SE469255B - Saamaskin foer skogsfoeryngring, med ett roterande markberedande organ - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 255 j z plantering är ett snabbare och säkrare sätt att få ny skog än sådd eller naturlig föryngring, men på senare tid har man börjat omvärdera dessa fakta till förmån för sådden. Plant- orna indelas i två huvudtyper, barrotsplantor och täckrots- plantor. En barrotsplanta har, som namnet antyder, bara rötter medan de hos täckrotsplantan är täckta med något material, vanligen torv.

Plantering är emellertid även behäftad med vissa nackdelar vid jämförelse med sådd eller naturlig föryngring.

Anders Lindström vid Sveriges Lantbruksuniversitets Institu- tion för Skogsproduktion i Garpenberg har gjort en omfattande studie, "Stabilitet i unga täckrotskulturer av tall", som ut- kom i april 1990. Kontentan av studien är att naturligt för- yngrade plantor har de bästa förutsättningarna att klara stjälpande moment. Bland de planterade objekten förekommer bestånd där man kan hysa oro för framtida stabilititetspro- blem. Av de inventerade planttyperna har de naturligt för- yngrade plantorna även det rakaste växtsättet och uppvisar också den lägsta frekvensen kraftiga till mycket kraftiga stambaskrökar.

De planterade bestånden har dåligt rotsystem p g a "rot- snurr", d v s rötterna tvingas växa i en trång kruka som 1973-1988 bestod av papper vilket inte förmultnade. Pappers- hylsan produceras inte nu men mycket tyder på att rötter som tvingas växa i en trång kruka fortfarande tenderar att rotera med dåligt rotsystem som följd.

Genom att odla plantorna under mycket kort tid i plantskola och i relativt stora behållare försedda med rotstyrlister eller genom att odla plantorna i små behållare under längre tid, varvid rotstyrningsprincipen bygger på beskärning av rötterna i sida och botten med luft eller på mekanisk väg, erhålles visserligen plantor med en stor rotarea fördelad på få rötter och en förhållandevis liten andel snurrande rötter.

Emellertid har det som ovan nämnts visat sig att den planttyp som har de största förutsättningarna att klara stjälpande 10 15 20 25 30 35 s 469 255 moment är de naturligt föryngrade plantorna, vilka förutom en stor rotarea, avsaknad av rotdeformationer och en jämn rot- fördelning har rotarean fördelad på få grova rötter.

En annan orsak till lågkvalitativa bestånd är de höga kost- nader som är förknippade med konventionell plantering, vilket innebär att man i regel inte planterar tillräckligt stort antal plantor per hektar. Experterna rekommenderar idag att man sätter ut ca 2500 plantor per hektar vid plantering av slutavverkade hyggen. Av dessa dör eller missbildas ett stort antal p g a dålig plant, felaktig plantering, uppfrysning, viltskador, snytbaggeskador eller andra skador. Eftersom målet för återväxtarbetet bör vara att få en hög produktion av värdefullt virke, d v s virke som inte är alltför snabb- vuxet eller har för många kvistar, bör man plantera betydligt tätare, kanske så tätt som 5000-10000 plantor/hektar.

Totalkostnaden vid skogsföryngring omfattande markberedning med grävmaskin, högläggare eller harv, anskaffning av plant- or, plantering, transporter etc blir tämligen hög, ca 7000 till 8000 kr/hektar. Såväl Sveriges skogsägare som övrig ex- pertis är dessutom eniga om att många av de planteringar som utförts de senaste decennierna är misslyckade. Produktionen har i allt för hög grad inriktats på kvantitet i stället för kvalitet, d v s vi odlar massaved i stället för kvalitetstim- Iller .

De problem som kan uppstå i samband med skogsföryngring enligt konventionella metoder är således många. Markbered- ningen efterlämnar djupa spår, vilka ofta leder till urlak- ning av markens näringsämnen. De höga kostnaderna medverkar till att antalet plantor per hektar blir litet, vilket medför glesa bestånd som i sin i tur medför att den uppväxande skogen kommer att innehålla virke av låg kvalitet. Vid plan- tering med täckrotsplantor blir tillväxten ofta låg p g a missbildade rötter och stabilitetsproblem uppstår ofta då träden uppnår 15-20 årsåldern. 10 15 20 25 30 35 469 255 i 4 Uppgiften som ligger till grund för uppfinningen är därför att åstadkomma en anordning med vilken skogsföryngring kan genomföras maskinellt, till låg kostnad och utan att efter- lämna några djupa spår i terrängen, samtidigt som den skapar goda tillväxtbetingelser för ett stort antal välutvecklade plantor per hektar. Hed stöd av ovanstående kan denna uppgift endast lösas med en kombinerad markberedare och såmaskin.

Uppgiften löses enligt uppfinningen genom de särdrag som an- ges i den kännetecknande delen av patentkravet 1. Föredragna utföringsformer och vidareutvecklingar framgår av underkra- ven.

Anordningen enligt uppfinningen utmärkas sålunda väsentligen av ett bearbetningsverktyg i form av en "frö-fräs" omfattande ett jordbearbetningsorgan med skärdon anordnade att skära igenom markens ytskikt grundare eller djupare beroende på markens beskaffenhet. Det material som härvid skärs loss ur markens humuslager och underliggande jordlager fräses upp och blandas för att skapa en näringsrik grogrund och bästa förut- sättningar för frö att gro och utveckla ett biologiskt starkt rotsystem. För att underlätta ansamlingen av materialet och medverka till att det kommer att ligga över marknivå, utnytt- jas en jordbearbetningsorganet omgivande stänkskärmsanordning vilken medverkar till att samla det uppkastade materialet i en ring, pyramid eller liknande i anslutning till gropens högst belägna partier. Slutligen är medel anordnade att så samverka med bearbetningsverktyget att små portioner frö är selektivt anbringbara mot det uppkastade materialet och företrädesvis mot dess högst belägna delar. För att vid fräs- ning förhindra att fragment av den uppkastade ringen av jord faller tillbaka ned i gropen igen, vid bearbetning med ett konvext kupat organ, är det lämpligt att utrusta organet med två eller flera jordskovlar.

Betydande fördelar uppnås med såmaskinen enligt uppfinningen gentemot konventionell markberedning och plantering. Verktyg- et kan enkelt monteras på en konventionell skördare som an- vänds i skogsbruket, eftersom dess vikt endast är knappt 10 15 20 25 30 35 s 469 255 , hälften av skördaraggregatets vikt. Detta är särskilt fördel- aktigt ur kostnadshänseende, eftersom en särskild maskin ej behöver anskaffas som bärare av aggregatet. De skördare som används till avverkning av timmer och massaved står oftast overksamma under våren och försommaren, då den lämpligaste tiden för fräsning och sådd infaller. Befintlig hydraul- resp. pneumatisk samt elektrisk utrustning kan användas för drivning och manövrering av fräsen och fröutmataren. Detta innebär även att samma manöverventiler som vid skördararbete används för att styra drift och manövrering av ett skördar- aggregat, är användbara för styrning av drift och manövrering av frö-fräsen. Effektbehovet är måttligt (ca 70 hästkrafter), varför fräsen inte kräver någon stor, tung basmaskin. Den kan därför användas i såväl stor- som småskaligt skogsbruk, kan fräsa mellan stubbar och stenar och lämnar endast obetydliga spår i terrängen. I oländig terräng är det möjligt att göra lämpliga vägval, varigenom terrängpartier som är svåra eller omöjliga att forcera ändå kan nås med frö-fräsen, p g a dess flexibilitet och långa räckvidd. Den kan med fördel även an- vändas i fröträdställningar och lövskärmar. Enligt en före- dragen utföringsform är fräsen avsedd för tjocka humuslager och svartjordar, där den helt saknar konkurrens eftersom en konventionell markberedare är för tung för att köra där utan att fastna. Enda alternativet, förutom manuell markberedning på dessa marktyper är grävmaskin, med svåra markskador och miljöproblem som följd. Kostnaden för markberedning och sådd med frö-fräsen uppgår endast till ca hälften av kostnaden för konventionell markberedning och plantering, eller ca 4000- 5000 kr per hektar. Skogsföryngring med hjälp av det be- skrivna verktyget är således att föredra framför konventio- nella metoder såväl i kostnadshänseende som när det gäller miljöpåverkan, användbarhet på olika marktyper, i kvalitets- hänseende och även i betraktelse av det effektiva resultatet av utfört föryngringsarbete. Försök har visat att grobarheten hos frön som såtts med detta verktyg är mycket hög, i vissa fall så hög som 90%.

Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas genom utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritning, 10 15 20 25 30 35 469 255 6 på vilken samma hänvisningssiffror i de olika figurerna anger varandra motsvarande delar.

Fig. 1 visar en schematisk vertikalvy av ett bearbetnings- verktyg (frö-fräsen) enligt uppfinningen.

Fig. 2A-2E visar schematiskt alternativa utföringsformer av jordbearbetningsorganet som ingår i verktyget enligt Fig. 1.

Fig. 3 visar en schematisk vertikalvy av ett bearbetnings- organ upptill försett med radiellt utskjutande jordskovlar.

Såmaskinen är utformad som ett verktyg 1 omfattande ett jord- bearbetningsorgan 2 med skärdon 6 samt en fröutmatare inne- fattande en frölåda 12 med ledningar 14 för transport av frö från frölådan till ett eller flera utblåsningsställen 16.

Verktyget 1 är genom en hållare 17 lämpligen upphängt på ut- liggararmen till en icke visad skördare, jordbrukstraktor, grävmaskin skotare etc och har en vid hållaren fäst drivmotor 18 på vars axel organet 2 är monterat och drivs av motorn 18.

En sköld 20 är fäst i motorn 18 så att hållaren 17 skjuter ut genom en öppning i sköldens centrumdel. På dess ytterkant, vilken lämpligen är cirkelformad, är en fritt nedhängande, flexibel skärm 22 fäst, som hänger ned så långt att den tangerar en linje dragen parallellt med organets 2 uppåtvända basyta. Ett lämpligt utförande av skärmen 22 uppnås genom att utnyttja ett utrangerat traktordäck vars ena sida är bort- skuren. Däcket förs uppifrån över verktyget så att den kvar- varande däcksidan med sin insida anligger mot och är fäst i skölden 20. Däckets slitbanedel bildar härvid den fritt ned- hängande delen av skärmen 22. Organet 2 är enligt en före- dragen utföringsform utformat med en utvändigt konisk mantel- yta 4, som utgör en kon vars konvinkel antar värden mellan 60 och 900, företrädesvis 75°. På mantelytan 4 är skärdonen 6 fästade, företrädesvis fastsvetsade, vilka skärdon bildar en spiralformad fläns 7 på konens utsida. Flänsen löper därvid från konens bas till dess spets och följer mantelytans krök- ning, varvid en föredragen täthet mellan flänsvarven är 6-8 varv per meter mantelyta. Frölådan 12 är monterad i öppningen 10 15 20 25 30 35 7 469 255 i skölden 20, ovanför drivmotorn 18 och intill hållaren 17.

Frölådan är försedd med fyra utmatningsledningar 14 och har invändigt en i sig känd slidventilanordning, som är pneumat- iskt manövrerbar för att släppa ut en förutbestämd mängd frön från frölådan 12 till resp. utmatningsledning 14. Den icke visade ventilsliden består av en tunn, rektangulär metall- platta försedd med fyra lika stora öppningar så belägna, att var och en samverkar med motsvarande utmatningsledning 14, då sliden är monterad på avsedd plats i frölådan. Sliden är fjä- derbelastad mot ett stängt läge och manövrerbar ur detta läge till ett öppet läge där öppningarna sammanfaller med frölåd- ans utlopp till utmatningsledningarna 14. Ventilsliden är ut- bytbar och genom att välja en platta som har större alterna- tivt mindre öppningar, är det möjligt att bestämma storleken på de fröportioner som matas ut från frölådan. Fröportionerna blåses sedan med tryckluft genom ledningarna 14 och lämnar dessa via utblåsningsställena 16. Utblåsningsställena 16 är därvid utformade som munstycken 16 och så belägna och in- riktade att fröportionerna är utblåsbara mot den uppkastade ringen av jord.

Den beskrivna utföringsformen är avsedd för djup bearbetning av tjocka humuslager och svartjord.

Fig. 2A visar ett sådant koniskt jordbearbetningsorgan 2 för djup bearbetning med den koniska mantelytan 4, det spiral- formiga skärdonet 6 samt en drivaxel 8.

För grundare bearbetning av mineraljordar och liknande är ett jordbearbetningsorgan enligt fig. 2B-2E mera lämpligt.

Fig. 2B visar ett cylindriskt jordbearbetningsorgan 2 med en plan botten 4 och avfasade cylindriska sidokanter. Mot den plana bottnen och de avfasade sidokanterna är skärdon 6 med vinklade ytterpartier fastsvetsade enligt figuren. Det är tillräckligt med två stycken symmetriskt anordnade skärdon för en grund bearbetning, men för att undvika slag och kast vid kontakt med stenar och rötter är det lämpligt att anordna 8-10 skärdon parvis symmetriskt jämnt fördelade över bearbet- 10 15 20 25 30 35 469 255 _ ' 8 ningsorganets botten. Utvändigt i centrum av bottnen 4 är en styrpinne 5 fäst, som skjuter ut parallellt med drivaxeln 8.

Styrpinnens centrumaxel sammanfaller med organets 2 rota- tionsaxel.

En utföringsform avsedd för något djupare bearbetning framgår av fig. 2C. Organets 2 mantelyta 4 har här en utvändigt sfär- iskt kupad form med ett påsvetsat spiralformigt löpande skär- don 6.

En variant av denna utföringsform framgår av fig. 2D. Organet 2 har här en urholkad undersida med en konkav mantelyta 4 på vilken ett spiralformigt löpande skärdon 6 är fäst. Skärdonet löper härvid från centrum av den konkava mantelytan 4 mot dess ytterkant, med en så anpassad stigning i beroende av organets via drivaxeln 8 bibringade rotationsriktning, att bearbetat material av skärdonet är transporterbart från organets omkrets mot dess centrum.

Fig. 2E visar ytterligare en utföringsform av ett jord- bearbetningsorgan 2 för grund bearbetning. Mantelytan 4 har utvändigt en sfäriskt kupad tallriksform med påsvetsade, från tallrikens centrum radiellt utåt löpande, skärdon 6. Skär- donen följer mantelytans 4 tallriksform och är även bågform- ade längs med rotationsplanet, varvid de ändar som är belägna intill tallrikens omkrets är bakåtsvepta i förhållande till rotationsriktningen. I tallrikens centrum på insidan, är en styrpinne 5 fäst, som skjuter ut parallellt med drivaxeln 8.

Styrpinnens centrumaxel sammanfaller härvid med organets 2 rotationsaxel.

Fig. 3 visar en anordning av ett koniskt bearbetningsorgan 2, varvid två jordskovlar 10 med vinklade ytterpartier är an- bringade på konens uppåtvända basyta, vilken utgörs av en plan, cirkelformad plåtskiva 11. Skovlarna, och i synnerhet deras vinklade partier, tvingar vid rotation det av skärdonet 6 lösskurna och uppfordrade jordmaterialet ett ytterligare stycke radiellt utåt. 10 15 20 25 30 35 9 469 255 Den i verktyget ingående fröutmataren består i en föredragen utföringsform av en lämpligt utformad frölåda 12 och fyra utmatningsledningar 14 med var sitt utblåsningsmunstycke 16.

Munstyckena är jämnt fördelade längs sköldens kantområde.

Frölådan har en icke visad pneuamtisk manöveranordning vilken manövreras med tryckluft och möjliggör att fröportioner av förutbestämd storlek kan anbringas mot den uppkastade ringen av jord.

Verktyget används på följande sätt. Det monteras i stället för skördeaggregatet på bärarmen till en skördare och er- forderliga hydraul-, trycklufts- samt elektriska anslutningar tillkopplas. Jordbearbetningsorganet 2 bringas i fortlöpande rotation av hydraulmotorn 18. Med hjälp av bärarmen sänks verktyget 1 ned mot en utvald plats för markberedning och sådd. Då organet 2 roterar skär skärdonen 6 genom markens humuslager och ned i den underliggande svartjorden varvid humus och svartjord omblandas med varandra under samtidig uppfordring till markytan. Det av organet till markytan uppforslade materialet kastas av organet upp i en detsamma omgivande jordring. Stänkskärmsanordningen 22 förhindrar att materialet sprids allt för långt från organet och bidrar till att samla materialet i en ringformig jordhög på markytan. An- ordningen 22 utgör samtidigt ett vindskydd som medverkar till att fröportionerna kommer på avsedd plats. Då föraren bedömer att jordbearbetning och uppkastning är tillräcklig utlöser han fröutmatningen, varvid fyra fröportioner om vardera ca 5 frön med tryckluft blåses ut mot den ringformiga jordhögen.

De fyra fröportionerna är därvid jämnt fördelade längs jord- ringens omkrets och en föredragen diameter hos jordringen, för att få lämpligt avstånd mellan de uppväxande plantorna, är 1-1,5 m.

P g a verktygets förhållandevis små mått kan det placeras mellan stubbar och stenar på ett hygge och lämnar endast spår i form av små gropar omgivna av en jordring. Kapaciteten är i genomsnitt 400 sådana fröpreparerade jordringar i timmen. 469 255 10 Inom ramen för föreliggande uppfinning kan naturligtvis jord- bearbetningsorganet 2 utföras på annat sätt än som visats i utföringsformerna, skärdonen 6 kan vara raka eller kan anta en mer eller mindre krökt form i rotationsplanet. Den spiral- formiga flänsen 7 kan även vara försedd med godtyckligt be- lägna urtag. 95

Claims (8)

10 15 20 25 30 11 469 255 Patentkrav

1. Såmaskin för skogsföryngring omfattande ett med skärdon utrustat jordbearbetningsorgan, utformat som en rotations- symmetrisk kropp roterbar omkring en väsentligen vertikal centrumaxel, och en fröutmatare innefattande medel som i samband med markbearbetning anbringar frö på bearbetad jord, k ä n n e t e c k n a d av att maskinen (1) är manövrerbar att genom rotation av jordbearbetningsorganet (2) med skärdo- nen (6), dels bearbeta jorden och dels medelst cirkumferen- tiell jorduppkastning bereda en ringformig jordhög (24) av bearbetad jord, att fröutmataren omfattar en frölåda (12) med en i sig känd slidventilanordning som är pneumatiskt manöv- rerbar och har utmatningsledningar (14), som har var sitt utblåsningsmunstycke (16), att små portioner frö med förutbe- stämd frömängd medelst tryckluft är anbringbara i förutbe- stämda lägen på den uppfordrade jordhögen (24), samt att maskinen (1) har en sköld (20), på vars cirkelformade yt- terkant en fritt nedhängande, organet (2) koncentriskt om- givande skärm (22) utgör vindskydd för fröportionerna, och är utformad att samverka med organet (2) för att avgränsa jord- högens (24) yttre omkrets.

2. Såmaskin enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att organet (2) har en konvex mantelyta (4).

3. Såmaskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att mantelytan (4) har en konisk form.

4. Såmaskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att mantelytan (4) utgöres av en sfäriskt kupad yta.

5. Såmaskin enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att mantelytan (4) har formen av en plan botten med avfasade, cylindriska sidokanter, att en, i centrum av bottnen (4) fäst styrpinne (5) skjuter ut parallellt med drivaxeln och att 10 15 _s- 4 469 255 f H styrpinnens centrumaxel sammanfaller med organets (2) rota- tionsaxel.

6. Såmaskin enligt något eller några av kraven 1-5, k ä n- n e t e c k n a d av att skärdonen (6) är anbringade på organet (2) sammanfogade till en spiralformigt löpande fläns (7) .

7. Såmaskin enligt något eller några av kraven 1-6, k ä n- n e t e c k n a d av att den spiralformiga flänsen (7) löper från organets (2) centrumparti till dess omkrets, varvid flänsen (7) följer mantelytans (4) krökning.

8. Såmaskin enligt något eller några av kraven 1-5, k ä n- n e t e c k n a d av att skärdonen (6) är anbringade på organet (2) i form av radiellt och axiellt utskjutande ut- språng, vilka ansluter till mantelytans (4) form.