Packningens omfattning i matjorden

Som visats i kapitel 1 överfars hela fältens yta i genomsnitt flera gånger om året av olika hjul, som därvid packar jorden. En stor del av körningen och packningen är koncentrerad till korta perioder vid såbäddsberedningen och sådden samt vid skörden. Jorden luckras emellertid också genom plöjning och annan jordbearbetning.

Nedan definieras några mark fysikaliska termer. Definitionerna följer i huvudsak dem som utarbetats av Andersson & Wiklert (1970). De illu streras av figuren härintill, som visar volym förhållandena i en normal åker jord, när denna har vattenmättats och därefter dränerats.

Jorden består av tre kompo nenter (faser), fast material, vatten och luft. Det fasta materialet består av mineral korn av olika storlek samt organiskt material (se faktaruta 4). Hålrummen (porerna) mellan materialkornenen är fyllda med vatten och luft i olika pro portioner. Porernas andel av den totala volymen varierar beroende på jordens sammansättning och packningstill stånd. En del av det vatten, som kan hållas av jorden, är upptagbart för växterna men en större eller mindre del är så hårt bundet att det inte kan tas upp. I en lerjord minskar den totala

Skrymdensiteten, tidigare vanligen kallad volymvikten, är jordens massa per enhet av dess totala volym. Våta skrymdensiteten (kv = M/V, g cm3 eller Mg m3) inkluderar massan av såväl fast substans som vatten (d.v.s. Mm + Mv; man brukar bortse från markluftens massa, som ju är mycket liten). Torra skrymdensiteten (kt = Mm/V) inkluderar endast massan av den fasta substansen. När man för enkelhets skull ofta endast talar om skrymdensiteten, menar man nästan alltid den torra skrymdensiteten.

Kompaktdensiteten (km = Mm/Vm), tidigare ofta benämnd den fasta substansens specifika vikt, är den fasta substansens genomsnittliga densitet, d.v.s. dess massa per enhet av själva partikelvolymen.

Porositeten (n = Vp/V = (Vv + Vl )/V) är volymsandelen porer av markens totala volym, ofta uttryckt i procent. Ibland talar man om markens vattenfyllda resp. luftfyllda porositet, d.v.s. den procentandel av den totala volymen som är fylld med vatten resp. luft.

Materialiteten (m = Vm/V) är volymsandelen fast substans av markens totala volym.

Portalet (e = Vp/Vm) är markens porvolym per volymsenhet av den fasta substansen.

Specifika volymen (v = V/Vm) är markens totala volym per volymsenhet av den fasta substansen.

Markens struktur definieras som det sätt på vilket de enskilda markpartiklarna (primärpartiklarna) är lagrade och hopfogade i förhållande till varandra. Strukturen kan vara av olika slag.

Aggregatstruktur innebär att primärpartiklarna är sammanfogade till större enheter, där sammanhanget mellan partiklarna inom aggregaten är klart starkare än sammanhanget mellan aggregaten. Lerjordarna har i regel aggregatstruktur. Ju starkare sammanhanget mellan partiklarna inom aggregaten är desto stabilare säger man att aggregatstrukturen är.

Enkelkornsstruktur innebär att det inte finns några klart urskiljbara och någorlunda stabila aggregat. Lerfattiga sandjordar har i regel enkelkornsstruktur.

däremot betydligt. Genom harvningen bibehålls visserligen det ca. 4 cm djupa ytlagret i luckert tillstånd, men resten av matjorden packas av traktorhjul och andra hjul. Totaleffekten blir, att matjordens djup i regel minskar med 34 cm. Hur stor minskningen blir, beror dock av många faktorer, såsom jordarten, fuktigheten och antalet arbetsoperationer samt maskinernas tyngd, arbetsbredd, hjulutrustning och ringtryck.

Under veckorna efter sådden sätter sig det harvade ytlagret och matjordsdjupet minskar något. Därefter förblir djupet i regel nästan oförändrat ända fram till skörden. Är det en lerjord, så kan den krympa någon cm, om sommaren blir torr, men i så fall sväller den till det ursprungliga tillståndet, när det åter börjar regna. Under skörden kör man å terigen med tunga maskiner. Om matjorden då inte är mycket torr, så packas den ytterligare och dess djup minskar.

Vid höstplöjningen luckras hela det plöjda lagret och matjordsdjupet ökar starkt. Efter en plöjning till normalt djup brukar matjordsdjupet vara omkring 7 cm större än strax efter skörden. Djupet ökar i regel mindre på grova sandjordar än på andra jordar och varierar också med plöjningsteknik och fuktighetsförhållanden. En större eller mindre del av djupökningen får man emellertid redan om man stubbearbetar fältet. I Fig. 10 förutsätts att man stubbearbetar grunt. Hade man stubbearbetat till samma djup som plöjningsdjupet, så hade matjordsdjupet redan då blivit nästan detsamma som efter plöjningen. Under tiden närmast efter plöjningen sätter sig jorden spontant ett par cm och vid vinterns inträde brukar matjorden ha ungefär samma djup som före vårbruket.

I kapitel 5.2 visas att matjorden vanligen blir alltför lucker när den plöjs och att den därför behöver återpackas. Det ideala är en måttlig, jämn återpackning över hela fältet. Vid ett vårbruk under normala fuktighetsförhållanden med dubbelmontage eller breda lågtrycksdäck på traktorerna brukar packningstillståndet i traktorspåren bli n ära det optimala, d.v.s. nära det tillstånd som ger högst skörd. Samtidigt förblir en förhållandevis liten andel av fältytan opackad och alltför lucker. Med enkelmonterade standarddäck på traktorerna blir jorden i spåren däremot ofta för starkt packad, särskilt där flera spår korsar varandra, vilket de ju allra mest gör på vändtegarna. Dessutom är den helt opackade andelen av fältytan stor.

Under skördearbeten, gödselspridning och andra arbeten med tunga maskiner, packas jorden i spåren ofta så starkt att den behö ver luckras genom plöjning eller annan djup bearbetning. Detta är fallet särskilt om maskinerna har högtrycksdäck. Jordpackningen är därför ofta ett hinder för plöjningsfri odling eller direktsådd.

I Sverige har, särskilt under 1970talet, ett stort antal ettåriga fältförsök genomförts för att studera effekterna av körning med tunga maskiner under vårbruket. Effekterna såväl på matjordens packningstillstånd som på grödornas avkastning har bestämts. Av anledningar som diskuteras i kapitel 5.2 har packningstillståndet därvid karakteriserats med hjälp av den s.k. packningsgraden (faktaruta 11). Denna definieras som jordens torra skrymdensitet i fält i procent av samma jords skrymdensitet efter det att den packats på ett standardiserat sätt på laboratoriet. Om flera jordar har samma packningsgrad s å är deras packningstillstånd jämförbara även om skrymdensiteterna är olika.

För att studera om olika jordar reagerar olika har försök med likadana försöksmässiga körningar utförts på olika jordar i olika delar av Sverige. Försöksbehandlingarna gjordes så att man körde spår intill spår med normala jordbrukstraktorer på höstplöjda fält vid den tid på våren, då vårbruk normalt utförs på respektive jordar. Fig. 12 visar vilken packningsgrad som i genomsnitt erhölls i matjorden (närmare bestämt i lagret mellan harvningsdjupet och plöjningsdjupet, d.v.s. från ca. 5 till 25 cm djup) vid olika körningar.

Figuren visar att packningsgraden i matjorden på höstplöjda fält som inte packades på våren (försöksled 1) i genomsnitt var lägre än den optimala (den som gav högst avkastning). I regel ökade därför skörden, om matjorden återpackades m åttligt. Efter en överfart med traktorhjul med låg belastning och lågt ringtryck (försöksled 2) var packningsgraden i genomsnitt strax under den optimala. En överfart med högre belastning och högre ringtryck (försöksled 3, visas ej i figuren) erhölls i genomsnitt en packningsgrad strax över den optimala. Fyra överfarter med den högre belastningen och ett ytterligare förhöjt ringtryck (försöksled 4) gav en packningsgrad, som i genomsnitt låg klart över den optimala och som i de flesta fall orsakade skördesänkning. Som standardavvikelsen visar, så varierade dock packningsgraden i de enskilda försöksleden ganska mycket mellan försöksplatserna. Orsakerna till variationerna är flera men de viktigaste torde ha varit hur fuktig jorden var vid körningarna och hur mycket den satt sig under vintern. Jordarten kan också ha spelat in något, likaså att det inte gick att få traktorer med exakt samma vikt, däcksutrustning, ringtryck och körhastighet på de olika försöksplatserna.

Även i separata mätserier utan avkastningsbestämningar har packningsgraden i matjorden efter körning med olika slags maskiner bestämts. I en stor mätserie på 1970talet bestämdes matjordens packningsgrad efter traktorkörning spår intill spår på höstplöjda fält vid tiden för vårbruket och i en mätserie på 1990talet bestämdes packningsgraden efter körning med tyngre maskiner. Några exempel på resultaten visas i Fig. 13. Enligt dessa var markfuktigheten vid körtillfället och antalet överfarter de mest betydelsefulla faktorerna. Andra faktorer av betydelse var maskinernas vikt, hjulutrustning (enkel eller dubbelmontage, stora eller små däck) och ringtryck. Körhastigheten och dragkraften (slirningen) hade endast mindre betydelse.

Mätresultaten visar, i likhet med en del utländska undersökningar, att när en lucker matjord belastas av fordonstrafik, så ökar dess packningsgrad i regel proportionellt mot logaritmen på såväl marktrycket som antalet överfarter. Detta gäller dock endast s å länge det fortfarande finns luft kvar i jorden. I Fig 13B visas ett fall då jorden vid det våta körtillfället hade så litet luftinnehåll, att den inte kunde packas till högre packningsgrad än ca. 97. Efter 9 överfarter fick man därför högre packningsgrad under normala körförhållanden än under våta.

Vid laboratoriebestämningar av olika jordars packningsbenägenhet har som tidigare nämnts (avsnitt 3.1) lerjordarnas packningsgrad ökat mera än de lättare jordarnas, när trycket ökat. Vid körning med traktorer i fält har packningsgraden emellertid ökat ungefär lika mycket i lätta och styva jordar (Arvidsson, 1997a). En möjlig orsak är att belastningstiderna i de hittills utförda laboratorieförsöken varit mycket längre än belastningstiderna vid normala maskinkörningar i fält.

A. Körning dels på en styvare mellanlera (S ML) dels på en molättlera (Mo LL) med en tvåhjulsdriven traktor vägande 4,0 ton. Bakaxeln hade belastningen 3,0 ton, däcksdimensionen 12,4 x 36" och ringtrycket 110 kPa. (Efter Ljungars, 1977.)

B. Körning på en molättlera med en 9,9 tons hjullastare med däcksdimensionen 17,5 x 25" och ringtrycket 250 kPa. Medeltal för 0 och 1,5 tons last i skopan. (Efter Etana, 1995.)