Dragkraftsbehov för plog, kultivator och tallriksredskap vid olika markvattenhalter

Bränsleförbrukning, maskin- och arbetskostnader medför höga kostnader för jordbearbetningen i ett lantbruksföretag. I ett projekt höstarna 2001 och 2002 studerades energiåtgången och dragkraftbehovet för olika redskap på en lätt och en styv jord under blöta, fuktiga och torra bearbetningsförhållanden. Även aggregatstorleksfördelningen och energibehovet för sönderdelning mättes. Redskapen som jämfördes var plog, kultivator och tallriksredskap. Tre olika hastigheter jämfördes och för plogen och kultivatorn även tre olika bearbetningsdjup. För att får ett mått på jordens hållfasthet användes en penetrometer och ett s.k. vingborr. Traktorn som användes vid mätningarna var en Valmet 6600 på 100 hk som hade utrustning för bränslemätning. Med hjälp av denna kunde en effekt motsvarande effekten på kraftuttaget räknas fram för varje bearbetningsmoment och detta antogs motsvara drivhjulseffekten. Genom att ta hänsyn till effektförluster på grund av slirning och rullningsmotstånd räknades den nyttiga "dragkrokseffekten" ut. Det genomsnittliga verkliga bearbetningsdjupet för de olika redskapen kunde beräknas genom att mäta skrymdensiteten samt väga den bearbetade jorden. Utifrån det verkliga bearbetningsdjupet och effektmätningarna kunde energibehovet per kg bearbetad jord, samt det specifika dragkraftbehovet räknas ut. Det senare definieras som kraften per bearbetad tvärsnittsarea (kN m⁻²), eller energiåtgång per bearbetad jordvolym. Efter sållning av jorden kunde också sammanlagda partikelytan och energibehovet för sönderdelning beräknas (J m⁻²). Det specifika dragkraftbehovet var lägst för plogen och högst för kultivatorn, och minskade med ökad vattenhalt. Energibehovet för sönderdelning var lägst under fuktiga förhållanden för samtliga redskap och tallriksredskapet var det redskap som uppnådde högst sönderdelning i förhållande till tillförd energi. Både det specifika dragkraftbehovet och sönderdelningsenergin blev lägre på den lättare jorden. För kultivatorn ökade det specifika dragkraftbehovet med bearbetningsdjupet, medan dragkraftbehovet för plöjning inte påverkades av bearbetningsdjupet. Detta kan delvis förklaras av skillnader i redskapens geometri. Det fanns en tendens att det specifika dragkraftbehovet ökade med ökad hastighet. Detta var tydligast för plöjning på den lättare jorden. Dragkraftökningen kan förklaras av jordens ökade acceleration samt av att en ökad deformationshastighet ger en ökad hållfasthet hos jorden. Jordens hållfasthet och därmed även dragkraftbehovet skiljer sig mellan olika jordar och mellan olika vattenhaltsförhållanden. Jordens kohesion gav en god uppfattning om hållfastheten och dragkraftbehovet vid ett visst tillfälle och kunde lätt mätas i fält med ett vingborr. Penetrometern gav en dålig uppfattning om dragkraftbehovet. Plogen hade lägst specifikt dragkraftsbehov, men om hänsyn tas också till bearbetningsresultatet kan inget redskap entydigt pekas ut som det mest effektiva. Resultaten tyder på att bearbetning vid en vattenhalt nära eller strax under plasticitetsgränsen utgör den bästa kompromissen för att uppnå ett lågt dragkraftsbehov och ett gott bearbetningsresultat