Status 2002

Forskningen er opdelt i Work packages, hvor forskningen gennemføres inden for 3 fagområder: Teknik til termisk stribebehandling (WP 1+3), Biologisk analyse (WP2+4) samt Præcisionssåning (WP 5). I det følgende gives en kort beskrivelse af aktiviteterne indenfor de 3 områder. En oversigt over forsøgsplaner og resultater samt fotos af de nævnte redskaber og apparatur kan fås i en særskilt rapport.


Teknisk procesanalyse WP 1
Opbygning af prototype og teknisk markafprøvning WP 3
Til hjælp ved udviklingen af dampdyser og dampning af jord til spiringsforsøg m.v. er der opbygget en laboratorieprøvestand, bestående af et cirkulært bord med en 80 mm dyb rende til ilægning af jord. Der er til dato gennemført 3 forsøgsserier, hvor jord med forskelligt indhold af ukrudts- og kulturfrø er opvarmet til forskellige temperaturer, hvorefter jordprøverne er sat til spiring i væksthus.

Under opvarmningen er jordtemperaturen løbende målt over hele tværsnittet af jordrenden i forsøgsbordet. Ved nogle af prøverne er temperaturmålingerne udvidet til også at omfatte de første 10 minutter, efter der er lukket for dampen. Det fremgår af undersøgelsen, at efter 90 sekunders opvarmning, er jorden i gennemsnit blevet opvarmet til godt 70°C. Efter yderligere 600 sekunder er jorden afkølet med ca. 10 grader til ca. 60°C. Der registreres en temperaturforskel i det opvarmede jordvolumen på max 20o De laveste værdier registreres i overfladen af jorden i hver sin side af jordstriben.

Jorden kan opvarmes til ca. 50°C uden nævneværdigt tab til omgivelserne. Ved højere temperaturer begynder jorden at ”dampe”, og dermed tabes energi til omgivelserne. Ved en opvarmning til ca. 75°C, som er nødvendigt for at ødelægge ukrudtsfrøenes spireevne, viser forsøgene i laboratoriet således et tab på ca. 30% af dampenergien til omgivelserne. Dette tab sker næsten udelukkende fra det øverste jordlag, og der arbejdes derfor videre med forskellige teknikker til at reducere energitabet ved opvarmningen af det øverste jordlag.

På baggrund af erfaringerne fra laboratorieprøvestanden er der opbygget en énrækket prototype dampnedfælder i fuld skala. Dampnedfælderen består af en liftophængt ramme, hvorpå der er monteret 12 dampdyser, som bearbejder og opvarmer jorden i et bånd på ca. 8 cm bredde og 5 cm dybde. Hver enkelt dyse er forsynet med 4-6 huller under jordoverfladen, gennem hvilke dampen blæses ud i vandrette stråler.

Eftersom alle dampdyserne arbejder i den samme jordstribe, bliver jordstriben gradvis varmere ved passage af dampnedfælderen. Dampforsyningen sker fra den oliefyrede 200 kW dampgenerator, som er placeret på en efterspændt vogn.


Grundlæggende biologisk analyse WP 2, Biologiske analyser vedr. markafprøvning WP 4
Under arbejdspakke 2, Grundlæggende biologisk analyse, er der udført to forsøg i laboratorium med efterfølgende spiring af ukrudtsfrø i væksthus:

Det første forsøg havde til formål, at finde sammenhængen mellem fremspiringen af ukrudtskimplanter og opvarmning af jord til stigende max. temperaturer vha. dampning.

Forsøg nr. 2 havde til formål at finde sammenhæng mellem stigende opvarmning af jord og efterfølgende spiringsvillighed af naturligt forekommende + tilsat ukrudtsfrø i lerjord, herunder evt. artsforskelle.

Figur 1 viser en dosis-respons kurve, som er udarbejdet på baggrund af alle forsøgsresultater. Der er gennemført forsøg med jord med naturlig ukrudtsbestand samt hvor der er tilsat hhv. hvidmelet gåsefod samt hyrdetaske. Der er angivet resultater fra forsøg, hvor jorden har været opvarmet, samt hvor den efterfølgende har været nedkølet til ca 5oC i 3 uger for, at bryde en evt. spirehvile. Det ses, at dette har en væsentlig indflydelse ved lave temperaturer. Når behandlingstemperaturen overstiger ca. 70 oC ses en effektiv virkning.

Der blev gennemført en serie indledende forsøg i 2001, og i foråret 2002 er anlagt et systematisk forsøg. I 2001 blev der gemmemført et forsøg i maj/juni måned, hvor der var etableret et bekvemt såbed. Her blev der opnået meget lovende resultater. Forsøgene blev gentaget i udvidet form i efteråret 2001. Her var betingelserne ikke så gode, og såbedet var noget knoldet. Resultatet viste en synlig effekt, dog ikke således, at ukrudt blev fuldstændig elimineret. Det vurderes, at problemerne primært skyldes knoldene, som varmes langsomere op end den omkringlæggende løse jord. Som resultat heraf indgår bearbejdningsintensitet som en faktor i forsøgene for 2002. Resultaterne herfra viser en effekt bedre end 90% reduktion af ukrudtsbestanden ved en opvarmning til 80-90 oC. Der er stor tiltro til, at metoden vil kunne bringes til, at fungere, idet såvel laboratorie- som markforsøg viser meget lovende resultater. Det er dog afgørende, at systemet optimeres, så energiforbruget i marken bringes ned på et niveau svarende til hvad der kræves under laboratorieforhold.


Teknisk analyse og udvikling vedr. præcisionssåning i termisk behandlet jord WP 5
En mekanisk præcisionssåmaskine til såning af sukkerroer er blevet modificeret for at opfylde projektets formål. Hver enkelt såaggregat på den seksrækkede såmaskine er blevet udstyret med optiske sensorer, som registrerer frøplaceringen. Mobilt udstyr til at måle globale positioner inden for få centimeters nøjagtighed (RTK GPS) er til rådighed på KVL, Taastrup. Et mobilt dataopsamlingsudstyr (DaqBook) blev anvendt til at registrere dataene fra frøsensorerne samt globale positioner fra RTK GPS, og videresende dataene til en computers hukommelse. Første markforsøg blev udført i foråret 2001. Resultaterne fra disse forsøg blev anvendt til at evaluere maskinens anvendelse på markniveau. Dataene blev registeret og analyseret. Formålene med forsøgene var i) at bestemme den absolutte forskel i centimeter mellem frøplacering og planteplacering, ii) at bestemme forskellen i centimeter mellem estimeret frøplacering og planteplacering ved anvendelse af RTK GPS udstyr. Det første blev udført for at undersøge jordtypens og såbedskvalitetens indflydelse på afstanden mellem frø og plante. Det andet blev udført for at bestemme den overordnede præcision af frøkortlægningssystemet.

I foråret 2002 er der gennemført en ny serie markforsøg, og systemet er blevet yderligere modifikationer bl.a. ved montering af en hældningssensorer til måling af redskabets/markens hældning, hvilket vil gøre systemet anvendeligt ved operationer i kuperet terræn, idet det er meget vigtigt, at kende redskabets hældning i forhold til lodret, når positionen af de enkelte udsåede frø skal beregnes præcist udfra kendskab til positionen af antennen, som er placeret i nogen højde og afstand herfra. Problemstillingen er ganske relevant i praksis, idet eksempelvis mange sukkerroemarker har en kuperet overflade.

Maskinen har som udgangspunkt en hensigtsmæssig opbygning mht. præcisionsstyring efter en jordrille, som er etableret ved dampning, idet monteringssystemerne til såenhederne har stor sideværts stivhed.