Vad tål marken? Hur påverkas mark och gröda av tunga maskiner? Johan Arvidsson, SLU
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
Ledningsförmågan ökar med pordiametern 4 Leder undan 1 liter vatten per dygn Leder undan 10000 liter vatten per dygn
Kontroll och packat Brahmehem. Packat med betupptagare 1995, provtagning 2009 Bild från Dorthe Wildenschild
Markens genomsläpplighet, 10 platser i Skåne och Uppland. Mätningar gjorda 1955-1961 respektive 1997
Vad bestämmer om marken ska packas?
Tryck Hållfasthet Packning?
Tryck=kraft/ytenhet Kraften=hjulets tyngd (hjullasten) Ytan=däckets understödsyta 1 kp/cm 2 =1 bar=100 kpa Exempel: hjullast 10 000 kg Understödsyta 0,5m 2 =5000cm 2 Tryck=10000kp/5000cm 2 =2kp/cm 2 =2 bar
Tumregel om tryck i marken 0-10 cm tryck bestäms främst av ringtryck >50 cm tryck bestäms mest av hjullast 10-50 cm tryck bestäms av både ringtryck och hjullast
Exempel betupptagare Hjullast fram: 8320 kg Ringtryck: 90 och 220 kpa (0,9 och 2,2 bar)
Hur sprids då trycket nedåt i marken?
Beräknat vertikalt tryck i marken för olika hjullaster 9000 kg 2,2 bar ringtryck 1000 kg 2,2 bar ringtryck
Vilket tryck blir det då i verkligheten?
Sensor för att mäta marktryck och markens rörelse Vertikalt tryck Vertikal rörelse
Tryck (kpa) Tryck (kpa) för betupptagare, hjullast fram 8400 kg, bak 4000 kg Tryck för sexradig upptagare, 8400 kg hjullast, 220 kpa ringtryck 400 350 300 Framhjul 250 200 150 Bakhjul 0.30m 0.50m 0.70m 100 50 0 0 10 20 30 Sek
Vertikal markrörelse, mm Markrörelse (mm) för betupptagare, Markrörelse för hjullast 8320 kg, 220 kpa hjullast fram 8400 ringtryck kg, bak 4000 kg 5 0-5 0 10 20 30 70 cm 50 cm -10-15 Bakhjul 30 cm -20 Framhjul Tid (s)
Djup, cm Tryck för hjullast 8320 kg, två ringtryck 0-10 0 50 100 150 200 250 300-20 -30-40 -50-60 -70 220 kpa 90 kpa -80 Tryck, uppmätt (kpa)
Hur mycket tål då marken egentligen?
Deformation som funktion av tryck Tryck (kpa) Gräns för deformation: 50 kpa eller 0,5 bar!
Vilket tryck får vi under stora traktorer och tröskor?
Exempel tröska New Holland 9090 Vikt tom 17 ton Tankrymd 12500 liter Antag max vikt på framaxel 18 ton Däck 1050/50 R32 Rek. ringtryck 1,6 bar
Traktor John Deere 9030 (390-540 hk) Vikt 19500 kg Antag axelbelastning 12 000 kg inkl. viktöverföring Däck 710/70 R42 Ringtryck för enkel och dubbelmontage?
Traktor John Deere 9030 (390-540 hk) Vikt 19500 kg Antag axelbelastning 12 000 kg inkl. viktöverföring Däck 710/70 R42 Enkla hjul: 1,6 bar Dubbla hjul: 0,6 bar
Avstånd från mitt (cm) Djup (cm) Djup (cm) Vertikalt tryck σ z (kpa) Tröska Traktor 9 tons dubbelmontage hjullast 31050 tons däck hjullast 710 1,6 däck bar 0,6 bar 240-260 220-240 200-220 180-200 160-180 140-160 120-140 100-120 80-100 60-80 40-60 20-40 0-20 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 110 Traktor dubbelmontage 3 tons hjullast 710 däck 0,6 bar 90 70 50 30 10-10 -30-50 Avstånd från mitt (cm) -70-90 -110 80-100 60-80 40-60 20-40 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 0-20 120.0 140.0
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) 240-260 220-240 200-220 180-200 160-180 140-160 120-140 100-120 80-100 60-80 40-60 20-40 0-20 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 Avstånd från mitt (cm) 0.0 Traktor dubbelmontage 1,5 tons hjullast 580 däck 0,4 bar 60-80 40-60 20-40 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 0-20 120.0 140.0 Avstånd från mitt (cm)
Hur känslig för packning är marken under olika tider på året?
Beräknad risk för packning på 50 cm djup vid körning med 8 tons hjullast 100.00% 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
Plöjt plöjningsfritt?
Band och bandställ?
Exempel på tidigare mätningar under ett långt band Bandtraktor 18,5 ton, 45 kpa nominellt marktryck
Tryck [kpa] Mätning av trycket på 10 cm djup under bandtraktor (totalvikt 18,5 ton) under plöjning 350 300 250 Mitt under bandet 10 cm djup 200 150 100 50 I kanten av bandet 10 cm djup 0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 Tid [s]
Tryck [kpa] Tryck under bandtraktor med sänkt dragpunkt 350 300 250 200 150 100 Mitt under bandet 10 cm djup 50 0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 Tid [s]
Samarbete mellan mark och miljö, SLU, och JTI
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
Djup (m) Tryck (kpa) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 0,1 0,2 0,3 Enkelhjul 0,4 Dubbelmontage 0,5 Band 0,6
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)
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)
SLF finansierat projekt Dragförmåga Marktryck Identisk traktor (JD 6430 Premium) med samma axellast Eftermonterbara band (ST 600) Enkla hjul Dubbelhjul (520/70 R38) Fram 3 000 kg Bak 4 700 kg
Dragförmåga Kraft på kroken kontra slirning Höst 2009 Stubbearbetning stubb 3 meters TopDown
Slirning (%) Resultat dragkraft höst 2009 18 16 Enkla hjul 14 12 10 Dubbelmontage 8 6 4 Band Expon. (Band) Expon. (Enkla hjul) Expon. (Dubbla hjul) 2 0 0 20 40 60 80 Dragkraft (kn)
Djup (cm) 0 Penetrationsmotstånd (kpa) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 5 10 15 Band Dubbel Enkel Kontroll 20 25 30
Bearbetningssystem grundtyper Vändande bearbetning Icke-vändande bearbetning Direktsådd Vändskiveplog (ca 20 cm) Plöjningsfri odling 5+ cm 80 % 18 % 2 %
Vad utmärker mark som ej plöjs? Stor mängd skörderester på ytan Högre mullhalt i ytan Stabila aggregat Förtätat matjordsskikt Kontinuerliga porer
Relativ skörd (plöjning=100) Relativskörd plöjningsfritt som funktion av lerhalt (plöjning=100).resultat från 680 försöksår 1986-2008 101 100 n=156 99 98 n=163 n=274 97 n=87 96 95 <15 % 15-25% 25-40% >40%
Bearbetningsdjup i plöjningsfri odling
Trender i plöjningsfri odling Kombination av redskap Kraftigare, stelare pinnar Ökat bearbetningsdjup Mera arbete i varje överfart Högre körhastighet Högt dragkraftsbehov, stora traktorer!
Försök med olika bearbetningsdjup 2006-11 Antal försök 55 77 93 Kultivator 15-20 cm 99 99 98 Kultivator 5-10 cm 99 99.5 Tallrik 5-10 cm 97 97
Fasta körspår - växer det bäst i den mest luckra jorden?
Fasta körspår CTF?
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
Skörd som funktion av packning
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
Skörd av korn i försök med fasta körspår, Ultuna 2011 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
Skörd och etablering på Ultuna och Lönnstorp, medeltal för led med och utan CTF Ultuna Lönnst. Ultuna Lönnstorp rel skörd plantor/kvm Medel konv. 100 100 179 373 Medel CTF opackat 95 105 199 376 Medel CTF i spår 108 101 194 377
Avkastning på Lydinge i kg/ha Vete Vete Vete Korn Havre Medel Handskördat CTF i spår 7880 6610 6800 3890 4690 5974 CTF mellan spår 9230 8530 7170 6810 6190 7586 Konventionell bearb. 9960 7840 6640 6190 6570 7440 Skördekarterat CTF 8160 6810 6540 6490 7000 Konventionell 8421 6890 6710 6530 7138
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
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?
Alvluckring?
Exempel på resultat från försök med alvluckring Försök i Skåne 1955-1964 Försök i Skåne 1963-1968 Försök med djupluckring till höstraps 2005-2010 Försök med luckring i band, Adam Giertta Munsö Försök med ekoskär + stabilisering med kalk Försök med djupluckring till potatis 2008-2010
Äldre skånska försök
Äldre skånska försök 1955-1964 16 platser, lerig mo, LL, ML Luckrat till 50-60 cm, 1 m avstånd 47 försöksår Signifikanta skillnader 6 fall varav 4 positiva Relativtal mot oluckrat: 100 1964-1968 4 platser Luckrat till 50-60 cm, 50 cm avstånd 12 försöksår Signifikanta skillnader 2 fall, båda positiva Relativtal 102 1964-1967 3 platser, 10 försöksår Luckring av plogsulan med järn fästade på plogen Inga signifikanta skillnader Relativtal 99
Skörd efter djupluckring till höstraps, försök 2007-2010 8 försök varav 5 i Skåne Skörd A=Normalt plöjningsdjup=100 4060 C=Ytlig bearbetning 100 G=Djupluckr. + ytlig bearb. 100
Djupluckring i band till höstraps på hela fält Undersöktes på ett fält/år 2007-2008 hos Adam Giertta, Munsö Fältet djupluckras före sådd i 27 m breda band Fältet skördekarteras
Försök med ekoskär och kalk
Ekoskär och kalk. Medelskörd Ultuna 2001 2010 A. Plöjning 5325 B. Plöj. m. Ekoskär år 1 99 E. Plöj. m. Ekoskär år 1 + kalk i fåran år 1 107 F. Plöj. + kalk i fåran år 1 103
Djupluckring till potatis, 2008-2010 Försök i stärkelsepotatis nordöstra Skåne Luckring med Agrisem efter sättning till ca 55 cm Olika bevattningsstrategier Resultat från Ekelöf, SLU Alnarp
Resultat skörd 2009
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