Packningens omfattning i alven
Kör man på fuktig mark med en maskin med hög axelbelastning och med traditionell hjulutrustning, så få r man packning inte bara i matjorden utan också därunder. Sålunda visade Danfors (1974) att körning på fuktig mark orsakade packning i alven och att denna blev starkare och sträckte sig allt djupare när axelbelastningen ökade. Mätresultaten överensstämde bra med vad teoretiska beräkningar av tryckets utbredning i marken under belastade hjul (Fig. 5 och 6) gav anledning förvänta och de ledde till en rekommendation att begränsa axelbelastingen till 6 ton på de maskiner och fordon, som används i svenskt jordbruk.Tabell 2 visar resultat från mätningar i senare utförda svenska fältförsök, där man körde vid ett tillfälle med en lastad dumper, som totalt vägde 26 ton, varav 10 ton låg på framaxeln och 16 ton på boggien bak. Året efter körningen uppmättes statistiskt signifikanta packningsverkningar till ett djup av ca 50 cm. Vid mätningar tio år senare visade sig packningsverkningarna i alven vara praktiskttaget oförändrade.
|
Försöksled
|
Torrskrymdensitet 1978 (g/cm³)
|
|
Relativ skjuvhållfasthet, 35 -45 cm
|
|
|
|
30-45 cm
|
45-60 cm
|
1978
|
1982
|
1988
|
|
Obefaret
|
1,47
|
1,42
|
100
|
100
|
100
|
|
Befaret
|
1,53
|
1,44
|
119
|
118
|
117#
|
|
Signifikans
|
*
|
ns
|
***
|
***
|
***
|
*.*. = signifikant (p<0,05), *** = mycket starkt signifikant (p<0,001).# Mätt med vingborr (se Faktaruta 10). Penetrometermätningar i samma lager vid ett av tillfällena visade samma relativa skillnader mellan leden som vingborrmätningarna.
Det maximala djup till vilket man riskerar att packa marken ökar sålunda, när maskinernas axelbelastning ökar. Teoretiska beräkningar av tryckets utbredning visar att det maximala packningsdjupet kan förväntas öka med roten ur axelbelastningen. I Fig. 14 sammanställs resultat från ett stort antal undersökningar i olika delar av världen, där man mätt upp det maximala packningsdjupet efter körning med tunga fordon. Det visar sig att de teoretiska beräkningarna hållit bra i praktiken, förutsatt att marken varit fuktig och packningsbenägen. När så varit fallet har det maximala packningsdjupet ökat enligt förväntningarna och nått ungefär till det djup som den inritade diagonallinjen anger. Vid många av undersökningarna har marken emellertid vid körtillfället varit relativt torr och motståndskraftig och därför inte packats till så stort djup. De punkter i diagrammet, som härrör från sådana mätningar, ligger mer eller mindre långt över linjen.Körning med fordon med hög axelbelastning på fuktig mark orsakar sålunda packning djupt nere i alven, där effekterna blir mycket långvariga. Har fordonen normal hjulutrustning och jorden är fuktig, så orsakar fordon med 4 tons axelbelastning i typiska fall packning till mer än 30 cm djup, fordon med 6 tons axelbelastning packning till mer än 40 cm djup, fordon med 9 tons axelbelastning packning till mer än 50 cm djup och fordon med 12 tons axelbelastning packning till mer än 60 cm djup. I både Sverige, Tyskland och Ryssland har packning till mer än 80 cm djup uppmätts efter körning med mycket tunga militär eller arbetsfordon. När man kör med traktorhjulen i fåran vid plöjning eller om det bildas mycket djupa spår, så medför en viss axelbelastning naturligtvis att jorden packas till betydligt större djup än det här angivna.
Upprepas körningen med tunga maskiner, så ökar packningen i alven succes sivt. Mätningar har visat att detta är fallet åtminstone upp till något tiotal överfarter men antagligen fortsätter packningen upp till ett mycket stort antal överfarter.
Maximalt observerat packningsdjup vid olika axelbelastningar enligt mätningar i olika delar av världen. Resultaten överenstämmer med teoretiska förväntningar, vilka säger att packningsdjupet bör öka med roten ur axelbelastningen. (Diagrammet är baserat på litteraturuppgifter sammanställda av Håkansson & Reeder, 1994, och Alakukku, 1997).
I något fall (Jakobsen & Greasen,1985) har man kunnat studera effekten av körning på mark, som aldrig tidigare överfarits av några tunga maskiner. Det visade sig då, att de ackumulativa packningsverkningarna i alven tilltog med logaritmen på antalet överfarter, liksom de visat sig göra i plöjd matjord (kapitel 3.2.2).Fig. 15 visar resultat från mätningar, som gjorts i markprofiler från ett svenskt militärt övningsfält, där man kört med tunga pansarfordon under många år. Figuren visar volymen av de grova porerna (ekvivalent diameter >0,03 mm) i procent av de olika lagrens totala volym Det visade sig att ända ner till 1 m djup hade en mycket stor andel av de grova porerna försvunnit, d.v.s. de porer som svarar för huvuddelen av vattenrörelserna och luftning av jorden.
Under 19961997 uppmättes packningens djup och omfattning vid körning med tunga sexradiga betupptagare på åkermark på några platser i Skåne (Fig. 16). Man installerade mätkroppar med känsliga lägesgivare på några djup i marken, lät upptagarnas hjul passera rakt ovanför och registrerade givarnas vertikala rörelser. Om mätkropparna förflyttades nedåt när hjulen passerade, så betydde det att underliggande mark packades samman. (En mindre del av en mätkropps nedtryckning kan dock bero på att underliggande jord pressas åt sidan.)
Fig. 16 visar resultat från en mätplats på sandjord. Den använda upptagaren hade 2 axlar.
Vid full last var framaxeln belastad med nästan 20 ton. Varje gång ett hjul passerade trycktes mätkropparna neråt men en del av rörelsen var elastisk och gick tillbaka när hjulet passerat. En del kvarstod dock efteråt och varje ny hjulpassage packade marken allt mer. Framaxeln hade högst belastning och orsakade starkast packning. Som beräkningar av tryckutbredningen (jfr. Fig. 6) ger anledning förvänta packades marken till mer än 70 cm djup, troligen till närmare 90 cm. Packningen blev starkare när upptagaren var fullastad (Fig 16a) än när den var tom (Fig 16b).Vid nyligen genomförda mätningar med samma metodik på en uppländsk lerjord visade det sig att tunga maskiner orsakade packning djupt nere i alven, även när denna var starkt uttorkad (Trautner & Arvidsson, 2000b). Orsaken kan vara att de djupa torksprickor som bildats gjorde att trycktillskotten från maskinerna inte avtog med djupet så som hittills använda teoretiska modeller (Fig. 6) visar, utan förmedlades till stort djup utan att reduceras. Dessa resultat kräver att liknande studier görs också på andra jordar. Sådana kan ev. leda till att många jordar inte som hittills kan betraktas som okänsliga för packning, när de är torra.
Volymsmässig andel grova porer i olika marklager i körstråk för tunga militära pansarfordon (total vikt ca 50 ton) på ett militärt öv ningsfält och i intilliggande obefarna jämförelseytor. (Efter Eriksson,1976).
Vertikala markrörelser på 30, 50 och 70 cm djup i en skånsk sandjord, när den överfors av en tung sexradig sockerbetsupptagare med två axlar. (Från Arvidsson, 1998.) Upptagaren kördes först sakta framåt och backades sedan tillbaka över mätplatsen. Detta upprepas två gånger, (a) med fullastad upptagare (totalvikt 35 ton) och (b) med tom upptagare (totalvikt 20 ton).