DJF rapport. Håndtering af gylle ved brug af rørtransport. en teknisk-økonomisk analyse. Danmarks JordbrugsForskning. Markbrug nr.

Transkript

1 DJF rapport Markbrug nr. 90 Marts 2003 Håndtering af gylle ved brug af rørtransport en teknisk-økonomisk analyse Claus Grøn Sørensen, Brian H. Jacobsen, Sven G. Sommer, Frode Guul-Simonsen Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Danmarks JordbrugsForskning

2 DJF rapport Markbrug nr. 90 marts 2003 Håndtering af gylle ved brug af rørtransport en teknisk-økonomisk analyse Claus Grøn Sørensen, Sven G. Sommer & Frode Guul-Simonsen Danmarks JordbrugsForskning Forskningscenter Bygholm Afdeling for Jordbrugsteknik Postboks 536 DK-8700 Horsens Brian H. Jacobsen Fødevareøkonomisk Institut Afdeling for Jordbrugets Driftsøkonomi Rolighedsvej 25 DK-1958 Frederksberg C DJF rapporter indeholder hovedsageligt forskningsresultater og forsøgsopgørelser rettet mod danske forhold. Endvidere kan rapporterne beskrive større samlede forskningsprojekter eller fungere som bilag til temamøder. DJF rapporter udkommer i serierne: Markbrug, Husdyrbrug og Havebrug. Rapporterne koster i løssalg kr. pr. stk., afhængig af sidetal. Abonnenter opnår 25% rabat og abonnement kan tegnes ved henvendelse til: Danmarks JordbrugsForskning Postboks 50, 8830 Tjele Tlf Alle DJF s publikationer kan bestilles på nettet: Tryk: DigiSource ISSN

3 Indholdsfortegnelse Sammendrag... 4 Indledning... 4 Baggrund... 5 Systembeskrivelse... 6 Systemet bedriften... 6 Lagring... 7 Karakterisering af systemerne... 8 Driftstekniske forhold... 9 Gylle og rørtransport Karakterisering af gyllens transportegenskaber Tekniske forhold vedr. pumper og rør Pumpekapacitet og energiforbrug Driftstekniske konsekvenser ved håndtering af husdyrgødning Metoder til evaluering af håndteringsmetoders arbejdsbehov/kapacitet Bestemmende faktorer for arbejdsbehov/kapacitet Udvalgte typebedrifter Arbejdsbehov og systemkapaciteter for case-bedrifter Transport med tankvogn Transport via rørledning eller slange Driftstekniske beregninger Pumpeydelse og effektbehov Omkostninger til udbringning af gylle ved forskellige udbringningsmetoder Gyllevogn og slæbeslanger Mobil fødeslange Rørsystem Separation i tynd og tyk fraktion med brug af skruepresser og udbringning i rørsystem Perspektiver Referencer Appendiks A Appendiks B Appendiks C

4 Sammendrag Transport af gylle i rør eller flytbare slanger fra gyllebeholder til mark kan reducere arbejdsbehovet og øge kapaciteten ved gylleudbringning. Rørtransport kombineret med selvkørende udbringning åbner desuden muligheder for at reducere ammoniakfordampningen fra den udbragte gylle. Analyser af håndteringen af husdyrgødning fra henholdsvis en kvægbedrift med 125 køer og en svinebedrift med 160 søer og slagtesvin viser, at arbejdsbehovet for en selvkørende gylleudlægger, tilkoblet hydranter, er 39-41% lavere i forhold til traditionel udbringning med tankvogn med slæbeslanger. Samtidig er systemkapaciteten 75-80% højere. Den udbragte mængde gylle udgør ca tons for svinebedriften og tons for kvægbedriften. Gylle er en væske med strømningsegenskaber, der er væsentligt forskellige fra vand, hvilket der skal tages hensyn til ved en optimal dimensionering af transportsystemet. I denne rapport præsenteres en model til dimensionering af pumpe og transportsystem. Beregningerne viser, at effektbehovet falder kraftigt, når rørets diameter øges. Begrænsningen ligger i, at strømningshastigheden normalt bør være over 0,5 m/s for, at der ikke skal opstå tilstoppelse. Omkostningerne ved udbringning af husdyrgødningen med egen tankvogn og slæbeslanger varierer fra 16 til 20 kr./t. Da omkostningerne ved brug af selvkørende gylleudlægger med mobil fødeslange eller tilkoblede hydranter varierer fra kr./t, er det uinteressant for bedrifter af den angivne størrelse at investere i sådanne systemer. Såfremt den årlige gyllemængde øges til ca tons, vil omkostningerne variere fra kr./t. Gylleudlægger med fødeslanger kan således være interessant for maskinstationer, der kan tilbyde denne type udbringning til bedrifter med eller uden rørsystem. Separation ved brug af skruepresse ændrer ikke på ovennævnte konklusion, selvom tildelingen af den tynde fraktion kan øges. En skruepresse er dog en billig løsning, idet den kun koster 8 kr. pr. ton ved en årlig mængde på ca tons. Mængden af fosfor, der fjernes med den tykke fraktion, er dog begrænset til 33%. Indledning Ved udbringning af gylle stilles der store krav til systemets kapacitet, idet betydelige mængder skal kunne udbringes inden for en kort periode, således at den maksimale udnyttelse af næringsstofferne kan opnås. Det kan desuden være vigtigt at anvende tekniske systemer, som kan tilgodese en række supplerende krav, som f.eks. reduceret jordpakning, mindre transport på vejene, mindre forurening og færre lugtgener ved transport og spredning m.m. 4

5 Ud fra et planlægningssynspunkt er det derfor vigtigt at kende de arbejds- og kapacitetsmæssige konsekvenser ved anvendelse af forskellige typer udbringningsudstyr, både som beslutningsstøtte ved den løbende arbejdsplanlægning samt ved den strategiske planlægning af investeringer i udbringningsudstyr. Dette er specielt vigtigt, når der introduceres nye og anderledes fungerende teknologier til udbringning af gylle. Denne rapport har til formål at analysere og beskrive de driftstekniske og økonomiske konsekvenser ved transport af gylle i rør eller flytbare slanger samt ved udspredning på mark med en selvkørende slangeudlægger. De driftstekniske og økonomiske forhold ved anvendelse af en sådan teknik sammenlignes med traditionel udbringning med tankvogn ved hjælp af case-bedrifter med hhv. malkekvægbesætning og svinebesætning. I forbindelse med den driftstekniske analyse præsenteres en metode til dimensionering af pumpe og transportsystem. Indholdet af rapporten disponeres således, at der efter afsnittene Indledning og Baggrund gives en systembeskrivelse af anvendt teknologi og håndteringssystem. Dernæst følger et kapitel med en beskrivelse af gyllens egenskaber i relation til pumpning i rør eller slanger samt tilhørende effektbehov. Det følgende kapitel beskriver de driftstekniske konsekvenser ved håndtering af gylle på case-bedrifter ved brug af traditionel teknik samt rør-/slangetransport. Det afsluttende kapitel vedrører omkostninger ved håndtering af gylle med forskellige teknikker. Baggrund Danske landmænd transporterer årligt ca. 22 millioner tons gylle fra gyllebeholderen til marken. Gylle er dermed på godt og ondt den altdominerende husdyrgødningstype i Danmark (figur 1). I dag transporteres hovedparten af gyllen med gylletankvogne. Det kan være en dyr maskine at anvende til så enkel en operation som transport. Mængder ab lager, 1000 ton Fast staldgødning Dybstrøelse Ajle Gylle 10% 10% 13% 67% Figur 1. Mængder af gødning kørt fra lager i 1995 (Poulsen & Kristensen, 1997). 5

6 Transport af gylle i vogne er både arbejdsmæssigt og økonomisk ressourcekrævende. Det er således vist for alle lande i EU, at håndteringsomkostningerne generelt er høje, set i forhold til gyllens næringsstofværdi (Huijsmans et al., 2001). Derfor søger man at reducere mængden af gylle, der skal transporteres, bl.a. ved i stalden at reducere vandforbruget ved vandspild og rengøring samt ved at overdække gyllebeholderne. Koncentrationen af plantenæringsstoffer og tørstof øges, når voluminet af gylle reduceres. Da risikoen for fordampning af ammoniak fra den udbragte gylle stiger med tørstofindholdet (Sommer & Olesen, 1991), bliver der et øget behov for at reducere tabet enten ved direkte nedfældning eller ved nedbringning af gyllen umiddelbart efter udbringning. Transport af gylle ved pumpning gennem rør vil reducere tiden for transport og udbringning, hvorved systemkapaciteten vil øges. Pumpning af gyllen via rør vil samtidig nedsætte risikoen for konflikter med naboer og trafikanter, der ofte ser gylletransport på vejen som en gene. Ved pumpning af gylle fra lager til mark vil udbringningen kunne ske med bemandede, selvkørende enheder, med traktortrukne enheder eller med ubemandende enheder efter princippet, kendt fra vandingsmaskiner. Udbringning af gylle med selvkørende gyllespredere uden tank vil kunne begrænse trykskader og muliggøre kørsel på fugtig jord om foråret, hvilket vil betyde mulighed for tidligere udbringning. Kombinationen af rørtransport og selvkørende teknik til udbringning af gylle åbner op for nye muligheder for reduktion af ammoniakfordampning ved fortynding af gyllen, da 'vandet' ikke skal transporteres i tankvogne. Ved fortynding af gyllen kan ammoniaktabet reduceres betydeligt. Kowalewsky (1990) viser f.eks. en reduktion på ca. 30%. Er gyllesprederen ubemandet, kan gyllen evt. udbringes om natten, hvorved ammoniaktabet reduceres med 50-60% i forhold til udkørsel om dagen (Sommer & Olesen, 2000), og lugtgenerne mindskes. For at undgå problemer overdimensioneres transportsystemet (pumper og rør) ofte, ligesom effektbehovet falder med rørdiameteren. Dette øger imidlertid faren for tilstopning. I appendiks B beskrives en enkel model, der kan bidrage til sikring af korrekt dimensionering af pumper og rør til transport af gylle fra lager til mark eller fra hovedlager til marklager. Systembeskrivelse Systemet bedriften Overskydende kvælstof i foderet til husdyr udskilles i hhv. fæces og urin, der for størstedelens vedkommende opsamles som gylle og anvendes som gødning. Gylle er en pumpbar blanding af fæces, urin, vand og strøelse. Afhængigt af staldens indretning og hyppigheden af tømning vil mængden af gylle, der pumpes fra fortank til lager, svare til en produktion fra 14 dage til en måned. Traditionelt opsamles gyllen i stalden, lagres i en gyllebeholder ved stalden, hvorefter den køres til marken (figur 2, øverst). Ved rørtransport lagres gyllen ved stalden eller transporteres gennem rør til en beholder i marken eller direkte til en gylleudlægger (figur 2, nederst). 6

7 I det følgende skitseres to systemer til udbringning af gylle på større husdyrbrug. Håndtering ved traditionel udkørsel og spredning af gylle via rørtransport analyseres i det følgende. Der fokuseres især på teknikken og driften i de to systemer. Stald Lager Transport i tankvogn Spredning på mark Stald Lager Rørtransport Spredning med gylleudlægger k Figur 2. Systembeskrivelse for traditionel gødningshåndtering og alternativ gødningshåndtering (nederst). Lagring Normalt lagres gyllen på ejendommen i gyllebeholdere af beton med en kapacitet på op til 9 måneders produktion. Beholderens dybde vil typisk være ca. 4 m og diameteren op til 30 m, afhængigt af behovet for lagerkapacitet. Gyllebeholderen bør overdækkes for derved at begrænse ammoniakfordampningen fra den lagrede gylle. I systemet med rørtransport kunne gyllen evt. lagres i decentrale beholdere, men denne analyse vil forudsætte, at gyllen i begge systemerne lagres i en beholder ved gården. Begge systemer rummer mulighed for fraseparering af den faste fraktion i gyllen fra væskefraktionen. Hvis gyllen er separeret, er der to fraktioner en fast og en flydende der skal håndteres under lagring og udbringning. Dette stiller igen krav om, at der skal anvendes to forskellige håndteringskæder til den samlede udbringning. Transport og udbringning Før gyllen transporteres fra lager, omrøres den for at sikre homogenitet og for at undgå, at lageret fyldes op med sedimenterede partikler i form af bundfald. Ved vejtransport kan man vælge at køre gyllen fra lageret til marken med gyllesprederen, eller ved lang transportafstand kan gyllen køres med tankvogne (lastbil eller traktortrukken tankvogn) og omlastes til sprederen i marken eller til et marklager (midlertidigt eller permanent). Alternativt kan man vælge at transportere gyllen via rør eller mobile slanger til marken, hvor den udbringes med gyllespreder, monteret med oprullelig slange. Spredning skal fra år 2002 ske med slæbeslanger, monteret på spredebom, eller ved nedfældning. En selvkørende gyllespreder kan enten være bemandet eller ubemandet efter samme princip som for vandingsmaskiner. Er marken bevokset, vil slæbeslangeudlæggeren placere gyllen på jorden under afgrødernes blade afhængig af planternes aktuelle størrelse. Udbringes gyllen på overfladen af en bar mark, skal den nedbringes senest 6 timer efter udbringning. 7

8 Karakterisering af systemerne Driftstekniske og økonomiske forhold vil blive beskrevet for gylle, der håndteres på henholdsvis en bedrift med malkebesætning og en bedrift med søer og slagtesvin. En nærmere beskrivelse af bedrifterne er givet i Tabel 1. Tabel 1. Beskrivelse af tekniske systemer og operationer under håndtering af husdyrgødning på en bedrift med malkekvægbesætning og en bedrift med svineproduktion. Svin 1 og 2 samt Kvæg 1, 2 og 3 refererer til de forskellige scenarier Sektion Svinebrug Kvægbrug Svin 1 Svin 2 Kvæg 1 Kvæg 2 Kvæg 3 Gødningstype Gylle Gylle Gylle Gylle Væskefraktion Tørstoffraktion Separation Beholder Gyllebeholder Gyllebeholder Gyllebeholder Gyllebeholder Gyllebeholder Overdækning Leca-sten Leca-sten Naturligt flydelag Naturligt flydelag Befæstet areal (beton) Leca-sten - Omrøring Pumpe/propel Pumpe/propel Pumpe/propel Pumpe/propel Pumpe/propel - Transport fra lager Teknik til udspredning på mark Nedbringning Tanktransport Slæbeslanger, gyllevogn Rør- eller slangetransport Slæbeslanger, selvkørende gylleudlægger nedbringning på sort jord i afgrøden, ingen nedbringning Tanktransport Slæbeslanger, gyllevogn Rør- eller slangetransport Slæbeslanger, selvkørende gylleudlægger Rør- eller slangetransport Slæbeslanger, selvkørende gylleudlægger nedbringning på sort jord i afgrøden, ingen nedbringning Staldgødningsspreder Staldgødningsspreder Bem.: Rørtransport af gylle fra stald til lager antages ikke at bidrage til håndtering af gyllen i denne sammenhæng. På bedriften med svinebesætning er der 160 søer og stipladser til slagtesvin. Tilsammen producerer dyrene tons gylle om året. Bedriften råder over et harmoniareal på 150 ha med afgrøder i omdrift. Der er således ca. 1.1 dyreenheder pr. ha, og den samlede mængde gylle udbringes på egen mark. Staldene har fuldt spaltegulv. Der bliver ikke strøet i staldene, og der produceres ikke fast staldgødning eller dybstrøelse. Gyllen, inklusive regnvand, lagres i en gyllebeholder med en kapacitet på m 3 (tabel 2). Bedriften med malkekvæg har en besætning, bestående af 125 køer og 130 stk. opdræt. Det tilhørende harmoniareal er på i alt 94 ha, hvilket giver ca. 2,0 dyreenheder pr. ha. I staldene bliver dyrene i sengebåsene tildelt strøelse, men det antages, at der ikke opsamles fæces og urin i strøelsen. Gødningen bliver derfor opsamlet i gyllen, hvori der også kan opsamles strøelse, som kan påvirke gyllens transportegenskaber (Bashford et al., 1977). For at forenkle systemet antages det, at besætningen er på stald hele året. Der opsamles tons gylle årligt (tabel 2). Gyllebeholderen på gården har en dimensioneret kapacitet på m 3 gylle (inkl. regnvand). 8

9 Tabel 2. Årlig produktion af gylle (ab lager) på de to case-bedrifter samt tørstofindhold og indhold af næringsstoffer i den producerede gylle (Poulsen & Kristensen, 1997) Mængde Tørstof N-total NH 4 P K t/år Svin 2, ,8 15,0 10,5 4,2 7,8 Malkekvæg 3, ,1 19,0 11,8 3,5 17,8 Ved de senere beregninger vedr. separation se tabel 3 regnes der med ab stald-mængder, hvorfor mængderne i tabel 2 og 3 vil være forskellige. Driftstekniske forhold Ved direkte udbringning transporteres gyllen normalt til marken i tankvogn og udspredes ved udlægning med slæbeslanger. I det alternative system transporteres gyllen fra gyllebeholder til markkant via nedgravede rør eller via en mobil transportslange. Den selvkørende gylleudlægger har en oprullelig fødeslange, som tilkobles f.eks. hydranter ved markkanten. Selve fordelingen foretages via gylleudlæggerens slæbeslanger efter samme princip som for den traditionelle gyllevogn. På malkekvægsbedriften er der risiko for tilstopning af slanger og rør med strøelse i gyllen (Pain & Hepherd, 1980). Derfor er der beskrevet to systemer for kvægbedriften: et system, hvor gyllen transporteres og spredes ubehandlet, og et andet, hvor gyllen udbringes efter fjernelse af den faste fraktion med en skruepresse. I den sidstnævnte situation skal der således udbringes både en fast og en flydende fraktion til markerne. Den faste fraktion udbringes med traditionel staldgødningsspreder og den flydende via rør- eller slangetransport og gylleudlægger. Efter separeringen vil sammensætningen af væskefraktionen og den faste fraktion være, som vist i tabel 3. Ved separationen er det her antaget, at 12% af den samlede mængde vil findes i den faste fraktion (Møller et al., 2000). Efter lagring vil den faste fraktion udgøre 10% af mængden og indeholde ca. 33% af den samlede fosformængde, hvorfor der ikke med skruepressen sker så stor udskillelse af fosfor, som f.eks. ved en dekantercentrifuge, hvor 70-80% udskilles (Jacobsen et al., 2002b). 9

10 Tabel 3. Mængder af fast fraktion og væskefraktion samt sammensætningen af de to fraktioner efter separering af kvæggylle med skruepresse (ab separation og ab lager) Ab separation 1) Mængde Tørstof Kvælstof Fosfor t/år (kg/t i parentes) Fast fraktion ,9 (300,0) 2,9 (8,0) 1,1 (3,0) Væskefraktion ,7 (94,0) 15,7 (5,8) 2,0 (0,7) Total ,6 (118,4) 18,6 (6,1) 3,1 (1,0) Ab lager Mængde Tørstof Kvælstof Fosfor t/år (kg/t i parentes) Fast fraktion ,5 (313,6) 2,3 (7,0) 1,1 (3,3) Væskefraktion ,0 (80,5) 15,5 (5,1) 2,0 (0,7) Total ,5 (73,6) 17,8 (5,3) 3,3 (1,0) 1) Udgangspunktet er ab stald-mængder. Se endvidere appendiks A, tabel A1. 2) Ab lager-mængder er beregnet ud fra ab separation-mængder med tillæg/fradrag vedr. tørstoftab, tilledte regnmængder m.m. (Jacobsen et al., 2002). Gylle og rørtransport Som det vil fremgå, er gyllens flydeegenskaber afgørende for effektiviteten af transporten i rør og slanger. Karakterisering af gyllens transportegenskaber Gylle består af fæces, urin og tilsætninger, som, ud over vand, strå og foderspild, kan være sand, sten, træstykker, bindegarn m.m. Omfanget af tilsætninger beror for en stor dels vedkommende på de metoder, der anvendes i husdyrproduktionen, og af de organiske restprodukter, der tilsættes i gyllen. Tilsætninger kan forårsage tilstopning af rør, bøjninger og ventiler samt skader på pumpe. Findeling af gyllen vil reducere denne risiko og lette pumpningen. Gylle er en opløsning af uorganiske salte, indeholdende ammonium, fosfat, kalium og klorid samt organiske forbindelser af kulstof, kvælstof og svovl. Gyllen indeholder tørstof i form af ikke-opløst uorganisk og organisk fast materiale. Tørstoffet har en kornstørrelse fra pulverform til store partikler. Gyllens tørstof har afgørende indflydelse på gyllens pumpeegenskaber, dvs. mængden af tørstof og fordelingen af tørstof på større og mindre kornstørrelser. De faste forbindelser (tørstof) kan forårsage tilstopning af rør. Risikoen for tilstopning kan reduceres ved pumpning af gyllen under højt tryk og ved separation af den gylle, der skal transporteres gennem rørene. Der er risiko for udfældning af salte i rørene, og denne risiko øges ved separering af gylle, da den tynde fraktion fra separeret gylle ikke, i samme grad som ved ubehandlet gylle, slider de udfældede salte af rørene. Saltene kan eventuelt med jævne mellemrum slides af rørsiderne ved, at der ledes en rensegris gennem systemet. 10

11 Gyllens tørstofindhold kan bestemmes enkelt vha. en rutinemetode, hvortil der er behov for en vægt og en ovn (105 o C). Det er således muligt i praksis at bestemme tørstofindholdet og korrigere for gyllens pumpeegenskaber. Gylle med et tørstofindhold på under 3% og en partikelstørrelse på under 0,5 mm betragtes som en væske (vand), hvor gyllens forskydningsmodstand stiger lineært med strømningshastigheden gennem røret. Er tørstofindholdet højere end 3%, betragtes gyllen som en pseudoplastisk væske, hvor forskydningsmodstanden stiger eksponentielt med strømningshastigheden. I forhold til vand er pumpeydelsen for gylle lavere, og gylle giver et væsentlig større tryktab end vand ved pumpning gennem rør. Gyllens kornstørrelsesfordeling har betydning for modstanden ved transport. Modstanden er lavere ved pumpning af gylle, der indeholder små partikler end ved pumpning af gylle med større partikler. Ved aldring og separation kan de større partikler fjernes fra gyllen, hvorved modstanden ved transport forventes at blive reduceret. Figur 3 viser betydningen af gyllens tørstofindhold i forhold til pumpeflow og rørdiameter ved konstant effektforbrug og transportlængde. Det ses her, hvorledes der ved opretholdelse af et givet flow ved stigende tørstofindhold kræves en større rørdiameter. Ved et givet tørstofindhold vil et øget flow kræve en større rørdiameter, men ved et højt tørstofindhold vil kravet imidlertid stige hurtigere. Den angivne diameter kan evt. være højere end angivet, hvilket vil reducere effektforbruget. Imidlertid bør strømningshastigheden være over 0,5 m/s, som angivet i appendiks B. I figuren er der regnet med en strømningshastighed på mellem 1,1-1,8 m/s for de tre niveauer for tørstofindhold. Beregninger viser, at hvis rørdiameteren for gylle med en tørstofprocent på 2% øges fra 124 til 220 mm, vil effektbehovet falde fra 11,5 til 1,5 kw. I det tilfælde ville strømningshastigheden være omkring minimumsgrænsen på 0,5 m/s. Rørdiameter, mm % tørstof 6% tørstof 2% tørstof Flow, m3/time Figur 3. Pumpeflow og rørdiameter ved forskellige niveauer for tørstofindhold samt ved konstant effektforbrug. I de beregninger, der efterfølgende er gennemført, er der antaget et flow på ca. 120 m 3 pr. time, hvilket giver en rørdiameter på henholdsvis ca. 170 mm og ca. 190 mm, da tørstofindholdet er ca. 6 og 10% for hhv. svine- og kvæggylle. Til sammenligning er tørstofprocenten i væskefrakti- 11

12 onen ca. 8%, hvorved rørdiameteren kan reduceres med ca. 10 mm. Strømningshastigheden i beregningerne er 1,6 m/s. Tekniske forhold vedr. pumper og rør Gyllepumper kan opdeles i følgende to hovedtyper: Rotationsdynamiske pumper, f.eks. centrifugalpumper Positive fortrængningspumper, f. eks. skruepumper. Ingen af de to pumpetyper kan udpeges som den bedste. For valg af pumper kan der findes vejledning i diverse prøverapporter fra Danmarks JordbrugsForskning, Afdeling for Jordbrugsteknik, der præsenterer et godt datagrundlag for en række pumper. Det er vigtigt, at pumpen kan udøve det nødvendige drivtryk, og at dens virkningsgrad i arbejdsområdet er høj og bredt dækkende. Ved valg af rør er overflade, styrke og dimensioner af betydning. Rørenes diameter skal være tilstrækkelig stor for at undgå tilstopning, men ikke så stor, at der afsættes tørstof, fordi væskens hastighed reduceres. Desuden vil modstanden afhænge af det materiale, røret er lavet af (tabel B1, appendiks B). Normalt er rørene dimensioneret inden for området mm. Dimensioneringen af hhv. rør og pumper er indbyrdes afhængig og bør vælges ud fra behov for kapacitet og transportafstand. Ved større afstande kan evt. installeres hjælpepumper langs rørføringen. Det anbefales, at rørsystemet skylles igennem med vand efter, at gyllen er blevet udbragt. Ved Danmarks JordbrugsForskning, Forskningscenter Foulum, anvendes rørsystemet (diameter: 160 mm, længde: >5 km) etableret til vanding til transport af gylle til selvkørende gyllespredere. I dette rørsystem er der bøjninger på 90 o, hvilket i starten skabte problemer med tilstopning. Efter en tilstopning og optagning af 100 m rør gik man over til gennemskylning af systemet med vand efter hver udbringning, og siden, dvs. de sidste 10 år, har der ikke været problemer. Med henblik på at begrænse risikoen for tilstopning anbefales det, at bøjningerne på rørene ikke er større end o. Systemet bør anlægges på en sådan måde, at det er muligt at rense rørene med en såkaldt rensegris, som også vil kunne fjerne belægninger af salte, afsat på rørenes sider. Pumpekapacitet og energiforbrug For at kunne beregne pumpekapacitet, energiforbrug og tryktab i transportsystemet er det nødvendigt at beregne tryktabet for hver enkelt element i systemet, dvs. i rør, ventiler og bøjninger, samt niveauforskelle (ligning 1, appendiks B ). I appendiks B er vist en enkel model til beregning af transportkapacitet og energiforbrug ved rørtransport af gylle. 12

13 Driftstekniske konsekvenser ved håndtering af husdyrgødning Den tekniske håndteringskæde for husdyrgødning omfatter en række operationstrin: udslusning fra stald til fortank og lager, læsning ved lager, transport samt spredning/nedfældning af gylle og fast gødning (fra mødding eller gødningsmåtte) samt fraktioner fra separationsanlæg. Figur 4 viser elementer af de forskellige håndteringskæder, der kan benyttes ved udbringning af henholdsvis en flydende og en fast fraktion af husdyrgødning. Den flydende fraktion vil normalt bestå af gylle (en blanding af fæces, urin og vand), men den kan også bestå af urin alene (ajle) samt den vandige fraktion fra en evt. separation. Den faste fraktion vil normalt være traditionel fast staldgødning (fæces, halmstrøelse m.m.), men kan også være forskellige faste fraktioner fra en evt. separation. Slange/ /rør Bladspreder Flydende fraktion Gyllepumpe Gyllevogn Slangeud- Slangeudlægning lægning Selvlæssende Selvlæssende tankvogn Transport- Transporten- enhed Buffer Nedfælder Fast fraktion Gummihjuls - læsser Markstak Universal- vogn Frontlæsser Staldgød- Staldgødnings- - spre- spreder Figur 4. Elementer af håndteringskæder for husdyrgødning. For en given mængde husdyrgødning kan der ud fra figur 4 vælges en hensigtsmæssig håndteringskæde, som vil være i stand til at føre gødningen fra stald til mark for spredning under hensyn til næringsstofudnyttelse, arbejdskraft og vejrforhold. Når håndteringskæde og den tilhørende specifikation af det tekniske udstyr er valgt, kan der gennemføres driftstekniske analyser, omfattende arbejdsbehov, teknisk kapacitet m.m. Beregningerne tager udgangspunkt i opstillede driftstekniske forudsætninger og modeller samt den gennemførte kortlægning af gødningsproduktionen og de tilhørende næringsstofmængder og -koncentrationer. 13

14 Håndteringsmetoders duelighed De tidligere nævnte krav til systemets kapacitet betyder, at det ud fra et planlægningssynspunkt er vigtigt at kende de arbejds- og kapacitetsmæssige konsekvenser ved anvendelse af forskellige typer udbringningsudstyr, både som beslutningsstøtte ved den løbende arbejdsplanlægning samt ved planlægningen af investeringer i udbringningsudstyr. I forbindelse med udbringning af gylle før såning om foråret er der et forholdsvist kort tidsrum til rådighed. Udbringning på voksende afgrøder i vækstsæsonen stiller derimod ikke helt de samme krav til udbringningsudstyrets kapacitet, herunder mindre krav til nedbringningskapaciteten. Metoder til evaluering af håndteringsmetoders arbejdsbehov/kapacitet Der er foretaget arbejdsstudier af forskellige håndteringsmetoder for husdyrgødning, inkl. tidsmålinger og målinger af hastighed, arbejdsbredde, dosering m.m. De indsamlede data samt data fra andre undersøgelser er behandlet og forberedt til modelberegninger. Modellerne gør det muligt at estimere resultater, som ikke direkte er målt i praksis. Forholdene omkring de forskellige udbringninger er signifikant forskellige fra bedrift til bedrift, hvorfor en sammenligning mellem systemerne kræver ensartede forudsætninger. Modelleringen kan gennemføres efter specificerede metoder og modelleringsprincipper, beskrevet af Nielsen og Sørensen (1993) og Sørensen (1993). Ved at benytte sådanne normative modeller ved beregning af forskellige håndteringsmetoder og produktionssystemer vil det være muligt at evaluere de forskellige systemer mht. arbejdsbehov og kapacitet ved forskellige lagrings-, transport- og spredningsmetoder. Evalueringen kan ske både på aggregeret niveau og på deloperationsniveau, dvs. at arbejdsbehov/kapacitet kan angives således for håndteringssystemet, men også deles op i deloperationer som læsning ved lager, transport på vej og mark, spredning på mark o.a. En sådan detaljeret analyse gør det muligt at lokalisere flaskehalse i systemet og giver dermed grundlag for at forbedre organiseringen af arbejdet ved udbringningen. Desuden giver analysen forslag til evt. ændringer i det tekniske udstyr. Det målte arbejdsforbrug samt den målte kapacitet kan udvise betydelige variationer. Disse variationer kan forklares med baggrund i forskellig teknik, forskellige arbejdstempi m.m. En sammenligning af forskellige håndteringsformer for gylle forudsætter derfor modelløsninger med basis i specificerede forudsætninger vedr. disse faktorer. Herved opnås, at variationen i arbejdsbehov/kapacitet alene kan forklares ved en afspejling af anvendt teknik- og størrelsesafhængige forskelle. Bestemmende faktorer for arbejdsbehov/kapacitet Arbejdsbehov og kapacitet for det tekniske udstyr til udbringning af husdyrgødning er bestemt af en række faktorer: 14

15 Maskinanvendelse Arbejdsmetodik Afgrøde Bearbejdet areal Dosering Jordtype, terrænforhold, vejrforhold Læsvægt Arbejdsbredde Læssekapacitet Transportafstand Kørehastighed Aflæssekapacitet Ved at sætte arbejdsbehovet og maskinkapaciteten i forhold til ovennævnte faktorer kan en række forskellige udbringningssituationer simuleres. I Appendiks C er vist de anvendte modeller for deloperationerne læsning, transport og spredning på mark. Udvalgte typebedrifter De driftstekniske forhold ved udbringning af gylle med forskellige teknikker og metoder belyses gennem opstilling af de to forskellige produktionssystemer for et givet år (tabel 4 og 5). For hvert af disse systemer sammensættes et relevant sædskifte, en dosering og et udbringningstidspunkt, et antal marker af en vis størrelse samt en specificering af transportafstanden mellem lager og mark. Tabel 4. Case-bedrift for svineproduktion System 2. Besætning: 160 søer og slagtesvin. Areal: 150 ha. Gødningsproduktion = m 3 pr. år. 178 DE, 1.2 DE/ha Afgrøde Areal (ha) Dosering t/ha Antal marker Udbringningstidspunkt Afstand m Byg 40, marker à 10,1 ha Før såning 800 Vinterhvede 55, marker à 11,0 ha Voksende afgrøde 1050 Vinterrug 30, marker à 10,2 ha Voksende afgrøde 1200 Roer (fabrik) 24, marker à 6,0 ha Voksende afgrøde 550 Tabel 5. Case-bedrift for kvægproduktion System 1. Besætning: 125 køer og 130 opdræt. Areal: 94 ha. Gødningsproduktion = 3510 m 3 pr. år. 192 DE, 2.0 DE/ha Afgrøde Areal (ha) Dosering (t/ha) Antal marker Udbringningstidspunkt Afstand m Vinterhvede 18, marker à 9,2 ha Voksende afgrøde 1150 Sædskiftegræs 33, marker à 8,4 ha Voksende afgrøde 500 Helsæd, græs, byg 29, marker à 9,3 ha Før såning 850 Majs 12, marker à 6,4 ha Før/efter såning

16 Transportafstanden beregnes med baggrund i markernes arrondering, hvor arealtilliggendet forudsættes at ligge i en kvartcirkel med bedriften placeret i den fulde cirkels centrum jf. figur 5. På denne måde tages der hensyn til det praktiske forhold, at markerne til en vis grad vil ligge spredt omkring bedriften (Sørensen, 1992). Arealtilliggende Bedrift/lager Figur 5. Antagelse vedr. arrondering for case-bedrifter. På grundlag af den viste geometriske form af arealtilliggendet kan den gennemsnitlige transportafstand beregnes for et givet areal. Det kan eksempelvis vises matematisk, at den gennemsnitlige transportafstand ved en ensartet dosering på hele arealet vil være 2/3 radius i kvartcirklen. For henholdsvis kvægbesætningen og svinebesætningen vil den respektive gennemsnitlige transportafstand for den angivne årlige gødningsmængde være 730 m ved en gennemsnitlig dosering på 37 t/ha og 922 m ved en gennemsnitlig dosering på 18 t/ha. På baggrund af dette er der foretaget en forholdsmæssig vurdering af transportafstandene til de enkelte marker se tabel 4 og 5. Arbejdsbehov og systemkapaciteter for case-bedrifter Transport af gylle fra lager til mark kan organiseres på flere forskellige måder. Den traditionelle måde involverer brug af gyllevogn som kombineret transport- og spredeenhed. En anden metode involverer pumpning af gylle fra lager til mark, enten via transportable slanger, der kan rulles ud, eller via fast nedgravede rør i jorden, som det kendes fra vandingssystemer. Transport med tankvogn Anvendelse af gyllevogn som kombineret transport- og spredeenhed jf. figur 6 vil være tilstrækkeligt ved mindre transportafstande (< 2-3 km), hvorimod det ved større transportafstande ofte vil være fordelagtigt at organisere transporten med specielle transportenheder (specialbygget lastbil eller traktortrukken gyllevogn), som kan aflevere gyllen direkte til spredeenheden på marken eller via en buffertank, placeret ved marken. Beregninger viser, at ved transportafstande, varierende fra m, kan spredekapaciteten forøges med % (Sørensen, 2001). Ovenstående vurderinger er baseret på analyser af den tekniske kapacitet. Ud fra en økonomisk synsvinkel skal transportafstanden sandsynligvis være noget højere end 2-3 km, før det vil være rentabelt at anvende specielle transportenheder. 16

17 Mark Evt. transport via off. vej Markvej Den højeste udnyttelse af gyllen vil normalt opnås ved udbringning i tidligt forår og/eller i voksende afgrøde. Brugen af tunge gyllevogne giver, som nævnt, risiko for jordpakning, men derud- Gyllebeholder Stald Mark Figur 6. Konfiguration vedr. udbringning af gylle med gyllevogn. I de senere år er metoden med spredning ved brug af slæbeslanger i stigende grad blevet standardmetoden for gylleudbringning, både på sort jord og i voksende afgrøde. Gyllen udlægges via separate slanger, placeret i en afstand på 20 eller 40 cm. Brugen af traditionelle gyllevogne til transport og spredning indebærer endvidere en risiko for jordpakning, især om foråret. Undersøgelser har vist, at udbringning af gylle ofte er den operation, som indebærer den højeste trafikintensitet på marken og dermed også den højeste risiko for skadelig pakning af jorden (Håkansson & Danfors, 1988). Svenske undersøgelser viser således, at der kan være et betydeligt økonomisk tab som følge af jordpakning ved udbringning af gylle (Arvidsson, 1998). Som det fremgår af tabel 6, så kan det økonomiske tab ved jordpakning især på lerjord udgøre ca kr. pr. ton gylle. Tabel 6. Økonomisk tab som følge af jordpakning ved udbringning af gylle (Arvidsson, 1998) Størrelse af spreder t Jordtype Tab kr./ha Tab kr. per ton spredt gylle 1) 13 Ler 141 4,7 Sand Ler 18 Sand 1) Beregnet ved en dosering på 30 t/ha ,3 9,7 5,2 Resultaterne viser, at ud over størrelsen af tankvogn og spreder, har jordtypen også betydning for det samlede udbyttetab. Antages f.eks. en værdi af den udbragte gylle på 30 kr./t, vil tabene fra jordpakningen variere fra 7-32% af denne værdi. 17

18 over er der også risiko for en negativ rettidseffekt, da foråret er en intensiv arbejdsperiode, hvor gylleudbringning må konkurrere med andre opgaver (såbedstilberedning, såning m.m.). Der er derfor interesse for nye systemer til gylleudbringning med øget kapacitet, herunder specielt til effektiv transport af gyllen. Transport via rørledning eller slange I stedet for at transportere gyllen til mark i mobile tanke er det muligt at pumpe den fra lager til mark og f.eks. benytte en selvkørende udlægger i marken. Dette koncept indebærer, at der efter opstilling af systemet på marken vil være et kontinuerligt flow fra lager til mark. Derved undgås langvarig tomkørsel, som det f.eks. ofte er tilfældet ved udbringning med traditionel gyllevogn. Systemet har en stor kapacitet, og jordpakningen reduceres, da der ikke køres med tunge transporttanke på marken. Udlæggeren kører udelukkende i marken, hvorved tilsvining af offentlige veje undgås. Figur 7 viser en skitse af et sådant gylleudlæggersystem. Fødeslange Kobling Transportslange Figur 7. Principskitse for gylleudlæggersystem (Statens Husdyrbrugsforsøg, 1995). Pumpen ved en gyllebeholder er normalt en højtryks-centrifugalpumpe, som enten drives af en traktor eller er sammenbygget med en stationær dieselmotor. Pumpen er på tryksiden monteret med grenrør, således at der enten kan pumpes retur til gylletanken for omrøring eller til udlæggeren gennem transport- og fødeslange. Start og stop af pumpen samt regulering af omdrejningstal m.m. styres normalt ved radiosignaler fra den selvkørende gylleudlægger. Med flytbare transportslanger kan der pumpes gylle inden for en afstand på op til ca. 3 km fra lagertank. Den samlede pumpelængde består dels af længden på transferslangen (afstand fra gylletank til markkant) og dels længden af fødeslangen på udlæggeren. Fødeslangen kan f.eks. være 600 eller 750 m lang, afhængigt af slangens diameter. Slangerullen på udlæggeren er konstrueret således, at tromlen kan rumme hele fødeslangen i fyldt tilstand. Håndteringen af de flytbare transportslanger foregår enten med en liftophængt eller en bugseret slangetromle. Den liftophængte slangetromle vil normalt være sektionsopdelt, således at der oprulles f.eks. 100 m slange for hver sektion på tromlen. Op- og udrulning af slangen vil normalt kræve to mand, idet slangen skal fra- og tilkobles for hver 100 m. Den bugserede slangetromle 18

19 muliggør en kontinuerlig op- og udrulning af f.eks m slange. Det kan dog også i dette tilfælde være nødvendigt at skille slangen ad et antal steder for at tømme gyllen effektivt ud. Den mobile gylleudlægger består af en selvkørende enhed med motor, drivmekanisme, førerkabine, slangerulle samt slæbeslangebom. Slæbeslangebommen har en standardlængde på 24 m se figur 8 men arbejdsbredden kan varieres ved afspærring af enkeltslanger (f.eks. til 20, 18, 16 eller 15 m). Dette er hensigtsmæssigt ved tilpasning til kørsel i kørespor m.m. Gyllefordeleren er sammenbygget med bommen og består af en hydraulisk drevet rotorfordeler. Selve udlægningen sker ad 2 gange, idet gylleudlæggeren kører ud i et spor (udrulning af slange) og lægger f.eks. halvdelen eller en tredjedel af doseringen ud. Under kørsel tilbage i samme spor (oprulning af slange) lægges resten af doseringen ud, og maskinen styres automatisk via en styrerulle på den udlagte slange. Gylleudlægger, set fra siden Gylleudlægger, set forfra Figur 8. Principskitse for selvkørende gylleudlægger (Statens Husdyrbrugsforsøg, 1995). En videreudbygning af systemet indebærer, at der i stedet for transportslangen etableres faste jordledninger, hvorefter gylleudlæggerens oprullelige fødeslange tilkobles hydranter ved de en- 19

20 kelte marker se figur 9. I sidstnævnte tilfælde opnås en væsentlig arbejdsbesparelse, da udlægning og oprulning af slange fra lager til mark undgås jvf. senere i denne rapport. Gylleudlægger Mark Fødeslange Jordledning for rørtransport Gyllebeholder Stald Mark Hydranter Forbeholder Figur 9. Konfiguration vedr. udbringning af gylle via faste jordledninger. En variant af konfigurationen i figur 9 er at anvende mobile buffertankere ved markkant, hvortil gyllen transporteres via lastbiler eller traktortrukne gyllevogne. Den selvkørende gylleudlægger kobler i dette tilfælde fødeslangen direkte til buffertanken. Driftstekniske beregninger For de nævnte case-bedrifter beregnes i det følgende arbejdsbehov og kapacitet ved udbringningen af husdyrgødning med henholdsvis traditionel gyllevogn med slæbeslanger, gylleudlægger, tilkoblet mobil transportslange fra lager til mark, samt en tilsvarende gylleudlægger, tilkoblet hydranter ved de enkelte marker. For hver af tabellerne 7-13 er anført de forudsætninger, hvorunder beregningerne er gennemført. Dette gælder faktorer som tankstørrelse, læssekapacitet ved lager, tømmekapacitet i mark, transporthastighed, transportafstand, dosering, markstørrelser m.m. Arbejdsbehovet beregnes i timer/ha samt i min/t og udtrykker det samlede arbejdsbehov, inklusive tid til klargøring, forberedelse m.m. Systemkapaciteten beregnes som ha/time og t/time og udtrykker kapaciteten, når systemet er klargjort og operationelt. I tilfældet med transport af gyllen fra lager til mark via pumpning i nedgravede rør, foregår dette, som det kendes fra systemer til markvanding. Det vurderes, at der er behov for ca. 25 m rør pr. ha. Der etableres en række hydranter, hvortil fødeslangen fra den selvkørende gylleudlægger kan tilkobles. Da der er tale om en selvkørende enhed, kan afstanden mellem hydranter godt være større end spredebredden, og det er derfor antaget, at der etableres hydranter med en afstand på 3 24 m = 72 m. Denne afstand vil i praksis maksimalt være 5 24 m = 120 m. Det betyder, at den selvkørende gylleudlægger først kører et lille stykke parallelt med røret, hvorefter der køres ud og hjem i samme spor. Da markens længde typisk er m, betyder dette, at der skal etableres en hydrant for hver 3-5 ha. 20

21 Tabel 7. Driftstekniske beregninger vedr. svinebedrift. Traditionel gyllevogn med slæbeslanger Afgrøde Areal Dosering Antal marker Markstørrelse Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer Byg 40, ,1 Før såning ,36 1,44 3,05 45,7 1,2 15,7 Vinterhvede Vinterrug Roer (fabrik) 55, ,0 Voksende afgrøde 30, ,2 Voksende afgrøde 24, ,0 Voksende afgrøde ,48 1,58 2,32 41,7 1,9 28, ,55 1,60 2,00 40,0 1,2 17, ,42 1,27 2,60 52,0 0,9 11,1 I alt/gns. 150,0 17, ,45 1,50 2,50 44,1 5,2 72,3 Tabel 8. Driftstekniske beregninger vedr. kvægbedrift. Traditionel gyllevogn med slæbeslanger Afgrøde Areal Dosering Antal marker Vinterhvede Græs i omdrift Markstørrelse Udbringningstidspunkt Udbringningstidspunkt Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha 18, ,3 Voksende afgrøde 33, ,4 Voksende afgrøde Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer ,80 1,60 1,38 41,3 1,1 15, ,62 1,24 1,78 53,3 1,9 22,6 Vårbyg 29, ,3 Før såning ,91 1,40 1,21 47,1 2,2 28,5 Majs 12, ,4 Før/efter såning ,26 1,16 0,89 56,7 1,6 17,7 I alt/gns. 94,0 37, ,83 1,33 1,40 50,2 6,8 84,7 Forudsætninger: Tankstørrelse = 16 t, slæbeslangebom = 16 m. Læssekapacitet ved lager = 300 m 3 /.t Tømmekapacitet i mark = l/min. Transporthastighed = 18 km/t. 21

22 Tabel 9. Driftstekniske beregninger vedr. svinebedrift. Gylleudlægger med mobil fødeslange Afgrøde Areal Dosering Antal marker Markstørrelse Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer Byg 40, ,1 Før såning ,42 1,67 3,63 54,4 1,2 18,1 Vinterhvede Vinterrug Roer (fabrik) 55, ,0 Voksende afgrøde 30, ,2 Voksende afgrøde 24, ,0 Voksende afgrøde ,41 1,36 3,51 63,3 1,9 24, ,61 1,82 2,61 52,2 1,2 19, ,57 1,72 2,72 54,4 0,9 14,7 I alt/gns. 150,0 17, ,48 1,60 3,23 57,2 5,2 76,8 Tabel 10. Driftstekniske beregninger vedr. kvægbedrift. Gylleudlægger med mobil fødeslange Afgrøde Areal Dosering Antal marker Vinterhvede Græs i omdrift Markstørrelse Udbringningstidspunkt Udbringningstidspunkt Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha 18, ,3 Voksende afgrøde 33, ,4 Voksende afgrøde Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer ,80 1,60 1,94 58,2 1,1 15, ,57 1,13 2,45 73,5 1,9 20,8 Vårbyg 29, ,3 Før såning ,74 1,15 1,89 73,8 2,2 23,8 Majs 12, ,4 Før/efter såning ,03 0,99 1,26 82,1 1,6 15,3 I alt/gns. 94,0 37, ,72 1,18 2,00 73,2 6,8 75,8 Forudsætninger: Slæbeslangebom = 24 m. For hver afgrødetype antages, at alle marker kan nås med én opstilling og Pumpekapacitet/tømmekapacitet = 120 m 3 /t. nedtagning af transferslange. Opstilling mellem de enkelte marker inden for Transporthastighed, udlægger = 15 km/t. den samme afgrødetype antages at kunne foregå ved tilslutning af f.eks. Transporthastighed, slangevogn = 26 km/t. 100 m ekstra slange. Slange på udlægger = 600 m. 22

23 Tabel 11. Driftstekniske beregninger vedr. svinebedrift. Gylleudlægger tilkoblet hydranter Afgrøde Areal Dosering Antal marker Markstørrelse Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer Byg 40, ,1 Før såning ,23 0,91 4,81 72,2 1,2 10,4 55, ,0 Voksende afgrøde ,25 0,84 4,35 78,3 1,9 15,8 Vinterrug 30, ,2 Voksende afgrøde Roer (fabrik) 24, ,0 Voksende afgrøde ,28 0,84 3,95 79,0 1,2 9, ,29 0,87 3,79 75,8 0,9 7,9 I alt/gns. 150,0 17, ,26 0,86 4,30 76,6 5,2 43,7 Tabel 12. Driftstekniske beregninger vedr. kvægbedrift. Gylleudlægger tilkoblet hydranter Afgrøde Areal Dosering Antal marker Udbringningstidspunkt Vinterhvede Græs i omdrift Markstørrelse Udbringningstidspunkt Vinterhvede Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha 18, ,3 Voksende afgrøde 33, ,4 Voksende afgrøde Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer ,38 0,77 2,87 86,0 1,1 8, ,38 0,76 2,89 86,6 1,9 14,6 Vårbyg 29, ,3 Før såning ,47 0,73 2,32 90,5 2,2 15,9 Majs 12, ,4 Før/efter såning ,74 0,69 1,48 96,3 1,6 11,2 I alt/gns. 94,0 37, ,46 0,74 2,52 90,1 6,8 49,9 Forudsætninger: Slæbeslangebom = 24 m. Pumpekapacitet/tømmekapacitet = 120 m 3 /t. Transporthastighed, udlægger = 15 km/t. 23

24 Tabel 13. Driftstekniske beregninger vedr. kvægbedrift. Gylleudlægger tilkoblet hydranter Udbringning af tynd fraktion fra separation Afgrøde Udbringningstidspunkt Vinterhvede Græs i omdrift Areal Dosering Antal marker Markstørrelse Mængde pr. afgrøde Afstand Arbejdsbehov ha t/ha ha t m timer /ha 18, Voksende afgrøde 33, Voksende afgrøde Systemkapacitet Omrøring Total min/t ha/t t/time timer timer ,33 0,92 3,36 80,7 1,1 7, ,31 0,82 3,49 80,4 1,7 12,2 Vårbyg 29, Før såning ,44 0,75 2,52 88,1 1,9 14,7 Majs 12, Før/efter såning ,70 0,70 1,58 94,8 1,6 10,6 I alt/gns. 94, ) 730 0,41 0,78 2,74 86,0 6,3 45,4 1) Mængde ab lager se tabel 3 Forudsætninger: Slæbeslangebom = 24 m. Pumpekapacitet/tømmekapacitet = 120 m 3 /t. Transporthastighed, udlægger = 15 km/t. 24

25 Med traditionel gyllevogn og gylleudlægger tildeles der gennemsnitlig henholdsvis 18 og 37 tons gylle pr. ha på svine- og kvægbedriften. På svinebedriften betyder det en tildeling på 100 kg N/ha (ab lager) og 28 kg P/ha. På kvægbedriften tildeles 201 kg N/ha (ab lager) og 37 kg P/ha (se tabel 7-12). Ved udbringning af fraktioner på kvægbedriften tildeles 32 t/ha af væskefraktionen, hvilket svarer til 163 kg N/ha og 22 kg P/ha (se tabel 13). Den faste fraktion antages at blive spredt med en dosering på 9,1 t/ha, hvilket giver en kvælstoftildeling på 64 kg N/ha og en fosfortildeling på 30 kg/ha, idet den faste fraktion indeholder 3,3 kg P/t (tabel 3). I alt 36 ha af kvægbedriftens samlede areal på 94 ha får tildelt den faste fraktion. Generelt ligger fosfortildelingen over planternes behov, og en del af gyllen og den faste fraktion skulle således udbringes hos naboer, hvis tildelingen skulle svare til planternes fosfor behov. Der regnes med en transportafstand på 700 m fra lageret, og der anvendes en 7 t staldgødningsspreder. Derved bliver arbejdsbehovet 0,69 timer/ha og systemkapaciteten 1,59 ha/time, hvilket totalt for den faste fraktion giver et arbejdsbehov på 25,0 timer. Sammen med arbejdsbehovet for udbringning af den tynde fraktion med rørsystem og udlægger giver dette et totalt arbejdsbehov på 70,4 timer (se også figur 10). Mandtimer Håndteringssystem Svin Kvæg Håndteringssystem: 1 = Gyllevogn med slæbeslanger. 2 = Selvkørende gylleudlægger med slangefødning. 3 = Selvkørende gylleudlægger, tilkoblet hydranter. 4 = Selvkørende gylleudlægger, tilkoblet hydranter + staldgødningsspreder. Figur 10. Samlet timeforbrug for de forskellige håndteringssystemer på en svine- og kvægbedrift. En sammenligning mellem håndtering af gyllen med tankvogn/slæbeslanger og udlægger med slangefødning viser en reduktion (10,5%) i timeforbruget for kvægbedriften i slangesystemets favør mod en lille forøgelse (6,2%) for svinebedriften. Dette til trods for, at nettokapaciteten (ka- 25

26 paciteten, når systemet er stillet op, klargjort, og pumpen kører) for slangesystemet er 96,1% større end for systemet med traditionel gyllevogn (89,6 t/time mod 45,7 t/time). Dermed illustreres klart, at slangesystemet har en betydelig nettokapacitet, som dog reduceres, når arbejdsbehovet ved opstilling, klargøring m.m. indregnes for at nå den reelle bruttokapacitet. Men eksemplet viser også, at forskellen på netto- og bruttokapacitet for slangesystemet afhænger af forhold som dosering og afstand mellem lager og mark. For eksempel vil udbringning med store doseringer, som i tilfældet med kvægbedriften, betyde, at arbejdet med opstilling, klargøring m.m. spiller en mindre rolle, da nettotiden i marken for udlæggeren udgør en forholdsmæssig større del af det samlede arbejdsbehov. Ved anvendelse af et system med gylleudlægger, tilkoblet hydranter, observeres en betydelig reduktion af arbejdsbehovet. Således reduceres arbejdsbehovet med 39,6 og 41,1% for henholdsvis svine- og kvægbedriften. I forhold til systemet med mobil slangefødning ses ligeledes en betydelig reduktion af arbejdsbehovet. Den helt afgørende faktor er her, at arbejdet med udrulning af slanger, diverse klargøringer m.m. elimineres, og at den selvkørende gylleudlægger derved kommer til at operere meget nær sin nettokapacitet hele tiden, eller, sagt med andre ord, at nettoog bruttokapaciteten er meget lig hinanden. En af de afgørende faktorer for et håndteringssystems kapabilitet er transportafstanden fra lager til mark. Figur 11 viser systemkapaciteten (ha/time) for forannævnte tekniske systemer som funktion af transportafstanden og ved givne forudsætninger vedr. dosering, læsvægt m.m. Ha/time Gylleudlægger tilkoblet hydranter Gylleudlægger med mobil slange Gyllevogn: 24 tons 20 tons 16 tons Transportafstand, m Valgte forudsætninger: Dosering = 37 t/ha Markstørrelse = 10 ha Læssekapacitet for gyllevogn = 300 m 3 /time Tømmekapacitet for gyllevogn = 5000 l/min Pumpekapacitet for gylleudlægger = 120 m 3 /time Figur 11. Sammenligning af systemer ved forskellig afstand fra lager til mark. 26