Mätplattform för bestämning av markegenskaper och grödutveckling, speciellt med avseende på såbäddsegenskaper

Syftet med det genomförda projektet var att utveckla en mätplattform (mätvagn), med fokus på metoder för on-line-bestämning av markegenskaper i samband med sådd. Mätningarna gjordes främst med hjälp av laser, NIR (near infrared reflectance), digitalkamera och 3D-kamera. Lasermätning kunde vid onlinemätning återge markytans och enskilda aggregats utseende med mycket hög upplösning (<1 mm i både längs- och höjdled). Genom mätning av avståndet till bearbetningsbotten kunde också bearbetningsdjupet bestämmas. 3D-kamera hade inte lika hög upplösning som punktlaser men fungerade väl för att återge markens tredimensionella ytstruktur (ca 1 mm i höjdled och 2 mm i x- och y-led). Bildanalys gav mycket lovande resultat för att bestämma aggregatstorleksfördelning.
NIR-mätning on-line kunde prediktera både lerhalt och vattenhalt. Förutom inom forskning skulle metoderna kunna appliceras på konventionella jordbearbetningsredskap för att ge ett direkt mått på bearbetningsresultatet i fält.

En mätplattform för att mäta såbäddsegenskaper – hur vi ska få ett frö att gro?

Hur ska vi ge fröet bra förutsättningar för att gro och växa? Detta är en av grundförutsättningarna vid odlingen av våra jordbruksgrödor – utan en bra etablering av grödan kan vi aldrig få en hög skörd. För en bra groning krävs vissa grundförutsättningar – fröet måste sås på rätt djup och ha tillgång på vatten och syre. I konventionell odling harvar vi de översta centimetrarna av marken, för att skapa en såbädd där fröna ska placeras. Om såbädden är grov (kokig) försämras avdunstningsskyddet, jorden torkar ut och förhållandena för groning försämras.
Det finns traditionella metoder för att mäta såbäddens egenskaper, där man bl.a. sållar jorden för att mäta hur stora markens aggregat (jordklumpar) är, och mäter jordens vattenhalt för att se om det finns tillräckligt med vatten för groning. Sådana mätningar av markegenskaper är arbets- och tidskrävande, dyra, och dessutom destruktiva. Detta leder till att det ofta görs få mätningar för att t.ex. karakterisera uppkomst- och tillväxtförlopp i fältförsök. Det finns därför ett behov av att kunna utföra snabba, billiga, ickedestruktiva mätningar på ett rutinmässigt sätt. Helst ska detta kunna göras online, d.v.s. att man använder någon form av sensor som körs framåt och mäter kontinuerligt, så att mätningar snabbt kan utföras över ett större område.
Det projekt som presenteras här syftade just till att ta fram snabbmetoder för att bestämma markens förhållanden vid groning, framförallt aggregatstorleksfördelning (jordklumparnas storlek), sådjup, jordart och vattenhalt. För att göra detta byggdes en mätvagn som utrustades med olika typer av sensorer. Bland annat en laser, som mätte avståndet till markytan, och därmed kunde bestämma markytans ojämnhet. En fjäderbelastad pinne gick ner till såbäddens botten, och genom att jämföra med markytans höjd (från lasern) kunde såbäddens djup bestämmas. En annan sensor mätte reflektans av vissa våglängder (NIR, near infrared reflectance), vilket kan användas för att uppskatta markens jordart och vattenhalt. Dessutom togs bilder, dels med konventionell digital kamera, dels med s.k. 3D-kamera. 3D-kameran är av samma typ som Microsoft Kinect och finns på spelkonsollen X-box, och ger en tredimensionell bild av markytan.
De flesta av de metoder som testades fungerade bra. Speciellt intressant var att mätningarna av markens ojämnhet med laser och 3D-kamera hade en mycket stark koppling till aggregatstorleksfördelningen, som är ett viktigt mått på såbäddens kvalite. Bildanalys av konventionella bilder fungerade också bra för att bestämma aggregatstorlekar, något som ofta visat sig svårt i tidigare forskning.
De metoder som testats kan vara mycket användbara. Dels i forskning, för att snabbt och billigt kunna utföra mätningar som tidigare varit arbetskrävande. I förlängningen kan vi också tänka oss att sensorer placeras på konventionella redskap för jordbearbetning, t.ex. harvar. De skulle då kontinuerligt kunna ge information om såbäddens kvalité och om det krävs ytterligare bearbetning för att uppnå önskat resultat.