• Ei tuloksia

Keller Thomas_Paljonko-kuormitusta-maa-sietää-Fin1

N/A
N/A
Info
Lataa
Protected

Academic year: 2022

Jaa "Keller Thomas_Paljonko-kuormitusta-maa-sietää-Fin1"

Copied!
65
0
0

Kokoteksti

(1)

Federal Department of Economic Affairs FDEA

Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART

Maan tiivistyminen – paljonko kuormitusta maa sietää?

Thomas Keller

1,2

1Swedish 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)

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 koko

http://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)

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)

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)

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)

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)

7

Maan tiivistyminen ei ole aina näkyvää

Kuvat: Michel Fischler, AGRIDEA, Switzerland

(8)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

14

Maan rakenteen arviointikohde (SSO) Zürich,

Sveitsi

(15)

15

Havaintoja SSO-alalta, 13 kuukautta

tiivistymisen jälkeen…

(16)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

22

Miten maan tiivistymisen tunnistaa pellolla?

1) Selviä ongelmia: seisovaa vettä, heikkoa kasvua, pahaa hajua…

Photos: Thomas Keller Photo: Tino Colombi, ETH Zürich

(23)

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)

24

Kuinka tiivistymisen tunnistaa pellolla?

2) Maan rakenteen visuaalinen tarkastelu

“Huono rakenne” “Hyvä rakenne”

Kuvat: Bettina Marbot, Agridea, Switzerland

(25)

25

Kuinka tiivistyminen tunnistetaan pellolla?

2) Visuaalinen maan rakenteen tarkastelu

“Huono rakenne” “Hyvä rakenne”

Kuvat: Bettina Marbot, Agridea, Switzerland

(26)

26

Kuinka voidaan tunnistaa tiivistyminen pellolla?

2) Visuaalinen maan rakenteen tarkastelu

“Huono rakenne” “Hyvä rakenne”

Kuvat: Bettina Marbot, Agridea, Switzerland

(27)

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)

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)

29

Visual evaluation of soil structure for subsoils (SubVESS)

Ball et al. 2015, Soil & Tillage Research, 148, 85-96.

(30)

30

VESS esimerkki: tiivistyskoe Tanskasta

Ball et al. 2015, Soil & Tillage Research, 148, 85-96.

Verrokki 8 t rengaskuorma

(31)

31

Kuinka tunnistetaan maan tiivistyminen pellolla?

3) Mittaukset, esim.

Vaakapenetrometri jatkuvatoimiseen tiiviysmittaukseen

(32)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

42

Koeasetelma

Kuorma ja

siirtymä -anturit

Painuma- anturit

Tallennin

Tietokone

(43)

43

Pystykuorma (Load cell)

Pystysiirtymä

h=p (g)

-1

Anturi pystykuormalle ja pystysiirtymälle

(44)

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)

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

(46)

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)

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)

48

Maan tiivistymisalttius (Lähde:

http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/themes/soil-compaction )

(49)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

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)

56

From: Per Schjønning (Aarhus University, Danmark)

Maan lujuus riippuu kosteudesta (esim.

Hiuemaat (loam))

Kuivempaa

Ma an luj uus kasva a

Esikuormituslujuus(kPa)

(57)

57

Maan lujuus riippuu kosteudesta: hietamaat

From: Per Schjønning (Aarhus University, Danmark)

Kuivempaa

Ma an luj uus kasva a

Esikuormituslujuus(kPa)

(58)

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)

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)

60

Tiivistymisen ehkäisy: esim.

www.terranimo.ch

(61)

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

(62)

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)

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)

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)

65

 Tämän materiaalin tuotti OSMO-hanke

 http://www.maan-kasvukunto.fi

Name of the presentation | Subtitle

Author | © Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART

Viittaukset

LIITTYVÄT TIEDOSTOT

S1 Ideointi: --- Sovelletaan materiaalien lujuus- ja taipumis- ominaisuuksia. S2 Suunnittelu: --- Kokeillaan erilaisia materiaaleja ja työskentely- tekniikoita

Järven fosforipitoisuudesta lähtien laskettu tuleva fosfori- kuorma on selvästi suurempi kuin sallittu kuorma, mutta valuma-alueen maan- käytöstä lähtien laskettu

Tavoitteena on kuvailla, miten suomalaisten huip- pu-urheiluorganisaatioiden jäsenet arvioivat eettisen organisaatiokulttuurin ja moraalisen lujuuden sekä miten vastaajien

Lisäksi hankkeeseen kuuluvilla mittauksilla voidaan verrata toisiinsa eri ajoneuvotekniikoita sekä selvittää miten hyvin eri ikäisten ajoneuvojen todellinen päästötaso

Niiden hyvä lujuus ja muut mekaaniset ominaisuudet ovat niukkahiilisten terästen veroisia....

Kuorma &gt; lujuus Pysyvä muodonmuutos, irtotiheyden kasvu = vähemmän huokosia = Tiivistyminen.. Kuorma ≤ lujuus  Elastinen

Tavoitteemme oli selvittää, onko löydettävissä maita, joissa sekä elinajanodote tai vastasyntyneiden eloonjäänti että ekologinen jalanjälki ovat kehittyneet

Artikkelin empiirisessä osassa arvioidaan kuorma-ammusten tehoa jalkaväkijouk- kueeseen. Tarkoituksena on esittää kranaatinheittimistön ja tykistön kuorma-ammus- ten