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DLG-Unternehmertag 2014
Steuerungssysteme im Ackerbau : Präzisionsfeldbau und autonome Fahrzeuge
Dr. Bernhard Streit
Dozent für Verfahrenstechnik im PflanzenbauBFH-HAFL, Länggasse 85, 3052 [email protected]
DLG-Unternehmertag 2014
Vorstellung und Inhalt
Effizienz: Von den heutigen technischen Möglichkeiten zu zukünftigen Anwendungen
DLG-Unternehmertag 2014
Effizienz bei der Feldbewirtschaftung
Mit der heutigen Mechanisierung (3 m Arbeitsbreite, angehängt an leistungsstarken Traktoren) werden unsere Felder ausgesprochen ineffizient bewirtschaftet:
1)3 m Arbeitsbreite, gezogen2)3m Arbeitsbreite, 3-Punkt-Hydraulik
1) 2)
DLG-Unternehmertag 2014
Effizienzsteigerung auf unseren Feldern
• Grössere Maschinen: Mehr Fläche pro Zeiteinheit
• Satellitentechnologie, v.a. Lenksysteme und Einzelreihen-/Einzeldüsenabschaltung: Weniger Wendezeit, weniger Überlappung, weniger Ermüdung für die Bedienperson,…
QR-Code vom Link zum Video ‘Precision Farming: Landwirtschaft mit Präzision’ (http://www.buuretv.ch/wirtschaft-
politik/buuretv-ch/precision-farming-landwirtschaft-mit-praezision)
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Effizienzsteigerung durch Grösse: Grenzen
Grenzen sind sichtbar: Bodenverdichtung, hohe Achslasten tragen zur Verminderung der Bodenqualiät bei
Druckzwiebel unter einem Traktorenrad (1800 kg Radlast, Pneu 650/65 R38) auf einer Kunstwiese (berechnet mit Terranimo®, http://www.terranimo.ch)
Paradoxe Situation: Viele Niederschläge sind ein Trumpf der einheimischen Pflanzenproduktion, verhindern aber den Einsatz ‘moderner’ Technik
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Effizienz in der Pflanzenproduktion
Mittlerer Bedarf an nicht-erneuerbaren Energieressourcen pro ha und Jahr (6 jährige Fruchtfolge, Bodenbearbeitung
mit Pflug, 35 MJ ≙ 1 Liter Diesel).
Ökobilanz in der Pflanzenproduktion: Dünger > Ernte > Bodenbearbeitung
Schaller B., Nemecek T., Streit, B., Zihlmann U., Chervet A. und Sturny W.G., 2006. Vergleichsökobilanz bei Direktsaat und Pflug. AGRARForschung 13 (11-12): 482-487.
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Rechner/Intelligenz zum Erstellen von Applikationskarten (Hof PC)
oder Anpassung Ausbringmenge auf der Maschine im online-Verfahren
oder beides kombiniert
Effizienzsteigerung in der Pflanzenproduktion: Teilflächenspezifische Bewirtschaftung
Arbeitsabläufe bei der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung
Maschine mit Möglichkeiten zur Veränderung der Ausbringmenge während der Fahrt (z.B. nach ISOBUS-Norm)
Erfolgskontrolle mit Ertragskarten
Daten zum Zustand der Pflanzen ausder Luft oder online
Daten aus der Vorgeschichte: Ertragskarten
Daten zum Standort: Geodaten, Bodenkarten, Nährstoffkarten
Die Agronomie und die Ausbildung hinkt der Technik hinten nach, Kosteneinsparungen sind im Moment in der Schweiz nicht möglich.
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Precision Farming nicht mehr in Bezug auf die Fläche/Teilfläche sondern in Bezug auf die einzelnen Pflanzen.
Morgen: Pflanzenproduktion mit Fokus auf Einzelpflanzen
Projekt ‘BoniRob’ (u.a. Amazone, FH Osnabrück): Einzelpflanzenerkennung und –bonitur in der landw. Forschung (Quelle: DLG)
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Der Einsatz von neuen Sensoren hilft mit, den Zustand von Pflanzen besser zu erkennen und Massnahmen gezielter anzuwenden
Morgen: Pflanzenproduktion mit zuverlässigeren Werkzeugen zur Diagnose
Bilder von Einzelpflanzen (links) und Flächen (rechts, Versuchsfeld HAFL) im Nah-Infrarot-Bereich, dargestellt mit Falschfaben.
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Technik, die auch bei Regen sicher arbeitet, erlaubt die termingerechte Ausführung von Arbeiten und kann flexibler (=auf grösseren Flächen) eingesetzt werden.
Morgen: Wassertolerante Technik/Anbausysteme
Ansaat von Winterweizen in lebende Gründüngungsbestände
(Versuch HAFL, 02.11.14)
Überflutetes Linsenfeld in Westkanada
(Indian Head, SK, 30.06.14)
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• Richtgrösse für die Dimensionierung der Sämaschinen auf einem Grossbetrieb: 100-150 ha/m Arbeitsbreite (Bsp. Westkanada)
• Übertragen auf CH-Verhältnisse: 50 ha Ackerbau könnten theoretisch mit 50 cm breiten Maschinen angesät werden. Allerdings müsste ein 24/7 – Betrieb gewährleistet werden.
• Lösung: - teilautonomes Fahrzeug (= fährt automatisch ein vorgegebene Spur ab)- leichtes Fahrzeug, zum optimalen Bodenschutz- Fahrzeug kombinierbar mit verschiedenen Anbaugeräten
Morgen: Teil-autonome Kleinfahrzeuge
DLG-Unternehmertag 2014
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.
Herausforderungen: •Fehlende Sicherheitsnormen•Unsichere Akzeptanz durch die Landwirte•Enorme Entwicklungskosten•z.Z. nicht der gleiche Kundennutzen wie in der Innenwirtschaft (Melroboter
Morgen: Teil-autonome Kleinfahrzeuge
DLG-Unternehmertag 2014
Aktuelle Arbeiten an der BFH-HAFL: Feldeinsätze von Kleinfahrzeugen
Morgen: Teil-autonome Kleinfahrzeuge
Aktuelles Forschungsfahrzeug (links) und CAD-Skizze eines möglichen Prototyps (rechts).
Messungen zur Einsatzeffizienz eines Kleinfahrzeuges (umgebauter Raupendumper)