Federal Department of Economic Affairs FDEA
Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART
Maan tiivistyminen – paljonko kuormitusta maa sietää?
Thomas Keller
1,21Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Soil & Environment, Box 7014, SE-75007 Uppsala, Sweden; E-mail: thomas.keller@slu.se
2Agroscope, Department of Natural Resources & Agriculture, Reckenholzstrasse 191, CH- 8046 Zürich, Switzerland; E-mail: thomas.keller@agroscope.admin.ch
Paimio 18.11.2016
2
Kehityskulkuja:
Raskaat koneet (yli 10 t per pyörä)
Tehokkaat koneet
Maan tiivistyminen lisääntyy
Richard et al., 2001, Eur. J. Soil Sci. 52
68 milj. ha peltomaata on vakavasti tiivistynyt maailmanlaajuisesti (Oldeman et al. 1991)
68 milj. ha ≈ 2 × Suomen kokohttp://www.enst.umd.edu/people /Weil/ResearchProjects.cfm www.dtrainwater.com
www.dbcourt.co.uk Photo: Guy Richard, INRA France
Maan tiivistyminen: maan kuormasta kasvin
stressiin ja ekosysteemipalveluiden heikkenemiseen
3
Maan toiminta ja tiivistymisen seuraukset
Maa- perä
Kulttuuri- perintö Tuottaa
raaka-aineita
Tukirakenteet Aineiden kierrätys
Suodattaa ja puskuroi
Elinympäristö ja bio- diversiteetti Ylläpitää
kasvien kasvua
Veden säätely ja puhdistus Vesistöt: eroosio,
ravinne- ja torjunta- ainepäästöt
Hydrologia:
pintavalunta, heikentynyt
varasto
Maatalous:
tuotanto, kustannukset
Kasvihuone- kaasut
Infrastruktuuri:
vaarat From Peter Weisskopf,
Agroscope, Switzerland
4
1. Renkaan ja maan kosketus
Rengaskuorma; kosketuspinta, kuorman jakautuminen
0.4 0.5 0.6 0.7
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Log stress (kPa)
Void ratio
3. Maan muodonmuutokset Kuorman-venymän suhde Kuorma > lujuustiivistyminen
4. Maan toiminnallisuuden alenema
2. Kuorman jakautuminen
maahan
Maan tiivistyminen: mekaanisesta kuormasta
maan toiminnallisuuteen ja kasvin stressiin
5
(1) Millainen kuorma kohdistuu maahan tietyllä syvyydellä?
(2) Muuttaako tämä kuorma maan rakennetta?
(3) Jos rakenne muuttuu, miten ja kuinka paljon?
(4) Mitä tästä seuraa maan toiminnallisuudelle?
(5) Kauanko vaikutukset kestävät (kuinka pysyvää tiivistyminen on)?
Joitain tärkeitä kysymyksiä…
6
(1) Millainen kuorma kohdistuu maahan tietyllä syvyydellä?
(2) Muuttaako tämä kuorma maan rakennetta?
(3) Jos rakenne muuttuu, miten ja kuinka paljon?
(4) Mitä tästä seuraa maan toiminnallisuudelle?
(5) Kauanko vaikutukset kestävät (kuinka pysyvää tiivistyminen on)?
Joitain tärkeitä kysymyksiä…
7
Maan tiivistyminen ei ole aina näkyvää
Kuvat: Michel Fischler, AGRIDEA, Switzerland
8
Kuinka pysyvää pohjamaan tiivistyminen on?
Jokioisten kenttäkoe 1981-
Savipitoisuus (Vertic cambisol): 48 (0-20 cm) - 66% (40-60 cm syvyys) Salaojitettu n. 1 m syvyyteen
Maa tiivistettiin painavilla koneilla (4 ajokertaa, vieriviereen): 19 tonnin teliakselikuorma; rengaspaine: 700 kPa
Käsittelyt: verrokki (A0) ja tiivistetty (A2) Tiivistyksen jälkeen:
Kevätviljoja Kevyitä koneita Tulokset ja kuvat:
Prof Laura Alakukku, Helsingin yliopisto
9
Jokioisten tiivistyskoe: liikenne tiivisti maan 50-60 cm syvyyteen
Maan tiivistyminen alensi huokostilavuutta ja makrohuokosten määrää ( huokonen >0.03 mm) Pintamaan (0–20 cm) tiivistyminen poistui
kolmessa vuodessa vuosittaisen kynnön ja luonnonprosessien avulla (jäätyminen- sulaminen, kuivuminen-kastuminen)
Yhdeksän vuoden jälkeen, pohjamaan tiivistymä oli mitattavissa 40-55 cm syvyydessä:
- Vedenjohtavuus: -98%
- Makrohuokoset (>0.3 mm): -70%
- Vähemmän biohuokosia (lierojen käytävät, juurikanavat)
A= A0=verrokki
C=A2=tiivistetty 1981 Tulokset ja kuvat:
Prof Laura Alakukku, Helsinki University Alakukku, 1996, Soil & Tillage Res 37
verrokki tiivistetty
10
A0 A2
Air permeability (m2 )
0.0001 0.0010 0.0100 0.1000 1.0000 10.0000 100.0000
Jokioinen, 30 cm depth Air permeability, 8x10 cm cores
Geometric means (P=0.045):
A0: ka=1.084 m2 A2: ka=0.036 m2
Jokioisten tiivistyskoe:
29 vuotta tiivistyksen jälkeen
A0 - verrokki A2 - tiivistetty
Air permeability (μm2 )
Makrohuokoset ja ilman
läpäisykyky olivat alhaisia kolmen vuosikymmenen jälkeen
Berisso et al. 2013, Geoderma 195- 196, 184-191.
Kuvat: Laura Alakukku
11
Jokioisten tiivistyskoe: satotasot (Alakukku, 2000, Adv. GeoEcol. 32)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Years after experimental traffic
L L L L S L
0 x17rs.
Meanyield(%)
110
100
90
80 Rainfall
(mm)June 25 80 113 41 11 81 30 40 20 69 25 54 65 121 47 101 99 47
70
x17yrs.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Years after experimental traffic
L L L L S L
0 x17rs.
Meanyield(%)
110
100
90
80 Rainfall
(mm)June 25 80 113 41 11 81 30 40 20 69 25 54 65 121 47 101 99 47
70
x17yrs.
Meanyield(%)
110
100
90
80 Rainfall
(mm)June 25 80 113 41 11 81 30 40 20 69 25 54 65 121 47 101 99 47
70
x17yrs.
Tiivistämättömän sato= 100 L = Tiivistämätön lakoutui
S = Tiivistämättömässä itämisongelmia (syy tuntematon) Vuosi 0 = 1981 and vuosi 17 = 1998
Grain yield N yield harvested in grain yield Kesäkuun
sadanta (mm)
Vuosia tiivistyksen jälkeen
Keskisato (%)
12
Paikka: Brahmehem, eteläinen Ruotsi
Tiivistetty 1995 [Arvidsson (2001) Soil & Tillage Research 60, 67-78]
Neljä rinnakkaista lohkoa (satunnaistettu koeasetelma)
Käsittelyt:
(1) Verrokki (ei koetiivistystä)
(2) Neljä ajokertaa kuusirivisellä juurikkaan nostokoneella vieriviereen; pellon
kosteus kenttäkapasiteetissa
Tiivistyksessä käytetty nostokone: 35 t kokonaispaino, eturenkaalla painoa: 10 t
Mittaustulokset vuodelta 2009 eli 14 vuotta tiivistyksen jälkeen
Kuinka pysyvää pohjamaan tiivistyminen on?
Kenttäkoe Etelä-Ruotsista
13
Verrokki
Tiivistetty
Lamandéet al., 2013. Soil Sci, 178(7), 359-368.
Berisso et al. 2012. Persistent effects of subsoil compaction on pore characteristics and functions in a loamy soil. Soil & Tillage Research 122.
Tiivistyksen vaikutus huokosiin ja maan
toimintaan 14 vuotta tiivistyksestä
14
Maan rakenteen arviointikohde (SSO) Zürich,
Sveitsi
15
Havaintoja SSO-alalta, 13 kuukautta
tiivistymisen jälkeen…
16
Control, ploughed Compacted,
no-till
SSO satotasot (tiivistetty maaliskuussa 2014)
Pintamaa muokattu
Ei mekaanista kuohkeutusta
Tiivistetty suorakylvö
Kynnetty verrokki Suhteellinen sato tiivistetty vs. tiivistämätön
17
Pintamaan tiivistyminen säilyy ainakin
muutamia vuosia – vaikka maata kynnetään
2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0
Jan Aug Feb Sept Mrch Oct Apr Nov Jun
Makrohuokostentilavuus[pF1.8, til. %]
Tiivistämätön, muokattu Kerran tiivistetty, muokattu
medians
Dec s.vehnä
maissi s.ohra nurmi
quartile range muokkaus tiivistys
Weisskopf et al. 2010. Soil & Tillage Research 111, 65–74.
18
Maan tiivistyminen – pitkäaikaisia vaikutuksia
Tiivistyneen maan suhteellinen sato (%)
Päiviä tiivistymisen jälkeen
Sveitsiläinen pitkän ajan tiivistymisseurantakoe Normaali muokkaus
Suorakylvö
Vuosien 2-12 keskimääräinen sadon alenema 3%
19
Tiivistymisen kustannukset = kumulatiivinen maan toimintakyvyn menetys (l. satotappio) tiivistämisen jälkeen, laskettu yli ajan, kunnes maa on palautunut ennalleen
Maan ominaisuus (esim. kasvien kasvu)
Alkutilanne
Tiivistymisvahinko / kustannus
Tiivistymisen vaikutus Palautumisnopeus
Tapaus 1: suuri vaikutus, kohtuullinen vahinko (pintamaan tiivistymä) Tapaus 2: kohtuullinen vaikutus, suuri vahinko (pohjamaan tiivistymä)
Aika
Palautuminen
20
Tiivistymisen kustannukset alempana
satotasona – joitain huomioita ja laskelmia
Oletetaan pysyvä 5% sadonalenema pohjamaan tiivistymisestä (voi olla aliarvio)
5% (yhdestä tiivistyskerrasta) vastaa:
- Täyskatovuosi kerran 20 vuodessa - 5 ha tuottamatonta alaa 100 ha tilalla
Suomessa, n. 4’000’000 tonnia viljaa korjataan vuosittain, 5% kato vastaa:
- 200’000 tonnin tappiota vuosittain
Oletetaan hinnaksi 100 €/tonni (karkea suuruusluokka) - Taloudellinen tappio 20’000’000 €
21
Kuinka yleistä maan tiivistyminen on?
Epävarmoja lukuja ja määritelmiä (esim. Mikä on “pahoin tiivistynyt”), mutta joitain arvioita:
25 vuotta sitten:
68 milj. ha peltomaata vakavasti tiivistynyt maailmanlaajuisesti (Oldeman et al. 1991)
5-10 vuotta sitten :
36 milj.ha peltomaata pahoin tiivistynyt EU:ssa
(http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/library/themes/compaction) 5 vuotta sitten:
1/3 Sveitsin keskiosien peltomaasta on tiivistynyt (Umwelt- zentralschweiz.ch nr 3/2013)
3 vuotta sitten:
Haastattelututkimuksessa 70% ruotsalaisista viljelijöistä ilmoitti
tiivistymisen aiheuttavan ongelmia heidän tilallaan (the “Rai-soilcomp”
project, Hack-Ten Broeke et al. 2014)
22
Miten maan tiivistymisen tunnistaa pellolla?
1) Selviä ongelmia: seisovaa vettä, heikkoa kasvua, pahaa hajua…
Photos: Thomas Keller Photo: Tino Colombi, ETH Zürich
23
Miten tiivistymisen tunnistaa pellolla?
2) Maan rakenteen visuaalinen tarkastelu
Tiivistyneen maan tunnistaa:
Laattamainen rakenne
Vähän tai ei näkyviä huokosia
Teräväreunaisia ja
sileäpintaisia muruja ja kokkareita
24
Kuinka tiivistymisen tunnistaa pellolla?
2) Maan rakenteen visuaalinen tarkastelu
“Huono rakenne” “Hyvä rakenne”
Kuvat: Bettina Marbot, Agridea, Switzerland
25
Kuinka tiivistyminen tunnistetaan pellolla?
2) Visuaalinen maan rakenteen tarkastelu
“Huono rakenne” “Hyvä rakenne”
Kuvat: Bettina Marbot, Agridea, Switzerland
26
Kuinka voidaan tunnistaa tiivistyminen pellolla?
2) Visuaalinen maan rakenteen tarkastelu
“Huono rakenne” “Hyvä rakenne”
Kuvat: Bettina Marbot, Agridea, Switzerland
27
Visual evaluation of soil structure (VESS)
http://www.sac.ac.uk/vess
Guimarães et al. 2011, Soil Use and Management, 27, 395-403.
28
Visual evaluation of soil structure (VESS)
http://www.sac.ac.uk/vess
Guimarães et al. 2011, Soil Use and Management, 27, 395-403.
29
Visual evaluation of soil structure for subsoils (SubVESS)
Ball et al. 2015, Soil & Tillage Research, 148, 85-96.
30
VESS esimerkki: tiivistyskoe Tanskasta
Ball et al. 2015, Soil & Tillage Research, 148, 85-96.
Verrokki 8 t rengaskuorma
31
Kuinka tunnistetaan maan tiivistyminen pellolla?
3) Mittaukset, esim.
Vaakapenetrometri jatkuvatoimiseen tiiviysmittaukseen
32
Korkea sato Alhainen vastus
Naderi-Boldaji M., Alimardani R., Sharifi A., Hemmat A., Keyhani A., Loonstra E., Weisskopf P., Stettler M.
& Keller T. 2013. Use of a triple-sensor fusion system for on-the-go measurement of soil compaction. Soil
& Tillage Research, 128, 44-53.
Satotaso ja penetrometrivastus
33
1. Ennaltaehkäisy tärkeämpää kuin korjaaminen
palautuminen = vie aikaa ja rahaa, ei palaudu kunnolla
2. Vältä pohjamaan tiivistämistä
palautuminen = vie aikaa ja rahaa, ei palaudu kunnolla
ruokamultakerros = voidaan ennallistaa
3. Maan rakenteen suojeleminen = miten?
a) Vältä kaikkia muutoksia maan rakenteessa (varovaisuusperiaate)
ei minkäänlaista muodonmuutosta b) noudata kynnysarvoja
ei muodonmuutosta joka ylittäisi rakenteelle määritetyt reunaehdot
From Peter Weisskopf, Agroscope, Switzerland
Maan rakenteen suojeleminen – perusideoita
34
1. Renkaan ja maan kosketus
Rengaskuorma; kosketusala, kuorman jakautuminen
0.4 0.5 0.6 0.7
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Log stress (kPa)
Void ratio
3. Maan muodonmuutokset Kuorma-venymä -suhde Kuorma > lujuustiivistyminen
4. Maan toimivuuden muutokset
2. Kuorman jakautuminen
maassa
Maan tiivistyminen: mekaanisesta kuormasta
maan toimintoihin ja kasvin stressiin
35
Riippuu: kuormasta (rengaskuorma,
kosketuspinta, renkaan ilmanpaine) ja maasta (olosuhteet)
Riippuu:
kuormituksesta ja maan lujuudesta
Mitä tapahtuu maalle, kun rengas ajaa sen yli?
Maksimikuorma
Muodonmuutos
Pystykuorma Pystysiirtymä
36
0.4 0.5 0.6 0.7
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Log stress (kPa)
Void ratio
Kuormitus maassa
Maan lujuus
(Kuormituksen ja muodonmuutosten suhde)
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Tiivistymisriski on korkea, kun:
Kuormitus on suuri, ja/tai
maan lujuus on alhainen
Maan tiivistyminen: yksinkertainen malli
37
Kuinka tiivistymistä voidaan vähentää?
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Maan lujuus Maan kuormitus
Vähennä
kuormitusta
38
Kuinka maan tiivistymisriskiä voi vähentää?
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Maan lujuus Maan kuormitus
Lisää maan
lujuutta
39
Kuinka voidaan vähentää maan tiivistymistä?
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Maan lujuus Maan kuormitus
Pidä huolta, että maan
kuormitus ≤ maan lujuus
40
Kuinka tiivistymistä voidaan vähentää?
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Maan lujuus Maan kuormitus
Vähennä
kuormitusta
41
Kenttäkoe hiuesavella (clay loam) (35%
savea)
• Rengaskuorma:
• Edessä: 8.6 tonnia
• Takana: 3.3 tonnia
• Rengas: 1050/50 R32
• Renkaan ilmanpaine:
• Edessä: 100 kPa, 150 kPa tai 250 kPa
• Takana: 150 kPa
Rengaskuorman ja renkaan ilmanpaineen
vaikutus kuormitukseen
42
Koeasetelma
Kuorma ja
siirtymä -anturit
Painuma- anturit
Tallennin
Tietokone
43
Pystykuorma (Load cell)
Pystysiirtymä
h=p (g)
-1Anturi pystykuormalle ja pystysiirtymälle
44
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 50 100 150 200 250 300 350
Uppmätt tryck (kPa)
Djup (m)
ringtryck 250 kPa - hjullast 86 kN ringtyck 150 kPa - hjullast 86 kN ringtryck 100 kPa - hjullast 86 kN ringtryck 150 kPa - hjullast 33 kN
Keller & Arvidsson (2004) Technical solutions to reduce the risk of subsoil compaction: Effects of dual wheels, tandem wheels and tyre inflation pressure on stress propagation in soil. Soil & Tillage
Research, 79(2), 191-206.
Mitattu pystysuuntainen kuormitus etu- ja takarenkaan kohdalla
Pohjamaan kuormitusta voi vähentää vain pienentämällä rengaskuormaa
Mitattu paine (kPa)
Syvyys (m )
45
Vuosi: 2014 / paino: 16000 kg
Mean normal stress (kPa)
20 40 60 80 100 120
20 40 60 80 100 120 15 cm
syvyys: max = 90 kPa
40 cm syvyys:
max = 30 kPa
15 cm syvyys = 120 kPa
40 cm syvyys:
max = 90 kPa
Stettler, Keller & Arvidsson (2014) Julkaisematon.
Koneiden painon ja maan kuormituksen kehitys
Vuosi: 1938 / paino: 2800 kg
Schjønning et al. (2015) Advances in Agronomy, 133, 183-23746
Maankuormitus (kPa)
Keskim. Paine maahan(kPa) Rengastilavuus(m3 ) Kosketuspinta(m2 )
1950 2010
Year
Koneiden painon ja maan kuormituksen kehitys
Rengaskuorma (Mg)
Tiivistelmä:
Puimureilla, paino per rengas on kasvanut 4 kertaiseksi vuodesta 1950
Renkaat ovat kehittyneet ja kasvaneet->
maan ja renkaan välinen kuormitus ei ole kasvanut paljoa (jopa vähentynyt)
Maan kuormitus etenkin pohjamaassa on kaksinkertaistunut
47
Kuinka maan tiivistymisriskiä voi vähentää?
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Maan lujuus Maan kuormitus
Lisää maan
lujuutta
48
Maan tiivistymisalttius (Lähde:
http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/themes/soil-compaction )
49
Maan tiivistymisalttius
Voidaan arvioida erikseen
Luontainen alttius tiivistymiselle maalaji, maannos, jne., ja
Tulokset ja taulukot:
Jones et al. (2003) Soil Tillage Res. 73, 131-143
50
Maan tiivistymisalttius
Todellinen alttius tiivistymiselle (luontainen alttius ja maan kosteustilanne).
Tulokset ja taulukot: Jones et al. (2003) Soil Tillage Res. 73, 131-143
51
Alttius tiivistymiselle
Tiivistymisriski yhdistää todellisen alttiuden ja maatalouskoneiden aiheuttman kuormituksen
Tulokset ja taulukot: Jones et al. (2003) Soil Tillage Res. 73, 131-143
52
Kuinka voidaan lisätä maan lujuutta?
Pitkällä aikavälillä (vuosia tai vuosikymmeniä): kehitä maan rakennetta– multavuus, juuret , …
Horn (2004) 0
20 40 60 80 100 120 140 160
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Dagar Förkonsolideringstryck (kPa) på 30-35 cm djup
Plöjning
Reducerad bearbetning
Esikuormituslujuus (kPa) 30-35 cm syvyydessä
Kyntö
Kevennetty muokkaus
Päivät
53
y = 0.86x + 167.62 R2 = 0.52
y = 1.03x + 91.21 R2 = 0.87
0 50 100 150 200 250
0 10 20 30 40 50 60 70
Vattenbindande tryck (kPa)
Förkonsolideringstryck (kPa)
Kuivempaa
Maan luj uus kasva a
Maa I (30% savea)
Maa II (50% savea)
Kuinka voidaan lisätä maan lujuutta?
Lyhyellä aikavälillä: odota, että maa kuivuu…
Maan imu (kPa)
Esikuormituslujuus(kPa)
54
Ainoa tapa pitää maa kuivana on kasvattaa kasveja (Esimerkki: hiuemaa (loam) Zürich, Sveitsi)
Bare soil
Grassland
Paljas maa
Nurmi
Maan vesimäärä 20 cm syvyydessä
Maan vesitilavuus (%) Sademäärä (mm)
55
Ainoa tapa pitää maa kuivana on kasvattaa kasveja (Esimerkki: hiuemaa (loam) Zürich, Sveitsi)
Bare soil
Grassland
Maan vesimäärä 70 cm syvyydessä
Paljas maa
Nurmi
Maan vesitilavuus (%) Sademäärä (mm)
56
From: Per Schjønning (Aarhus University, Danmark)
Maan lujuus riippuu kosteudesta (esim.
Hiuemaat (loam))
Kuivempaa
Ma an luj uus kasva a
Esikuormituslujuus(kPa)57
Maan lujuus riippuu kosteudesta: hietamaat
From: Per Schjønning (Aarhus University, Danmark)
Kuivempaa
Ma an luj uus kasva a
Esikuormituslujuus(kPa)58
m ärk ä kuiva
Savimäärä kasvaa
From: Per Schjønning (AarhusUniversity, Danmark)
Esikuormitus kPa
Maan lujuus riippuu kosteudesta ja savipitoisuudesta
Maankosteus(cbar)
Savipitoisuus (cbar)
59
Kuinka voidaan vähentää maan tiivistymistä?
Lujuus <> Kuormitus
Kuorma > lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen
Kuorma ≤ lujuus Elastinen (palautuva) muodonmuutos
Maan lujuus Maan kuormitus
Pidä huolta, että maan
kuormitus ≤ maan lujuus
60
Tiivistymisen ehkäisy: esim.
www.terranimo.ch
61 0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
50 100 150 200 250 300
Measured vertical stress (kPa)
Depth (m)
Tyre inflation pressure 250 kPa Tyre inflation pressure 150 kPa Tyre inflation pressure 100 kPa
Method: Arvidsson & Andersson, 1997. Proc 14th Conf. ISTRO, Puławy PL.
Pystykuorman ja siirtymän mittaus maassa
Keller et al. 2012. In situ subsoil stress-strain behavior in relation to soil 62
precompression stress, Soil Science, 177.
Rusanov, 1994. Soil Tillage Res. 29, 249- 252:
Suurin kuorma 50 cm syvyydessä: 25- 50 kPa
Ei pysyvää muodonmuutosta, jos paine < 50 kPa
(maan kosteus kenttäkapasiteetissä)
“50-50 sääntö”: ei yli 50 kPa 50 cm syvyydessä
(Schjønning et al. 2012. Soil Use Management 28(3), 378-393.
Sii rty mä (m/ m)
Paljonko kuormitusta maa sietää?
Kuorma (kPa)
63
Johtopäätökset
Maan tiivistyminen heikentää useita maan toiminnallisia ominaisuuksia, kuten kasvien kasvua.
Pohjamaan vahingot kestävät pitkään (vuosikymmeniä!)
Maa vahingoittuu sekunneissa, mutta palautumisessa menee vuosikymmeniä Haluamme ehkäistä tiivistymistä: kuorma < maan lujuus
Kullakin maalla lujuus riippuu kosteudesta (nopea muutos). Hyvän rakenteen aikaansaaminen vie kauan (vuosia tai vuosikymmeniä).
Pohjamaan tiivistyminen alentaa satoa vain vähänlaisesti, mutta vaikutukset ovat pysyviä! 5% sadonmenetys (mikä voi olla aliarvio) pohjamaan tiivistymän vuoksi vastaa :
- Täyskatovuosi kerran 20 vuodessa - 5 ha tuottamatonta alaa 100 ha tilalla
- 20 milj. € vuotuinen tappio viljanviljelyssä Suomessa
64
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)
65
Tämän materiaalin tuotti OSMO-hanke
http://www.maan-kasvukunto.fi
Name of the presentation | Subtitle
Author | © Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART