1. No category

Jord og maskiner –
påvirkning af
frugtbarhed
Seniorforsker Per Schjønning
Aarhus Universitet, Inst. f. Agroøkologi
Faglig Inspirationsdag
Sakskøbing
5. februar 2013
NBR Nordic Beet Research
Nordic Sugar
DLS Dansk Landbrug Sydhavsøerne
Danske Sukkerroedyrkere
Plan for præsentationen
• Jordpakning
• Organisk stof (humus) i jorden
• Jordstruktur og mekanisk energi
Jordpakning: Tre parallelle
angrebsvinkler / opsplitninger
Pløjelag (topjord) kontra underjord
Korttidseffekt kontra langtidseffekt
Økonomi kontra bæredygtighed
Nøgleord: dyrkningssikkerhed (”regningen i
børneværelset”), miljø (næringsstoffer, drivhusgasser
mm, udvaskning af f.eks. pesticider)
Dæktryk: 0.4 bar
70
Dæktryk: 0.9 bar
60
50
LSD
40
0
1
2
3
4
Antal overkørsler
5
6
Campbell et al. 1986 (Skotland); gns af 3 års forsøg
Kerneudbytte (hkg ha-1)
Trafik (hjullast ~1 ton) på pløjet jord forud for
vinterbyg på lerjord (22% ler, Skotland)
Stor undersøgelse af tryk under dæk
Trelleborg
Twin
Euroband
Nokian 560
Michelin
Cargoxbib
Michelin
XEOBIB 650
Nokian 800
Kleber
Topker
Efter et test
Smalt højtryksdæk
Bredt lavtryksdæk
Bemærk fleksibilitet
af stress-målere
Trædefladearealet
Michelin Cargoxbib, ~6 tons hjullast
Dæktryk
0.5 bar
0.98 m2
100 kPa = 1 bar
1.0 bar
2.4 bar
0.71 m2
0.45 m2
Superellipse
Stress-fordeling, målt og fittet
1.0 bar
Cargoxbib, ~6 tons
Modelleret max-tryk
større end dæktryk
Målt
Model-fittet
To-top fordeling
ved lavt dæktryk
En-top fordeling
ved højt dæktryk
2.4 bar
Nye danske forsøg med jordpakning
Case IH MX 285; Samson PG25
4-5 hjul-overkørsler
Hjullast,
Tons:
2.4
5.6
5.8
5.8
5.8
Samlet vægt af vogntoget: 50.6 tons, dæktryk 2.5-3.0 bar
Nye danske forsøg med jordpakning
Selvkørende VerVaet
Hjullast for: 7 t; bag: 12 t;
dæktryk 1.5-2.5 bar
Een hjul-overkørsel
Fotos: Janne Aalborg Nielsen
Udbytte-effekt af pakning (vårbyg)
Nyt dansk forsøg på JB6 ved Aarslev
Gns. af 3 års forsøg
Beregnet fra: Janne Aalborg Nielsen, Oversigten over Landsforsøgene 2012
Ingen kørsel
60.7
Standard gyllevogn, 3 tons hjullast, 5 efterløbende hjul
-2.7
Standard gyllevogn, 6 tons hjullast, 5 efterløbende hjul
-5.8
Standard gyllevogn, 8 tons hjullast, 4 efterløbende hjul
-9.5
’3-hjulet’ gyllevogn, 12 tons hjullast, 1 efterløbende hjul
(-2.2)
Dækbredde 1050 mm, 1.5-2.5 bar dæktryk
Deformation af jorden ved gyllevognskørsel
Trafik giver både pakning og
forskydning af jorden
Her: Flakkebjerg
gns af 30 og 60 cm dybde
Porerumfang: mest skade midt under spor
Porefunktion: mest skade i kanten af spor
Nye danske pakningsforsøg, Aarhus Universitet
Oversigten over Landsforsøgene 2011
CT-scanning af 20 cm dia / 20 cm høje jordprøver,
25-45 cm dybde (medicinsk scanner, Aarhus Univ.)
Upakket
Pakket
Porer større end ca. 0.5 mm
(primært regnormegange og
rodkanaler)
Jordpakningsforsøg,
Flakkebjerg:
- 8 tons hjullast, 3 bar
- 2 gentagne overkørsler
Behandling af CT-scanning data: M. Lamandé
Oversigten over Landsforsøgene 2011
Effekt af 3 års pakning på
porer og luftledningsevne i
30 cm dybde
Forsøgsled 1: uden trafik
Forsøgsled 3: ~3 t; 3 bar, 5 overkørsler
Forsøgsled 4: ~6 t; 3 bar, 5 overkørsler
Forsøgsled 5: ~8 t; 3 bar, 4 overkørsler
Forsøgsled 6: ~12 t; 1.5-2.5 bar, 1 overkørsel
Nye danske pakningsforsøg, Aarhus Universitet
Oversigten over Landsforsøgene 2012
Det var pløjelag og den øvre underjord,hvad med de dybere lag?
Status i dag; eksempel,- Barritskov gods
Penetreringsmodstand (MPa)
0.0
0
0.5
Dybde (cm)
10
20
30
40
50
60
Mark
Park
1.0
1.5
Kraften i et punkt i underjorden
er summen af en række delkræfter
Hvis trykket i trædefladen er ens, fås i en
given dybde en kraft, der stiger
proportionalt med trædefladens størrelse
1 kg/cm2
Overjord
Underjord
Tegning og ide: Mathieu Lamandé
Foto: Janne Aalborg Nielsen
Måling af stress i et jordprofil
Dæktryk
3 tons
6 tons
Hjullast
Lamandé & Schjønning, 2011 (AU)
Forsøg med selvkørende roeoptager
Skåne, efterår 1995, 4 gange overkørsel
(Johan Arvidsson, SLU, Uppsala)
Hjullast for: 10.2 t
Hjullast bag: 6.7 t
Dæk for og bag: 95 cm B, 2.2 bar
Forsøg med selvkørende roeoptager
- jordegenskaber 14 år efter pakning
0
Upakket
Pakket
Dybde, cm
20
40
60
80
100
0.32
0.34
0.36
Porøsitet
3
mm
-3
0.38 0
2
4
6
8
10
Luftpermeabilitet
m
2
0
40
80
120
160
Vandledningsevne
mm per time
Nye resultater fra fælles-nordisk projekt ’POSEIDON’ (www.poseidon-nordic.dk)
Altså:
- Dæktrykket betyder mest i topjorden
- Hjullasten betyder mest i dybe lag
- Hvad med mellemlag?
Først skal vi vide, hvor store kræfter, jorden kan tåle
Hvor meget kan jorden tåle?
• Den mekaniske styrke bestemmes af ler-indholdet og vand-indholdet
• Under våde forhold falder jordens styrke med stigning i ler
• Under tørre forhold stiger jordens styrke med stigning i ler
• Ved forårets vandindhold har alle jordtyper omtrent samme styrke
(50 kPa ~0.5 bar)
Hvor dybt går 50 kPa trykket –
effekt af hjullast og dæktryk
Dybde for 50 kPa (cm)
140
120
d50 = 30 + 8*hjullast + 8*log2(dæktryk)
100
80
60
40
20
8-8 regelen:
Dybden for maksimal tilrådelig stress (50 kPa)
0
øges med 8 cm for hver ton ekstra hjullast
0
1
2
3
og med 8 cm for hver fordobling af dæktrykket
Hjullast = ~8.5 t
Hjullast = ~6.1 t
Hjullast = ~3.1 t
Dæktryk (bar)
4
5
6
d50 - kombinationer af hjullast og dæktryk
4.0
50 kPa i 80 cm dybde
50 kPa i 70 cm dybde
50 kPa i 60 cm dybde
50 kPa i 50 cm dybde
50 kPa i 40 cm dybde
Dæktryk (bar)
3.5
3.0
Anvendt dæktryk
d50 ~ 87 cm
2.5
2.0
1.5
Anbefalet dæktryk
d50 ~ 75 cm
1.0
0.5
1
2
3
Forårsvåd jord: hjullast max 3½
tons. Større last kræver bælter
4
5
Hjullast (ton)
6
7
8
Terranimo –
online beslutningsstøtte vedr. jordpakning
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Terramechanical model
Samarbejde Danmark, Schweiz, Finland (+ NL og D)
Sammenligning af stress fra maskiner med jordens styrke
Forskellige maskiner, realistiske data, 200+ forskellige dæk
Danske jordtyper (JB-numre) eller tekstur fra egen mark via database
Standard vandforhold eller beregning for aktuel mark og afgrøde
Vejledning om planlagt kørsel er forsvarlig
Fem forskellige sprog
Stadig under udvikling!
Dansk version: www.soilcompaction.dk
International: www.soilcompaction.eu
Startside med valg af maskiner
Mulighed for dækskift samt ændring af hjullast
og dæktryk
Obs: Forudsigelser for dæk > 800 mm
og hjullast > 9 tons er usikre
(vi arbejder med problemet…….)
Tekstur: JB-numre, manuelt eller jorddatabase
Vand i jorden: Forvalg, manuel eller fra afgrøde
Tryk i trædefladen, traktor og gyllevogn
710/55R34, 6 t, 1.2 bar
Traktor bag, for
800/50R34, 3 t, 0.6 bar
710/55R34, 6 t, 2.2 bar
Stress i dybden
Effekt af hjullast, dæktryk og dæktype
800/50R34, 3 t, 0.6 bar
710/55R34, 6 t, 1.2 bar
710/55R34, 6 t, 2.2 bar
Organisk stof (humus) i jorden
Nedmuldning af halm i ensidigt sædskifte
Organisk C (%)
1.5
1.4
LSD.05
1.3
1.2
Halm nedmuldet
Halm afbrændt
Halm fjernet
1.1
1.0
0
5
10
15
20
25
30
35
År fra start af nedmuldning
- Hårde sædskifter tærer på jordens indhold
af organisk stof (humus)
- Halmnedmuldning hjælper kun lidt
- Hvor meget organisk stof er nok?
Hvor har vi
problem-jordene?
ler/OC > 10: Pas på!
(svarer til ler/humus > 6)
Forholdet ler/OC
Lolland-Falster-Møn
Mange jorde med ler/OC > 10: Pas på!
Kig i analyseskemaer: grænsen er ler/humus > 6
Jordstruktur og mekanisk energi
Tandharvning:
Energiinput
~10 Wh/m3
Trækkræfter
Rotorharvning
Energiinput
28-45 Wh/m3
Trykkræfter
Spiess et al. (2000)
Tandharvning:
Energiinput
~10 Wh/m3
Trækkræfter
Rotorharvning
Energiinput
28-45 Wh/m3
Trykkræfter
Spiess et al. (2000)
Tag med hjem – beskeder
• Udbyttetabet ~ skader i overjord ~ dæktryk: Dæktrykket NED!
• Skader i dybden er permanente: Hjullasten NED!
• Brede dæk og få overkørsler mindsker forskydningsskader
• Knoldet jord ved ler/humus > 6
• Pas på rotorharven ved våd jord
Tak for jeres tid!