1.GİRİŞ
Ekim, belirli miktardaki tohumun yeni bir bitki oluşumu için
hazırlanmış tohum yatağına düzgün bir dağılımla, istenen
derinlikte gömülerek, üzerinin kapatılması işlemidir.
Ekimin başarısı, sıra üzeri bitki dağılımında ve ekim
derinliğindeki yeknesaklığın yanında, tarla filiz çıkış
derecesine de bağlı olmaktadır(Önal, 1987a).
Ekim makineleri, tohumları agroteknik isteklere uygun şekilde ve
biyolojik materyal üzerinde en az zedelenmeyle ekim işlemini
yapabilmelidir(Vatandaş ve Gürhan, 1992).
Hassas ekim makineleri, tohumları sıra üzerine eşit aralıkta tek
tek ekebilen makinelerdir. Hassas ekim makineleri, tohumların gerekli
hayat alanını, ideale yaklaştırmaya çalışmaktadır. Bu özellik
bu makinelerin sıra üzeri aralığını, hassas olarak
ayarlamasından kaynaklanmaktadır(Öğüt, 1991 a).
Hassas ekim makineleri genelde mekanik ve pnömatik olarak
sınıflandırılabilir. Hassas ekim makinelerinin diğer ekim
makinelerine göre üstünlüklerini şöyle sıralayabiliriz:
• Şeritvari ekime göre tohum sarfiyatı azlığı
• Tarla filiz çıkış derecesinde üstünlük
• İdeale yakın hayat alanı sağlaması
• Kaliteli tohum kullanarak seyreltmesiz ekimin yapılabilmesi.
İster mekanik,ister pnömatik olsun uygun bir ekim işlemi,tohum diski
veya tohum plakası tarafından tohumun boşluksuz olarak toprağa
eşit ekim uzaklığında ve istenilen derinlikte nispeten
sıkıştırılmış nemli tohum yatağına ve aynı zamanda belli
granül iriliğinde toprakla örtülmesiyle sağlanır.
Pnömatik hassas ekim makineleri eskiden beri kullanılmakta olan
mekanik hassas ekim makinelerine göre daha pahalı olmalarına rağmen
yüksek çalışma hızlarında kullanılmalarının elverişli olması
ve çeşitli tohumların kalibre nedeniyle ileri ülkelerde yaygın
olarak kullanılmaktadır.
2. HASSAS EKİCİ SİSTEMLER
Ekim işleminde tohumların sıralar arası ve üzerinde düzgün bir
şekilde dağıtımı,ekici sistemlerin başarısı yönünden
önemlidir(Vatandaş ve Gürhan, 1992).
Tarlada yeknesak bir bitki dağılımı iyi bir tarla hazırlığını
ve doğru bir ekim işlemini gerektirir. Uygun bir ekim işlemi,tohum
diski veya tohum plakası tarafından tohumun boşluksuz olarak
toprağa eşit ekim mesafesinde ve istenilen derinlikte nispeten
sıkıştırılmış nemli tohum yatağına bırakılmasıyla ve
üzerinin belli granül iriliğinde toprakla örtülmesiyle meydana
gelir. Uygun hava ve tarla koşullarından zamanında faydalanabilmek
için ayrıca yüksek çalışma hızı arzulanır.
Şekil 1. Mısır ekim makinesinde çalışma hızı ile iş
başarısı arasındaki ilişki (4 sıralı hassas ekim makinesinin iş
genişliği 3 m., parsel uzunluğu 150 m.) (Önal, 1987).
Tanınmış mekanik hassas ekim makineleri üzerinde yapılan
araştırmalar(7, 8, 45 , 73, 127) ilerleme hızının arttırılması
halinde (>5 km/h),tohum diski veya plakası üzerinde bulunan tohum
yuvalarının dolma katsayısının azalması,tohumların zedelenme
oranlarının artması ve çizide sürüklenmeleri nedeniyle ekimde
hassasiyetin azaldığını ortaya koymuştur.
Tohum kutusundan tohumun çiziye bırakılması dört safhadan meydana
gelir.
• Tohum yuvalarının tohumla dolması
• Tohum yuvalarından ayrılış
• Tohum yuvası-tohum yatağı arasındaki düşüş
• Tohum yatağında (çizide) tohumun hareketi
Son safhada yani tohum yatağında tohumun hareketinde,çizi şekli ve
baskı tekerliği etkilidir.
Hassas ekici sistemlerin ekim karakteristikleri labaratuvar ve tarla
denemeleriyle belirlenir. Labaratuvar şartlarında ekici sistemlerin
sıra üzeri tohum dağılım düzgünlükleri, yapışkan bant düzeni
kullanılarak belirlenir.
Yapışkan bant testi ile tohum dağılım diyagramları elde edilerek
sonuçları 3 safhada değerlendirebiliriz(Şekil 2).
Şekil 2. Yapışkan bant deneyinden elde edilen ekim mesafesi
dağılım diyagramı
I. Dağılım : Anma ekim mesafesi (Z) etrafında simetrik bir
dağılım mevcuttur. Ana dağılım eğrisinin dikliği oranında anma
ekim mesafesinden sapmalar azalacaktır.
II. Dağılım : Bütün tohum yuvaları tohumla dolmadığından ve
birbirini izleyen (Z) ekim mesafelerinde tohumlar,çiziye
düşmediğinden iki tohum arasında (2Z) uzunluğunda boşluklar
oluşur. Boşluklar ekim makinesinin performansına ve tarla filiz
çıkış derecesine bağlı olarak 2Z,3Z,4Z,....,NZ değerinde
olabilir. Boşlukların oluşmasında makine ilerleme hızı ve tohum
diski veya tohum plakası çevre hızı etkilidir.
III. Dağılım : Bu dağılımda başlangıç noktasından (sıfır
noktası) itibaren plakalardaki yuvalardan bazıların birden fazla
tohum yakalamasıyla ikizlenme olur(Önal, 1987 a).
Ts 6424(Anonymous, 1989) ve ISO 7256/1 (Anonymous, 1984)
standartlarına göre <0.5Z ikizlenme, >1.5Z ise boşluk oranı olarak
verilmektedir. İkizlenme tohumların ideal hayat alanını olumsuz
yönde etkilemektedir. Boşluk ise ekilmemiş alanı ifade eder
(0,5-1,5)Z tohum aralığı ne kadar yüksekse ekici sistemin
oluşturduğu sıra üzeri tohum dağılımının o kadar iyi olduğu
kabul edilir.Hassas ekimde kabul edilir tohum aralığının (0,5-1,5Z)
% 80’nin üzerinde,boşluk ve ikizlenmenin % 10’nun altında
olması istenmektedir(Önal, 1987 a).
Labaratuvar şartlarında,yapışkan bant testiyle elde edilen tohum
dağılım düzgünlükleri makine titreşimi,ilerleme hızı,tohum
düşme yüksekliği ve çizi profilinde yuvarlanma ve sürüklenmeye
etkilerinden dolayı tarla şartlarından daha iyi sonuç vermektedir.
Bereket ve Özmerzi,1994’de yaptığı çalışmalarında yapışkan
bant testinde bulunan sapma değerlerini tarlada elde edilen
değerlerden daha az bulmuştur. Bunun nedeni olarak da, tohumun
çizide yuvarlanması, ekim derinliğinin fazlalığı, toprak
yapısı, tohum kalitesi ve makine etkinliği gibi faktörler etkili
olmuştur. Şekil 3’te tarlada ve labaratuvarda tohum dağılımını
görebiliriz.
Şekil 3. Tarla ve labaratuvarda tohum dağılım düzgünlüğü
değişimi (Bereket ve Özmerzi, 1994).
Sıra üzeri tohum dağılım düzgünlüğüne etkili faktörleri
şöylece sıralayabiliriz.
• Tohum diski ve plakası çevre hızı
• Tohum yuvasının konumu
• Makinenin ilerleme hızı
• Ekici sistemin basıncı
• Dane atım frekansı
• Ekim mesafesi
Tek daneli (hassas) ekim yapabilen ekici düzenlerde aranılan belli
başlı özellikler şunlardır.
a) Ekici düzenler boşluk ve ikizlenme yapmamalıdır. Bununla beraber
ekimde belli sınırlar içinde boşluk ve ikizlenmeye izin
verilebilir. Örneğin mısır ekiminde % 10 ikizlenmeye ve % 10
boşluğa izin verilmektedir.
b) Ekici düzenler tohumları kalibre etmeden (sınıflandırmadan)
ekmeye olanak vermelidir. Ancak günümüzde kullanılan ekici
düzenler (pnömatik prensibe göre çalışanlar hariç) genellikle
tohumun kalibre edilmesine gereksinme gösterirler. Bu yapılmadığı
taktirde ekimdeki hassasiyet azalmaktadır.
c) Ekici düzenlerde tohum düşme yüksekliği mümkün olduğunca az
olmalıdır. Bu durum özellikle küçük ve hafif tohumların ekiminde
daha önemlidir.
d) Ekici düzenler tohumları zedelememelidir. Tohumu zedeleme değeri
yüksek olan ekici düzenler,tarla filiz çıkış derecesinin
düşmesine ve tohum kaybına neden olurlar. Yerfıstığı gibi narin
olan tohumların zedeleme oranı yüksek olan düzenlerle ekilmesi
mümkün değildir.
e) Ekici düzenler yüksek ilerleme hızlarında da ikizlenme,boşluk
ve zedelenme yapmadan tatmin edici şekilde çalışabilmelidir.
Genellikle kıskaçlı ekici düzenlerle önerilen çalışma
hızının üzerinde değerlerde çalışıldığında ikizlenme
artarken,plakalı mekanik ekici düzenler ile vakum prensibine göre
çalışan pnömatik ekici düzenlerde makinenin ilerleme hızı
arttıkça boşluk fazlalaşmaktadır.
f) Ekici düzenlerin labaratuvarda yapışkan bantta meydana getirdiği
tohum dağılımı yeknesak olmalıdır. Ama ekim mesafesi Z
olduğunda, (0,5-1,5)Z aralığı ne kadar yüksekse, ekici düzenin
oluşturduğu sıra üzeri tohum dağılımının o kadar iyi olduğu
kabul edilir.
2.1. Mekanik Hassas Ekici Sistemler
2.1.1. Delikli Kauçuk Bantlı Hassas Ekici Sistemler
Bu tip ekici sistemde,delikli kauçuk bant bir silindir tarafından
döndürülmektedir. İkinci bir baskı silindiri ile bant arasında
kalan tohum bant üzerideki deliklere girerek,çıkış ağzından
çiziye verilmektedir. (Dinler ve Karaaslan, 1974). Şekil 4’te
delikli kauçuk bantlı ekici sistem görülmektedir.
Şekil 4. Delikli kauçuk bantlı ekici sistem (Tozan ve ark., 1990).
2.1.1.1. Delikli Kauçuk Bantlı Hassas Ekici SistemlerinKonstrüksiyon Esasları
Delikli kauçuk bantlı hassas ekim makinesinde,ekim mesafesine uygun
delikli bandın seçilmesinde veya tanktaki delik sayısı belli ise,bu
delik sayısında oluşacak ekim mesafesinin bulunmasında aşağıda
açıklanacak temel ilişkilerin bilinmesi gerekir.
Bantlı ekim makinesiyle a (m) tohum mesafesinde ekim yapılıyorsa t
(s) zamanda çiziye i adet tohum atılacaktır. Bu taktirde t zamanda
alınan yol;
s=a.i(m) ve t= yazılabilir. V = Makine ilerleme hızı (m/s)
Aynı t zamanda kauçuk bantta i adet delik tohumla dolmak ve boşalmak
zorundadır. Banttaki delikler arası mesafe a (m),bant kasnağı
çevre hızı (m/s) alınırsa:
t = yazılabilir. Bant kasnağı çevre hızı V =
V =Bant kasnağı çevre hızı (m/sn)
r =Bant kasnağı yarıçapı (m)
n =Bant kasnağı dönü adedi (d/min)
t = idi V = yi yerine yazarsak
t = => t = yazılabilir.
t = ve t = eşitlikleri dikkate alınarak
= => V = bulunur. V :Makine ilerleme hızı
V = formülünü V formülünde yerine yazarsak;
V = olur.
Ekimde boşlukların en az düzeyde tutulabilmesi için tohum
bandının doğrusal hızının 0.3 m/sn ‘in altında olması
gerekmektedir. Ekim makinesinin ilerleme hızının artması oranında
bandın çevre hızı da yükseldiğinden,genel bir ifadeyle bu tip
ekim makinelerinde ilerleme hızı arttıkça sıra üzeri tohum
dağılımındaki yeknesaklığın azalacağı söylenebilir. Bantlı
bir ekim makinesinde tohum düşme yüksekliği 2,5 cm gibi düşük
bir değerdedir.
2.1.2. Eğik Konumlu Kaşıkcıklı Ekici Sistemler
Sistem,bir çerçeve içinde birlikte dönen, kaşıkcıklı ve diğeri
bölmeli bir çarktan oluşmaktadır. Yan taraftaki bir kanaldan
beslenen tohumlar, kaşıkcıklı çark bölmelerine düşerler.
Çarkın dönüşüyle tohumlar yukarı taşınır. Belirli bir
yükseklikte kaşıkcıkla yükselen birden fazla tohumlar aşağı
düşer. Ekici sistemin eğik konumlu oluşundan dolayı tohumlar
aşağıya taşınarak,çıkış ağzından çiziye
düşerler(Gökçebay, 1986). Şekil 5’te eğik konumlu
kaşıkcıklı mekanik ekici sistem görülmektedir.
Şekil 5. Eğik konumlu kaşıkcıklı mekanik ekici sistem(Önal, 1987
a).
2.1.3. Yatay Konumlu Dıştan Kertikli Hassas Ekici Sistemler
Kenarları parçalı (kertikli) bir plakanın üzerindeki
karıştırıcılar, tohumları hareket ettirerek kenarların
oyuklarına (hücrelerine) girmesini sağlamaktadır. Baskı yayları
ile tohumların hücrelerin içerisine bastırılırken,sıyırıcı da
hücre dışındaki tohumları sıyırarak yalnız hücrelere yerleşen
tohumları tek tek çıkış deliği ağzına vermektedir. Tohumlar bir
itici tarafından delikten aşağıya düşürülür(Dinler ve
Karaaslan, 1974). Şekil 6’da yatay konumlu dıştan kertikli mekanik
ekici sitem görülmektedir.
Şekil 6. Yatay konumlu dıştan kertikli ekici sistem.
2.1.3.1. Yatay ve Eğik Konumlu Tohum Plakalı Hassas Ekici Düzenlerin Konstrüksiyon Esasları
Yatay ve eğik konumlu tohum plakalı hassas ekici düzenlerde ekim
mesafesinin hesaplanmasından aşağıdaki formül kullanılır.
Z =
Formülde; Z = Ekim mesafesi
D = Ekim makinesi teker çapı (cm)
i = Transmisyon oranı (i=np/nt)
np= Plaka dönü sayısı (d/min)
nt = Teker dönü sayısı (d/min)
n = Yatay ve eğik plakadaki delik sayısı
Kaşıkcıklı eğik tohum plakasıyla ve gerekse yatay delikli
plakalarla başarılı bir ekim ancak kalibre edilmiş tohumluklarla
sağlanabilir. Plakanın uzunluk,genişlik ve derinlik ölçüleri her
kalibrasyon kademesine göre belirlenir.
Şekil 7. Yatay delikli plakada delik ölçüleri.
Yuvarlak delikli yatay tohum plakasında deliklerin üst kısmına
genellikle havşa açılır.
Tohum sevk düzeni olmayan yüksek düşülü yatay ve eğik delikli
plakalı ekici düzenlerin ekim yeknesaklığını arttırmak için
tohum düşü yörüngesine uygun tohum borusunun kullanılması
gereklidir.
2.1.4. Düşey Tohum Diskli Mekanik Hassas Ekici Sistemler
İçten beslemeli tipte;birisi içten dönen küçük çaplı yuvalı
çark ile diğeri dışta bulunan daha büyük çaplı oluklu çark
bulunmaktadır. İçteki yuvalı çark,düşük çevre hızıyla
döndüğü için,tohumlar yuvalara dolmaktadır. Tohumlar diskin
dönüşüyle beraber, dıştaki oluklu diske dolmaktadır. Olukların
şekli santrifüj kuvvet etkisini ortadan kaldıracak şekilde
tohumları yönlendirip, belli aralıklarla çiziye bırakmaktadır.
Şekil 8. İçten beslemeli mekanik ekici sistem(Gökçebay, 1986).
Dıştan beslemeli tipte;düşey konumdaki tohum diski,depo
içerisinden beslenerek, yuvalara tohumlar yuvarlanarak dolmaktadır.
Diskin dönüşüyle,tohumlar iticinin de etkisiyle çiziye
bırakılır. Şekil 9’da dıştan beslemeli mekanik ekici sistem
görülmektedir(Gökçebay, 1986).
Şekil 9. Dıştan beslemeli mekanik ekici sistem(Gökçebay, 1986).
2.1.4.1. Düşey Tohum Diskli Mekanik Hassas Ekici Sistemlerin Konstrüksiyon Esasları
Mevcut düşey tohum diskli mekanik hassas ekici düzenler çalışma
prensibi bakımından iki ana grupta toplanmaktadır. Eskiden beri
kullanılmakta olan tohum diskleri dıştan beslemeli olduğu halde,
son zamanlarda özellikle kaplanmış şeker pancarı tohumu için
geliştirilen içten beslemeli olanları da vardır(Şekil 10).
Şekil 10. İçten (solda) ve dıştan (sağda) beslemeli tohum
diskleri.
Her iki tohum diskini karşılaştırmaya geçmeden önce ekim
makinesinin ilerleme hızı (V ) ile tohum diski çevre hızı (V )
arasındaki ilginin ortaya konulması gerekir.
V =Tohum diskinin çevre hızı (m/s)
V =Ekim makinesinin ilerleme hızı (m/s)
n =Tohum diskinin dönü sayısı (d/min)
R=Tohum diskinin çapı (m)
a =Tohum diskindeki yuva sayısı
b =Diskteki tohum yuvaları arasındaki mesafe (m)
z =Anma ekim mesafesi olarak alınırsa
V = ....................(1)
V = ....................(2) ve a = den
V = .................(3) yazılabilir. V ve V eşitlikleri
oranlanırsa
= ...........................(4) ilişkisi elde edilir.
4 no’lu eşitliğin analizinden V çalışma hızının
arttırılabilmesi için V tohum diskinin çevre hızının ve z anma
ekim mesafesinin arttırılması veya disk üzerindeki tohum yuva
sayısının arttırılması(gerektiğinde çift sıra delik
konulması) gerektiği anlaşılır. Tarla filiz çıkış garantiye
alınmak istendiğinde,ekim mesafesinin arttırılması her zaman
mümkün değildir. Tohumların yuvalara dolma katsayısını azaltmama
koşuluyla yüksek çalışma hızlarında ekim yapabilmek için en
geçerli yol olarak tohum diskinin çevre hızının (V )
arttırılması veya tohum disklerindeki delikler arası mesafe
(b)’nin küçültülmesi diğer deyişle delik sayısının
arttırılması seçeneği bulunmaktadır.
Şekil 11. Tohum diski ve tohum plakası çevre hızının boşluğa
etkisi.
Şekil 11’de tohum diski ve tohum plakasının çevre hızının
boşluğa (danesiz tohum yerleri yüzdesine) etkisi verilmiştir.
Şekilden görüleceği üzere 0,25 m/s çevre hızının yukarısında
mekanik dıştan beslemeli tohum diskinde boşluklar hızla
artarken,içten beslemeli tipte 2 m/s disk çevre hızına kadar
boşluklar çok düşük düzeyde seyretmektedir. Bunun nedeni, tohum
diskinin dönüşü sırasında oluşan santrifüj kuvvetin her iki
tipte tohuma farklı etki yapmasındandır. Santrifüj kuvvet içten
beslemelide tohum hücresinin tohumla dolmasını kolaylaştıracak
şekilde etki ederken, dıştan beslemeli de aksine hücrenin tohumla
dolmasını güçleştirmektedir.
Tohum diskinin çevre hızının içten besleme yoluyla
arttırılabilmesi tohumun hücreden ilerleme hızının ters yönünde
ve aynı değerde bir hız yere bırakılmasına olanak
sağlamaktadır. (V = V ). Sonuçta tohum sıfır bileşke hızında
düşey olarak çiziye düştüğünden,tohumun çizide yuvarlanma ve
sürüklenmesi en az düzeye inmektedir.
Mevcut dıştan beslemeli mekanik hassas ekici düzene sahip ekim
makinesinde V ilerleme hızı V tohum diski çevre hızından
6...13,4 kat daha fazla değerdedir(Çizelge 1).
Çizelge 1. Dıştan beslemeli düşey tohum diskli mekanik hassas ekim
makinelerinde
çalışma hızı (V ) ve disk çevre hızı (V ) arasındaki
ilişki(Önal, 1995).
Hassas ekim makinesinin ekici düzeninin boşluk ve ikizlenme
yapmasını makul bir düzeye indirebilmek için boşluk ve ikizlenme
değerleri arasında bir uzlaşma noktasının saptanması gerekir.
1) Tek sıralı yuvalı çarkta boşluk
2) İki sıralı yuvalı çarkta boşluk
3) İki sıralı yuvalı çarkta ikizlenme
A) Uzlaşma noktası
Şekil 12. Boşluk ve ikizlenme değerleri arasında uzlaşma
sağlanması.
Şekilde görüleceği üzere düşey tohum diskinin çevre hızına
bağlı olarak saptanan boşluk ve ikizlenme eğrilerinin kesim
noktası olan A, uzlaşma (Kompromis) noktasıdır. A uzlaşma
noktasında tohum diskinin çevre hızı 15 cm/s,boşluk ve ikizlenme
değerleri % 3 olmaktadır.
Ekim makinesinin ilerleme hızının, dolayısıyla düşey tohum
diskinin çevre hızının artması oranında ekimdeki boşlukların
fazlalaşmasının önüne geçebilmek için bir diğer çözüm yolu
çift sıra delikli tohum diski kullanmaktır.
Düşey tohum diskinden ayrılıp çiziye çarpıncaya dek tohum bir
takım zararlı etkenlere maruz kalır.
Bunlar;
a) Tohum yuvayı terk etmesinde faz kaymaları : Küçük olan ve
yuvada serbest duran tohumlar tohum diskinden erken ayrılır.
İriliği nedeniyle yuvada sıkışık duran tohumlar tohum diskinden
ancak tohum iticisinin etkisiyle geç olarak düşmeye başlar.
Tohumların tohum yuvasından ayrılmadaki gecikmeler tohumların
hedeften sapmasının ilk nedenidir. Düşüşe başlama zamanındaki
faz kaymaları tohumun ekici düzenden farklı yörüngelerde toprağa
düşmesine neden olmaktadır. Kalibre edilmiş veya kaplanmış tohum
kullanarak veya uygun delik ölçüsü seçilerek bu hata kaynağı
büyük ölçüde ortadan kaldırılabilir.
b) Tohum iticileri değişik şekil ve büyüklükteki tohumlara
değişik düzeyde impuls verirler. Ek olarak ekim makinesinden
ilerleme sırasında oluşan titreşimlerde impuls etkisinin artmasına
neden olmaktadır.
c) Tohumların hedeften sapmasına neden olan hata kaynaklarından bir
başkası havanın tohumlara karşı gösterdiği dirençtir.
Tohumların rüzgara karşı gösterdiği kesitin devamlı
değişmesi,tohumların eğik akış yörüngelerinin değişmesine;bu
da hedeften sapmalara neden olmaktadır. Düşme yüksekliğinin
fazlalığı oranında hedeften sapmalar artar. Kaplanmış şeker
pancarı ± 5 mm toleransla hedeften sapmanın fazlalığını
göstermektedir.
Şekil 13. Şeker pancarı ekiminde düşme yüksekliğinin hedeften
sapmaya etkileri.
Şekilde görüleceği üzere, düşey diskli ekim makinesiyle düşük
ilerleme hızında (0,75m/s) çalışılmasında ve tohum düşme
yüksekliği 15 mm alınmasına rağmen tohumların takriben üçte
biri ± 5mm toleransla hedefin dışına düşmektedir. Bugünün
teknik olanaklarıyla çiziye ekimde tohumların hedeften sapmasını
engelleyen mutlak bir çözüm henüz ortaya konulmadığından, 5-6 cm
ekim mesafesinde ± 10 mm; 20 cm ekim mesafesinde ± 2,5 cm aralığın
da tohumların hedeften sapmalarına tolerans tanınmıştır.
Ekici düzenden kaynaklanan hataların dışında,tohumların çizide
sıçrama,yuvarlanma ve sürüklenme yapmaları sonucunda hedeften
sapmalar fazlalaşmaktadır.
2.2. Pnömatik Hassas Ekici Sistemler
Bu tip ekici sistemlerde, tohumlar hava akımı ile emilerek veya
üzerine hava basılarak yönlendirilir.Pnömatik hassas ekicilerin
mekanik ekicilere göre farklarını şöyle sıralayabiliriz.
• Tohumları kalibre etmeden ekebilmeleri,
• Paletlenmiş (küresel monogerm) tohumun ekilebilmesi,
• Ekici sistemi değiştirmeden, geniş sıra üzeri aralıkta ekimin
yapılabilmesi,
• Farklı tohumların (mısır, ayçiçeği, fasulye, pancar, bezelye
vb.) ekilebilmesi (Gökçebay, 1986).
Pnömatik hassas ekici sistemler çalışma prensibine göre vakumlu ve
basınçlı tip olarak sınıflandırılabilir.
Şekil 14. Pnömatik ekim makinesi
2.2.1. Vakumlu Tip Pnömatik Hassas Ekici Sistemler
Bu sistemde,tohum depodan diskin bulunduğu kısma girer,diskin bir
tarafında sürekli vakum vardır ve düşen tohumlar diskin
üzerindeki delikler tarafından tutulurlar. Makine tekerleğinden
hareket alan disk döndüğünde,deliğe tutunmuş tohumlar,atmosfer
basıncıyla karşılaşır. Vakum etkisinin sona ermesiyle tohum
çiziye düşer(Öğüt, 1991 a).
Tohum diskinin deliklerinde mevcut vakumla tohum kutusundan emilen
tohumlar birden fazla ise, sıyırıcı tarafından teklenir ve tekrar
tohum kutusuna düşmesi sağlanır. Şekil 15’te vakumlu tip
pnömatik ekici sistem görülmektedir.
Şekil 15. Vakumlu tip pnömatik ekici sistem.
2.2.2. Basınçlı Tip Pnömatik Hassas Ekici Sistemler
Ekici sistem, bir çerçeve içerisinde,üzerinde konik yuvalar diskten
oluşur. Tohumların içerisine dolarak çalışan disk yuvalarına
tohumlar yuvarlanarak dolar. Yuvalara birden fazla giren tohumlar,
basınçlı hava veren memenin önünde, basınçlı havanın etkisiyle
teklenir. Yuvada kalan tohumlar çerçeve yardımıyla taşınarak bir
itici tarafından çıkış ağzından çiziye bırakılır(Gökçebay,
1986). Şekil 16’da basınçlı tip pnömatik ekici sistem
görülmektedir.
Şekil 16. Basınçlı tip pnömatik ekici sistem(Irla, 1974).
2.2.3. Pnömatik Hassas Ekici Sistemlerin Konstrüksiyon Esasları
Ürüne göre hassas ekim makinelerinin seçiminde sıra aralığı
mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin tahıl
tohumlarının hassas ekim yöntemiyle ekiminde makineyle serpme ekime
göre daha yeknesak bir yaşam alanı sağlayabilmek için sıra
aralığının 10 cm veya altında olması gerekir. Dar sıra
aralığında ekim yapması düşünülen hassas ekim makinelerinin
konstrüksiyonu da en az 25 cm ve daha fazla sıra aralığında ekim
yapabilenlerinden farklılıklar göstermektedir.
Yukarıdaki nedenlerle çapa bitkisi tohumlarının ekiminde
kullanılan pnömatik prensibe göre çalışan ekim ekim makinelerinde
delikli plakalı veya diskli ekici düzenler kullanılırken, dar sıra
aralığında ekilen tahıl tohumları için delikli silindirik ekici
düzenler ekim kalitesine;
a) Ekici plakanın çevre hızı (V ),
b) Ekici plakadaki deliklere tohumu yönlendiren ve tohumun hızını
plaka hızına senkronize eden organın (kanatlı çarkın) bulunup
bulunmaması
c) Vakum basıncı (pm bar) etkilidir.
Şekil 17. Tohum diskli vakum prensibe göre çalışan pnömatik ekici
düzen
A)Prensip şeması verilen düşey tohum diskli vakumla çalışan
pnömatik hassas ekim makinesinde disk çevre hızının (V ),
deliklerin 0,5 m/s disk çevre hızına kadar % 90-95 dolayında
değişen tek dane yakalama oranı disk çevre hızının 0,8 m/s
değerine çıkarılması halinde 1500 mbar vakum değerinde % 75
değerine inmektedir. Şekil 18’de görüleceği gibi 0,5 ve 0,8 m/s
disk çevre hızlarının sırasıyla 7,5 ve 12 km/h makine ilerleme
hızlarına denk geldiği şekilde okunabilir.
Şekil 18. Vakumla çalışan tohum diskli pnömatik ekici düzende
plaka hızı (V ), makine ilerleme hızı (V ) ve vakum basıncının
tek dane yakalama oranına (TDYD) etkileri (mısır tohumu ile)
• Tohumun ağırlığı G(G=m.g),
• Santrifüj kuvvet ( F = m.w².r = m = , V : plaka çevre hızı
(m/s)
• Tohumla plaka arasındaki sürtünme kuvveti (kp)
P = .................(1)
Formüllerde ;
d =Delik çapı (cm)
P =Tohumu plakaya bastıran kuvvet (kp)
M =Tohumla çelik plaka arasındaki sürtünme katsayısı (M=0,38)
alınabilir.
• Tohumun delik tarafından yakalanması ve ona V hızı
kazandırılması sırasında oluşan atalet kuvveti ( F )
F = ............(2)
Formülde A ; deliğin tohumu yakalama süresidir. (m/s)
Atalet kuvveti ; deliğin (tohumun) hareket yönüne terstir.
• Plakadaki delik tarafından yakalanan ve tohum kütlesi içinde bir
süre sürüklenen tohuma diğer tohumların gösterdikleri direnç.
Delikli tohum, plakasına kanatlı çarkın monte edilmesi halinde, bin
dane ağırlığı fazla tohumlarda bile deliklerin tek dane yakalama
oranları yükseltmekte ve 1 m/s plaka çevre hızında da garantili
bir tek dane yakalama oranı sağlanabilmektedir. Bunun nedeni,
kanatlı çarkın,deliğin yakalayacağı tohuma ivme vermesi,onu ana
tohum kütlesinden ayırarak deliğe yönlendirmesidir. Vakum
prensibine göre çalışan pnömatik hassas ekim makinelerinde
(mısır için) işletme basıncı (vakum) değeri olarak 900 mm SS (88
mbar) değeri verilmektedir.
Plakadaki delik çapını 1,17 mm,vakum basıncını 100 mbar (1020
kp/m²) alarak 1 no’lu formülde P emme kuvveti P=2,31 g olarak
bulunur. Ancak pratikte tohum,deliği tam olarak kapatamayacağından,
emme kuvveti de hesaplanan değerden oldukça küçük olacaktır. Bu
nedenle, yukarıda açıklanan hesaplama yöntemi ile bulunan
değer,gerçek değerden ziyade gerekli minimum basıncının kaba bir
şekilde tahmininde kullanılmalıdır.
Tohum deliği her zaman tam delik üzerinde emilmesi de söz konusu
değildir. Delik açıklığından uzaklaştıkça emme kuvvetinde
büyük düşüşler gözlenir. Bunun nedeni, delikten uzaklığın
karesiyle doğru orantılı olarak hava hızının azalmasıdır.
Hava bir deliğe radyal olarak bütün yönlerde akar,akış
çizgilerinin oluşturduğu zarf bir yarım küre yüzeyidir. Yarım
kürenin yarıçapını dane ile delik arasındaki mesafe belirler.
Delikten r uzaklıktaki Vr hava hızı
Vr = ........................ (3)
A = 4.π.r ² .....................(4)
V = π.r ².Vr ..................(5)
Eck’e göre delikteki hava hızının (Vr ) değeri
Vrї = α . dir. ............................ (6)
3 no’lu eşitlikte 4 ve 6 no’lu eşitlikleri kullanarak,
Vr = ........................ (7) ve
Vr = ; r > 0 ..................... (8) elde edilir.
Formüllerde;
V = Delikten akan havanın debisi (m³/s)
A = Kürenin alanı (m²)
Vr = Delikten r uzaklıktaki hava hızı (m/s)
Vr = Delikten r uzaklıktaki hava hızı (m/s)
r = Delikten uzaklık (m)
r = Delik yarıçapı (m)
α = Akış katsayısı (1,4-1,7 mm delik çaplarında α = 0,7
alınır.)
= Hava için 20°C mbar’da 1,14 kp/m³’dür.
A = Vakum basıncı (kgf/m²)
100 mbar vakum basıncı (=1020 kgf/m²) ve 1,7 mm delik çapı için
delikten r uzaklıktaki hava hızı;
Vr = 33,46. (m/s) formülüne göre hesaplanabilir.Formülün
çıkarılmasında r =0,85 mm alındığından, burada r mm cinsinden
kullanılmalıdır.
6 no’lu eşitlikten yararlanarak delikteki (r =0) hava hızı 92,7
m/s olarak bulunur. Çizelge 2‘de, delikten uzaklaştıkça hava
hızında ne derece hızlı bir düşüş olduğunu göstermektedir. (r
) 0 değerleri için Vr , 8 no’lu formülle hesaplanmıştır.
Çizelge 2. 1,7 mm delik çapında vakum basıncına ve delikten
uzaklığa (r ) bağlı olarak hava hızındaki değişme.
Buğday danesinin hava akımı içindeki kritik hızı 8,8 m/s‘dir.
Şu halde çizelge 2‘deki değerlere göre 100 mbar vakum
basıncında delikten 2 mm uzaklıkta duran bir danenin ekici organ
tarafından emilmesi mümkün değildir. Bu nedenle ekici düzendeki
deliklerde danenin garantili olarak kavranabilmesi için,tohumun
deliklere doğru yönlendirilmesini sağlayacak önlemlerin alınması
gerekir.
Delikli plakalı pnömatik hassas ekim makinelerinde yüksek(12
km/h’a kadar) ilerleme hızlarında çalışabilmek için ya delikli
plakaya kanatlı çark yerleştirilir, ya da daha basit bir
konstrüksiyonla tohum plakası üzerindeki delik sayısı
arttırılır. Kanatlı çarkla takviye edilmiş delikli plakanın
çevre hızını 1 m/s değerine kadar çıkarmak mümkündür. Vakum
prensibine göre çalışan pnömatik hassas ekici düzenlerle saniyede
maksimum 25 tohum ekmek mümkündür. Buda bu tip hassas ekim
makinelerinin maksimum 12 km/h ilerleme hızında
çalıştırabilecekleri anlamına gelir.
12 km/h gibi yüksek bir ilerleme hızında da vakum prensibine göre
çalışan ekici düzenlerin tek dane yakalama oranları(tek dane
yakalama oranı(TDYO)= toplam tohum yeri sayısı-tohumsuz ve birden
fazla tohum bulunan yerlerin sayısı) % 90’nın üzerindedir.
Bununla beraber,delikli tohum plakalarının çevre hızı,tohum
düşme yüksekliği,gömücü ayak ve çizi kapatma organının tipi
gibi tohumun çiziye yerleştirilmesine etkili faktörler nedeniyle 7-8
km/h ’den daha fazla ilerleme hızlarında çalışamamaktadır. Bu
nedenle günümüzdeki araştırmalar tohumun çiziye düzgün bir
şekilde yerleştirilmesini sağlayacak önlemlerin bulunmasına
yönlendirilmiş bulunmaktadır.
Delikli plakalı veya diskli ekici düzene sahip pnömatik hassas ekim
makineleriyle boşluk oluşmadan ekim yapabilmek için işletme
basıncının belli bir sınır değerinin aşağısına düşmemesi
gerekir. Örneğin mısır tohumu için basınçlı hava prensibine
göre çalışan hassas ekim makinelerinde 600-900 mm SS (55-88
mbar)’ in altına düşmemesi gereklidir.
Şekil 19. Delikli silindirik pnömatik ekici hassas düzen
2 mm kalınlığındaki saçtan yapılmış 204 mm çapındaki
silindirin (a) etrafına sıralar halinde delikler delinmiştir. Her
sırada 60 delik bulunmaktadır. Tohum kutusundan (c) gelen tohum bir
karıştırıcı ve yedirici (d) sayesinde silindirin üzerindeki
deliklere yönlendirilir. Silindirin yarı yüksekliğinden itibaren
silindirin 90º’lik bir kısmını çevreleyen tekleme organı
(b),delikteki birden fazla tohumun tekrar kutuya düşmesini sağlar.
Tekleme işleminden sonra yoluna devam eden tohum,alt noktaya
yaklaştığında silindirin içine yarleştirilmiş bir lastik
merdanenin (e) delikteki vakumu ortadan kaldırmasıyla çiziye
düşer.
Silindir üzerindeki deliklerin çapı en küçük danenin ölçüsü
ile sınırlıdır. Delik çapının küçültülmesi oranında tohumu
delikte tutabilmek için gerekli vakum basıncı artar. Bu nedenle
delik çapı ile vakum basıncı arasında bir uzlaşma (kompromis)
noktasının bulunması gerekir. Yapılan denemeler tahıl tohumları
için delik çapının 1,7 mm olması gerektiğini göstermektedir.
Delikli silindirik hassas ekici düzenin konstrüksiyonuna esas olacak
değerler aşağıdaki fazlar dikkate alınarak verilebilir.
1) Delikteki vakum vasıtasıyla danenin kavranması
2) Tohumun teklenmesi
3) Danenin deliği terk etmesi
4) Danenin delik ile çizi arasındaki hareketi
1) Delikteki vakum vasıtasıyla danenin havlanmasına silindirin
dönü sayısı, (h) savak yüksekliği, karıştırıcı-yedirici
organın şekli ve dönü sayısı ile vakum basıncı etkilidir.
Paralel çubuklu ve profil valsli karıştırıcı-yedirici
organlar,tohumların delikler tarafından emniyetle kavranmasına
yardımcı olmaktadır. En uygun savak yüksekliği 60 mm
civarındadır. Danesiz tohum yeri yüzdesinin %1’in altında olması
için dane ekim frekansına (dane/s) bağlı olarak vakum basıncı
değerleri tüm tahıl tohumları için aşağıdaki değerlerde
olmalıdır.
Dane Atım Frekansı Vakum Basıncı
20 dane/s ...................................................... 100
mbar
40 dane/s ......................................................
100-150 mbar
60 dane/s ...................................................... 150
mbar
2) Silindirdeki deliklerde birden fazla dane kavranmışsa bunların
tekleme organı vasıtasıyla tekrar tohum kutusuna düşmesinin
sağlanması gerekir. Tekleme organlarının tipi kertikli ve tek
yandan etkili veya çubuklu ve iki yandan etkili olabilir.
Tekleme organlarından çubuklu ve iki yandan etkili olanları da üç
tiptir. I. tip 20 çubuklu, II. tip 10 çubuklu ve III. tip 5
çubukludur. Yapılan denemeler tek yandan etkili olanlarına göre iki
yandan etkili tekleme organlarının kullanılması halinde deliklerin
tek dane kavrama oranlarının arttığını göstermektedir. İki
yandan etkili tekleme organında çubuk sayısı azaldıkça daha
yüksek tek dane kavrama oranı elde edilir. Bunun nedeni, çubuk
sayısının azalması oranında çubuklar arasındaki serbest
artmasıdır.
3) Danenin deliği terk etmesinde deliğin vakumla ilişkisini kesen
lastik merdanenin çapının önemi vardır. Çapı 38 mm olan bir
lastik merdanenin ile yaklaşık 10 mm ’lik uzunluğa baskı
uygulanabilir. Dane atım frekansının 20-60 dane/s olabilmesi için
silindirin çevre hızının 0,21...0,64 m/s olması gerekir. Bu
taktirde bir deliğin merdane vasıtasıyla vakumla ilişkisi ancak
0,05...0,02 saniyelik bir sürede kesilebilir. Bu süre ise tohumun
delikten kurtulması için yeterli değildir. Çapı 58 mm’ye
çıkarmak suretiyle merdanenin silindir içindeki 20...25 mm ‘lik
bir uzunluk boyunca tohumla vakumun ilişkisini kesmesi sağlanabilir.
Buğday,çavdar ve arpa için bu uzunluk yeterlidir. Ancak,aynı
koşullarda uzun olan yulaf danelerinin % 5’i delikten
kurtulamamaktadır. Delikten kurtulamayan yulaf danelerinin düşmesini
sağlamak için ayrıca tohum sıyırıcı demirinin kullanılması
zorunludur.
4) Danenin delik ile çizi arasındaki hareketi, tohumun delikten
çiziye düşüş yörüngesine tohum silindirin çevre hızı ve
düşme yüksekliği etkilidir. Tohum düşme yüksekliği attıkça
sıra üzeri tohum dağılımındaki yeknesaklık bozulmaktadır.
3. SONUÇ
Hassas ekici sistemlerin tarım tekniği yönünden
karşılaştırılması yapılırken,mekanik hassas ekici sistemlerin,
pnömatik ekici sistemlere göre dezavantajlarının bulunduğu
görülmektedir.
Hassas ekimde istenen sıra üzeri tohum dağılımında boşluk ve
ikizlenmenin azlığı, kabul edilebilir. Tohum aralığının
yüksekliği, farklı tohumların ekimine uygunluk, pnömatik hassas
ekicileri avantajlı kılmaktadır. Buna rağmen mekanik hassas ekim
makinelerinin maliyetinin ucuz olması kullanım alanını
arttırmaktadır.
| |||||||
|
