Steuerungssysteme im Ackerbau : Präzisionsfeldbau und autonome Fahrzeuge Dr. Bernhard Streit Dozent für Verfahrenstechnik im Pflanzenbau BFH-HAFL, Länggasse 85, 3052 Zollikofen bernhard.streit@bfh.ch

Vorstellung und Inhalt Effizienz: Von den heutigen technischen Möglichkeiten zu zukünftigen Anwendungen

Effizienz bei der Feldbewirtschaftung Mit der heutigen Mechanisierung (3 m Arbeitsbreite, angehängt an leistungsstarken Traktoren) werden unsere Felder ausgesprochen ineffizient bewirtschaftet: 1) 2) 1)3 m Arbeitsbreite, gezogen 2)3m Arbeitsbreite, 3-Punkt-Hydraulik

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)

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

Effizienz in der Pflanzenproduktion Ökobilanz in der Pflanzenproduktion: Dünger > Ernte > Bodenbearbeitung Mittlerer Bedarf an nicht-erneuerbaren Energieressourcen pro ha und Jahr (6 jährige Fruchtfolge, Bodenbearbeitung mit Pflug, 35 MJ ≙ 1 Liter Diesel). 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.

Arbeitsabläufe bei der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung Effizienzsteigerung in der Pflanzenproduktion: Teilflächenspezifische Bewirtschaftung Arbeitsabläufe bei der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung Daten zum Zustand der Pflanzen aus der Luft oder online Daten aus der Vorgeschichte: Ertragskarten Daten zum Standort: Geodaten, Bodenkarten, Nährstoffkarten Rechner/Intelligenz zum Erstellen von Applikationskarten (Hof PC) oder Anpassung Ausbringmenge auf der Maschine im online-Verfahren oder beides kombiniert Maschine mit Möglichkeiten zur Veränderung der Ausbringmenge während der Fahrt (z.B. nach ISOBUS-Norm) Erfolgskontrolle mit Ertragskarten Die Agronomie und die Ausbildung hinkt der Technik hinten nach, Kosteneinsparungen sind im Moment in der Schweiz nicht möglich.

Morgen: Pflanzenproduktion mit Fokus auf Einzelpflanzen Precision Farming nicht mehr in Bezug auf die Fläche/Teilfläche sondern in Bezug auf die einzelnen Pflanzen. Projekt ‘BoniRob’ (u.a. Amazone, FH Osnabrück): Einzelpflanzenerkennung und –bonitur in der landw. Forschung (Quelle: DLG)

Morgen: Pflanzenproduktion mit zuverlässigeren Werkzeugen zur Diagnose Der Einsatz von neuen Sensoren hilft mit, den Zustand von Pflanzen besser zu erkennen und Massnahmen gezielter anzuwenden Bilder von Einzelpflanzen (links) und Flächen (rechts, Versuchsfeld HAFL) im Nah-Infrarot-Bereich, dargestellt mit Falschfaben.

Morgen: Wassertolerante Technik/Anbausysteme Technik, die auch bei Regen sicher arbeitet, erlaubt die termingerechte Ausführung von Arbeiten und kann flexibler (=auf grösseren Flächen) eingesetzt werden. Überflutetes Linsenfeld in Westkanada (Indian Head, SK, 30.06.14) Ansaat von Winterweizen in lebende Gründüngungsbestände (Versuch HAFL, 02.11.14)

Morgen: Teil-autonome Kleinfahrzeuge 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 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 Aktuelle Arbeiten an der BFH-HAFL: Feldeinsätze von Kleinfahrzeugen Messungen zur Einsatzeffizienz eines Kleinfahrzeuges (umgebauter Raupendumper) Aktuelles Forschungsfahrzeug (links) und CAD-Skizze eines möglichen Prototyps (rechts).