optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) sadon ajallinen vaihtelu cv...
TRANSCRIPT
![Page 1: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/1.jpg)
Federal Department of Economic Affairs FDEA
Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART
Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden vetovoimantarveThomas Keller1,2
1Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Soil & Environment, Box 7014, SE-75007 Uppsala, Sweden; E-mail: [email protected]
2Agroscope, Department of Natural Resources & Agriculture, Reckenholzstrasse 191, CH-8046 Zürich, Switzerland; E-mail: [email protected]
Paimio 18.11.2016
![Page 2: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Kolme murtumatapaa: leikkaamalla, vetämällä, muovautumalla
Vetomurtuma on tehokkain (elivähiten energiaa uuttamurtopinta-alaa kohden)
Maa murustuu vain, jos siinäon ilmahuokosia (halkeamienetenemistä varten)
Leikkausmurtuma (puolikuu)
Muovautumista (eimurustumista)
Vetomurtuma (hauras)
Maan murtuminen muokatessa
![Page 3: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/3.jpg)
3
L.J. Munkholm (2011) Soil friability: A review of the concept, assessment and effects of soil properties and management. Geoderma 167-168, 236-246.
Vesimäärä > ylempi
muokkausraja: maa ei
murustu, vaan painuu
kasaan ja hiertyyVesimäärä < alempi
muokkausraja: maa on
liian lujaa murustuakseen
Muokkaus-
alue
Optimivesimäärä
muokkaukselle, qopt
• Ylempimuokkausraja(märkä) on maaperänominaisuus
• Alempimuokkausraja(kuiva) riippuukäytetystäenergiamäärästä
Missä oloissa maa on murustuva? (eli hajoaa pieniksi kappaleiksi)
![Page 4: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Maamuokattavissa
Liian märkääLiiankuivaa
Muokkausrajoja voi tarkastella maankastumisen myötä
Vesim
äärä
(til-%
)
![Page 5: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/5.jpg)
5
http://www.omafra.gov.on.ca/english/e
ngineer/facts/12-053.htm
Kuinka maan muokkauksen murustavavaikutus riippuu pellon kosteustilanteesta?
![Page 6: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/6.jpg)
6Thomas Keller | © Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
Gravimetric water content (g g-1
)
Pro
po
rtio
n o
f a
gg
reg
ate
s Optimikosteus
maanmuokkaukselle, qopt
Keller T., Arvidsson J. & Dexter A.R. 2007. Soil structures produced by tillage as affected by soil water content and the physical quality of soil. Soil & Tillage Research 92(1-2), 45-52.
> 32 mm
< 8 mm
Optimikosteus maan muokkaukselleM
uru
jen o
suus
Vesipitoisuus (g/g)
![Page 7: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/7.jpg)
7
0
500
1000
1500
0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
q/qINFL
Asp
ecific (
m2 m
-3)
0
500
1000
1500
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
q/qPL
Asp
ecific (
m2 m
-3)
qopt qopt
Keller T., Arvidsson J. & Dexter A.R. 2007. Soil structures produced by tillage as affected by soil water content and the physical quality of soil. Soil & Tillage Research 92(1-2), 45-52.
Optimikosteus maanmuokkaukselle
≈ 1.0 kosteus vedenpidätyskäyrän käännepisteessä
≈ 0.8 kosteus alemmalla plastisella rajalla
Optimikosteus maan muokkaukselle
![Page 8: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/8.jpg)
8
‘Hauras’ : maa halkeaa, kun sitä muokataan tai hierretään‘Muovautuva’ : maata voidaan muovata tai hiertää murtumatta‘Valuva’ : maa valuu oman painonsa vaikutuksesta
Optimikosteus maanmuokkaukselle ≈ 0.8 × kosteus muovautuvuusrajalla (PL)
Yläraja (märkä) muokkaukselle ≡ plastinen muovautuvuusraja (PL)
Maan muokkautuvuusrajat
Kuvat: Agridea
Hauras Muovautuva Valuva
Vedellä
kyllästetty
Kuiva
![Page 9: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/9.jpg)
9Watts et al. 1996. Soil & Tillage Research 37, 161-174.
Liettyvän saven määrä riippuumuokkausenergiasta ja maan kosteudesta
![Page 10: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/10.jpg)
10Watts et al. 1996. Soil & Tillage Research 37, 175-190.
Liettyvän saven määrä riippuumuokkausenergiasta ja maan kosteudesta
![Page 11: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/11.jpg)
11
0
500
1000
1500
2000
0.000 0.020 0.040 0.060
S
Sp
ecif
ic s
urf
ace
area
(m
2 m
-3)
Muokkaus tehty
optimikosteudessa
Aspecific = 45806 S – 662.5
Keller T., Arvidsson J. & Dexter A.R. 2007. Soil structures produced by tillage as affected by soil water content and the physical quality of soil. Soil & Tillage Research 92(1-2), 45-52.
Hyvälaatuinen maa murustuu muokatessahyvin (suuri pinta-ala muokkauksen jälkeen)
S ≡ Fyysisen laadun pisteytys
Spe
sifi
pin
ta-a
la
![Page 12: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/12.jpg)
12
A.R. Dexter (2004) Soil physical quality: Part I-III. Geoderma 120, 201-214; 215-225; 227-239.
Joten muokkauksensynnyttämä
mururakenne on oletettavasti
“parempi”, kun multavuus on
suurempi
Maan fysikaalinen laatu yleensä paraneeorgaanisen aineen määrän lisääntyessä
![Page 13: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Alempi muokkausraja ei ole selvästi määritetty
Dexter & Bird (2001): “vesipitoisuus, jossa maan lujuus on kaksinkertainen optimivesipitoisuuteen verrattuna”
Alempi (kuiva) muokkausraja
![Page 14: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Alempi muokkausrajavoitaisiin määrittäävetovoiman tarpeesta(muokkausenergia, dieselinkulutus)
Mittauksia on vähän, muttavetovoima yleensäpienenee, kun multavuuskasvaa, esim. Watts et al. (2006) Soil Use Manage 22:
Vetovoiman tarve muokatessa kasvaa, kun maa kuivuu
![Page 15: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Korkea multavuus lisäämuokattavuusaluetta
Muokattavuusalue (vesipitoisuudet ylemmänja alemman rajan välillä) riippuu maanmultavuudesta
Dexter & Bird, 2001, Soil Tillage Res. 57, 203-212.
![Page 16: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Lähde: Hansrudolf Oberholzer, Agroscope, Switzerland
Humustase sveitsiläisillä tiloillatuotantosuunnittain
Erikoiskasvit Peltoviljely Yhdistetyt eläin-kasvitilat
Ne
gati
ivin
en
po
siti
ivin
enta
se
![Page 17: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Maa on muokattavissa laajemmallakosteusalueella, jos maan rakenne on hyvä. Ts. Tiivistynyt maa on muokattavissa vain harvoinapäivinä, mikä haittaa töiden oikea-aikaisuutta(“Sunnuntai-savet” = pelto on märkä pitkään, se olisi muokattavissa sunnuntaina, muttamaanantaina pelto on liian kuiva)
Muokkauksen aikaansaama pinta-alanlisääntyminen (murustuminen) väheneeirtotiheyden kasvaessa -> tiivistyneen maanmurustaminen vaatii enemmän energiaa
Maan tiivistymisen vaikutus muokkaukseen
Soil bulk density (Mg m-3)
Dexter A.R. 2002. Advances GeoEcology, 57-69.
Tiivistyminen lisää vetovoiman tarvetta
Yleisesti: mitä parempi maan fyysinen laatu (multavuus, alhainen irtotiheys), sitä suurempi muokkautuvuusalue, eli hyvien olosuhteiden “muokkausikkuna”
![Page 18: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Eri muokkauskoneiden vetovoiman tarve: kyntöaura, kultivaattori, lautasäes
Mikä on kokonaisvetovoiman tarve (kN) entä työleveyttä kohden (kNm-1)
Vetovoiman tarve on verrannollinen siirrettyyn maatilavuuteen. Tätäkutsutaan “spesifiksi vetovoiman tarpeeksi”. Mikä on eri koneidenspesifi vetovoimantarve (kN m-2)?
![Page 19: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Millä mitattiin: traktori, jossapolttoaineenkulutusmittari, joka kalibroitiinvastaamaan VOA tehoa
Traktori: MF 6290 135 hv
Mittaukset:• Hetkellinen
polttoaineenkulutus• Moottorin kierrosluvut• Pyörän nopeus• Traktorin nopeus
Kalibroitu siten, ettärenkaiden välittämä vetotehooli tiedossa eri polttoaineenkulutuksilla ja kierrosluvuilla.
![Page 20: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/20.jpg)
20
1
2
3
Mittasimme todellisen työsyvyyden jamuokatun maan tilavuuden
![Page 21: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/21.jpg)
21
7.18.7
9.5
12.8
17.9
21.1
6.3
0
5
10
15
20
25
13 17 21
Inställt arbetsdjup (cm)
Verk
ligt arb
ets
dju
p (
cm
)
Kultivator
Plog
Tallrik
Todellinen keskimääräinen muokkaussyvyyssäädettyyn syvyyteen nähden
Arvidsson et al. 2004. Soil & Tillage Research 79, 221–231.
Todelli
nen t
yösyvyys (
cm
)
Säädetty työsyvyys (cm)
Kultivaattori
Kyntöaura
Lautasäes
![Page 22: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Kyntöaura Kultivaattori Lautasäes
Muokkauspohjan tasaisuus
Arvidsson et al. 2004. Soil & Tillage Research 79, 221–231.
Syvyys a
lkuperä
isestä
ma
anpin
nasta
(cm
)
Poikkisuuntainen etäisyys(cm)
![Page 23: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/23.jpg)
23
KultivaattoriLautasäes
Muokkauskerroksen pohja
![Page 24: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/24.jpg)
24
c)
b)
Körriktninga)
Kritiskt arbetsdjup
Edestä:
Sivusta:Te
rä(e
sim
. Ku
ltiv
aatt
ori
nkä
rki)
Maa murtuu ainoastaantietyn syvyyden yläpuoleltats. “kriittinen työsyvyys”. Kriittisen syvyydenalapuolelta maa ainoastaanmuovautuu tai virtaa (maamenee terän ympäri)
Kriittinen syvyys riippuumaan ominaisuuksista, teränleveydestä ja kulmasta.
Missä ja miten maa murtuu muokattaessa?
Kriittinen syvyys
![Page 25: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Kyntöaura: korkein vetovoiman tarve (kN m-1), mutta alin spesifi vetovoiman tarve (kN m-2)
Kyntöauran, kultivaattorin ja lautasäkeenvetovoiman tarveArvidsson et al. 2004. Soil & Tillage Research 79, 221–231.
![Page 26: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/26.jpg)
26
0
50
100
150
200
250
300
350
0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
Soil water content (g g-1
)
Specific
dra
ught
(kN
m-2
)
Kultivaattori
Kyntöaura Lautasäes
R2 = 0.63
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200
Cohesion (kPa)
Sp
ecific
dra
ug
ht (k
N m
-2)
Kyntöaura
Spesifinen vetovoiman tarve riippuu maankosteudesta ja maan lujuudesta
Mitä kuivempi maa, sitä suurempi spesifi vetovoiman tarve. Mitä lujempi maa (tässä koheesio), sitä suurempi vetovoiman tarve
![Page 27: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Työsyvyys, vetovoiman tarve jamurustuminen: kyntöaura, kultivaattori jalautasäes
Arvidsson et al. 2004. Soil & Tillage Research 79, 221–231.
Kyntöaura
Kultivaattori
Lautasäes
Kyntöaura
Kultivaattori
Lautasäes
Kyntöaura
Kultivaattori
Lautasäes
Kyntöaura
Kultivaattori
Lautasäes
![Page 28: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/28.jpg)
28
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8 10 12
Speed (km h-1
)
Sp
ecif
ic r
esis
tan
ce (
kN
m-2
)
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8 10 12
Speed (km h-1
)S
pec
ific
res
ista
nce
(k
N m
-2)
Ultunan koemittaukset savi (vasen) ja htHeS mailla (oikea): spesifi vetovoiman tarvemuokkausnopeudesta riippuen; kyntöaura (kolmio), kultivaattori (salmiakki) jalautasäes (ympyrät)
Vetovoiman tarve kasvaa nopeuden myötä
![Page 29: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Kokeet tehtiin hiesuisella hiuemaalla (silt loam) ja savimaalla 2003-2004 ja 2004-2005.
Sijainti: Ultuna (SLU Uppsala)
Polttoaineen kulutus ja vetovoiman tarve eri muokkausjärjestelmissä (syysviljat)
![Page 30: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Koejäsen Työsyvyys (cm)
A. Kyntöaura 20
B. Matala kyntö 11
E. Kultivaattori, 1 ajo 4
F. Kultivaattori, 2 ajoa 7
M. Carrier lautasmuokkain, 1 ajo 3
N. Carrier lautasmuokkain, 2 ajoa 4
O. Suorakylvö
Koejäsenet ja mitatut työsyvyydet
![Page 31: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Polttoaineen kulutus, savimaa
Arvidsson 2010. European Journal of Agronomy 33, 250-256.
![Page 32: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Polttoaineen kulutus, hiesuinen hiue
Arvidsson 2010. European Journal of Agronomy 33, 250-256.
![Page 33: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Työkone S(kN/m2)
d (m)
D (kN/m)
qt
(l/ha)KyntöauraKultivaattoriLautasäesCarrier lautasmuokkain
ÄesKylvölannoitin, laahavannasKylvölannoitin, kiekkovannas
Leikkuupuimuri
36 + 1.35 c44 + 1.66 c44 + 1.65 c58 + 2.18 c
---
0.200.060.060.04
---
15.35.65.65.0
2.52.66.0
19.97.37.36.4
3.33.47.8
17
S: Spesifi vetovoima kN/m2 riippuen savipitoisuudesta (c)D: Vetovoiman tarve per m työleveyttä kN/m tietyllä syvyydellä (d)qt: Polttoaineen kulutus per hehtaari
Yhteenveto kokeista Ultunan koeasemalla(Uppsala, Ruotsi)
Tulokset: J. Arvidsson (Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden)
![Page 34: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Ovatko satoerot osien välilläpysyviä?
Miksi sadossa on eroja?
Onko maan rakenteella väliä – satotasolle?
![Page 35: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/35.jpg)
35
1. askel: Valitaan peltoja, joistaon sato kartoitettuKolme ruotsalaista peltoa (kolme erimaatilaa), 10 vuotta satokartoitusdataa
Satotason ja maan rakenteen suhdepeltotasolla tarkasteltuna
![Page 36: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/36.jpg)
36
12
3
Erilaiset alueet joka pellolta, vertaamalla historiallisiasatokarttojaHyväsatoinen, keskisatoinen ja matalasatoinen alue joka pellolla
2. askel: valitaan satokartoista erilaisiaalueita
![Page 37: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/37.jpg)
37
i. Pellot, joista satotasot on kartoitettuo Kolme ruotsalaista peltoa (kolmella eri tilalla), 10 vuotta
satokartoitusta
ii. Eri alueiden valinta satotasojen perusteellao Yksi korkea-, keskimääräinen- ja matalasatoinen alue joka pellolla.
iii. Maan fysikaalisten olosuhteiden määritys näiltäalueiltao Mittaukset pintamaassa (5 cm syvyys) ja pohjamaassa (30 cm syvyys)
iv. Sadon ja fyysisten ominaisuuksien vastaavuuso Pitkän aikavälin keskisato riippuu pohjamaan ominaisuuksista
3. askel: mittauksia ja analyysiä
![Page 38: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/38.jpg)
38
i. Saturoitunut vedenjohtavuus “yksinkertaistettu putoavanvesipatsaan menetelmä” (Bagarello et al., 2004, Soil Sci Soc Am J 68: 66-73)
ii. Murujakauma kuivasta maasta
iii. Vedenpidätyskäyrä
iv. Irtotiheys
v. Maan tiivistysmiskäyrät
(yksisuuntainen)
vi. Maalaji ja multavuus
Kuva: Jens Blomqvist
Fysikaalisten ominaisuuksien mittaus(sadonkorjuun jälkeen)
![Page 39: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Kuvat: Jens Blomqvist
Yksinkertaistettu putoavan vesipatsaantekniikka (Bagarello et al., 2004, Soil Sci Soc Am J 68: 66-73)
Joka kohdassa: 42 yksittäistä mittausta, noin 15 litraa vettä
Aika ta: ta < 5 minuuttia noin 2/3 kaikista mittauksista; ta > 1 tunti noin 6% kaikistamittauksista
![Page 40: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/40.jpg)
40
*
1
11ln
1
*
1
1
q
q
q
q
D
DD
D
tK
a
fs
Kfs: Saturoituneen maan vedenjohtavuus
Δθ: Erotus saturoituneen ja alkuperäisen vesimäärän välillä
ta: Aika veden lisäämisestä siihen, että vettä ei enää ole pinnassa
D = V/A: Vesipatsaan korkeus mittauksen alussa
α*: Kfs suhde saturoituneen maan matriisipotentiaaliin
Tietyllä renkaan halkaisijalla ja vesimäärällä,
Kfs riippuu lähinnä ta
Yksinkertaistettu putoavan vesipatsaanmenetelmä(Bagarello et al., 2004, Soil Sci Soc Am J 68: 66-73)
![Page 41: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Satokarttojen data-analyysi
(1) Koneiden liike suodatettu (nopeuden ja suunnan nopeat muutokset)
(2) Ääriarvot poistettiin jakaumien avulla
(3) Leikkuuleveyden aiheuttamat virheelliset mittaukset poistettiin (jakauma, kartta)
(4) Datamalli ArcGIS ohjelmistoon (kriging, linear semivariogram model)
![Page 42: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/42.jpg)
42
a) Pitkän aikavälin keskisato (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in
Agriculture 26: 37-51):
b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in
Agriculture 26: 37-51):
n
Mean
iLTAi
Y
Y
nRY
1
, 1001
LTAi
n
LTAii
iRY
RYRYn
CV,
1
2
,
1
Satokarttojen data-analyysi
![Page 43: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Esimerkki pitkän aikavälin trendeistä (pitkänajan suhteellinen keskisato)
![Page 44: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/44.jpg)
44Thomas Keller | © Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART
Alue = vakaa, jos CV < 30% (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51)
Esimerkki ajallisen vaihtelun kartasta(coefficient of variation, CV)
![Page 45: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Korkean sadon alue, H: 112,5% (CV=16,3%)
Keskisadon alue, M: 99,5% (CV=16,7%)
Alhaisen sadon alue, L: 84,0% (CV=20,7%)
(Erot satotasoissa merkittäviä luotettavuusrajalla P < 0,05)
Pitkän aikavälin keskisato lohkon eri osissakolmella alueella
Keller et al. 2012. Soil & Tillage Research 124, 68-77.
![Page 46: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/46.jpg)
46
H
H
M
M
L
L
H
H
M
MLL
H
H
M
M
L
L
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
Topsoil Subsoil
Bu
lk d
en
sity (
Mg
m-3
)
H: high-yielding zone M: medium-yielding zone L: low-yielding zone
Pelto 1 Pelto 2 Pelto 3Pelto 1 Pelto 2 Pelto 3
Irtotiheys eri satotasojen alueilla
Keller et al. 2012. Soil & Tillage Research 124, 68-77.
Irto
tiheys (
t/m
3)
PohjamaaRuokamulta
Korkea sato Keskisato Alhainen sato
![Page 47: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/47.jpg)
47
10
12
14
16
High- Low- Average-
yielding zone
MW
D (
mm
)
Murujen keskipainohalkaisija
Keller et al. 2012. Soil & Tillage Research 124, 68-77.
Korkea sato KeskisatoAlhainen
sato
![Page 48: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/48.jpg)
48
HH
M
M
L L
H
H
M
M
L
L
H
H
M
ML
L
0
200
400
600
800
1000
1200
Topsoil Subsoil
kfs
(m
m h
-1)
H: high-yielding zone M: medium-yielding zone L: low-yielding zone
Pelto 1 Pelto 2 Pelto 3
Pelto 1 Pelto 2 Pelto 3
Saturoituneen maan vedenjohtavuus, Kfs(kattilamenetelmällä)
Keller et al. 2012. Soil & Tillage Research 124, 68-77.
Korkea sato Keskisato Alhainen sato
Ruokamulta Pohjamaa
![Page 49: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/49.jpg)
49
0
20
40
60
80
100
E4-vägen Svanshals Vinberga
Site
Kfs
,Low /
Kfs
,Hig
h (
%)
Pelto 1 Pelto 2 Pelto 3
Vedenjohtavuus alhaisen sadon alueillaverrattuna korkean sadon alueisiin Kfs
Keller et al. 2012. Soil & Tillage Research 124, 68-77.
Veden
johta
vuus %
![Page 50: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/50.jpg)
50
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Relative Kfs
Rela
tive y
ield
R2 = 0.63; P = 0.05
Suhteellinen jyväsato suhteessa suhteelliseenveden imeytymiseen Kfs
1.0 (100%) = keskisatoinen alue
Keller et al. 2012. Soil & Tillage Research 124, 68-77.
![Page 51: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/51.jpg)
51
(1) Murukokojakauma muokkauksen jälkeen riippuupellon kosteudesta
(2) Oletuksena on vaihteleva kosteus pellollamuokkaushetkellä
(3) Tämä:
• Vaikuttaa maan rakenteeseen
• Voi vaikuttaa maan oloihin kylvöhetkellä ja kylvöalustan ominaisuuksiin
(4) Mikä vaikuttaa sadon kasvuun ja satoon
…miten tämä liittyy kosteustilanteeseenmuokkaushetkellä..?
![Page 52: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/52.jpg)
52
(1) Alhaisen sadon alueilla oli huono maan rakenne. Tämänäkyi etenkin:
o Selvästi alempana vedenjohtavuutena, Kfs, heikon satotason alueilla
o Suurempana murujen keskikokona ja korkeampana irtotiheytenäheikon sadon alueilla
(2) Maan rakenne on tärkeä
(3) Emme saa unohtaa pohjamaata, eli vuotuisenmuokkauksen alapuolista kerrosta
Johtopäätökset ja miten sovelletaan(täsmä)viljelyyn
![Page 53: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/53.jpg)
53
Johtopäätökset
- Maan muokkaukselle on optimaalinen kosteus- Optimi on kosteudessa, joka on hieman kuivempaa kuin (alempi)
muovautumisraja- Muokkaus liian märissä oloissa vahingoittaa maan rakennetta- Muokkaus liian kuivissa oloissa vaatii paljon energiaa- Muokkautuvuusikkuna riippuu maan tilasta: heikkorakenteinen maa ->
hyvin kapea ikkuna
- Muokkauksella luotu maan mururakenne (murujakauma) vaikuttaakasvien kasvuoloihin ja siten satoon
- Kosteustilanne ei yleensä ole tasainen koko lohkolla, joten pellonrakenteeseen tulee vaihtelua muokkauksen johdosta, mikä aiheuttaaeroja satotasossa.
- Vetotehon tarve on suurin kyntöauralla, mutta maatilavuutta kohdenvetotehon tarve on alhaisempi kuin kultivaattorilla tai lautasäkeellä
- Kun maa on liian märkä, maan liikuttamiseen menee paljon energiaa, mutta maa ei murustu
![Page 54: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/54.jpg)
54
Rahoittajat:
Swedish Research Council for Environment, Agricultural Sciences & Spatial Planning (Formas)
Swedish Farmers Foundation for Agricultural Research (SLF)
Royal Swedish Academy of Agriculture and Forestry (KSLA)
Swiss National Science Foundation (SNSF) through the National Research Program 68 “Soil Resources” (project no 406840-143061)
Swiss Federal Office for Agriculture (FOAG)
Swiss Federal Office for the Environment (FOEN)
![Page 55: Optimaalinen kosteus muokkaukselle ja eri muokkauskoneiden ... · b) Sadon ajallinen vaihtelu CV (Blackmore, 2000, Computers and Electronics in Agriculture 26: 37-51): i¦ n Mean](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022042220/5ec65a914fb5e237aa555ca8/html5/thumbnails/55.jpg)
55
Tämän materiaalin tuotti OSMO-hanke
http://www.maan-kasvukunto.fi
Name of the presentation | Subtitle
Author | © Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART