taş, ağaç kökü gibi maddelerden kaynaklanan normalin üzerindeki kuvvetlerden pulluk elemanlarının ve bağlantılarının korunması için kesilme pimli, cıvatalı ya da yaylı emniyet düzenlerinden yararlanılır. Kulaklı pulluklar traktörlerle çekildiğinden toprak işleme sırasında ne kadar güç gereksinimi olduğu ve ne kadar sürede ne kadar alan işledikleri bilinmelidir. Kulaklı pullukla sürümde iş genişliği konstruktif yapıya bağlı olarak değişmez, sabittir; iş derinliği ise değiştirilebilir. Pulluğun çeki gücü, pulluğu çekmek için traktör bağlantı kollarında gereksinme duyulan güçtür. Pullukla çalışmada parsel sonlarında çiziye tekrar girebilmek için uygulanması gereken dönme yöntemleri kısa ve uzun dönüş olmak üzere iki grupta toplanır. Kısa dönüşlerde X<2R _min , uzun dönüşlerde X?2R _min ilişkisi bulunmaktadır. Kulaklı pulluklar çalışırken toprağı sürekli bir yana devirdiklerinden tarlanın durumuna göre tahtavari sürme, şekilli sürme ve düz sürme yapılır. Kulaklı pulluklar uç demiri ve kulağın şeklinden dolayı toprağa batmaya çalışırlar. Tarlada dengeli bir sürüm yapılabilmesi için sürümden önce ölçülerin ve ayarların kontrol edilmesi gerekir. Pulluklarda sürümden önce iş derinliği, iş genişliği, sağ-sol yataylık ve ön-arka paralellik ayarlarının yapılması gerekmektedir. Pullukta sağ-sol yataylık ayarı, alt bağlantı kollarından yapılır. Ön-arka paralellik ayarı, pulluk çatısının, ilerleme yönünde toprak yüzeyine paralel olmasını sağlamalı, pulluğun tüm gövdeleri dengeli olarak yere oturmalıdır.

Diskli Pulluklar: Diskli pullukların asıl işleyici elemanı olan 50-60 cm çapında olan disk, bir küre kapağı şeklindedir, kenarları keskinleştirilmiştir ve bir mile yataklandırılmıştır, toprakta yuvarlanarak ilerler. Diskli pulluklar, yeni arazilerin açılmasında, taşlı ve bitki örtüsü yoğun arazilerin işlenmesinde kullanılırlar. Diskli pullukların işleyici organları olan disklerin pulluk çatısına yerleştirilmelerinde yön açısı ve durum açısı olmak üzere 2 önemli açı söz konusudur. Yön açısı , içbükey diskin keskin kenarlarından geçen düzlem ile hareket yönündeki düzlem arasındaki açı, normal koşullarda 40°-50° arasındadır, arttıkça iş genişliği artar. Durum açısı, içbükey diskin keskin kenarlarından geçen düzlem ile düşey düzlem arasında kalan açı, normal koşullarda 3°-30° arasındadır, küçüldükçe disk dikleşir ve parçalama etkisi artar. Asılır tip diskli pulluklar toprağa dalma, batma özellikleri olmadığından traktörlerin hidrolik kontrol sisteminde bulunan pozisyon kontrol durumunda çalıştırılırlar.

Döner Kulaklı Pulluklar: Döner kulaklı pulluklar düz sürüm yapmak için kullanılırlar. Tarlanın düz sürüm yöntemiyle işlenmesi ekimden hasata kadar olan tarımsal işlemlerde makina kullanımını kolaylaştırır. Normal kulaklı pulluklara göre gövde sayısı iki kat fazladır. Bu nedenle hem pahalıdırlar ve hem de ağır olduklarından ancak büyük güçlü traktörlerle çekilebilirler.

Dipkazan: Ülkemizde en çok kullanılan derin toprak işleme makinası dipkazandır. Dipkazanlar, sabit uç demirli ve titreşimli uç demirli olarak imal edilebilmektedirler. Dipkazanlar, 50-60 cm’ye varan derinliklerde işleme yaparlar ve büyük güçlü traktörler gerektirirler.

Özel Pulluklar: Kullanma amacına göre bahçe pulluğu, bağ pulluğu, anız bozma pulluğu, ripper olarak adlandırılırlar.

Toprak Frezeleri

Toprağa daha çok karıştırma ve parçalama şeklinde etki eden toprak frezeleri, traktör kuyruk milinden hareket alır. Frezenin işleyici elemanı ilerleme yönüne dik olarak yerleştirilmiş yatay bir mile bağlanmış bükük bıçaklardır. Arka tarafta bir sac kapak bulunan makina, tekerlekler ya da kızaklar üzerinde kayarak ilerler. Freze bıçakları traktör tekerlekleri yönünde dönme hareketi yaparak, toprağı dilimler halinde keser ve parçalar. Kesilen toprak dilimlerinin büyüklüğü; bıçağın sayısı ve çevre hızı ile traktör ilerleme hızına göre değişir. Traktör kuyruk milinden mafsallı mil aracılığıyla güç alan frezelerde mutlaka bir emniyet kavraması bulunmalıdır. Toprak frezeleri bazı durumlarda tek başına tohum yatağı hazırlayabilen makinalardır. Freze milinin ilerleme yönüne göre yaptığı dönü hareketinin yönüne göre, frezeler düz ve ters yönlü olmak üzere iki tipte imal edilebilirler.

Yüzeysel Toprak İşleme Makinaları

Toprağı 5-10 cm derinlikte yüzeysel olarak işleyen bu makinalar; toprağı yeterince parçalayarak tohum yatağı hazırlamak, nadasa bırakılmış tarlalarda yabancı ot mücadelesi yapmak, toprak yüzeyindeki bitki artıklarını veya gübreyi toprağa gömmek, yağışlardan ve sulamadan sonra yüzeyde oluşan kaymak tabakasını kırarak toprak nemini korumak için kullanılırlar. İşlevleri yönünden birbirine benzeyen kültüvatörler ve tırmıklar ile merdaneler ve tapanlar bu grupta yer alan makinalardır.

Kültüvatörler; toprağı yırtarak kabartan, devirmeden işleyen; havalandıran, yabancı otları kesen ve köklerini yüzeye çıkaran, tarladaki kesekleri parçalayan makinalardır. Kültüvatörlerin, tarla kültüvatörleri, ot yolucular (rod weeder) ve ark açma, boğaz doldurma (lister) olarak değişik tipleri bulunmaktadır.

Tırmıklar, pullukla işlenmiş olan tarlalarda toprağın kabartılması, keseklerin parçalanması, tarla yüzeyinin düzeltilmesi, kaymak tabakasının kırılması ve yabancı otların sökülmesi yanında bazen de serpme olarak ekilen tohumların toprağa karıştırılması için kullanılırlar. Uygulamada en çok dişli, yaylı, diskli ve döner tırmık tiplerine rastlanmaktadır. Diskli tırmıkların işleyici organları, 40-50 cm çapında, bitki artıklarının daha kolay parçalanması için kenarları bazen kertikli olarak imal edilen, kenarları sertleştirilmiş içbükey diskler şeklindedir. Düz ve kertikli diskler ayrı ayrı ya da kombine olarak birlikte kullanılabilirler. Özellikle taşlı arazilerde kullanılmaları uygun olan yaylı tırmıklar, titreşim hareketi yapabilen yay şeklindeki aktif elemanları sayesinde toprağı çok iyi parçalarlar. Döner tırmıklar, üzerinde çatal benzeri sivri uçlar bulunan 30-50 cm çapındaki tekerlek benzeri yapıların 10-15 cm aralıklarla bir mil üzerine yerleştirilmesiyle oluşturulur. Yüzeysel olarak çapalama, kaymak tabakası kırma ve yabancı ot filizlerini yok etme, kesekleri ufalama ve toprağı hafifçe bastırarak arazi yüzeyini düzeltmede kullanılırlar.

Merdaneler, tohum yatağı hazırlamada kesekleri kırmak, toprağı bastırmak ve tarla yüzeyini düzeltmek amacıyla kullanılırlar. Kış mevsiminde don etkisiyle kabararak gevşeyen toprakta ekili tahılların köklerinin toprakla temasının sağlanması için ilkbaharda merdanelerden yararlanılır. Ayrıca merdanelerin bastırma özelliği sayesinde topraktaki hava boşlukları da dağıtılır. Merdaneler aktif elemanlarının dış yüzey şekillerine göre; düz merdaneler, dalgalı merdaneler (dişli, tırnaklı, kafes tipi, diskli, Spiral ve parmaklı) ve dip bastıran merdaneler olmak üzere üç grupta değerlendirilirler. Toprağın üst yüzeyini, fazlaca bastırmadan düzeltmek ve küçük kesekleri parçalamak için tapanlardan yararlanılır. Böylece, topraktaki kılcal boruların yapısı bozularak nemin buharlaşması engellenir.