Trends bei der Technik für die Bodenbearbeitung

PD Dr. habil. Joachim Brunotte und PD habil. Dr. Hans-Heinrich Voßhenrich, Institut Agrartechnologie und Biosystemtechnik (AB), Thünen-Institut (vTI), Braunschweig

Anzeige

In der Bodenbearbeitung wird die Notwendigkeit für hohe technische Standards von immer mehr Anbietern erkannt, wodurch für den Anwender ein breites Angebot bereitsteht. Die zunehmenden Ansprüche im Ackerbau bei der Feldhygiene, forciert durch anstehende Einschränkungen im Pflanzenschutz, werden den Landwirt in den nächsten Jahren beschäftigen und die Entscheidung für die Wahl einer Technik mehr als bisher beeinflussen. Im Fokus werden zunehmend auch Techniken stehen, die bodennah arbeiten und der Aufbereitung organischer Reststoffe dienen sowie Techniken, die extrem flache Stoppelbearbeitung ermöglichen, damit keimfähige Ausfallsamen nicht vergraben und im Boden konserviert werden. Von den etablierten Techniken der Bodenbearbeitung wird eine kontrollierte Einarbeitung der Pflanzenreststoffe erwartet, um die Bedeckung der Bodenoberfläche mit Pflanzenrückständen für unterschiedliche Ansprüche (Bodenschutz) zu gestalten. Dieses gelingt aber nur, wenn alle Arbeitsgänge, beginnend mit der Ernte, im Rahmen ganzheitlicher Betrachtung aufeinander abgestimmt werden.

Technik für Stoppelbearbeitung

Mulcher (z.B. Schlegelmulcher, n. KTBL 2014) arbeiten berührungslos zum Boden und werden aus Hygienegründen zunehmend im Mais- und Rapsanbau eingesetzt, um die Stoppel intensiv aufzubereiten. Auch im Getreide nach Mähdrescher-Hochschnitt (Langstoppel) kommen sie in Einzelfällen gezielt zum Einsatz, da die Arbeitsqualität nachfolgender Arbeitsgänge davon profitiert. Um dem hohen Anspruch an die Aufbereitung gerecht zu werden, ist eine Abstimmung der Stoppellänge und der Stoppelart (Mais, Raps, Getreide) auf den Mulcher sinnvoll. Lange Stoppeln werden häufig schlechter zerkleinert als kurze. Hier spielen Design und Geometrie des Mulchers - Eingangshöhe, Anordnung der Stützwalzen, ihre Distanz zum Rotor, Distanz der Schlagkante zum Rotor - eine wesentliche Rolle für die Arbeitsqualität. Längere Stoppeln erfordern ein großräumigeres Design. Bei der Verwendung für unterschiedliche Stoppellängen und Kulturen (Mais, Raps, Getreide) ist es sinnvoll, die Geometrie der Werkzeuge dem Bedarf anzupassen und dafür vorhandene Einstellmöglichkeiten am Mulcher (z.B. Abstand Rotor-Schlagkante) zu nutzen. Nach wie vor fehlt es an effektiven technischen Lösungen, um einmal am Boden festgefahrene Stoppeln zu erfassen. Technische Lösungen diesbezüglich lassen noch auf sich warten. Wahrscheinlich wird es befriedigende Lösungen nur über eine Funktionserweiterung der Erntemaschinen geben.

Den geringsten Eingriff in den Boden ermöglicht die ultraflache Stoppelbearbeitung mit dem Striegel. Sie ist ebenfalls in erster Linie auf Aspekte der Hygiene ausgerichtet. Schwer bekämpfbare Gräser, insbesondere Ackerfuchsschwanz, keimen nur im Bereich der Bodenoberfläche, solange sie vom Tageslicht erfasst werden. Bereits 1 bis 2 cm Bedeckung mit Bodenteilchen können zu viel sein und den Keimvorgang einschränken bzw. eine Keimruhe auslösen. An zweiter Stelle nach den Gräsern ist Ausfallraps zu nennen, der bei 3 bis 4 cm Bodenbedeckung beginnt nicht mehr vollständig zu keimen. Auch hier ist die ultraflache Bearbeitung mit dem Striegel der erste Schritt, um dem „Altrapsdurchwuchs“ wirksam zu begegnen. Striegel wurden früher mit Strohverteilung in Zusammenhang gebracht. Heute wird eine gleichmäßige Verteilung der organischen Reste vorausgesetzt, damit ein ultraflaches Ankratzen des Bodens und eine Entmischung nach Teilchengröße erfolgen können. Keimfähige Samen sollen den Boden berühren und nach oben durch Pflanzenreste und wenig Bodenkrümel zum Schutz vor Verdunstung bedeckt sein. Dies gelingt am ehesten, wenn dem Striegel noch ein Walzenwerkzeug folgt, das die Ausfallsamen an den Boden drückt. Diesen Aspekt - Striegel kombiniert mit Walze - sollte die Auswahl innerhalb eines mittlerweile großen Angebots berücksichtigen. Walzen unterschiedlicher Bauart und für unterschiedliche Funktionen ausgelegt werden die Aufmerksamkeit auf sich lenken. Auf Einstellmöglichkeiten für unterschiedliche Bodenverhältnisse (fest, locker) gilt es zu achten, auch auf die Abstimmung für unterschiedliche Feuchtigkeitsverhältnisse. Hier ist es zweckdienlich und dient der Erweiterung des Einsatzspektrums, wenn Stützfunktionen und Tiefenführung wahlweise auch vom Fahrwerk übernommen werden können. Diese Option empfiehlt sich nicht nur für den Bereich der Stoppelbearbeitung, sondern für alle Bereiche der Bodenbearbeitung und Bestellung, in denen Walzen zum Einsatz kommen.

Dem Thema Stoppelbearbeitung werden sich auf der Agritechnica viele Anbieter stellen. Dabei geht es nicht nur um technische Lösungen, sondern auch um Konzepte betreffend der Frage Kurz- oder Langstoppel. Ist die Zeitspanne zwischen Ernte und Saattermin ausreichend, so darf man auch über ein Langstoppelkonzept nachdenken, das mit einem Striegel-Walzen-System nicht nur auf Hygiene ausgerichtet ist, sondern mehrmals wiederholte Arbeitsgänge auch dazu nutzt, Langstoppeln mürbe zu arbeiten. Nach erfolgreichem Einsatz (keimfähige Samen sind aufgelaufen, organische Reststoffe mürbe und durch biologische Aktivität reduziert) ist es möglich, mit nur einem flachen Arbeitsgang zwischen 5 und 10 cm Arbeitstiefe das Saatbett kostengünstig herzurichten, sofern die Bodenverhältnisse eine Bestellung ohne Lockerung zulassen. Eine große Auswahl von erweiterten Scheibeneggen-Kombinationen steht im Angebot, das sich nicht nur für die übliche Stoppelbearbeitung, sondern auch für eine Saatbettbereitung eignet, mit oder wie hier angesprochen, ohne vorausgehende Lockerung des Bodens (Bestellung mit Saatbettbereitung ohne Lockerung). Damit die erforderlichen feinen Saatbettstrukturen geschaffen werden, ist bei der Auswahl auf Scheibenaufhängung, Scheibendurchmesser, Schnittwinkel, Neigung, Strichabstand und Führung durch Walzen/Räder u.a. zu achten. Entscheidend ist eine gute Anpassung an die Bodenoberfläche.

Technik für Grundbodenbearbeitung

Von der Grundbodenbearbeitung werden je nach Ausrichtung lockernde, mischende und/oder wendende Wirkungen erwartet. Kein Gerät kann allen Ansprüchen gleichzeitig gerecht werden. Um den Boden zu lockern und durch den Mischeffekt Pflanzenreste einzuarbeiten, ist der Grubber nach wie vor das Gerät der ersten Wahl. Für eine krumentiefe Bearbeitung auf 20 bis 30cm eignen sich Meißelschare bei nur 6 cm Breite. Von ihnen geht eine lockernde und weniger ausgeprägt eine mischende Wirkung aus. Für Arbeitstiefen um 20 cm und weniger eignen sich breitere Schare, auch in gewendelter Form, was den Mischeffekt verbessert. Für flachere Arbeiten wird eine Fülle von Breitscharen angeboten, um flächendeckend den Boden zu bearbeiten. Arbeitstiefen flacher als 10 cm werden nicht mehr der Grundbodenbearbeitung zugeordnet. Einen ausgeprägten Wendeeffekt bei Arbeitstiefen ab 20 cm bietet nur der Pflug. Seine Lockerungswirkung ist ebenfalls ausgeprägt, die Mischwirkung nur schwach.

Da durch Grundbearbeitung in der Arbeitskette anteilig der höchste Energieverbrauch und die höchsten Gesamtkosten entstehen, wird die Frage nach der Notwendigkeit der Arbeitstiefe und der Intensität der Lockerung immer wieder diskutiert. Kernaufgabe der Grundbodenbearbeitung ist es, die Nutzpflanze in ausgewogenem Verhältnis mit Luft und Wasser zu versorgen. Vor diesem Hintergrund erklärt sich eine Lockerung bei unzureichender Durchlüftung und Dichtlagerung eines Bodens. Die Lockerung kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen, auf biologischem Wege durch Zwischenfruchtanbau und Fördern der biologischen Aktivität oder auf mechanischem Wege durch Technikeinsatz. Biogenes Lockern wird aus Hygienegründen zunehmen, den Hauptstellenwert wird aber nach wie vor die mechanische Lockerung übernehmen.

Bei aller Vielfalt der heute für Grundbodenbearbeitung in Betracht kommenden Technik, stellt sich die Frage nach der Bedienung und Flexibilität vor und während des Einsatzes. Mit welchem Aufwand etwa ist es möglich, die Arbeitstiefe zu verstellen? Einzubeziehen ist hier z.B. der Scharwechsel bei Grubbern, der mit einfachen Handgriffen möglich sein sollte. Schnellwechselsysteme zählen mittlerweile zum Standard. Besonders kostengünstig und effektiv ist die Option, nur die Hauptverschleißsegmente innerhalb eines Arbeitswerkzeugs zu wechseln. Für den hohen Anspruch gedacht: Bietet ein Arbeitsgerät auch die Möglichkeit, während des Einsatzes innerhalb einer Fläche, die Arbeitstiefe/-intensität den jeweiligen Bodenverhältnissen anzupassen? Dies kann von Hand, auf der Basis von Mapping GPS-unterstützt erfolgen oder in Realtime durch Sensorik (siehe Foto).

Grubber in Realtime durch Sensor in Front in Abhängigkeit von Bodentextur auf Tiefe geführt (Voßhenrich 2011, pre agro Versuchsbetrieb W. Täger-Farny)

Komfort-Geräte, die sich während des Einsatzes in Teilbereichen selbst justieren, die optimale Einstellung finden bzw. die Bedienung dazu unterstützen und erleichtern, werden zunehmend angeboten. Für eine Grubberkombination wäre es wünschenswert, wenn nach Verstellen einer Baugruppe (Arbeitstiefe der Grubberschare) andere Baugruppen (Nivilierschiene, Scheibenschare) selbstregulierend die optimale Einstellung finden. Mit Sensorik ausgestattete Geräte können auch die Verhältnisse (Strohauflage, Rauigkeit, Unebenheit) an der Bodenoberfläche erkennen und darauf ausgerichtet die Intensität eines Vorgangs nach einem Vorgabenmenü verstellen, z.B. durch ein Crossboard, das auf Unebenheiten der Bodenoberfläche reagiert. Techniken die einmal gefundene Einstellungen abspeichern und auf Knopfdruck bereithalten, erhöhen den Komfort und die Arbeitsqualität. Dem Komfort lässt sich auch das Wiedererkennen einer Zugmaschine durch das Arbeitsgerät zuschreiben und eine einmal gefundene Einstellung stellt sich beim nächsten Einsatz automatisch wieder her. Letztlich geht es um Fragen, inwieweit Steuerungen, Regelungen und Bedienungskomfort in einer Arbeitsmaschine integriert sind mit dem Ziel, die Arbeitsqualität zu verbessern und den Schlepperfahrer zu entlasten. Da mittlerweile auch komplexe Scheibeneggenkombinationen zur Grundbodenbearbeitung bis auf 20 cm Tiefe angeboten werden, gelten hier die gleichen Fragen mit dem gleichen Anspruch an gute Lösungen. Mittlerweile werden erweiterte aufgesattelte Scheibeneggenkombinationen von mehreren Anbietern mit Traktionsunterstützung angeboten. Die Umrüstung vor und nach dem Einsatz/Straßentransport sowie die zulässige Transportgeschwindigkeit auf der Straße sind auch Kriteriem des Komforts, die kaufentscheidend sein können.

Auch der Pflug, der seinen Anspruch in der Grundbodenbearbeitung behalten wird, da Landwirte in vielen Situationen auf die positiven Effekte der wendenden Wirkung nicht verzichten wollen, wird sich in Zukunft wesentlich über den Komfort (Bedienung bei Einsatz, Geradeauslauf, Ausarbeiten der letzte Furche, Memoryfunktionen, Umrüstung, Straßentransport), qualifizieren.

Zwischenfruchtanbau kombiniert mit Bodenbearbeitung

Der Zwischenfruchtanbau wird an Bedeutung gewinnen. Auf seine hygienischen Effekte wird in dem Maße mehr Wert gelegt, als bei den heute engen Fruchtfolgen Wirkungen durch chemischen Pflanzenschutz nachlassen und neue Mittel nicht mehr angeboten werden. Zwischenfruchtsaaten können noch vor der Ernte mit Routinemaßnahmen der Düngung breitgestreut werden oder was zunehmend zu beobachten ist, durch Zusatzausstattungen bei der Stoppelbearbeitung mit erledig werden. Hier sollte es einige interessante Lösungen und Ansätze geben, die für Überraschungen sorgen. Neben der klassischen Saat ist die Kombination eines Breitstreuers mit einem Striegel, einem Mulcher, einem Stoppelbearbeitungsgerät, aber auch mit Geräten der Grundbodenbearbeitung, wie Grubber, Scheibenegge und Pflug, denkbar.

Streifenbodenbearbeitung

Die Streifenbodenbearbeitung kombiniert die Vorteile der konventionellen Bearbeitung (Lockerung und Durchlüftung des Bodens mit Pflug) mit den Vorteilen der Direktsaat (Tragfähigkeit, Schutz vor Verschlämmung und Erosion, kein Hocharbeiten von Altsaaten). Sie kann prinzipiell auf allen Standorten zur Anwendung kommen. Der Stand der Technik limitiert die Anwendung jedoch auf Böden mit guten Schütteigenschaften. Deswegen sind gute Lösungen zur Erweiterung des Einsatzspektrums noch gefragt. Interessant wird Streifenbodenbearbeitung vor allem, weil sie sich gut für unterschiedliche Formen der Unterfuß- und Unterflurdüngung eignet. Auch geruchsintensive Flüssigdünger lassen sich gut handhaben. Ein positiver Nebeneffekt der Unterfußdüngung besteht in Kompensationswirkungen. So lassen sich nachteilige Wirkungen weiter Reihenabstände auf Pflanzenentwicklung und -ertrag leichter kompensieren. Extreme Reihenabstände (>24 cm) werden dadurch auch für Getreide denkbar. Wäre es in Zukunft realisierbar, alle Körnerfrüchte mit einem einheitlich weiten Reihenabstand zu säen, so hätte das Vorteile im Maschineneinsatz. Es würde nur noch mit exakt arbeitender Sätechnik gearbeitet. Da diese einheitlich für alle Früchte zum Einsatz käme, geschähe das auch noch kostengünstig – eine Vision der nahen oder fernen Zukunft!