Moderne landbrugsmaskiners pakning af jorden: Produktions-, jord- og maskinparametre af størst betydning

Transkript

1 Moderne landbrugsmaskiners pakning af jorden: Produktions-, jord- og maskinparametre af størst betydning Modern farm-machinery s influence on soil compaction - Production-, soil- and machine-parameters of most importance Hans Christian Givard Carstensen Studienummer: Bachelorprojekt i Agrobiologi(15 ECTS) 15. August 2016 Hovedvejleder: Seniorforsker Per Schjønning Medvejledere: Seniorforsker Mathieu Lamandé Lektor Egon Noe Science and Technology Aarhus Universitet

2 Forord Dette bachelorprojekt er afslutningen på min bacheloruddannelse i Agrobiologi, Plante og miljøvidenskab (Science and Technology på Aarhus Universitet) og er af et omfang på 15 ECTS. Projektet er skrevet i samarbejde med Institut for Agroøkologi, Sektion for Jordfysik og Hydropedologi (Aarhus Universitet), i perioden 1. Februar 15. August 2016, med kyndig vejledning fra seniorforsker Per Schjønning, Seniorforsker Mathieu Lamandé og lektor Egon Noe. Datasættet som anvendes i dette bachelorprojekt er indsamlet under min ansættelse som studentermedhjælper ved Aarhus Universitet, Institut for Agroøkologi, Sektion for Jordfysik og Hydropedologi i perioden 1. September 31. December En stor tak til de 11 landmænd, som har ønsket at deltage i undersøgelsen, for at være hjælpsomme med informationer om deres bedrifter og for at være åbne overfor de problematikker der er i landbruget med hensyn til jordpakning. En særlig tak skal lyde til landmand, Martin Molbo, hvis ejendom er anvendt som case-ejendom i projektet og for løbende at være til rådighed med yderligere informationer. En helt særlig tak, skal lyde til vejleder Per Schjønning, som har givet mig denne helt unikke mulighed for at være en del af et forskningsprojekt. Først som ansat ved Aarhus Universitet til at forestår dataindsamlingen og senere ved tilblivelsen af dette projekt, hvor Per Schjønning igennem hele processen har været til rådighed med vejledning. Derudover skal der også lyde en særlig tak til vejleder Mathieu Lamandé for hjælp med databehandling og løbende vejledning med projektskrivning. Aarhus, 15. August Hans Christian Givard Carstensen

3 Sammendrag Nærværende bachelorprojekt undersøger på baggrund af dataindsamling fra praktiske landbrug, hvor stort omfanget af jordpakning i dansk landbrug er samt hvilke produktions-, jord- og maskinparametre, der er af størst betydning for om der sker jordpakning. Dataindsamlingen er et led i et EU-projekt, RECARE, som har til formål at sætte fokus på trusler mod landbrugsjordens kvalitet i EU, hvor der i Danmark er fokus på jordpakning som trussel. Datasættet består af informationer fra 11 danske landbrug, hvor der er registret samtlige af de kørsler, som de enkelte landmænd har foretaget i udvalgte marker i et eller to høstår. Jordtyperne for markerne på de enkelte ejendomme er blevet fundet ved brug af jorddatabasen og vandpotentialet i jorden på det aktuelle tidspunkt, hvor landmændene havde foretaget kørslen i marken, blev estimeret ved brug af DAISY-modellen. Informationer om maskiner, herunder dæktyper, dæktryk og hjullast blev oplyst af landmændene ved mundtlige interviews. Alle indsamlet data er blevet brugt som input til det online beslutningsstøtteværktøj, Terranimo for estimering af risikoen for jordpakning. Resultater fra Terranimo -simuleringerne viste, at i 38 % af alle de overkørsler, som landmændene havde foretaget i de udvalget marker, var der høj risiko for jordpakning i 0,5 meters dybde. I 14 % af alle overkørslerne var der moderat risiko for jordpakning, og ved de resterende 48 % var der ingen risiko i 0,5 meter dybde. Derudover viste resultaterne, at mejetærskeren og gyllevognen var de maskiner, som gennemsnitlig kørte med de højeste stressniveauer, primært som følge af høje hjullaster. Ejendomme, hvor der blev dyrket specialafgrøder (f.eks. sukkeroer og gulerødder), havde i gennemsnit flere overkørsler med høj risiko for jordpakning, end det er tilfældet for ejendomme, hvor der blev dyrket alm. landbrugsafgrøder (f.eks. hvede, byg og raps). Samtidig havde jordtypen indflydelse på omfanget af jordpakning, hvor der ved dyrkning af specialafgrøder på sandjord var færre overkørsler med risiko for jordpakning, end det er tilfældet på lerjord. I detaljeret analyse af én case-ejendom blev det fundet, at risikoen for jordpakning, som følge af gyllekørsel med gyllevogn, kunne reduceres væsentligt ved at anvende gylleudlægger. Beregninger indikerede, at merprisen for gylleudlægning blev kompenseret som følge af reducering i udbyttetab, under antagelse af, at gyllekørsel med gyllevogn forårsagede permanent skade på jorden i de dybere jordlag og med et udbyttetab på omkring 2,5 %, til følge.

4 Abstract This bachelor s thesis examines the extent of soil compaction in Danish agricultural soils. This includes soil and machine characteristics as well as management aspects. The investigation is based on practical farms. The data used for the study was collected as part of a EU-project, RECARE that focuses on threats to agricultural soil quality in the EU. In Denmark the focus is on soil compaction. The data set includes all traffic in one or two growing seasons in selected fields of 11 Danish farms. Soil texture was estimated from the national Danish Soil Data Base, and soil water potential at the time of traffic was modelled by a plant growth model. Machine characteristics including tyre type, tyre inflation pressure and wheel load derived from interviews with farmers. All data were input to the online decision support tool Terranimo for estimation of risk of soil compaction. Results from Terranimo simulations showed that in 38 % of all traffic events in the selected fields, there was a high risk of soil compaction in 0.5 meters depth. In 14 % of all the traffic performed, there was a moderate risk of soil compaction, and in the remaining 48 % there was no risk of soil compaction in 0.5 meters depth. In addition, the results showed that the combine harvester and the slurry trailer were the machines that in average induced the highest stress-levels, mainly due to high wheel loads. Farms that were growing cash crops (e.g., sugar beets and carrots) had on average more traffic events at high risk of soil compaction, than farms growing forage crops and small grain cereals (e.g., wheat, barley and canola). The results showed that the soil type had an influence on the compaction risk, growing of cash crops on sandy soils had less traffic events with risk of soil compaction than it is the case on clay-holding soils. In a detailed study on one farm, it was found that using a self-propelled slurry spreader instead of a slurry trailer could substantially reduce the risk of soil compaction. Calculations indicated that the higher price for applying slurry with the self-propelled slurry spreader was more than compensated for, economically speaking, assuming that driving with slurry trailer caused permanent damage to the subsoil and with a yield loss on average around 2.5 %, as a result.

5 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Formål Baggrund Jord Porøsitet Vandpotentiale Strukturskader/ jordpakning Stress Stress i kontaktfladen Stress i jordprofilet Jordstyrke Stress og Styrke Metode RECARE Terranimo Undersøgelsen Databehandling Resultater og diskussion Den procentvise fordeling af alle overkørsler, beregnet med SCI Stress og SCI på ejendomsniveau Stress og SCI på maskinniveau Delkonklusion alle ejendomme Case-ejendom Introduktion case ejendom Analyse case-ejendom Løsningsforslag case-ejendom Konsekvensberegning Delkonklusion case-ejendom Konklusion Perspektivering Litteraturliste Bilag... 47

6 1 Indledning Dansk landbrug har i de seneste årtier undergået meget store strukturelle forandringer, fra at være kendetegnet ved mange små og mellemstore husmandsbrug til i dag, hvor mange landbrug er store produktionsenheder, skabt ved sammenlægning af ejendomme gennem tiden (Kaiser, 2013). Udviklingen har været en nødvendighed for landbruget, da stordriftsfordele ved sammenlægning af gårdene har bevirket, at dansk landbrug har kunne forblive omkostningseffektive på det globale marked (Kærgård & Dalgaard, 2014). Arbejdsstyrken i landbruget er, som konsekvens af strukturudviklingen, faldet dramatisk siden efterkrigstiden, hvor omkring var beskæftiget i primærerhvervet, til at der i 2013 var lidt over beskæftiget (statistikbanken.dk). Med færre mennesker i primærerhvervet, og da lønniveauet i Danmark er højt, er der behov for maskiner, som hurtigt og effektivt kan dyrke store arealer, hvilket har betydet en kraftig forøgelse i vægten af de maskiner, som anvendes i landbruget. Udviklingen i størrelsen på maskinerne i landbruget er ikke kun et nationalt fænomen, men også globalt er udviklingen gået stærkt. Vermeulen et al. (2013) estimerede, at hjullasten for en typisk anvendt gyllevogn i Holland er steget fra 3,5 ton til 5,6 ton i perioden En endnu mere markant udvikling kan konstateres ved sammenligning af vægtdata for Dronningborg/MF mejetærskere, som blev produceret i 1958 med mejetærskere produceret i 2009 ( Den totale vægt for fuld lastet mejetærskere er næsten seks doblet over en 50 års periode (Schjønning et al. 2015c). I en undersøgelse fra USA blev gennemsnitlig vægtdata for traktorer, som var anvendt i landbruget fra 1950 til 1998 sammenlignet, og resultatet viste næsten en tredobling af vægten i perioden (Soane & Van Ouwerkerk, 1998). Denne udvikling i landbruget ser ud til at fortsætte (Kutzbach, 2000), men der er dog i de senere år kommet et øget fokus på de uheldige bivirkninger, som maskiner med høj hjullast kan have for jordens pakning. Især i de dybere jordlag, er den mekaniske stress, jorden udsættes for, som følge af høje hjullaster, et problem da jordpakning i den dybde i forsøg har vist sig at være stort set permanent (Schjønning et al., 2013; Berisso et al., 2012, 2013). Jordpakning har negativ indflydelse på en lang række af jordens funktioner, herunder plantevækst, da porøsiteten i jorden bliver reduceret og som følge heraf mindre plantetilgængeligt vand og med risiko for, at der skabes anoxiske forhold for planterns rødder (Andersen et al., 2013). Derudover vil jordens vandledningsevne blive reduceret, hvor konsekvenserne kan være vandlidende jorde, som kan have svært ved at afdræne, hvilket øger risikoen for jorderosion (Schjønning, 2008). 1

7 I EU er der opmærksomhed på trusler mod dyrkningsjorden, og siden 2002 har der været arbejdet på at indføre et fælles EU jordrammedirektiv, som bl.a. handler om at beskytte jorden og identificere trusler mod jordens funktioner (Løkke, 2005). Det har dog endnu ikke været muligt at nå til enighed om et fælles direktiv blandt medlemslandende af EU. I 2013 blev der iværksat et fem-årigt, fælles EU projekt, RECARE, bestående af et tværfagligt team fra 27 forskellige organisationer i EU, som via 17 casestudies skal udvikle innovative metoder til at forebygge jordforringelse i EU. Projektresultaterne kan meget vel komme til at danne grundlag for et nyt EU jordrammedirektiv (Schjønning, 2014). Som et led i projekt RECARE, er der i Danmark blevet sat fokus på, hvilke parametre der er af størst betydning for, hvorvidt der sker skadelig jordpakning, herunder de maskiner som anvendes, hvordan og hvornår de anvendes samt hvor stort omfanget af problemet er. 2 Formål Formålet med nærværende bachelorprojekt er at analysere og diskutere i hvor stort et omfang moderne landbrugsproduktion laver pakningsskader i landbrugsjorden, samt hvilke produktions-, jord- og maskinparametre der er af størst betydning. Der anvendes datamateriale fra efteråret 2015, hvor der er indsamlet data fra 11 forskellige landbrugsejendomme i Danmark i forbindelse med projekt RECARE. Indsamlingen har til hensigt at undersøge omfanget af jordpakning og lokalisere de maskiner, som er mest skadelige i forhold til pakning af jorden. Slutteligt vil projektet, med afsæt i en enkelt ejendoms datamateriale, behandle og diskutere mulig praksisændring og løsningsmodeller, der vil kunne reducere risikoen for jordpakning i fremtiden samt hvilke omkostninger det måtte have på bedriftsniveau. 3 Baggrund 3.1 Jord Jord er et komplekst biomateriale, og ifølge Young & Crawford (2004), faktisk det mest komplekse på planeten jorden. Mikroorganismer, mineralske partikler og organisk materiale indgår i komplicerede processer, som medfører, at jorden kan varetage en række funktioner, bl.a. værende medium for plantevækst, forsyning og rensning af vand, omsætning af organisk materiale og frigivelse af nærringsstoffer (Brady & Weil, 2014). 2

8 Til beskrivelse af en jordtype anvendes jordens tekstur, som ved analyse bestemmes ud fra størrelsesfordeling af jordens partikler samt indholdet af organisk stof (Hillel, 2008). Jordens tekstur er naturens rummelige variable (Burrough, 1993) og er vigtig for en lang række af dens funktioner og de processer, der sker i jorden. Forskelle i jordens tekstur verden over er af afgørende betydning for store variationer i jords ydeevne og heraf udbytter i landbrugsproduktionen (Warrick & Gardner, 1994). Teksturen for en jord kan beskrives som dens skelet, der ikke forandrer sig over tid. I Danmark blev der i midt 70 erne over hele landet fortaget ca målinger af teksturen i pløjelaget, hvilket skulle danne grundlag for en kortlægning af variationen i teksturen. Målingerne er senere blevet brugt til at klassificere den danske jord i otte teksturklasser (Madsen et al., 1992). Teksturklasserne er fordelt ud på 12 forskellige jordbonitetsnumre (JB.nr.) og er den hyppigste anvendte metode til beskrivelse af jordtypevariationen i landbruget. Kortet fra midt 70 erne blev i 2014 opdateret, således at kortet nu bygger på flere målinger samt en række miljødata. Jordens indholdsstoffer varierer i dybden og kan beskrives ved en jordprofil (Greve et al. 1999). Jordprofilet er en vertikal opdeling af jorden i horisonter, hvor hver horisont karakteriseres efter dens indholdsstoffer og kan variere meget efter, hvor i landet man befinder sig. Der vil i en typisk produktionsjord være akkumuleret et højt indhold af organisk materiale i de øvre horisonter, hvorimod der i de dybere horisonter er en større akkumulering af mineralske partikler (Hillel, 2008). Akkumuleringen af organisk materiale afhænger bl.a. af dyrkningspraksis, herunder hvordan der jordbearbejdes og mængden af halm, som nedmuldes. Jordens indhold af organisk materiale er størst i de øverste horisonter og faldende i de dybere jordlag (Hillel, 2008). Sammenhæng mellem jordbehandling og jordens indhold af organisk stof blev undersøgt i et forsøg af Thomas et al. (1996), hvor jordprøver fra marker, der havde været pløjet, blev sammenlignet med jordprøver fra marker, der havde været dyrket uden pløjning og ved reduceret jordbehandling. Ved den jord, som havde været dyrket ved reduceret jordbehandling, fandtes et højere organisk indhold i de øverste 5 cm, sammenlignet med den jord der havde været pløjet. Jord er i de øverste horisonter et dynamisk system, som hele tiden er under forandring, påvirket af faktorer som nedbør og menneskelig aktivitet med maskiner (Brady & Weil, 2014). Jorden kan betragtes som et trefaset system, som er konstant foranderligt (Figur 1). 1. fase er gas-fasen, som er en beskrivelse af luftindholdet i jorden. 2. fase er den vandige fase, hvorfra planterne forsynes med 3

9 vand og opløselige nærringsstoffer. 3. fase er den faste-fase, der består af mineraler, mikroorganismer og organisk materiale og er med til at yde støtte til planternes rødder og forsyne planter med nærring (Brady & Weil, 2014). 3.2 Porøsitet Volumen af gas-fasen og vand-fasen er tilsammen et udtryk for porøsiteten og beregnes ved at summere volumen af gas-fasen (V a ) med volumen af vandfasen (V w ) og dividere med totalvolumen (V t ) af alle 3 faser (Figur 1) (Hillel, 2008). En typisk god og frugtbar jord består ved markkapacitet (frie vand afdrænet) af 50 % fast stof, 25 % gas og 25 % vand (Hershey, 1990), hvilket er ensbetydende med en porøsitet på omkring 50 %. Et andet udtryk for porøsitet er tør-volumenvægt (eng. bulk density), som beregnes ved, at dividere tør-massen af den faste fase (M s ) med totalvolumen af alle tre faser (V t ) (figur 1). Der tilstræbes i dansk landbrugsjord, afhængigt af jordens tekstur, en volumenvægt i intervallet 1,4g/cm 3-1,6g/cm 3 (USDA, 2001), hvor lav volumenvægt er ensbetydende med høj porøsitet, og omvendt er høj volumenvægt ensbetydende med lav porøsitet. Figur 1. Jord beskrevet som et trefaset system, med volumen og masse relationer (Hillel, 2008). Der er forskel på størrelsen af porer i en jord, og det afhænger af, hvilke mineraler der er de dominerende. En lerjord har mange små porer på grund af lermineralernes flade struktur, som gør, at de kan pakkes meget tæt. Omvendt har sandjord mange store porer (makroporer), da sandkorns runde struktur gør, at de ikke kan pakkes så tæt som lermineralerne, hvorved der skabes hulrum imellem sandkornene. Størrelsen af porer har stor betydning for tilgængeligheden af vand for planternes rødder, som følge af vands kemiske og fysiske egenskaber. Porer med en diameter mindre end 30 µm kan tilbageholde vand, da de kapillære kræfter primært ved adhæsion er større end tyngdekraften. Derimod er de kapillære kræfter i porer med en diameter større end 30 µm mindre end tyngdekraften, og vand afdrænes derfor hurtigt, og porerne fyldes i stedet for med luft. Det vand, som umiddelbart afdrænes, kaldes det frie vand og er normalt ikke tilgængeligt for planternes rødder. Derimod er det vand, der er i porer med diameter på mindre end 30 µm og større 4

10 end 0,2 µm, tilgængeligt for planternes rødder. Vand i porer med diameter mindre end 0,2 µm er ikke tilgængeligt for planter, da kapillære kræfter i de tynde porer er for store til, at planternes rødder kan optage det (Ipsen et al., 2013). 3.3 Vandpotentiale Jordvand bliver, som beskrevet ovenfor, konstant påvirket af forskellige kræfter, hvilket har betydning for energiniveauet af vand og dermed den retning, som vand flytter sig i. Som for alle andre substanser, så flytter vand sig altid fra et højere til et lavere energiniveau for at opnå en ligevægt med sine omgivelser. Vands energiniveau i et vilkårligt punkt er vandpotentialet i det punkt, og gradienten mellem to punkters vandpotentiale er det, der primært driver vandflowet i jorden (Brady & Weil, 2014). Frit vand bruges som reference når vandpotentialet skal beskrives og er i vandmættet jord lig med 0 hpa. Da vand altid vil søge mod områder med lavere vandpotentiale, vil vandpotentialet blive udtrykt med negative værdier. Mere negativt er ensbetydende med mindre vand i jorden. Et vandpotentiale på -100 hpa svarer til, at det frie vand er afdrænet, og der kun er vand i porer mindre en 30 µm. Et vandpotentiale ved -100 hpa kaldes også markkapacitet, da det er ved det vandpotentiale, at landbrugsjorden defineres som tjenlig og kan bearbejdes med maskiner (Schjønning et al., 2016a). Ved lavere vandpotentialer kan planternes rødder fortsat optage vand, men når alt det tilgængelige vand er optaget, og der kun er utilgængelig vand i de små porer (< 0,2 µm) tilbage, er visnegrænsen nået og planten vil dø, hvis der ikke tilføres nyt vand (nedbør eller kunstvanding). Vandpotentialet er ikke ens i hele jordprofilet og det vil være stigende (mindre negativt) i dybden, indtil det bliver nul ved grundvandsoverfladen (Hillel, 2008). 3.4 Strukturskader/ jordpakning Jordens struktur har betydning for en lang række af jordens funktioner og fortæller noget om, hvordan jordens bestanddele er sammensat indbyrdes. Strukturer dannes ved, at lerkolloider flokkulerer med di- eller polyvalente kationer, og derved skabes den første del af strukturen. Rundt om og imellem lerkolloiderne bindes silt- og sandpartikler med organisk materiale således, at der under de rette forudsætninger skabes aggregater, der er en vigtig forudsætning i en god jord (Ipsen et al., 2013). Lerindholdet i en jord er vigtig, da jorde med højt lerindhold på danner stabile aggregater, som bevirker, at jordens naturlige volumenvægt er relativ lav (Schjønning, 2004), hvilket er ensbetydende med høj porøsitet. I jorde med mindre indhold af ler, har jorden sværere 5

11 ved at danne stabile aggregater (Tisdall et al., 1978). Dansk landbrugsjord har i gennemsnit et relativt lavt indhold af ler og kombineret med et vådt klima, bevirker det, at dansk landbrugsjord kan være særligt udsat i relation til jordpakning (Schjønning, 2004). Modsat teksturen er strukturen foranderlig og påvirkes bl.a. ved jordbearbejdning, tung trafik, rodvækst og klima. Biologisk aktivitet kan være med til at stabilisere aggregaterne, når f.eks. bakterier afgiver slim, der virker som bindemiddel, eller svampehyfer trænger ind mellem de små aggregater og binder dem sammen til nogle større aggregater (Elmholt et al., 2005). Overdreven eller forkert jordbearbejdning kan få disse aggregater til gå i stykker og danne enkeltkornsstruktur. Det kan medføre risiko for strukturskader, da de enkelte jordpartikler ikke længere vil være bundet i et netværk med andre partikler. På en lerjord kan det have store konsekvenser, da lerpartiklernes flade struktur gør, at de kan pakkes meget tæt og dermed danner ugunstige forhold for plantevækst (Schjønning, 2008). På en sandjord kan ødelagt struktur ydermere medføre en øget risiko for sandflugt og derved risiko for erosion (Ipsen et al., 2013). Kørsel med tunge maskiner kan også forårsage strukturskader, da trykpåvirkningen kan være så stor, at aggregaterne bliver ødelagt, hvilket kan medføre at jorden bliver pakket. Strukturskade, som følge af jordpakning eller forkert jordbearbejdning i overjorden, er muligt at genoprette, enten ved mekanisk jordbearbejdning eller naturligt ved biotiske og abiotiske processer. Derimod har strukturskader i underjorden i flere forsøg vist sig at være permanente og betegnes som et skjult onde, da skaderne ofte ikke vil være visuelle (Horn et al., 1995). Modsat overjorden er det ikke nemt at jordbearbejde i underjorden, og effekten har i forsøg vist sig at være meget begrænset og med risiko for, at jorden pakkes yderligere ved efterfølgende jordbearbejdning (Munkholm et al., 2005). Derudover er påvirkningen fra biotiske og abiotiske faktorer meget lav i de dybere horisonter (> 40 cm i dybde), hvilket gør det meget svært at genoprette jordstrukturen, når først jorden er pakket (Voorhees, 2000). Data fra flere forsøg har, som konsekvens af jordpakning, vist udbyttenedgang på ca. 15 % i det første år efter jordpakningen er sket ved overkørsel med fem tons hjullast og ved fire overkørsler (Håkansson & Reeder, 1994) (Figur 2). Udbyttetabet reduceres de efterfølgende år og er i øvre jordlag efter ca. 10 år ikke længere påvirket af pakningsskaden i år 0. Der er indikationer på, at ca. 2,5 % af udbyttetabet, som konsekvens af jordpakningen i år 0, stammer fra jordpakning i underjorden, og at denne pakningsskade, modsat overjorden, forbliver konstant (Håkansson & 6

12 Reeder, 1994). Ved kørsel med meget høje hjullaster har der været rapporteringer om endnu højere langvarige udbyttetab på helt op til 6-12 % pr. år (Voorhees, 2000). Figur 2. Relative udbytte i pakket jord ift. upakket jord i forskellige jorddybder. Jordpakningen er foregået med fem tons hjullast og fire overkørsler (Håkansson & Reeder, 1994). Oldeman et. al (1991) estimerede, i global henseende, at omkring 68 millioner hektar var påvirket af jordpakning. I relation til den udvikling, som er set i størrelsen på maskinerne siden 1991, må dette tal forventes at være langt højere i dag og udgør ifølge Håkansson & Reeder (1994) den største trussel mod kvaliteten af dyrkningsjorden. Især vil skader i underjorden være mere omfattende, som følge af stigende hjullast og øget behov for kørsel i marken under mere ekstreme forhold, fordi få maskiner skal over meget store arealer. Schjønning et al. (2015b) kortlagde volumenvægten for Europæiske underjorde baseret på SPADE8 databasen og fandt, at omkring en fjerdedel af europæiske jorde havde kritiske høje volumenvægte i 0,25-0,7 meters dybde. Lignende undersøgelse, hvor beregningen er baseret på målte volumenvægt i danske og hollandske jorde, tyder på, at et endnu større areal kan være påvirket (Schjønning et al. 2015c). 3.5 Stress Mekanisk stress, som påføres landbrugsjorden, kommer fra de maskiner, der kører på markerne og undersøgelser tyder på, at omfanget af overkørsler med høje stressniveauer er kraftigt stigende, som konsekvens af at landbrugsmaskiner bliver større og tungere (Vermeulen et al., 2013; Schjønning et al., 2015c; Soane & Van Ouwerkerk, 1998). Stress bliver overført til jorden i kontaktfladen mellem maskinernes dæk eller bælter og den jord, som maskinerne overkører, og bliver derefter transmitteret ned i jordprofilet (Keller, 2005). 7

13 3.5.1 Stress i kontaktfladen Periferien af kontaktfladen bekrives med en superellipse, foreslået af (Hallonborg, 1996), og den har vist sig velegnet til at beskrive kontaktfladen for forskellige dækstørrelser (Lamandé & Schjønning, 2008). Superellipsen beskrives af tre parametre, a, b og n, hvor a og b er superellipsens halvakser, og n er udtryk for, hvor firkantet superellipsen er (Schjønning et al., 2006). Keller (2005) udviklede en model bestående af to formparametre, α og δ, til at beskrive stressfordelingen i henholdsvis kørselsretningen og på tværs af kørselsretningen og viste i den forbindelse vigtigheden af at have præcise modeller til at beskrive kontaktfladen for at kunne lave gode prædiktioner af den stress som transmitteres ned i jordprofilet (Schjønning et al., 2008). Modellen blev senere modificeret af Schjønning et al. (2008) ved at normalisere form parameteret δ med bredden af dæk-kontaktfladen, og formparameteret blev herefter kaldt β. Efter Schjønning et al. (2008) modificering kom modellen til at hedde FRIDA. Parametrene i FRIDA-modellen kan prædikteres ud fra dækdimensioner, hjullast og dæktryk (Schjønning et al., 2015a). En af fordelene ved den nye model er, at formparameteret er blevet gjort universel og kan derved bruges til at sammenligne stressfordeling fra forskellige størrelser dæk, hjullast og dæktryk (Schjønning et al., 2015a). Lamandé & Schjønning (2008) lavede forsøg, hvor de undersøgte, hvilken betydning dækstørrelse og hjullast havde for stress i trædefladen mellem dæk og jord (Figur 3). I forsøget anvendtes tre forskellige dækstørrelser, 385/65R22.5, 700/50R26.5 og 800/50R34, og hvert dæk blev testet med to forskellige hjullaster, 30 kn og 60 kn. Udover de målte data, er de (FRIDA) model-fittede data visualiserede i Figur 3. Der fandtes markante forskelle i stressniveauet ved de forskellige dækstørrelser, hvor lastbildækket (385/65R22.5) ved anbefalet dæktryk havde markant højere stressniveau under dækket, end det var tilfældet for de to andre dæk. Derudover bemærkes det, at der er forskel i trædefladearealet, med mindst areal ved lastbildæk og størst ved dæk 800/50R34. Forskellen i hjullast viste også at have betydning for stressniveauerne, med mest stress ved høj hjullast. 8

14 Figur 3. Stress i trædefladen mellem dæk og jord, målt ved tre forskellige størrelser dæk og to forskellige hjullaster. Målte værdier (a,b,c,g,h,i) og model-fitted (d,e,f,j,k,l). Lamandé & Schjønning (2008) Stress i jordprofilet Stress i jordprofilet (vertikal stress) bestemmes på baggrund af viden om stress i trædefladen. De beregnede kraftkomponenter fra trædefladen adderes for at finde stress i et givent punkt i 9

15 jordprofilet. Den simple Söhne-model (Söhne, 1958), som er baseret på elasticitetsteorien (Boussinesq, 1885), har vist sig at kunne beskrive stressfordelingen under belastet jord med rimelig nøjagtighed (Lamandé et al., 2006). I et forsøg af Lamandé & Schjønning (2011) blev det undersøgt, hvorledes vertikal stress bliver transmitteret ned i jordprofilet på baggrund af FRIDA-estimeret parametre og Söhnes model (Figur 4). Der blev i forsøget anvendt to forskellige dækstørrelser 800/50R34 og 560/45R22,5, hvilke er dæk, der ofte anvendes på moderne gyllevogne. Forsøget blev gennemført med to forskellige hjullaster 30 kn og 60 kn for hver dækmontering, hvor dæktrykket blev indstillet til anbefalet dæktryk fra fabrikanten ved de anvendte hjullast. Stressdata blev målt i tre jorddybder (0.3, 0.6, 0.9 m). Figur 4. Vertikal stress mål for to forskellige dæk ved 3 forskellige hjullaster. Lamandé & Schjønning (2011). I figuren ses det, hvordan parametrene dækstørrelse og hjullast har indflydelse på målt vertikalt stress i kørselsretningen. Dækstørrelse og dermed kontaktflade har primært betydning for stressniveau i overjorden, hvor det observeres at stress fordeler sig mere i overjorden ved dækmonteringen 800/50R34, end er tilfældet ved 560/45R22,5. Hjullast har større betydning for målt vertikal stress i dybden, hvor høj hjullast giver højere stressniveauer i 0,9 meters dybde. 3.6 Jordstyrke Jordstyrke i relation til jordpakning bygger på antagelsen om, at så længe en jord kun udsættes for stress op til et niveau, som jorden tidligere har været udsat for, vil jord agere elastisk og svinge 10

16 tilbage til udgangspunktet. Overstiger stresspåvirkningen dette niveau, vil jorden deformere plastisk, og deformationen er hermed permanent (Hartge & Horn, 1984). Denne fastsatte grænse for, hvor der er en skillelinje imellem, om jorden deformerer plastisk eller elastisk, bygger på princippet om førkomprimeringsstyrken og er i relation til jordpakning en hyppigt anvendt metode til estimering af jordstyrke (Figur 5). Figuren viser at jorden er elastisk op til vist stressniveau, indtil kurven laver et knæk. Stress niveauet, hvor kurven laver et knæk, svarer til førkomprimeringsstyrken/jordstyrken og vil kunne aflæses på x-aksen, da stress og styrkes beregnes i samme enhed. Er stressniveauet over førkomprimeringsstyrken, er der risiko for, at jorden deformerer plastisk, og forgår det i underjorden, er der stor risiko for, at deformeringen er permanent (Horn, 1993). Figur 5. Illustration af princippet bag bestemmelse af førkomprimeringsstyrke/ Jordstyrke. Hvor kurven lavet et knæk, er svarende til førkomprimeringsstyrken Stress i grønt område= agerer elastisk, Stress i gult område = tilladt overskridelse af jordstyrken, stress i rødt område = 50 % overskridelse af jordstyrken og jorden deformere plastisk (Schjønning et al., 2016a). Princippet om førkompressionstyrke er hentet fra geoteknikken og anvendes til fundamentberegninger i laboratorier og tager ikke hensyn til de biotiske og abiotiske påvirkninger, der er i landbrugsjorden. Beregningerne tager heller ikke hensyn til tidsfaktoren, idet kørende maskiner har en kortvarig stresspåvirkning modsat fundamenter, som skal stå i mange år (Schjønning et al., 2006). Selvom der er en del problematikker forbundet med at anvende princippet 11

17 om førkomprimeringsstyrke i relation til jordstyrkeberegning i landbrugsjord, er det ifølge Schjønning et al. (2015b) bedste bud på nuværende tidspunkt. I et forsøg udført af Schjønning & Lamandé (ikke publicerede resultater), hvor 584 jordprøver blev udtaget i fire forskellige jorddybder og ved tre forskellige vandpotentialer undersøgte de førkompressionstyrken. Schjønning & Lamandé fandt, at variation i førkompressionstyrken kunne beskrives ved en kombination af jordprøvernes vandpotentiale, lerindhold og volumenvægt, hvor stigende volumenvægt gav højere førkompressionstyrke (Schjønning et al., 2016a). Derudover fandt de, at ved et vandpotentiale svarende til markkapacitet var førkompressionstyrken uafhængig af jordtype. Først ved vandpotentiale som afviger fra markkapacitet, havde lerindholdet betydning. Resultaterne var i overensstemmelse med den generelle antagelse, at lerjord under våde forhold (mere vådt end markkapacitet) har en lavere jordstyrke end en sandjord. Omvendt er gældende, når jorden er meget tør, så har lerjord højere styrke end sandjord. På baggrund af undersøgelsen kunne Schjønning & Lamandé bestemme jordstyrken ved markkapacitet til at være ca. 65 kpa. (Schjønning et al., 2016a). Klassificeringen af overgangen mellem plastisk og elastisk er ikke så skarp, som illustreret i Figur 5, men er i praksis en mere glidende overgang, som ses i Figur 6 af Keller et al. (2004). Figuren illustrerer, ligesom Figur 5, deformationen som funktion af stress, hvor data i Figur 6 er baseret på forskellige tests udført af Keller et al. (2004). Figur 6. Deformation som funktion af stress, målt ved forskellige tests (Keller et al., 2004). 12

18 3.7 Stress og Styrke Hvor meget stress en jord kan påføres uden, at den deformere plastisk, afhænger af førkomprimeringsstyrken og dermed af jordstyrken, hvilket i praksis betyder, at en tør jord, hvor jordstyrken er høj vil jorden kunne tåle høje stressniveauer. Omvendt er gældende i en våd jord, hvor jordstyrken er lav. I det tilfælde kan jorden kun tåle lave stressniveauer, før der er risiko for at jorden pakkes permanent. Flere forskere har forsøgt sig med et bud på generelle stressgrænser i relation til jordpakning, bl.a. Söhne (1953), som i forhold til kontaktfladestress foreslog, at dæktryk for dæk, som skulle køre i marken, ikke måtte overstige 80 kpa under forhold, hvor vandpotentialet i jorden var svarende til markkapacitet. Rusanov et al. (1994) foreslog en grænse for vertikal stress på 50 kpa i 50 cm dybde som udgangspunkt. Keller et al. (2012) foreslog, på baggrund af en lang række markforsøg udført i Danmark og Sverige i perioden , en grænse på 40 kpa vertikal stress i underjorden ved markkapacitet (Figur 7). Figuren viser vertikal deformation målt i marken som en funktion af målt vertikal stress. Alle dataplot stammer fra 0,3 0,7 meters dybde. Ved hjælp af lineær regression fandt Keller et al. (2012), at der ikke var nogen varig deformation ved stressniveauer på 39,6 kpa eller derunder. På grundlag af ovennævnte resultater af Keller et al. (2012) og med basis i den generelle viden, at pakning af underjorden stort set er permanent, foreslog Schjønning et al. (2012), at jord i 50 cm dybde ved markkapacitet ikke må belastes på en sådan måde, der giver anledning til mere end 50 kpa vertikal stress (den sålkaldte 50/50 regel). Figur 7. Deformation, som funktion af vertikal stress, udført ved forskellige tests i forskellige jordtyper i marken. De forskellige teksturklasser er illustreret ved symboler (Keller et al., 2012). 13

19 I Terranimo (Se beskrivelse i afsnit 4.2) anvendes det i Figur 6 viste glidende overgang mellem om jorden deformere elastisk eller plastisk, som forudsætningen for at der tillades 50 % overskridelse af jordstyrken (illustreret i figur 5 ved den gule del af grafen). 50 % overskridelse af jordstyrken anvendes til at indeksere styrke/stress forholdet i tre kategorier efter, hvor høj risikoen er for jordpakning (se bilag 1, s. 48 for eksempel). Indekset kaldes jordpakningsindekset(eng: Soil Compaction Index) (SCI) og er foreslået af Rücknagel et al. (2015). Indekset beregnes som logaritmen til forholdet mellem stress og styrke:!"#!"#$%%!"#$%& og er enhedsløst. Indekset anvender farvekoderne grøn, gul og rød, hvor SCI = 0: ingen pakningsrisiko (Grøn). 0< SCI<0,2: Moderat pakningsrisiko (Gul) og SCI>0,2: Høj pakningsrisiko (Rød). Grænsen på 0,2 (afrundet 0,18) svarer til log (1,5), hvilket netop er 50 % stress-overskridelse af jordstyrken. Ifølge Schjønning et al. (2016), er SCI et valid indeks til at bedømme bæredygtighed ift. jordpakning ud fra, hvor SCI > 0 og < 0,2 er det usikre område på kurven (gule område figur 5), og SCI > 0,2 er stor sikkerhed for høj risiko for jordpakning med 50 % overskridelse af jordstyrken. 4 Metode 4.1 RECARE Datasættet som behandles i dette bachelorprojekt stammer fra et EU-projektet RECARE ( EU-projektet har til formål at udvikle effektive, forebyggende og afhjælpende metoder til at beskytte jordressourcer i Europa. EU-projektet består af i alt 17 case-studier fordelt på 18 lande, hvor der er fokus på forskellige trusler mod jordens kvalitet. Blandt de trusler, der bliver undersøgt, er vanderosion, saltdannelse, ørkendannelse, tab af biodiversitet, og i Danmark er fokus på jordpakning og de trusler, det har mod jordens kvalitet. Projektgruppen består af et tværfagligt team af 27 forskellige organisationer, som i perioden fra november 2013 til november 2018, i fællesskab skal finde innovative løsninger til at bevare jordens kvalitet. Som et led i den danske deltagelse i RECARE undersøges der bl.a. ved anvendelse af Terranimo (se beskrivelse nedenfor), hvor stort omfanget af jordpakning i Danmark er samt hvilke produktions-, maskin- og jordparametre der er af størst betydning for om der sker jordpakning ved kørsel i markerne. 14

20 4.2 Terranimo Kompleksiteten i at beskrive jordstyrke og stress samt deres indbyrdes afhængighed er blevet simplificeret og gjort visuelt i onlineprogrammet Terranimo (Terramechanical model). Programmet er et beslutningsstøtteværktøj, som kan prediktere risikoen for jordpakning ved kørsel med landbrugsmaskiner på baggrund af informationer om maskine, jordtype, afgrøde og vejr. Herved kan Terranimo sammenligne den stress, som maskinerne påfører jorden, med den beregnede jordstyrke, og så længe at stressniveauet ikke overstiger jordens styrke, deformerer jorden elastisk, og jorden vil genoprette sin struktur. Grænsen for, hvornår jordpakning er en reel risiko, er jf. afsnit 3.6 ikke skarpt afgrænset, og der tillades i Terranimo en 50 % overskridelse af jordstyrken før end der vurderes, at være høj risiko for jordpakning. Terranimo er et produkt udviklet af et internationalt team, som har samarbejdet om udviklingen af programmet og det bliver løbende opdateret, således at beregningerne bygger på den nyeste viden om jordstyrke og stress fra maskiner (Schjønning et al. 2016a). Programmet er på nuværende tidspunkt tilgængeligt i fem nationale versioner og en global version, som adskiller sig med hensyn til tilgængelige forudopsatte jordtyper samt muligheden for beregning af jordvandpotentialet ud fra data for jord, afgrøde og vejrparametre. Alle versioner anvender de samme modelberegninger og kan afvikles i alle tilgængelige sprog i programmet. Ved beregning af kontaktfladearealet i Terranimo skal der, ud over maskinparametre, også tages højde for jordstyrken i overjorden i den jord, hvor maskinerne kører (O Sullivan et al., 1999). I Terranimo tages der højde for jordstyrken ved først at beregne et estimat for kontaktfladearealet ud fra det anvendte dæk, dæktryk og hjullast, ved brug af en pedotransfer funktion, fremsat af Schjønning et al. (2015a). Herefter bliver det beregnede estimat, modificeret i forhold til jordstyrken i overjorden (Schjønning et al., 2016a). Til beskrivelse af stress i kontaktfladen mellem dæk og jord, anvender Terranimo FRIDAmodellen (Schjønning et al. 2008), som er beskrevet i afsnit I Terranimo er der langt over 1000 dæktyper, der kan kombineres med uendelig mange dæktryk og hjullaster, som FRIDAmodellen er i stand til at håndtere. 15

21 Beregning af stress i jordprofilet i Terranimo bygger på Söhne modellen (Söhne, 1953), beskrevet i afsnit 3.5.2, som har vist sig at kunne beskrive stressfordelingen under belastet jord med rimelig nøjagtighed (Lamandé et al. 2006). I Terranimo bliver de af Söhne (1953) fremsatte koncentrationsfaktorer koblet med vandpotentialet, og på baggrund af ikke-lineær regression, dannet en eksponentiel pedotransfer funktion, som kan prediktere koncentrationsfaktoren ud fra vandpotentialet (Schjønning et al. 2016a). Fordelen ved det er, at koncentrationsfaktoren i Terranimo varierer kontinuert med vandpotentialet i jorden. Til bestemmelse af jordstyrke i Terranimo anvendes der resultater fra forsøg, udført af Schjønning & Lamandé (ikke publicerede resultater), hvor førkompressionstyrken i 584 jordprøver blev målt, jf. afsnit 3.6. Ved anvendelse af Terranimo skal brugeren først indtaste informationer om den anvendte maskine, herunder dæktype, dækstørrelse, dæktryk og hjullast. Herefter har brugeren mulighed for at indtaste informationer om teksturen for den jord, som overkørslen har været foretaget på og beskrive vandindholdet i jorden på den pågældende dag, hvor overkørslen har været foretaget. På baggrund af de informationer laver Terranimo en simulering af overkørslen, hvorved der fremkommer informationer om stress fra maskinerne og jordstyrke for den pågældende jordtype ved indtastet vandpotentiale (Se bilag 1, s. 48 for eksempel på en simulering). I Tabel 1 er der præsenteret et eksempel med de tilgængelige informationer fra simuleringer af gyllekørsel og mejetærskning på én ejendom, og disse data vil for alle ejendommene blive anvendt i analysen. Data i Tabel 1 vil senere i afsnit 6 blive anvendt i en dybdegående analyse på én udvalgt ejendom. Mark År Afgrøde Ler (%) JB. Hvede 10,7 5 Hvede 10,7 5 Hvede 11,9 5 Raps 11,9 5 Opgave/ Dato Gyllekørsel 1. April Høst 15. August Gyllekørsel 13. April Høst 23. August Gyllekørsel 1. April Høst 10. August Gyllekørsel 16. August Høst 1. August Vandpotentiale (hpa) jordstyrke (kpa) Aksel Tabel 1. Oversigt over tilgængelige informationer fra Terranimo simuleringer her vist for én ejendom. Hjullast (Kg) Dæktryk (Bar) Vejledende Trædeflade Gns. Trædeflade Max trædeflade dæktryk (Bar) areal (m2) stress(kpa) stress (kpa) Vertikal stress (kpa) Gyllevogn bagerste ,0 1,2 0, ,53 Traktor bagerste ,0 1,3 0, ,52 Gyllevogn miderste ,0 1,2 0, ,53 Gyllevogn forrest ,0 1,2 0, ,53 Bagerste ,8 1,9 0, ,62 Forreste ,8 2,6 0, ,74 Traktor bagerste ,0 1,3 0, ,63 Gyllevogn bagerste ,0 1,2 0, ,67 Gyllevogn miderste ,0 1,2 0, ,67 Gyllevogn forrest ,0 1,2 0, ,67 Bagerste ,8 1,9 0, ,22 Forreste ,8 2,6 0, ,44 Traktor bagerste ,0 1,3 0, ,53 Gyllevogn bagerste ,0 1,2 0, ,54 Gyllevogn forrest ,0 1,2 0, ,54 Gyllevogn miderste ,0 1,2 0, ,54 Forreste ,8 2,6 0, ,76 Bagerste ,8 1,9 0, ,65 Traktor bagerste ,0 1,3 0, ,63 Gyllevogn forrest ,0 1,2 0, ,63 Gyllevogn bagerste ,0 1,2 0, ,65 Gyllevogn miderste ,0 1,2 0, ,65 Bagerste ,8 1,9 0, ,51 Forreste ,8 2,6 0, ,65 SCI 16

22 4.3 Undersøgelsen Formålet med de indsamlede data, som behandles i dette bachelorprojekt, er at lave en undersøgelse af forskellige driftformers pakningspåvirkning af jorden, herunder de maskiner som anvendes i praksis. Undersøgelsen er foretaget på basis af oplysninger fra interviews med landmænd og konsulenter fra 11 forskellige ejendomme, fordelt over det meste af Danmark (Figur 8). Der er så vidt muligt udvalgt ejendomme, således at der indgår forskellige produktionsformer, dyrkningsmetoder, jordtyper og afgrøder i undersøgelsen. Figur 8. Danmarkskort med forskellige jordtyper og lokation for de ejendomme, som er inddraget i undersøgelsen. Nye jordbundskort (Greve, 2014). 17

23 På baggrund af oplysninger fra landmændene om maskiner, markplan og tidpunkter, er der for udvalgte marker og høstår blevet lavet simuleringer for samtlige af de overkørsler, som har været foretaget. Herefter er online beslutningsstøtteværktøjet Terranimo anvendt til at lave simuleringerne, og resultater fra programmet er anvendt til databehandling i dette bachelorprojekt. (Se bilag 1, s. 48 for eksempel på Terranimo simulering og resultat). Undersøgelsen er foretaget i perioden 1. September December Der er lavet simuleringer for i alt 612 maskinkørsler over to høstår, som er foretaget med 25 forskellige maskiner, fordelt på 45 marker og 14 forskellige afgrøder (Tabel 2). Alle simuleringerne er lavet med maksimalt belastede maskiner, dvs. f.eks. fuld gyllevogn og fuld korntank på mejetærsker. Ét hjulpar (aksel) på en traktor eller maskine tæller for en overkørsel, og der er ved de 612 maskinkørsler foretaget samlet 1810 overkørsler, hvor f.eks. en traktor og tre-akslet gyllevogn tæller for fem overkørsler. Jordtyper er i samråd med landmændene blevet bestemt vha. en funktion i Terranimo der ud fra GPS data for lokation, henter informationer om teksturen fra jorddatabasen. Jordens vandindhold er bestemt ved at anvende en funktion i Terranimo, som bruger DAISY til at beregne et estimat for jordens vandpotentiale. DAISY-modellen er oprindeligt udviklet til at simulere udvaskning af nitrogen fra landbrugsjord (Hansen et al., 1990) og er ofte anvendt til dette formål. Modellen kan simulere plantevækst, udbytter samt vand og nitrogendynamik i landbrugsjord, baseret på informationer om vejret og dyrkningspraksis (Abrahamsen & Hansen, 2000). I relation til Terranimo kan modellen sammenholde vejrdata fra DMI otte måneder tilbage i tiden for en given lokation med dyrket afgrøde, og på baggrund af disse informationer beregne, hvor meget vand der optages af afgrøden, transporteres neden ud af jordprofilet og tilføres i form af nedbør (Schjønning et al., 2016a). Derved kan DAISY beregne et rimeligt godt estimat for jordens vandpotentiale (Schjønning et al., 2016a). 18

24 19 Tabel 2. Oversigt over alle kørsler som er foretaget på 11 ejendomme over to høstår i udvalgte marker. mkmkm

25 I forbindelse med undersøgelsen blev landmændene bedt om at svare på en række spørgsmål (Se bilag 2, s. 53), som delvis gik på anvendelsen af Terranimo men også spørgsmål til, hvordan landmændene forholdte sig til en evt. kommende regulering, og om de kunne se Terranimo som et værktøj til dette. Der er udfyldt spørgeskemaer for i alt fem ejendomme, og svarene fra disse spørgsmål vil indgå i et perspektiverende afsnit til sidst i opgaven, hvor også observationer og generelle kommentarer fra dataindsamlingen vil blive inddraget. 4.4 Databehandling Databehandling er foretaget på baggrund af rapportfaciliteten i Terranimo, hvor der er genereret en PDF-rapport for samtlige 614 maskinkørsler (se bilag 1, s. 48 for eksempel). PDF-rapporterne er blevet konverteret til tekst format og indlæst i programmet RStudio version med henblik på statistisk analyse (ligeledes gennemført i R). Til analyse af det gennemsnitlige maskin-maksimale vertikale stress, er der lavet statistisk analyse ved hjælp af en envejs ANOVA med henholdsvis ejendomme og maskiner som forklarende variabler, og det gennemsnitlige maskin-maksimal vertikal stress som respons. Gennemsnitlig maskin-maksimal vertikal stress, beregnes på ejendomsniveau ved, at der for hver maskine på de enkelte ejendomme, bliver der udregnet, hvilket hjulpar på traktoren eller maskinerne, som har det højeste maksimale vertikal stressniveau i 0,5 meters dybde. Herefter bliver der for hver ejendom lavet et gennemsnit for de overkørsler som har været fortaget, hvilket bliver ejendommes gennemsnitlige maskin-maksimale vertikale stressniveau. På maskinniveau beregnes det gennemsnitlige maskin-maksimale vertikale stress ved, at for maskinerne (1-25), bliver der for alle de kørsler, som har været foretaget i marken, lavet et gennemsnit pr. maskine ud fra det hjulpar med det højeste vertikale stress niveau. For indbyrdes par-sammenligning af ejendomme og maskiner, er der anvendt TUKEY-test. Alle anvendte data er blevet testet for normalfordeling ved anvendelse af Shapiro-test. Analyserne med anvendelse af jordpakningsindekset (SCI), er lavet ved beregning af den procentvise fordeling af overkørsler, hvor SCI= 0, 0 < SCI < 0,2, SCI > 0,2. Til illustration af sammenhænge er der produceret søjle- og cirkeldiagrammer. Diagrammerne er udarbejdet i RStudio version og Excel version

26 Der er valgt, at analyserne primært fokuserer på jordpakningsproblematikken i 0,5 meters dybde, da jordpakningsskader i den dybde har vist sig særligt alvorlige, idet skaderne stort set er permanente (Schjønning et al., 2013; Berisso et al., 2012, 2013) og derfor er af størst betydning for jordens fremtidige kvalitet. 5 Resultater og diskussion Resultaterne fra undersøgelsen bliver i det følgende behandlet i tre separate analyser, hvor resultaterne først præsenteres i de enkelte analyser, og herefter analyseres og diskuteres de. Første analyse (5.1) er en overordnet analyse af alle ejendomme ved anvendelse af jordpakningsindekset(sci). Herefter bliver der i analyse 5.2 og 5.3 mere specifikt undersøgt, hvad det på henholdsvis ejendomsniveau og maskinniveau er, der kan forklare data i analyse 5.1. I analyse 5.2 undersøges, hvorvidt der er forskelle på det gennemsnitlige maskin-maksimale vertikale stressniveau ejendommene imellem. Herefter vil jordpakningsindekset(sci), som inddrager jordstyrke i beregningerne, blive anvendt i analysen. Der undersøges i analyse 5.3, om der er forskelle på det gennemsnitlige maskin-maksimale vertikale stress, maskinerne/operationerne imellem, og ligesom i analyse 5.2, vil der i analysen også blive anvendt jordpakningsindekset(sci). Fordelen ved at analysere stressniveauet er, at der fremkommer et mere specifikt udtryk for forskelle i stresspåvirkningen for de enkelte ejendomme og maskiner, da beregningerne til forskel fra SCI ikke er afhængige af jordstyrke. Slutteligt i dette afsnit vil der være en delkonklusion på analyserne. 5.1 Den procentvise fordeling af alle overkørsler, beregnet med SCI Formålet med denne analyse er at undersøge omfanget af alle overkørsler, som er foretaget på de 11 ejendomme over to høstår, hvor der er risiko for jordpakningsskader i 0,5 meters jorddybde. Der er i alt foretaget 612 maskinkørsler (Tabel 2), som svarer til 1810 overkørsler. Ud af de 1810 overkørsler var SCI i: 21