Mit Automatisierung und Feldrobotern den Boden schützen
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- Sigrid Schräder
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1 Bernhard Streit Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL Mit Automatisierung und Feldrobotern den Boden schützen Mit Automatisierung und Feldrobotern den Boden schützen Aussprache zum Bodenschutz in der Schweiz, Donnerstag 1. Juni 2017 Bernhard Streit Dozent für Verfahrenstechnik im Pflanzenbau Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL Länggasse 85, 3052 Zollikofen , Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL t Unerwünschte Entwicklungen im Pflanzenbau: Bodenverdichtung und -verschlämmung Gute Landwirtschaftliche Praxis (Bodenbearbeitung, Maschinenwahl) führt vermehrt zu einer Überbelastung des (Ober)-Bodens. Sichtbare Fahrspuren auf einem frisch gesäten Winterweizenfeld nach 12 mm Niederschlag (Zollikofen, ). Sichtbare Mähdrescherfahrspuren in direkt gesäten Gründüngungen (Leuzigen, ). Aussprache zum Bodenschutz in der Schweiz
2 Unerwünschte Entwicklungen im Pflanzenbau: Bodenverdichtung und -verschlämmung Mögliche Ursachen: Hohe Achslasten Vergleich der Zulassungen zwischen 2009 und 2012, aufgeteilt nach PS-Klassen (Quelle: UFA- Revue) Intensive Bodenbearbeitung: Zapfwellengetriebene Bodenbearbeitungsgeräte sind heute Standard Beispiel einer zapfwellenbetriebenen Bodenfräse Unerwünschte Entwicklungen im Pflanzenbau: Geringe Effizienz der Maschinen auf den Feldern Hoher Anteil der unproduktiven Arbeitszeit auf den Feldern durch ungünstiges Verhältnis zwischen Arbeitsbreite und Wenderadius. Maschine Anbautyp Arbeitsbreite (m) Wendezeit Unproduktive (s) Zeit (%) JD NT 750 A gezogen JD 1730 CH 3-Punkt JD 1730 CH 3-Punkt Bilder: 2
3 Unerwünschte Entwicklungen im Pflanzenbau: Hohe Verfahrens- und Arbeitskosten Fläche/Saison/m Arbeitsbreite Sämaschine 3m Schweiz Sämaschine 3m Deutschland Sämaschine 18m Kanada Auslastung pro Saison 50 ha 200 ha 2400 ha Fläche/m Arbeitsbreite 17 ha 67 ha 133 ha Das wird heute schon unternommen: Gegen Bodenverdichtung und verschlämmung Grosse Reifen Angepasster Pneudruck, berechnet z.b. mit Programm Terranimo ( Konservierende Anbausysteme mit permanenter Bodenbedeckung (Gründüngungen) und möglichst wenig Bodenbearbeitung. Bild: Dr. W.G. Sturny 3
4 Das wird heute schon unternommen: Verbesserte Effizienz der Maschinen Geringere Wendezeiten (10-15 %) Dank satellitenunterstützten Lenksystemen QR-Code für Online-Videos mit Beispielen für effiziente Wendemanöver (Youtube-Kanal Landag) Mögliche Lösung: Teil-autonome Kleinfahrzeuge Geschichte und Entwicklungen: An der Entwicklung teilautonomer Fahrzeuge wird schon seit langer Zeit gearbeitet. Bereits existierende Funktionsmodelle und Prototypen erfüllen die Anforderungen an den teilautonomen Betrieb weitgehend. Z.B. Goldmedaille an der Agritechnica 1999 für das System Agro Nav der Firma GeoTec. Es gibt bereits zahlreiche Konzeptfahrzeuge, aber nur wenige praxisrelevante Lösungen. Beispiele teil-autonomer Fahrzeuge für den Ackerbau: Valtra (links), Case IH (rechts) 4
5 Mögliche Lösung: Teil-autonome Kleinfahrzeuge Entwicklung von teil-autonomen Feldfahrzeugen für die Bewirtschaftung von Acker- und Futterbauflächen an der BFH Funktionsmodelle von teil-autonomen Kleinfahrzeugen (Sämaschinen) Vorteile kleiner, teilautonomer Fahrzeuge: Der Boden wird geschont Weniger Bodendruck Messkurve des Bodendruckes in 20 cm (rot) und 40 cm (grün) Bodentiefe bei der Durchfahrt eines Kleinfahrzeuges mit Sämaschine (links) und einer schweren, gezogenen Direktsämaschine (rechts) (Messungen mit Bolling-Sonden, Matthias Stettler) QR-Code des Beitrages über den BFH-Feldroboter am
6 Vorteile kleiner, teilautonomer Fahrzeuge: Der Boden wird geschont Bessere Befahrbarkeit Befahrbarkeit eines Feldes mit einer 3 m breiten Maschine im Vergleich zu einem Kleinfahrzeug (+ 30%) Vorteile kleiner, teilautonomer Fahrzeuge: Bessere Wendigkeit, weniger unproduktive Arbeitszeit Mit einem Kleinfahrzeug beträgt die unproduktive Arbeitszeit auf den Feldern dank günstigem Verhältnis zwischen Arbeitsbreite (1.5 m) und Wenderadius (0.8 m) weniger als 10 %. 1) 2) 1) 3 m Arbeitsbreite, gezogen 2) 3 m Arbeitsbreite, 3-Punkt-Hydraulik 6
7 Vorteile kleiner, teilautonomer Fahrzeuge: Geringere Kosten Robotersysteme bringen den Betriebsleitenden mehr Flexibilität, da ein Teil der Arbeitszeit anderweitig eingesetzt werden kann (vergleichbar mit Melkroboter). Dank 24h/7d Betrieb können Einzelbetriebe/Betriebsgruppen mit kleinen Fahrzeugen (Arbeitsbreite <1m) bewirtschaftet werden. Eine Erhöhung der täglichen Feldarbeit von rund 10 auf 24 Stunden hilft die benötigten Feldarbeitstage zu reduzieren und könnte mit einem autonomen Betrieb einfach umgesetzt werden (Daten Masterarbeit Florian Thüer). Herausforderungen/offene Fragen Fehlende Sicherheitsnormen: Dadurch ist es im Moment nicht möglich, Fahrzeuge (teil-)autonom auf den Feldern fahren zu lassen (Hersteller haften für den sicheren Einsatz). Fehlende Allwettertauglichkeit, insbesondere bei den Werkzeugen zur Unkrautbekämpfung: Dadurch ist im Moment der 24/7 Betrieb nicht möglich. Die Bedienung der Systeme ist sehr anspruchsvoll. Wer vermittelt dieses Fachwissen? Es werden weniger Arbeitskräfte benötigt. Was machen diejenigen, die es nicht mehr braucht? 7
8 Beispiele von aktuellen Entwicklungen (Agrama 16) ecorobotix SA, Yverdon-les-Bains Beispiele von aktuellen Entwicklungen (Agrama 16) Aebi Schmidt, Burgdorf 8
9 Beispiele von aktuellen Entwicklungen (Agrama 16) Naïo Technologies (Aebi Suiss, Gampelen) Beispiel eines einsatzbereiten kleinen Unkrautjätroboters(Bild: 9
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