Als Lohnunternehmer erfolgreich im Ackerbau

Als Lohnunternehmer erfolgreich
im Ackerbau
Technik speziell für Lohnunternehmer?
Teilflächen-spezifische Bodenbearbeitung
durch LU gegenüber Eigenmechanisierung
der Landwirte.
M.Sc. Harm Drücker
Institut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Active-Seminar, 18.02.09
Gliederung
1. Einleitung/Zielsetzung
2. Ansätze der ortsspezifischen
Bodenbearbeitung
3. Feldversuch 2007/2008
4. Fazit/Ausblick
5. Technik für Lohnunternehmer?
1. Einleitung/Zielsetzung
Projekt:
“Förderung der Mulchsaat durch Entwicklung
und Erprobung einer Sensor- und
Verfahrenskombination zur
Präzisionsbodenbearbeitung”
Projektpartner:
• Universität Kiel (ILV)
• Universität Kassel/Witzenhausen
• Fachhochschule Kiel/Rendsburg
• Amazonen-Werke
Projektdauer: 3 Jahre
Förderung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt
(DBU)
1. Einleitung/Zielsetzung
• Forderung laut Bundes-Bodenschutzgesetz
(BBodSchG) vom 17. März 1998:
§1: Erhalt der Bodenfruchtbarkeit
§17: Vermeidung von Bodenabträgen durch
standortangepasste Nutzung
• EU Bodenrahmenrichtlinie fordert weitere
Maßnahmen des Bodenschutzes
• Überdenken und Anpassen der
Bodenbearbeitungsstrategien
(besonders in erosionsgefährdeten Gebieten)
• Verringerung der Eingriffsintensität
• Belassen einer Mulchschicht auf der
Bodenoberfläche als Erosionsschutz
1. Einleitung/Zielsetzung
Mulch
• Stroh-, Pflanzen- und Erntereste der Vorfrucht
• Stellt Erosionsschutz der Ackeroberfläche bei
Starkregen- und Starkwindereignissen dar
• kann bei hohen Mengen im Saatbett die
Keimung und Entwicklung der Folgefrucht
beeinträchtigen
• Die ortsspezifisch vorhandenen Mengen an
Strohmulch unterliegen auf dem Feld
deutlichen Schwankungen
1. Einleitung/Zielsetzung
Heterogenitäten auf dem Acker:
• Mulchauflagen
• Bodenart (Textur)
• Relief
Forderung:
• Entwicklung und Realisierung einer
Präzisionsbodenbearbeitung
• Berücksichtung von Teilflächen
• Anpassung der Bodenbearbeitungsintensität
nach dem Prinzip: „so flach wie möglich aber so
tief wie nötig“
Weniger Erosion
Einsparung von Kraftstoff
Erhöhung der Arbeitsleistung
2. Ansätze der ortsspezifischen
Bodenbearbeitung
Offline-Ansatz
• Erforderliche Informationen werden
teilflächenspezifisch im Vorfeld erhoben und
ausgewertet (Ertragskarten, Bodenkarten,
digitale Höhenkarten)
• Den jeweils vorhandenen Bedingungen auf
dem Feld wird anhand spezieller
Regelalgorithmen eine entsprechende
Bearbeitungstiefe zugeordnet
Applikationskarte
2. Ansätze der ortsspezifischen
Bodenbearbeitung
Offline-Ansatz
Ertrag
Relief
flache/tiefe Bearbeitung
Boden
GPS
Applikationskarte
Job-Rechner
2. Ansätze der ortsspezifischen
Bodenbearbeitung
Online-Ansatz
• Datengewinnung und –analyse sowie die
Einleitung der entsprechenden Maßnahmen
erfolgen während der Überfahrt in Echtzeit
• Verwendung von Sensoren mit kurzer
Prozesslaufzeit erforderlich
2. Ansätze der ortsspezifischen
Bodenbearbeitung
Online-Ansatz
Bed.=7,8%
Bed.=51,5%
flache Bearbeitung
tiefe Bearbeitung
3. Feldversuch 2007/2008
Versuchsfläche
•54 ha
•Warleberg
•Heterogene Böden
•Ausgeprägtes Relief
ideale
Bedingungen für precision
farming
EM38-Karte (links) und digitale Karte der Reichsbodenschätzung (rechts)
3. Feldversuch 2007/2008
Aspekte für eine Variation der Bodenbearbeitungstiefe:
• Bodentextur
Sandige Böden tendieren zur Verfestigung und zum
Sauerstoffmangel
• Relief
Senken mit hydromorphen Eigenschaften, Kuppen
mit schlechter Bodenstruktur und wenig
Humusgehalt
• Ertrag
Stroh-/Mulchauflage als Hemmnis für eine
Etablierung des Feldaufganges und die pflanzliche
Entwicklung
3. Feldversuch 2007/2008
Parameter für Tiefenvariation
Variante
flache Bearbeitung (10cm)
tiefe Bearbeitung (18cm)
Aspekte
1. Ertrag
≤ 40 dt Rapsertrag/ha
>40 dt Rapsertrag/ha
Stroh-/Mulchauflage
2. EM38
≥ 18 mS/m
<18 mS/m
Bodentextur
3. Relief
11-19 m über NN
≤10m bzw. >19m über NN
Relief
4. Referenz
---------------------------
durchgehend
--------------------------
Ertrag
EM38
Relief
Betrieb
3. Feldversuch 2007/2008
Applikationskarten
HOEHE
Hoehe Relief
Arbeitstiefe
10 cm
18 cm
EM38
Ertrag
3. Feldversuch 2007/2008
dGPS System
Can Bus System
Radarsensor
Mess-Computer
Zugkraftsensoren an den Unterlenkern
3. Feldversuch 2007/2008
4-Wege Hydraulik
Ventilblock mit
elektr. Magnetventil
Grubber-Rahmen mit
hydraulischer
Tiefenverstellung
Winkelsensor zum
bestimmen der realen
Arbeitstiefe
Kontroller
-kontrolliert und
gibt Tiefe vor
3. Feldversuch 2007/2008
Erhobene Daten
Einheit
Methode
theoretische Geschwindigkeit
km/h
Can Bus System
reale Geschwindigkeit
km/h
Radarsensor
Zugkraftbedarf (Unterlenker)
kN
Zugkraftsensoren Unterlenker
Kraftstoffverbrauch
l/h
Can Bus System
Koordinaten, Höhe
°, m
GPS System
Bearbeitungstiefe
cm
Winkelsensor
pflanzenbauliche Daten von 34 Boniturpunkten
•Feldaufgang
•Ertrag Mähdrusch
•Pflanzendichte
•Bodenbedeckungsgrad
•Trockenmasse
•Infrarot-/Rotindex
•Ähren
•Korn-/Strohertrag
3. Feldversuch 2007/2008
Anteile der flachen und
tiefen Bodenbearbeitung
100%
80%
60%
18 cm
Regelbereich
40%
10 cm
20%
0%
Ertrag
EM38
Relief
Varianten
Refer.
Arbeitsleistung (ha/h); Kraftstoffverbrauch (l/ha)
3. Feldversuch 2007/2008
Kraftstoffverbrauch (l/ha)
Arbeitsleistung (ha/h)
18
17
16
2,7
Ertrag
16
2,8
EM38
2,9
Relief
2,5
Referenz
spezifischer
Kraftstoffverbrauch
ffverbrauch (l/ha) (l/ha)
Kraftsto
3. Feldversuch 2007/2008
30
Arbeitstiefe
10
18
20
10
0
1
Ertrag
2
EM38
3
Höhe
Varianten
4
Referenz
Arbeitsleistung
(ha/h)
h)
eitsleistung (ha/
Arb
3. Feldversuch 2007/2008
Arbeitstiefe
10
18
4
3
2
1
Ertrag
2
EM38
3
Höhe
Varianten
4
Referenz
Leistung (ha/h); Kraftstoffverbrauch (l/ha)
3. Feldversuch 2008/2009
Kraftstoffverbrauch
(l/ha)
14
11,3
11,9
3,2
2,9
12,7
10,3
8,8
3,3
3,4
Arbeitstiefe (cm)
2,9
2,7
Arbeitsleistung
(ha/h)
Trockenmasse (g/m²) und Ähren/m ²
3. Feldversuch 2007/2008
600
500
400
10cm
18cm
300
200
100
0
Trockenmasse/m²
(g) 13.12.07
Trockenmasse/m²
(g) 23.04.08
Ähren/m² 12.06.08
Boniturtermine
Vergleich der Trockenmasse/m² und der Ähren/m² der Boniturpunkte mit flacher und tiefer
Bodenbearbeitung
3. Feldversuch 2007/2008
Pflanzendichte (Pflanzen/m²)
250
200
150
10cm
18cm
100
50
0
08.10.07
13.12.07
23.04.08
Boniturtermine
Vergleich der Pflanzendichte der Boniturpunkte mit flacher und tiefer Bodenbearbeitung
3. Feldversuch 2007/2008
a)
Mähdrusch (dt/h(dt/ha)
Ertrag
ErtragMähdrusch
Ertrag Winterweizen
175
Arbeitstiefe
10
18
150
125
100
75
50
1
Ertrag
2
EM38
Variante
3
Relief
3. Feldversuch 2007/2008
Ertrag Winterweizen
/ha)
Mähdrusch (dt
Ertrag
(dt/ha)
ErtragMähdrusch
125.00
109
]
]
112
110
]
111
]
100.00
75.00
50.00
25.00
1
Ertrag
2
EM38
3
Relief
Varianten
4
Referenz
4. Fazit/Ausblick
• Die technischen Vorraussetzungen und
Praktikabilität für eine teilflächenspezifische
Bodenbearbeitung sind vorhanden
• Ergebnisse des Feldversuchs 07/08 zeigen ein
Einsparungspotential der teilflächenspezifischen
Bodenbearbeitung an Kraftstoff von ca. 2 l sowie
eine Erhöhung der Arbeitseffizienz um ca. 0,4 ha auf
• Negative Auswirkungen auf die pflanzlichen
Bestände konnten nicht bestätigt werden
• Weitere Versuche sind nötig um Einflüsse von
Witterung und verschiedenen Vorfrüchten zu
berücksichtigen
• Einbindung von Sensoren in die Versuche
5. Technik für Lohnunternehmer?
• Angepasste Technik für wachsende Anforderungen
des Bodeschutzes: „Fit für die Zukunft“
• Effizienzsteigerung (höhere Schlagkraft, Einsparung
von Kraftstoff)
• Benötigte Technik/Informationen sind bereits häufig
vorhanden (GPS, Ertragskartierung, EM38-Karten)
• Investition rentiert sich im überbetrieblichen Einsatz
schneller als im innerbetrieblichen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit