Divisjon for matproduksjon og samfunn

GrassRobotics – Robotisering og høykvalitetsfôr — En ny tilpasningsstrategi for fôrproduksjon under våte vekstforhold

INAKTIV SIST OPPDATERT: 31.05.2022
Slutt: des 2021
Start: apr 2018

I løpet av de siste årene har tidsvinduet for en mest mulig optimal grasslått smalnet inn. Dette kommer av at vekstsesongen har blitt våtere og innhøstingsutstyret tyngre. Resultatet er m.a. at næringskvaliteten i avlingene har gått ned. I tillegg vil jordpakking og suboptimale forhold for plantevekst være en konsekvens i tilfeller der tørrstoffavlinga er lavere enn det man forventer i forhold til tilført gjødsel.

Eksternt prosjektnettsted NMBU prosjektside
Start- og sluttdato 01.04.2018 - 31.12.2021
Prosjektleder Pål Johan From (NMBU)
Prosjektansvarlig, NIBIO Liv Østrem
Divisjon Divisjon for matproduksjon og samfunn
Avdeling Fôr og husdyr
Samarbeidspartnere NMBU, Norsk landbruksrådgivning Agder, Saga Robotics, Fylkesmannen i Vestland, HMR Voss, Orkel, University of Lincoln, Felleskjøpet Agri, TINE
Totalt budsjett 8 300 000
Finansieringskilde FFL/JA

I prosjektet GrassRobotics skal vi etablere et bærekraftig driftssystem for grovfôrhøsting i form av en lett robot med slåtte-, oppsamlings- og transportutstyr. Dette i kombinasjon med å teste ut nye, relevante frøblandinger som gir økt fôrverdi og som er egnet for mange høstinger i en lengre og våtere vekstsesong. En første prototyp av slåtteroboten ble i 2018 designet og bygget ved NMBU på Ås. I 2019 ble roboten påsatt en slåttebjelke, og i 2020 utvikles et oppsamlingsutstyr. Utviklingen av driftssystemet for grovfôrhøsting er et kontinuerlig arbeid som vil pågå gjennom hele prosjektperioden. En stasjonær rundballepresse (kompaktor) skal ta imot fôret ved enden av jordet slik at alt tungt maskineri holdes utenfor.

Ved NIBIO Fureneset har det blitt etablert to forskjellige forsøksfelt. Det ene feltet brukes til testkjøring av slåtteroboten, mens en i det andre feltet får avlings-, fôrkvalitets- og jordfysiske data. Selve feltforsøket er et faktorielt split-plotforsøk med tre gjentak. På anlagte stor-ruter tester vi effekter av jordpakking under (1) to til tre høstinger med vanlig traktor og rundballepresse, (2) fem høstinger med slåtterobot og robotpakking og (3) kontrollruter som ikke utsettes for jordpakking. I anlagte små-ruter tester vi (A) en artsrik frøblanding med timotei og (B) en artsrik bladgrasblanding uten timotei.   

Ved hver slått, blir tørrstoffavlinga i graset analysert. Det lages ensileringsprøver som etter tre måneders lagring analyseres for næringsinnhold og ensileringskvalitet. Planteutviklinga av de to frøblandingene registreres ved at man tar ut planteprøver og sorterer grasarter. Målet er å oppnå et høykvalitetsfôr over år ved å sammenligne effekten av lettvektsrobot og tradisjonelt høsteutstyr. Vi vil undersøke om robotisert høsting vil øke energiverdien i fôret i begge frøblandingene. Om planteveksten vil øke med robotisert høsting på grunn av redusert jordpakking, og det samme vil skje med forholdet mellom rot og skudd. Responsen av de ulike behandlingene vil registreres i form av overvintring, tørrstoffavling og NIR-analyser i tre engår og omfattende analyser av ensilert materiale fra alle høstingene i to engår. Planteutvikling (rot- og skuddmengde) som effekt av pakking, vil i hovedsak studeres tredje engåret. Dette er arbeidspakke tre i prosjektet som er ledet at Liv Østrem.

Vi skal også estimere produksjonsrespons hos melkeku og beregne lønnsomhet i forhold til fôrkostnader og produksjonsinntekter ved innføring av flere høstinger. Målet er å vurdere kost-nytte av forbedret fôrkvalitet av robothøstet grovfôr. Vi skal undersøke om robothøsting vil redusere grovfôrets produksjonskostnad. Om robothøsting reduserer energibruken i surforproduksjonen og hvorvidt robothøsting vil redusere behovet for kraftfor til drøvtyggere? Dette er arbeidspakke fire som er ledet av Håvard Steinshamn.

Vi studerer videre miljøeffekter av et lett utstyr og mange høstinger på jordpakking, rotutvikling og næringsopptak. I forsøksfeltet blir det tatt ut jordsylinderprøver som analyseres for ulike jordfysiske egenskaper. Jordfuktighet og -temperatur måles kontinuerlig ved hjelp av sensorer som er installert på to dybder, mens jordmotstand måles før og etter pakking. Målet er å fastsette effekten av robotisert høsting på muligheten for et utvidet høstevindu, om lettvektsroboten vil redusere jordpakking og om en redusert jordpakking vil økte tørrstoffavlinga og nitrogeninnholdet i denne. Dette er arbeidspakke fem som er ledet av Synnøve Rivedal.

De to første arbeidspakkene i GrassRobotics omfatter (1) utvikling av roboten (sikkerhetsaspektet, autonomi mm) og (2) utvikling av tilpassa utstyr.

Publikasjoner i prosjektet

Til dokument

Sammendrag

Lengre vekstsesong gjer det mogleg å hauste enga oftare, noko som betrar grovfôrkvaliteten og reduserer behovet for kraftfôr i til dømes mjølkeproduksjon. Standard maskin og reiskap for dyrking og hausting av gras er tungt, og auka i tal slåttar per år vil auke pakking og skading av jorda. Det vil mellom anna gje lågare avlingar. Med små sjølvgåande lette robotar kan det tenkjast at enga kan haustast oftare utan at det går ut over jordstruktur og plantevekst. Formålet med dette arbeidet var å teste økonomiske lønsemd av å hauste enga fem gonger i året, som i eit tenkt robotsystem (Robot-system), samanlikna med standard hausting tre gonger i året (Standard-system). I Robot-systemet var graset tenkt slått, vendt, raka saman, samla opp og transportert til ei stasjonær rundballe-presse med ei flåte av sjølvgåande robotar (Thorvald II) med ein lastekapasitet på 200 kg per roboteining, medan i Standard-systemet var graset slått med ei breispreiarslåmaskin med knekkar, raka saman og pressa med såkalla kombipresse. Tal for avlingsmengd og fôrkvaliteten av surfôret frå avlinga var frå eit engdyrkingsforsøk på Fureneset forsøksstasjon der to engfrøblandingar vart hausta tre eller fem gonger i året over tre engår. Dei økonomiske kalkylane vart gjort for to mjølkebruk med enten 200 eller 400 tonn mjølkekvote, med enten 8 000 eller 10 000 kg energikorrigert mjølk (EKM) per årsku. Optimering av fôrrasjonen for dei ulike avdråttsnivåa og ulike grovfôrkvalitetane vart gjort i NorFor ved hjelp av programmet «TINE Optifôr». Vi brukte kalkyleprogrammet «Grovfôrøkonomi» for å rekne ut dyrkings-, haustings- og utfôrings-kostnadar av grovfôr og samla fôrkostandar for grovfôr og kraftfôr. Det var ingen effekt av engfrøblanding på avling og fôrkvalitet. Tre slåttar årleg gav i gjennomsnitt 16% høgare avling enn fem slåttar (1237 kg TS/daa vs. 1040 kg TS/daa), medan surfôrkvaliteten av samla årsavling var høgare med fem enn tre slåttar. Avlingsskilanden mellom fem og tre slåttar var om lag den same i alle tre engår. Fôroptimeringa viste at den betra fôrkvaliteten med Robotsystem auka grovfôropptaket med 14%, og reduserte kraftfôrbehovet med 45% ved eit avdråttsnivå på 8000 kg EKM og med 28% ved 10000 kg EKM. På grunn av lågare avling og høgare fôropptak var arealbehovet 32% større med Robotsystemet enn Standardsystemet. Låg lastekapasitet på den sjølvgåande roboten og stor kapasitet på stasjonær rundballepressa gjer at Robotsystemet var meir kostbart enn Standardsystemet. Men dersom graset i Robotsystemet blir samla opp og pressa med ei kombipresse, som i Standardsystemet, gav Robotsystemet lågare totale fôrkostander enn Standardsystemet. Dette resultatet var avhengig av arealtilskotssone, og i lågare tilskotssone enn 5B, var det ingen forskjell mellom haustesystema. På grunn av det større arealbehovet, var klimagassutsleppet i dyrking av grovfôret større i Robotsystemet, først og fremst på grunn av større lystgassutslepp frå kunstgjødsel. Det blir konkludert med at hausteteknologien i Robotsystemet vi testa kan fungere, men den må tilpassast større autonome traktorar som har høgare kapasitet til oppsamling og transport av fortørka gras og som kan brukast i andre driftsoperasjonar. Analysen viste også at heile mjølkeproduksjonssystemet, både fôrdyrkinga og husdyrproduksjonen, må analyserast samla for å kunne avgjere om ei endring i driftstiltak i grovfôrproduksjonen vil gje betre lønsemd eller mindre miljøbelastning