Vad tål marken? Hur påverkas mark och gröda av tunga maskiner? Johan Arvidsson, SLU

Transkript

1 Vad tål marken? Hur påverkas mark och gröda av tunga maskiner? Johan Arvidsson, SLU

2 Packning vad är problemet?? Packning minskar den luftfyllda porositeten, dvs de största porerna Därmed minskar gastransport och markens förmåga att leda undan överskottsvatten. I förlängningen påverkas de flesta av markens processer Rottillväxten försämras

3 Ledningsförmågan ökar med pordiametern 4 Leder undan 1 liter vatten per dygn Leder undan liter vatten per dygn

4

5 Kontroll och packat Brahmehem. Packat med betupptagare 1995, provtagning 2009 Bild från Dorthe Wildenschild

6 Markens genomsläpplighet, 10 platser i Skåne och Uppland. Mätningar gjorda respektive 1997

7 Vad bestämmer om marken ska packas?

8 Tryck Hållfasthet Packning?

9 Tryck=kraft/ytenhet Kraften=hjulets tyngd (hjullasten) Ytan=däckets understödsyta 1 kp/cm 2 =1 bar=100 kpa Exempel: hjullast kg Understödsyta 0,5m 2 =5000cm 2 Tryck=10000kp/5000cm 2 =2kp/cm 2 =2 bar

10 Tumregel om tryck i marken 0-10 cm tryck bestäms främst av ringtryck >50 cm tryck bestäms mest av hjullast cm tryck bestäms av både ringtryck och hjullast

11 Exempel betupptagare Hjullast fram: 8320 kg Ringtryck: 90 och 220 kpa (0,9 och 2,2 bar)

12 Hur sprids då trycket nedåt i marken?

13

14

15 Beräknat vertikalt tryck i marken för olika hjullaster 9000 kg 2,2 bar ringtryck 1000 kg 2,2 bar ringtryck

16 Vilket tryck blir det då i verkligheten?

17 Sensor för att mäta marktryck och markens rörelse Vertikalt tryck Vertikal rörelse

18

19 Tryck (kpa) Tryck (kpa) för betupptagare, hjullast fram 8400 kg, bak 4000 kg Tryck för sexradig upptagare, 8400 kg hjullast, 220 kpa ringtryck Framhjul Bakhjul 0.30m 0.50m 0.70m Sek

20 Vertikal markrörelse, mm Markrörelse (mm) för betupptagare, Markrörelse för hjullast 8320 kg, 220 kpa hjullast fram 8400 ringtryck kg, bak 4000 kg cm 50 cm Bakhjul 30 cm -20 Framhjul Tid (s)

21 Djup, cm Tryck för hjullast 8320 kg, två ringtryck kpa 90 kpa -80 Tryck, uppmätt (kpa)

22 Hur mycket tål då marken egentligen?

23 Deformation som funktion av tryck Tryck (kpa) Gräns för deformation: 50 kpa eller 0,5 bar!

24 Vilket tryck får vi under stora traktorer och tröskor?

25 Exempel tröska New Holland 9090 Vikt tom 17 ton Tankrymd liter Antag max vikt på framaxel 18 ton Däck 1050/50 R32 Rek. ringtryck 1,6 bar

26 Traktor John Deere 9030 ( hk) Vikt kg Antag axelbelastning kg inkl. viktöverföring Däck 710/70 R42 Ringtryck för enkel och dubbelmontage?

27 Traktor John Deere 9030 ( hk) Vikt kg Antag axelbelastning kg inkl. viktöverföring Däck 710/70 R42 Enkla hjul: 1,6 bar Dubbla hjul: 0,6 bar

28 Avstånd från mitt (cm) Djup (cm) Djup (cm) Vertikalt tryck σ z (kpa) Tröska Traktor 9 tons dubbelmontage hjullast tons däck hjullast 710 1,6 däck bar 0,6 bar Traktor dubbelmontage 3 tons hjullast 710 däck 0,6 bar Avstånd från mitt (cm)

29 Djup (cm) Djup (cm) Vertikalt tryck σ z (kpa) 0.0 Traktor 6 tons hjullast 710 däck 1,6 bar Vertikalt tryck σ z (kpa) Avstånd från mitt (cm) 0.0 Traktor dubbelmontage 1,5 tons hjullast 580 däck 0,4 bar Avstånd från mitt (cm)

30 Hur känslig för packning är marken under olika tider på året?

31 Beräknad risk för packning på 50 cm djup vid körning med 8 tons hjullast % 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 1 maj 1 jun 1 jul 1 aug 1 sep 1 okt 1 nov 1 dec

32 Plöjt plöjningsfritt?

33

34 Band och bandställ?

35 Exempel på tidigare mätningar under ett långt band Bandtraktor 18,5 ton, 45 kpa nominellt marktryck

36 Tryck [kpa] Mätning av trycket på 10 cm djup under bandtraktor (totalvikt 18,5 ton) under plöjning Mitt under bandet 10 cm djup I kanten av bandet 10 cm djup Tid [s]

37 Tryck [kpa] Tryck under bandtraktor med sänkt dragpunkt Mitt under bandet 10 cm djup Tid [s]

38 Samarbete mellan mark och miljö, SLU, och JTI

39 Ringtryck Obelastat Belastat Dubbelmontage 0,4 bar 0,6 bar Enkla hjul 0,6 bar 1,2 bar Band 0,3 bar 0,3 bar För band gäller teoretiskt marktryck Band fram 508*1 803 mm Band bak 635*1 981 mm

40

41 Djup (m) Tryck (kpa) ,1 0,2 0,3 Enkelhjul 0,4 Dubbelmontage 0,5 Band 0,6

42 Sammanfattning möjliga lösningar Risk för alvpackning störst för tröskor, betupptagare och gödselspridare Kan ofta hanteras när det gäller traktorer Tekniska lösningar, exempel -begränsa hjullast (ex. 3 ton) -begränsa ringtryck (ex. 60 kpa) -begränsa beräknat tryck visst djup (ex. 50 kpa på 50 cm djup) -dubbelmontage, band -slangbaserad gödselspridning -fasta körspår Odlingsmässiga -reducerad bearbetning, direktsådd -grödval (höstsådd, fleråriga grödor) -anpassning till markens hållfasthet (jordtyp och vattenhalt) -strukturuppbyggande system (ex. avseende mullhalt)

43 Sammanfattning Bäst dragförmåga för band, följt av dubbelmontage Uppmätt tryck ungefär samma för band och dubbelmontage Relativt jämn tryckfördelning som kan rotera Ungefär samma packning för band och dubbelmontage (något lägre för band) Packning under traktorer kan ofta hanteras med dubbelmontage För tröskor är idag band egentligen enda lösningen (eller fasta körspår)

44 SLF finansierat projekt Dragförmåga Marktryck Identisk traktor (JD 6430 Premium) med samma axellast Eftermonterbara band (ST 600) Enkla hjul Dubbelhjul (520/70 R38) Fram kg Bak kg

45 Dragförmåga Kraft på kroken kontra slirning Höst 2009 Stubbearbetning stubb 3 meters TopDown

46 Slirning (%) Resultat dragkraft höst Enkla hjul Dubbelmontage Band Expon. (Band) Expon. (Enkla hjul) Expon. (Dubbla hjul) Dragkraft (kn)

47 Djup (cm) 0 Penetrationsmotstånd (kpa) 0 0,5 1 1,5 2 2, Band Dubbel Enkel Kontroll

48 Bearbetningssystem grundtyper Vändande bearbetning Icke-vändande bearbetning Direktsådd Vändskiveplog (ca 20 cm) Plöjningsfri odling 5+ cm 80 % 18 % 2 %

49 Vad utmärker mark som ej plöjs? Stor mängd skörderester på ytan Högre mullhalt i ytan Stabila aggregat Förtätat matjordsskikt Kontinuerliga porer

50 Relativ skörd (plöjning=100) Relativskörd plöjningsfritt som funktion av lerhalt (plöjning=100).resultat från 680 försöksår n= n=163 n= n= <15 % 15-25% 25-40% >40%

51 Bearbetningsdjup i plöjningsfri odling

52 Trender i plöjningsfri odling Kombination av redskap Kraftigare, stelare pinnar Ökat bearbetningsdjup Mera arbete i varje överfart Högre körhastighet Högt dragkraftsbehov, stora traktorer!

53 Försök med olika bearbetningsdjup Antal försök Kultivator cm Kultivator 5-10 cm Tallrik 5-10 cm 97 97

54 Fasta körspår - växer det bäst i den mest luckra jorden?

55 Fasta körspår CTF?

56 Packningsförsök av Inge Håkansson på 70-talet 1. Ingen packning 2. En överfart med lätt traktor (ca 2 ton) 0,7 bar ringtryck 3. En överfart med tung traktor (ca 3,5 ton), 1,4 bar ringtryck 4. Tre överfarter med tung traktor, 1,8 bar ringtryck

57 Skörd som funktion av packning

58 Nytt projekt startades 2010 Samarbete mellan jordbearbetning, Ultuna, odlingssystem, Alnarp (Lena Holm) och Lydinge gård (Jan Jönsson) - Två traditionella fältförsök (1 i Skåne, 1 i Mellansverige). Här jämförs * Djup plöjningsfri bearbetning (15-20 cm) med och utan CTF * Grund plöjningsfri bearbetning (5-10 cm) med och utan CTF * Direktsådd med och utan CTF * Grund plöjningsfri bearbetning (5-10 cm) i CTF system där ytan djupluckras innan man börjar med CTF första året Dubbelmontage i konventionell drift, enkla hjul i CTF - Storrutor med och utan CTF på Lydinge gård

59 Skörd av korn i försök med fasta körspår, Ultuna

60 Skörd och etablering på Ultuna och Lönnstorp, medeltal för led med och utan CTF Ultuna Lönnst. Ultuna Lönnstorp rel skörd plantor/kvm Medel konv Medel CTF opackat Medel CTF i spår

61 Avkastning på Lydinge i kg/ha Vete Vete Vete Korn Havre Medel Handskördat CTF i spår CTF mellan spår Konventionell bearb Skördekarterat CTF Konventionell

62 Fördelar med CTF Metod för att hantera packning i system med minimerad bearbetning Extra luckring kan begränsas till spår Utebliven körning möjliggör strukturuppbyggnad på sikt Utebliven packning skapar mer lättbearbetad jord Tyngsta körningen (alvpackning) begränsas till delar av fältet

63 Frågetecken med CTF Inte bäst tillväxt i den luckraste jorden Möjlig skördehöjning måste först kompensera förlust i spår Dubbelmontage passar inte CTF passar bäst ihop med band Kanske räcker att ha tyngsta körningen i fasta körspår?

64 Alvluckring?

65 Exempel på resultat från försök med alvluckring Försök i Skåne Försök i Skåne Försök med djupluckring till höstraps Försök med luckring i band, Adam Giertta Munsö Försök med ekoskär + stabilisering med kalk Försök med djupluckring till potatis

66 Äldre skånska försök

67 Äldre skånska försök platser, lerig mo, LL, ML Luckrat till cm, 1 m avstånd 47 försöksår Signifikanta skillnader 6 fall varav 4 positiva Relativtal mot oluckrat: platser Luckrat till cm, 50 cm avstånd 12 försöksår Signifikanta skillnader 2 fall, båda positiva Relativtal platser, 10 försöksår Luckring av plogsulan med järn fästade på plogen Inga signifikanta skillnader Relativtal 99

68 Skörd efter djupluckring till höstraps, försök försök varav 5 i Skåne Skörd A=Normalt plöjningsdjup= C=Ytlig bearbetning 100 G=Djupluckr. + ytlig bearb. 100

69 Djupluckring i band till höstraps på hela fält Undersöktes på ett fält/år hos Adam Giertta, Munsö Fältet djupluckras före sådd i 27 m breda band Fältet skördekarteras

70

71

72

73

74 Försök med ekoskär och kalk

75 Ekoskär och kalk. Medelskörd Ultuna A. Plöjning 5325 B. Plöj. m. Ekoskär år 1 99 E. Plöj. m. Ekoskär år 1 + kalk i fåran år F. Plöj. + kalk i fåran år 1 103

76 Djupluckring till potatis, Försök i stärkelsepotatis nordöstra Skåne Luckring med Agrisem efter sättning till ca 55 cm Olika bevattningsstrategier Resultat från Ekelöf, SLU Alnarp

77 Resultat skörd 2009

78 Slutsatser Luckring ger oftast förvånansvärt lite utslag på skörd, detta gäller både matjord och alv Alvluckring kan inte rekommenderas som en generell metod för att höja skörden Anledningar till utebliven skördeeffekt kan vara: 1) Luckringen misslyckades (ex i blöt jord) 2) Marken återpackades efter luckring 3) Luckringen lyckades men påverkade ej skörden Djupluckring har bäst chans att lyckas vid konstaterade problem, ex. Ogenomträngliga skikt Sandjord med dålig rotutveckling (Svårgenomsläpplig jord) Packningskänslig gröda (potatis) Djupluckring lyckas sällan på jordar med aggregatstruktur