Alterra: “Groot risico op ondergrondverdichting”

Volgens een recent rapport van Alterra Wageningen UR is het risico op ondergrondverdichting bij het huidige landgebruik in Nederland matig tot zeer groot.

Begin dit jaar publiceerde Alterra een rapport over het risico op ondergrondverdichting. Het kennisinstituut gebruikte hiervoor het Bodemkundig Informatiesysteem (BIS) en grondgebruikcijfers om met een verdichtingsmodel (Socomo) de impact van wiellasten te bepalen. Vervolgens is gekeken of de sterkte van de ondergrond werd overschreden en is aan de hand van bodemeigenschappen en grondwatertrappen bepaald of de ondergrond extra gevoelig is voor verdichting, of dat natuurlijk herstel mogelijk is. Voor het machinegebruik en de wiellasten in de praktijk is het rapport Vergelijking van de bodembelasting bij agrarisch veldwerk in 1980 en 2010 uit mei 2013 van Plant Reseach International (PRI) gebruikt.

Wiellasten verdubbeld

PRI berekende op basis van machinegegevens en drukpatronen wat de piekspanningen waren in de ondergrond in 1980 en 2010 op 25, 40 en 50 centimeter diepte. De machinegegevens zijn afkomstig van dertien respectievelijk negentien trekkers en machines uit het topsegment. Dit zijn trekkers en machines die bij grotere akkerbouw- en loonbedrijven in gebruik zijn. Wat blijkt: in dertig jaar zijn de wiellasten verdubbeld, ondanks 70 procent bredere banden en een gemiddeld 20 procent lagere bandenspanning. De bodembelasting bleef als piekgrondspanning nagenoeg gelijk op 25 centimeter diepte; dieper in de ondergrond nam de belasting toe met 10 procent op 40 centimeter diepte en 20 procent op 50 centimeter diepte.

Ploeg moet uit de voor

Bij het vergelijken van ploegwerk in 1980 en 2010 blijkt dat de wiellasten met 50 procent toenamen. Vergeleken zijn een vierschaar wentelploeg van 1,60 meter breed met een 100 kW-trekker op 18.4-38-achterbanden en een zesschaar wentelploeg van 2,40 meter breed met een 150 kW-trekker op banden van 520 tot 580 millimeter breed en tot 46 inch groot. Ploegt deze trekker op 710/70R42-banden bovenover, dan blijft de verdichtende werking van de wiellasten op ploegzooldiepte (25 centimeter) ver onder die van 1980. Voor de meeste gronden stellen de onderzoekers dat bovenover ploegen de enige oplossing is om het zeer grote risico op ondergrondverdichting te vermijden.

Trekkers

Bij het vergelijken van de wiellasten van trekkers keek PRI naar de aslasten van trekker-werktuigcombinaties. In 1980 was een 120 kW-trekker (163 pk) een topmodel met 6.400 kilo eigengewicht, een maximaal gewicht van 3.500 kilo in de hef en dus een maximale aslast van 9.900 kilo. Deze trekker stond op 20.8R38-banden waarbij een druk van 2,7 bar nodig was bij 30 kilometer per uur op de weg. Door het gemis van een bandendrukregelsysteem werd ook in het veld met 2,7 bar gereden.

In 2010 was het vermogen verdubbeld naar 240 kW (326 pk), was het gewicht ruim 10 ton en de achteraslast technisch maximaal 13 ton, maar wettelijk beperkt tot 11,5 ton. Door het gebruik van drukregeling kan de bandendruk volgens het rapport bij een aslast van 13 ton en 800/70R38-banden omlaag naar 1,5 bar. Inmiddels is het vermogen van wieltrekkers toegenomen tot bijna 300 kW (400 pk) en het eigengewicht tot ruim 13 ton. Als banden rondom vervangen worden door rupsen, daalt de gemiddelde bodemdruk naar maximaal 110 kPa (1,1 bar).

Landbouwkippers

In de vergelijking van landbouwkippers wordt een 16 tons tandemasser met 51 centimeter brede 20.0/70-20-wagenbanden (16 PR) op 2,5 bar in 1980 vergeleken met 25 tot 30 tons drieasser op 650/55R26.5-banden op respectievelijk 1,3 bar en 1,7 bar. Deze drukken zijn benodigd voor maximale wiellasten van 4.600, 5.000 en 6.250 kilo voor respectievelijk 16, 25 en 30 tons kippers. De bijbehorende grondspanning op 50 centimeter diepte is 106, 103 en 123 kPa. Alleen in het geval van zware kleigrond blijkt de ondergrond de wiellasten van landbouwkippers te kunnen weerstaan.

Zelfrijdende rooiers

Bij het vergelijken van de bodembelasting bij bieten rooien, keken de onderzoekers onder meer naar zelfrijdende bunkerrooiers, waarvan bekend is dat die met volle bunker tot 60 ton kunnen wegen. In 1980 bedroeg de wiellast van een zesrijige zelfrijdende bunkerrooier met een capaciteit van 10 ton 6.500 kilo. De rooier stond op 59 centimeter brede 23.1/18-26/banden (18 PR) waarvoor 1,7 bar nodig was. In 2010, en ook in 2013, zijn drieassige bunkerrooiers tot 28 ton bunkerinhoud en 22 tons rooiers met rupsen de maatstaf. De maximale wiellast ligt bij de drieassers op 11,9 ton voor de achteras en bij rooiers op rupsen op 16,0 ton (vooras) en 9,7 ton (achteras). De drieasser heeft hierbij 1050/50R32/banden die op 2,4 bar moeten staan. De rupsen meten 770 × 2.950 millimeter (contactlengte 1.830 millimeter) en hiervoor is gerekend met een bodemdruk van 1 bar, terwijl de achterbanden van deze rooier op 2,0 bar stonden. In 1980 was de grondspanning op 50 centimeter diepte nog 125 kPa, terwijl de drieasser in 2010 een grondspanning van 172 kPa (plus 38 procent) kende. Voor de rooier op rupsen gelden grondspanningen van 89 kPa onder de rups en 155 kPa (plus 24 procent) onder de achteras.

Conclusie

Volgens de onderzoekers komen de hoogste grondspanningen (>150 kPa) in 2010 op 50 centimeter diepte voor bij ploegen op klei, bij maaidorsen en bij bieten rooien. De sterkte van de ondergrond op 40 centimeter diepte is vaak onvoldoende om de huidige wiellasten te dragen. Vooral bij bemesters, maaidorsers, bietenrooiers en landbouwkippers is de belasting in mais, graan en rooivruchten zo hoog dat de ondergrond vaak niet sterk genoeg is om de grondspanningen te weerstaan. Een uitzondering vormt maisteelt op zware klei.

Opvallend is ook dat lichtere (zand)gronden extra gevoelig zijn voor ondergrondverdichting, door een gebrek aan natuurlijk herstelvermogen.

Het Alterra/rapport is te downloaden: www.wageningenUR.nl/alterra.