©
2 Ressourcenschutz in Land- und Forstwirtschaft

2.4 Moderne Landtechnik im Pflanzenbau

Technischer Fortschritt mit wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Vorteilen
Neben dem organisatorischen Fortschritt über die Veränderung der Bewirtschaftungsstrukturen und neben dem biologischen Fortschritt in der Pflanzen- und Tierzüchtung hat vor allem der technische Fortschritt die Landwirtschaft verändert. Eine immense Steigerung der Schlagkraft der Landtechnik hat dazu beigetragen, dass ein Landwirt heute 129 Mitbürger „ernähren“ kann. Dank moderner Informations- und Kommunikationstechnologien erhöht die Landtechnik die Genauigkeit und Effizienz des Einsatzes von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten. Damit ist auch eine Verbesserung der Produktqualität und der Qualitätssicherung verbunden. Früher übliche harte körperliche Arbeit wird durch High Tech ersetzt.
 
Die nachstehend aufgezeigten Entwicklungen der Landtechnik im Pflanzenbau hat maßgebend das Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL) zusammengestellt.
 
Trend zu leistungsfähigeren Maschinen
Die Entwicklung der Technik im modernen Pflanzenbau ist im Wesentlichen durch immer leistungsfähigere Maschinen und den Einzug der Elektronik gekennzeichnet. Die Maschinenleistung bei Feldhäckslern beträgt bis über 1.000 PS und beim Maishäckseln sind bis zu 250 Tonnen je Stunde möglich. Die Arbeitsbreiten bei der Bodenbearbeitung betragen bis zu 18 m und beim Pflanzenschutz bis zu 46 m. Mit dem Trend zur größeren Motorleistung der Landtechnik geht auch eine Automatisierung der Maschinen und der Verfahren einher. Diesem Größenwachstum sind jedoch Grenzen gesetzt, die sich aus der Agrarstruktur, den Straßen- und Wegeverhältnissen sowie der Wirtschaftlichkeit ergeben.
 
Satellitenunterstützte Optimierung der Prozessketten
Bei der Abfuhr und Einlagerung von Silomais zum Beispiel sind je nach Transportentfernung viele Fahrzeuge mit vielen Fahrern beteiligt. Ein Stillstand der Leitmaschine, in diesem Fall der Feldhäcksler, verursacht hohe Kosten. Immer mehr Hersteller gehen daher dazu über, diese Maschinen mit Funksystem zur Ferndiagnose oder zur Einstellungsoptimierung auszustatten. Bei der großen Anzahl von Beteiligten kommt auch der Optimierung der Logistik mit Hilfe der Fahrzeugortung über GPS und der Kommunikation über das Internet eine Bedeutung zu. Voraussetzung dazu sind einheitliche Datenformate und Kommunikationsschnittstellen.
 
Leistungsfähige Technik erfordert große Einsatzflächen
Der Einfluss der Schlaggröße auf die Leistungsfähigkeit der Verfahren ist besonders bei größeren Maschinen spürbar. Die Maschinenkosten liegen hier höher. Deswegen und wegen der höheren Leistungsfähigkeit der Maschinen nimmt der Anteil der von Maschinenringen und Lohnunternehmen durchgeführten Arbeiten stetig zu, siehe Kapitel 1.1.
 
Dieselantrieb: Weniger Abgase – geringerer Verbrauch
Die wesentliche Entwicklung bei Traktoren fand in den letzten Jahren im Bereich der Abgasgrenzwerte statt. Die Einhaltung der EU-Abgasnorm Stufe IV erforderte erhebliche Entwicklungsarbeit. Es wurden durch die erforderlichen Nebenaggregate zur Abgasreinigung umfangreiche Konstruktionsänderungen notwendig. Die Potentiale zur Verringerung des Dieselverbrauchs sind groß. Derzeit entfallen etwa 5 Prozent des Dieselverbrauchs in Deutschland auf die Landwirtschaft.
 
Parallelfahrsysteme im Kommen, aber noch teuer
Parallelfahrsysteme wie Lenkhilfen, Lenkassistenten und Lenkautomaten unterstützen den Fahrer bei seiner Lenkarbeit und vermeiden zum Beispiel beim Säen, Spritzen oder Düngen Überlappungen oder Fehlstellen durch ungenaues Fahren. Möglich ist dies durch Satellitensignale und ihre Feinjustierung durch RTK-Basisstationen. Die RTK-Vermessung (Real Time Kinematic) ist ein Verfahren der Geodäsie zum Aufmessen oder Abstecken von Punkten mit Hilfe von satellitengestützten Navigationssystemen. Besonders bei großen Arbeitsbreiten, in Beständen ohne Fahrgassen, bei Nachtarbeit oder in Reihenkulturen leisten diese Parallelfahrsysteme gute Dienste.
 
Aufwärtstrend klar zu erkennen
Trotz hoher Anschaffungskosten und teilweise unzureichender Signalverfügbarkeit haben zunehmend Landwirte Interesse an Parallelfahrsystemen. Im Wirtschaftsjahr 2012/2013 wurden schätzungsweise 700 Lenkautomaten und über 1.000 Lenkhilfen und Lenkassistenten verkauft. Der Trend geht dabei eindeutig in Richtung höherwertiger Lösungen mit Nutzung von RTK-Referenzsignalen. Betriebe installieren dazu eigene RTKStationen oder nutzen die Signale der auf dem Markt angebotenen RTKNetzwerke. Auch die Maschinenringe bieten ein flächendeckendes Netz von Referenzstationen an.
 
Satellitengestützte Positionsbestimmung bietet viele Vorteile
Die satellitengestützte Positionsbestimmung auf dem Traktor ist die Basis für weitere Anwendungen, die eine exakte Position benötigen, wie automatisches Vorgewendemanagement, Teilbreitenschaltung oder Strip Till (Streifenbodenbearbeitung). Auch sind sie zum Beispiel Voraussetzung für die Minimierung von Fahrspuren durch das Controlled Traffic Farming (CTF). Alle diese Systeme führen auch zu einer Einsparung von Dieselkraftstoff.
 
Feldroboter statt Traktoren?
Ein weiterer Schritt in diese Richtung von Automatisierung sind autonome Maschinen, wie der fahrerlose Traktor, der jedoch über Funk mit einem voraus fahrendem Traktor gekoppelt ist. Dies spart Lohnkosten und vielleicht auch zukünftig die Fahrerkabine mit ihrer teuren Ausstattung und umgeht zugleich Probleme mit den hohen Anforderungen einer komplett selbstständig arbeitenden Maschine in der freien Natur. Führerlose Fahrzeuge werden zwar inzwischen in kleinen Größen angeboten, sind aber in der Arbeitsleistung und im Einsatzbereich eingeschränkt.
 
Anpassung des Reifendrucks
Große Bereifung, Mehrfachachsen und Reifenluftdruckregelanlagen tragen dazu bei, den Bodendruck zu mindern. Der Reifendruck kann auf die jeweiligen Bodenverhältnisse optimal abgestimmt werden. Bei Arbeiten auf dem Feld zum Beispiel wird der Druck im Reifen gesenkt, die Aufstandsfläche vergrößert und der Boden dadurch geschont. Neben Kraftstoff spart diese Technik Arbeitszeit.
 
Boden schonen, Kosten sparen
Die Streifenbodenbearbeitung (Strip Till) besitzt das Potenzial, die Vorteile von intensiver Bodenbearbeitung und Direktsaat zu verbinden. Es bleiben zwischen 50 und 70 Prozent der Fläche unbearbeitet. Die bearbeiteten Streifen erwärmen sich schnell und trocknen zügig ab. Die Saat erfolgt „sicher“ in einen Bereich ohne oder mit wenigen Pflanzenresten. Die Spezialgeräte haben eine hohe Flächenleistung und gute Anpassungsmöglichkeiten. Bodenbearbeitung und Saat können getrennt erfolgen und eine Kombination mit mineralischer oder organischer Reihendüngung ist möglich. Zugkraftbedarf und Energiebedarf sind geringer als bei ganzflächiger (intensiver) Bearbeitung. Die für die Streifenbearbeitung erforderlichen Maschinen sind allerdings noch relativ teuer und bedürfen auch noch technischer Weiterentwicklungen.
 
Sensoren werden immer schlauer
Obwohl sich Precision Farming als System der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung noch nicht durchsetzen konnte, werden doch immer mehr Einzelmaßnahmen teilflächenbezogen durchgeführt. Je nach Standort und Produktionsschwerpunkt kann das von einer differenzierten Grunddüngung bis hin zur sensor-gestützten Ausbringung von Stickstoffdüngern reichen. Einige Betriebe nutzen die Vorteile einer nach Bodenart differenzierten Kalkung oder einer Grunddüngung mit Phosphor und Kalium in Abhängigkeit vom Nährstoffbedarf der Teilfläche.
 
Sensortechnik bei der Düngung und beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln
Geschätzt 700.000 Hektar werden in Deutschland bereits sensorgestützt mit dem N-Sensor gedüngt. Deutlich anspruchsvoller ist der Einsatz von Wachstumsreglern mit dem N-Sensor. Dort richtet sich die Aufwandmenge nach vielen Einflussfaktoren wie Bodenart, Aussaattermin, Standfestigkeit der Sorte, Vegetationsbeginn, Einssatzzeitpunkt, Temperatur, Wasserversorgung, Lagerdruck und Stickstoffversorgung. Diese seit 2007 im Einsatz befindlichen Systeme werden weiter optimiert. Bislang dürften rund 100.000 Hektar damit bewirtschaftet werden. Die Arbeitsweise ist bei diesen Sensoren gleich: Sie messen das von den Pflanzen reflektierte Licht und analysieren ganz bestimmte Wellenlängen.
 
An der Praxisreife von Sensoren wird weiter gearbeitet
Der Einsatz von Sensoren kommt auch der Fungizidbehandlung zugute. Hoch sind die Erwartungen beim Einsatz von Herbiziden. Hierbei kommen digitale Kamerasysteme zum Einsatz, die während der Überfahrt erstens die Unkräuter von der Kulturpflanze unterscheiden können und zweitens den Unkrautbedeckungsgrad erfassen. Ähnliches gilt für die Erfassung von Pflanzenkrankheiten. An der weiteren Praxisreife dieser Sensorverfahren wird gearbeitet.
 
Mit Injektionsdüngung pflanzengerechter düngen
Unter den Begriffen Injektionsdüngung und platzierte Düngung werden flüssige oder feste N-Dünger auf Acker- oder Grünland ausgebracht. Damit geht der N-Dünger direkt an die Wurzeln der Nutzpflanzen. Diese können den platzierten Dünger dadurch einfacher und schneller aufnehmen als das Bodenleben ihn mobilisieren könnte. Die Wurzel dockt am Depot an. Sie wächst zum Dünger hin, der nicht breit auf dem Boden verteilt ist, sondern in konzentrierter Form besser pflanzenverfügbar ist. Obwohl damit erhebliche Düngeeinsparungen möglich sind, sind nach etwa 10 Jahren praktischer Erprobung und Erfahrung mit der Injektionsdüngung in Deutschland nur etwa 50 bis 60 Maschinen im Einsatz. Die Gründe für den langsamen Einzug dieser ressourcenschonenden Technik sind vielfältig. Ein Grund sind die relativ hohen Maschinenkosten.
 
Ausbringungstechniken weiter verbessert
Stichworte einer verbesserten Ausbringungstechnik für mineralische Dünger sind auch Online-Wiegetechnik, exakt arbeitende Grenzstreueinrichtungen und die elektronische Verstellung der Streuscheiben, um eine schnelle Anpassung der Streumenge und des Streubildes zu ermöglichen. Neue Systeme erfassen das Streubild mit Kameras bei der Ausbringung und passen die Einstellung an die Arbeitsbreite an. Eine genaue Bemessung der organischen Düngergabe erfordert die Kenntnisse der Inhaltstoffe und eine Regelung der Ausbringungsmenge. Mit Hilfe der in der Praxis noch wenig verbreiteten Nahinfrarot-Reflexions- Spektroskopie kann der Stickstoffgehalt bei der Ausbringung bestimmt werden und die Menge über Pumpenleistung und Rücklaufeinrichtungen angepasst werden.
 
Trend zu elektronisch regelbaren Pflanzenschutzgeräten
Moderne Pflanzenschutzgeräte sind mit elektronisch gesteuerten Funktionen ausgestattet und arbeiten mit Satellitenortung. Die Funktionen entlasten den Fahrer, sichern eine hohe Arbeitsqualität und tragen zum Schutz der Umwelt bei. Die automatische Schaltung von Teilbreiten verhindert Fehlstellen und Doppelbehandlungen. Hochwertig ausgestattete Pflanzenschutzgeräte sind zudem mit einer automatischen Abstandsregelung ausgestattet, die eine optimale Gestängehöhe garantiert. Mit dem Vorgewendemanagement können auch beim Pflanzenschutz die Arbeitsabläufe beim Wenden automatisiert werden. Auch bei der Düsentechnik ist in den letzten Jahren erhebliche Entwicklungsarbeit geleistet worden.

Große Fortschritte auch beim Mähdrusch
Seit den 60er Jahren hat die durchschnittliche Motorleistung der Mähdrescher von etwa 100 kW auf über 350 kW zugenommen. Gleichzeitig stieg die Schneidwerksbreite auf ca. 9 m mit einem Fassungsvermögen des Korntanks von über 10.000 Liter. Dies macht sich in einem deutlich geringeren Arbeitsbedarf bemerkbar. Die Ertragskartierung beim Mähdrusch ist bei den großen Mähdreschern inzwischen Standard. Die Nutzung der Ertragskarten ist aber sehr unterschiedlich. Manche Betriebe setzen sie zur Optimierung des Anbaus durch Ableitung von Nährstoffbilanzen und Feststellung von Hoch- und Niedrigertragszonen ein. Neue Trends auch bei der Erntetechnik von Zuckerrüben, Kartoffeln, Feldgemüse und Sonderkulturen sind vor allem Nutzung und Bedienung elektronischer Regel- und Steuersysteme. Touch-Screens sollen den Fahrer entlasten und automatisierte Arbeitsschritte die Arbeitsqualität und Rüstzeit optimieren.
 
Qualität des Erntegutes rückt immer mehr in den Blickpunkt
Der Verkauf von Feldhäckslern liegt in den letzten Jahren im Bereich von 600 bis 700 Stück pro Jahr mit Motorleistungen bis über 600 kW. Die Abgasreduzierung spielte bei der Entwicklung, wie bei den Traktoren, eine wesentliche Rolle. Die Motorleistung ist zur Anpassung an die Erntebedingungen in verschiedenen Stufen abrufbar. Die Qualität des Erntegutes rückt immer stärker in den Blickpunkt. Auf Basis der Nahinfrarot-Reflexions- Spektroskopie können Feuchtigkeit und Inhaltsstoffe wie Rohprotein, Stärke und Rohfasergehalt während der Ernte im Auswurfkrümmer bestimmt werden. Der Auswurfwinkel kann automatisch über bildanalytische Verfahren gesteuert werden, so dass eine verlustarme, optimierte Beladung des Abfuhrfahrzeugs erfolgt.
 
Mit Innovationen zu mehr Erfolg, auch für die Umwelt
Die deutsche Landmaschinenbranche ist weltweit Vorreiter bei zahlreichen Innovationen. Die von ihr entwickelte moderne Landtechnik trägt dazu bei, Land umweltschonend und nachhaltig zu bewirtschaften und die Emission von Treibhausgasen sowie den Verbrauch von Kraftstoff und Düngemitteln zu vermindern. Die Innovationen der vergangenen Jahrzehnte haben auch die Qualität der Erzeugnisse verbessert und nicht zuletzt die Arbeit für die Landwirte erleichtert. Experten empfehlen, dass überall dort, wo ressourceneffizientere Produktionsweisen ob ihrer (noch) hohen Kosten noch nicht den breiten Eingang in die Praxis finden, Anreize zu ihrer Einführung nützlich sind, zum Beispiel durch eine neue Generation von „Agrarumweltmaßnahmen“.