Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Optimization of soil tillage and crop rotation is important in many aspects, but particularly in maximizing profit margins. Since the economic outcome is usually decisive, it can be interesting to study different combinations of soil tillage systems and crop rotations in order to identify the maximum economic outcome. How a crop functions in a particular tillage system determines whether it is profitable to grow that crop. Different tillage systems affect the soil and its processes in different ways. Reduced tillage often works best on weak-structured heavy clays and on silty clays. However, the positive effects arising from reduced tillage can take a few years to develop, so it is necessary to study such systems over longer periods.

This study examined how a crop rotation with only cereals (barley and wheat) and a varied crop rotation (cereals, oil seed rape and peas) were affected by different tillage methods in field trials laid out in a randomized split-plot design at three different sites in Central Sweden: Klostergården in Östergötland, Säby in Uppland and Brunnby research station in Västmanland. The following six tillage systems were compared: Ploughing to 23 cm, ploughing to 12 cm, shallow cultivation to 10-12 cm, deep cultivation to 20 cm, cultivation by Väderstad Carrier to 5-7 cm and direct drilling. The parameters measured included draught requirement for tillage, incidence of fungal disease in the crop, soil penetration resistance and crop yield. Finally, an economic analysis was carried out to identify the optimal crop rotation and tillage method combination at each of the experimental sites.

The draught measurements showed no clear differences between the crop rotations. However, there were major differences between the tillage methods, as expected.
The plant pathological investigations produced varying results but overall, ploughing was generally most effective in controlling crop rotation-borne fungi. Penetration resistance did not differ significantly between the two crop rotations. However, infiltration rate was surprisingly high in the direct-drilled treatment. Yield varied greatly between years, due in part to the human factor.

The economic analysis revealed that the most economically favorable option at Klostergården and Brunnby was to employ a monotonous crop rotation, irrespective of tillage method, particularly when the cultivated area was large (>200 ha). The reverse was true at Säby, where a varied crop rotation gave better profitability.

Optimering av jordbearbetning och växtföljd är intressant ur många aspekter, främst för att uppnå maximalt TB2. Eftersom det är det ekonomiska utfallet som styr är det intressant att studera olika kombinationer av jordbearbetning och växtföljder för att uppnå maximalt ekonomiska utfall. Hur grödan fungerar med ett visst bearbetningssystem, avgör om det lönar sig att odla grödan. Bearbetningssystemen påverkar marken och dess processer olika. Reducerad bearbetning har ofta visat sig fungera bäst på strukturstarka styva leror, samt på mjälaleror. De positiva effekter som uppkommer genom reducerad bearbetning kan ta några år att utvecklas, därför studerar man ofta hur olika reducerade bearbetningssystem fungerar över längre tidsperioder.

Hur en bra och en dålig växtföljd påverkades av olika bearbetningsmetoder har studerats i tre stycken fältförsök. Fältförsöken placerades ut enligt randomiserad split-plot design på tre olika platser i Mellansverige, varav ett försök på Klostergården, Vreta Kloster i Östergötland, ett på Säby, Ultuna i Uppland och ett på Brunnby försöksgård i Västmanland. Följande sex bearbetningssystem jämfördes: (Plöjning 23 cm), (Plöjning 12 cm), (Kultivator 10-12 cm), (Djupkultivator 20 cm), (Carrier 5-7 cm) och (Direktsådd). I försöken undersöktes bl.a. dragkraftsbehov, svampangrepp, penetrationsmotstånd samt avkastning. Avslutningsvis gjordes en ekonomisk utvärdering av vilken växtföljd och vilket bearbetningssätt som blev det ekonomiskt optimala på de tre försöksplatserna.

Resultatet från dragkraftsmätningen påvisade inga tydliga skillnader mellan växtföljderna. Det blev dock stor skillnad mellan bearbetningsmetoderna, vilket var förväntat.

De växtpatologiska undersökningarna gav ett varierat resultat, men sammanfattningsvis var plogen generellt sett mest effektiv mot växtföljdsburna svampar. Penetrationsmotståndet gav inga tydliga skillnader mellan växtföljderna. Infiltrationshastigheten var förvånansvärt hög i det direktsådda ledet. Skördarna varierade mycket över åren. Det berodde i vissa fall på den mänskliga faktorn.

Den ekonomiska utvärderingen visade att det var mest ekonomiskt att odla en ensidig växtföljd oavsett bearbetningssätt på Klostergården och Brunnby, framförallt på en 200 ha gård. På Säby blev resultatet det omvända, ett högre TB2 för god växtföljd.

En generell slutsats blev att plöjningsfri odling gav ett högre TB2. TB2 på Klostergården och Säby blev högre för grund kultivering än djup. På Brunnby blev resultatet tvärt om.