DLG-Unternehmertag 2014 Steuerungssysteme im Ackerbau : Präzisionsfeldbau und autonome Fahrzeuge...

DLG-Unternehmertag 2014

Steuerungssysteme im Ackerbau : Präzisionsfeldbau und autonome Fahrzeuge

Dr. Bernhard Streit

Dozent für Verfahrenstechnik im PflanzenbauBFH-HAFL, Länggasse 85, 3052 [email protected]


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)3 m Arbeitsbreite, gezogen2)3m Arbeitsbreite, 3-Punkt-Hydraulik

1) 2)


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

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.


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.


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)


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.


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)


• 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



Aktuelle Arbeiten an der BFH-HAFL: Feldeinsätze von Kleinfahrzeugen


Aktuelles Forschungsfahrzeug (links) und CAD-Skizze eines möglichen Prototyps (rechts).

Messungen zur Einsatzeffizienz eines Kleinfahrzeuges (umgebauter Raupendumper)

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