Kva er årsaken til skadeleg jordpakking og korleis kan vi komma unna dei? Hugh Riley, Bioforsk Aust

Transkript

1 Kva er årsaken til skadeleg jordpakking og korleis kan vi komma unna dei? Hugh Riley, Bioforsk Aust

2 Jordpakking (komprimering av jorda ved menneskelig aktivitet) Den primære årsaken til jordpakking er traktorhjulet! Økning i jordtetthet under traktorhjul ved 1, 5, 10 og 15 hjulpasseringer Andelen av jorda som dekkes av hjulspor ved ulike arbeidsoperasjoner (en svensk undersøkelse, Håkansson 1984): Arbeidsoperasjon: 75 hk traktor med tilpasset redskap 150 hk traktor med tilpasset redskap Harving to ganger 53% 39% Spredning av bløtgjødsel 88% 102% Korndyrking (totalt for året): Minste hjuldekking målt 330% 300% Største hjuldekking målt 550% 500%

3 Trykkfordeling under hjul Trykkforplanting under hjul med samme marktrykk: To dekk med forskjellig last (>4 tonn og <1 tonn) kan ha samme trykk i overflaten, men trykkforplantingen går dypere nedover ved stor belastning Konsekvenser av økt maskintyngde: Større jordpakking i undergrunnen Nedsatt dreneringshastighet Dårligere rotutvikling Liten mulighet for naturlig utbedring Maks. anbefalt akselbelastning = 6 tonn på enkelaksel og 12 tonn på boggi

4 Hva er jordas optimale pakkingsgrad? - Betydning av pakkingsgraden for jordprosesser (Håkansson 2005): Lav umettet ledningsevne i tørr jord gir dårlig spiring Høy motstand i tørr jord Dårlig luftveksling i fuktig jord Pakkingsgrad = jordtetthet i % av pakking av våt jord ved 200 kpa trykk

5 Betydning av pakkingsgraden for avling: Rel. Avling (%) Lettleire Silt Mellomleire Et forsøk i Sverige med kontrollert vannforsyning viste at den optimale pakkingsgrad er lavere under fuktige klimaforhold enn i et tørrere klima (Edling og Fergedal 1972) Relativ pakkingsgrad (% av SPG) Norske forsøk på flere jordarter tyder på at jorda som regel heller er for tett enn at den er for løs (Riley 1988)

6 Hvilke faktorer betyr mest for jordpakking? - Undersøkt i 5-25 cm dybde på leirjord i Sverige (Ljungars 1977): Aller størst effekt har vanninnholdet i jorda (2-3% økning pr. % vann) Nest viktig er antall kjøringer (ca. 1% økning pr. kjøring) Bruk av tvillinghjul reduserer pakking, men opphever ikke den negative virkningen av kjøring på jord som er for fuktig

7 - andre faktorer som har betydning (Ljungars 1977): Vir Lufttrykk i dekkene (2-3% økning ved dobling av trykket) Akseltrykk (økning opp til 3 tonn, deretter forplantning nedover) Trekkmotstand og kjørehastighet hadde mindre betydning, men kan være av betydning hvis det oppstår hjulsluring

8 En engelsk undersøkelse av hjulsluring (Davies et al.1973): Nedsynking (mm) Skjærefasthet (g/cm²) Ved økende hjulsluring fikk man mer nedsynking av hjulene og større skjærefasthet i jorda. Det ble også funnet nedsatt porøsitet og lavere vannledning 0 Ingen sluring 15% sluring 30% sluring Ingen sluring 15% sluring 30% sluring MF 135 (1,7 t akseltrykk) Ford 5000 (3,1 t akseltrykk) En Kanadisk undersøkelse (Raghaven et al. 1977) viste mest jordpakking ved 20% hjulsluring, som ofte skjer ved jordarbeidingsoperasjoner.

9 Hva betyr jordpakking for avling? - Kjøring ved ulik jordfuktighet undersøkt på leirjord på Ås (Marti 1983): Kontroll uten pakking om våren 1 kjøring hjul-i-hjul på fuktig jord i åtte år, etterfulgt av 2 ettervirkningsår uten kjøring 4 kjøringer hjul-i-hjul på fuktig jord 1 kjøring hjul-i-hjul på våt jord 4 kjøringer hjul-i-hjul på våt jord Opp til 100 kg/dekar /år avlingstap men ingen varig ettervirkning

10 Prosent avlingsendring Hvor mye betyr vanninnholdet på kjøretidspunktet for avling? - Et eksempel fra et forsøk på lettleire (Riley 1983): 0 Lett traktor (1 gang) Tung traktor (1 gang) Tung traktor (3 ganger) Det ble kjørt hjul-i-hjul med 2 dagers mellomrom om våren -10 Forskjellen i vanninnhold tilsvarte ca. 6-7 mm vann i matjorda Våt jord (25,6 vekt%) Avlingsendringen er sett i forhold til et ledd uten kjøring Fuktig jord (22,5 vekt%) Pakkingsskaden var tre ganger større ved første kjøretidspunkt enn ved det andre tidspunktet

11 Kornavling (kg/daa) Hvor mye har jordarten å si for avlingsnedgang ved jordpakking? - Middel av forsøk på lettleire og siltjord/siltig lettleire (Riley 1983): Forsøk Uten kjøring Kjørt 1 gang lett Kjørt 1 gang tung Kjørt 3 ggr. tung Kjøring hjul-i-hjul enten 1 gang eller 3 ganger, før vanlig våronn (fuktighet ca. feltkapasitet) ble sammenlignet med ingen kjøring Nesten samme % avlingsnedgang i begge jordartsgrupper. Ca. 6-7% ved kjøring 1 gang Ca. 20% ved kjøring 3 ganger (altså en kumulativ virkning) 0 Lettleire (5 felt) Silt/Si.leire (4 felt) Tre gangers dekking med hjulspor forekommer ofte på vendeteiger

12 Relativ avling (%) Avlingstap ved jordpakking (%) Hva skjer hvis jorda er ulaglig ved såtidspunktet? Avlingstap etter kjøring v. ulik jordfuktighet Nesodden Modum Toten Store tap ved vanninnhold > FK y = 0.62x R 2 = 0.91 Noe tap ved % av FK Hva skjer hvis såtiden utsettes inntil jorda er laglig? Jordas vanninnhold som % av feltkapasitet Kurve basert på norske såtidsforsøk y=100-ab-ab² Ekeberg (7) Lyngstad (35) Riley (8) Rønsen & Ekeberg (7) Stabbetorp (15) Antall dager utsatt våronn Lite tap ved < 70 % av FK Nedgang i potensielt avlingsnivå: (etter Ekeberg 1987)

13 Ås Øsaker Møystad Kvithamar Særheim Ølen Fureneset Vågønes Holt Relativ avling (% av normal kjøring) Norske forsøk med kjøreskader i eng på ulik jord / ulikt klima: Virkning av traktorkjøring på engavling (e. Myhr og Njøs, Meld. NLH 1983) Uten kjøring Lite kjøring Normal kjøring Skånsom kjøring Mye kjøring Mellomleire Lettleire Sandjord Torvjord Moldjord Normal kjøremengde gav avlingsreduksjon overalt, som regel 5-10% Mye kjøring gjorde alltid skade, men mest på torvjord og moldjord Skånsom kjøring utbedret situasjonen mest på Vestlandet og i Nord-Norge

14 Leirjord Morenejord Moldjord Mineraljord Moldjord Endringer i jordfysiske forhold etter ulik kjøring på eng: (e. Myhr og Njøs 1983) 0-5 cm cm cm 0-5 cm cm cm 0-5 cm Skjærefasthet (middel av 8 år) Mye kjøring Skånsom kjøring Normal kjøring Lite kjøring Uten kjøring Volumfordeling i jorda (e.ulik kjøring i 8 år) Mye kjøring Skånsom kjøring Normal kjøring Lite kjøring Uten kjøring Mye kjøring Skånsom kjøring Normal kjøring cm cm kpa Lite kjøring Uten kjøring Volumprosent Jord Vann Luft Kjøring økte skjærefasthet, spesielt mye på leirjord gir stor motstand Kjøring reduserte luftfylt porevolum omtrent likt på mineraljord og moldjord

15 kg høy pr. dekar Kjøreskader i eng på ulike jordarter: Kjøreskader i eng på Vestlandet (e. Tveitnes og Njøs 1974) 2.slått 1.slått Upakka Pakka Upakka Pakka Upakka Pakka Moldrik lettleire Moldjord Torvjord % avlingstap etter kjøring vår og høst, størst relativt tap ved 2.slått Jordas luftkapasitet målt på 2 av feltene: Moldrik lettleire: 15 % uten kjøring 12 % med kjøring Moldjord: 19 % uten kjøring 12 % med kjøring

16 Hattfjelldal Apelsvoll Salten Løten Grindstad Bodin Manchar Løfar Prosent avlingstap e.kjøring Kjøreskader i eng hos ulike grasarter og sorter: 25 Kjøreskader i eng på Østlandet (e. Mosland 1985) 1. slått 2. slått 3. slått Sum Hundegras Engsvingel Timotei Bladfaks Små avlingstap ved 1. slått, til dels store tap ved 2. og 3.slått Relativt små variasjoner mellom arter og sorter Jordfysiske forhold målt på 7 av feltene: Relativ pakkingsgrad: 87% uten kjøring 91% med kjøring Luftkapasitet: 16% uten kjøring 13 % med kjøring Luftpermeabilitet: 14 µm² uten kjøring 9 µm² med kjøring

17 Hvordan unngå jordpakkingskader: (Håkansson 1984) God drenering (gir rask opptørking av jorda) Riktig tidspunkt for jordarbeiding og høsting Begrenset akseltrykk, dobbeltmontasje, lavt lufttrykk osv. Firehjulsdrift gir god utnyttelse av traktorens tyngde til trekkraft God maskinkapasitet gir større fleksibilitet mht. tidspunkt Kalking og bruk av husdyrgjødsel gir bedre jordstruktur Riktig gjødsling gir best effekt av planterøtter på jordstruktur Noen vekster gir mindre pakkingsskader pga. større opptørking (gras<høstkorn<vårkorn<potet<grønnsaker) Pløying hjelper mot pakkingsskader i matjorda, men ikke dypere Grubbing kan hjelpe, men langt fra alltid, og kan også skade

18 Et Skotsk forsøk sammenliknet tre kjøreregimer i eng ved ulikt marktrykk over fire år (e. Douglas et al. 1992): Noen opplysninger om forsøket: Lettleire med 5% mold, ufullstendig naturlig dreneringsgrad, 870 mm nedbør Tre forsøksledd: Z: helt uten kjøring, R: redusert marktrykk og K: konvensjonelt R: 4,1 tonn traktor, 40 / 30 kpa dekktrykk foran / bak, 0,16 / 0,44 m² kontaktareal K: 4,2 tonn traktor, 280 / 160 kpa d.trykk foran / bak, 0,05 / 0,12 m² kontaktareal Betydelig redusert dekktrykk og økt kontaktreal også på øvrig redskap brukt i R-leddet Redusert marktrykk gav 15% større ts.avling og 26% mer protein enn K-leddet. I forhold til Z-leddet var avlingstapet bare 1 %, men proteinavlingen var 6% mindre

19 prof. Trond Børresen, Ås

20 Teledybde (m) Frost er en viktig faktor for dannelse av god jordstruktur i det øvre jordlag, men telen går sjelden dypere enn 50 cm på dyrka jord, selv i innlandsstrøk: 0,0 Teledybder ved Nes på Hedmark ,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0,6 Middel ,7 minus 1 std.avv. -0,8 pluss 1 std.avv. -0,9 Min. (1980/81) Maks. (1995/96) -1,0 1. okt. 1. nov. 2. des. 2. jan. 2. feb. 5. mar. 5. apr. 6. mai.

21 Djup grubbing eller jordløsning for å bøte på jordpakking er det løsningen?

22 Arbeidsmåten til grubbetinder: Kritisk dybde avhenger av: Jordfuktighet Jordfasthet i det øvre sjiktet Kritisk dybde kan økes ved: Pløying eller harving før grubbing Sette harvetinder foran grubbetindene Endre vinkelen på tinden (forover) Sette vinger på grubbespissen Ulemper ved grubbing: Stort trekkraftbehov og kostbart å utføre Fare for at jordpakking kan forverres ved feilaktig bruk Svært mange forsøk i flere land har vist liten eller ingen avlingsgevinst

23 Alternativ jordløsning lansert på 80-tallet: Howard Paraplow Hensikten: Effektiv jordløsning uten å ta opp klump Ta vare på strukturen i jordoverflaten Konklusjon:

24 Kverneland grubber og Paraplow i Solør (siltjord)

25 Trykkmotstand i jorda etter av grubbing med Kverneland og etter løsning med Paraplow på siltjord (kilde: Riley 1986) Dybde cm Kontroll (ubehandlet) Med grubbing Med løsning Motstand målt om høsten Motstand målt neste forsommer

26 En annen jordløsner som vi testet på 80-tallet Fra salgsbrosjyren: Gir bedre jordstruktur Bryter kompakte sjikt Redusert trekkraft Gjenskaper normal luftog vannføring i jord

27 Relativ kornavling etter grubbing med MAC, sammenliknet med pløying, i et forsøk med jordpakking om høsten på lettleire (Kise): Konklusjon: Grubbing og pløying omtrent like effektive mot pakkingsskader Grubbing i tillegg til pløying gav bare litt tilleggssvirkning 10 forsøk med MAC i Norge: 7 på lettleire, 3 på siltjord 3 gav sikker meravling 1 gav avlingsnedgang 6 gav ingen avlingsutslag

28 Institutt for plante- og miljøvitenskap Varigheten av jordpakking på ei leirjord 5 år 10 år Mer enn 10 år Eller varig? 28 Foto: L.T. Strand

29 Poresystemet i cm dybde på upakket og pakket jord i Skåne 14 år etter pakking Digitized pictures created from Computer Aided Tomography (CT-scans) by Dorthe Wildenschild. Trond Børresen

30 Poresystemet i 50 cm dybde på upakket og pakket leirjord, Jokkionen, Finland 29 år etter pakking Digitized pictures created from Computer Aided Tomography (CT-scans) by Dorthe Wildenschild. Trond Børresen

31 Skader stort sett permanente Per Schjønning Skader på plantene: Ribber og ringtrykk 0-20 cm, plogsjikt: Ringtrykk cm : Ringtrykk og hjullast Rotvekst Meitmarkaktivitet Luftskifte Drenering av vann >50 cm : Overveiende hjullast

32 Valg av utstyr for å unngå jordpakking: Beslutningsstøttesystem Terranimo (utviklet bla. i Danmark) Mål: unngå stress > 50 kpa under 50 cm

33 Målt relativ deformation (-) Hvor stort trykk tåler jorda undergrunnsjorda? (etter Per Schjønning, Danmark) kravet: Kjøring på dyrka jord skal tilrettelegges slik at 50 kpa (0.5 bar) ikke når ned under 50 cm dybde Målt vertikal stress (kpa) Norwegian University of Life Sciences 37

34 Dybde, d 50, for 50 kpa Terranimo beregner trykkbelastning under et landbruksdekk på ulike jordarter med ulike vanninnhold Tittel på presentasjon Norwegian University of Life Sciences 39

35 Kraften i et punkt i jordprofilet er summen av en rekke delkrefter (etter Schjønning) Hvis trykket i anleggsflaten er likt, får vi i en gitt dybde en kraft, som øker proporsjonalt med anleggsflatens størrelse og med jordfuktigheten

36 d 50 - kombinationer af hjullast og dæktryk 4.0 Per Schjønning Dæktryk (bar) Anvendt dæktryk Anbefalet dæktryk 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 d 50 ~ 87 cm d 50 ~ 75 cm 0.5 Forårsvåd jord: hjullast max 3½ tons Større last kræver Hjullast bælter (ton)

37 Trykk under ulike dekk med ulik belastning (Schjønning) 6.1 tonn hjullast 0.71 m 2 bæreflate Dvs 0.87 kg/cm 2 i bæreflata 1 bar dekktrykk 2.9 tonn hjullast 0.33 m 2 bæreflate Dvs 0.88 kg/cm 2 i bæreflata 1.4 bar dekktrykk Tittel på presentasjon Norwegian University of Life Sciences 42

38 kpa /50R tons, 0.71 m kg/cm 2 ; 1 bar Målt tryk (stress) under hjul i marken /45R tons, 0.33 m kg/cm 2 ; 1.4 bar Per Schjønning Dybde (m) Dybde (m) Dybde for 50 kpa 0.7 (0.5 bar) på tværs af kørespor (m) på tværs af kørespor (m)

39 Terranimo på norsk kommer snart Norwegian University of Life Sciences 44 Prof. Trond Børresen