Tillage

Home > Management > Soil Management Practices > Tillage

Contributors:
Michelle Wander, University of Illinois at Urbana-Champaign
Joel Gruver, Western Illinoisin Yliopisto
Viimeisin muokattu – 4. syyskuuta 2008

Introduction

• What is tillage?
• Miksi sitä tehdään?
• Miksi kaikki eivät tee sitä?

Tausta

• Miten maaperään vaikutetaan?
• Taustatietoa sisältäviä verkkolähteitä
• Miten maaperää seurataan

Paikallisia näkökohtia

• Aluekohtaista tietoa

How-To

Kokemuksia

Muita resursseja & Sanasto

Johdanto

Mitä maanmuokkaus on?

Maanmuokkaus on maan rakenteen mekaanista muokkaamista. Maanmuokkaustyökalut muokkaavat maan rakennetta monilla erilaisilla maan ja työkalun vuorovaikutussuhteilla (esim. leikkaamalla, jyrsimällä, murskaamalla, murskaamalla, lyömällä, kimpoilemalla). Maaperän ja työvälineen vuorovaikutuksen tulos vaihtelee sekä maanmuokkauksen ominaisuuksien (esim. toiminta, häirinnän syvyys ja leveys, ajoitus) että muokattavan maaperän ominaisuuksien (esim, tekstuuri, rakenne, kosteus, murenevuus, plastisuus).

Takaisin alkuun

Miksi sitä tehdään?

Muokkaus on ollut osa useimpia maatalousjärjestelmiä kautta historian, koska maanmuokkauksen avulla voidaan saavuttaa monia agronomisia tavoitteita:

• Maaperän muokkaus (maaperän rakenteen muokkaaminen, jotta voidaan suosia agronomisia prosesseja, kuten siementen kosketusta maaperään, juurten leviämistä, veden imeytymistä maaperään, maaperän lämpenemistä, jne.)
• Rikkakasvien/tuholaisten tukahduttaminen (rikkakasvien/tuholaisten elinkierron suora lopettaminen tai häiritseminen)
• Jäämien hallinta (jäännösten siirtäminen, suuntaaminen tai mitoittaminen siten, että viljelykasvien/päällyskasvien jäännösten kielteiset vaikutukset minimoidaan ja myönteiset vaikutukset edistetään)
• Sekoittaminen/sekoittaminen (aineiden, kuten lannoitteiden, sijoittaminen tai uudelleenjakaminen, lannoitteet, siemenet, jäämät, joskus epäedullisemmasta paikasta edullisempaan alueelliseen jakautumiseen)
• Segregaatio (kivien, juurikasvien, maamurskakokojen lujittaminen)
• Maan muokkaaminen (maanpinnan muodon muuttaminen – yksinkertaisin muunnos on luultavasti tasoitus; haravointi, karheuttaminen ja kyntäminen ovat myös esimerkkejä)

Tarkempia maanmuokkaustavoitteita ovat siemenpohjan muodostaminen, umpeenkasvaneiden siemenpohjien muodostaminen, tiivistymisen lieventäminen, maaperän kuoren murtaminen, rikkaruohojen katkaisu/tuhoaminen, biokasvien peittokasvien murskaaminen, maaperän biologian stimuloiminen ja juurikasvien korjuu.

Takaisin alkuun

Miksi kaikki eivät tee sitä?

Liialliset tai sopimattomat maanmuokkauskäytännöt ovat vaikuttaneet merkittävästi maan huonontumiseen. Maanmuokkauksen kielteisiä vaikutuksia ovat:

• Maan tiivistyminen muokkaussyvyyden alapuolella (esim, muokkauskuopan muodostuminen)
• Lisääntynyt alttius vesi- ja tuulieroosiolle
• Maaperän orgaanisen aineksen nopeutunut hajoaminen (negatiivista pitkällä aikavälillä)
• Muokkaustoimien korkeat energiakustannukset
• Työvoima- ja aikavelvoitteet

Takaisin alkuun

Taustatietoa

Taustatietoa

Taustatietoa

Takaisin alkuun

Tausta

Millä tavoin maaperä vaikuttaa maahan?

Muokkaustyökalut altistavat maan rakenteen mekaaniselle rasitukselle (esim, puristus, leikkaus, veto). Kun kohdistuvat rasitukset ylittävät maaperän lujuuden, maaperän rakenne pettää joko murenemalla heikkotasoja pitkin (jos maaperä on murenevassa tilassa) tai deformoitumalla, jos maaperä on plastisessa tilassa.

Maanmuokkaus silloin, kun maaperä on liian kostea (”plastisen rajan” ylittävää kosteutta), aiheuttaa liettymistä ja aiheuttaa rönsyilyä, joka voi jatkua koko kasvukauden ajan. Talven jäätyminen ja sulaminen hajottavat yleensä rönsyjä.

Monien maanmuokkaustoimenpiteiden tarkoituksena on irrottaa ja homogenisoida maata maanmuokkausvyöhykkeellä (eli lisätä makrohuokoisuutta ja rakenteellista tasaisuutta), mutta joidenkin maanmuokkaustoimenpiteiden tarkoituksena on muotoilla tai kiinteyttää maata. Osa maanmuokkauksen vaikutuksista on tarkoituksellisia (esim. kohdassa ”Miksi tehdä maanmuokkausta?” luetellut maanmuokkaustavoitteet), kun taas toiset vaikutukset ovat tahattomia (esim. aurauskehän muodostuminen, lisääntynyt alttius tiivistymiselle ja eroosiolle).

Takaisin alkuun

Verkkolähteitä, joista löytyy lisää taustatietoa:

• Steel in the Field: A Farmers Guide to Weed Management Tools, Julkaistu 2001, 128 sivua. Saatavana http://www.sare.org/publications/steel/index.htm ja ladattavana PDF-tiedostona: http://www.sare.org/publications/steel/steel.pdf; ”Steel in the Field” (Terästä pellolla) osoittaa, miten nykypäivän työvälineillä ja tekniikoilla voidaan torjua rikkaruohoja vähentämällä – tai poistamalla – rikkakasvien torjunta-aineita. Käytännönläheisellä kielellä Steel in the Field esittelee, mitä viljelijät ja tutkijat ovat oppineet viimeisten 20 vuoden aikana rikkakasvien torjuntakustannusten alentamisesta parannetuilla viljelyvälineillä, peittokasveilla ja uusilla viljelykierroilla.
• The New American Farmer, 2nd ed. Saatavana http://www.sare.org/publications/naf.htm
  ja ladattavana PDF-tiedostona. NAF esittelee erittäin helppolukuisia profiileja yli 60 viljelijästä/maatalousyrittäjästä, jotka edustavat Yhdysvaltojen jokaista osavaltiota ja kahta territoriota. Paljon käytännön tietoa maanmuokkausjärjestelmistä löytyy etsimällä asiakirjasta maanmuokkaukseen liittyviä termejä.
• Conservation Tillage Information Center -verkkosivusto: http://www.conservationinformation.org/
• NRCS Tillage Equipment pocket guide, From ftp://ftp-fc.sc.egov.usda.gov/IA/intranet/Tillage.pdf. Se on runsaasti grafiikkaa sisältävä julkaisu, jonka tarkoituksena on auttaa henkilökuntaa tunnistamaan ensisijaiseen maanmuokkaukseen, toissijaiseen maanmuokkaukseen, lannan/lannoitteiden sekoittamiseen, yhdistelmävälineisiin ja yleisiin maanmuokkausjärjestelmien luokkiin käytettävät laitteet.

Takaisin alkuun

Miten maaperää seurataan

Takaisin alkuun

Paikalliset näkökohdat

Takaisin alkuun

Aluekohtaiset tiedot:

Back to top

Miten-to

Muokkaustyypit

Takaisin alkuun

Todellisia kokemuksia

Takaisin alkuun

Muita resursseja

Kirjoja ja artikkeleita

• ”Maaperästä ylöspäin ja maatalous siirtymävaiheessa”, kirjoittanut Don Schrieffer. Wallace-Homestead Printing Co., Des Moines, Iowa. 1984. ”Erinomaisen helppolukuinen, edelleen saatavilla ja edelleen paras kirja, joka liittyy maanmuokkausjärjestelmiin ja maaperän ilmavuuden, veden ja tähteiden hajoamisen hallintaan” – David Patriquin viitaten ”From the Soil Up” -teokseen.
• ”Soil Dynamics in Tillage and Traction”. Maatalouden käsikirja nro 316, kirjoittaneet William R. ja Glen E. Vanden Berg Gill. 1967. Klassinen keskustelu maanmuokkauksesta maataloustekniikan näkökulmasta.
• Tillage (Fundamentals of Machine Operation) by John Deere. 1993. Runsaasti kuvitettu ja erittäin helppolukuinen esitys käytännöllisestä tiedosta maanmuokkauskäytännöistä, joita käytetään agronomisessa kasvintuotannossa.
• ”Stubble over the field” ja ”No Tillage: The relationship between no tillage, crop residues, plants and soil nutrition”, Carlos Crovetto. Chilessä pioneerina toiminut maanviljelijä/agronomi Crovetto kuvaa kokemuksiaan no-tillage-järjestelmästä kahdessa kirjassa, jotka ovat mielenkiintoinen sekoitus agronomista tiedettä ja käytännön havaintoja.
• ”Conservation Tillage Systems and Management: Crop Residue Management with No-Till, Ridge-Till, and Mulch-Till”, 2nd ed. MWPS-45-kirja. 2000. ISBN 0-089373-088-2. Helppolukuinen ja helppolukuinen kirja – yli 60 yliopiston ja teollisuuden asiantuntijan työ – selittää säilyttävän maanmuokkauksen tärkeimmät edut.
• ”Building Soils for Better Crops”, 2. painos, Fred Magdoff ja Harold Van Es, 2000. Tässä kirjassa käsitellään kattavasti kestävää maaperänhoitoa.
• ”Resource Management: Bryan Davie, Brian Finney ja David Eagle. Farming Press. 2001. ISBN: 0-85236-559-4. Tämä kirja on käytännön opas hyvän maaperänhoidon periaatteisiin ja uusimpiin käytäntöihin, jonka ovat kirjoittaneet brittiläiset kirjoittajat, joilla on runsaasti kokemusta maatiloilta. Osa sisällöstä on Englannille ominaista, mutta suurin osa on laajalti relevanttia.
• ”Biologinen viljelijä: täydellinen opas kestävään & kannattavaan biologiseen maanviljelyyn” (The Biological Farmer: a complete guide to the sustainable & profitable biological system of farming), Gary Zimmer. Acres USA. 2000. ISBN: 0-911311-62-9. Erittäin helppolukuinen kattava opas ekologiseen maanviljelyyn, jonka on kirjoittanut menestynyt luomuviljelijä, konsultti ja Midwest BioAg:n perustaja.

Tillage Glossary

Tilavuustiheys – kuivan maa-aineksen massa jaettuna tilavuudella. Irtotiheys ei ole tiivistyneisyyden absoluuttinen indikaattori, koska juurten rajatiheys vaihtelee tekstuurin mukaan. Juurten laajenemista rajoittaa yleensä irtotiheys > 1. 6 g/cm3 siltti-savimaalla. 1,6 g/cm3 on epätodennäköisesti rajoittava hiekkamailla ja vakavasti rajoittava savimailla.

Kultivointi – matala maanmuokkaus, jonka tarkoituksena on hallita rikkakasveja. Voi olla sokeaa (ei ohjattu viljelykasvin sijainnin perusteella) tai ohjattua (eli riviviljely – suunniteltu minimoimaan viljelykasvirivien rikkoutuminen). Perinteinen muokkauslaitteisto ei toimi hyvin suurilla jäännösmäärillä, mutta vaihtoehtoja suurille jäännösmäärille on olemassa. Toimintatapoja ovat mm. alaleikkaus, tärinä, vieritys… Voidaan käyttää maavoimalla tai voimanlähteenä.

Säästävä maanmuokkaus – Mikä tahansa maanmuokkausjärjestelmä, jossa vähintään 30 prosenttia maan pinnasta pysyy istutuksen jälkeen viljelykasvin/päällyskasvin jäännöksen peittämänä. Jos tuulen aiheuttama maaperän eroosio on ensisijainen huolenaihe, mikä tahansa järjestelmä, joka pitää vähintään 1 000 paunaa hehtaaria kohti tasaista, pienviljan jäännösekvivalenttia pinnalla koko kriittisen tuulieroosiojakson ajan.

Konventionaalinen maanmuokkaus (eli intensiivinen maanmuokkaus) – Täysleveä maanmuokkausmenetelmä, joka häiritsee koko maan pintaa ja joka suoritetaan ennen kylvöä ja/tai kylvön aikana. Alle 15 prosenttia maaperästä peittyy jäännöksillä istutuksen jälkeen tai alle 500 paunaa hehtaaria kohti pienviljan jäännösekvivalenttia koko kriittisen tuulieroosiojakson aikana. Siihen liittyy yleensä kyntöä tai intensiivistä (lukuisia) maanmuokkauskertoja. Rikkakasvien torjuntaan käytetään kasvinsuojeluaineita ja/tai riviviljelyä.

Kuorrutus – pinnan tiivistyminen, joka johtuu sadepisaroiden iskeytymisestä, hiukkasten irtoamisesta ja koon lajittelusta, jolloin hienoimmat hiukkaset keskittyvät pintaan. Haittaa infiltraatiota, kaasujen vaihtoa ja taimien syntymistä.
Hukkakouru – kapea kaistale maata (kyntöosuuden levyinen), jonka kyntökerros kaivetaan pois mullan kyntämisen yhteydessä, mutta jota ei täytetä, koska se on pellon tai ”maan” ulkoreunalla. Toissijainen maanmuokkaus ei täytä kuollutta uurretta kokonaan, vaan jättää syvennyksen ja usein myös heikosti hedelmällisen vyöhykkeen, koska pintamaa on poistettu. Viljelykasvit kasvavat huonosti umpeenkasvaneessa uurteessa.

Kiekkoja – rullaavat pyöreät terät, joissa on suorat tai uritetut reunat ja joiden tarkoituksena on leikata jäännöksiä, murskata maan rakennetta ja tasoittaa maan pintaa. Kiekot varustetaan tavallisesti rinnakkaisten kiekkojen muodostamiksi ryhmiksi. Levyjen aiheuttaman maan liikkeen määrä liittyy levyjen kulmaan, levyihin kohdistuvaan alaspaineeseen, terän rakenteeseen (suora tai uritettu) ja nopeuteen, jolla levyjä vedetään.

Vetovoima – vetovoima, joka tarvitaan vetovoimaisen maanmuokkaustyökalun, kuten auran tai levyn, vetämiseen.

Kääntävä maanmuokkaus – toisin kuin kääntämätön maanmuokkaus, kääntävä maanmuokkaus kääntää kerroksen (usein 6-12 tuumaa) maan päälle hautaamalla pintamaan jäännökset (ja niihin liittyvät rikkakasvien siemenet, itiöt ja hyönteisten toukat ja munat). Tuloksena on pinta, jossa on vain vähän jäännöksiä ja jota voidaan helposti käsitellä perinteisillä jälkiviljelylaitteilla, mutta joka on altis eroosiolle. Kääntöaura on tavanomainen käänteismuokkauslaite. Kiekkoauroilla tehdään myös käänteismuokkausta.

Maat – yksisuuntaisessa kynnössä maat ovat suuremman pellon suorakulmaisia osia, jotka kynnetään yksi kerrallaan. Aluksi maan keskelle muodostetaan harjanne, jonka ympärille kyntäminen jatkuu, kunnes maa on kokonaan kynnetty. Maiden kyntämisen tarkoituksena on minimoida ajoaika, ts, eli aika, joka kuluu kynnettävien alueiden välillä liikkumiseen.

Minimum till (alias reduced till) – maanmuokkausjärjestelmä, johon ei liity maaperän inversiota ja jossa säilytetään suuri määrä pintajäännöstä.

Muotolauta-aura – perinteinen ensisijainen maanmuokkaustyökalu, joka koostuu seuraavista tärkeimmistä maahan vaikuttavista osista: auraosa (joka viipaloi maata vaakasuunnassa), muotolauta (nostaa ja rullaa maata, mikä saa aikaan käännöksen, maavara (siirtää sivuttaissuuntaisen työntövoiman), kara (viipaloi maata pystysuunnassa). Koura on välttämätön, jos kynnetään nurmikkoa tai maata, jossa on merkittäviä jäämiä. Kyntöaura on usein paras väline nurmikon murskaamiseen.

Mulch till – Täysleveä maanmuokkaus, johon kuuluu yksi tai useampi muokkauskerta, joka rikkoo koko maan pinnan ja joka tehdään ennen kylvöä ja/tai kylvön aikana. Käytetään muokkaustyökaluja, kuten talttaa, peltokultivaattoria, kiekkoa, pyyhkäisyä tai teriä. Rikkakasvien torjuntaan käytetään kasvinsuojeluaineita ja/tai viljelyä.

No till (eli nollaviljely, suorakylvö) – Maanmuokkausjärjestelmä, jossa jäännökset säilytetään (myös rivissä) ja istutetaan näiden jäännösten läpi erityisesti suunnitelluilla laitteilla.

Plastisuusraja – Plastisuusraja (PL, plastic limit) on maaperän kosteuspitoisuus, jossa maaperä alkaa käyttäytyä plastisesti. Yleissääntönä voidaan sanoa, että maa on plastisella rajalla, kun halkaisijaltaan 3 mm:n läpimittainen maan mato/makkara voi ensimmäisen kerran muodostua. Maaperä, jonka plastisuusraja on kenttäkapasiteettia kuivempi, on kapea työstettävyysikkuna. Maaperällä, jonka plastisuusraja on pellon kapasiteettia kosteampi, on laajempi työstettävyysikkuna, ja se soveltuu paremmin maanmuokkausta vaativaan maatalouteen.

Plow pan – tiivistetty kerros välittömästi säännöllisen maanmuokkauksen syvyyden alapuolella. Kyntöaurat, lautasaurat, lautaslevyt ja pyörivät maanmuokkauskoneet ovat tunnettuja kyntöaumojen synnystä.

Pisteet – Jäykän piikin etureunaa kutsutaan yleisesti pisteeksi. Kärkipisteen muoto vaikuttaa sen tunkeutumiskykyyn ja siihen, kuinka paljon se nostaa ja häiritsee maaperää. Auraosan etuosaa kutsutaan myös kärjeksi.

Primäärämuokkaus – Maanmuokkaus, jota käytetään maan rikkomiseksi tai murtamiseksi kuuden tai useamman tuuman syvyyteen. Ensisijaisen maanmuokkauksen työvälineet vaihtelevat kyvyiltään tunkeutua lujaan maaperään ja leikata jäännöksiä. Esimerkkeinä voidaan mainita aurat, raskaat lautaset, lapiointikoneet, raskaat pyörivät maanmuokkauskoneet, taltta-aurat ja maanpohjakoneet.

PTO-käyttöiset maanmuokkauslaitteet – toisin kuin vetokäyttöiset maanmuokkauslaitteet (esim. multa-aura) ja maavoimalla toimivat pyörivät maanmuokkauslaitteet (pyörivä kaivinkone), PTO-käyttöiset maanmuokkauslaitteet kykenevät paremmin pulveroimaan ja sekoittamaan maaperän rakenteen yhdellä ajokerralla, koska ne saavat pyörivän voiman traktorista. Pyörivät maanmuokkauskoneet, lapiointikoneet, pyörivät harat ja edestakaiset harat ovat esimerkkejä PTO-käyttöisistä maanmuokkausmenetelmistä.

Mätästys – maanmuokkausmenetelmä, jonka tarkoituksena on rikkoa aggregaatteja ja hajottaa savea, jolloin muodostuu vettä läpäisemätön kerros, joka pidättää vettä. Pudottaminen on maanmuokkauksen tavoite tulvariisijärjestelmissä, mutta se ei ole toivottavaa muissa tuotantojärjestelmissä.
Ridge till – Maanmuokkausjärjestelmä, jossa käytetään maanmuokkausta harjujen muodostamiseen/rakentamiseen kasvukauden alkupuolella ja istutetaan sitten seuraava sato harjuille, joiden yläosa on leikattu pois istutusprosessin aikana.

Rollerit – jyrsintätyökalut, jotka painavat maata ja lisäävät sen tiiveyttä tai lujuutta (esim, kyntöpakkaus) tai raaputtavat maan pintaa (esim. maanmuokkauksessa käytettävät Lilliston-valssikorit).

Sekundaarinen maanmuokkaus – maanmuokkausmenetelmä, jota käytetään (yleensä primäärisen maanmuokkauksen jälkeen) murskaamaan, tasoittamaan ja/tai muokkaamaan maata, jonka syvyys on vähemmän kuin kuusi tuumaa, siemenpohjan valmistelemiseksi tai ”sovittamiseksi”.

Lapiointikoneisto – kartiovoimakäyttöinen roottorikäyttöinen pyörivätoiminen maanmuokkauslaite, jossa on suuria litteitä teriä (lapioita), jotka on järjestetty kolmena ryhmänä roottorissa oleville lapioille. Kun roottori pyörii, lapiot syöksyvät maahan, nostavat kaivettua maata ja sitten kärjet pudottavat maan pois. Järjestelmä on tehokas voimankäytöltään ja vahingoittaa maaperän rakennetta, mutta vaatii monimutkaisen ja siten kalliin koneen. Normaali etenemisnopeus on hidas (alle 1,5 mph). Maaperän jauhautumisaste riippuu roottorin nopeuden ja etenemisnopeuden suhteesta, nopeuksien (roottorin ja etenemisnopeuden) suuruudesta, lapioiden muodosta ja sijoittelusta sekä takaläpän (johon maaperä palautuu) sijainnista. Lapiointikoneita käytetään pääasiassa maan muokkaamiseen vihannestuotantoa varten, ja niitä käytetään ja valmistetaan eniten Euroopassa.

Strip till/Zone till – Maanmuokkausjärjestelmä, jossa jäännökset säilytetään rivien välissä, mutta jäännökset siirretään istutusrivin ulkopuolelle (enintään 1/3 rivivälistä) ja johon voi liittyä rivin syvää löyhentämistä.

Subsoiling – maanmuokkaus, jonka tarkoituksena on rikkoa syviä tiivistyneitä kerroksia, voi olla tai ei voi olla rivissä
Sweeps – siivet, jotka ulottuvat viljelylaitteen piikeistä ulospäin, alittavat rikkaruohot ja nostavat maata aiheuttaen nopean kuivumisen.

Tilavuus – kokonaisvaltainen termi, jolla viitataan maaperän fysikaalisiin ominaisuuksiin maanviljelyksen kannalta suotuisalla tavalla – hyvän tilavuuden omaavat maat ovat murenevia, ne voidaan muokata vähemmällä vetoavulla ja ne mahdollistavat sen, että maanmuokkaustavoitteet on helppo saavuttaa. Samankaltaisia termejä ovat esimerkiksi ”pehmeä”, ”hyvässä kunnossa” tai ”toimii kuin puutarha”.

Piikit – suorat tai kaarevat, jäykät tai taipuisat, kosketuskulman suhteen vaihtelevat, piikit muokkaavat maaperän rakennetta erilaisilla prosesseilla (esim. leikkaamalla, nostamalla, tärisyttämällä), joilla siirretään vetoenergiaa maaperään piikkien kautta. Jäykkiä piikkejä kutsutaan usein varreksi. Piikit eivät yleensä aiheuta merkittävää painetta alaspäin, joten ne eivät tiivistä maata muokkaussyvyyden alapuolella. Joustavat piikit värähtelevät, kun niitä vedetään maan läpi, ja tämä värähtely edistää maan rakenteen murskautumista.

Vetovoima – pyörän tai telaketjun liukumisen kestävyys, mahdollistaa vetovoiman kohdistamisen vedettävään työvälineeseen.

Pystysuuntainen maanmuokkaus – syvä maanmuokkaus, jonka tarkoituksena on luoda pystysuuntaisia vyöhykkeitä (yleensä riviin leikkaamalla rakoilemalla, murskaamalla ja nostamalla maa-aineksia ), jotka edistävät laajamittaisen juurtumisen syntymistä.

Takaisin sivun alkuun