BioAcker und GrünlandFeldroboter: Wenn die Hacke smart wird

Feldroboter: Wenn die Hacke smart wird

Quelle: Vinzent

Die Welt rund um die mechanische Unkrautbekämpfung in Reihenkulturen hat sich in den vergangenen Jahren grundlegend verändert. Technische Innovationen wie die Kulturpflanzenerkennung haben die Leistungsfähigkeit von Hackgeräten merklich gesteigert. Politische Förderprogramme bieten darüber hinaus Anreize für Landwirte, in die oft noch wenig verbreitete Technologie der automatisierten mechanischen Unkrautregulierung zu investieren. Grundsätzlich lassen sich innerhalb des Portfolios zur automatisierten Unkrautregulierung drei große Technologieentwicklungen thematisch voneinander abgrenzen.

Automatische Reihenführung

Den Einstieg in die automatisierte mechanische Unkrautregulierung stellen Systeme zur elektronischen Reihenführung dar. Dabei gibt es sowohl für die Reihenerkennung als auch für die Verschiebung der Hackgeräte verschiedenste Möglichkeiten von Sensoren und Aktoren. Die Kosten der Systeme bewegen sich aktuell im Bereich von ca. 20.000 Euro netto. Am weitesten verbreitet sind in dieser Kategorie klassische Kamerahacken mit Linear- und Parallelogrammverschieberahmen. Alle großen Hersteller haben solche Geräte im Angebot (siehe Tabelle). Daneben gibt es Hersteller wie z. B. Nalatec, die bei der Kamera wie auch bei der Ansteuerung der Hacke mittels Anlenkung der Unterlenkerstabilisatoren andere Wege gehen. Da solche Systeme mit weniger Komponenten als der klassische Verschieberahmen auskommen, sind sie preislich günstiger und auch für kleine Traktoren interessant. Für kleinere Betriebe oder Einsteiger, die nicht gleich mehrere 10.000 Euro investieren wollen, können solche Systeme interessant sein. Daneben stehen auch größere Hersteller wie John Deere mit ähnlichen Systemen kurz vor der Serienreife.

Kameragestützter Linearverschieberahmen von Garford in Verbindung mit einem 12-reihigen Hackgerät.
Quelle: Vinzent

Kamera muss Unkraut und Kulturpflanze unterscheiden

Alle optischen Kamerasysteme basieren in ihrer Funktionsweise darauf, von Unkraut und Boden unterscheidbare Kulturpflanzen vorzufinden. Welche Art des Verschiebrahmens darauf aufbauend gewählt wird, hängt sowohl von den persönlichen Vorstellungen des Anwenders als auch vom Maschinengewicht (Unterlenkerstrebe mit geringerer Baulänge verglichen mit Verschieberahmen), der Hangneigung (Parallelogrammverschiebung baut länger als Linerarverschiebung, verschiebt dafür aber mit geringerer direkter Kraft auf den Schlepper), aber auch vom Preis und einem guten Servicepartner ab.

Sensortechnik bei Sonderkulturen

Weit weniger verbreitet ist bei den Sensoren Verschiebetechnik, die mithilfe von Ultraschallsensoren gesteuert wird. Sie benötigt sehr klare Kulturpflanzenstrukturen (wie bei gepflanzten Kulturen im Sonderkulturbereich üblich), kann im Gegenzug dazu aber auch bei Bedingungen nach Reihenschluss eingesetzt werden, wenn die optische Kamera „nichts mehr sieht“.

GPS hat Vorteile in schwierigen Jahren

Ebenso können RTK-GNSS-Empfänger zur Ansteuerung von Verschieberahmen oder Unterlenkerstabilisatoren genutzt werden. Bei diesem Verfahren werden die Pflanzenreihen bereits bei der Saat aufgezeichnet und bei späteren Hackdurchgängen nachgefahren. Ein großer Vorteil dieser Technologie ist die Unabhängigkeit von Wachstumsstadien von Pflanzen und Unkraut. Das kann speziell in schwierigen Jahren bei eingeschränkter Einsatzfähigkeit beim Hacken terminliche Vorteile mit sich bringen.

Vollautomatische Hackgeräte

Im Gegensatz zur elektronischen Reihenführung lassen sich die Anbieter vollautomatischer Hackgeräte an einer Hand abzählen (einen Überblick über Hersteller und ihre angebotenen Technologien finden Sie in der aktuellen LANDWIRT bio-Ausgabe 5/2020, bestellen Sie hier ein Probeheft). Diese Hackgeräte regulieren das Unkraut nicht nur zwischen, sondern auch innerhalb der Kulturreihen. Die Geräte sind mit mehreren Kameras zur Einzelpflanzenerkennung in jeder Reihe ausgestattet und somit viel komplexer aufgebaut, wodurch der Investitionsbedarf um ein Vielfaches höher liegt als bei den Reihenführungen.

Die Spanne reicht von ca. 10.000 bis 12.000 Euro pro Reihe für einfachere Geräte mit Lichtschranke (Drimac und Ferrari) bis hin zu ca. 20.000 Euro pro Reihe bei den Geräten von KULT Kress, Steketee oder Garford. Aufgrund ihrer Arbeitsweise profitieren vollautomatische Hackgeräte sehr von einer möglichst gleichmäßigen Pflanzenverteilung innerhalb der Reihe. Die heute marktverfügbaren Geräte wurden ursprünglich für Gartenbau- und Sonderkulturen entwickelt, wo die Kulturen üblicherweise gepflanzt werden. Allerdings hat die Technik in den vergangenen Jahren auch zunehmend für landwirtschaftliche Großflächenkulturen wie Öko-Zuckerrüben starkes Interesse geweckt, da die Kosten für die Handhacke bei gleichzeitig eingeschränkter Verfügbarkeit von Arbeitskräften stetig steigen. Der hohen Rentabilität vollautomatischer Hacken stehen allerdings die eingeschränkte Flächenleistung sowie die hohen Anschaffungskosten entgegen. Ideal wäre deshalb die Anschaffung für Betriebe, die durch vielfältige Kultu- ren oder gestaffelte Saat- bzw. Pflanzsätze die Hackgeräte während der Anbausaison vollständig auslasten können, womöglich noch mit festen Bedienern für die vollautomatische Hacke.

Das vollautomatische Hackgerät KULT Kress Robovator mit Einzelpflanzenerkennung im Einsatz bei der Unkrautregulierung in kleinen Zuckerrüben.
Quelle: Vinzent

Autonome Roboter

Mindestens genauso komplex, aber mit der Intention einer für den Landwirt einfacheren Bedienung, sind autonome Feldroboter, von denen es mittlerweile auch eine Handvoll am Markt gibt. Diese sind inzwischen dazu in der Lage, bei geeigneten Flächenstrukturen (arrondierte Felder von Vorteil!) bis zu 20 ha und mehr Fläche zu bearbeiten. Grob kann man dabei Roboter unterscheiden, die für bestimmte Zwecke wie die Saat und die Kulturpflege entwickelt wurden (z. B. Farmdroid FD 20), und sogenannte Plattformroboter (z. B. Agrointelli Robotti), die in der Lage sind, mit normalen landwirtschaftlichen Anbaugeräten gekoppelt zu werden. Preislich liegen die angebotenen Modelle derzeit zwischen 25.000 und gut 100.000 Euro. Noch sind die Roboter in der Praxis am wenigsten verbreitet, weshalb oft Erfahrungswerte zur möglichen Arbeitseinsparung, der nötigen Logistik am landwirtschaftlichen Betrieb für einen reibungslosen Einsatz und den effizientesten Anwendungen fehlen. Sicher ist es auch nicht zielführend, sämtliche ackerbauliche Arbeitsverfahren um jeden Preis für die Feldrobotik neu zu denken. Dafür ist die Effizienz bei Verfahren wie der Bodenbearbeitung oder beim Transport heute bereits sehr hoch. Sicher ist aber auch, dass die heute verfügbaren Modelle bereits ernstzunehmende Alternativen in bestimmten Arbeitsschritten, besonders unter kleinstrukturierten landwirtschaftlichen Verhältnissen mit hoher Wertschöpfung bieten.

Der autonome Feldroboter Farmdroid FD 20 bei der RTK-gestützten Aussaat von Zuckerrüben.
Quelle: Vinzent

LANDWIRT Tipp

Was Sie vor der Investition in Technologien zur automatisierten mechanischen Unkrautregulierung bedenken sollten:

  • Besichtigen Sie die Technologien am besten im Einsatz auf anderen Betrieben. Vorführungen sind schwierig.
  • Bei Planungen zum gemeinschaftlichen Erwerb von Geräten: Auch wenn sich Einsparungen bei der Anschaffung

ergeben, können terminliche Überschneidungen beim Hacken die Sinnhaftigkeit einer Maschinengemeinschaft an

dieser Stelle schnell infrage stellen.

  • Die Technik veraltet heute unter Umständen schneller als früher. Das kann ein Argument für eine finanziell knappe oder üppige Lösung sein, aber auf jeden Fall nicht für einen ständigen Wechsel.
  • Wer soll die Maschinen bedienen: der Altenteiler oder der Betriebsleiter? Fakt ist: Die Maschinen werden komplexer.
  • Vor allem bei Neueinsteigern ins Hackgeschäft gilt es zu berücksichtigen: Hacke und Kamerasteuerung sind eigentlich zwei neue Maschinen, die zusammenspielen müssen!
  • Der Service muss passen, bei digitalen Lösungen erst recht. Die Investitionskosten sind dann unter Umständen nicht so wichtig wie der billigste Anbieter.
  • Haben Sie die angepeilte Entwicklung des Betriebs im Blick, damit die Technologie auch noch in ein paar Jahren passt (neue Feldfrüchte, andere Bodenbearbeitungsverfahren, Reihenweiten etc.).
  • Beurteilen Sie schon im Voraus Leistungsvermögen und Grenzen der Systeme: Passt die Hacktechnik überhaupt zu Ihrem Standort? Stichworte: Erosion/Flächenzuschnitt.
  • Lassen Sie sich auf die neue Technologie ein und bringen Sie Geduld mit, nicht alles klappt auf Anhieb.

Autor: Dr. Beat Vinzent ist Landtechnikexperte an der Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) Bayern in Ruhstorf an der Rott.