Automatisk præcisionsstyring til mekanisk ukrudtsbekæmpelse i gartnerier og planteskoler

3 Resultater

3.1 Forsøgsresultater
3.2 Skader på vedplantekulturer ved manuel radrensning
3.3 Beregninger af økonomiske, tids- og energimæssige konsekvenser ved brugen af automatisk styring til radrensning

3.1 Forsøgsresultater

2001 A - grønsager

Skaderne på kålene i form af færre planter har med en enkelt undtagelse været relativt små. Ved første behandlingstidspunkt med 5 km/t og en afstand til rækkerne på 2,5 cm var antal kålhoveder ikke påvirket forskelligt af styresystemerne, mens der med 8 km/t var størst skade med ED og mindst med FP (figur 1). Ved 5 km/t og 5 cm afstand til rækkerne var der større skade med FP end med manuel styring, mens ED her udgik på grund af tekniske fejl. Ved senere kørsler med 8 km/t med én forudgående radrensning og ved 5 km/t uden forudgående radrensning var der ikke sikker forskel på manuel og automatisk styring eller mellem de to styresystemer (figur 2). Som det fremgår af figur 1 og 2, er der ikke mange tilfælde med sikre forskelle på de forskellige styresystemer. I visse tilfælde var ED-systemet ikke i stand til at identificere rækken, hvorved systemet gik i neutral position, og skaderne på afgrøden blev afhængig af traktorføreren. Antal og friskvægt af ukrudt i rækkerne var ikke påvirket af forskellige styresystemer. Udbytterne i kål (friskvægt) i 2001 var ikke forskellige efter to overkørsler med 8 km/t med de tre styresystemer, hverken total udbytte (figur 3) eller udbytte pr. plante (figur 4). Ved én overkørsel på et relativt sent tidspunkt (28 dage efter plantning) gav FP et højere udbytte end ED, men ingen af de automatiske styresystemer var forskellige fra manuel styring. Det højere udbytte her skyldes tilsyneladende en større plantestørrelse (figur 4), det vil sige mindre skade på overlevende kålplanter. I dette tilfælde har FP styret mere præcist end de andre systemer.

Figur 1. Reduktion i antal kål  ved kørsel d. 21.06.01 ved 5 og 8 km/t, samt 2,5 og 5 cm afstand til rækken. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figur 1.
Reduktion i antal kål ved kørsel d. 21.06.01 ved 5 og 8 km/t, samt 2,5 og 5 cm afstand til rækken. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 1.
Reduction in the number of cabbages at treatment on 21.06.01 at speeds of 5 and 8 km/h and at distances of 2.5 and 5 cm from the row. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Reduktion i antal kål ved kørsel d. 6.07.01 ved 8 km/t  og 2,5 cm afstand til rækken uden forudgående radrensning (1. overkørsel) og med forudgående radrensning.

Figur 2.
Reduktion i antal kål ved kørsel d. 6.07.01 ved 8 km/t og 2,5 cm afstand til rækken uden forudgående radrensning (1. overkørsel) og med forudgående radrensning (2. overkørsel). Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 2.
Reduction in the number of cabbages at treatment on 06.07.01 at a speed of 8 km/h and at a distance of 2.5 cm from the row without previous inter-row hoeing (1st passage) and with previous inter-row hoeing (2nd passage). Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns. 

Udbytte i kål (friskvægt) opgjort d. 8.08.01 efter to radrensninger med 8 km/t. 

Figur 3.
Udbytte i kål (friskvægt) opgjort d. 8.08.01 efter to radrensninger med 8 km/t. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 3.
Yield in cabbage (fresh weight) assessed on 08.08.01 after two inter-row hoeings at a speed of 8 km/h. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Plantestørrelse i kål opgjort d. 8.08.01 efter to radrensninger med 8 km/t.

Figur 4.
Plantestørrelse i kål opgjort d. 8.08.01 efter to radrensninger med 8 km/t. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 4.
Plant size in cabbage measured on 08.08.01 after two inter-row hoeings at a speed of 8 km/h. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

I løgene var der ingen forskel på skader i løgrækkerne mellem de tre styresystemer, når der var 5 cm mellem skrabepindene (figur 5). Men, når der blev kørt med en meget lille afstand til rækken – 1 cm mellem skrabepindene - var der sikre forskelle mellem systemerne (figur 5). Manuel styring var mere præcis end ED, mens skaderne ved FP lå mellem de to andre og var ikke sikkert forskellige fra nogen af dem. Skaderne var dog forholdsvis beskedne og havde ikke betydning for den samlede vægt (figur 6). Løgene har antageligt kunnet kompensere for fjernede planter ved, at naboplanterne har øget væksten.

Procent skade i løgrækkerne ved kørsel d. 16.08.01 ved 0,5 og 5 cm afstand til rækken. 

Figur 5.
Procent skade i løgrækkerne ved kørsel d. 16.08.01 ved 0,5 og 5 cm afstand til rækken. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 5.
Percentage damage in the onion rows at treatment on 16.08.01 at distances of 0,5 and 5 cm from the row. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Udbytte i løg opgjort d. 10.10.01 efter kørsel ved  0,5 og 5 cm afstand til rækken.

Figur 6
Udbytte i løg opgjort d. 10.10.01 efter kørsel ved 0,5 og 5 cm afstand til rækken. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 6.
Yield in onion obtained on 10.10.01 after treatment at distances of 0,5 and 5 cm from the row. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

2001 B - vedplantekulturer

Da det ikke var muligt at køre i forsøgsparcellerne, som beskrevet tidligere, blev der kørt med ED- og FP-systemerne i priklebede af rødgran, som stod i 5-rækkede bede med 25 cm mellem rækkerne. Prikleplanterne var ca. 10-15 cm høje og stod med en afstand af ca. 6-10 cm mellem planterne i rækken. Indstillingen af ED udstyret var imidlertid ikke optimal, og ED formåede ikke at holde radrenseren i rækkemellemrummene men kørte på tværs af rækkerne. Derfor var det nødvendigt at holde en stor given afstand fra rækkens midte med ED, som det fremgår af figur 7. En af grundene hertil var, at planterne var relativt nypriklede, og derfor hang planternes toppe i nogle tilfælde ud i rækken, hvilket forstyrrede kameraets bestemmelse af rækken. Sandsynligvis havde kameraets høje placering i forhold til den relativt lille rækkeafstand også betydning for den store afstand. For ikke at ødelægge planterne blev der kun kørt med 2 km/time, hvilket også kan have haft en indflydelse på resultaterne.

Afstand i cm fra rækkemidte ved kørsel i 2001 med ED- og FP-systemerne i 5-rækkede priklebede af rødgran og nordmannsgran med hastigheden 2 km pr. time.

Figur 7.
Afstand i cm fra rækkemidte ved kørsel i 2001 med ED- og FP-systemerne i 5-rækkede priklebede af rødgran og nordmannsgran med hastigheden 2 km pr. time.
Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 7.
Distance in cm from the middle of the row at treatment in 2001 with the ED and FP systems in 5-row transplanting beds of common spruce and Caucasian fir at a speed 2 km per hour. The standard deviation is indicated above the columns.

FP systemet var monteret umiddelbart foran radrenseren tilkoblet styringen af forhjulene på en Fendt-redskabsbærer. Med kørsel med styring af FP systemet var det muligt at køre tættere på rækkerne og med mindre variation end med ED (figur 7). Efterfølgende blev der kørt med FP systemet i 2-årige nordmannsgran priklet i 5-rækker med 25 cm mellem rækkerne og 6-7 cm mellem planterne i rækken. Planterne var ca. 10 cm høje og mere oprette end rødgranplanterne. Ved denne kørsel kunne der køres med en afstand på 5 cm fra rækkemidte (figur 7).

2002 A - grønsager

Kålplanter kunne identificeres med 2 – 3 løvblade af begge de automatiske styresystemer, men ukrudt distraherede styringen, så en behandling i forsøget ikke kunne gennemføres ved første forsøg. FP angiver, at deres system kan styre efter planter med blade på ca. 1 cm2, og ED angiver, at de kan styre efter planter med blade på 1-2 cm2, men at det for dette system er rækkestrukturen, der er afgørende. I begge tilfælde vil kørsel efter meget små planter være meget følsom for ukrudt mellem rækkerne.

Ved kørsel i kålene med ED og MS den 3. juni var skaderne i form af færre planter 20 – 25% (figur 8), hvilket skal ses i lyset af, at der er sået rigeligt ud for at sikre en god bestand. En del af tabet skyldes tildækning af 

Reduktion i antal kål efter kørsel d. 3.06.02 med 5 og 8 km/t.

Figur 8.
Reduktion i antal kål efter kørsel d. 3.06.02 med 5 og 8 km/t. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 8.
Reduction in the number of cabbages after treatment on 03.06.02 at speeds of 5 and 8 km/h. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

planterne, da der ikke var afskærmning på radrenserne. Der var ikke sikker forskel på ED og manuel styring eller på de to hastigheder (figur 8). Der var dog en tendens (P = 0,14) til at øget hastighed reducerede skaden fra ED, mens øget hastighed øgede skaden ved manuel styring. Det kan forklares ved, at den automatiske styring bliver mindre følsom for enkelte ukrudtsplanter mellem rækkerne, når hastigheden øges, mens den manuelle styring bliver mere ’stresset’. Denne tendens kunne ikke ses på kålenes vægt antageligt (figur 9), fordi manglende kål kompenseres af større naboplanter. Til gengæld var kålenes vægt/række reduceret ved høj hastighed sikkert, fordi der blev kastet mere jord ind i rækkerne ved den høje hastighed. Der var derfor en tendens til, at kålplanternes størrelse var mindre ved kørsel med 8 km/t (figur 10). Ukrudtsmængden i rækkerne var ikke påvirket af hverken hastighed eller styresystem.

Udbytte i kål (frisk vægt) opgjort d. 14.08.02 efter radrensninger med 5 og 8 km/t.

Figur 9.
Udbytte i kål (frisk vægt) opgjort d. 14.08.02 efter radrensninger med 5 og 8 km/t. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 9.
Yield in cabbage (fresh weight) measured on 14.08.02 after inter-row hoeings at speeds of 5 and 8 km/h. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Udbytte pr. plante i kål (frisk vægt) opgjort d. 14.08.02 efter radrensninger med 5 og 8 km/t.

Figur 10.
Udbytte pr. plante i kål (frisk vægt) opgjort d. 14.08.02 efter radrensninger med 5 og 8 km/t. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau.
Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 10.
Yield per plant in cabbage (fresh weight) measured on 14.08.02 after inter-row hoeings at speeds of 5 and 8 km/h. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Ingen af systemerne kunne identificere løgrækkerne med sikkerhed, da løgene var 3-5 cm høje. Ved næste forsøg på kørsel var løgene 10 – 15 cm høje, og da kunne begge systemer antageligt have identificeret rækkerne, hvis der havde været helt ukrudtsfrit mellem rækkerne, hvilket der ikke var. Ved den endelige kørsel i løgene 66 dage efter såning var løgbladene 30 – 40 cm lange. Her

Procent skade i løgrækkerne ved kørsel d. 12.07.01 med 5 km/t og 5 cm afstand til rækken. 

Figur 11.
Procent skade i løgrækkerne ved kørsel d. 12.07.01 med 5 km/t og 5 cm afstand til rækken. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 11.
Percentage damage in the onion row at treatment on 12.07.01 at a speed of 5 km/h and at a distance of 5 cm from the row. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Salgbart udbytte i løg opgjort d. 12.09.02 efter kørsel med 5 km/t og afstand på 5 cm til rækken.

Figur 12.
Salgbart udbytte i løg opgjort d. 12.09.02 efter kørsel med 5 km/t og afstand på 5 cm til rækken. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 12.
Marketable yield in onion measured on 12.09.02 after treatment at a speed of 5 km/h and at a distance of 5 cm from the row. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

kunne begge systemer styre efter rækkerne. Skaderne på løgene i form af fjernede planter var under 2% (figur 11), hvilket i praksis vil sige ingen skade, og der var ingen forskel på manuel styring og de to styresystemer. Der var heller ingen forskel på løgenes vægt/række for de to styresystemer (figur 12). Det kan derfor overraske, at der var forskel på mængden af ukrudt ved de tre styremåder (ikke vist), men antageligt skyldes dette en tilfældig variation i marken. Under kørslerne kunne vi observere, at FP systemet reagerede på asymmetriske løgplanter (f.eks. væltede toppe), men dette er ikke afspejlet i skader på løgene. Frank Poulsen arbejder på udvikling af software, der kan bestemme planternes stængelbasis, således at systemet ikke reagerer på skæve toppe.

2002 B - vedplantekulturer

I 2002 blev der kørt efter planen i både nordmannsgran og fuglekirsebær. I nordmannsgran, som var de mindste planter, viste resultaterne, at nøjagtigheden af kørslen i forhold til rækkemidten var omtrent den samme for FP som for MS ved begge hastigheder (figur 13). ED-systemet var også lige så nøjagtigt som MS ved den høje hastighed, men ED var betydelig vanskeligere at få til at køre lige så tæt på rækken som FP og MS ved den lave hastighed (figur 13). 

Afstand i cm fra rækkemidte ved 2 hastigheder (2 og 6 km pr. time) ved kørsel i 2002 med ED og FP systemerne i 5-rækkede priklebede af nordmannsgran i sammenligning med manuel styring (MS). 

Figur 13.
Afstand i cm fra rækkemidte ved 2 hastigheder (2 og 6 km pr. time) ved kørsel i 2002 med ED og FP systemerne i 5-rækkede priklebede af nordmannsgran i sammenligning med manuel styring (MS). Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 13.
Distance in cm from the middle of the row at 2 speeds (2 and 6 km per hour) at treatment in 2002 with the ED and FP systems in 5-row transplanting beds of Caucasian fir compared with manual steering (MS). Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

Resultaterne viste, at nøjagtigheden af kørslen med ED blev forbedret med den større hastighed. Sandsynligvis blev rækken nemmere genkendelig, når der var flere planter i kameraets synsfelt på grund af den større hastighed. Resultaterne viser således også, at for at systemet skal fungere optimalt, skal der være en jævn plantetæthed i rækken uden store spring i planteafstanden. FP-systemet anvender flere billeder i behandlingen af rækkedata, og derfor er problemet med spring i rækken mindre vigtigt for virkningen af dette system. Resultaterne viser også, at der var en relativ stor variation ved begge systemer, og en del af denne variation skyldes, at kameraet forvekslede stort ukrudt langs med eller mellem rækkerne med kulturplanterne.

I fuglekirsebær, som var mere end dobbelt så store som nordmannsgran, var resultaterne meget analoge til det, som blev fundet i nordmannsgran. Igen var det vanskelig at komme tæt på rækken med ED ved den lave hastighed. Ved den høje hastighed derimod var der en tendens til, at det var nemmere at komme relativ tæt på rækken med begge de automatiske styresystemer (figur 14). 

Afstand i cm fra rækkemidte ved 2 hastigheder (2 og 6 km/t) ved kørsel i 2002 med ED og FP systemerne i 5-rækkede priklebede af fuglekirsebær i sammenligning med manuel kørsel.

Figur 14.
Afstand i cm fra rækkemidte ved 2 hastigheder (2 og 6 km/t) ved kørsel i 2002 med ED og FP systemerne i 5-rækkede priklebede af fuglekirsebær i sammenligning med manuel kørsel. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle på 5% niveau. Standardafvigelse er angivet over søjlerne.

Figure 14.
Distance in cm from the middle of the row at 2 driving speeds (2 and 6 km per hour) at treatment in 2002 with the ED and FP systems in 5-row transplanting beds of bird cherry compared with manual steering. Different letters indicate significant differences at the 5% level. The standard deviation is indicated above the columns.

3.2 Skader på vedplantekulturer ved manuel radrensning

Registreringen viste, at der hos stilkeg ved en plantetæthed på gennemsnitlig 48 planter pr. løbende meter var synlige skader fra radrensning på rodhalsen hos 2% af planterne (figur 15).

Hos nordmannsgran blev der på 39 planter ud af de 150 (26%) konstateret skader på rodhalsen fra radrensning, heraf var de 30 (20%) alvorlige skader, som gav sig udtryk i nedsat vækst i toppen (figur 15). Billede 6 viser skader på rodhalsen. Disse planter ville under alle omstændigheder være frasorteret på grund af størrelsen. De resterende 9 planter (6%) havde mere overfladiske skader, hvor der var begrænset effekt på toppens vækst, og disse planter ville sandsynligvis ikke være frasorteret. En del af skaderne i toppens vækst kan være opstået i kombination mellem radrensning og brug af Roundup samtidig i afskærmet sprøjtning (Karlsson, B., pers. medd.). 

Skader på rodhals i stilkeg og nordmannsgran i procent af plantebestand.

Figur 15.
Skader på rodhals i stilkeg og nordmannsgran i procent af plantebestand.
 

Figure 15.
Damages to the root collar in English oak and Caucasian fir in per cent of plant population.

Hos Statsskovenes Planteavlsstation, Skov- & Naturstyrelsen, har man i flere år kørt med et projekt med Grøn Planteskoledrift, hvor der har været anvendt mekanisk ukrudtsbekæmpelse, herunder lugning (Damm, 2002).

Skader på rodhals i nordmannsgran efter påkørsel med radrenser.

Billede 6.
Skader på rodhals i nordmannsgran efter påkørsel med radrenser.

Picture 6.
Damages to the root collar in Caucasian fir after being hit by inter-row cultivator.

Statsskovenes Planteavlsstation har registreret manuelle skader fra renholdelse i flere kulturer. Deres registreringer viser, at de manuelle skader på rodhalsen  fra planter optaget i 2001 udgjorde mellem 2-5% af planterne, der blev taget op, afhængig af kulturen (Stenvang, K., pers. medd.). Således blev der fundet skader i 5% af planterne hos eg, som dækker mere for traktorførerens udsyn end bøg, hvor der blev fundet skader i 2% af planterne.

Andre planteskoler er blevet besøgt og spurgt, om deres erfaringer med skader fra mekanisk behandling. Men planteskolerne registrerer ikke umiddelbart manuelle skader. Generelt bliver ca. 50% af de fremspirede planteskoleplanter fundet brugbare som salgsplanter efter optagning og sortering (Pagh Nielsen, pers. medd.). De øvrige 50% smides ud, eller en mindre del omplantes, hvis kvaliteten i øvrigt er i orden. Hvor stor en del af de 50%, der er sorteret fra på grund af manuelle styreskader ved radrensning, vides ikke.

Der er så vidt vides ikke nogen planteskoler, der udelukkende bruger herbicider i ukrudtsbekæmpelsen. Det har derfor ikke været muligt at kvantificere skaderne på planterne uden mekanisk ukrudtsbekæmpelse. Når der blev fundet så stor forskel mellem antallet af manuelle skader fra 2 til 20%, kan en del af forklaringen være, at nordmannsgranplanter med den største procent skadede planter er brede og derfor dækker mere for traktorførerens udsyn. Endelig kan forskellen bestå i, at stilkeg bliver udsået i 4 cm bånd og nordmannsgran udplantes i rækker. Det relativt store antal skader i priklede nordmannsgranplanter kan derfor indikere, at en automatisk styring netop til nogle arter og prikleplanter vil kunne bruges til at nedbringe antallet af skader på rodhalsen. Kostprisen for prikleplanter er større end for frøbedsplanter, og derfor vil en nedbringelse af skaderne medføre en bedre indtjening for planteskolerne. Salgsprisen for en prikleplante af rødgran 2/1s er mellem 2,50-3,00 kr./stk., og et mindre tab på 20% vil svare til 125.000-150.000 kr. pr. ha ved 250.000 planter/ha.

3.3 Beregninger af økonomiske, tids- og energimæssige konsekvenser ved brugen af automatisk styring til radrensning

De to års undersøgelser af de automatiske styresystemers potentialer har vist, at de med den nuværende tekniske formåen ikke dækker hele det behov, der vil være for styring i grønsags- og planteskolekulturer, primært fordi der stilles for store krav til kulturplanternes størrelse og dermed rækkernes tydelighed for, at systemerne kan arbejde tilfredsstillende. Der er for mange situationer, hvor avleren ikke vil kunne anvende systemerne og derfor må anvende traditionelle styresystemer. Det er derfor indlysende, at der hverken er et driftsmæssigt eller økonomisk incitament for avlerne til at investere i den nuværende styringsteknologi. Men den teknologiske udvikling, som systemerne stadig undergår fra firmaernes side, peger imidlertid på, at de om få år kan få en væsentlig betydning for den mekaniske ukrudtsbekæmpelse i frilandsgrønsager og planteskoleproduktioner. Nedenstående analyser tager derfor afsæt i givne systemer til anvendelse i forskellige scenarier, hvor det antages, at systemerne er fuldt funktionsdygtige og kan dække de forskellige styringsbehov, der vil være, hvilket i øvrigt anses for nødvendigt for markedsføringen af systemerne til praksis.

Udplantet kål og såløg

I tabel 2 er der angivet seks forskellige scenarier for ukrudtsbekæmpelse i kål og såløg. Både de rent mekaniske (strategi 1, 2 og 3) og den kombinerede kemisk/mekaniske (strategi 4) i kål er almindeligt anvendte i praksis. Helt kemiske strategier forekommer ikke i kål grundet udfasning af de fleste anvendelige herbicider. Strategi 6 afspejler den mest almindelige sprøjtepraksis i såløg, mens den rent ikke-kemiske strategi 5 er mest anvendt i økologisk dyrkning af såløg.

Tabel 2.
Relevante strategier for mekanisk ukrudtsbekæmpelse i såløg og udplantet kål med angivelse af deres effekter på ukrudt i rækken, afgrøde og efterfølgende lugebehov samt kildeangivelser.

Table 2.
Relevant strategies for mechanical weed control in seeded onion and transplanted cabbage with a statement of their effects on weeds in the row, crop, and subsequent need for weeding as well as source references.
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 2‘‘
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 2‘‘

Tabel 3.
Beregning af udgifter og energiforbrug ved anvendelse af strategierne angivet i tabel 2.

Table 3.
Calculation of costs and energy consumption when using the strategies stated in table 2.
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 3‘‘
Klik på billedet for at se html-versionen af: ‘‘Tabel 3‘‘

I tabel 3 er der på baggrund af værdierne i tabel 2 samt værdierne angivet i appendiks A foretaget nogle beregninger over de økonomiske, tids- og energimæssige konsekvenser ved gennemførelse af de seks strategier med og uden automatisk styring (energi til fremstilling af herbicider og redskaber er ikke medtaget). Beregningerne tager udgangspunkt i et tidligere udarbejdet modelkoncept til beregning af de økonomiske konsekvenser ved anvendelse af forskellige bekæmpelsesstrategier mod ukrudt i grønsager (Melander, 1998). I korte træk er modelkonceptet som følgende:

De årlige udgifter TC (kr. ha -1) til ukrudtsbekæmpelse blev udregnet ved hjælp af basisligningen:

TC = E1 + E2 +........EN +HW        (1)

hvor E er udgifter til ukrudtsbekæmpelse ved hjælp af redskab 1, 2 og op til N, og hvor HW er udgiften til håndlugning af det ukrudt, som overlever de maskinelle behandlinger.
E er beregnet som:

E = OE + PN(VC + MC + TE)        (2)

hvor OE er forrentning og afdrag, PN er antal overkørsler, VC er variable omkostninger, MC er udgifter til manuel styring af redskabet, og TE er traktorudgifter. VC indholder udgifter til reparationer, vedligeholdelse, og gasforbrug ved flammebehandling. OE blev beregnet ved hjælp af en almindelig annuitetsformel:

O = [I (r/(1-(1+r) -RP))]/A        (3)

Hvor IC (kr.) er anskaffelsesprisen, r(%) er renten, A (ha) er det årlige areal, som behandles, og RP er afdragsperioden i år. TE beregnes som:

TE = (TH + TW)/WC        (4)

hvor TH (kr. t-1) er udgiften pr. driftstime (som inkluderer reparationer, anskaffelsesinvestering, vedligeholdelse, forsikring, og brændstof), TW (kr. t-1) er løn til traktorchaufføren, og WC (ha t-1) er redskabets arbejdskapacitet (indeholder 20% til stop og vendinger). MC blev beregnet som:

MC = NPTW/WC        (5)

hvor NP er antallet af personer til betjening/styring af redskabet. Udgifterne til håndlugning blev beregnet som:

HW = [a + bWD(1-WE)]TW        (6)

hvor a og b er parametre fra lineær regression mellem stigende ukrudtsbestand i rækken WD (planter/m-2) og tidsforbruget til håndlugning. WE er den samlede bekæmpelseseffekt opnået gennem den maskinelle indsats. Parameter a (t ha-1) er den tid, det tager at gå rækkerne igennem uden egentlig lugning, og b (t m2 planter-1 ha-1) er tidsforbruget til lugning af hver enkelt ukrudtsplante pr. m-2.

Scenarierne og forudsætningerne forsøger at ramme almindelige og relevante situationer i en grønsagsproduktion, men i praksis forekommer der naturligvis store afvigelser. Hvor ikke andet er angivet, er det antaget, at de automatiske styresystemer styrer lige godt og ikke skader kulturerne, hvilket som sagt ikke helt er i overensstemmelse med årets resultater.

Kål

I kål er det ofte billigere at anvende en kombineret kemisk/mekanisk strategi 4 end en rent mekanisk strategi, fordi effekten mod lugekrævende ukrudt i rækken antages at være større end ved de rent mekaniske strategier (tabel 3), hvorfor der kan spares på lugeomkostningerne. Forskellen i effekt mod ukrudt i rækken mellem de rent mekaniske strategier og den kombinerede strategi vil i praksis være lille, og bekæmpelseseffekten ved den kombinerede strategi skal ikke falde meget, før end billedet hurtigt vender til fordel for de rent mekaniske. Det kan meget vel opstå i de situationer, hvor der er større forekomster af arter, som det anvendte herbicid (Devrinol) enten ikke bekæmper eller kun bekæmper med nedsat effekt.

Manuel styring bliver dyrere end automatisk styring ved et stigende antal kørsler, som kræver ekstra person til styring. Det ses ved sammenligning af strategi 1 med 2 og 3, hvor de to sidstnævnte kræver 4 træk med manuel styring i modsætning til strategi 1, som kun indbefatter 2 træk med krav til manuel styring. Som det ses i tabel 3, er ED-systemet generelt dyrere at anvende end FP-systemet grundet den højere anskaffelsespris, som er anvendt i disse beregninger.

Anskaffelsesprisen har især betydning ved anvendelse på mindre arealer, hvor det billigste system giver den bedste økonomi, som det fremgår af figur 16. Men ved anvendelse på større arealer får anskaffelsesprisen langt mindre betydning, og andre fordele som f.eks. brugervenlighed, servicebetingelser og holdbarhed kan få betydning for valget af et dyrere system frem for et billigere. Begge firmaer forsøger i øvrigt løbende at billiggøre deres produkter. 

Betydningen af anskaffelsesprisen for nyt automatisk styresystem til radrensning i udplantet kål og de samlede omkostninger til ukrudtsbekæmpelse efter strategi 2 og 3 i tabel 3, vist for forskellige årlige arealanvendelser af udstyret.

Figur 16.
Betydningen af anskaffelsesprisen for nyt automatisk styresystem til radrensning i udplantet kål og de samlede omkostninger til ukrudtsbekæmpelse efter strategi 2 og 3 i tabel 3, vist for forskellige årlige arealanvendelser af udstyret.

Figure 16.
The relationship between the costs of weed control and the purchase price of a new automatic steering system for inter-row hoeing in transplanted cabbage according to strategies nos. 2 and 3 in Table 3, shown for different annual land uses.

Af beregningerne for det samlede tidsforbrug i mandetimer fremgår det, at styring mindsker det samlede tidsforbrug til ukrudtsbekæmpelsen med ca. 24% (tabel 3). Besparelsen i tidsforbrug og udgiften til ukrudtsbekæmpelse kan yderligere forøges ved at øge radrenserens arbejdskapacitet, som illustreret i figur 17 for strategi 2 og 3 med anvendelse af FP-systemet. Kan de automatiske styresystemer gøre det muligt enten at øge fremkørselshastigheden og/eller at anvende en bredere radrenser, kan der især opnås mærkbare fordele ved en op til 100% øgning af arbejdskapaciteten. Et andet forhold, som i denne sammenhæng er mindst lige så væsentligt for tidsforbruget, er den daglige driftstid, som automatiske styresystemer kan øge betydeligt, da systemerne ikke bliver ”mentalt trætte”, som det er tilfældet ved manuel styring. Herved kan vejrmæssigt gode perioder for radrensning også bedre udnyttes, således at der er mindre risiko for dårlig bekæmpelse på grund af vejrliget. Den ekstra tid, som automatiske styresystemer kan frigøre, har stor betydning for at kunne inddrage arbejdskraft andre steder i produktionen på en grønsagsbedrift i en periode af sæsonen, hvor der normalt er stor travlhed. Værdien af denne ekstra tid vil naturligvis afhænge af den forbedring eller udvidelse af produktionen, som det kan medføre. 

Sammenhængene mellem reduktioner i omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse og tidsforbruget til ukrudtsbekæmpelse efter strategi 2, 3 (kål) og 5 (løg) (tabel 3) og en forøgelse af arbejdskapaciteten ved radrensning med FP-styresystemet i kål og såløg.

Figur 17.
Sammenhængene mellem reduktioner i omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse og tidsforbruget til ukrudtsbekæmpelse efter strategi 2, 3 (kål) og 5 (løg) (tabel 3) og en forøgelse af arbejdskapaciteten ved radrensning med FP-styresystemet i kål og såløg.

Figure 17.
The relationships between reductions in the costs of weed control and the time consumption for weed control and an increase in the working capacity for inter-row hoeing in cabbage and seeded onion according to strategies nos. 2, 3 (cabbage), and 5 (onion) in Table 3 and at application of the FP-steering system.

Det er meget afgørende, at de automatiske styresystemer kan operere med mindst den samme præcision og pålidelighed, som kendetegner manuel styring. Er det ikke tilfældet, kan selv mindre skader som følge af uønskede styreudsving medføre en betydelig dårligere økonomi, som det er anskueliggjort i figur 18. Den mindre økonomiske fordel ved automatisk styring sammenlignet med manuel styring forsvinder hurtigt på grund af værdien af de manglende kålplanter, og det uanset om automatisk styring har ført til en fordobling af arbejdskapaciteten.

Forbruget af energi i form af brændstof er størst ved de rent mekaniske strategier og specielt, hvis arbejdskapaciteten på redskabet er lille (tabel 3).

Såløg

Ikke-kemisk ukrudtsbekæmpelse i såløg er vanskeligt og dyrt sammenlignet med kemisk bekæmpelse, som det fremgår af tabel 3. Udgifterne er store, fordi der skal investeres i redskaber med beskeden arbejdskapacitet, som oftest kun kan anvendes på et relativt lille areal. Ligeledes er udgiften til håndlugning betydelig. Automatisk styring vil billiggøre den ikke-kemiske bekæmpelse og nedsætte det samlede tidsforbrug igen som følge af, at radrenseren ikke kræver bemanding. Betydningen af anskaffelsesprisen for automatisk styringsudstyr til radrensningsopgaverne følger de samme forhold, som vist for kål i figur 16, men udgiften er procentuelt mindre i forhold til den samlede omkostning til ukrudtsbekæmpelse end for kål, fordi det er så meget dyrere at bekæmpe ukrudt ikke-kemisk i såløg. 

Betydningen af styringsskader på kål og såløg for omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse (beregnet efter strategi 2, 3 (kål) og 5 (løg) (tabel 3)) plus værdien af det tabte salgbare udbytte (konventionel produktion).
Se billede i fuld størrelse

Figur 18.
Betydningen af styringsskader på kål og såløg for omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse (beregnet efter strategi 2, 3 (kål) og 5 (løg) (tabel 3)) plus værdien af det tabte salgbare udbytte (konventionel produktion). De vandrette linier angiver omkostningerne ved manuel styring uden skader for de samme 3 strategier. For kål er sammenhængene vist ved ens arbejdskapacitet for manuel og automatisk styring, og når kapaciteten ved automatisk styring er fordoblet i forhold til manuel styring.

Figure 18.
The relationsships between the costs of weed control plus the value of the lost marketable yield (conventional production) and the level of steering damages to cabbage and seeded onion shown for strategies nos. 2, 3 (cabbage), and 5 (onion) (Table 3). The horizontal line indicates the costs of manual steering without damages for the same 3 strategies. For cabbage, the relations are shown at the same working capacity for manual and automatic steering and when the capacity at automatic steering is doubled compared with manual steering.

Hvis ny styringsteknologi kan forbedre effekten mod ukrudt i rækken, kan det få meget stor betydning for omkostningsniveauet for den ikke-kemiske bekæmpelse, fordi der vil kunne spares på lugeudgifterne, som er store i såløg. Dette forhold er illustreret i figur 19 for henholdsvis et moderat og højt ukrudtstryk. Det vil altså kunne betale sig at investere i dyrt styringsudstyr, hvis ukrudtstrykket er højt, og der samtidig kan opnås en meget høj effekt mod ukrudt i rækken.

Betydningen af styringsskader på kål og såløg for omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse (beregnet efter strategi 2, 3 (kål) og 5 (løg) (tabel 3)) plus værdien af det tabte salgbare udbytte (konventionel produktion).

 Figur 19.
Sammenhængene mellem omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse og bekæmpelseseffekten mod ukrudt i rækken ved anvendelse af strategi 5 til såløg (tabel 3), vist for to ukrudtsbestande, henholdsvis 100 og 500 pl. m-2.

Figure 19.
The relationships between the costs of weed control and the control effect against weeds in the row at application of strategy no. 5 for seed onion (Table 3), shown for two weed pressures, 100 and 500 pl. m-2, respectively.

Ny styringsteknologi vil kun have en afgørende betydning for herbicidforbruget i den konventionelle løgproduktion, hvis den kan få afgørende betydning for anvendelsen af båndsprøjtning. Den mest udbredte sprøjtestrategi (strategi 6 i tabel 3) betyder, at der ikke anvendes radrensning, fordi det vil nedsætte effekten af jordherbicidet. Men båndsprøjtning vil være muligt, da der ikke kultiveres i selve rækken. Båndsprøjtning anvendes kun ganske lidt i løgproduktionen, fordi bl.a. styringsproblemer og tidsforbruget er væsentlige barrierer for en større udbredelse af metoden. Rationel båndsprøjtningsteknik baseret på automatisk styringsteknologi skønnes at kunne nedsætte herbicidforbruget med 70-80% i den konventionelle løgproduktion.

I figur 17 er det illustreret, hvad en øget arbejdskapacitet ved radrensning i såløg vil betyde for en reduktion i omkostningsniveauet til ikke-kemisk ukrudtsbekæmpelse. Den procentuelle reduktion er mindre – men større i absolutte tal - end i kål på grund af det højere omkostningsniveau til ikke-kemisk ukrudtsbekæmpelse. Tilsvarende gælder for tidsforbruget, hvor det især er det større tidsforbrug til lugning i løg, som medfører en mindre procentuel ændring.

Hvis anvendelsen af automatisk styringsudstyr forvolder skader på løgene som følge af styringsunøjagtighed, kan det medføre store tab som i tilfældet for kål. Som vist i figur 18 er det dog først ved et lidt højere skadesniveau, at automatisk styring bliver mindre fordelagtigt end manuel styring.

Energiforbruget til brændstof og gas (omregnet til dieselolie) er stort for den ikke-kemiske strategi, primært på grund af anvendelsen af flammebehandling (tabel 3).

Planteskolekulturer

De fleste planteskolekulturer dyrkes typisk på 1,25 m brede bede med 5 rækker og 25 cm mellem rækkerne. Hedeselskabet beregner time- og ressourceforbrug pr. m2, og tidsforbruget til radrensning foregår med 107 timer ha-1 og lugning i rækken med 184 timer ha-1, begge tal er brede gennemsnit over kulturer og år. Den nuværende ukrudtsbekæmpelse er baseret på kemisk, mekanisk (radrensning) og manuel ukrudtsbekæmpelse, hvor den kemiske bekæmpelse typisk foregår forud for den mekaniske bekæmpelse. Den kemiske bekæmpelse kan ikke udelades, men radrensning mellem rækkerne og håndlugning i rækkerne bevirker, at der ikke bruges kemisk bekæmpelse i selve vækstsæsonen. Båndbredden, der skal luges, er ca. 11 cm, og det vurderes, at automatisk styringsteknik kan nedbringe bredden til 6 cm, hvilket ifølge Hedeselskabet forventes at give en besparelse i lugetid på knapt 50%. Med en udgift på 126 kr./time til lugning kan der potentielt spares godt 11.000 kr./ha. Det er meget sandsynligt, at ekstraudstyr som fingerhjul og skrabepinde yderligere vil kunne nedbringe udgiften til lugning. Det har ikke været muligt at afprøve ekstraudstyret hverken i 2001 eller 2002. Den automatiske styringsteknik vurderes ikke at kunne øge kørehastigheden på 5-6 km/t og dermed arbejdskapaciteten ved radrensning. Forsøgene har dog vist, at i flere situationer har de automatiske styresystemer virket bedre ved 6 end ved 2 km/t. Teknikken fører heller ikke til besparelse af en ekstra person til styring af selve radrenseren, da denne styres manuelt fra traktoren. Men teknikken kan aflaste traktorchaufføren mentalt og samtidig gøre planlægningen og organiseringen af rensearbejdet mere fleksibelt, da mindre rutinerede chauffører nemmere vil kunne aflaste/erstatte de rutinerede i forbindelse med ferie og sygdom.

Stikprøveundersøgelsen i kulturer hos Hedeselskabet afslørede betydelige skader som følge af den nuværende radrensningsteknik. I figur 20 er det anskueliggjort, hvad skader på planteskolekulturer betyder økonomisk. Skader, som normalt gør planterne usælgelige, og derfor skal betragtes som tab. De vandrette linier i begge figurer angiver to eksempler på omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse (kemisk, radrensning (6 træk) og lugning) plus det opståede tab som følge af skader ved den nuværende manuelle radrensningsteknik. Omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse er udregnet efter samme modelkoncept som for grønsager og inkluderer altså alle tænkelige udgifter forbundet med ukrudtsbekæmpelsen. De anvendte priseksempler for salg af kulturerne er indenfor de typiske listepriser for kulturer som nordmannsgran (3,51 kr. pr. stk.), bøg (4,19 kr. pr. stk.), eg (4,51 kr. pr. stk.) og fuglekirsebær (3,80 kr. pr. stk.). Suppleres radrensningen med automatisk styring, og kan det nedbringe skadesomfanget, vil det have voldsom betydning for det økonomiske resultat. En nedbringelse af lugetiden til det halve ved radrensning tættere på rækken har kun marginal betydning sammenlignet med betydningen af en nedbringelse af skadesomfanget. Det er derfor tvivlsomt, om radrensning tættere på rækken for opnåelse af et mindre lugebehov vil være anbefalelsesværdigt, hvis det samtidigt øger risikoen for skader på kulturerne.

Sammenhængene mellem omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse (kemisk + mekanisk (radrensning med FP-systemet, 6 træk) + lugning i rækken) plus værdien af det tabte salgbare udbytte og niveauet af styringsskader på planteskolekulturer, vist for 3 salgsprisniveauer og ved to forskellige lugebehov som følge af renseafstanden til planterækken.

Figur 20.
Sammenhængene mellem omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse (kemisk + mekanisk (radrensning med FP-systemet, 6 træk) + lugning i rækken) plus værdien af det tabte salgbare udbytte og niveauet af styringsskader på planteskolekulturer, vist for 3 salgsprisniveauer og ved to forskellige lugebehov som følge af renseafstanden til planterækken. De vandrette linier angiver omkostningerne ved henholdsvis 2 og 20% skader ved samme bekæmpelsesstrategi, men med manuel styring af radrenseren.

Figure 20.
The relationships between the costs of weed control (chemical, mechanical (inter-row hoeing with the FP-system, 6 passes) and weeding in the row) plus the value of the lost marketable yield and the level of steering damages on nursery cultures, shown for 3 selling price levels and at two different manual weeding needs as a result of the hoeing distance from the planting row. The horizontal lines indicate the costs at 2 and 20% damage, respectively, by the same control strategy but with manual steering.