AVLINGSTAP VED JORDPAKKING KONTRA TAP VED UTSATT SÅTID KONSEKVENSER FOR OPTIMAL MASKINKAPASITET

Transkript

1 AVLINGSTAP VED JORDPAKKING KONTRA TAP VED UTSATT SÅTID KONSEKVENSER FOR OPTIMAL MASKINKAPASITET Hugh Riley Fagmøte jord på Gjennestad

2 Innledning Jorda er laglig når den kan bearbeides på en måte som gir ønsket arbeidsresultat med lite energiforbruk og uten klumpdannelse, hjulsluring eller pakking av dypere jordlag I Norge oppstår det ofte konflikt mellom å så korn tidlig nok til å utnytte avlingspotensialet som lang veksttid gir, og å unngå jordpakking ved tidlig såing i fuktig jord Dette har stor økonomisk betydning for valget av en maskinpark som gir tilstrekkelig våronnkapasitet 2

3 Soil moisture (w.w.%) Percentage / size in mm Jordas plastisitet (formbarhet) Plastisitetsindeks = prosent jordfuktighet mellom nedre og øvre plastisk grense Upper plastic limit Lower plastic limit Plasticity index R 2 =.92 R 2 =.17 R 2 = Aggregates >2 mm (%) Mean weight diameter (mm) R 2 =.69 R 2 = Clay content (%) Clay content (%) Plastisitet øker med leirinnhold (sand, lettleire <5%, mellomleire 5-1%, stiv leire >1) Jordas klumpdannelse (aggregatstørrelse) øker med leirinnhold pga. plastisitet 3

4 LPL as % of FC Litt om jordkonsistens i forhold til jordfuktighet Jorda er laglig for jordarbeiding når den er smuldrende en tilstand som oppstår under opptørking når jorda ikke lenger er formbar (nedre plastisk grense): Nedre plastisk grense inntreffer når vanninnholdet i jorda er ved ca. 9% av feltkapasitet (FK) (FK er når grøftene slutter å renne) Nedre plastisk grense ved ulikt leirinnhold: 11 y =,34x + 77,8 R 2 =, Norway Sweden Clay (%) 4

5 Soil moisture (w.w.%) Soil moisture as % of FC Jordfuktighet på tidspunktet ved såing om våren Jorda tørker ut nedover fra overflaten, som vi ser av en studie av 3 såbed i Sverige: 4 1 Field capacity R 2 = cm 4-6 cm % av FK ved 6-1 cm y = 6,187x + 33, cm % av FK ved 4-6 cm -2 cm 53+6% av FK ved 2-4 cm % av FK ved -2 cm Wilting point R 2 = Clay content (%) Depth (cm) Gjennomsnittlig vanninnhold ved -1 cm = 64% av FK. Hvis vi antar at innholdet ved 1-2 cm = 1% av FK, blir gjennomsnittet for hele matjorda (-2 cm) = 82% av FK (etter målingene til Kritz 1983) 5

6 Eksempel på opptørking av matjorda på en lettleire (ved Kise forskingsstasjon): Ved såtidspunktet var vanninnhold i jorda ca % av FK i -2 cm dybde dette tyder på at jordarbeiding om våren trolig starter ved et noe høyere vanninnhold Røde punkt = målinger Sorte prikker = beregninger (Riley 1989) 6

7 Jordfuktighet -2 cm (% av FK) Jordfuktighet (% av FK i -2 cm) Jordfuktighet (% av FK) ved våronnstart på Apelsvoll ved først slåddedag ved først sådag ved første slåddedag ved første sådag Middel Std. avvik 9,1 4,5 87,7 4,1 Slådding startet ved 85-95% av FK i 22 av 28 år (79%) Såing startet ved 8-9% av FK i 15 av 25 år (63%) (Modellberegnet vanninnhold på datoer notert av Petter Lunde) 7

8 SW-stråling MJ/m² Hvorfor fører utsatt såing om våren til redusert avlingsnivå i korn? - Mindre innkommende solstråling i løpet av vekstsesongen (avgjørende for fotosyntese) Globalstråling på Kise 1 days (from-to) MJ/m² % 11 Apr Jul May 17 Aug May 6 Sept Jun.- 26 Sept Døgnnr 3. mai - Større sjanse for at kornet hemmes av tørke seinere i vekstsesongen - Forsinket innhøsting (dårlig vær reduserer både avling og kornkvalitet) (eks. lavere proteinkvalitet (falltall), støre innhold av mykotoksiner osv.) o 4 ukers forsinket høsting reduserte byggavlingen med ca. 15 kg/ (Hoel og Abrahamsen 213) 8

9 Avlingstap ved jordpakking (%) Hva betyr utsatt såtid? og hva betyr jordpakking? Korn Gras Ikke tap ved såing før 24. april 5% tap ved såing ca. 5. mai 15% tap ved såing ca. 15. mai 3% tap ved såing 3. mai Avlingssvikt ved såing> 24. juni Jordas vanninnhold som % av feltkapasitet Ikke tap ved jordarbeiding <7% av FK 4-7% tap ved jordarbeiding 8-85% av FK 1-15% tap ved jordarbeiding 9-95% av FK >2% tap ved jordarbeiding >1% av FK 9

10 Hva betyr kombinasjonen av såtidspunkt og våronnkjøring ved ulikt fuktighetsinnhold i jorda? Prosent av potensiell avling som oppnås ved ulik såtid og jordfuktighet (% av feltkapasitet) Jordfukighet før 21. april 3. april 14. mai 3. mai 7 % av FK % av FK % av FK % av FK % av FK % av FK

11 Hvordan beregner vi effektene av disse faktorene i praksis? Det er laget et 3-trinns beregningsprogram som inneholder: 1. En vannbalansemodell (nedbør, potensiell og aktuell fordamping) 2. En laglighetsmodell (laglige dager for jordarbeiding) 3. En avlingstapmodell (såtid, jordpakking, arbeidskapasitet) Værdata ( ) er brukt for tre viktige korndistrikt: 1. Sør-Østlandet (Ås) 2. Nord-Østlandet (Kise) 3. Midt-Norge (Kvithamar) (døgnverdier fra 16. mars til 28. juni brukt i beregningene) Beregningene er gjort for fire jordartstyper: 1. Sandjord (3 mm vann ved feltkapasitet i -2 cm dybde) 2. Siltig sand (5 mm vann) 3. Lettleire (7 mm vann) 4. Leirjord/silt (9 mm vann) 11

12 Beregning av aktuell fordamping fra jord uten plantedekke En enkel dansk modell viser at forholdet mellom aktuell og potensiell fordamping (Ea/Ep) avtar fra 1 ved FK til.15 ved 2% uttørking av matjorda (-2 cm) Denne modellen passet med målinger gjort på Kise i en lettleire over 4 uker uten nedbør (Kristensen & Jensen 1975) (Riley 1989) 12

13 Hva gjør modellen? Vannbalanse Inn: Jordart, lufttemperatur, snødekke, nedbør, potensiell fordamping Ut: Aktuell fordamping, jordfuktighet og evt. avløp til dypere jordlag Laglighet Inn: Nedbør, jordfuktighet (-2 cm), laglighetskriterium Ut: Jordlaglighet (ja/nei) Avlingstap Inn: Jordfuktighet og laglighet, potensielt avlingsnivå, kornareal, våronnkapasitet Ut: Tap pga. utsatt såing og jordpakking, areal sådd, og oppnådd avlingsnivå 13

14 mm / uke mm / day cm C Værforholdene om våren i ulike regioner (middel ) Snøen ligger lengst på Nord-Østlandet Nedbøren er lavest på Nord-Østlandet. Som regel er den høyest i Midt-Norge Snødybde Nedbør Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Lufttemperatur Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Potensiell fordamping Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Temperaturen er høyest på Sør-Østlandet. Tidlig på våren er den lavest på Nord-Østlandet. I juni er den lavest i Midt-Norge Fordamping er høyest på Sør-Østlandet. Omtrent samme nivå andre steder (obs. aktuell fordamping er 55-75% av pot. ford.) 14

15 Prosent av feltkapasitet Prosent av feltkapasitet Prosent av feltkapasitet Gjennomsnittlig vanninnhold i jorda (% av FK) utover våren på ulike jordarter i tre viktige korndyrkingsregioner ( ): 1 Sør-Østlandet 1 Nord-Østlandet 1 Midt-Norge Leirjord/silt 7 Lettleire Siltig sand Sandjord Døgnnr (75=16. mars 125=5. mai 175=24. juni) Leirjord/silt 7 Lettleire Siltig sand Sandjord Døgnnr (75=16. mars 125=5. mai 175=24. juni) Leirjord/silt 7 Lettleire Siltig sand Sandjord Døgnnr (75=16. mars 125=5. mai 175=24.juni) 1. mai ca. 85-9% av FK 1. mai ca % av FK 1. mai ca. 9-95% av FK 15

16 Prosent av feltkapasitet Prosent av feltkapasitet Prosent av feltkapasitet Spredningen i jordas vanninnhold (% av FK, middel +/- std.avvik) beregnet for lettleire i ulike regioner: Sør-Østlandet 7 Nord-Østlandet 7 Midt-Norge Døgnnr (75=16. mars 125= 5. mai 175= 24. juni) Døgnnr (75=16. mars 125= 5. mai 175= 24. juni) Døgnnr (75=16. mars 125= 5. mai 175= 24. juni) Store variasjoner mellom år i alle regioner (ingen tydelig trend over tid) 16

17 Avlingstapet ved jordpakking % Avlingstapet ved jordpakking % Gjennomsnittlig prosent avlingstap pga. jordpakking dersom våronna utføres på ulike datoer: 25 Avlingtap i ulike regioner (lettleire) 25 Avlingtap på ulike jordarter (Nord-Østlandet) 2 Midt-Norge Nord-Østlandet Sør-Østlandet 2 Leirjord/silt Lettleire Siltig sand Sandjord Døgnnummer (75 = 16. mars 175 = st.hans) Døgnnummer (75 = 16. mars 175 = st.hans) Størst risiko for jordpakkingstap i Midt-Norge og på leirjord/silt (som ventet) 17

18 Prosent av potensiell avling Prosent av potensiell avling Gjennomsnittlig avlingsnivå (% av potensiell) beregnet med mulige tap for både jordpakking og utsatt såtid: 9 Lettleire i ulike regioner 9 Ulike jordarter på Nord-Østlandet Midt-Norge Nord-Østlandet Sør-Østlandet Leirjord/silt Lettleire Siltig sand Sandjord Døgnnummer (75 = 16. mars 15 = 3. mai) Døgnnummer (75 = 16. mars 15= 3. mai) Optimal våronntidspunkt tidligst i sør (vurdert på samme jordart vel å merke ) 18

19 Gjennomsnittlig antall dager fra 16.mars til 31. mai hvor jordas vanninnhold er lavere enn 9% av feltkapasitet: Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/silt Innenfor samme jordart er det like stor variasjon mellom regioner, som mellom jordarter innenfor samme region 19

20 Prosent av år Prosent av år Hvor ofte blir man ferdig med våronna før 1. juni? 1 Sandjord Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Leirjord/siltjord 1 Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge /dag 5 /dag 25 /dag 5 /dag Sandjord: Med kapasitet 25 /dag blir man oftest ferdig før 1. juni på areal opp til 45. Større areal trenger større kapasitet, særlig i Midt-Norge (5 /dag nok opp til 6 ). Leir-/siltjord: Med kapasitet 25 /dag blir en sjelden ferdig på areal større enn 15. Heller ikke 5 /dag er nok på større areal, særlig på Nord-Østlandet og i Midt-Norge. 2

21 % av potensiell avling % av potensiell avling % av potensiell avling Hvor stor snittavling får man ved ulik våronnkapasitet? SANDJORD Sør-Østlandet 25 dekar pr.dag 37,5 dekar pr.dag 5 dekar pr.dag 75 dekar pr.dag Nord-Østlandet Midt-Norge Kornareal (dekar) Kornareal (dekar) Kornareal (dekar) På Sør-Østlandet er det liten effekt av større våronnkapasitet enn ca. 35 /dag. På Nord-Østlandet ser 5 /dag ut til å være tilstrekkelig, selv på større kornareal. I Midt-Norge er det større sjanse for tap ved for lav våronnkapasitet 21

22 % av potensiell avling % av potensiell avling % av potensiell avling Hvor stor snittavling får man ved ulik våronnkapasitet? LEIRJORD/SILTJORD Sør-Østlandet 25 dekar pr.dag 37,5 dekar pr.dag 5 dekar pr.dag 75 dekar pr.dag Nord-Østlandet Midt-Norge Kornareal (dekar) Kornareal (dekar) Kornareal (dekar) På Sør-Østlandet er 5 /dag trolig nok på areal opp til ca. 5 dekar, mens på Nord- Østlandet rekker dette bare til ca. 3 dekar. Ved større areal trengs 75 /dag. I Midt-Norge er det behov for stor våronnkapasitet, selv på relativt små kornareal. 22

23 Estimert potensiell avling ut fra temperatursone og vannlagring i jorda: 1. trinn: 2. trinn: Relative potensielle avlinger Effekt av vannlagringsevnen i ulike jordarter > Mai-sept. Leirjord/silt Lettleire Siltig sand Sandjord Sone 1 >13,1 C 1, 92,5 85, 75, Sone 2 12,1-13, C 92,5 85,6 78,6 69,4 Sone 3 11,1-12, C 85, 78,6 72,3 63,8 Sone 4 1,1-11, C 73,5 68, 62,5 55,1 Temp.sone Jordart Maks.laglighet Maks. middelavlinger v. ulik pot. avling fra modellen Leirjord/silt, Lettleire, Siltig sand, Sandjord, Leirjord/silt, Lettleire, Siltig sand, Sandjord, Leirjord/silt, Lettleire, Siltig sand, Sandjord, Leirjord/silt, Lettleire, Siltig sand, Sandjord, Basert på temperatursoner (Strand 1964; Skjelvåg mfl 199) og tørkeeffekter (Riley 1994) 23

24 Oppnåelig middelavling (kg/) på Østlandet, nord for Oslo, ved økende våronnkapasitet (/dag) og økende kornareal (potensiell avling for regionen satt til 65 kg/) Soil type Kapasitet Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/ Siltjord Begrensningen ved lav våronnkapasitet er størst på jord med høyt vanninnhold 24

25 Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Sandjord Siltig sand Lettleire Leirjord/Silt Økning i kornverdi (kr/) Økning i kornverdi (kr/) Økning i kornverdi (kr/) Hvor stor er merverdien av kornavlingen (kr/)ved å øke kapasiteten? (Eksempel: potensiell avling på Sør-Østlandet = 7 kg/, kornpris kr 2,75/kg) Sør-Østlandet Nord-Østlandet Midt-Norge Fra 25 til 37,5 /dag Fra 37,5 til 5 /dag Fra 5 til 75 /dag Fra 75 til 1 /dag Fra 25 til 37,5 /dag Fra 37,5 til 5 /dag Fra 5 til 75 /dag Fra 75 til 1 /dag Fra 25 til 37,5 /dag Fra 37,5 til 5 /dag Fra 5 til 75 /dag Fra 75 til 1 /dag Merverdien som oppnås ved økt våronnkapasitet er størst på leirjord/silt og minst på sandjord Gevinsten ved å øke kapasiteten er minst på Sør-Østlandet og størst i Midt-Norge Gevinsten er størst når kornarealet er stort. Relativt lite å hente når kornarealet er bare 3? MEN hvor mye koster det å øke våronnkapasiteten fra et nivå til et annet? 25

26 Hvordan finne ut av tidsforbruket til aktuelle jordarbeidingsoperasjoner? Et dansk nettbasert verktøy kan gi deg svaret JORDBEARBEJDNING Grundoplysninger MARK STØRRELSE: 5, ha MARK FORM: markformer ---> 1:4 1:2 1:1 trekant polygon Gå til: Hovedmenu Pløjning Såbedsharvning Stubkultivering Jordbehandling i øvrigt Grundoplysninger Pløjning Fure- Effektiv Effektiv køre- Arbejdsbehov Mark Med jordpakker: Y/N bredde arb. bredde hastighed Mark Total kapacitet Y cm meter km/time min./ha timer/ha ha/time 2 furet alm. plov 36,7 7, ,8,39 3 furet alm. plov 36 1,6 7,5 15 1,92,57 4 furet alm. plov 36 1,42 7,5 81 1,49,74 2 furet vendeplov 36,7 7, ,68,41 3 furet vendeplov 36 1,6 7,5 99 1,81,61 4 furet vendeplov 36 1,42 7,5 75 1,38,8 Dette tar hensyn til: o arbeidsbredde o skiftestørrelse o skifteform o kjørehastighet 26

27 Effektene av skiftestørrelse, skifteform og kjørehastighet på tidsforbruket (min/) for ulike jordarbeidings- og såingsoperasjoner, beregnet med dansk modell: Arbeids- Effekt av skiftestørrelse Effekt av skifteform Effekt av kjørehastighet bredde Rektangel Trekant (5 4-kant skifte) Pløying (4-kant skifte v. 6 km/time) (5 v. 6 km/time) 5 km/time 7 km/t. 3-skjærs 1-veiplog 15 cm skjærs vendeplog 16 cm Harving (4-kant skifte v. 7 km/time) (5 v. 7 km/time) 6 km/time 8 km/t. Såbedsharv 3.3 m Såbedsharv 5.6 m Såing (4-kant skifte v. 7 km/time) (5 v. 7 km/time) 6 km/time 8 km/t. Kombimaskin (sekk) 3. m Kombimaskin (bulk) 4. m Ringtrommel 3.6 m Ringtrommel 6. m

28 Tidsforbruk etter dansk modell Sammenlikning av tidsforbruk etter dansk modell med norske målinger,35,3,25,2,15,1,5 4-skjærs plog 3-skjærs plog Skålharv S-tindharv Trommel Såmaskin Grubb Sprøyte 1:1 linje y = 1,4x -,2 R 2 =,94 Målinger utført under norske forhold stemmer relativt bra, men viser noe mer tidsbruk - (skyldes hellingsgrad osv.?) OBS! Vi trenger mer info om tidsforbruket i våronna under ulike forhold i Norge, f.eks. effekten av jordart mv.,,,5,1,15,2,25,3,35 Målt arbeidskapasitet (timer/dekar) Basert på målinger utført ved Kise og Apelsvoll forskningsstasjoner 28

29 Tractor price (thousands NOK) Seed drill price (thousands NOK) y = 5,96x - 19,68 R 2 =,9 n= Tractor horsepower 2 y = 192x - 24 R 2 =,72 n= Seed drill width (m) Prisen på traktorer/redskap øker lineært med størrelsen: priser i tusen kr sett i forhold til traktorkraft (venstre) og såmaskinbredde (høyre) Trekkraftbehovet til våronnredskap øker også lineært med størrelsen: HK-behov sett i forhold til harvebredde (venstre) og såmaskinbredde (høyre) Basert på informasjon for 215 fra Kjell Mangerud, Høgskolen i Hedmark 29

30 Eksempel med tre mekaniseringsalternativer (laget av f.aman. Kjell Mangerud): Hva koster det (i tusen kr) å øke våronnkapasiteten fra 3 til 1 /dag? 3 /dag 5 /dag 1 /dag Traktorstørrelse (hk) Traktorpris Tilpasset redskap: Slodd Såbedsharv Såmaskin Trommel Sum redskaper Sum maskinpark (+894) 2648 (+27) 3

31 De totale årlige kostnadene forbundet med kapitalinnvesteringer og avskriving, vedlikehold, arbeidsinnsats og drivstoff, ble beregnet for ulike kornareal, med justeringer for levetiden til traktorer og redskap ut fra hvor mye de brukes (avhengig av arealet): En lånerente på 2% ble brukt. Dieselprisen ble satt til kr. 7,5/liter. Arbeidskostnaden ble satt til kr. 25 pr. time (tarifflønn + sosiale utgifter mv.). Effektiv arbeidstid på jordet ble satt til 1 timer pr. day. For hver av de 3 mekaniseringsforslag nevnt tidligere, ble beregninger gjort både ved bruk av 1 traktor og 1 kjører, og ved bruk av 2 traktorer og 2 kjørere. 31

32 Totale kostnader, kr//år Totale kostnader (kr//år) beregnet ved økende kornareal ved 3 mekaniseringsalternativ, både ved bruk av 1 traktor og 1 kjører, og ved bruk av 2 traktorer /2 kjørere Stor redskap, to 21 hk traktorer Stor redskap, én 21 hk traktor Middels stor redskap, to 1 hk traktorer Middels stor redskap, én 1 hk traktor Små redskap, to 6 hk traktorer Små redskap, én 6 hk traktor Kornareal, 32

33 Percentage of total costs Percentage of total costs Percentage of total costs 1 Small implements, one 6 hp tractor 8 % fordeling av totalkostnader: Arbeidskostnadene dominerer ved lav våronnkapasitet Grain area, Medium implements, one 1 hp tractor Investeringskostnad dominerer ved høy våronnkapasitet Grain area, Large implements, one 21 hp tractor Grain area, Maintenance Tractor Implements Labour Fuel 33

34 Bergnete økninger i årlige våronnkostnader (kr//år) med ulike måter å øke våronnskapasiteten på, enten ved å øke antallet traktorer+kjørere eller ved å øke størrelsen på både traktor og redskap Økning i våronnkapasitet (fra > til, /dag) 25 -> 5 Fra 1 til 2 små traktorer med små redskap > 5 Fra små til middels redskap med 1 middels traktor >1 Fra 1 til 2 middels traktorer med middels redskap >1 Fra middels til stor redskap med 1 stor traktor

35 Balansen mellom endringene i midlere kornverdi (kr//år) ved endring fra lavere til høyere våronnkapasitet og kostnadsøkningene som dette medfører: Østlandet, sør for Oslo Østlandet, nord for Oslo Midt-Norge Jordtype Areal, : Sandjord Øke fra 25 til Siltig sand 5 /dag Lettleire (alt. 1) Leire/Silt Sandjord Øke fra 25 til Siltig sand 5 /dag Lettleire (alt. 2) Leire/Silt Sandjord Øke fra 5 til Siltig sand 1 /dag Lettleire (alt. 1) Leire/Silt Sandjord Øke fra 5 til Siltig sand 1 /dag Lettleire (alt. 2) Leire/Silt Negative verdier = inntektstap som følge av høye kostnader ved kapasitetsøkning 35

36 Noen ord til slutt: - Mange måter å øke våronnkapasiteten på, med ulik kostnad (større redskap, større mannskap, lengre arbeidstid osv.) - Tyngre traktor og redskap øker risikoen for dyp jordpakking (vurderes ved hjelp av nettverktøyet - Eventuelle gevinster ved økt våronnkapasitet forutsetter at man har fokus på god agronomi også resten av året! 36