Selv markrobotter påvirker jordens funktion

Når maskiner kører på jorden, trykkes den sammen, i fagsprog kaldes det, at jorden pakkes. Jordpakning er en af de største trusler mod jordkvaliteten. Når jorden er pakket, påvirkes jordens evne til at dræne, der er større risiko for erosion og rodvæksten hæmmes. I sidste ende kan det resultere i udbyttetab, øget tab af næringsstoffer og drivhusgasser, og oversvømmelser.  

“I takt med landbrugsmaskinerne bliver større, bliver jordpakning også et større og større problem,” siger professor Lars J. Munkholm fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet.  

Der er en konstant udvikling indenfor landbrugsmaskiner, og selvom traktorerne bliver større og tungere, kan man med moderne lavtryksdæk og dæktryksregulering mindske risikoen for jordpakning. Det er dog ikke kun traktorerne, der har udviklet sig. Teknologien for selvkørende markrobotter er i en rivende udvikling, og robotter kører allerede på danske marker. De er ikke lige så store som traktorerne. De vejer mindre. Mindre vægt mindsker risikoen for pakning i underjorden men betyder det så også, at robotterne kan være med til at reducere jordpakning i pløjelaget?  
 
Det har forskere fra Aarhus Universitet undersøgt. 

Påvirker et større område 

“Markrobotterne er væsentligt mindre end traktorerne, de er smallere og har mindre kapacitet. Det vil sige, at det overkørte areal øges ved overgang til robotdyrkning og arealet med gentagen kørsel i marken vil også øges,” siger professor Lars J. Munkholm. 

En lille markrobot skal køre flere gange frem og tilbage på marken, for at dække samme område som en stor traktor, det betyder flere kørespor, som også vil blive benyttet flere gange. 

I et nyt studie, hvor resultaterne er udgivet i to videnskabelige publikationer, har forskere undersøgt, hvor meget jordens fysiske egenskaber belastes ved gentagen kørsel med en markrobot af modellen ROBOTTI 150D med 320/65 R16 dæk. I studiet har man set på påvirkningerne ved op til ti kørsler i samme hjulspor.  

“Vores målinger viser, at antallet af gange markrobotten kører i marken har en signifikant indvirkning pakningen af jorden i pløjelaget. Her har vi målt på hjulsporets dybde, jordens gennemtræningsmodstand, luftgennemtrængelighed og jorden porøsitet. Selvom vores målinger af jordpakningen ikke overskrider de kritiske grænser, ser vi alligevel tydeligt at gentagen kørsel med en markrobot af denne type vil påvirke pløjelagets funktionalitet, særligt efter seks til ti kørsler i samme spor,” siger ph.d. studerende Alvaro Calleja Huerta fra Institut for Agroøkologi.  

Større belastning end forventet 

Derudover har forskerne undersøgt, hvordan belastningen fra markrobotten fordeler sig i hjulsporet. Det har de gjort ved at installere såkaldte belastningstransducere i jorden. På den måde er det nemlig muligt at måle belastningerne, hvilken retning den kommer fra, og hvor den bevæger sig hen. Derefter har forskerne sammenlignet resultaterne med beregninger baseret på modellen Terranimo®.  

Faktaboks – Terranimo®  Hvad er det? Terranimo® er en model til forudsigelse af risikoen for jordpakning forårsaget af landbrugsmaskiner.  Hvordan fungerer modellen? Terranimo® bruger en kombination af kort, jordtype, vejrinformation, maskiner, belastningsvægt og dæk til at beregne risikoen for jordpakning. Ved at analysere disse faktorer kan Terranimo® hjælpe landmænd med at træffe informerede beslutninger om, hvilke maskiner der skal anvendes hvor og hvornår.  Hvad kan landmænd gøre? Hvis risikoen for jordpakning er høj, kan landmænd ved hjælp af Terranimo® se, hvordan valg af en anden maskine, dæk, vægt eller dæktryk kan mindske risikoen. Modellen kan altså hjælpe med at træffe foranstaltninger for at undgå eller reducere jordpakning.  Hvem har udviklet modellen? Terranimo® er udviklet gennem samarbejde mellem forskere, agronomer, landmænd, entreprenører, rådgivere og repræsentanter fra myndighederne.  Find Terranimo® modellen her.

Der ses ifølge forskerne en signifikant stigning i jordtrykket ved gentagne kørsler med markrobotten. De målte værdier viste sig at afvige fra de værdier modellen havde forudsat. De maksimale vertikale belastninger var endda 32% større end modellens forudsigelser.  

“Ud fra vores målinger og sammenligninger fandt vi en betydelig stigning i jordpakning ved gentagne belastninger. Vi kunne se, at de værdier, vi har målt i jorden, er forskellige fra de værdier, modellen forudsiger, belastningen viste sig endda at være noget større. Det fortæller os, at brugen af statiske belastninger som input i modeller kan resultere i unøjagtige forudsigelser af belastninger under dynamiske forhold. Det kan i sidste ende vanskeliggøre at finde den korrekte justering af dæktryk på marken, hvilket kan føre til yderligere jordpakning,” fortæller seniorforsker Mathieu Lamandé fra Institut for Agroøkologi.  

Overstiger ikke de kritiske grænser 

Selvom de observerede ændringer i jordens fysiske egenskaber ikke overstiger de kritiske grænser i forhold til jordpakning, så konkluderer forskerne, at det øverste jordlags funktionalitet bliver negativt påvirket af gentagen kørsel med en markrobot. Det gælder især, hvis den kører mellem seks til ti gange det samme sted. 

“Markrobotter reducerer risikoen for komprimering af underjorden og kan hjælpe med at reducere komprimeringen af pløjelaget, hvis de kombineres med andre faktorer som store dæk med lavt lufttryk, overvågning af jordens styrke, brug af værktøjer som Terranimo og begrænsning af antallet af kørsler i marken. Vi har brug for undersøgelser over flere sæsoner, der kombinerer robotter og traditionelle maskiner, hvor økonomiske, driftsmæssige og bæredygtige aspekter overvejes for at vurdere det reelle potentiale i de her letvægtsrobotter i forhold til at opretholde optimal jordkvalitet og produktivitet,” siger Alvaro Calleja Huerta.  

PUNKTER	INDHOLD OG FORMÅL
Samarbejdspartnere	Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet, Norweigian University of Life Sciences og Agro Intelligence ApS
Finansiering	Studiet er finansieret af Innovationsfonden (Grant no. 9092-00007B)
Interessekonflikt	Ingen
Link til videnskabelig artikel	Publikationerne “Impacts of load and repeated wheeling from a lightweight autonomous field robot on the physical properties of a loamy sand soil” og “Vertical and horizontal stresses from a lightweight autonomous field robot during repeated wheeling” er udgivet ved tidsskriftet Soil & Tillage Research. De er begge skrevet af Alvaro Calleja Huerta, Mathieu Lamandé, Ole Green og Lars J. Munkholm
Kontakt	Ph.d.-studerende Alvaro Calleja Huerta, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Email: a.calleja@agro.au.dk     Professor Lars J. Munkholm, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: 25152716 eller mail: lars.munkholm@agro.au.dk   Seniorforsker Mathieu Lamandé, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. Tlf.: 22240870 eller mail: mathieu.lamande@agro.au.dk