DJF rpport Mrkbrug nr. 82 November 2002 Jordberbejdning i økologisk jordbrug pløjedybde og ikke-vendende jordløsning Soil tillge in orgnic frming ploughing depth nd non-inversion deep tillge Per Schjønning, Krl J. Rsmussen, Lrs J. Munkholm & Peter S. Nielsen Ministeriet for Fødevrer, Lndbrug og Fiskeri Dnmrks JordbrugsForskning
DJF rpport Mrkbrug nr. 82 November 2002 Jordberbejdning i økologisk jordbrug pløjedybde og ikke-vendende jordløsning Soil tillge in orgnic frming ploughing depth nd non-inversion deep tillge Per Schjønning & Lrs J. Munkholm Afdeling for Plntevækst og Jord Forskningscenter Foulum Postboks 50 DK-8830 Tjele Krl J. Rsmussen & Peter S. Nielsen Afdeling for Jordbrugsteknik Forskningscenter Bygholm Postboks 536 DK-8700 Horsens DJF rpporter indeholder hovedsgeligt forskningsresultter og forsøgsopgørelser rettet mod dnske forhold. Endvidere kn rpporterne beskrive større smlede forskningsprojekter eller fungere som bilg til temmøder. DJF rpporter udkommer i serierne: Mrkbrug, Husdyrbrug og Hvebrug. Rpporterne koster i løsslg 50-100 kr. pr. stk., fhængig f sidetl. Abonnenter opnår 25% rbt og bonnement kn tegnes ved henvendelse til: Dnmrks JordbrugsForskning Postboks 50, 8830 Tjele Tlf. 8999 1615 Alle DJF s publiktioner kn bestilles på nettet: www.grsci.dk Tryk: DigiSource ISSN 1397-9884
Forord Denne rpport beskriver resultterne f et mrkforsøg på Den økologiske Forsøgssttion Rugbllegrd i perioden 1997-2000. Projektet blev finncieret f Ministeriet for Fødevrer, Lndbrug og Fiskeri smt det Strtegiske Miljøforskningsprogrm og vr koordineret f Forskningscenter for Økologisk Jordbrug (FØJO). Det nvendte forsøgsrel blev omlgt til økologisk drift i forbindelse med opstrt f projektet. Også sædskiftet blev kørt ind i forbindelse med projektet. D der er tle om et fem-mrks skifte nåede skiftet ikke helt rundt. Denne ulempe modvirkes dog f, t forsøget lå i fem mrker og t lle fgrøder således dyrkedes hvert år. Alligevel må forsøgsresultterne betrgtes som foreløbige, idet et dyrkningssystem som det undersøgte påvirker jordprmetre, hvis betydning for plntevæksten kn vise sig år efter overgngen til den nye driftsform. Dele f resultterne er publiceret interntionlt ved konferencer (Munkholm et l., 1998; 2000; Nielsen et l., 2000) smt i tidsskriftet Soil & Tillge Reserch (Munkholm et l., 2001). Hovedforsøget, der beskrives i denne rpport, vr i perioden 1998-2000 desuden vært for et ndet FØJO-projekt, der omhndlede berbejdningens betydning for jordens biologi. I rpporten er medtget resultter fr de jordfysiske undersøgelser gennemført i dette projekt. Der henvises til projektleder Jørgen A. Axelsen, Dnmrks Miljøundersøgelser, Silkeborg for nærmere informtion om resultterne f de biologiske undersøgelser. Vi tkker driftsleder Frnk W. Oudshoorn, Rugbllegrd for den fleksibilitet og velvilje, der blev udvist for t vi kunne få forsøgsrbejdet gennemført i de fem mrker. Ligeledes en tk til mrkpersonlet på Afdeling for Jordbrugsteknik, DJF-Bygholm. Gunnr H. Mikkelsen, DJF- Foulum, medvirkede ved forsøgets opstrt med meget relevnte og værdifulde betrgtninger over mulige berbejdningssystemer. Bodil C. Christensen, Plle Jørgensen, Michel Koppelgrd, Jørgen M. Nielsen og Stig T. Rsmussen, DJF-Foulum gennemførte de jordfysiske målinger. Anne Sehested hr udrbejdet figurer og tbeller smt klrgjort mnuskriptet til trykning. Per Schjønning Mrts 2002 3
Indholdsfortegnelse Forord... 3 Smmendrg... 5 Summry... 7 1. Indledning... 8 2. Metoder... 10 Forsøgsrel... 10 Vejrforhold i forsøgsperioden... 11 Sædskifte og gødskning... 11 Opbygning f jordberbejdningsudstyr... 12 Forsøgsbehndlinger... 14 Systemernes integrtion i sædskiftet... 14 Forsøgspln og teknisk udførelse... 15 Jordfysiske undersøgelser... 15 Spdeprøve... 17 Specilforsøg med rodvækst... 17 Sådybde og plntebestnd... 17 Ukrudt... 17 Udbytter og fgrødekvlitet... 18 Sttistik... 18 3. Resultter og diskussion... 18 Prktisk gennemførlighed... 18 Penetreringsmodstnd... 19 Jordens porøsitet... 24 Smuldreevne... 26 Vådstbilitet f ggregter... 27 Spdeprøve... 28 Rodvækst... 30 Sådybde og plntebestnd... 31 Ukrudt... 32 Udbytter... 35 Afgrødekvlitet... 38 Overordnet vurdering f de undersøgte berbejdningsmetoder... 39 4. Konklusioner og perspektiver... 41 5. Litterturliste... 42 4
Smmendrg I perioden 1996 til 2000 gennemførtes et mrkforsøg med forskellige jordberbejdningssystemer på Den økologiske Forsøgssttion Rugbllegrd. Forsøgsrelet blev omlgt til økologisk drift i forbindelse med projektets strt i 1996. Undersøgelserne gennemførtes i et fem-mrks skifte, der ligeledes blev kørt ind i forbindelse med projektet. Det drejer sig om et såkldt blndet sædskifte med byg/ært m. udlæg, 1. års kløvergræs, 2. års kløvergræs, hvre og vinterhvede. Forsøget blev nlgt i fem mrker (B1-B5), hvilket indebærer, t lle skiftets fgrøder blev dyrket hvert år. Fire forskellige jordberbejdningssystemer blev undersøgt i et rndomiseret blokforsøg med 4 blokke. De fire behndlinger omfttede to systemer med pløjning, nemlig led A med 20 cm pløjedybde og led B med 10-12 cm pløjedybde; hertil kom to systemer (C og D) med ikkevendende løsning f jorden til 35-40 cm dybde. Til dette formål blev opbygget et specielt udstyr i forbindelse med projektet. Der blev dog nvendt kommercielt tilgængelige gåsefodstænder fr det tyske firm Dutzi. Disse blev monteret på en svær bulle, der også gv mulighed for ophængning f en Howrd tndfræser. På denne vr der monteret løftehitch, hvori en konventionel Nordsten slæbeskær-såmskine kunne monteres. Forsøgsled C ( fuld Dutzi) omfttede en berbejdning med hele denne ekvipge i én rbejdsgng, mens der i led D ( delt Dutzi) blev gennemført en seprt berbejdning med Dutzi-tænderne efterfulgt f såning med tndfræser og såmskine. Omlægning f græsmrken skete for lle systemer med trditionel pløjning til 20 cm dybde. Anvendelsen f Dutzi-udstyret krævede meget stor trækkrft og der vr ikke nævneværdig mindskelse f dette ved t nvende løsnetænderne seprt. Jordløsningen vr i både C og D meget effektiv og gv nledning til en mrknt mindskelse f den mekniske modstnd i jordlget fr c. 20 til c. 35 cm dybde, hvor der på relet generelt fndtes en kompkt pløjesål. Effekten på den mekniske modstnd i jorden viste sig t vedvre i minimum 2 år. Den ændrede jordfysiske tilstnd gv forbedrede betingelser for bl.. rodvækst og knoldbkterier (Rhizobium). De undersøgte berbejdningsmetoder gv ikke entydige ændringer i ukrudtstrykket. Generelt (for lle berbejdninger) vr der problemer med t styre ukrudtet i vinterhveden. En tendens til forøget ukrudtstryk i udlægsmrken efter Dutzi-behndling i forhold til pløjning gv ikke øgede problemer, idet forskellen udlignede sig ved høst f dæksæden som helsæd. Der vr heller ikke entydige tendenser i berbejdningernes indflydelse på udbyttet f fgrøderne. Der vr en tendens til, t Dutzi-løsning gv et lidt højere råprotein-indhold i helsæds- og kløvergræsudbyttet end pløjning. Både Dutzi-berbejdningen og den overfldiske pløjning må betrgtes som relistiske muligheder i et økologisk sædskifte som det undersøgte. En sikker konklusion om systemernes suc- 5
ces vil kræve undersøgelser gennem mere end en rottion. Desuden kn resultterne tænkes t være nderledes i ndre sædskifter. Ploven vil fortst være nødvendig i mnge økologiske jordbrug p.g.. behovet for t nedmulde flerårige fgrøder og hlm-rig stldgødning mm. I stedet for fuld overgng til ikke-vendende jordløsning, forekommer det relistisk t reducere pløjedybden til det mindst mulige og foretge en evt. påkrævet meknisk løsning f dybere jordlg med mskinel, der bryder jorden op til den ønskede dybde uden t vende den. Her er Dutzi-tænderne (seprt eller i forbindelse med et kombisæt) én f flere muligheder. Der bør gennemføres forsøgsserier på forskellige jordtyper, hvor forskellige systemer testes med henblik på optimering f jordstruktur og biodiversitet i jorden, udbyttets størrelse og kvlitet, ukrudtsbekæmpelse smt med henblik på minimering f rbejdstid og forbrug f fossilt brændstof. Sådnne undersøgelser bør dække de vigtigste kombintioner f jordtype, sædskifte og gødskningsstrtegi mm. og gennemføres i så lngt et tidsrum, t det er muligt t vurdere de nævnte succeskriterier efter en nødvendig overgngsfse. 6
Summry A field tril with different tillge strtegies ws conducted from 1996 to 2000 t Rugbllegrd Experimentl sttion, Horsens, Denmrk. The tril ws crried out in ech of five fields grown with the orgnic crop rottion: brley/pe with grss/clover undersown, 1 st yer grss/clover mixture, 2 nd yer grss/clover mixture, ots, nd winter whet. I.e., ll crops were grown ech yer. Four different soil tillge strtegies were exmined in ech field in rndomised complete block design with four blocks. Two mouldbord ploughing tretments with ploughing depths of 20 cm (tretment A) nd 10-12 cm (tretment B) were compred with system of noninversion loosening of the top 35-40 cm soil. The ltter system used two different methods. Tretment C included concurrent opertion of rotry cultivtor nd sowing with trditionl drill, i.e. combintion of the primry nd secondry tillge opertions with the drilling. In tretment D, the loosening to 35-40 cm ws crried out seprtely followed by seedbed preprtion nd drilling with combined implement like the one ttched to the subsoiler in tretment C. The tines used for subsoiling re 60 cm wide nd re commercilly vilble (RDZ Dutzi GmbH, Germny). Four tines were procured nd ttched to double toolbr llowing concurrent tretment of pproximtely 3 meter of lnd. The tines could be djusted in height nd even removed if no loosening ws needed (leving the combined rotry cultivtor nd drill to be used s more trditionl mens of performing reduced tillge). The opertion of the subsoiler hd high trctive force requirement nd this ws nerly irrespective of whether concurrent seeding opertion took plce (tretment C/D). The tines were very effective in breking up the plough pn without bringing soil from deeper lyers to the surfce. The loosening effect ws found to persist for t lest two yers nd gve n obvious improvement in the root growth conditions. The tillge tretments hd no significnt influence on crop yields. Generlly (irrespective of tillge system), it ws difficult to control weed problems in the winter whet crop due to the orgnic frming system regultions (no use of pesticides). It ws concluded tht the shllow ploughing depth s well s the use of the non-inversion tillge system re relistic lterntives to trditionl mouldbord ploughing to 20 cm depth. The systems should be followed for more thn one rottion for more comprehensive evlution of their pplicbility. 7
1. Indledning Lndmænd, der konverterer til økologisk jordbrug, hr oftest igennem en kortere eller længere årrække drevet konventionelt lndbrug. De trktorer og mskiner smt de færdsels- og jordberbejdningsmetoder, lndmnden hr nvendt i det konventionelle lndbrug, vil i lngt de fleste tilfælde blive overført til det økologiske dyrkningssystem. Imidlertid kn der være grund til t vurdere jordberbejdningen ud fr de krv, der specielt er fremherskende ved økologisk dyrkning. Jordberbejdning er således den mest direkte måde, hvormed lndmnden påvirker det dyrkningsmedium jorden som er ltfgørende for et tilfredsstillende udbytte f en høj kvlitet. Ved økologisk dyrkning skl jordens frugtbrhed fremmes mest muligt ved jordberbejdningen. Pionerer indenfor den økologiske bevægelse hævder, t et system med miniml og helst ikke-vendende jordberbejdning (ltså uden pløjning) er t foretrække (Lmpkin, 1990). Ideen er, t jordens levende orgnismer, herunder både mikroorgnismer og fun i lle størrelsesklsser, skånes ved miniml berbejdning. Videre ligger der i forslget om ikke t vende jorden, t det llerøverste jordlg får et stort indhold f orgnisk stof. Det hr betydning for mnge forhold, herunder jordstrukturens stbilitet i våd tilstnd og smuldreevne ved berbejdning. Videre kn dette hve betydning for f.eks. risikoen for vind- og vnderosion. En række undersøgelser hr vist, t de seneste årtiers brug f stedse større trktorer og vogne i lndbruget hr forårsget en pkning f jorden under pløjedybde. Problemet er konstteret i en lng række lnde med mekniseret lndbrug (Håknsson, 1994) og således også i Dnmrk (Schjønning & Rsmussen, 1989; Schjønning, 1992; Rsmussen et l. 1995; Djurhuus & Olesen, 2000; Schjønning et l., 2000, 2002; Munkholm et l., 2001). Den registrerede pkning er dels forårsget f kørsel på selve overfldejorden med tunge trktorer og vogne ved udbringning f gylle mm smt ved høst; og dels er pkningen forårsget f hjulet i furen ved pløjning (en pløjesål). En pkket underjord hr vist sig skdelig på flere måder, herunder også på det endelige udbytte (f.eks. Schjønning & Rsmussen, 1994). Det er vigtigt t bemærke i denne smmenhæng, t pkningsskder under pløjedybden hr vist sig t være permnente eller i hvert fld meget lngvrige (Håknsson, 1994; Shrrtt et l., 1998). En række undersøgelser hr vist, t meknisk løsning f et pkket jordlg kn hve en positiv effekt på plntevæksten (Brim et l., 1984; Hipps & Hodgson, 1988; Schjønning & Rsmussen, 1994). Smtidig er det dog også vigtigt t understrege, t grubning f en jord, der ikke er pkket, kn give deciderede udbyttetb (Schjønning & Rsmussen, 1994). Der er således grund til t undersøge sin jord før mn foretger meknisk jordløsning. Her kn mn gøre brug f bl.. spdeprøven (Munkholm, 2000). Igennem århundreder hr ploven været det vigtigste redskb til den primære jordberbejdning til næsten lle lndbrugsfgrøder. Formålet med pløjningen er t rydde op efter den foregående fgrøde smt t forberede jorden til den næste fgrøde. Ploven løsner jorden i pløjelget smtidig med, t den vender den og dermed nedbringer hlm, stubrester, husdyrgødning, ukrudt osv. Pløjning udføres under de fleste forhold til en dybde på 20-25 cm, under visse 8
forhold til mindre dybde og under ndre forhold til 25-30 cm dybde. Mrkforsøg i konventionelt jordbrug hr vist, t pløjningen under mnge forhold kn reduceres til 10-15 cm dybde uden væsentlig risiko for udbyttetb (Rsmussen, 1981; Rsmussen et l., 1996, 1998). Ønsker mn t bevre ploven som redskb til sin primære jordberbejdning, er det derfor nærliggende t undersøge muligheden for t overgå til en mere øverlig pløjedybde end de trditionelle 20 cm. Mn vil formodentlig opnå noget f den ønskede effekt med t skåne jordens orgnismer smt t koncentrere det orgniske stof i overjorden. Den reducerede pløjedybde øger dog risikoen for fremspiring f spildkorn og opformering f ukrudt, ligesom det ser ud til, t pløjesålen kn følge med pløjedybden op til lige under den nye pløjedybde (Rsmussen et l., 1996, 1998). Mnge steder i verden foretges jordberbejdning uden nvendelse f plov. I engelsksprogede lnde tles om conservtion tillge, d.v.s. bevrende jordberbejdning (Crter, 1994). Der er flere grunde til, t pløjefri berbejdning i mindre grd er slået n i Dnmrk end i en række ndre lnde. En vigtig årsg er, t morænejorde (istidsflejringer) indeholder ler og snd i et blndingsforhold, der giver stor tendens til pkning (Ehlers & Clupein, 1994). Sådnne jorde hr behov for meknisk løsning, som ploven gennemfører fint for det øverste jordlg. I Tysklnd er udviklet et jordberbejdningssystem, der kombinerer ikke-vendende, dyb jordløsning med overfldisk såbedstilberedning i én rbejdsgng (El Titi & Lndes, 1990; Ehlers & Clupein, 1994). Med dette system er det ltså muligt t kombinere et eventuelt behov for løsning f jorden med ønsket om t undgå t vende jorden. Der rpporteres om positive effekter på en række jordfunktioner i et integreret lndbrugssystem i Tysklnd. Også Sommer & Zch (1992) fndt ikke-vendende jordberbejdning lovende og fuldt ud på højde med trditionel pløjning. Hmpl (1995) rgumenterer bl.. på dette grundlg for indførelse f sådnne, ikkevendende berbejdningssystemer i økologisk jordbrug. Det tyske koncept indebærer, t jorden kn løsnes til vlgfri dybde fr c. 10 til næsten 40 cm. Derved kn en eventuelt konstteret pløjesål løsnes som led i den egentlige berbejdning til næste fgrøde. Omvendt kn udstyret også nvendes med løsning til ringere dybde og endd helt uden løsning. Dette er et udtryk for behovsbestemt jordberbejdning, der dog også kn prktiseres på ndre måder. Generelt bør den økologiske lndmnd ltid overveje formålet med denne eller hin berbejdning. Det skyldes dels, t jordens levende orgnismer lt ndet lige er bedst tjent med ikke t blive forstyrret og dels, t der kræves kostbr tid og fossilt brændstof ved jordberbejdning. Formålet med denne undersøgelse vr t vurdere muligheden for enten t mindske pløjedybden eller t overgå til et system med ikke-vendende løsning f jorden til behovsbestemt dybde. Undersøgelserne blev lgt ind i et økologisk sædskifte med både kornfgrøder og en toårig kløvergræs. Rpporten omftter de første fire forsøgsår, 1997-2000. Specilundersøgelser i det smme forsøg er beskrevet i interntionl smmenhæng (Munkholm et l., 1998, 2000, 2001; Nielsen et l., 2000). 9
2. Metoder Forsøgsrel Forsøget blev nlgt på Den Økologiske Forsøgssttion Rugbllegrd. Forud for forsøgets nlæggelse blev der gennemført en omfttende strtkrkterisering (Rsmussen et l., 1995) med målinger f en række jordprmetre i et 80m x 80m grid over mrkerne. I hvert netpunkt er der i fire dybder ned til en meter foretget nlyser f jordens tekstur, humusindhold, Rt, Pt og Kt. I enkelte profiler er der ned til 1,5 m dybde bestemt volumenvægt og vndindhold ved mrkkpcitet (tilstnden om foråret) og ved visnegrænsen. Endvidere er der udført penetreringsmålinger til 60 cm dybde. Denne krkterisering er senere udvidet til målinger i et 40x40 meter grid for selve forsøgsrelerne. Dt fr sidstnævnte krkterisering er ikke publiceret. De fem nvendte mrker på Forsøgssttionen benævnes B.1.2, B.2.2, B.3.2, B.4.2, B.5.2, men vil i denne rpport f prktiske grunde blive omtlt som mrk B1 til B5. N B1 B2 B3 B4 B5 Figur 1. Kort over forsøgsmrkerne med forsøgets plcering vist for hver mrk. Mp of the experimentl fields with the loction of the tril indicted for ech field. Jorden på Rugbllegrd er generelt ret vrierende med hensyn til teksturen og de derf fledede egenskber. Det skyldes jordens geologiske oprindelse. Forskellige del-områder f forsøgsmrkerne er således udviklet fr så forskellige flejringer som moræneler, diluvil grus og diluvil snd (Rsmussen et l., 1995). Som det fremgår f tbel 1 svinger lerindholdet med 12-18% omkring gennemsnitsværdierne på 8.5-12.9 procent-enheder for hvert forsøgsrel. Informtionerne om mrkernes vribilitet blev dels nvendt ved plcering f forsøgets prceller og dels ved udvælgelse f delflder til nærmere jordnlyser i de enkelte prceller. 10
Det meget høje og meget vrierende klium-indhold i mrk B1 skyldes formodentlig, t mrken tidligere er blevet nvendt til frilndsgrise. Tbel 1. Tekstur og næringsstofsttus i 0-25 cm dybde for forsøgsrelet i hver f de 5 mrker. Tllene i prentes ngiver vritionskoefficient i %. Bsic chrcteristics of the 0-25 cm soil lyer for the tril re t ech field. Dt in brckets indicte coefficient of vrince, %. Mrk: B1 B2 B3 B4 B5 Humus (%) 3,5 (15) 3,5 (13) 3,5 (33) 3,1 (15) 3,9 (18) Ler (%) 12,7 (16) 11,7 (16) 12,9 (12) 11,5 (16) 8,5 (18) Silt (%) 13,1 (14) 14,8 (14) 14,9 (16) 12,7 (15) 10,6 (21) Finsnd (%) 37,3 (14) 40,7 (11) 40,9 (8) 42,9 (2) 37,1 (12) Grovsnd (%) 33,5 (20) 29,3 (14) 27,8 (14) 29,8 (10) 39,9 (19) Rektionstl 6,5 (7) 6,5 (4) 6,9 (3) 6,6 (3) 6,5 (3) Fosfortl 3,8 (19) 2,9 (21) 2,9 (14) 3,1 (12) 3,7 (17) Klitl 23,1 (35) 13,1 (16) 19,9 (26) 16,4 (20) 13,1 (20) Vejrforhold i forsøgsperioden De fire vækstår 1997-2000, hvori forsøget gennemførtes, vr lle forholdsvis nedbørsrige. I lle år blev registreret større nedbør i mj-juni end gennemsnittet for 1961-90 på 101 mm; således henholdsvis 127, 105, 165 og 104 mm for årene 1997, 1998, 1999 og 2000. Det meget høje tl for 1999 dækker over normlnedbør i mj og en ekstrordinær stor nedbørsmængde i juni måned. For pril-ugust vr den smlede nedbør i de fire år henholdsvis 270, 335, 348 og 236 mm, hvilket skl smmenlignes med et 30-års gennemsnit på 276 mm. Temperturmæssigt vr årene forholdsvis tæt på det normle; 30-års gennemsnittet for pril-ugust er således 12.4 o C, som skl smmenlignes med henholdsvis 13.5, 12.3, 13.1 og 12.9 o C for 1997, 1998, 1999 og 2000. Det forholdsvis høje tl for 1997 skyldes hovedsgeligt en meget vrm ugust måned, mens de lidt forhøjede tl i forhold til 30-års gennemsnit for 1999 og 2000 primært kn tilskrives en forholdsvis vrm pril måned. Alle dt er fr Dnmrks Meteorologiske Institut, gennemsnit for hele Dnmrk. Sædskifte og gødskning Forsøget lå i et fem-mrks sædskifte, hvor lle fgrøder vr med i forsøget hvert år. Det vil sige, t forsøget lå smtidigt i de fem mrker B1-B5. Lndbrugsdriften blev for lle mrker konverteret til økologisk drift fr 1996. Sædskiftet ændredes lidt de første år under indkøringen, men vr derefter (Tbel 2): 1. Vårbyg / ært med udlæg f kløvergræs 2. 1. års kløvergræs 3. 2. års kløvergræs 4. Hvre 5. Vinterhvede 11
Tbel 2. Oversigt over fgrødefølgen fr 1995-2000 for de 5 mrker, hvor forsøget blev nlgt. Crop rottion of the experimentl fields in 1995-2000. Mrk B1 B2 B3 B4 B5 1995 Græs Byg byg byg vinterhvede 1996 byg/udlæg Byg/ært m. udlæg 1997 1. års kløvergræs 1. års kløvergræs 1998 Hvre 2. års kløvergræs roer hvre hvre byg/ært m. udlæg fsg-beh 1. års kløvergræs 1999 Vinterhvede fsg-beh 1 Hvre 2. års kløvergræs 2000 byg/ært m. udlæg fsg-beh roer fsg-beh byg/ært m. udlæg fsg-beh 1. års kløvergræs Vinterhvede hvre 2. års Fsg-beh 1 kløvergræs fsg-beh: fgrøder etbleredes med de beskrevne forsøgsbehndlinger (fsg-beh) 1 i vinterhvede skete forsøgsnlæggelsen i september forud for høståret vinterhvede vinterhvede 2 fsg-beh 1 byg/ært m. udlæg fsg-beh 1. års kløvergræs 2 vinterhveden i mrk B5 blev ophrvet foråret 1999 på grund f ekstremt meget ukrudt; i stedet såedes foderræddike Forsøgsbehndlingerne blev hvert år gennemført i to f mrkerne i sædskiftet, nemlig hvor der skulle etbleres byg/ært og vinterhvede (tbel 2). På grund f den store frekvens f kløvergræs i sædskiftet, blev husdyrgødning kun tilført en enkelt gng gennem sædskiftet, nemlig om foråret i vinterhveden (og indtil roerne udgik også forud for disse). Der tildeltes 30-35 t/h kvæggylle, fstemt efter 50 kg/h NH 4 -N. De første års resultter viste problemer med slæbning ved såning, hvis der nvendtes fst stldgødning (se også Resultter ), hvorfor der efterfølgende blev tilført gylle. Opbygning f jordberbejdningsudstyr I begyndelsen f projektperioden blev der opbygget et udstyr til ikke-vendende jordberbejdning efter de principper, der er beskrevet f El Titi & Lndes (1990). Formålet vr t skbe et system, hvor den ikke-vendende jordberbejdning og såning bliver udført i én rbejdsgng. Vi ønskede en tre meter bred redskbskombintion bestående f en grubber, en tndfræser og en såmskine. På en svær bulle blev der monteret fire vingeformede 60 cm brede grubberskær fr det tyske firm Dutzi (nvnet vil efterfølgende i rpporten blive nvendt for denne behndling). Skærene, der hr en lille rbejdsvinkel i det horisontle pln, løfter og bryder jorden 12
uden t vende den og uden t trække rå jord op til jordoverflden. Arbejdsdybden kn vrieres. Største rbejdsdybde er c. 40 cm. På grubberen er monteret beslg, så der kn monteres et redskb, f. eks. en tndfræser, kompkthrve e.l. Vi vlgte en Howrd tndfræser til såbedstilberedning f den grubbede jord. Tndfræseren kn dybdeindstilles. Der vlgtes en dybde svrende til sådybden, c. 5 cm. Ved t vriere fremkørselshstighed eller rotorhstigheden kn såbedets findelingsgrd reguleres. På tndfræseren er monteret løftehitch, hvori en konventionel Nordsten slæbeskær-såmskine blev monteret. Hele ekvipgen hænger i trktorens lift. Figur 2-d viser det konstruerede berbejdningsudstyr i rbejde. I trnsportsitutionen (Figur 2) ses en f de brede og krftige Dutzi-tænder. b c Figur 2. Dutzi-udstyret i rbejde. ) trnsportsitution for det fulde Dutzisystem (brugt i forsøgsled C), b) og c) det fulde Dutzi-system i rbejde, d) løsning med Dutzi-tænderne seprt (forsøgsled D) (foto: Peter S. Nielsen). The tillge implements used in tretments C nd D. ) the complete system in trnsport position, b) nd c) the full Dutzi implement in the field, d) seprte soil loosening with Dutzi tines (tretment D). d 13
Forsøgsbehndlinger Ved plnlægningen f forsøget blev der lgt vægt på t undersøge følgende spekter f jordberbejdning i det økologiske sædskifte. For det første ønskedes en øverlig pløjedybde smmenlignet med trditionel pløjning til c. 20 cm. For det ndet ønskede vi t undersøge muligheder og problemer med den ikke-vendende jordberbejdning. Det tyske koncept indebærer, t jordløsningen og såbedstilberedning/såning gennemføres i én rbejdsgng. Det hr den fordel, t der ikke er nogen form for trfik på jorden mellem berbejdning og såning. Som beskrevet herover lykkedes det t opbygge et udstyr, der muliggør denne berbejdning. Imidlertid kræves stor trækkrft for t nvende det kombinerede sæt f redskber. Dette gælder især ved den første nvendelse på jord, hvor behovet tilsiger, t løsnetænderne skl ned og fnge en pløjesål til 35-40 cm dybde. Derfor vlgte vi t indlægge en forsøgsbehndling, hvor den mekniske løsning med Dutzi-tænderne blev gennemført i en seprt behndling efterfulgt f såbedstilberedning og såning med et kombisæt. Ideen hermed vr således t undersøge, om en dskillelse f løsneprocessen fr såbedstilberedning og såning kunne gennemføres med mindre trktorer. Og videre, om der ville ske en skdelig genpkning f jorden efter løsning, når der skulle køres en gng til for t såbedstilberede og så. På dette grundlg blev forsøget i perioden 1997 til 2000 gennemført efter plnen: A) Pløjning til 20 cm dybde med en 16 Kvernelnd vendeplov med påmonteret furepkker. Såbedstilberedning og såning i én rbejdsgng med Doublet Record kompkthrve og Nordsten slæbeskær såmskine. B) Pløjning til 10-12 cm dybde med en 12 Bovlund Fvorit plov med eftermonteret Dlbo knsttromle. Såbedstilberedning og såning som nført under A. C) Løsning med Dutzi-grubber til 35-40 cm dybde med smtidig såbedstilberedning med Howrd tndfræser smt såning med en Nordsten såmskine med slæbeskær. D) Løsning med Dutzi-grubber til 35-40 cm dybde efterfulgt f særskilt såbedstilberedning og såning med en Doublet Rekord kompkthrve* og en Nordsten såmskine med slæbeskær. *Fr 1998 nvendtes Howrd tndfræser Der blev ikke foretget stubberbejdning i prcellerne. Strigling blev foretget efter behov. Systemernes integrtion i sædskiftet Gennem sædskiftet foretges de skitserede forskellige berbejdninger kun 2 gnge, nemlig om efteråret i hvrestubben forud for hvede og om foråret i udlægsmrken. Der er således c. 1½ år mellem disse to berbejdninger og videre c. 3½ år til den næste behndling efter perioden med græs og hvre. Dette skyldes, t det i et økologisk system vil være umuligt t omlægge græsmrken uden en pløjning. Jorden i de tre lterntive systemer: B (øverlig pløjning), C ( fuld Dutzi) smt D ( delt Dutzi) udsættes således een gng i rottionen for en trditionel 14
pløjning til 20 cm dybde, nemlig om foråret forud for hvren. Det vil sige, t den øverlige berbejdning, der foretges i disse tre forsøgsled, bliver udlignet ved den trditionelle pløjning i 20 cm dybde. Det ville være ønskeligt, om mn kunne bevre virkningen f denne øverlige berbejdning. Det hr dog hidtil ikke været muligt t finde en øverligt rbejdende plov, der hr været i stnd til t vende grønsværen i 2. års græsmrken på en tilfredsstillende måde. En sådn plov skl sikre, t grønsværen bliver tilstrækkeligt vendt og dækket og der skl efterfølgende være mulighed for t tilberede et såbed, uden t rive grønsværen op igen. De to år med kløvergræs i sædskiftet betød, t forsøgsbehndlingerne kun nåede t blive gennemført én eller to gnge i den smme mrk i forsøgsperioden 1997-2000. Alle fem mrker behndledes dog mindst én gng. Tre f mrkerne tildeltes de forskellige behndlinger to gnge, nemlig B1, B4 og B5 (se tbel 2). Vi vlgte i lle tre tilfælde med to behndlinger t bruge den mksimle dybde på Dutzi-tænderne (35-40 cm) også nden gng, idet der vr indiktioner f, t der trods den generelt gode løsneeffekt fndtes del-områder, der ikke vr løsnet ved første behndling. Det er dog vigtigt t huske, t det ligger i konceptet, t der på længere sigt (som ltså ikke er blevet undersøgt i dette projekt) kun skl løsnes til behovsbestemt dybde. Det kn f.eks. betyde, t Dutzi-tænderne slet ikke er med ved berbejdningen, såfremt en spdeprøve viser, t jorden ikke kræver løsning. I så tilfælde bliver der ltså tle om en rt reduceret jordberbejdning med tndfræseren som eneste berbejdning. Forsøgspln og teknisk udførelse Forsøget blev nlgt i 12m x 95m store prceller med 4 blokke i hver mrk. De to pløjede forsøgsled i lle fire blokke blev lgt ved siden f hinnden for t kunne fortsætte pløjningen i den først pløjede prcels sidste fure for derved t reducere ntllet f ffuringer. De to pløjedybder (A og B) blev så skiftevis lgt øst eller vest for hinnden, og det smme vr tilfældet med de to Dutzi -behndlinger. I forsøget blev nvendt 3 m brede redskber og såmskiner. Dvs. t der vr fire træk med en tre meters mskine i hver storprcel. Alle behndlinger blev foretget på lngs d prcellen i Nord-Sydgående retning. Gylleudbringning med 12 m slæbeslngebom smt strigling med en 12 m strigle foregik på den måde, t det yderste såtræk i hver prcel blev betrgtet som værn, hvor der blev kørt med det ene hjulpr i den ene prcel og det ndet hjulpr i den nden prcel. Redskberne nåede på den måde smmen i midten f prcellerne. Høst f prcellerne foregik ved, t det ene f de to midterste såtræk blev betrgtet som høstprceller. Jordfysiske undersøgelser Penetreringsmodstnd Jordens pkningsgrd blev bestemt ved nedpresning f et metlspyd med en 30 o kegleformet spids, idet der blev nvendt et pprt, der utomtisk presser spyddet ned til 60 cm dybde og 15
måler penetreringsmodstnden for hver centimeter (Olsen, 1988). Disse målinger blev foretget i led A (trdionel pløjning) og i led C (det fulde Dutzi-koncept) om foråret i B3 (1997, 1998 og 1999), i B4 (1998) og i B1 (1999). Der blev målt med 20 gentgelser pr. prcel. Jordens porøsitet I september 1998 i mrk B4 blev der udtget jordprøver i 100 cm 3 stålcylindre i forsøgsled A (pløjning til 20 cm) og i forsøgsled C ( fuld Dutzi). Prøverne blev udtget i dybderne c. 8-12 og c. 28-32 cm ved omhyggeligt t nedhmre cylindrene i de respektive jordlg og dernæst fskære over- og underside f de optgne jordsøjler i cylindrene. På udtgningstidspunktet vr udlægsgræsset i vækst efter høst f dæksæden en måneds tid tidligere. Mrken hvde været udst for Dutzi behndlingen to gnge, nemlig i foråret 1997 og igen i foråret 1998. Det vil sige, t den sidste behndling skete c. 5 måneder før prøveudtgningen. Smme udtgningsprocedure blev foretget i mrk B1 på 4 tidspunkter, nemlig den 23 september 1998 (lige før såning f vinterhvede efter forsøgsplnen), den 2. oktober (lige efter denne såning), den 20. oktober (ltså 18 dge efter behndling) og endelig den 23. mrts (ltså i den voksende vinterhvedefgrøde c. 5 måneder efter forsøgsbehndlingerne). For B1 mrken vr det første gng, t forsøgsbehndlingerne blev gennemført. Udtgningsdybderne vr her 0-4, 8-12 og 28-32 cm. Jordprøverne, der blev udtget på første, ndet og tredje tidspunkt i B1 mrken, blev vejet, tørret ved 105 o C og vejet igen. Ud fr dette blev beregnet jordens volumenvægt, som videre blev brugt til t estimere jordens porøsitet. Jordprøverne, der blev udtget i B4 mrken og på det sidste udtgningstidspunkt i B1 mrken blev i lbortoriet opfugtet og fdrænet til en række vndpotentiler. Efter vejninger ved disse vndindhold og efter ovntørring blev beregnet volumen f porer f forskellig størrelse. Smuldreevne Jordens evne til t smuldre blev undersøgt med den såkldte ksteprøve, hvorved en jordblok på 7 x 8 x 11 cm 3, der er udtget med speciludstyr i 6-13 cm dybde, bringes til t flde ned i en metlbeholder fr 75 cm højde (Schjønning et l., 2002). Grden f findeling f jorden bestemmes ved vejning f forskellige størrelser f klumper og ggregter efter forsigtig sigtning, og er et udtryk for jordens smuldreevne. Undersøgelserne omfttede lene led A og C og blev foretget i juli 1997 i mrk B3 smt i mj og september 1998 i mrk B4. Vådstbilitet f ggregter I foråret 1997 og igen i 1998 blev der udtget prøver f overfldejorden (til c. 3-5 cm dybde) efter såning f udlægget i ært/byg mrken, det vil sige i mrkerne henholdsvis B3 og B4. Jorden blev lufttørret og brgt til lbortoriet, hvor den blev sigtet og fordelt på ggregtstørrelser. En prøve f ggregter i størrelsesklssen fr 2 til 8 mm blev dernæst opfugtet til mæt- 16
ning og sigtet i vnd i 3 minutter gennem en stbel f sigter med hulstørrelser 6, 4, 2 og 1 mm. Den smlede mængde f ggregter på lle disse sigter blev dernæst tørret ved 105 o C. Vådstbiliteten f ggregterne blev beregnet som disse stbile ggregter i procent f den mængde, der blev tget i rbejde (Hrtge, 1971). Spdeprøve Den såkldte spdeprøve (Munkholm, 2000), som er udviklet fr den klssiske spdedignose (Görbing, 1947; Preuschen, 1983, 1994), giver mulighed for t studere og kvntificere vigtige egenskber ved de øverste 30 cm jord. Metoden blev nvendt to gnge i projektet, nemlig i byg/ært med udlæg i 1997 og igen i 1998. Det vil sige i mrkerne B3 og B4, idet der i juli måned de respektive år blev grvet jordblokke på 30 x 20 x 10 cm 3 op til undersøgelser som beskrevet f Munkholm (2000). Alene jord fr led A og C blev beskrevet på denne måde. Specilforsøg med rodvækst I mj 1999 blev der i udlægsmrken (B5) udtget et ntl jordsøjler med stålringe (20 cm dimeter, 40 cm højde) i prceller med pløjning til 20 cm (forsøgsled A) og i prceller med fuld Dutzi (led C). Ringene blev presset ned med hydrulik. Udtgningsflderne blev vlgt således, t der typisk vr 2 ærteplnter og 9 bygplnter i hver jordsøjle. Der blev udtget 8 søjler i hver prcel, det vil sige i lt 32 søjler pr. behndling. Metlringene med jord blev forsigtigt trnsporteret til et nlæg, hvor et mobilt tg utomtisk kørte ind over prøverne i forbindelse med regn. Nogle f jordsøjlerne blev vndet gennem vækstperioden mens ndre fik lov t udtørre. Flere detljer omkring disse undersøgelser kn findes hos Nielsen et l. (2000). Sådybde og plntebestnd Sådybde blev målt i kornfgrøderne ved t opgrve 10 stk. plnter pr. prcel og dernæst måle fstnden fr frøet til overgngen mellem den hvide og den grønne del f stænglen. Plntebestnden blev bestemt på 2-4 bld stdiet ved t tælle ntllet f plnter i en kvdrtisk metlrmme dækkende 0.25 m 2, mens den vr plceret på et tilfældigt vlgt rel i prcellen. Der blev foretget 4 sådnne målinger pr. prcel. Ukrudt Ukrudtsbestnden blev de tre første år bestemt ved kornets 2-4 bld stdium. I 1997 og 1998 blev ukrudtet bedømt ved t skønne ntllet f plnter pr. kvdrtmeter. I 1999 bedømtes dækningsgrden (procent f jordoverflden, dvs. 0-100). I 2000 omkring tidspunktet for kornets skridning blev der foretget plnteklip til bestemmelse f overjordisk biomsse f ukrudtet. Hvert år noteredes, hvilke ukrudtsrter, der vr de mest fremherskende. 17
Udbytter og fgrødekvlitet Kerneudbytte f kornfgrøderne blev bestemt på stndrd vis med omregning til hkg pr. hektr med 85% tørstof. I 1997 blev også byg/ært høstet ved modenhed og resulttet opgjort som for de rene kornfgrøder. De øvrige år blev byg/ært høstet som helsæd og udbyttet omregnet til hkg høstet tørstof pr. hektr. Både 1. og 2. års kløvergræs blev lle år høstet i tre slæt og udbyttet blev også her omregnet til hkg tørstof pr. hektr. For helsæds- og kløvergræsfgrøden blev der bestemt totl N efter Dums princip (Hnsen, 1989). N-indholdet blev omregnet til råprotein under ntgelse f 16% N i proteinet. Sttistik For hver mrk, hvert år blev gennemsnitsresultter for hver prcel nvendt i vrinsnlyser (F-tests, PROC ANOVA; SAS, 1988), idet vekselvirkningen mellem blokke og forsøgsbehndling blev brugt som residulvrins i testet. Ved test f flere års resultter blev vekselvirkningen mellem år og forsøgsbehndling brugt som residulvrins. 3. Resultter og diskussion Prktisk gennemførlighed I forsøgsled A blev jorden det første år pkket med påmonteret furepkker ved pløjningen. Furepkkeren vr imidlertid for let til t pkke jorden hensigtsmæssigt. Derfor blev frontmonteret en gummihjulspkker på trktoren ved såbedstilberedning og såning med eftermonteret kompkthrve og såmskine. I forsøgsled B med 10-12 cm pløjning blev knsttromlen vlgt, fordi en lmindelig ringpkker let vil kunne skære igennem et 10-12 cm pløjelg og gå på furebunden uden t pkke pløjelget tilstrækkeligt. Gennemført på denne måde, gv den øverlige pløjning ikke nledning til problemer. Det første år, hvor der blev nvendt stldgødning, hvde ploven dog problemer med t dække det tilfredsstillende. Derfor blev der efterfølgende nvendt gylle. Såbedstilberedning og såning blev udført som beskrevet under forsøgsled A, dog uden nvendelse f frontpkker. Den originle, kommercielt tilgængelige Dutzi-ekvipge, hvor grubber, tndfræser og såmskine er bygget smmen til en kompkt enhed (forsøgsled C), kræver ifølge fbrikkens oplysninger en trktor på min. 137 HK svrende til 100 kw. Forsøgene viste, t en 135 HK firehjuls trukket trktor ikke i lle tilfælde kunne trække ekvipgen. Det gjldt især, når grubberen skulle rbejde i 35-40 cm dybde i en jord med pløjesål, der ikke tidligere vr blevet Dutziberbejdet. I foråret 1999, hvor jorden vr ved mrkkpcitet og ikke specielt våd i overflden, hvde vi en 190 HK trktor som trækkrft. Denne trktor hvde nok t gøre med t trække redskbet. I efteråret 1999, hvor jorden vr reltiv våd og fedtet i overflden, hvde vi en 18
135 HK trktor forn, men der måtte suppleres med yderligere en 130 HK trktor for t kunne trække redskbet. Selvom der vr tvillingmontering på den 135 HK trktor og tween dæk på den 130 HK trktor, er der ingen tvivl om, t der er sket en voldsom belstning f jorden. Det hele Dutzi-koncept (forsøgsled C) fungerede efter en indkøringsperiode til fuld tilfredshed. Løsnetænderne rbejdede godt og løsnede jorden effektivt til mellem 35 og 40 cm dybde. Tændernes løsnende effekt gv nledning til en betrgtelig hævning f jordoverflden, som smtidig blev noget ujævn og knoldet. Der vr dog ikke tle om, t der blev trukket rå jord op til overflden (Figur 2d). Den påmonterede tndfræser vr i tilfredsstillende grd i stnd til t jævne jorden og tilberede et godt såbed (Figur 2c). På trods f den lve fremkørselshstighed, vr den trditionelle slæbeskær-såmskine i stnd til t plcere og dække udsæden korrekt. Det bør nævnes, t kløver/græs-udlægget i udlægsmrken blev sået seprt med en slæbeskærsåmskine. I forsøgsled D blev Dutzi-grubningen foretget seprt. For t få redskbet til t gå i dybden vr det nødvendigt t belste det med op til 360 kg ekstr i form f trktor-frontvægte (Figur 2d). D det er grubberen, der kræver den største trækkrft, viste trækkrftbehovet sig t være stort set f smme størrelse som beskrevet ovenfor under forsøgsled C. Ifølge forsøgsplnen skulle såbedstilberedning og såning efterfølgende udføres med en redskbskombintion bestående f en Doublet Rekord kompkthrve og en Nordsten slæbeskær-såmskine med påmonteret efterhrve. Det første år, hvor der blev brugt stldgødning forekom krftig slæbning. Dette vr også tilfældet, hvor der lå mnge stub- og hlmrester. Endvidere viste det sig, t jordoverflden efter grubningen kunne være reltiv ujævn således, t kompkthrven hvde svært ved t give et tilstrækkeligt jævnt og ensrtet såbed. Derfor vr det nødvendigt t ersttte kompkthrven med tndfræseren for t få en tilstrækkelig god såning. Penetreringsmodstnd Modstnden mod nedpresning f et metlspyd i jorden siger noget om de kræfter, der binder den smmen. Selv om det er et meget simpelt mål for jordstyrken, hr det vist sig, t et jordlg med penetreringsmodstnd over c. 1.5 MP (~15 kg/cm 2 spydtværsnit) hæmmer rodvæksten (Dexter, 1986). Figur 3 viser for det første, t den ikke-løsnede jord (led A. Pløjning) i både mrk B3 og B4 hr stærkt stigende penetreringsmodstnd under pløjedybden til et mksimum omkring c. 28-30 cm. Derunder flder modstnden igen. Der er tle om en pløjesål, der er dnnet gennem årtierne med nvendelse f en trktor ved pløjerbejdet. For begge mrker hr pløjesålen en penetreringsmodstnd over de kritiske 1.5 MP. Figuren viser også, t den mekniske løsning med Dutzi-tænderne effektivt hr brudt pløjesålen op således, t der er mrknt reduceret modstnd i jorden i lget med den tidligere pløjesål. 19
Penetreringsmodstnd (MP) 0.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 B3, 1997 B4, 1998 Løsnet een gng Løsnet to gnge 10 Dybde (cm) 20 30 40 50 A. Pløjning, 20 cm C. Dutzi Figur 3. Penetreringsmodstnd efter forsøgets nlæg i udlægsmrkerne i 1997 (B3) og 1998 (B4) målt primo mj ved et vndindhold omkring mrkkpcitet. Penetrtion resistnce erly My 1997 (B3) nd erly My 1998 (B4) following tillge tretments in April. Målingerne i figur 3 er foretget kun c. 1 måned efter t jorden er blevet løsnet med Dutzitænderne, nemlig ved fremspiring f fgrøden i udlægsmrken. Der vil givetvis ske en vis nturlig sætning f jorden efter længere tid. Figur 4 viser, hvorledes situtionen ser ud om foråret efter løsning i forbindelse med såning f vinterhvede efteråret før; også efter forløbet f en vinter er der signifiknt reduceret penetreringsmodstnd i jordlget med pløjesål. Gennemsnitsresultterne i figur 3 og 4 medtger penetreringsstik både lige midt i løsnesporet og i lle tilfældige fstnde fr denne (der er i lle tre mrker i de to figurer foretget i lt 80 stik pr. forsøgsbehndling). Det er imidlertid også interessnt t se, hvor effektivt løsnetænderne rbejder på tværs f kørselsretningen. Figur 5 viser resultter fr en måleserie med mnge stik systemtisk på tværs f løsneretningen. Målingerne er foretget i mrk B3 i foråret 1997. Det fremgår, t der klrt er en forskel fr selve løsnesporet ud til midt mellem to tænder. I forhold til tidligere undersøgte, dyberegående grubbere (Schjønning, 1986) er der dog tle om et gnske godt berbejdningsresultt. Dog er der i jordlget lige mellem to nbotænder stdig en forholdsvis høj penetreringsmodstnd. Frekvensen f øer med kritisk penetreringsmodstnd er dog mrknt mindre end i den ikke løsnede jord. 20
Dybde (cm) Penetreringsmodstnd (MP) 0.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 B1, 1999 Løsnet een gng 10 20 30 40 50 A. Pløjning, 20 cm C. Dutzi Figur 4. Penetreringsmodstnd i vinterhvede (B1, foråret 1999), d.v.s. c. 5 måneder efter forsøgets nlæg. Penetrtion resistnce in winter whet (field B1, spring 1999), i.e. pproximtely 5 months following tillge tretments. 21
0 30 20 10 0 10 20 30 5 10 15 500 500 500 Dybde (cm) 20 25 30 500 1000 500 1000 1500 35 1500 1500 40 45 50 30 20 10 0 10 20 30 Afstnd fr midtpunkt f skær (cm) Figur 5. Penetreringsmodstnd i mrk B3, 1997, Dutzi-behndlet jord. Bseret på tætte målinger på tværs f løsneretningen. Bemærk, t der generelt er sket en god løsning på tværs f kørselsretningen, men t der dog stdig findes områder med over 1.5 MP (1500 kp) penetreringsmodstnd i området mellem to tænder. Penetrtion resistnce in field B3, 1997, tretment C (Dutzi). Bsed on closely seprted mesurements perpendiculr to the tillge direction. Notice tht, generlly, successful loosening of the soil hs tken plce, but tht there re still res with >1.5 MP penetrtion resistnce. Penetreringsmålingerne giver også mulighed for t bedømme berbejdningsdybden. Ud fr målingerne i mrk B1 i foråret 1999 (dvs. c. et hlvt år efter berbejdning til vinterhvede) fndtes, t pløjedybden gennemsnitligt hvde været 22.8 cm og t berbejdningsdybden med Dutzi-tænderne gennemsnitligt hvde været 29.0 cm (figur 6). For begge tls vedkommende er der tle om fstnden fr forårets jordoverflde til uberbejdet jord. D jorden vil flde noget smmen over tiden, er den reelle berbejdningsdybde lidt mindre. Gennemsnitstllet på 29 cm for Dutzi dækker over målinger både mellem og i selve løsnesporet. Som figuren viser, vr der for hlvdelen f stikkene (dvs. i hlvdelen f mrken) en berbejdningsdybde på 27 cm (medin). Kun 10% f mrken vr berbejdet til dybder større end 37 cm. Informtionerne fr figur 5 og 6 tler for, t en fuldstændig løsning f den tidligere pløjesål selv med de brede Dutzi-tænder kræver mere end en enkelt løsning til fuld dybde. 22
Berbejdningsdybde (cm) 0 10 20 30 40 50 20 23 26 Gns.: 22.8 Gns.: 29.0 Pløjning, 20 cm Dutzi 24 27 37 Figur 6. Berbejdningsdybde (cm) for både plov og Dutzi-tænder bestemt ud fr penetreringsmålinger i B1-mrken i foråret 1999. Tllene ud for de tre pile viser henholdsvis 10, 50 og 90 % frktilen for berbejdningsdybden. Se tekst for nærmere forklring. Tillge depth (cm) for mouldbord plough s well s the Dutzi tines. Clculted from penetrtion mesurements performed in spring 1999 in the B1 field. The vlues t the rrows indicte the 10, 50 nd 90 percentiles, respectively, for the tillge depth. Consult text for detils. Penetreringsmodstnd (MP) 0.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 1998 1999 10 Dybde (cm) 20 30 40 50 A. Pløjning, 20 cm C. Dutzi Figur 7. Penetreringsmodstnd i B3-mrken eet henholdsvis to år efter Dutziberbejdningen i 1997. Den høje penetreringsmodstnd i de øvre jordlg skyldes udtørring f jorden efter begyndende vækst f kløvergræsset i mj måned. Penetrtion resistnce in the B3 field t respectively one yer (1998) nd two yers (1999) following the tretment with the Dutzi tines in 1997. The high penetrtion resistnce in the upper soil lyers is due to low wter content fter evpotrnspirtion from the grss/clover crop in My. 23
Hvordn går det med det løsnede jordlg efter længere tid? Vil jorden pkkes smmen til lige så stærk penetreringsmodstnd som før løsningen? Andre undersøgelser hr vist, t dette nemt kn ske (Sone et l., 1986; Hipps & Hodgson, 1988). Figur 7 viser målinger i mrk B3 henholdsvis 1 og 2 år efter løsningen i foråret 1997. Det huskes, t fgrøden i 1997 vr byg/ært m. udlæg, i 1998 1. års kløvergræs og i 1999 2. års kløvergræs. Der hr ltså ikke været flere jordberbejdninger f nogen rt i perioden. Til gengæld hr der været den nødvendige trfik i forbindelse med høst f fgrøderne. Figuren viser tydeligt, t der selv efter 2 år stdig er en stor forskel på penetreringsmodstnden i 25-35 cm dybde. Løsneeffekten hr holdt sig. Bemærk, t der især i 1999 er en gnske høj penetreringsmodstnd i de øverste jordlg. Det skyldes, t der begge år blev målt hen i mj måned, hvor der vr sket en begyndende udtørring f jorden på grund f fgrødens vndoptgelse. Bemærk videre, t der ligeledes især i 1999 vr en tendens til højere penetreringsmodstnd i den løsnede jord for dybder under c. 35 cm. Vi tolker dette som et udtryk for et større vndforbrug i dette lg på grund f øget rodvækst. Jordens porøsitet Porøsitet (m 3 100m -3 ) 70 60 50 40 b b b b b A. Pløjning, 20 cm C. Dutzi 30 0 0-4 8-12 28-32 0-4 8-12 28-32 0-4 8-12 28-32 0-4 8-12 28-32 23-sep 02-okt 20-okt 23-mr Figur 8. Jordens porøsitet i 3 dybder (0-4, 8-12 og 28-32 cm) fr før berbejdning forud for vinterhvede i mrk B1 (23. september) til foråret (23. mrts), idet de to mellemliggende måletidspunkter er få dge efter berbejdning henholdsvis c. 3 uger efter berbejdning. Søjler med smme bogstv er ikke signifiknt forskellige (P>0.05). Soil porosity t three depths (0-4, 8-12 nd 28-32 cm) mesured before tillge tretments (23 September) to the spring (23 Mrch). The two intermedite dtes re respectively few dys nd three weeks following the tillge tretments. Columns with identicl letters re not significntly different (P>0.05). 24
Jorden under hvrestubben i mrk B1 hvde forud for forsøgsnlæggelse ultimo september 1998 en porøsitet på c. 50% i de llerøverste lg og c. 47-48% midt i pløjelget. På trods f den målte pløjesål i mrken i netop c. 30 cm dybde (figur 4) vr porøsiteten i dette jordlg ikke lvere end midt i pløjelget (figur 8, 23. sept.). Dette kn forekomme ulogisk, men også ndre undersøgelser hr fundet omtrent smme tæthed i pløjelg og pløjesål på trods f stor meknisk modstnd i pløjesålen (f.eks. Schjønning & Rsmussen, 2000). En pløjesål kn ltså være svært gennemtrængelig lene på grund f den måde, jorden er lejret på. I forbindelse med pløjning og jordløsning med Dutzi øgedes porøsiteten nturligvis i de berbejdede lg. Umiddelbrt efter berbejdningerne vr der signifiknt større porøsitet efter Dutzi end efter pløjning i lle de tre dybder (figur 8, 2. okt.). Allerede efter yderligere 18 dges forløb vr jorden dog fldet en del smmen og vr nu ens for de to behndlinger i det llerøverste jordlg mens der stdig vr signifiknt større porøsitet efter Dutzi end efter pløjning i de to nederste lg (figur 8, 20. okt.). Endelig efter 5 måneder med påvirkning fr vinterens vejrlig vr porøsiteten fldet yderligere og de to behndlinger vr nu ikke signifiknt forskellige (figur 8, 23. mrts). Gnske vist vr der en tendens til den største porøsitet i det Dutzi-løsnede 28-32 cm jordlg i forhold til pløjning, men effekten vr ltså ikke sttistisk sikker. Der blev dog smtidig konstteret en sikker reduktion f jordens penetreringsmodstnd i denne dybde (figur 4) og Dutzi-effekten synes således nok så meget t holde sig m.h.t. en formindsket penetreringsmodstnd som m.h.t. et forøget porevolumen. Pore frktion (m 3 100m -3 ) 30 20 10 0 10 20 30 d 300 30 3 0.2 0-4 b 8-12 28-32 30 20 10 0 10 20 30 40 Dutzi Pløjet Dutzi Pløjet Dutzi Pløjet 40 Figur 9. Jordens porerumfng fordelt på størrelsesklsser f porer i tre dybder i mrk B1, foråret 1999, d.v.s. c. 5 måneder efter berbejdning. d ngiver beregnet dimeter for porerne. Størrelsesklsser med smme bogstv (, b) er ikke signifiknt forskellige (P>0.05). Soil porosity distributed in pore size clsses for three depths of the B1 field, spring 1999. I.e., pproximtely 5 months following tillge tretments. d denotes tube-equivlent pore dimeter. Size clsses with the sme letters (, b) re not significntly different (P>0.05). 25
Pore frktion (m 3 100m -3 ) 30 20 10 0 10 20 30 40 d 300 30 3 0.2 8-12 Dutzi Pløjet 28-32 b Dutzi Pløjet Figur 10. Jordens porerumfng fordelt på størrelsesklsser f porer i to dybder i mrk B4, september 1998, d.v.s. c. 5 måneder efter berbejdning. d ngiver beregnet dimeter for porerne. Størrelsesklsser med smme bogstv (, b) er ikke signifiknt forskellige (P>0.05). Soil porosity distributed in pore size clsses for two depths of the B4 field, September 1999. I.e., pproximtely 5 months following tillge tretments. d denotes tubeequivlent pore dimeter. Size clsses with the sme letters (, b) re not significntly different (P>0.05). I figur 9 er vist, hvorledes porøsiteten er fordelt på grupper f porer med forskellig størrelse ved forårsudtgningen i mrk B1. Søjlernes smlede højde ngiver den totle porøsitet og er således identisk med søjlerne i figur 8 (sidste udtgning). Den eneste sikre effekt på grupper f porer er 3-30 µm porerne i 0-4 cm dybde, hvor pløjning hr givet et signifiknt større volumen end Dutzi-behndlingen. September-udtgningen i mrk B4 giver mulighed for t vurdere effekten f Dutzibehndlingen, når denne er udført to gnge. C. 5 måneder efter den sidste f disse behndlinger fndtes Dutzi-behndlingen t hve forårsget et forøget volumen f store porer over 30 µm i dybden 28-32 cm i forhold til pløjningen (figur 10). Tendensen er ikke sttistisk sikker men dog forventelig, idet det ofte ses, t en tæt jord hr et lille volumen f netop de store porer i jorden (f.eks. Schjønning & Rsmussen, 2000). Dutzi-løsningen f 28-32 cm lget hr til gengæld givet nledning til et sttistisk sikkert mindre rumfng f porer i størrelsesklssen 3-30 µm (Figur 10). Ved mrkkpcitet om foråret rummer disse porer den lettilgængelige del f jordens plntetilgængelige vnd. Dette spekt kn måske siges t være en f de få fordele ved en komprimeret jord. Smuldreevne En god smuldreevne er f betydning både ved berbejdning til såbed og for plnterøddernes mulighed for t vokse i jorden. Det sidste skyldes, t en god smuldreevne er udtryk for små smmenhængskræfter mellem store knolde i jorden. Og det hr betydning for, om rødderne kn trænge sig frem. Adskillige målinger f jordens evne til t frgmentere i mindre bestnddele viste, t den ikke-pløjede jord (Dutzi-behndlingen) hvde en dårligere smuldreevne end pløjet jord (figur 11). Ved disse undersøgelser brugte vi jord, der blev udtget i jordlget fr 26