a saus METSATEHDN KONEELLINEN PUUNKORJUU MÄNNIKÖN ENSIMMÄISESSÄ HARVENNUKSESSA 2/1989

Transkriptio

1 METSATEHDN a saus 2/8 KONEELLINEN PUUNKORJUU MÄNNIKÖN ENSIMMÄISESSÄ HARVENNUKSESSA Markku Mäkelä Metäteho etvj kojuukokeitun avutta h vyyppen mookoneiden ekä ja atouda Mvilluvuu;Ua e-iltvenn Kaikilta kimuua mukana olleilla ko neilla voi aavu.;tj.a.a hyvän koju.u.jätjen. kojueen. männ{köiden Tkimua eu!r.fltjiln puavman vatm a ja metäkutju;t.a. viiden ;t.a.vanomen JOHDANTO ;taon, kolmen pienen ku.oainvun ja pien;taon ekä yhden maa;t.a.to;tak open pou-o-kopää-ajokone Harvennushakkuita on vme vuosina tehty selvästi vähemmän kuin metsänhoidollinen tavoite edellyttää. Lähitulevaisuudessa harvennusta vaativat kohteet lisääntyvät, eniten ensiharvennuskohteet. Tyypä Hakkuumiehist ä on t ä t ä nykyä vajaus ta suuressa osassa maatamme ja nykykäsityksen mu kaan vajaus saattaa vielä suureta. ku.oainhvn ja kukikokoen ku.oa yhetmän kojuukuja. vanomu eihvennmänn{kömä kuoainhv ;t.a.- kä.:tetivä eho-tllna - 8 puu.;t.a., pienu kuoain hv - ja mamalo;tmo Painen mookone 5. - puu.;t.a.. Pien;t.Jta.o!teiden av oli 5 ja maa;t.a.to;tmon ;tllo metn metäkutjetmm.ka.u.a % kukikokoen kuoa;tmon mu- Harvennusten määrän lisääntyminen sekä hakkuumies ten määrän vähentyminen nopeuttava t harvennusten koneellistamista. Se kohdis tuu ensi vaiheessa myöhempiin harvennhksiin, mutta vähi tel len myös ensimmäisiin. ju.u.kuj edimmm. Hieman ä kalliimpia olivm pieen ku.oainvuei den käy;t.j:öön puvm kuj ja kallein oli.maa;t.a.to;tmoyhfuetmä. Me ts ä teho aloitti harvennusten koneellista puunkorjuuta koskevat menetelmätutkimukset viimeisistä harvennuksista (Metsätehon kat saus 5/8). Niitä jatkettiin toisissa ja ensimmäisissä harvennuksissa (Metsätehon katsaus /88). Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää harvesterityyppisten monitoi mikoneiden tekninen ja taloudellinen soveltuvuus männikön ensimmäisi in harvennuksiin. Kuva. Farmi Trac 5 - kuormainharvesteri. Valok. Työväline Oy Kuva 2. Valmet /48 - kuormainharvesteri. Kuvat 2-5 ja valok. Metsäteho äkuijuu.en u.o;tj.a.vuudu-t.a.. Koju.u.k;t.a.nnu.it-t.a.an olivm. avanomen ku.oainvun käy;tj.öön puvm. ko

2 TUTKIMUSMENETELMÄT JA -AINEISTO Aikatutkimuksin selvitettiin erimerkkisiin harvesterityyppisiin monitoimikoneisiin perustuvien korjuuketjujen (puutavaran valmistus ja metsäkuljetus) ajanmenekkejä ja kustannuksia. Tutkimuskohteet valittiin siten, että työvaikeustekijät olivat eri koneille mahdollisimman vakiot. Jokaisen kuljettajan taidot arvioitiin. Harvesterinkuljettajilla ei ollut kokemusta työskentelystä ensiharvennuksissa. Se todennäköisesti vaikutti heidän työskentelynopeuteensa. Koska kulj et taj a valitsi poistettavat puut, vaikutti kokemattomuus mahdollisesti myös työn metsänhoidoll i se en jälkeen. Ajouraväli oli tavanomaisille kuormainharvestereille metriä. Silloin harvesterin ulottumattomiin jäi noin metrin keskivyöhyke, jolta poistettavat puut hakkuumies kaatoi lähintä ajouraa kohti harvesterilla käsiteltäviksi. Tavanomaisilla kuormainharvestereilla kokeiltiin myös puiden joukkokäsittelyä. Silloin hakkuumies lisäksi kaatoi harvesterivyöhykkeeltä ne rinnankorkeusläpimitaltaan - cm:n puut, jotka hän siirtelykaadolla sai kasattua joukkokarsintaan soveltuviksi nipuiksi. Lisäksi kokeiltiin ns. koukkausmenetelmää, jossa harvesteri poikkesi ajouralta valmistaakseen keskivyöhykkeen puut puutavaraksi. kuormainharvesteri Pientraktori Farmi Trac 5 Finntrac 4 GS Nokka-Joker Keto 5 Farmi Trac Finntrac 5 C Nokka-Joker Maataloustraktorisovitteinen prosessori + kaatopää Maataloustraktori Pika 6- / Valmet 65 Kuva. Valmet 65 Pons se 6 -kuormainha rvesteri Pienten kuormainharvestereiden ajouraväli oli 5 metriä. Ne valmistivat kaikki poistettavat puut puutavaraksi ajouran viereen. Maataloustraktoriperustaisen monitoimikoneen ajouraväli oli 25 metriä. Hakkuumies kaatoi keskivyöhykkeeltä ne puut, joihin monitoimikone ei yle ttynyt. Metsäkuljetus tehtiin tavanomaisten kuormainharvestereiden jälkeen keskikokoisella kuormatraktorilla. Pienet kuormainharvesterit muodostivat korjuuketjun saman valmistajan pientraktorin kanssa. Ne käyttivät metsäkulj etuksessa samoja aj ouria kuin pienharvesteri. Maataloustraktorista irrotettiin monitoimiosa ja siihen liitettiin peräkärryt metsäkuljetusta varten. Kuva 4. Pika 8 -kuo rmainha rvesteri Tutkimusaineisto kerättiin syys-lokakuussa 88 Virroilla ja Mäntässä yhteistyössä Osuuskunta Metsäliiton kanssa. Koneet olivat seuraavat. Tavanomainen kuormainharvesteri Lokomo /46 Pika 28 Pika 8 Ponsse 6 Valmet /48 2 Keskikokoinen kuormatraktori Lokomo Lokomo Lokomo Kuva 5. Finntrac 4 GS -kuormainharvesteri

3 Tutkimuskohteet olivat puu.s toltaan t yypillisiä ensiharvennusmänniköitä. Lähtöpuusto oli keskimäärin 8 runkoa/ha. Paistettavia puita oli hehtaarilla kek imäärin 58 ja niiden keskikoko fli 5 dm e l i poistettava puumäärä oli 2 m /ha. Ajanmenekki, cmin/puu V a l me t /48 Tutkimusaineisto kä sitti yhteens ä 4 26 puun valmistuksen puutavaraksi. Niistä tavanomaiset kuormainharvesterit kä sittelivät 2 8, pienet kuormainharvesterit 2 ja maataloustraktoriperustainen monitoimikone puuta. Metsäfulj etusaineisto kä sitti kuormaa (8m). Tavanomaisten kuormatraktoreiden kuormista tutkittiin 4 ja muiden kuormista. TUTKIMUSTULOKSIA F armi Trac Monitoimiosan vientiin puulle ja puun kaatoon kuluvaan aikaan vaikuttaa puun etäisyys työpisteestä (taulukko ). Monitoimiosa n puulle viennin ja puun kaadon riippuvuus ottoe t ä i syydes t ä Ottoe t ä isyys, m Konetyyppi 5,..., [QQ Pienet kuo rmainharves teri t 82 (@ 5 - Tavoitteena koneellisessakin harvennuksessa tulee olla mahdollisimman hyvä metsänhoidollinen jälki eli puita tulisi ottaa tasaisesti harvesterin koko ulottuma-alueelta. Kuvissa 6 j a on esitetty esimerkit t yönvaiheittaisista ajanmenekeist ä sekä vastaavat ottoetäisyyden jakaumat. 2 / -?!--=:: VJ ,... / Tavanomais et kuormainha rvesterit Suht. aj a nmenekki, % 5, 8 Puutavaran valmistus TAULUKKO \i rt.ymis V t., Karsinta ja kasau V Kaato Koneell i esti kaad tut puut hen kaata at puut Hakkuum i 5 Rinnankorkeusläpimitt a, c m X 6 Tavanomainen kuormainharves ter i (ValOiet / 48) Kuva. Es ime r ki t s amojen t ava noma i s e n j a p ienen kuormai nharveste ri n ajanmenekki j akauma sta 4 2 Tehotuntituotokset täin (taulukko 2) v aih t eli va t kone t yypeit- Koneellisesti kaadetut puut Hakkuumiehen kaata at puut TAULUKKO 2 :2:..-Pp,_ e nikuoroiain;harvesteri(far itr_a_c_st--) ::::::::::::::::::::::::::::::::.lllllllllllllllijl!llllll]lllllllllli!wiilmmij Ottoetäisyys, Kuva 6. Esime r ki t t a vanomaisen ja pienen kuormain ha rves t e rin o ttoetä i s yys j akaumas t a Teho tunti tuot os, r ungon koko kes kimäär in 5 dm Konet yyppi Runkoa/tehotunt i Tavanomaise t kuorma i nharvesteri t - koneellises t i kaadetut - hakkuumiehen kaatama t - koukkausmenetelmäl l ä va lmis tetut Piene t kuormainharves ter it - Maa t alous traktoripe rus t ainen monitoi mikone 5 -

4 Metsäkuljetuksessa pientraktoreiden ja maataloustraktorin tuottavuus oli selvästi pienempi kuin keskikokoisten kuormatraktoreiden. Ero kasvoi ajomatkan pidentye ssä ja tienvarsitiheyden kasvaessa (taulukko ). P.ui ta /t ehotunt i TAULUKKO Ajomatka, m Me ts äkuljetuksen suhteelliset tuottavuudet Keski kokoinen kuormatraktori telatraktori pyörätraktori Maataloustraktori Suhteellinen tuottavuus, % [!QQ] [] [@] Korjuumenetelmien taloudellisuusvertailu L Eri korjuuketjujen edullisuus selvitettiin laskemalla kullakin ketjulla korjatulle puutavaralle korjuukustannukset (puutavaran valmistus ja metsäkuljetus) tutkimuksen keskimääräisleimikkoa kohti. Ri nnankor keusläpimitta, cm Kuva 8. Eri monitoimikonetyyppien tehotuntituotokset Joukkokäsittelymenetelmässä, jossa kuormainharvesteri karsi nippuina hakkuumiehen harvesterivyöhykkeelle kasaamat rinnankorkeudeltaan - cm:n puut, niiden puutavaraksivalmistuksen ajanmenekki pieneni. Niput kuitenkin hankaloittivat muiden puiden puutavaraksi valmistusta kulj ettaj ittain - %. Siksi ei leimikkoa kohti saavutettu mainittavaa ajanmenekkisäästöä. Metsäkuljetus Keskikokoisten kuormatratoreiden kuorma oli keskimäärin m, pientraktoreiden j m ja maataloustraktorin kuorma oli 4.2 m. Pienten telatraktoreiden (Farmi Trac, Nokka-Joker) ajonopeudet tyhjinä ja kuormattuina olivat 5-25 % pienemmät ja pienen pyörätraktorin (Finntrac) ajonopeudet puolestaan 4-5 % pienemmät kuin keskikokoisten kuormatraktoreiden. Pienen pyörätraktorin suuri ero johtui ainakin osittain huonosti toteutetuista ajourista sekä kuljettajan työskentelystä. Maataloustraktorin ajonopeus puolestaan oli - 2 % suurempi kuin keskikokoisen kuormatraktorin. Kuormaukseen ja purkamiseen kului pieniltä telatraktoreilta 2 - % enemmän aikaa kuutiometriä kohti kuin keskikokoisilta kuormatraktoreilta. Pienen pyörätraktorin vastaava ajanmenekkiero oli vain muutama prosentti. Maataloustraktorin kuormaaminen ja purkaminen puolestaan oli 5-4 % hitaampaa kuin keskikokoisen kuormatraktorin. 4 Koneiden tuntikustannukset vaihtelivat konemerkeittäin: mk Tavanomainen kuormainharvesteri kuormainharvesteri Maataloustraktoriperustainen monitoimikone Keskikokoinen kuormatraktori Pientraktori Maataloustraktori Konetyön yksikkökustannukset kuutiometriä kohti saatiin ajanmenekkien ja tuntikustannusten avulla. Hakkuumiesten kustannusosuus saatiin voimassa olevasta siirtelykaadon palkkataulukosta (+sosiaalikustannukset). Korjuukustannuksissa (taulukko 4) yksittäisten korjuuket j ujen välillä oli vaihtelua: Tavanomaisten harvestereiden käy ttöön perustuvissa ketjuissa hakkuumies-kuormainharvestaulukko 4 Korjuukustannukset, metsäkuljetusmatka 5 m Siirtely- Korj uuketju kaato Puutavaran valmistus Metsäkuljetus Yhteensä mk/m Tavanomainen kuormainharvesteri kuormatraktori - hakkuumies - koukkaus kuormainharvesteri pientraktori Maataloustraktoriperustainen monitoimikone maataloustraktori 5

5 Korjuuvauriot ja korjuujälki Korjuuk u stannukset, mktm (puutavaran valmistus ja metsäkuljetus) r---r , riperustainen monitoimikone ja maataloustrak ri 2 Korjuusta aiheutuneet vauriot (taulukko 5) mitattiin metsäkuljetuksen jälkeen. Vaurion aiheuttaja arvioitiin vaurion sijainnin perusteella. Korjuuvauriot TAULUKKO 5 Korjuuketju Puutavara" valmistus Metsäkuljetus Yhteensä Vaurioita, % jäävistä puista Tavanomaiset kuormainharvesterit 8 L Metsä kuljetu s matka, m Kuva. Korjuuketjujen korjuukustannukset Lokomo Lokomo Pika 28 Lokomo.5.5. Pika Ponsse 6 Lokomo Valmet...6 Farmi Trac Farmi Trac... 6 Finntrac Finntrac.8.. Nokka- Joker Nokka - Joker.. 2. Pienet kuormainharvesterit terimenetelmässä % ja koukkausmenetelmässä %. Pienten kuormainharvestereiden käyttöön perustuvissa ketjuissa vastaava vaihtelu oli %. Joukkokäsittelyä käytettäessä korjuukustannukset olivat keskimäärin hieman suuremmat kuin tavanomaisessa hakkuumies-kuormainharvesterimenetelmässä. Metsäkuljetusmatkan muuttuminen vaikuttaa erilailla korjuuketjujen kustannuseroihin (kuva ). Matkan pidentyessä pienkoneketjujen kustannukset suurenevat eniten. Muutos on pienin tavanomaisen kuormainharvesterin ja keskikokoisen kuormatraktorin muodosta massa ketjussa. hakkuumieheen kokonaan Tutkimusleimikossa perustuvan tavaralajimenetelmän korjuukus tannukset ol!sivat olleet menetelmän mukaan 8-8 mk/m Maataloustraktoriperustainen monitoimikone Pika 6 Valme t Korj uun metsänhoidollisen jäljen luokittelivat sekä Metsä-Ser la py:n metsänhoidon eri koishenkilöt että Metsätehon t yö ntutkija. Metsänhoidollisen jäljen arvostelussa otet tiin huomioon tavoitetihey den noudattaminen, jäljen tasaisuus sekä korjuuvaurioiden määrä. Työjälki arvioitiin monitoimikonetyypeittäin seuraavasti. Tavanomaiset kuormainha rvesterit: Tyydyttävä Välttävä Huono 2 ketjua 2 " ketju Pienet kuormainharvesterit: Hyv ä Tyydyttävä Huono ketju l " " Maataloustraktoriperustainen monitoimikone: Välttävä Kuva. Tutk imuskohde harvennuksen jälkeen Korj uuvauriot sekä korju un me ts änhoidoll inen jälki riippuvat paljolti koneen kuljetta jasta. Kaikilla tutkimuksessa mukana olleilla koneilla on mahdollis ta saavuttaa hyvä korjuujälki eli tasainen, mahdolli simman vaurioton jäävä puusto, josta on poistettu vialliset puut. 5

6 PÄÄTELMIÄ Tutkimus osoitti, että ensiharvennuksissa on teknisesti mahdollista käyttää tavanomaisia kuormainharvestereita, pieniä kuormainharvestereita ja maataloustraktoriperustaisia monitoimikonei ta. Kor j uukustannuksiltaan edullisimmiksi osoittautuneet menetelmät olivat ensiharvennusmä nnikössä varsin lähellä hakkuumiehen käyttöön perustuvia tavaralajimenetelmiä, kun kustannukset laskettiin tutkimuksen ajanmenekeistä ja esitetyistä tuntikustannuksista. Ensiharvennuskuusikkoja ei täss ä yhteydessä tutkittu, mutta niiden korjuu annistunee samoja korjuuketjuja käyttäen. Huonompi näkyvyys kuusikoissa saattaa hieman hidastaa työ skentelyä. Toisaalta myös koneellistamisen kannattavuuden vertailuperustana oleva hakkuu miestyönä on kuusikoissa selvästi kalliimpaa kuin männiköissä. Kuusikoissa ei voitane myöskään käyttää hakkuumiehen käyttöön perustuvissa menetelmissä osapuumenetelmiä, jotka pienentäisivät vertailukustannuksia. Tavanomaisiin kuormainharvestereihin perustuvat korjuuketjut olivat korjuukustannuksiltaan edullisimmat. Tässä tutkimuksessa näiden koneiden ajouraväli oli m. Jos käytetään 2 metrin ajouraväliä, ei hakkuu- Metsäteho Review 2/ 8 miehen suorittamaa kaatoa tarvita. Ääriulottuvuusalueen puiden valmistus puutavaraksi saattaa silloin hieman hidastaa työskentelyä, mutta toisaalta hakkuumiehen kaatamien puiden hitaampi käsittely jää pois samoin kuin siitä aiheutuvat kustannukset. Kokonaisuutena puutavaran valmistus 2 metrin ajouraväliä käytettäessä on todennäköisesti edullisempaa kuin metrin ajouraväliä käytettäessä. Pienten kuormainharvestereiden käyttöön perustuvien korjuuketjujen kus tannukset olivat hieman edellisiä suuremmat. Niiden tutkimustuloksista laskettuja kustannuksia voidaan pienentää muuttamalla pienharvestereiden työskentelytapaa. Kun harvesteri etenee 5 metrin välein sijaitsevaa ajouraa ja puutavara valmistetaan joka toise l ta uralta harvesterista poispan kohti viereistä uraa, voidaan metsäkuljetus tehdä keskikokoisella kuormatraktorilla (ajourav äli m). Silloin metsäkuljetuskustannusten alentuminen pienentää korjuukustannuksia etenkin pitemmillä kuljetusmatkoilla. Maataloustraktoriperustaisen moni toimikoneen ja maataloustraktorin muodostama korjuuketju oli vaihtoehdoista korjuukustannuksiltaan kallein. Se johtui pääasiassa erillisen kaato- ja karsintalaitteen hitaudesta erityisesti pieniä puita käsiteltäessä. Asiasanat: ensiharvennus, monitoimikoneet Key words: first thinning, multifunction machines MECHANICAL HARVESTING IN FIRST THINNING OF PINE STANDS Me ts ä teho conducted a series of tests to determine the technical and economic feasibility of using different harvester type multipurpose logging machines for harvesting i first thinning pine stands. Harvesting systems consisting of either five regular boom-mounted harvesters and mediumsized forwarders, or three small boom-mounted harvesters and small-sized forwarders, or an agricultural-tractor-mounted felling head and processor interchangeable with a trailer were used for processing and forest haulage of the wood raw material. In a typical first thinning pine stand, regular boom-mounted harvesters were able to handle t o 8 trees per effective hour, small boom- mounted harvesters to, and METSÄTEHO '5SN 2 2f the agricultural-tractor-based multipurpose logging machine 5 to trees per effective hour. The forest haulage productivity o f the smallsized forwarders and the agricultural tractor (haulage distance 5 metres) was 55 to 65 per cent of that of the medium-sized forwarder. Harvesting systems based on the u se of regular boom-mounted harvesters were the most economical. Systems based on small boommounted harvesters were slightly more expensive, and the agricultural tractor combination was the least economical. The silvicultural quality of stands was good after harvesting, regardless of type of machinery used. SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO PL 4 '(Fabianinkatu B) HELSINKI Puhelin () HELS Kl 8 PAINOVALMISTE