Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Att gårdar blir större är en tydlig trend inom det svenska lantbruket. Med det följer även en större efterfrågan på större maskiner och redskap. Denna rationalisering medför en ökad risk för att åkermarken blir kraftigt packad och därigenom skadad, vilket på sikt kan leda till försämrad bördighet. I detta arbete har två identiska jordbearbetningsförsök legat till grund för arbetets mätningar. Eftersom jordarten skiljde på de två försöksplatserna kunde även den skillnaden jämföras. På respektive försöksplats har två olika odlingssystem jämförts och undersökts hur de påverkas av kompaktion. Det ena odlingssystemet som jämförts var konventionell jordbearbetning med årlig plöjning. Det andra var ett odlingssystem bevuxen med ett permanent växttäcke med vall. Permanent vall användes i jämförelsen för att simulera ett direkt sått odlingssystem. Det för att markstrukturen i ett direkt sått odlingssystem och permanent bevuxen gräsmark med vall ska i teorin ha en liknande struktur.
Både hållfasthet och tryckutbredning i marken i respektive jord och odlingssystem testats. För att testa hållfastheten togs sammanlagd 108 cylinderprover. Orörda markstrukturprover togs ifrån tre olika djup för varje markprofil, för att sedan testa provernas hållfasthet på labb med hjälp av en kompakteringsmaskin. Tryckutbredning testades genom att nergrävda trycksensorer passerades av en tung traktor med högt ringtryck. Sensorerna var placerade på tre olika djup i alla av försöksleden. Även här togs sammanlagd 108 cylinderprover före och efter överfarterna med traktorn för att undersöka skrymdensitet. Dessa prover analyserades också i labb. I samband med överfarterna mättes även spårdjupen som orsakats av traktorn.
Resultaten visar att markens bindningstryck dvs fuktighet är det som påverkar hållfastheten mest,till skillnad från struktur och textur. Av struktur och textur så var texturen mer bidragande till provernas hållfasthet. Strukturen i proven bidrog alltså minst till hållfastheten. Den permanenta vallen hade högre hållfasthet än det plöjda ledet för den styva lerjorden. I det fallet hade alltså strukturen en avgörande roll för hållfastheten på alla djup som testades. I proven som togs i den lättare jorden sågs ingen skillnad i hållfasthet mellan vall ledet och det plöjda ledet.
Däremot vad gäller tryckutbredning som testades i fält fanns tydliga skillnader mellan leden i den lättare jorden. Trycket som uppmättes var lägre för ledet med permanent vall jämfört med ledet som plöjs årligen. Marken med ett permanent växttäcke kan alltså fördela trycket bättre med hjälp av strukturen som ett välutvecklat rotsystem ger. Gällande tryckutbredning i jorden med styv lera sågs ingen skillnad mellan leden. Den potentiella skillnaden i struktur var alltså inte avgörande för tryckutbredningen i markprofilen. Jordens fysikaliska egenskaper som textur och bindningstryck var det som påverkade truckutbredningen mest. Såvida stämmer den äldre tesen om att styva leror är mera packningsbenägna än lättare jordar. Att en god struktur skapad av rotsystem hade störst effekt på den lättare jorden var väntat, men att det inte fanns någon skillnad på den styvare jorden var oväntat. En potentiell bieffekt av det permanenta växttäcket är att det välutvecklade rotsystemet har en uttorkande effekt på jorden vid fuktiga förhållanden, då markfukten respireras bort eller hålls i rotsystem och i växterna. Det samma gäller torra förhållanden. Rötterna håller fukten då den andra jorden, som är mera homogen i sin struktur snabbt torkar ur. Denna vattenbuffrande effekt som rotsystemen ger i ett orört odlingssystem med permanent växttäcke är det som till störst del svarar för hur påfrestningarna den utsätts för.

Farms getting bigger is a clear trend in Swedish agriculture. With that comes a demand for larger machines and implements. This rationalization entails an increased risk that the arable land will be heavily compacted and thereby damaged, which in the long run may lead to reduced soil fertility. In this thesis, two identical tillage field trials have formed the basis for the thesis. Since the soil type differed at the two experimental sites, the soil differences could also be compared. At each field trial site, two different cultivation systems have been compared and investigated on how they are affected by compaction. One of the cultivation systems was conventional tillage with annual mouldboard ploughing. The other cultivation system consisted of a permanent grassland. The permanent grassland was used in the comparison to simulate a directly sown cultivation system. This is because the soil structure in a directly sown cultivation system and permanent grassland should in theory have a similar structure.
Both tension strength and pressure distribution where tested and compered. To test the strength, a total of 108-cylinder samples was taken. Intact soil structure samples were taken from three different depths for each soil profile. Samples where then tested to determine strength in lab using a compaction machine. Pressure propagation was tested by passing over buried pressure sensors in each field trial lot, with a heavy tractor with high tire pressure. The sensors were placed at three different depths in each of the experimental test lot. Another batch 108-cylinder samples were taken before and after the crossings with the tractor to examine bulk density changes, before and after the passes. These samples were analysed in the lab. In connection with the crossings, even the track depths were measured.
The results show that the tension pressure of the soil, is what affects the strength the most, in contrast to structure and texture. Texture was more contributing to the strength of the samples. The structure of the samples contributed the least to the strength. The permanent grassland had higher strength than the annually tilled soil, for the heavy clay soil. In that case, the structure played a decisive role in the strength at all the depths tested. In the samples taken in the silty soil, no difference in strength were seen between the grass lot and the ploughed lot. However, in terms of pressure propagation tested in the field, there were clear differences between the slots in the silt soil. The pressure measured was lower for the joint with permanent grass compared to the lot that is ploughed annually. The soil with a permanent grass cover can distribute the pressure better with the help of the structure, which the well-developed root system provides. Regarding pressure distribution in the soil with heavy clay, no difference was seen between the plots. The potential difference in structure was not decisive for the pressure distribution in the soil profile.
The soil profiles physical properties such as texture and tension strength affected the pressure distribution the most. Old results stating that heavy clays are more prone to compaction than lighter soils are conforms with the findings from this thesis. It was expected that a good structure created by root systems would have a greater effect on the lighter soil. However, it was unexpected that there was no difference in this matter in the heavy soil. A potential side effect of the permanent grass lots is that the well-developed root system had a drying effect on the soil in wet conditions. Whereas soil moisture is respirated by the grass or kept in the root system of the plants. It’s the same in dry conditions, the roots will retain moisture, while a tilled soil which is more homogeneous in its structure, dries out more quickly. This water-buffering effect that the root systems provide in an undisturbed cultivation system responds for how the stress propagation will be distributed.