Planteringssystem jämfördes i simuleringsprojekt

Maskinell plantering i Norden

Olika typer av kranspetsmonterade planteringsaggregat är idag de enda alternativen till maskinell plantering. Dessa så kallade riktade system skapar en hög och planterar strax därefter en planta i högen, under samma krancykel. De högläggande planteringsaggregaten möjliggör ett mycket bra föryngringsresultat men till en hög kostnad som sällan är konkurrenskraftig jämfört med manuell plantering. Den höga kostnaden beror på låg prestation och låg teknisk utnyttjandegrad. 

Figur 1, 2 och 3 nedan visar de vanligaste planteringsaggregaten i Norden.

Figur 1. Tvåhövdad M-planter monterad på en grävare (foto: Heidi Hallongren).

Figur 2. Enkelhövdad M-planter monterad på en skördare (foto: Tiina Laine).

Figur 3. Bracke P11 monterad på en grävare (foto: Back Tomas Ersson).

Trots insatser inom forskning och utveckling har den maskinella planteringen inte kunnat ta någon betydelsefull marknadsandel i det nordiska skogsbruket. Det finns ett antal planteringsmaskiner i drift i både Sverige och Finland men förekomsten är nästan försumbar. Följaktligen har planteringsarbetet i Norden sett huvudsakligen likadant ut i flera decennier och dominansen av det vanligaste planteringssystemet, maskinell markberedning (oftast harv, Figur 4) med efterföljande manuell plantering, har inte kunnat utmanas ekonomiskt. I Sverige fanns det dock ett helmaskinellt system som faktiskt var ekonomiskt konkurrenskraftigt – nämligen Silva Nova.

Figur 4. Markberedning med 3-radig harv, som efterföljs av manuell plantering (foto: Lars-Göran Sundblad).

Silva Novas storhetstid

1980- och 90-talet var en gyllene period för maskinell plantering i Sverige, där Silva Nova (Figur 5) bidrog till stor del. År 1997 utfördes exempelvis 9–12 procent av planteringsarbetet i Norrland och Svealand med Silva Nova. Silva Novas styrka var dess prestation som kunde överstiga 2000 plantor per G0-timme. Dock var denna höga prestation sällan tillgänglig på grund av låg teknisk utnyttjandegrad. Även höga personal- och logistikkostnader bidrog till att den höga G0-prestationen inte kunde kompensera för de höga kostnaderna. Men faktum kvarstår. Silva Nova är fortfarande det enda helmaskinella systemet som seriöst har kunnat utmana manuell plantering, så frågan är om grundkonceptet ändå är för bra för att förkastas totalt? Det krävs en hel del forskningsarbete innan man kan svara på denna fråga. Skogforsk och SLU har börjat arbetet med en systemanalys.

Figur 5. Den ursprungliga Silva Novan framfördes av två personer (foto: Skogforsk).

Jämförande analys av fyra systemalternativ

Analysen bestod av fyra system:

1. Maskinell markberedning med 3-radig harv + manuell plantering
2. Helmekaniserad plantering med högläggande kranspetsmonterade aggregat Bracke P11.
3. Helmekaniserad plantering med Silva Nova 2.0.
4. Helmekaniserad plantering med förarlös Silva Super Nova.

System 1 och 2 existerar i verkligheten, medan båda Silva Nova-systemen är helt konceptuella.

Silva Nova 2.0 och Silva Super Nova

Precis som de sista versionerna av den ursprungliga Silva Novan, är också de nya konceptuella Silva Nova-systemen utrustade med midjemonterade markberedningstallrikar. Den markberedda tiltan körs över och kompakteras av maskinens bakre boggi. Planteringsarmar planterar plantor i den kompakterade tiltan.

Men innan dessa nya Silva Nova-varianter skulle kunna erövra en betydelsefull och ihållande marknadsposition krävs markanta ändringar. Den ursprungliga Silva Novan framfördes av två personer. Silva Nova 2.0 körs av en person då planteringen är helautomatiserad (Figur 6), medan Silva Super Nova är helt förarlös (Figur 7) och antas följa en i förväg programmerad rutt. Som en ytterligare skillnad till den ursprungliga Silva Novan, ska planteringsarmar på dessa konceptuella varianter stoppa in en planta i marken endast om en acceptabel planteringspunkt har skapats (för noggrannare beskrivning, se själva rapporten). Och tills sist skulle konventionella harvtallrikar kunna bytas ut mot Kovesen-tallrikar i de nya Silva Nova-varianterna.

Figur 6. Silva Nova 2.0, ett maskinkoncept som körs av en person.

Figur 7. Silva Super Nova, ett förarlöst maskinkoncept. Dessa konceptuella varianter kan antingen utrustas med standardharvtallrikar eller med Kovesen-tallrikar.

Syfte

Syftet med studien var att bedöma de konceptuella Silva Nova-systemens framtida potential. Prestation samt skogsvårdresultat för Silva Nova-systemen och 3-radig harv analyserades genom en händelsestyrd simulering med hjälp av Larssons (1976) markmodell. Bracke P11:s prestation, däremot, beräknades deterministiskt baserat på befintlig vetenskaplig litteratur, dock utifrån den samma markmodell. Se själva rapporten för en mer detaljerad metodbeskrivning.

Utfallen av analyserna

Silva Nova-systemen: Silva Nova 2.0 och Silva Super Nova

Simulerad framryckningshastighet var i medeltal 12,6 m/min vilket motsvarar en prestation på 3,3 G0-timme/ha (både markberedning och plantering inkluderad). Silva Nova-systemen planterade i genomsnitt drygt 500 plantor/G0-timme.

Silva Nova-systemen lyckades mestadels att nå målet på över 2 000 plantor/ha. Men det fanns också en hel del luckor (30–35 m2) utan plantor. Följaktligen blev det simulerade antalet plantor per ha något lägre än målet (i genomsnitt ca 1 700 stycken). Medelavståndet mellan plantorna i samma rad var ca 3 m, spridningen var dock stor.

Befintliga systemen: 3-radig harv och Bracke P11

Harvens simulerade framryckningshastighet var i medeltal 36,6 m/min, vilket motsvarar en prestation på 0,76 G0-timme/ha (utan plantering). Harven skapade i genomsnitt över 4 800 planteringspunkter/G0-timme och nästan 3 700 planteringspunkter/ha. Medelavståndet mellan planteringspunkterna i samma rad var ca 1,4 m. Bracke P11:s prestation bedömdes vara 9,0 G0-timme/ha (både markberedning och plantering inkluderad).

Sammanfattningsvis kan konstateras att simuleringen i stort sett bekräftade befintlig kunskap; maskinell harvning med efterföljande manuell plantering är ett tidseffektivt alternativ, medan planteringsmaskiner med kranspetsmonterade aggregat (Barcke P11) är ett långsamt alternativ. Tack vare en ganska lätt/snäll markmodell (det vill säga bra förhållanden) presterade dock alla system bättre än förväntat.

Silva Nova-systemens potential?

Silva Nova-systemens prestation är direkt beroende av framryckningshastigheten och arbetsbredden. Systemens simulerade framryckningshastighet ska tas med en nypa salt och betraktas som en referensnivå. Arbetsbredd däremot kan diskuteras lite mer redan i det här skedet. Vi använde en arbetsbredd på 4 m vilket innebär ett radavstånd på 2 m. Prestationen ökar med ökande radavstånd, men ökat radavstånd innebär att plantorna måste planteras tätare per rad vid oförändrat antal plantor per hektar. Bredare radavstånd kommer möjligtvis att underlätta röjningen mellan raderna, men kan försvåra röjning mellan plantorna i samma rad. Detta gäller speciellt om röjningen utförs maskinellt. Silva Novas symmetriska plantrader kan tänkas vara tacksamma för maskinell röjning, eftersom huvudplantorna bör vara lättare att lokalisera, vilket är en stor fördel vid framförallt maskinell röjning.

Simuleringar visade att Silva Nova-systemen har en tendens att lämna ganska stora luckor (30–35 m2) utan plantor. Enligt vetenskaplig litteratur samt nyaste rekommendationer från Skogsstyrelsen behöver varken luckor eller gruppställdhet vara något större problem. Luckorna föryngras oftast naturligt, vilket följaktligen gör att den biologiska mångfalden i beståndet ökar.

Denna studie utfördes av Skogforsk i samarbete med SLU och med ekonomiskt stöd av EFFORTE.

Läs rapporten i sin helhet.