Zmiana przepisów prawnych w Polsce i na świecie umożliwia hodowlę konopi na dużą skalę. Jednocześnie wzrasta zapotrzebowanie rynku na produkty powstałe z użyciem konopi. Szczególnie duże zapotrzebowanie wykazuje przemysł farmaceutyczny, kosmetyczny, spożywczy, a także budowlany. Bardzo popularne stały się konopie w dietetyce. Rosnące zainteresowanie tą rośliną wynika z jej wszechstronnego zastosowania, zarówno w przemyśle włókienniczym, jak i spożywczym czy farmaceutycznym. Konopie są roślinami o bardzo wysokim stopniu użyteczności - to przede wszystkim roślina przemysłowa, której walory przez minione lata zostały nieco zapomniane, ale obecnie jej znaczenie rośnie. Konopie dostarczają dużych ilości biomasy i oleju, które mogą być wykorzystane do produkcji włókien i tekstyliów, materiałów izolacyjnych, mat, kosmetyków, farb, lakierów, biopaliw i wielu innych produktów. Wzrost zapotrzebowania na konopie oznacza, że coraz większe obszary będą przeznaczone pod uprawę, co intensyfikuje prace badawcze nad modernizacją i budową nowych maszyn rolniczych.
Zalety Uprawy Konopi i Technologii Bezorkowej (Strip-Till)
Uprawa konopi jest korzystna pod wieloma względami. Nie wymaga ona intensywnego nawożenia ani stosowania środków ochrony roślin, a ich głęboki, sięgający nawet do dwóch i pół metra system korzeniowy, odżywia ziemię. Rolnicy chętnie uprawiają konopie w celu odbudowania witalności gleby. Kwiaty zawierające nasiona są przetwarzane w produkty prozdrowotne, a susz z liści w herbatę.
W obliczu rosnącego zapotrzebowania, zintensyfikowały się prace badawcze związane z plonowaniem i jakością upraw oraz modernizacją maszyn rolniczych do ich uprawy. Prototyp agregatu uprawowo-siewnego nadaje się do siewu nasion konopi w systemie bezorkowym (strip-till), który doskonale wpisuje się w najnowsze trendy rolnictwa. Taka technologia siewu przyczynia się do obniżenia kosztów uprawy i ochrony środowiska, minimalnie narusza strukturę gleby, zmniejsza erozję, zachowuje zasoby wodne i ogranicza negatywny wpływ na klimat. Ważne jest również zwiększenie aktywności życia biologicznego w glebie, w tym dżdżownic, jej rozluźnienie, poprawa struktury i zmniejszenie zwięzłości.
Tego typu maszyny coraz częściej są stosowane jako maszyny łączone, umożliwiające równoczesne uprawianie gleby, nawożenie i siew. Główne zalety takiego rozwiązania to:
- skrócenie czasu pracy,
- oszczędność energii i finansów,
- ograniczenie ugniatania gleby,
- uproszczenie prac uprawowych,
- jednoczesne przygotowanie gleby oraz wysiew nawozu i nasion,
- skrócenie czasu przystąpienia do prac związanych z wysiewem,
- możliwość optymalnego wymieszania gleby w przypadku występowania resztek pożniwnych,
- zwiększenie bezpieczeństwa pracy poprzez zmniejszenie ryzyka wypadku w wyniku ograniczenia liczby wykonywanych czynności.
Projekt „Roztoczańskie Konopie” - Inicjatywa i Partnerzy
Inicjatywa propagująca uprawę konopi (Cannabis sativa) wyszła od Mariusza Rybaka, rolnika z powiatu zamojskiego na lubelskim Roztoczu. Rolnik, prowadzący uprawy na około 120 hektarach, głównie na ciężkich rędzinach, poszukuje alternatyw dla tradycyjnych upraw, takich jak burak cukrowy, rzepak czy pszenica, ze względu na dużą konkurencję rynkową i słabszą jakość lokalnych gleb. „W mojej okolicy dysponujemy słabszymi glebami, w obecnych okolicznościach nie ma szans na skuteczną konkurencję z sąsiadem z Ukrainy z kukurydzą czy pszenicą” - mówi Mariusz Rybak, który w strukturę upraw wprowadził już ostropest plamisty, a docelowo myśli o konopiach włóknistych, które mogłyby zająć 10% areału.
Mariusz Rybak postanowił skonstruować agregat uprawowo-siewny do konopi, pracujący w technologii strip-till. Jego gospodarstwo zostało liderem unijnego projektu „Roztoczańskie Konopie”, realizującego ten innowacyjny pomysł. W skład konsorcjum weszli również:
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie (UP) - odpowiedzialny za prace badawczo-rozwojowe dotyczące technologii uprawy i przydatności odmian, a także badania nad roślinami i maszyną.
Wojewódzki Ośrodek Doradztwa Rolniczego (WODR/LODR) w Końskowoli - wspierający projekt administracyjnie, opracowujący wniosek do ARiMR w ramach konkursu „Współpraca”, nadzorujący stronę administracyjną oraz przygotowujący stronę internetową konsorcjum i pomagający w promocji przedsięwzięcia.
Firma Roltex z Krasnegostawu - autoryzowany dealer marki Claas, kluczowy partner, który podjął się zadania skonstruowania siewnika. Firma Roltex posiada wieloletnie doświadczenie w produkcji maszyn i współpracuje z Mariuszem Rybakiem, który w swoim parku maszynowym ma ciągniki Claas Arion 410, Axion 800, Axion 960 CMATIC oraz kombajny zbożowe Claas Trion 530 i Lexion 480.
Projekt ma zakończyć się do końca grudnia 2024 roku.
Rozwój i Budowa Prototypu Siewnika Strip-Till
Etapy Projektowania i Konstrukcji
Proces tworzenia agregatu uprawowo-siewnego obejmował następujące etapy:
- wykonanie schematu ideowego i dokumentacji technicznej,
- opracowanie algorytmów sterowania,
- dobór sterownika, przetworników pomiarowych i elementów wykonawczych,
- wykonanie zaprojektowanych podzespołów i konstrukcji,
- montaż podzespołów i układu sterowania, programowanie i konfiguracja sterowników,
- wstępne badania funkcjonowania agregatu oraz walidacja urządzenia.
Cały system ma być skonfigurowany z ciągnikiem Claas Axion 960, co podkreśla zaawansowanie technologiczne i precyzję planowanego rozwiązania.
Kluczowe Cechy Konstrukcyjne Siewnika
Maszyna wyróżnia się innowacyjnymi rozwiązaniami, nie notowanymi dotychczas na terenie Polski. W pierwszej kolejności redlice, oprócz głębokiej penetracji gleby, dostarczają nawóz na dwóch głębokościach. Każda sekcja robocza jest zamontowana do ramy na układzie trapezowym i wykonana z utwardzanej stali hardox, co jest kluczowe dla możliwości głębokiej pracy, aż do 60 cm. Grządziele są wykonane z odlewów, a redlice pokryte węglikiem spiekanym - to wynik prób, podczas których zwykłe redlice potrafiły wytrzeć się nawet po jednym dniu pracy.
Teleskopowa rama siewnika jest hydraulicznie rozsuwana i wyposażona w hydropak, do którego zagregowany jest punktowy siewnik pneumatyczny z elektrycznym napędem każdej sekcji. Na przednim TUZ-ie zawieszony jest zbiornik frontalny, służący do aplikowania nawozu mineralnego do sekcji strip-till. Mapy aplikacyjne, które będą sterować wysiewem nawozu i nasion, zostały stworzone z wykorzystaniem rozwiązań cyfrowych Claas i 365 Farmnet. Zmienny wysiew nasion będzie więc prowadzony na podstawie map glebowych, uwzględniających strukturę gleby i jej zasobność. Możliwe jest również zmienne dawkowanie nawozu przez system 365 Farmnet, np. na podstawie map glebowych wykonanych na bazie zdjęć satelitarnych.
Badania i Optymalizacja Technologii Siewu Konopi
Plan Badań Polowych
W ramach projektu prowadzone są intensywne badania, mające na celu optymalizację parametrów siewu i walorów roboczych opracowywanego siewnika. Plan badań obejmuje:
- badania gleby zgodnie z planem badań,
- dobór podstawowych parametrów siewu konopi (rozstaw międzyrzędowy, odległość między nasionami w rzędzie, głębokość siewu, dawkowanie nawozów),
- siew zgodnie z planem badań,
- badania polowe kiełkowania konopi (w pierwszym i drugim roku badań),
- badania wzrostu i jakości roślin (w pierwszym i drugim roku badań).
Profesorowie z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie podkreślają, że ich zainteresowania idą w trzech kierunkach: badanie maszyny i jej współpracy z ciągnikiem, powołanie zespołu do badania samych roślin pod kątem ich dorodności, plonu i jego jakości, a także analiza efektywności uprawy pasowej w porównaniu do tradycyjnej.
Wkład Naukowy i Wyniki Badań
W ramach badań prowadzonych na Uniwersytecie Przyrodniczym w Lublinie przeanalizowano różne metody uprawy konopi, porównując techniki tradycyjne i bezorkowe. Dr inż. Waldemar Samociuk rozwinął zagadnienia współczesnych wymagań technologicznych w uprawie konopi oraz elementów, na których skupiono się podczas konstruowania siewnika. Dr inż. Sławomir Michałek zaprezentował wyniki badań dotyczące wpływu parametrów siewu podciśnieniowym siewnikiem precyzyjnym na wybrane odmiany konopi. Dr hab. inż. Janusz Zarajczyk omówił analizę jakości siewu nasion konopi precyzyjnym siewnikiem pneumatycznym.
Tydzień 2 - PRZESADZANIE - Uprawa konopi fotoperiodycznych - Lekcja 11
W warunkach wyższej wilgotności gleby, charakterystycznej dla technologii bezorkowej, odnotowano lepsze parametry fotosyntetyczne w porównaniu do uprawy tradycyjnej, co potwierdza potencjał systemu uprawy bezorkowej, który jest przyjazny środowisku i znacząco ogranicza utratę wody w glebie.
Specyfika Uprawy Konopi i Wymagania Glebowe
Konopie najlepiej rosną na żyznych i głębokich glebach o dobrej strukturze, najlepiej klasy bonitacyjnej I-IIIa, a w sprzyjających warunkach pogodowych IV. Dr hab. inż. Sławomir Ligęza omówił referat dotyczący wymagań glebowych w uprawie konopi, podkreślając, że zarówno tradycyjna, jak i bezorkowa metoda uprawy mają swoje zalety, a wybór odpowiedniej metody powinien być uzależniony od warunków glebowych, dostępności wody oraz oczekiwanego celu produkcji (biomasa, nasiona lub olejki eteryczne). Konopie wymagają dużej ilości wody, szczególnie w fazie kiełkowania i wczesnego wzrostu.
Konopie należy siać pod koniec siewu zbóż jarych, w glebę o temperaturze minimum 8°C na głębokość 3-4 cm. Norma wysiewu nasion zależy od kierunku ich wykorzystania:
- Odmiany włókniste sieje się w międzyrzędzia 11-12 cm w ilości 60 kg/ha.
- Uprawy na włókno techniczne i celulozę wymagają 40-50 kg nasion/ha.
- Na biomasę wysiewa się 30 kg nasion/ha.
Przed siewem istotne jest odpowiednie przygotowanie gleby, np. poprzez wapnowanie, szczególnie na glebach ciężkich i kwaśnych. Przykładem jest wapnowanie 50-procentowym szybkodziałającym wapnem w dawce około 3 t/ha, które pomaga w poprawie struktury i zmniejszeniu zwięzłości gleby, chroniąc ją przed utratą wody i materii organicznej.
Polskie Odmiany Konopi i Specyfika Zbiorów
W Polsce trwa program konopny Instytutu Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, mający na celu rozpowszechnienie upraw konopi włóknistych. Każdy uczestnik projektu, niezależnie od areału, uzyskuje 30% rabatu na zakup certyfikowanego materiału nasiennego i wsparcie agrotechniczne. Prace hodowlane z konopiami rozpoczęto w Polsce w 1946 roku, a pierwsze polskie odmiany hodowli IWNiRZ należały do konopi dwupiennych.
Szczególną popularność zyskuje polska odmiana Henola, zarejestrowana w 2017 roku. Dr inż. Sławomir Michałek stwierdził, że jest to obecnie najchętniej uprawiana odmiana w Polsce ze względu na wysokie plonowanie. Henola rewolucjonizuje uprawę konopi, ponieważ dorasta zaledwie do 1,5-2 m wysokości, a wiechy zawierające cenne nasiona zajmują aż 50-70% wysokości całej rośliny, co umożliwia użycie zwykłego kombajnu. Tradycyjne odmiany rosną do 3-5 m, a ich wiechy znajdują się na 20-30% wysokości, co uniemożliwia efektywny zbiór standardowymi maszynami. Inne odmiany włókniste, takie jak Białobrzeskie i Tiborszallasi, charakteryzują się wytwarzaniem dużej biomasy.
Zbiory konopi mogą odbywać się wielokrotnie w jednym sezonie wegetacyjnym, co podkreśla Maciej Kowalski, właściciel Kombinatu Konopnego. Wyróżnia się trzy główne etapy:
- Letnie żniwa włókiennicze - zbiór niedojrzałych roślin, gdy włókno jest najdelikatniejsze.
- Klasyczne żniwa jesienne - zbiór na ziarno i na kwiat.
- „Żniwa zimowe” - zbiór słomy, gdzie rośliny pozostają na pniu przez całą zimę, a pogoda naturalnie zmiękcza włókno, ułatwiając późniejszą obróbkę i prasowanie słomy.
Podsumowanie i Przyszłość Innowacyjnej Uprawy Konopi
Nowoczesne technologie, takie jak precyzyjne siewniki opracowywane w ramach projektu „Roztoczańskie Konopie”, znacznie poprawiają efektywność uprawy konopi, czyniąc ją bardziej opłacalną i przyjazną dla środowiska. Opracowywane rozwiązanie będzie można zastosować jako innowacyjną technologię ukierunkowaną na tzw. zieloną transformację w rolnictwie.
Innowacyjny agregat siewny w bezorkowej technologii uprawy konopi, o którym opowiedział dr hab. inż. Zbigniew Krzysiak, jest przykładem tego, jak badania naukowe i współpraca z rolnikami oraz przedsiębiorstwami mogą prowadzić do tworzenia zaawansowanych rozwiązań. Umożliwiają one rozwój potencjału konopi, które mają wszechstronne zastosowanie - obejmujące surowce przemysłowe (papier, tekstylia, materiały budowlane, biopaliwa), a także zastosowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.