Neue technische Lösungen für die präzise und sichere Anwendung von Pflanzenschutzmitteln

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1 Neue technische Lösungen für die präzise und sichere Anwendung von Pflanzenschutzmitteln Prof. Dr. Jens Karl Wegener Phytosanitary Days, November 2017, Pardubice, Tschechien Institute for Application Techniques in Plant Protection, Braunschweig, Germany

2 Pflanzenschutz technische Herausforderungen von gestern 2

3 Entwicklung im Pflanzenschutz Heute haben wir mit den Methoden der Automatisierung und des Precision Farming ein hohes technisches Niveau erreicht, wenn es um die gleichmäßige Verteilung von Pflanzenschutzmitteln bei gleichzeitiger Minimierung von Risiken geht Zunehmende Automatisierung von Einzelfunktionen an Pflanzenschutzgeräten Entlastung des Anwenders => Vom Prozessgestalter zum Prozessüberwacher Feldspritzgeräte sind technologische Vorreiter, wenn es um das technisch Machbare geht Stand der Technik Mit dem Informationsmöglichkeiten aus Big Data steht uns nun aber ein völliger Umbruch ins Haus Teilflächenspezifische Applikation Automatisierung des Gesamtprozesses 3

4 Pflanzenschutz technische Lösungen von Automatische Teilbreitenschaltung: Vermeidung von Überlappungen und Fehlstellen Reduzierung von Flächen mit Über- und Unterdosierung 0 / 50 / 100% Überlappung einstellbar Bei großen Arbeitsbreiten und kleinen Strukturen vorteilhaft Je kleiner die Teilbreite desto genauer die Applikation Entlastung des Anwenders Einsparung von Pflanzenschutzmitteln Quelle: JKI Quelle: Amazone 4

5 Pflanzenschutz technische Lösungen von Automatische Teilbreitenschaltung: Elektrisches Schließ Ventil (ESV) => Agritechnica 2017 Einzeldüsenschaltung bis 25cm Düsenabstand möglich Schnelle Reaktionszeiten CAN-Bus gesteuert Einbindung in SmartFarming Systeme Quelle: Lechler Amaspot 6

6 Messzylinderfüllstand Pflanzenschutz technische Lösungen von Elektrische Düsenschaltung: Verschiedene Systeme am Markt Schaltung wird unterstützt durch Energiespeicher (Kondensatoren) am Gerät oder direkt im Düsenkörper Zuschalten von abdriftmindernder Düsen oder Randdüsen am Feldrand aus der Kabine Automatisierung durch Applikationskarten Verteilungsvergleich Randdüse - Standarddüse bei 3 bar Randdüse Standardüse Randbereich Feldrand 7

7 Pflanzenschutz technische Lösungen von Düsenmonitore und Düsenkontrolle: Überwachung der ordnungsgemäßen Düsenfunktion Anzeigen der Tropfengröße Quelle: Amazone Quelle: Dammann Quelle: TeeJet 8

8 Pflanzenschutz technische Lösungen von Pulsweitenmodulation (PWM): Variable Ausbringmenge mit einem Düsensatz bei konstantem Tropfenspektrum Volumenstrom 08er 06er Tropfengröße 08er 08er 04er 08er Quelle: Amazone 02er 08er 9

9 Pflanzenschutz technische Lösungen von Automatische Gestängesteuerung: Hangausgleich Höhensteuerung Bodenparallele Führung auch in Kurven Anpassung an Feldtopologie Vorausschauende Systeme Quelle: Amazone Quelle: Horsch Quelle: Horsch 11

10 Pflanzenschutz technische Lösungen von Einfluss von Horizontalschwingungen auf die Längsverteilung: Quelle: Wolf Quelle: Amazone Die Maschine fährt mit 8 km/h, das Gestänge schwingt mit max. 8 km/h 13

11 Pflanzenschutz technische Lösungen von Automatische Schwingungstilgung: Mechanisch: Intelligente Gestängeaufhängung und Dämpfung Regelungstechnisch: Sensorik und Pulsweitenmodulation (PWM) Swing Stop pro: Erfassung von Horizontalschwingungen mittels Sensorik im Gestänge Aktive horizontale Schwingungstilgung Hochdynamische Mengenregulierung einer jeden einzelnen Düse durch PWM Quelle: Amazone => Agritechnica 2017 Quelle: Amazone 14

12 Pflanzenschutz technische Lösungen von Automatische Anpassung der Ausbringmenge in Kurvenfahrten: Verschiedene Anbieter am Markt mit unterschiedlichen Lösungen: Anpassung von Teilbreiten bis Einzeldüsen möglich Notwendige Daten: Sensor für Kurvenradius gemessene Geschwindigkeit Maschinendaten (AB) Sollwert Aufwandmenge [l/ha] Quelle: Amazone Quelle: Dammann 15

13 Pflanzenschutz technische Lösungen von Automatische Reinigung: Reinigung auf Knopfdruck aus der Kabine Vollautomatisch aktivierte Reinigung über Füllstandsregelung Absenkung technischer Restmengen durch Druckluftspülung Tank vor der Reinigung Tank nach der Reinigung Quelle: Amazone 16

14 Pflanzenschutz technische Lösungen von Teilflächenspezifische Applikation: Auf Grundlage von Ja/Nein Entscheidungen Mit Gründetektoren Für pfluglose Bodenbearbeitungssysteme Quelle: Amazone 17

15 Pflanzenschutz technische Lösungen von Close Transfer Systeme: Geschlossenes System Auch zum Nachrüsten Teilmengenentnahme möglich Vollständige Reinigung Litermaß für Teilmengenentnahme Tankadapter Behälteradapter Quelle: Bayer Crop Science Quelle: Agrotop 18

16 Pflanzenschutz Wo liegen die Herausforderungen für die Zukunft? Die teilflächenspezifische Applikation ermöglicht im Vergleich zu sehr hohe Einsparraten von 50-90%. Basis für diese Technologie sind: Präzise Applikationskarten mit Informationen über Schaderreger => Frage der Sensor Technologie Möglichkeit unterschiedliche Pflanzenschutzmittel getrennt voneinander zu dosieren => Frage der Direkteinspeisung Quelle: JKI 22

17 Pflanzenschutz Wo liegen die Herausforderungen für die Zukunft? Erste Geräte zur Direkteinspeisung (Mehrkammersysteme) sind mittlerweile Marktverfügbar => Agritechnica 2017 Im Bereich der Sensorsysteme zur Unkrauterkennung wird ebenfalls auf der Agritechnica 2017 mit Lösungen gerechnet. Quelle: Dammann 23

18 Pflanzenschutz Wo liegen die Herausforderungen für die Zukunft? Management des Gesamtprozesses Pflanzenschutz: - Planung, Vorbereitung, Durchführung und Dokumentation. - Verknüpfung von Wissen, Beratung, Praxis und Maschine: - Wann, was, wo, wie viel, womit Quelle: John Deere 24

19 Pflanzenschutz Wo liegen die Herausforderungen für die Zukunft? Pflanzenschutz-Anwendungs-Manager (PAM): - Automatische Einhaltung von Abstandsauflagen und Dokumentation. Quelle: John Deere Quelle: ZEPP 25

20 Fazit Wir sind technisch gut gerüstet, wenn es um die gleichmäßige Verteilung von Pflanzenschutzmittel auf dem Acker geht. Hohe Einsparungen sind zukünftig aber nur durch teilflächenspezifische Applikation möglich Der technische Trend geht in Richtung Automatisierung des Gesamtprozesses Aber: Der Anwender setzt nur das in die Praxis um, was für ihn einfach, sichtbar und nachvollziehbar (= nutzenstiftend) ist Hier liegt die große Herausforderung für die Gestaltung zukünftiger technischer Systeme! 27

21 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz Messeweg 11/12, Braunschweig 28

22 Pflanzenschutztechnik Morgen? - Gilt der Trend schneller, größer, weiter für die Zukunft noch? - Straßenverkehrsordnung - Bodenschutz - Akzeptanz Ausbringung von Trichogramma - Welche Pflanzenschutzmittel werden 2030 noch zur Verfügung stehen? Herbizide: - Zulassungssituation - Resistenzprobleme - Neue Wirkstoffe - Alternative Verfahren am weitesten bei der Unkrautbekämpfung Quelle: JensWeberWordpress Quelle: Conpleks Robotech Quelle: Frese et al. Quelle: Naio Technolgies 29

23 Pflanzenschutztechnik Morgen? - In welchem Kontext findet Pflanzenschutz zukünftig statt? Kommen möglicherweise ganz andere Produktionssysteme und neue Verfahren? Autonome Kleintechnik Elektronische Deichsel Gantry Systeme Quelle: AGCO Quelle: Petersen et al. Autonome Großtechnik Quelle: JKI/TI/TU BS Braunschweig Quelle: CASE IH 30